• <progress id="uc7zz"><track id="uc7zz"></track></progress>

      <rp id="uc7zz"></rp>
      ?
      歡迎您訪問貴州自考網!網站為考生提供貴州自考信息服務,供學習交流使用,非政府官方網站,官方信息以貴州省招生考試院(www.eaagz.org.cn)為準 登錄  網站導航

      貴州自考網

      自考熱線:0851-85766631

      淺論柴油機共軌技術研究及發展前景

      編輯整理:  貴州自考網 發表時間:  2018-05-25   【   點擊數:

            目前,資源匱乏油價居高不下的嚴峻狀況。本人以資源的稀缺性為依托,對柴油機的發展,結合柴油機的優良特性,通過闡述當前先進的電控柴油機共軌技術與之傳統柴油機做了鮮明的描述.對比與結論,和對柴油機共軌技術的未來發展前景,做了具體的淺析和深入的探索.

        一.問題背景

        能源短缺尤其是石油短缺是全球性的問題,而作為經濟增長的中國在能源方面保持著強勁的需求。當前,中國資源的“紅燈”已經亮起,其中石油資源的短缺十分突出,據專家估計,中國已探明的石油可采儲量約我23億t,2004年中國累計進口原油1.2億t,石油對我依存度已達到40%。目前我國汽車消耗燃油約占全國總石油消費的三分之一。預計2010年,汽車燃油需求我1.38億t,占總消費43%;2020年燃油需求我2.56億t,比例將達到75%;而到了2030年,這一比例將有可能達到77%。

        笨重、噪聲大、噴黑煙,令許多人對柴油機的直觀印象不佳,加之柴油機的構造比較復雜,不少人對柴油機缺乏了解,尤其對現代先進的柴油機缺乏了解,因此柴油機汽車在一些城市成了“被限制的對象”、受到種種歧視。其實,經過多年的研究和新技術應用,現代柴油機已與傳統柴油機有了很大差別,在減少質量、噪聲、廢氣煙度等方面取得了重大突破。其中,共軌技術就是現代柴油機采用的新技術之一。

        二.柴油機的發展淺析

        自1897年柴油機問世至今,在一百多年的發展過程中,自20世紀20年代中期以德國BOSCH公司我代表推出的機械式噴油系統取代蓄壓式供油系統,是柴油機在汽車上的應用成為可能,從而在許多地方取代了汽油機,并發展壯大。

        柴油機發展經歷了五個階段:

        1.電控直列式噴右泵

        電控直列式噴右泵在直列泵基礎上發展起來的電子控制燃油噴射裝置,他具有噴油量與噴油定時控制功能或只具備其中一種功能,有些噴油壓力和噴油速率等控制功能。(如日本DKK公司的RED-型電子調速器。德國Heinzmann公司的E型電子調速器及美國Barber Colmann

        公司的電子調速器等)

        2.電控單體泵系統

        德國Bosch公司的電控單體泵(EUP)系統,采用較短的高壓油管,可實現較高的噴油壓力,最高噴油壓力可達160MPa,該系統采用高速電磁閥控制噴油定時及噴油量。

        3.電控分配泵

        柴油機電控分配泵的噴油量及噴油定時的控制一般采用高速電磁閥,電磁閥的閉合時刻對應著噴油定時,電磁閥從閉合到開啟的時間確定了噴油量,如日本豐田公司的ECD-2型電控VE泵。

        4.電控泵噴嘴系統

        電子控制泵噴嘴系統可分為機械驅動式和蓄壓式兩種,如美國底特律柴油機的DDEC型電控泵噴嘴,英國LucasCAV公司的EUI型電控泵噴嘴。

        電控蓄壓十系統的特點是:將電控和液壓技術相結合,按時控制噴射過程和噴射壓力。如日本小松公司的KOMPICS電子液壓泵噴嘴系統。

        5.電控共軌燃油系統

        20世紀90年代研制出了一種全新的燃油噴射系統----電控共軌燃油系統,該系統雖然正式問世不久,但已顯示出它的巨大的優越性。如日本的電裝公司的共軌系統ECD-2及德國Bosch公司的柴油機共軌電控蓄壓式噴射系統。

         三、現代共軌柴油噴射系統淺析

        現代先進的汽車柴油機一般采用電控噴射、共軌、渦輪增壓中冷等技術,在重量、噪音、煙度等方面已取得重大突破,達到了汽油機的水平,而且相比汽油機更環保。目前國外輕型汽車用柴油機日益普遍,奔馳、大眾、寶馬、雷諾、沃爾沃等歐洲名牌車都有采用柴油發動機的車型。

        在電控噴射方面柴油機與汽油機的主要差別是,汽油機的電控噴射系統只是控制www.zlunwen.com空燃比,柴油機的電控噴射系統則是通過控制噴油時間來調節輸出的大小,而柴油機噴油控制是由發動機的轉速和加速踏板位置(油門拉桿位置)來決定的。因此,基本工作原理是計算機根據轉速傳感器和油門位置傳感器的輸入信號,首先計算出基本噴油量,然后根據水溫、進氣溫度、進氣壓力等傳感器的信號進行修正,再與來自控制套位置傳感器的信號進行反饋修正,確定最佳噴油量的。

        電控柴油噴射系統由傳感器、ECU(計算機)和執行機構三部分組成。其任務是對噴油系統進行電子控制,實現對噴油量以及噴油定時隨運行工況的實時控制。采用轉速、溫度、壓力等傳感器,將實時檢測的參數同步輸入計算機,與巳儲存的參數值進行比較,經過處理計算按照最佳值對噴油泵、廢氣再循環閥、預熱塞等執行機構進行控制,驅動噴油系統,使柴油機運作狀態達到最佳。這類電控系統可分為:蓄壓式電控燃油噴射系統、液力增壓式電控燃油噴射系統和高壓共軌式電控燃油噴射系統。以下就介紹一下高壓共軌電控柴油噴射系統:

       ?。ㄒ唬┕曹壖夹g

        在汽車柴油機中,高速運轉使柴油噴射過程的時間只有千分之幾秒,實驗證明,在噴射過程中高壓油管各處的壓力是隨時間和位置的不同而變化的。由于柴油的可壓縮性和高壓油管中柴油的壓力波動,使實際的噴油狀態與噴油泵所規定的柱塞供油規律有較大的差異。油管內的壓力波動有時還會在主噴射之后,使高壓油管內的壓力再次上升,達到令噴油器的針閥開啟的壓力,將已經關閉的針閥又重新打開產生二次噴油現象,由于二次噴油不可能完全燃燒,于是增加了煙度和碳氫化合物(HC)的排放量,油耗增加。此外,每次噴射循環后高壓油管內的殘壓都會發生變化,隨之引起不穩定的噴射,尤其在低轉速區域容易產生上述現象,嚴重時不僅噴油不均勻,而且會發生間歇性不噴射現象。為了解決柴油機這個燃油壓力變化的缺陷,現代柴油機采用了一種稱為"共軌"的技術。

        1、原理。

        共軌電噴技術是指在高壓油泵、壓力傳感器和電子控制裝置(ECU)組成的閉環系統中,將噴射壓力的產生和噴射過程彼此完全分開的一種供油方式。它是由高壓油泵將高壓燃油輸送到公共供油管,通過公共供油管內的油壓實現精確控制,使高壓油管壓力大小與發動機的轉速無關,可以大幅度減小柴油機供油壓力隨發動機轉速變化的程度,因此,也就減少了傳統柴油機的缺陷。ECU控制噴油器的噴油量,其大小取決于燃油軌道(公共供油管)壓力和電磁閥開啟時間的長短。該技術不再采用傳統的柱塞泵脈動供油的原理,而是通過供軌直接或間接的形成恒定的高壓燃油,分送到每個噴油器,并借助于集成在每個噴油器上的高速電磁開關閥的啟閉,定時定量的控制噴油器噴射至柴油機燃燒室的油量,從而保證柴油機達到最佳的燃燒比和良好的霧化,以及最佳的發火時間、足夠的能量和最少的污染排放。柴油機供軌式電控燃油系統的原理如附圖所示。

        2、分類

        按照噴油高壓形成的不同,共軌式電控燃油噴射系統有兩種基本型式,即高壓共軌式和中壓共軌式。

        (1)高壓共軌系統。高壓輸油泵(壓力在120MPa以上)直接產生高壓燃油后,輸送至共軌中消除壓力的脈動,再分送到各噴油器;當電子控制裝置按需要發出指令信號后,高速電磁閥(響應在200s左右)迅速打開或關閉,進而控制噴油器工作,即按設定的要求噴出或停噴高壓燃油。

        (2)中壓共軌系統。中壓輸油泵(壓力為10-13MPa)將中壓燃油輸送到共軌中消除壓力的脈動,再分送至帶有增壓柱塞的噴油器中;當高速電磁閥開關閥接收到電子控制裝置發送的指令信號后,就迅速開啟或關閉,從而控制燃油器工作,迅即通過高壓柱塞的增壓作用,將從共軌中來的中壓燃油加壓至高壓(120-150MPa)后噴出或停噴。

        高壓共軌系統與中壓共軌系統的主要判別在于,高壓燃油的獲得方式不同;前者由高壓燃油泵直接提供,而后者則借助于增壓柱塞增壓后獲得。3、特點

       

        柴油機共軌式電控燃油噴射技術集計算機控制技術、現代傳感檢測技術以及先進的噴油器結構于一身。它不僅能達到較高的噴射壓力、實現噴射壓力和噴油量的控制,而且還能實現預噴射和后噴,從而優化噴油特性、減低柴油機噪聲和大大減少廢氣的排放量,其特點為:

        (1)采用先進的電子控制裝置及配有高速電磁開關閥,使得噴油過程的控制十分方便,并且可控參數多,利于柴油機燃燒過程的全程優化。

        (2)采用共軌方式供油,噴油系統壓力波動小,各噴油器間相互影響小,噴射壓力控制精度較高,噴油量控制較準確。

        (3)高速電測開關閥頻率高,控制靈活,使得噴油系統的噴射壓力可調范圍大,并且能方便的實現預噴射、后噴等功能,為優化柴油機噴油規律、改善其性能和降低廢氣排放提供了有效手段。

        (4)系結構移植方便,適應范圍廣,不像其他的擊中電噴油系統,對柴油機的結構形式有專門要求;尤其是高壓共軌系統,與目前的小、中型及重性柴油機均能很好匹配,因而市場前景看好。

       ?。ǘ└邏汗曹夒娍厝加蛧娚湎到y及基本單元

        高壓共軌電控燃油噴射系統主要由電控單元、高壓油泵、蓄壓器(共軌管)、電控噴油器以及各種傳感器等組成。低壓燃油泵將燃油輸入高壓油泵,高壓油泵將燃油加壓送入高壓油軌(蓄壓器),高壓油軌中的壓力由電控單元根據油軌壓力傳感器測量的油軌壓力以及需要進行調節,高壓油軌內的燃油經過高壓油管,根據機器的運行狀態,由電控單元從預設的 map 圖中確定合適的噴油定時、噴油持續期由電液控制的電子噴油器將燃油噴入氣缸。

        1、高壓油泵

        高壓油泵的供油量的設計準則是必須保證在任何情況下的柴油機的噴油量與控制油量之和的需求以及起動和加速時的油量變化的需求。由于共軌系統中噴油壓力的產生于燃油噴射過程無關,且噴油正時也不由高壓油泵的凸輪來保證,因此高壓油泵的壓油凸輪可以按照峰值扭矩最低、接觸應力最小和最耐磨的設計原則來設計凸輪。

        2、高壓油軌(共軌管)

        共軌管將供油泵提供的高壓燃油分配到各噴油器中,起蓄壓器的作用, ECD-U2 系統的共軌管如圖 4 所示。它的容積應削減高壓油泵的供油壓力波動和每個噴油器由噴油過程引起的壓力震蕩,使高壓油軌中的壓力波動控制在 5Mpa 之下。但其容積又不能太大,以保證共軌有足夠的壓力響應速度以快速跟蹤柴油機工況的變化。 ECD-U2 系統的高壓泵的最大循環供油量為 600毫升,共軌管容積為 94000毫升。

        高壓共軌管上還安裝了壓力傳感器、液流緩沖器(限流器)和壓力限制器。壓力傳感器向 ECU 提供高壓油軌的壓力信號;液流緩沖器(限流器)保證在噴油器出現燃油漏泄故障時切斷向噴油器的供油,并可減小共軌和高壓油管中的壓力波動;壓力限制器保證高壓油軌在出現壓力異常時,迅速將高壓油軌中的壓力進行放泄。

        3、電控噴油器

        電控噴油器是共軌式燃油系統中最關鍵和最復雜的部件,它的作用根據 ECU 發出的控制信號,通過控制電磁閥的開啟和關閉,將高壓油軌中的燃油以最佳的噴油定時、噴油量和噴油率噴入柴油機的燃燒室。

        BOSCH 和 ECD-U2 的電控噴油器的結構基本相似,都是由于傳統噴油器相似的噴油嘴、控制活塞、控制量孔、控制電磁閥組成,圖 5 為 BOSCH 的電控噴油器結構圖。在電磁閥不通電時,電磁閥關閉控制活塞頂部的量孔 A ,高壓油軌的燃油壓力通過量孔 Z 作用在控制活塞上,將噴嘴關閉;當電磁閥通電時,量孔 A 被打開,控制室的壓力迅速降低,控制活塞升起,噴油器開始噴油;當電磁閥關閉時,控制室的壓力上升,控制活塞下行關閉噴油器完成噴油過程。

        為了實現預定的噴油形狀,需對噴油器進行合理的優化設計??刂剖业娜莘e的大小決定了針閥開啟時的靈敏度,控制室的容積太大,針閥在噴油結束時不能實現快速的斷油,使后期的燃油霧化不良;控制室容積太小,不能給針閥提供足夠的有效行程,使噴射過程的流動阻力加大,因此對控制室的容積也應根據機型的最大噴油量合理選擇。

        控制量孔 A 、 Z 的大小對噴油嘴的開啟和關閉速度及噴油過程起著決定性的影響。雙量孔閥體的三個關鍵性結構是進油量孔、回油量孔和控制室,它們的結構尺寸對噴油器的噴油性能影響巨大?;赜土靠着c進油量孔的流量率之差及控制室的容積決定了噴油嘴針閥的開啟速度,而噴油嘴針閥的關閉速度由進油量孔的流量率和控制室的容積決定。進油量孔的設計應使噴油嘴針閥有足夠的關閉速度,以減少噴油嘴噴射后期霧化不良的部分。

        此外噴油嘴的最小噴油壓力取決于回油量孔和進油量孔的流量率及控制活塞的端面面積。這樣在確定了進油量孔、回油量孔和控制室的結構尺寸后,就確定了噴油嘴針閥完全開啟的穩定、最短噴油過程,同時就確定了噴油嘴的穩定最小噴油量??刂剖胰莘e的減少可以使針閥的響應速度更快,使燃油溫度對噴嘴噴油量的影響更小。

        但控制室的容積不可能無限制減少,它應能保證噴油嘴針閥的升程以使針閥完全開啟。兩個控制量孔決定了控制室中的動態壓力,從而決定了針閥的運動規律,通過仔細調節這兩個量孔的流量系數,可以產生理想的噴油規律。

        由于高壓共軌噴射系統的噴射壓力非常高,因此其噴油嘴的噴孔截面積很小,如 BOSCH 公司的噴油嘴的噴孔直徑為 0.169mm � 6 ,在如此小的噴孔直徑和如此高的噴射壓力下,燃油流動處于極端不穩定狀態,油束的噴霧錐角變大,燃油霧化更好,但貫穿距離變小,因此應改變原柴油機進氣的渦流強度、燃燒室結構形狀以確保最佳的燃燒過程。

        對于噴油器電磁閥,由于共軌系統要求它有足夠的開啟速度,考慮到預噴射是改善柴油機性能的重要噴射方式,控制電磁閥的響應時間更應縮短。

        4、高壓油管

        高壓油管是連接共軌管和電控噴油器的通道,它應有足夠的燃油流量減小燃油流動時的壓降,并使高壓管路系統中的壓力波動較小,能承受高壓燃油的沖擊作用,且起動時共軌中的壓力能很快建立。各缸高壓油管的長度應盡量相等,使柴油機每一個噴油器有相同的噴油壓力,從而減少發動機各缸之間噴油量的偏差。各高壓油管應盡可能短,使從共軌到噴油嘴的壓力損失最小。

        四.共軌柴油機的未來前景和展望

        在汽車工業發達的歐洲國家,柴油轎車已經被廣泛接受和認可。2004年國內工消失了柴油轎車12654輛。20世紀90年代初,轎車總大約有20%為柴油車。1998年至2004年,柴油轎車在歐洲的銷售所占分額已每年4個百分點的速度增長,從24.8%躍升至40.3%,2004年柴油轎車在新車銷售中的比例已超過45%。法國,西班牙,奧地利,比利時及盧森堡,柴油轎車的銷售量超過汽油車了。美國也達到30.1萬輛,日本近1%轎車是柴油轎車,而且這趨勢有在迅速上升趨勢。

        發動機歷來是汽車企業欲雄起于諸子紛爭中的必奪之物,而發動機的科技含量很大程度上決定了一款車型的品質和性能,一家企業在發動機領域的自主研發能力,同樣很大程度上也決定了其在國際汽車產業鏈中的話語權和影響力。隨著油價上漲等因素的制約和影響,汽車向經濟性邁進步伐不斷加大,共軌技術的優勢已經使現代柴油技術在近幾年取得了巨大成功 ,我相信這些優勢很快能在中國或國際上體現因為這是當代經濟市場走勢,并向更為理想的方向——柴油動力進軍。柴油汽車的發展將無可限量。

        致謝語

        值止畢業論文完成之際,感謝我的知道老師老師對本人畢業論文耐心而又詳盡的指導.雖然教務繁忙,卻時刻惦記著學生的論文寫作進度.朱老師以其淵博的知識,嚴謹的治學態度以及悔人不倦的指導,使我的論文不斷完善和提高.在此,向朱老師表示最衷心的感謝.



      貴州自考網微信公眾號

      貴州自考網課程中心

      貴州自考網聲明:

      1、由于各方面情況的調整與變化,本網提供的考試信息僅供參考,考試信息以省考試院及院校官方發布的信息為準。

      2、本網信息來源為其他媒體的稿件轉載,免費轉載出于非商業性學習目的,版權歸原作者所有,如有內容與版權問題等請與本站聯系。聯系郵箱:952056566@qq.com

      貴州自考便捷服務

      • 微信交流群
      • 微信公眾號

      • 視頻課程
      • 真題下載
      貴州自考概率論與數理統計精講視頻課程

      概率論與數理統計

      貴州自學考試課程:馬克思主義基本原理概論

      馬原概論

      貴州自考課程:中國近現代史綱要課程精講視

      中國近現代史綱要

      貴州省自學考試【思想道德修養與法律基礎(

      思修03706

      貴州自學考試課程【內科護理學(一)】試聽

      內科護理學(一)

      貴州自考文學概論(一)課程精講視頻

      文學概論(一)

      亚洲欧美日韩综合久久久久,伊人色综合久久天天人手人婷,久久久久精品免费福利电影,国产精品久久自在自线不卡