电控燃油与高压共轨技术简介

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电控燃油与高压共轨技术简介MMM(水利水电0班学号：0000000000)摘要：汽车节能技术主要分三大类：一是对传统内燃机技木的改进，二是整车节能技术，三是新能源汽车技术。发动机节能是汽车节能技米的关键，而发动机节能技术的核心是提高发动机的燃烧效率，提高热效率。关键词：电控燃油高压共轨技木汽车节能整车节能技术主要有：汽牟传动系统匹配优化、减小空气阻力一汽车空气动力学设计、整车轻量化以及各种对行驶系、制动系的改进。新能源汽车是指使用汽、柴油以外燃料的汽车，如：液化石油汽车、天然气汽车、醇类燃料汽车、二甲醚汽车、电动汽车和混合动力汽车等。1.电控汽油机燃油喷射技术1967年德国博世公司推出D型Jetronic模拟式汽油喷射系统。1973年博世公司推出L型Jetronic汽油喷射系统，由于采用了测量空气流量的方法控制喷油量，提高了控制精度。同时还开发出机械式汽油喷射系统。1979年博世公司推出了集点火与喷油于一体的Motronic数字式发动机综合电子控制系统。在这期间美国GM公司的DEFI、FORD公司的EEC,丰㈩公司的TCCS纷纷出场。这些都是综合控制的电子系统。1995年美国在轿车上全部采用电控汽油喷射系统；欧洲的轿车采用汽油喷射系统的占90%以上。FI前汽车工业发达的国家在汽油车上均采用汽油喷射系统，以满足闩益严格的排放要求。(二)电控汽汕机燃汕喷射系统的优缺点1.1与化油器式发动机相比，汽油喷射系统具有以下优点：(1)、提高了发动机的充气系数，从而增加了发动机的输出功率和扭矩。可均匀分配各缸燃油，减少了爆震现象，提高了发动机工作的稳定性，提高了汽车冷起动性能和加速性等驾驶性能。(2)、能根据发动机负荷的变化，精确控制混合气的空燃比，适应发动机的各种工况，使汽油燃烧充分，降低油耗，减少排气污染，。(3)、电控汽油喷射系统的缺点在于价格偏高、维修要求高。1.2电控汽油机燃油喷射系统的组成与工作原理(1)、电控汽油机燃油喷射系统的组成按其部件功用来看，主要由进气系统、燃油控制系统和电子控制系统三部分组成。(2)、电控汽油机燃油喷射系统的工作原理电控燃油喷射系统采用各种传感器，它们将发动机的负荷、转速、加速、减速、吸入空气流量和温度、冷却水温度等变化情况转换成电信号，然后把这些电信号输入到计算机控制系统(电子控制单元ECU),E⑶根据这些信号与存储的信号进行精确计算后，输出一个控制信号去控制喷油阀的开启时间和持续时间，实现对喷油器喷油量的控制，从而使发动机始终具有一个最佳的空燃比。2、共轨电控柴油喷射系统的发展 柴油机排气中包含各种成分，除基本成分C02,H20,02以及N2等外，还包括CO,IIC,NOX,微粒及醛类等。这些成分的质量总和在柴油机排气屮所占的比例虽然还不到1%,但它们大部分是有害的，或有强烈刺激的臭味，有的还有致癌作用，因此被列为有害排放物。随着世界各国工程机械、运输车辆等数量增加，柴油机排放的尾气已经成为对地球环境的主要污染原因之一，为了保护环境，要求降低柴油机污染物的排放。高压共轨电控柴油喷射技术是0前能够较为成功的控制柴油机污染排放的新技术之一。柴油机燃油喷射系统是影响燃烧过程的重耍因素，传统的喷射系统由于结构和原理等限制，不能很好的提高喷射压力和达到理想的喷射速率特性来改善柴油机缸内的燃烧，因此，柴油机电控喷射系统逐渐发展起来。在传统的喷射系统基础上首先发展起来的电控喷射系统是位置控制系统，称之为第一代电控喷射系统。第二代电控喷射系统基于电磁阀的时间控制系统。第三代电控系统是高压共轨系统，被世界N燃机行业公认为20世纪三大突破之一，将成为21世纪柴油机燃油系统的主流。共轨系统与之前以凸轮轴驱动的柴油喷射系统不同，井轨式柴油喷射系统将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开。电磁阀控制的喷油器替代了传统的机械式喷油器，燃油轨中的燃油压力由一个径向柱塞式高压泵产生，压力人小与发动机的转速无关，可在一定范围内自由设定。共轨屮的燃油压力由一个电磁压力调节阀控制，根据发动机的工作需耍进行连续压力调节。电控单元作用于喷油器电磁阀上的脉冲信号控制燃油的喷射过程。喷油量的大小取决于燃油轨中的油压和电磁阀开启时间的长短，及喷油嘴液体流动特性。燃油喷射压力是柴油发动机的重要指标，因为它联系着发动机的动力、油耗、排放等。共轨柴油喷射系统已将燃油喷射压力提高到1800巴，最近2年，匹配直喷柴油发动机的轿车在欧洲得到了显著发展，有着高效和出色的燃油经济性，并降低了发动机噪音。直喷柴油发动机使用的是泵喷嘴系统，国内生产的1.9TDI宝来就应用这一系统，最高喷射压力可达到1800巴。泵喷嘴直喷系统好虽好，但燃油压力不能保持恒定，随着排放控制的更加苛刻，就需要更高及恒定的柴油喷射压力和更完善的电子控制，于是众多制造商们就把优点更多的柴油共轨系统作为柴油发动机的发展方向。这一系统有很高的燃油压力，并能提供弹性燃油分配控制，通过ECU灵活地控制燃油分配、燃油喷射时间、喷射压力和喷射速率。通过对以上特性的控制，共轨已经使柴油机的响应性和驾驶舒适性达到了汽油发动机水平，同时它具有着显著的燃油经济性和低排放特性。在发动机所有转速范围内保证高燃油压力，高的喷射压力可以在低转速工况不获得良好的燃烧特性，由凸轮轴驱动控制的轴向柱塞式分配泵的发动机，燃油系统压力与发动机转速呈线性关系，在发动机低转速时形成燃油压力不足，而井轨系统能够在发动机的所有转速范围内获得非常高的燃油压力。灵活的电子控制系统对正时和喷射压力的控制在发动机各种工况下都能够获得低排放和高效率。由于压力的形成与喷射过程分离，使发动机设计人员在研宄燃烧和喷油过程时获得了更大的自由。可根据发动机工况的耍求调节喷射压力和喷射正时，使发动机在低速工况下也能实现完全燃烧，所以即使是在很低的转速也能获得大扭矩。预喷射技术的应用在降低排放和噪音方面取得了更大的进步2.1高压共轨电控柴油喷射系统的优点共轨式喷油系统于二十世纪90年代中后期才正式进入实用化阶段。高压共轨 电控柴油喷射系统可实现在传统喷油系统中无法实现的功能，其优点有：(1)、共轨系统中的喷油压力柔性可调，对不同工况可确定所需的最佳喷射压力，从而优化柴油机综合性能。(2)、可独立地柔性控制喷油正时，配合高的喷射压力(120MPa〜200MPa),可同时控制NOx和微粒在较小的数值内，以满足排放要求。(3)、柔性控制喷油速率变化，实现理想喷油规律，容易实现预喷射和多次喷射，既可降低柴油机NOx，又能保证优良的动力性和经济性。(4)、由电磁阀控制喷油，其控制精度较高，高压油路屮不会出现气泡和残压为零的现象，因此在柴油机运转范围内，循环喷油量变动小，各缸供油不均匀可得到改善，从而减轻柴油机的振动和降低排放。2.2高压共轨电控柴油喷射系统的基木组成和工作原理(1)、高压共轨电控柴油喷射系统的基本组成高压共轨电控燃油喷射系统的基本组成主要由高压油泵、共轨腔及高压油管、电控喷油器、电控单元ECU以及各种传感器和执行器等组成，它是一种将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开的供油方式，(2)、高压共轨电控柴油喷射系统的基本工作原理电动燃油泵从油箱将燃油泵入高压油泵的进油口，由发动机驱动的高压油泵将燃油增压后送入共轨腔内，通过对共轨腔的油压实现精确控制，使高压油管压力大小与发动机的转速无关，可以大幅度减小柴油机供油压力随发动机转速的变化，再由电磁阀控制各缸喷油器在相应时刻喷油，因此也就减少了传统柴油机的缺陷。其中E⑶控制喷油器的喷油量，喷油量大小取决于井轨腔的压力和电磁阀开启时间的长短。