泵喷嘴

Fra Baidu bibliotek 柴油机共轨电控燃油喷射技术
工作原理 共轨式柴油喷射系统的油量控制是根据发动机工况，共轨系 统ECU通过控制油量控制电磁阀的通电、断电控制回油量以 实现控制泵油量。ECU输送来的电流大小，可以控制电磁阀 开度大小，即电磁阀开度与通电电流呈线性关系。油量控制 电磁阀通电而打开，回油量增加，高压泵泵油量减小；反之， 油量控制电磁阀因断 电而关闭，则回油量便减 小，高压泵泵油量便增加。
排量——1.9升 压缩比——19.0﹕1 最大转矩——240/1800~2400 最大功率——74/4000 0~100公里／小时加速时间——12.1秒 最高速度——188公里／小时 百公里油耗—— 5.5升 尾气排放——欧洲ⅲ号标准
宝来TDI燃油系统特点
宝来1.9TDI采用了最新的高压燃油喷射技术——泵喷射系统
柴油机共轨电控燃油喷射技术
通过高速电磁阀开闭控制高压燃油回油通路的开闭时刻，从
而控制喷油开始及停止的时刻，来实现对喷油提前角及喷油 量控制。 高压输油泵将高压燃油输送至共轨中以消除燃油压力的脉动 后，再分送到各喷油器。 ECU根据发动机转速、加速踏板位置水温、进气温度及压力 传感器输入等信号分析处理计算出相应的最佳控制参数值， 控制电磁阀线圈电流导通与关断的时刻及通电时间长短，实 现对喷油提前角及喷油量的实时控制。
（也称独立喷油系统） 每缸一个泵喷嘴，喷射压力高达2050bar 精确控制喷射循环 每个喷射循环被分成预喷射和主喷射 发动机工作平稳、高效燃烧、燃烧噪声低、油耗低和功率大
燃油系统的组成及功能
宝来1.9TDI发动机燃油系统的供油系统，主要是由燃油箱、
燃油管、柴油滤清器、冷凝器、燃油温度传感器、输油泵及 泵喷嘴等组件组成。
收缩活塞作用原理 a）预喷射开始； b）预喷射结束
◆收缩活塞的功用：将喷射过程分成预喷射和主喷射两阶段。 ◆预喷射开始后，高压腔油压随着柱塞压油继续提高，达到一 定压力时，收缩活塞瞬间下移，使高压腔油压瞬间下降，针阀 关闭喷油孔，预喷射结束。 ◆预喷射后，由于收缩活塞的下移增加了喷嘴弹簧的预紧力， 使主喷射阶段时，针阀开启所需的油压比预喷射过程高。
柴油发动机电控系统的分类
按产生高压柴油机构分类 直列泵电控喷油系统 电控分配泵喷油系统 泵喷嘴电控喷油系统 单体泵电控喷油系统 共轨式电控喷油系统
宝来TDI发动机技术特点
TDI是TURBO DIRECT INJECTION的英文缩写，中文意思
是涡轮增压直接喷射。 1998年德国大众公司开发出泵喷嘴技术，大众公司把TDI发 动机装备到了所有车型上，成为其看家本领。
第3代压电式喷油器共轨系统
压电式喷油器代替了电磁阀式喷油器，喷嘴阀针质量减轻到
只有4克，是原来（16克）的四分之一，反应速度快两倍 能够实现预喷射和多次喷射，喷油过程得到了更加精确地控 制，喷油压力可从200～1600bar调节 与前代产品相比，降低尾气排放将近20%，提高发动机动力 5%，减少燃油消耗3%，并能降低发动机噪音3分贝 能使车辆不采用排气后处理装置就能达到欧IV 排放标准，充 分显示出其优异的实际工作能力。
泵喷嘴的结构和工作过程
压油过程（预喷油结束） 柱塞在凸轮驱动下移。 柱塞内腔（高压室）柴 油压力升高，使减振器 室上端锥阀打开，针阀 高压室与高压室连通， 于是油压下降，针阀下 移，关闭喷孔，预喷油 结束。
泵喷嘴的结构和工作过程
◆预喷射结束后，电磁阀仍 然关闭，随着泵油柱塞继续 压油，高压腔内油压立即重 新上升，当油压上升到约 30MPa时，针阀再次上升开 启喷油孔，主喷射阶段开始。 ◆在主喷射阶段中，由于此 时高压泵柱塞下移速度快， 而喷孔直径小，所以最高喷 油压力可达205MPa。 ◆ECU控制电磁阀开启时， 高压腔柴油回流到进油管， 压力迅速下降，喷嘴弹簧迅 速使针阀关闭喷油孔，同时 收缩活塞和缓冲活塞也回到 初始位置，主喷射阶段结束。
泵喷嘴的结构和工作过程
压油过程（喷嘴针阀阻尼） ◆在预喷射过程中，缓冲活塞起到限制针阀上升速度的功用，借 以实现理想喷油规律的“先缓”。 ◆针阀上升、针阀室内的柴油被压回弹簧室过程中，缓冲活塞使 泄油间隙逐渐减小，节流增大，针阀上升速度变缓。
缓冲活塞作用原理
a）针阀上升初期；b）针阀上升后期
预喷射过程
燃油系统的组成及功能
柴油滤清器 功能：过滤柴油中的杂质和把柴油中的水分分离出来。
燃油系统的组成及功能
输油泵 安装在缸盖上，紧挨在真空泵后面，两个泵都由凸轮轴驱动， 因此称两个泵为串联泵。 功能：将燃油输送到泵喷嘴。
燃油系统的组成及功能
泵喷嘴 喷油泵与喷油器集成为一体。 功能：定时、定量向气缸 喷射柴油。
第3代压电式喷油器共轨系统
第3代压电式喷油器共轨系统
压电喷油器
柴发动机的尾气处理技术
柴油发动机的缺点
与汽油机相比．柴油机的有害气体HC、CO排放量相当低，
一般只有汽油机的几十分之一，柴油机的NOx排放量也比汽
油机高。而微粒排放是汽油机的3O～5O倍，柴油发动机会 排放出更多的煤烟或微粒。
电控柴油发动机的优点
减少废气中有害物排放量 减小燃油消耗 提高发动机输出转矩和功率 减低发动机噪声 提高发动机运转平顺性
柴油发动机电控系统的分类
按控制方式分类 第一代电控喷油系—位置控制式 类型：直列泵、分配泵、 第二代电控喷油系统—时间控制式 类型：直列泵、分配泵、单体泵、泵喷嘴 第三代电控喷油系统—时间-压力控制式 类型：高压共轨喷油系统、中压共轨喷油系统
泵喷嘴的结构和工作过程
泵喷嘴预回油过程
◆进油阶段高压腔充满 油后，或高速电磁阀关 闭进油通道后，来自进 油管的柴油全部经回油 管流回燃油箱 。 节流孔 ◆除使多余的柴油经回 油管流回燃油箱外，还 可以冷却泵喷嘴、排除 泵油柱塞处泄出的柴油、 通过回油管节流孔分离 来自进油管内的气泡。
回油线路
泄油
泵活塞
燃油系统的组成及功能
柴油温度传感器 功能：检测柴油温度，并将信号传输给发动机ECU，用以控 制喷油量和柴油冷凝器的工作。
燃油系统的组成及功能
柴油冷凝器 有水冷和风冷两种形式 功能：冷却柴油
输油泵的工作原理
泵喷嘴的结构和工作过程
泵喷嘴主要是由柱塞式高压
泵、喷油器、油量控制电磁 阀和驱动部分组成。 泵喷嘴式高压泵在喷油过程 中实现二次喷油并与柴油发 动机理想喷油相适应。
泵喷嘴的结构和工作过程
泵喷嘴电控系统 泵喷嘴喷油过程： 利用收缩活塞将喷射过程分为预喷射和主喷射两个阶段。 利用缓冲活塞控制针阀上升时的升程变化。 实现“先缓后急”的理想喷油规律。
喷油规律对柴油机性能的影响： ◆喷油速率：指喷油器在单位曲轴转角（或时间）内的平均 喷油量。 ◆喷油规律：指喷油器的喷油速率随曲轴转角（或时间）的 变化规律。 ◆开始喷油速率大，易工作粗暴，噪声大。 ◆后期喷油速率小，补燃增加，经济性差。 ◆平均喷油速率小（喷油时间长），燃烧速度慢，动力性和 经济性差。 ◆理想喷油规律：先缓后急，并尽量缩短喷油时间。
宝来1.9T泵喷嘴柴油发动机燃油 系统的认知和新型电控柴油 发动机技术展望
知识目标
完成本训练任务后，你应当能够： 掌握宝来1.9TDI发动机燃油系统的结构和工作原理； 掌握宝来1.9TDI发动机泵喷嘴的工作原理； 了解新型电控柴油发动机技术的发展方向。
技能目标
完成本训练任务后，你应当能（够）： 关键技能： 能（会）在宝来1.9TDI发动机上认知燃油系统零部件 能（会）识别泵喷嘴总成零部件 能（会）根据电路图在发动机上找出燃油系统控制电路 能（会）用解码器读取宝来1.9TDI发动机数据流； 能（会）说出新型电控柴油发动机的技术特点和发展方向。
柴油机共轨电控燃油喷射技术
柴油机共轨电控燃油喷射技术集中了计算机控制技术、现代

传感器检测技术以及先进的喷油器结构。它不仅能达到较高 的喷射压力，实现对喷射压力和喷油量的控制，而且还能实 现预燃油喷射和后喷，从而优化喷油特性，降低柴油机噪声 和大大减少废气的排放量。 第一代——喷射压力为 l350bar（电磁阀喷油器） 第二代——喷射压力为1600bar （电磁阀喷油器） 第三代——喷射压力为1600bar（压电式喷油器） 第四代——喷射压力为1800bar（共轴向可变喷油嘴）
泵喷嘴的结构和工作过程
预喷射开始： ◆喷射凸轮驱动泵油柱塞下移。 ◆初期电磁阀仍未关闭，高压腔 内的部分柴油被压回到进油管。 ◆ECU控制电磁阀通电、于是电 磁阀阀芯关闭高压腔到进油管的 通道时；当柱塞封闭了柱塞套上 的进油孔后，柱塞继续下移，高 压室形成密封空间。由于空间减 小，油压升高，高压腔内开始产 生压力，当压力达到18MPa时， 针阀承压锥面上承受的上升力高 于喷嘴弹簧力，针阀上升开启喷 油孔，预喷射开始。
柴发动机的尾气处理技术
解决柴油机排放问题的策略 采用新配方柴油和先进的燃烧技术以及排气后处理技术都是 适应未来排放限值的关键技术 改进的发动机管理系统 高压共轨燃油喷射系统 高压喷油嚣 涡轮增压嚣 催化氧嚣、微粒过滤嚣 新的生物燃油
柴发动机的尾气处理技术
针对柴油机的排气后处理技术主要有： 还原催化转化器——降低NOx排放的 氧化催化转化器——降低微粒中有机可溶成分SOF(主要是 高分子的HC)以及气态HC和CO 微粒捕捉器——降低微粒排放 其中NOx还原催化和微粒捕捉器是主流
回油管 供油管
发动机电控系统
新一代泵喷嘴TDI发动机
2003年，大众公司在1.9 L、2气门泵喷嘴TDI发动机的基础
上开发出2.0L、103 kW、320N· m泵喷嘴4气门TDI发动机 与1.9 L发动机相比，2.0 L发动机有如下的优点： a.更大的进排气流通截面带来更高的充气效率，从而进一步 改善发动机的外特性值； b.通过换气时损失功的减少，在整个工作范围减少了比油 耗； c.对中垂直的喷嘴和活塞凹坑产生最好的几乎没有干扰的螺 旋型对称的混合气。
柴油机的发展史
100年前的1894年，德国技师鲁道夫· 狄塞尔（Radolf Diese）
发明了柴油发动机，对当时的工业化产生了积极的影响。 其后，在100年间，柴油机有了很大的技术进步，应用范围 极广，可以称为当之无愧的“内燃机”。 柴油发动机具有动力性好、可靠性高、经济、耐用等优点， 大型商用柴油汽车在各个地区都有重要地位，其轿车的保有 量也在不断地增加。 欧洲的传统观点比较关心汽车油耗，欧洲目前100%的重型 车和近50%的乘用车都在使用柴油发动机。
泵喷嘴的结构和工作过程
泵喷嘴电控系统
电控泵喷嘴基本工作原理
a）进油过程；b）压油过程；C）喷油过程；ｄ）停油过程 1-压油柱塞；2-高速电磁阀；3-喷油嘴
泵喷嘴的结构和工作过程
进油过程 当凸轮轴摇臂落在凸轮 基圆上时，则凸轮未驱 动摇臂，柱塞在其回位 弹簧作用下上移，高压 腔容积增大的同时电磁 阀打开。输油泵输送来 的压力柴油从油道V处 进入泵喷嘴，并经过电 磁阀而进入高压室。
技能目标
基本技能： 能（会）查阅宝来1.9TDI维修手册； 能（会）读识宝来1.9TTDI发动机电路图； 能（会）熟练使用解码器、万用表等仪器设备。
职业素质目标
完成本训练任务后，你应当能（够）： 严格执行汽车维修修规范，培养认真、严谨的工作态度； 重视安全、环保，养成安全文明生产的良好习惯； 尊重他人，养成善于交流、沟通和团结协作的工作作风； 养成对学习和工作进行总结的良好习惯，不断积累经验； 按照5S的要求，对工作现场实施管理。
燃油系统的组成及功能
工作原理 当发动机运转时，叶片转子式输油泵工作，单向阀打开，油 箱中的柴油经滤清器过滤后进入输油泵，并在输油泵中产生 一定压力后送到泵喷嘴，柴油中的气泡不能经过滤网，而是 经过节流孔回到回油管路中，多余的柴油经过回油管、限压 阀（辅助通道）、柴油温度传感器及柴油冷凝器流回油箱。