现代柴油发动机技术的发展
52页1、学习情境2 现代柴油发动机技术的发展 淮安信息职业技术学院 汽车工程系 2011年3月 一、柴油机电控技术的发展 l为了改善柴油机运转性能和降低燃油消耗 率,同时也为了适应严格的柴油机排放标 准的需要,从20世纪80年代初期开始,各 种电控柴油喷射系统相继问世。 柴油机电控技术发展经历的三个阶段: l(1)位置控制 l(2)时间控制 l(3)时间-压力控制 第一代柴油机电控技术位置控制方式 l1、结构特点 l只是取消了机械控制元件,在原来的喷油泵基础 上,增加传感器、电控单元、高速电磁阀、电子 调速器或电 / 液控制执行元件等。 2、性能特点 l优点:结构不需改动,生产继承性好,便于对现 有柴油机进行升级换代。 l缺点:系统响应慢、控制频率低、控制自由度小 、控制精度不够高,喷油压力无法独立控制。 3、应用 l在直列柱塞泵上实施位置控制的有: l(1)日本电装公司的ECD-P1、ECD-P2、ECD-P3系统。 l(2)德国波许公司的EDR系统。 l(3)美国的PEEC系统等。 l在分配泵上实施位置控制的有: l(1)日本电装公司的ECD-V1系统。 l(2)德国波许的EDC系统。 l
2、(3)美国的PCF系统等。 ECD-V1系统的组成 第二代柴油机电控技术时间控制方式 l1、结构特点 l基本保留了传统燃油供给系统的组成和结构,通 过高速电磁阀直接控制高压燃油的适时喷射。 l一般情况下,电磁阀关闭,执行喷油;电磁阀打 开,喷油结束。因此可实现供油量控制,又可实 现供油正时的控制。 2、性能特点 l优点:控制自由度更大,供油加压与供油调节在 结构上相互独立,使喷油泵结构得以简化,强度 得到提高。高压喷油能力大大加强。 l缺点:供油压力无法控制。 3、应用 l在分配泵上实施时间控制的有: l(1)日本电装公司的ECD-V3、 ECD-V4系统。 l(2)美国Stanadyne公司的DS型和RS。 l(3)日本丰田公司的ECD-2系统。 l电控泵喷嘴系统有: l德国波许公司的PDE27/PDE28系统。 第三代柴油机电控技术时间-压力控制方式 l1、结构特点 l基本改变了传统燃油供给系统的组成和结构,主 要以电控共轨(各缸喷油器共用一个高压油管) 式喷油系统为特征,直接对喷油器的喷油量、喷 油正时、喷油速率和喷油规律、喷油压力等进行 时间-压力控制。 l油压油泵并部直接控制
3、喷油,而仅仅向共轨供油 以维持所需的共轨压力,并通过连续调节共轨压 力来控制喷射压力。 2、性能特点 l优点:可实现高压喷射(最高达200Mpa),喷 射压力独立于发动机转速,可实现理想喷油规律 ,具有良好的喷射特性。 l电控高压共轨喷射系统是柴油机燃油系统的一个 发展方向,目前在卡车和轿车柴油机上得到广泛 应用,发展速度很快。 3、应用 l国外典型共轨喷射系统: l(1)日本电装公司的ECD-U2系统。 l(2)美国BKM公司的servojet系统。 l(3)美国Caterpiller公司的HEUI系统。 BOSCH电控高压共轨安装示意图 二、柴油机电控燃油喷射系统的优点 l(1)改善低温起动性。 l(2)降低氮氧化物和烟度的排放。 l(3)提高发动机运转稳定性。 l(4)提高发动机的动力性和经济性。 l(5)控制涡轮增压。 l(6)适应性广。 三、柴油机电控系统的功能 l(1)燃油喷射控制 l(2)怠速控制 l(3)进气控制 l(4)增压控制 l(5)排放控制 l(6)起动控制 l(7)巡航控制 l(8)故障自诊断和失效保护 l(9)柴油机与自动变速器的综合控制 1、燃油喷射控制
4、l(1)供(喷)油量控制 l最主要的控制功能之一,在起动、怠速、正常运行等各种工况下, ECU 根据 发动机转速信号、负荷信号和内存控制模型来确定基本供油量,再根据冷却 液温度信号、进气温度信号、起动开关信号、空调开关信号、反馈信号等对 供油量进行修正。 l(2)供(喷)油正时控制 l也是最主要的控制功能之一, ECU 根据发动机转速信号、负荷信号和内存的 控制模型来确定基本供油量,再根据反馈信号进行修正。 l(3)供(喷)油速率和供(喷)油规律的控制 lECU 以柴油机转速信号、负荷信号作为主控制信号,按预设的程序确定最佳 的供油速率和供油规律。 l(4)喷油压力的控制 lECU 以柴油机转速信号、负荷信号作为主控制信号,按预设的程序确定最佳 的喷油压力,并对喷油压力进行闭环控制。 l(5)柴油机低油压保护 l柴油机机油压力过低时, ECU 根据机油压力传感器信号减少供油量,降低转 速并报警;当机油压力降到一定值一下时,则切断燃油供给,强制使发动机 熄火。 l(6)增压器工作保护 lECU 根据增压压力信号适当调节供油量,并在增压压力过高或过低时报警。 l2、怠速控制 l主要包括怠速
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