柴油发动机新技术

• 第二代电控喷油系统是时间控制式。
• 由高压油路中的强力电磁阀控制喷油时刻 和喷油量，有点突出。
• 第三代电控喷油系统是时间压力控制式， 即电控共轨式喷油系统。（性能最优）
柴油机电控燃油喷射系统的特点 （1）柴油机的排放降低，经济性提高。 （2）发动机的工作可靠性提高。 （3）响应快，控制精确。 （4）控制策略灵活多样。
• 4）结构简单，可靠性好，适应性强。
• 华泰圣达菲最大的亮点和自豪之处，莫过 于它所装备的2.0L VGT高压共轨柴油直喷 发动机，它装备了目前国际最先进的新一
代高压共轨柴油直喷系统。百公里油耗仅 为6.3升，并且排放率先达到欧Ⅲ标准
• 奔驰公司的E320最大功率150kW，1000rpm 时输出扭矩250Nm，在1800～2600rpm的广 阔区域内实现500Nm的峰值扭矩。0～ 100km/h的加速时间只有7.7秒，最高车速 243km/h。综合油耗是6.9L/100km，80L的 油箱使续航能力达到了1000km。而该车配 汽油机的综合油耗是9.9L/100km。
• 柴油机控制：喷油时刻、喷油量、压力
• 传统的柴油机机械控制方式：
• 控制信号单一：主要是转速（离心式）
• 控制精度受到限制，因为其控制过程较为 复杂（通过离心飞快在转速变化时所引起 的离心力变化调节拉杆实现的），控制信 号单（转速信号），是开环控制。
• 柴油机电控技术：
• 控制信号较多：转速、负荷、进气温度、 水温、进气压力等等
• 优点：
• 1）可实现高压喷油，喷油压力可比一般直 列泵系统高出一倍，可高达200MPa。（而 传统柴油机喷油压力在60—70 MPa），压 力大雾化好燃烧充分，从而提高了动力性 ，最终达到省油的目的。
• 2）喷油压力独立于发动机转速，可以改善 发动机低速、低负荷性能。
• 3）喷油时刻和喷油量可精确控制，有利于 燃油经济性提高和排放降低。
• 目前世界上主要有三大公司在研发和生 产柴油机高压共轨系统，日本电装、德国 博世和美国福特。共轨系统将燃油压力产 生和燃油喷射分离开来，共轨系统开辟了 降低柴油发动机排放新途径 。
电控共轨系统的组成

• 工作原理：发动机驱动低压油泵将燃油从 油箱中经过燃油滤清器吸出送往高压油泵 加压。加压后的高压燃油被送往共轨管。 共轨管通过压力传感器及高压泵上的压力 控制阀控制管内的压力，保持基本恒定。
• (2)ECU
• 将传感器送来的信号进行分析，找出最优 的控制方案，控制执行器动作，实现发动 机的正常运转及性能优化。
• (3)执行器
• 根据ECU的控制，实现ECU对发动机的控 制意图。主要有电磁阀、电磁控制喷油器 、电动调速器等等。
• 基本工作原理：
• 传感器将发动机相关信号送入ECU。ECU 调取自身存储的各目标参数或图表（经过 试验的出的柴油机在各种不同参数下最优 运行的结果。）将这些参数与传感器送入 的信号进行对比，进行目标控制，以保证 和维持发动机在最优工况下运转。
图2.1 电控柴油机喷射系统控制原理图
• 柴油机共轨电控喷油系统：
• 高压共轨(Common Rail)电喷技术是指在高 压油泵、压力传感器和(ECU)组成的闭环系 统中，将喷射压力的产生和喷射过程彼此 完全分开的一种供油方式。它是由高压油 泵将高压燃油输送到公共供油管(Rail)，通 过公共供油管内的油压实现精确控制，使 高压油管压力(Pressure)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 随发动机转速变化的程度。
• 2.2. 柴油机电控系统的组成及工作原理
• 组成：
• (1)传感器及其他信号输入装置
• 加速踏板位置传感器检测发动机的负荷性好，与 转速传感器共同决定喷油量及喷油提前角，是柴 油机电控系统的主控信号。
• 其他如泵角传感器、溢流环位置传感器、控制杆 位置传感器、压燃时刻传感器、水温传感器、进 气压力传感器、进气温度传感器等诸多传感器获 取柴油发动机工作过程中的相关具体参数，为 ECU控制发动机提供依据。
• 长城最近新推出的绿静版，还有陆风X8和 现代圣达菲等，都是采用共轨技术。
• 共轨管和通过高压油管分别和喷油器和高 压油泵连接，ECU根据传感器采集的信息 控制喷油器喷油时刻、喷油量和喷油压力。
• 在共轨喷射系统中，喷油器上方的高速电 磁阀控制喷油量及喷油定时，改变加在电 磁阀上的控制脉宽可以改版喷油量，改变 脉冲时刻可以改变喷油定时。电磁阀的响 应时间一般在0.4ms以下，反应迅速，控制 精确。
第2章 柴油机共轨直喷技术
• 日趋严重的能源危机，成为全世界内燃机行 业关注的焦点，也使柴油机越来越受到用户 青睐。与汽油机相比柴油机有很多优势：能 减少20%~25%的CO2废气排放，车速较低 时的加速性能更有优势，平均燃油消耗低 25%~30%，能提供更多的驾驶乐趣。因此， 柴油机所占比例将逐步提高。
• 闭环控制，可以实现有两不均匀修正、燃 油停供、增压、废气再循环等。
柴油机电控燃油系统的分类：
• 第一代电控喷油系统是位置控制式。
• 仅仅是过渡产品，不改变机械喷油系统的 基本结构和工作原理，只是对调速器和供 油提前器进行了电化改良，虽然性能有所 改善，继承性也较好，但是位置调节不能 对喷油压力和喷油率进行调控，同时对于 喷油量、喷油正时的调节不是直接的，而 要通过不少中间环节，响应较慢。