高压共轨式电控燃油喷射系统毕业设计.doc

摘要高压共轨式电控燃油喷射系统因为在控制喷油量、喷油压力、喷油正时及喷油率等方面所表现出的极大的灵活性而具有传统燃油系统和其它电控喷油系统无法比拟的优势，代表了柴油机电控喷油技术的发展方向电控液压喷油器是高压共轨系统中最关键的部件，高压共轨喷油系统的优良性能必须通过喷油器来实现论文综述了柴油机电控喷油系统的分类和发展，详细介绍了高压共轨系统的特点和原理以及国外的典型系统，尤其对国外有代表性的电控液压喷油器的结构和原理作了全面的比较和分析论文介绍作者参考国内外高压共轨喷油器的典型结构和原理而设计的一种电控液压喷油器阐述该喷油器的特点，分析喷油器主要部件的特性和要求，分析喷油器的驱动电路，计算该喷油器关键零部件的重要参数最后结合相关数据，绘制了喷油器的装配图与零件图，确定了喷油器各部分的材料与工艺要求该喷油器能够实现先缓后急的⊿喷油规律，达到降低有害排放物的目标关键词：柴油机, 高压共轨, 电控液压喷油器, 电路分析，参数计算AbstractThe high pressure common rail injection system possesses the excellent ability to improve the emission and economic performance of diesel engines, it presents the developing direction of fuel injection system for diesel engine and is the necessary way to make diesel engine reach more rigorous emission laws. The electro-hydraulic injector is one of the most important components of high pressure common rail injection system, the latter must rely on it to realize its excellent functions.Based on consulting and researching extensive related literatures issued by international and domestic organizations, this paper summarizes the history of electronic controlled fuel injection system of diesel engine, the principle and advantages of high pressure common rail injection system and its representative products of foreign countries, then introduces the structure and principle of representative electro-hydraulic injector made by west developed countries in details.In this paper, an electro-hydraulic injector designed by the author is introduced detailedly. The paper summarizes the injector’s working principle、features and performance characteristic and analyzes the driver circuit of the injector，the important parameters of the injector were carried out through analysis and calculating. Finally, according to relevant data, rendering the injector assembly drawings and parts drawings, identify the material and technological requirements of various parts of the injector。

This injector can realize the perfect fuel injection rate that is called ⊿-shaped which means beginning injection with a slow-acting rate and then ending the injection suddenly. This kind of injector can reduce the harmful emission quantity from diesel engines.Key words: diesel engine high pressure common rail, electro-hydraulic injector; circuit analysis, parameter calculation 目录摘要 IAbstract II第一章 绪论 - 1 -1.1柴油机电控喷油技术的发展 - 1 -1.2柴油机高压共轨喷射系统 - 2 -1.2.1 高压共轨系统的特点 - 2 -1.2.2 高压共轨喷油系统的组成 - 4 - 1.2.3 高压共轨系统对柴油机排放的影响…………………………….. 41.2.4 国外研究动态 - 5 -1.2.5 国内研究状况 - 11 -1.3 高压共轨系统的电控液压喷油器 - 11 -1.3.1Bosch 公司开发的 CR 系统喷油器 - 12 -1.3.2 日本电装公司 ECD-U2 系统喷油器 - 13 -1.3.3Lucas Varity 公司电控液压喷油器 - 14 -1.4 本论文的主要工作 - 14 -1.5本章小结 - 15 -第二章 喷油器的工作特性与驱动电路 - 16 -2.1喷油器的工作特性 - 16 -2.1.1喷油器的结构与工作原理 - 16 -2.1.2 喷油器的特点 - 18 -2.2 喷油器喷油率的控制 - 19 -2.3 喷油器的喷雾特性 20- 21 -2.4 喷油器燃油喷射量特性 - 22 -2.5 喷油器的液力特性 - 23 -2.6 喷油器的密封性的分析 - 24 -2.7 驱动电路的分析 - 25 -2.8 本章小结 - 27 -第三章 喷油器参数计算与选择 - 28 -3.1.1 额定功率时的循环供油量 - 28 -3.1.2 喷油持续时间 - 29 -3.1.3喷油脉宽的计算与修正 - 29 -3.1.4 电磁力的计算 - 34 -3.2喷油器参数的研究 - 34 -3.2.1针阀弹簧的设计 - 34 -3.2.2电磁阀弹簧的计算 - 37 -3.2.3控制腔的设计 - 38 -3.2.4通流截面的设计 - 42 -3.2.5 喷油孔的设计 - 43 -3.3 本章小结 - 43 -第四章 电控液压喷油器设计 - 45 -4.1整体设计要求 - 45 -4.2 针阀的设计 - 46 -4.3针阀体的设计 - 47 -4.4 弹簧的设计 - 48 -4.5 衔铁与定位套 - 49 -4.6控制阀座 - 50 -4.7 控制柱塞 - 50 -4.8 喷油器体 - 51 -4.9 电磁阀 - 52 -4.10 电器插头 - 53 -4.11密封环及滤网 - 54 -4.12 油管接头 - 54 -4.13 球阀与阀芯 - 54 -4.14 本章小结 - 55 -第五章 设计总结 - 56 -致谢 - 57 -参考文献 - 58 -第一章 绪论1.1柴油机电控喷油技术的发展柴油机自 1897 年由德国工程师鲁道夫·狄塞尔发明以来至今已有 100 多年的历史，由于其具有良好的动力性、经济性和可靠性而被广泛用作船舶、固定式装备及各种车辆的动力。

融合了现代先进制造技术、电子技术和控制技术的新型柴油机甚至进入了豪华跑车和轿车领域，今后柴油机仍将继续是社会的主要动力装置之一但是由于环境污染和能源危机的日趋严重，美国、欧盟和日本等国相继颁布了非常严格的柴油发动机排放法规及燃油经济性法规，以限制柴油机的有害排放物的数量，迫使柴油发动机向低排放和低油耗的方向发展，我国也颁布了相应的法规在此背景下，柴油发动机今后发展的重要方向是要显著地降低柴油发动机尾气中的有害物排放、噪声和燃油耗，满足柴油发动机苛刻的排放法规的要求以及用户对降低柴油发动机噪声和燃油耗的强烈要求降低柴油机有害排放物、油耗以及噪声的关键是合理地控制柴油发动机燃烧室内的燃烧过程，因此需要更好地组织进气过程、燃油的供给过程和混合气的形成及燃烧过程，为此需要提高柴油发动机中进气系统、燃油系统和燃烧系统的性能，其中提高喷油系统的性能是改进提高柴油发动机整体性能的关键措施之一，新型高性能燃油系统的开发己成为提高现代柴油机综合性能的重要手段随着现代电子技术和现代控制技术的飞速发展和成熟，人们把这些技术成果应用到柴油机燃油喷射系统，不断开发出性能优异的电控燃油喷射系统电控燃油喷射系统的发展经历了位置控制式电控燃油系统、时间控制式电控燃油系统和压力－时间控制式电控燃油系统三个阶段。

位置控制式电控燃油系统的特点是完全保留了传统燃油系统的基本结构和脉冲高压供油的原理，只是通过增设传感器、执行器和微处理器组成控制系统，对高压油泵的齿条或滑套位置进行电子控制，从而控制柴油机燃油系统的燃油喷射量和喷油正时，提高燃油系统的控制能力和适应性，并新增加了一些其他的控制功能，最终提高了燃油系统的整体性能随着排放标准的日趋严酷，也为了进一步提高柴油机的竞争能力和整体性能水平，又发展了所谓时间控制式电控燃油系统，如电控泵喷嘴系统和电控泵－管－嘴系统等时间控制式燃油系统利用高速强力电磁阀的开启时刻和闭合时刻准确地控制燃油的喷射量和喷射定时，使燃油的喷射过程更加符合燃烧过程的要求，系统的控制精度、控制范围、响应速度和控制能力的进一步拓展给柴油机整体性能的优化匹配带来了更大的自由空间，使柴油机在具有较高整体性能的同时又满足现有排放法规的要求，也有利于汽车实现全面电子控制，但是原理和结构上仍然采用脉冲高压供油原理，喷射压力受到转速的影响，制约了性能的进一步改善，难以满足更严格的排放法规的要求在上世纪 90年代，一种更先进的压力－时间式燃油喷射系统应运而生，这就是共轨式电控喷油系统共轨燃油喷射系统又划分为蓄压式电控燃油喷射系统、液力增压式电控燃油喷射系统和高压共轨式电控燃油喷射系统。

高压共轨燃油系统是建立在机械、液压和电控技术基础之上的一种全新概念的喷油系统高压共轨系统抛弃了传统的喷油系统的柱塞泵分缸脉动供油原理，而是用一个设置在供油泵和喷油器之间的具有较大容积的共轨管把高压油泵输出的燃油蓄积起来并平抑压力波动，再通过高压油管输送到每个喷油器上，由喷油器电磁阀的动作控制喷射的开始、终止和喷油率；电磁阀起作用的时刻决定喷油定时，起作用的持续时间和共轨压力共。