新聞主題	發(fā)電機(jī)電控噴射系統(tǒng)的工作過程

 

電控噴射系統(tǒng)

20世紀(jì)70年代以來，全球環(huán)境狀態(tài)的日益惡化，能源危機(jī)意識的加強(qiáng)，以及CO₂排放被認(rèn)為是對溫室效應(yīng)有促進(jìn)的污染物的事實(shí)，都對柴油機(jī)的排污和經(jīng)濟(jì)性能提出了更高的要求。世界各國推出的排放法規(guī)和某些國家的能源法規(guī)都更加嚴(yán)格。為此，將傳統(tǒng)的機(jī)液噴油系統(tǒng)改造為電腦控制、機(jī)電一體化的噴油系統(tǒng)是最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。

柴油機(jī)的電控噴射經(jīng)多年研究已達(dá)到了實(shí)用化階段，發(fā)展了各種電控高壓噴射系統(tǒng)。柴油機(jī)電控噴射按控制方式分為兩大類，一類是早期研究開發(fā)、現(xiàn)階段不斷完善的位移控制方式。它的特點(diǎn)是在原機(jī)械控制循環(huán)噴油量和噴油正時(shí)原理的基礎(chǔ)上，改進(jìn)更新機(jī)構(gòu)功能，用線位移或角位移的電磁液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)或電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制油量調(diào)節(jié)（齒桿或拉桿位移，撥叉位移）和提前器運(yùn)動裝置的位移，實(shí)現(xiàn)循環(huán)噴油量和噴油正時(shí)的電控。此外，與機(jī)械控制不同，用改變柱塞預(yù)行程的辦法，實(shí)現(xiàn)可變供油速率的電控，從而滿足高壓噴射中高速、大負(fù)荷和低怠速噴油過程的綜合優(yōu)化控制。其典型產(chǎn)品有直列柱塞泵電控系統(tǒng)或轉(zhuǎn)子分配泵電控系統(tǒng)，電控調(diào)速器，單體泵或泵噴嘴的電控系統(tǒng)等；另一類是時(shí)間控制，該類電控高壓噴射裝置的工作原理與傳統(tǒng)機(jī)械式的完全不同，是在高壓油路中利用一個(gè)或兩個(gè)高速電磁閥的啟閉控制噴油泵和噴油器的噴油過程。噴油量控制由噴油器的開啟時(shí)間長短和噴油壓力大小決定，而噴油正時(shí)由控制電磁閥的開啟時(shí)刻定，從而可實(shí)現(xiàn)噴油量、噴油正時(shí)和噴油速率的柔性控制與一體控制。時(shí)間控制方法更加先進(jìn)是柴油機(jī)噴射系統(tǒng)的發(fā)展方向，其典型產(chǎn)品是共軌噴射系統(tǒng)。

 

電控共軌噴油系統(tǒng)工作原理

圖1是日本電裝公司的ECD-U2電控共軌噴油系統(tǒng)原理圖。它以新型的時(shí)間控制方式利用電磁式油泵控制閥來調(diào)整噴油泵供油量，以改變共軌油道中的油壓，而不是決定循環(huán)噴油量的大小。因此，噴油泵中柱塞偶件不起油量調(diào)節(jié)作用，也不需要每個(gè)發(fā)動機(jī)氣缸有一組泵油元件。如圖1所示的系統(tǒng)是配六缸發(fā)動機(jī)僅用兩副泵油元件的噴油泵。共軌中的油壓大小根據(jù)發(fā)動機(jī)工況要求，由油壓傳感器把壓力值測出輸送給電控裝置，所測壓力與發(fā)動機(jī)工況所設(shè)置的最佳壓力值比較，電控裝置給出信號控制電磁式油泵控制閥啟閉，使油壓為最佳值，此壓力值是噴油嘴的噴射壓力。噴油嘴的啟閉由油嘴頂部液壓活塞控制室中的油壓決定。此油壓大小取決于共軌中壓力和三通電磁閥啟閉的共同作用。當(dāng)三通閥通電時(shí)，控制室的高壓燃油流出，噴油嘴針閥因壓力室內(nèi)的高壓作用而上升，于是噴油開始。當(dāng)三通閥斷電時(shí)，高壓油供到液壓活塞頂部控制室，針閥下落，噴油停止。因此，噴油正時(shí)由接通三通閥的始點(diǎn)來控制，而噴油量由三通閥接通的持續(xù)時(shí)間來控制。圖中通過精細(xì)調(diào)節(jié)節(jié)流孔的孔徑大小可以控制針閥上升的速度，從而改變初期的供油速率，達(dá)到低噪聲、低NO_x排放的目的。

圖1電控共軌噴油系統(tǒng)（ECD-U2）

 

由此可見，ECD-U2系統(tǒng)是通過控制一個(gè)油泵控制閥和每個(gè)氣缸一個(gè)噴油三通閥的啟閉時(shí)刻和持續(xù)期，控制噴油壓力和針閥開啟的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)循環(huán)噴油量、噴油正時(shí)、噴油速率的柔性控制。圖2.73中的附加信息是指燃油溫度、空氣溫度等其他傳感器元件測出的各種量值。

從上面的分析可知，采用時(shí)間控制方式的共軌系統(tǒng)其特點(diǎn)是用電磁閥控制噴射壓力、噴油正時(shí)和噴油量的變化，調(diào)節(jié)的自由度大，控制精度大大提高。

用共軌系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)在傳統(tǒng)噴油系統(tǒng)上無法實(shí)現(xiàn)的功能，主要如下。

共軌系統(tǒng)中的噴油壓力柔性可調(diào)，對不同負(fù)荷和轉(zhuǎn)速可確定所需的最佳噴射壓力，從而優(yōu)化柴油機(jī)綜合性能，如噴射壓力可不隨柴油機(jī)轉(zhuǎn)速變化，有利于增大柴油機(jī)低速時(shí)的轉(zhuǎn)矩和改善低速煙度。

i．可獨(dú)立地柔性控制噴油正時(shí)，配合高的噴射壓力［（140～180）MPa］，可同時(shí)控制NO_x和微粒（PM）在較小的數(shù)值內(nèi)，滿足排放要求。

iii.柔性控制噴油速率變化，實(shí)現(xiàn)理想的噴油規(guī)律形狀（預(yù)噴型、三角形或臺階形噴油規(guī)律），既可降低柴油機(jī)NO_x和dp/dφ，又能保證優(yōu)良的動力性、經(jīng)濟(jì)性。

iv.電磁閥控制噴油，控制精度高，高壓油路中不會出現(xiàn)氣泡和殘壓為零的現(xiàn)象，因此在柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，噴油量循環(huán)變動小，各缸不均勻得以改善，可改善柴油機(jī)的振動，減少排放。

 

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