1潍柴动力教材柴油发动机培训

潍柴动力股份有限公司

2011年4月14日Thursday

前言

发动机只要工作，就会从排气口排出废气。废气对环境的危害是客观存在的。采用一些技术措施，就会减少废气中有害气体的含量。为此要制定一个标准，国二、国三、国Ⅳ、国Ⅴ是我们国家对公路柴油机制定的排放法规；对于非道路用车，我国也制定了相应的排放法规。我们国家根据我国具体情况，依据欧洲排放标准，制定了我国的排放法规。

排放

法规

CO (g/kW.h)HC (g/kW.h)NO x (g/kW.h)PM (g/kW.h)烟度（m-1)欧Ⅰ

4.5 1.18.00.36欧Ⅱ

4.0 1.17.00.15欧Ⅲ

2.10.66 5.00.100.8欧Ⅳ

1.50.46 3.50.020.5欧Ⅴ 1.50.46

2.00.020.5欧Ⅳ排放法规与欧Ⅲ排放法规相比，CO 排放将由2.1g / kW·h 降到

1.5g/kW·h, HC 排放将由0.66g/kW·h 降到0.46g/kW·h 。 NOx排放将由

5.0g/kW·h 降到3.5g/kW·h 。PM排放由0.1g/kW·h 降到0.02g/kW·h 。

欧洲重型车用柴油机排放法规

前言

实现更高效、更清洁的燃烧，是两大世界性问题——能源和环境问题对内燃机提出的永远要求。

目前世界上汽车已成为可吸入颗粒和NOx排放的主要污染源。在一些国家和地区，车用柴油机排放在发动机对环境排放贡献度要达到70%左右。如据报道，日本直喷式柴油机载货车NOx排放量约占其全部车辆NOx排放总量的34%；其颗粒排放量约占全部车辆颗粒排放总量的71%。我国香港地区的测试表明，2001柴油车NOx和颗粒的排放量分别约占全部车辆相应排放总量的75%和98%。

目前，我国中重型载货车基本上都已实现柴油化，承担着我国公路货运的重要任务柴油车对我国的环境影响越来越大。近年来，在排放法规的推动下，我国车用柴油机的技术水平已有了明显的提高，大多数过去国内自行开发的一些机型都已能达到欧Ⅰ、欧Ⅱ或欧Ⅲ排放标准，并已成为我国发动机行业走自主开发道路的一个成功典范。

为了创造一个洁静的生活环境，我国依据欧洲排放标准，在2005年就制定出了国Ⅳ及国Ⅴ的排放标准，目前北京、上海及广州等城市已经执行了国Ⅳ标准。基本预测认为，我国最迟将会在2012年在全国范围内实施国Ⅳ排放法规。

实现更高效、更清洁的燃烧，是两大世界性问题——能源和环境问题对内燃机提出的永远要求。

从八十年代起，随着电控技术的成熟，汽油机传统的机械化油器和机械点火定时机构分别被电控多点汽油喷射系统以及电子点火定时系统所取代。由于对点火定时、喷油量、喷油定时等参数实现了更灵活的控制，其经济性、动力性和排放均有了很大的改善。

对于柴油机，传统的机械供油系统越来越难以满足日趋苛刻的排放法规、经济性以及舒适性的要求，正逐步被功能完善的电控燃油系统取代。除喷油量和喷油定时外，对喷油压力、喷油速率(预喷射量、多次喷射)以及EGR等参数随发动机运行工况进行合理控制，被证明是改善柴油机复杂的排放折衷问题、提高综合性能的有效手段。

柴油机喷油技术的发展

燃烧过程是柴油机工作的“核心”，而喷油系统对燃烧过程及其工作品质，特别是对排放的污染物种类及数量起着重要的作用。因此，对柴油机喷油系统的研究一直成为研究者们的关注热点。

柴油机喷油技术经历了传统的纯机械操纵式喷油和现代的电控操纵式喷油这两个发展阶段。而现代电控喷油技术的崛起，则应归功于计算机技术和传感检测技术的迅猛发展。目前电控喷油技术已从初期的位置控制型发展到时间控制型。

共轨式电控燃油喷射技术正是属于后者。该技术不再采用传统的柱塞泵脉动供油的原理，而是通过共轨直接或间接地形成恒定的高压燃油，分送到每个喷油器，并借助于集成在每个喷油器上的高速电磁阀的开启与闭合，定时、定量地控制喷油器喷射至柴油机燃烧室的油量，从而保证柴油机达到最佳的燃烧比和良好的雾化，以及最佳的点火时间、足够的点火能量和最少的污染排放。

现代柴油机对燃油系统及其控制装置的要求

★高压喷射或超高压喷射

★灵活的喷油压力控制

★喷油速率控制：预喷射，分段喷射，快速停油

★灵活的喷油定时控制

★与运行工况相匹配的喷油量、增压压力和喷油定时★与温度相关的启动油量

★与负荷相关的怠速控制

★整个产品寿命中的小公差，高精度

为此共轨式电控燃油系统是理想的选择

共轨系统的特点

柴油机共轨式电控燃油喷射技术是一种全新的技术，因为它集成了计算机控制技术、现代传感检测技术以及先进的喷油结构于一身。它不仅能达到较高的喷射压力、实现喷射压力和喷油量的控制，而且能实现预喷射和后喷，从而优化喷油特性形状，降低柴油机噪声和大大减少废气的排放量。该技术的主要特点是：

１．采用先进的电子控制装置及配有高速电磁开关阀，使得喷油过程的控制十分方便，并且可控参数多，益于柴油机燃烧过程的全程优化。

２．采用共轨方式供油，喷油系统压力波动小，各喷油嘴间相互影响小，喷射压力控制精度较高，喷油量控制较准确。

３．高速电磁开关阀频响高，控制灵活，使得喷油系统的喷射压力可调范围大，并且能方便地实现预喷射、后喷等功能，为优化柴油机喷油规律、改善其性能和降低废气排放提供了有效手段。

４．系统结构移植方便，适应范围宽，不像其它的几种电控喷油系统，对柴油机的结构形式有专门要求；尤其是高压共轨系统，均能与目前的小型、中型及重型柴油机很好匹配，因而市场前景看好。

从以上可以看到，柴油机共轨式电控燃油喷射技术是一种全新的技术。它集成了计算机控制技术、现代传感检测技术以及电子控制结构于一身。以下结合我们过去对柴油机的认识和现在电控柴油机的特点讲述，我们意欲使学员对计算机技术在电控柴油机应用中有切实体会。