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【引用】电喷柴油机  

2011-11-24 15:28:02|  分类: 个人日记 |  标签: |举报 |字号 订阅

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本文转载自航天雷《电喷柴油机》

电喷柴油机

采用电子控制燃油喷射及排放的柴油机即为电喷柴油机。电喷柴油喷射系统由传感器、ECU(计算机)和执行机构三部分组成。其任务是对喷油系统进行电子控制,实现对喷油量以及喷油定时随运行工况的实时控制。采用转速、油门踏板位置、喷油时刻、进气温度、进气压力、燃油温度、冷却水温度等传感器,将实时检测的参数同时输入计算机(ECU),与已储存的设定参数值或参数图谱(MAP)进行比较,经过处理计算按照最佳值或计算后的目标值把指令送到执行器。执行器根据ECU指令控制喷油量(供油齿条位置或电磁阀关闭持续时间)和喷油正时(正时控制阀开闭或电磁阀关闭始点),同时对废气再循环阀、预热塞等执行机构进行控制,使柴油机运行状态达到最佳。

   车用共轨式电喷柴油机的原理及特点

目前,能源危机和生态环境污染问题是全世界人们关注的焦点。随着汽车和动力机械的保有量不断增加,汽车排放的有害气体和微粒已超过工业污染物的排放量而成为一大公害,人们对这两个问题越来越重视,各国都相继制定了越来越严格的汽车排放规定。

    随着社会的发展,人们对汽车的经济性和舒适性要求也越来越高。迫于各方面的压力,人们开始寻找新的途径来解决降低排放和油耗问题。其中排气净化和节能是决定汽车能否继续生存发展的两大课题。这样内燃机的电子控制技术就蓬勃发展起来。

    首先发展起来的是汽油机的电控技术。到目前为止,主要轿车生产国的汽油机已经全部实现了电子控制。而柴油机则可以通过改进燃烧系统和增压中冷等技术措施来改善排放、降低油耗、提高功率。传统的柴油机是采用机械控制系统来控制柴油机的喷油正时和喷油量,也具有优越的控制性能。另一方面由于研制快速、大功率、高性能的电控执行器技术要求高,难度大。所以柴油机电控技术的发展要晚于汽油机。

    车用柴油机不仅随着转速改变喷油量和喷油时间相应改变,而且随着负荷的变化采用复杂的控制模型对温度、进气压力等参数进行补偿控制。20世纪80年代以来,微电子技术的迅速发展及其在汽油机电控方面的成功应用,解决了柴油机电控技术的瓶颈,使得柴油机电控技术也发展起来。采用电控技术可以改善驾驶性能,降低噪声和振动,提供舒适、易操作的行驶控制功能;可以借助于故障显示和自诊断功能改善车辆的安全性和维护保养的方便性;可以改善冷起动、稳定怠速和良好的加速等性能,从而推动和加速了柴油机电控的发展。20世纪80年代,越来越多的汽车柴油机采用了电子控制,而且电子控制的项目愈来愈多,这些技术在不同的柴油机上,以及不同的条件下逐步实施,使柴油机的电控技术水平一步一步地提高,柴油机的电控技术一代又一代地向前发展。到目前为止,柴油机电控燃油系统的主要类型有:电控直列泵、电控分配泵和电控共轨燃油系统。

    一、共轨式电控喷油系统的特点及其结构原理

    提高柴油机动力性,实现低污染、低油耗的中心任务就是改善柴油机的燃烧过程。也就是要保证组成燃烧过程的进气、喷油、燃烧三要素中的油、气良好混合和在不同工况下满足不同的燃烧和放热要求。其中喷油是最重要的因素。因此喷油系统的控制成为柴油机电控的核心。

    (一)共轨式喷油系统的特点

    共轨系统中的喷油压力柔性可调,对不同工况可确定所需的最佳喷射压力,从而优化柴油机综合性能。可独立地柔性控制喷油正时,配合高的喷射压力,可同时控制NOx和微粒在较小的数值内,以满足排放要求。柔性控制喷油速率变化,实现理想喷油规律,容易实现预喷射和多次喷射,既可降低柴油机NOx,又能保证优良的动力性和经济性。

    (二)共轨式喷油系统的结构原理

    由电磁阀控制喷油,其控制精度较高,高压油路中不会出现气泡和残压为零的现象,因此在柴油机运转范围内,循环喷油量变动小,各缸供油不均匀可得到改善,从而减轻柴油机的振动和降低排放。共轨式喷油系统,是柴油机电控技术发展过程中的一个大的飞跃,它改变了传统的喷油系统的组成结构,最大特点就是将燃油压力产生和燃油喷射分离开来,通过对共轨管内的油压实现精确控制,使高压油管压力大小与发动机的转速基本无关。

    电磁阀控制的喷油器替代了传统的机械式喷油器,共轨中的燃油压力由一个电磁压力调节阀控制,根据发动机的工作需要进行连续压力调节。电控单元作用于喷油器电磁阀上的脉冲信号控制燃油的喷射过程。喷油量的大小取决于燃油轨中的油压和电磁阀开启时间的长短,及喷油嘴液体流动特性。按照喷油高压形成的不同,共轨式电控燃油喷射系统有两种基本型式,即高压共轨式和中压共轨式。

    1.高压共轨系统

    高压输油泵直接产生高压燃油后,输送至共轨中消除压力的脉动,再分送到各喷油器;当电子控制装置按需要发出指令信号后,高速电磁阀迅速打开或关闭,进而控制喷油器工作,即按设定的要求喷出或停喷高压燃油。

    2.中压共轨系统

    中压输油泵将中压燃油输送到共轨中消除压力的脉动,再分送至带有增压柱塞的喷油器中;当高速电磁阀开关阀接收到电子控制装置发送的指令信号后,就迅速开启或关闭,从而控制燃油器工作,随即通过高压柱塞的增压作用,将从共轨中来的中压燃油加压至高压后喷出或停喷。中压共轨系统又包括共轨蓄压式和共轨液压式,共轨蓄压式的控制油和喷射油均来自共轨管;而共轨液压式的控制油来自共轨管,喷射油来自燃油输油泵,所以该系统的控制油和喷射油可以采用不同物质。其典型代表有日本电装公司的高压共轨式喷油系统ECD--U2,英国Lucas Varity公司的LDCR型高压共轨喷油系统,德国Benz公司的OM611柴油机上的电控高压共轨喷油系统,美国BKM公司的Servo jet共轨蓄压式电控喷射系统,美国Caterpillar公司的HEUI共轨液压式喷射系统。

    (三)柴油机电控燃油喷射系统的组成

    柴油机电控燃油喷射系统除了控制喷油量外,对喷油正时和喷油的压力都有很高的要求(柴油机电控燃油喷射系统的喷油压力较高约19.6MPa),各种柴油电控系统的区别在于控制功能、传感器的数量和类型、执行元件的类型、ECU控制软件、主要电控元件的结构原理和安装位置,基本组成与其他电子控制系统一致,也由传感器-ECU-执行元件3部分组成。

    1.传感器

    加速踏板位置传感器;反馈信号传感器;燃油温度传感器;其他传感器和信号开关。

    2.柴油机控制ECU

根据各传感器输入信号和内存程序,计算出供(喷)油量和供(喷)油开始时刻,并向执行元件发出执行令信号。

    3.执行元件

    执行ECU的指令,调节柴油机的供(喷)油量和供(喷)油正时。

    二、柴油机电控技术的发展及其电控燃油喷射系统的优点

    (一)柴油机电控技术的发展

    柴油机电控技术是在解决能源危机和排放污染两大难题的背景下,在飞速发展的电子控制技术平台上发展起来的。汽油机电控技术的发展为柴油机电控技术的发展提供了宝贵经验。

    第一代柴油机电控燃油喷射系统(常规压力电控喷油系统)的优点是结构不需改动,生产继承性好,便于对现有柴油机进行升级换代;缺点是系统响应慢、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。

    第二代柴油机电控燃油喷射系统(高压电控喷油系统)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-压力控制压力控制。其特点是通过设置传感器、电控单元、高速电磁阀和相关电/液控制执行元件等,组成数字式高频调节系统,用电磁阀的通、断电时刻和通、断电时间控制喷油泵的供油量和供油正时。但供油压力还无法独立控制。

    (二)柴油机电控燃油喷射系统的优点

    柴油机电控燃油喷射系统的优点如下。

    1.改善低温起动性

    电子控制系统能够以最佳的程序替代驾驶员进行这种麻烦的起动操作,使柴油机低温起动更容易。

    2.降低氮氧化物和烟度的排放

    采用柴油机电控技术,可精确地将喷油量控制在不超过冒烟界限的适当范围内,同时根据发动机工况调节喷油时刻,从而有效地抑制排烟。

    3.提高发动机运转稳定性

    采用柴油机电控系统,无论负荷怎样增减,都能保证发动机怠速工况下以最低的转速稳定运转,有利于提高其经济性。

    4.提高发动机的动力性和经济性

    柴油机电控系统中,ECU根据传感器信号,精确计算喷油量和喷油正时,从而提高发动机动力性和经济性。

    5.控制涡轮增压

    采用电子控制技术可以对增压装置进行精确的控制。

    6.适应性广

    只要改变ECU的控制程序和数据,一种喷油泵就能广泛用于各种柴油机,而且柴油机燃油喷射控制可与怠速控制等各种控制系统进行组合实现集中控制,有利于缩短柴油机电控系统开发周期,并降低成本,从而扩大柴油机电控系统的应用范围。

    三、柴油机电控系统的功能

    常见柴油机电控系统的功能如下。

    (一)燃油喷射控制

    燃油喷射控制主要包括:供(喷)油量控制、供(喷)油正时控制、供(喷)油速率控制和喷油压力控制等。

    (二)怠速控制

    柴油机的怠速控制主要包括怠速转速控制和怠速时各缸均匀性的控制。

    (三)进气控制

    柴油机的进气控制主要包括进气节流控制、可变进气涡流控制和可变配气正时控制。

    (四)增压控制

    柴油机的增压控制主要是由ECU根据柴油机转速信号、负荷信号、增压压力信号等,通过控制废气旁通阀的开度或废气喷射器的喷射角度、增压器涡轮废气进口截面大小等措施,实现对废气涡增压器工作状态和增压压力的控制,以改善柴油机的扭矩特性,提高加速性能,降低排放和噪声。

    (五)排放控制

    柴油机的排放控制主要是废气再循环(EGR)控制。ECU主要根据柴油机转速和负荷信号,按内存程序控制EGR阀开度,以调节EGR率。

    (六)起动控制

    柴油机起动控制主要包括供(喷)油量控制、供(喷)油正时控制和预热装置控制,其中供(喷)油量控制和供(喷)油正时控制与其他工况相同。

    (七)巡航控制

    带有巡航控制功能的柴油机电控系统,当通过巡航控制开关选定巡航控制模式后,ECU即可根据车速信号等自动维持汽车以一定车速行驶。

    (八)故障自诊断和失效保护

    柴油机电控系统中也包含故障自诊断和失效保护2个子系统。柴油机电控系统出现故障时,自诊断系统将点亮仪表盘上的故障指示灯,提醒驾驶员注意,并储存故障码,检修时可通过一定的操作程序调取故障码等信息;同时失效保护系统启动相应保护程序,使柴油能够继续保持运转或强制熄火。

    (九)柴油机与自动变速器的综合控制

    在装用电控自动变速器的柴油车上,将柴油机控制ECU和自动变速器控制ECU合为一体,实现柴油机与自动变速器的综合控制,以改善汽车的变速性能。

    四、常见车用柴油机电控燃油喷射系统实例

    (一)日本电装公司ECD-V1系统

    日本丰田公司柴油轿车最早装用的就是由日本电装公司开发的ECD-V1系统,该系统是在转子分配式喷油泵的基础上,加装电子控制装置而形成的。主要传感器包括:发动机转速传感器、加速踏板位置传感器、滑套位置传感器、正时活塞位置传感器、进气压力传感器、进气温度传感器、冷却液温度传感器、车速传感器、空挡开关、起动开关、空调开关等。ECD-V1系统的控制功能包括:燃油喷射控制、进气节流控制、预热塞控制、自诊断和安全保护功能等。

    (二)日本电装公司ECD-V3系统

    日本电装公司开发的ECD-V3系统也是在转子分配式喷油泵基础上,增加电子控制装置形成的柴油机电控燃油喷射系统。与ECD-V1系统相比,主要是喷油量控制方法不同,ECD-V3系统是通过控制喷油时间来实现对喷油量控制的,即ECU在确定喷油器的喷油开始时刻后,再通过回油控制电磁阀来控制柱塞泵回油的时刻(即停止喷油的时刻),以此来控制喷油量;为控制喷油时间,在转子分配式喷油泵内增设了泵角传感器。泵角传感器采用电磁感应式,向ECU提供喷油泵凸轮轴位置和转角信号。此外,ECD-V3系统装用光电式着火正时传感器,对喷油正时实施反馈控制。

    发动机转速传感器安装在曲轴上。

    (三)日本五十铃公司L-TEC系统

    五十铃公司L-TEC(全电子控制式)是在转子分配式喷油泵基础上,增加电子控制装置形成的全电子控制式柴油机电控燃油喷射系统。该系统的主要特点是:具有巡航控制功能,设有燃油温度传感器,不对喷油正时进行反馈控制。此外,加速踏板位置传感器采用差动电感式;进气节流(节气门)不受ECU控制。

    (四)直列柱塞泵电控

    系统装用直流电动机式电子调速器的直列柱塞泵电控系统,用电子调速器取代原有的机械调速器,以实现对喷油量的控制;用正时控制器取代原有的机构离心式供油提前角自动调节器,来对喷油正时进行控制;并设有油量调节拉杆(或齿条)位置传感器和正时传感器,对喷油量和喷油正时的控制均采用闭环控制方式。

    (五)美国Caterpillar公司HEUI系统

 该系统具有共轨式柴油机电控燃油喷射系统的基本组成和结构,属第二代电控共轨式燃油喷射系统。该系统的控制功能包括:燃油喷射控制、进气控制、起动控制、故障自诊断、失效保护和应急备用,同时还具有与其他控制系统进行数据传输的功能。HEUI系统的喷油量控制采用了压力控制方式,通过由传感器、ECU和执行元件等组成的控制系统,对循环喷油量、喷油正时、喷油速率和喷油压力进行控制。

    (六)日本电装公司ECD-U2系统

    该系统主要用于载重汽车装用的柴油机上,日本日野汽车公司、三菱汽车公司和日产汽车公司生产的载重汽车柴油机多数采用ECD-U2系统。该系统具有共轨式喷油系统的基本组成和结构,属于第二代柴油机电控燃油喷射系统,ECD-U2系统的组成由各种传感器、ECU、燃油压力控制阀和三通电磁阀等组成的控制系统,对喷油量、喷油正时、喷油速率和喷油压力进行时间压力控制

    五、共轨式柴油电喷控制技术抢占奥运商机

    随着北京2008年奥运会日益临近,中国全面实施欧排放法规的期限也在步步逼近,北京已经提前实施了这项法规。欧排放标准迫使卡车和大客车逐渐放弃传统的机械式柴油发动机,转而采用电控发动机。这种大规模的技术升级不仅将催生出新的商机,也可能彻底改变原有产业竞争态势。因此,柴油发动机产业链条上的企业无不关注着电控发动机技术和市场的每一个进展。

    与机械式发动机相比,电控发动机不仅能提升排放清洁度,由于为发动机加入了以芯片组为控制核心的电子系统,还具备了更好的可控制性和可管理性,使整车性能获得质的飞跃。因此,它被称为智能发动机。驾乘人员将有完全不同的驾驶感受,如发动机自我保护、巡航控制、道路速度控制等。

    更为整车厂商所关注的是:在环保排放标准提升越来越快的今天,机械发动机为满足排放标准,后续技术投入非常大,而电控发动机却具备更好的向上兼容性,只需要局部改进,就能够提升排放清洁度。因此,对整车厂商来说,谁能更早转移到电控平台,选择一家对整车厂商的需求有深入理解的电控机生产商达成深入合作协议,谁就能确保未来几年的排放环保改进成本得到最好的控制。

    虽然离2008年全国全面实施欧标准还有2年的时间,但围绕欧的市场争夺战已经在一些城市展开。业内人士分析认为,因为整车厂商和发动机厂商之间的技术匹配需要一定的时间,所以,谁准备得早,谁就能获得更多的时间,就能拿出成熟的整车匹配方案,就能在欧电控机市场上占有主动权。

    六、结束语

    共轨式电控燃油喷射技术有助于减少柴油机的有害尾气排放量,并具有降低噪声、降低燃油耗、提高动力输出等方面的综合性能。高压共轨电控燃油喷射技术的应用有利于地球环境保护,加速促进柴油机工业、汽车工业,特别是工程机械相关工业的向前发展。

高压电控燃油喷射系统对控制排放十分有利,其中,共轨式电控喷射系统的供油和燃油计量是完全分开的,从而其喷油压力、喷油过程和喷油持续期不受负荷和转速的影响,尤为各国青睐。我国对现代柴油发动机电控技术的研究和开发尚处于起步阶段,目前还主要集中在对柴油发动机电控喷射系统的研究与开发上。但随着社会经济的发展,对环保的要求越来越高,柴油发动机电控系统的研究和相应产品的开发必将成为我国汽车柴油发动机技术领域中的一个热点,这将大大促进我国汽车柴油发动机产品的更新换代,为在未来短期内参与国际竞争奠定坚实的基础。

高速电磁阀也就是电喷中的一个系统,它控制着柴油机的喷油量,喷油时间等.

这有一点电喷柴油机的优点
优点
2.2.1
具有多功能的自动调节性能
工程机械用柴油机的运转工况是多变的,而且对油耗、排放和可靠性等要求较高。自动控制技术应用于柴油机的调节系统正好可以实现多功能的自动调节,从而保证柴油机动力性、燃料使用经济性、可靠性和操作方便性等性能充分发挥。
2.2.2
减轻质量、缩小尺寸、提高柴油机的紧凑性
对于现代高速柴油机而言,由于驱动喷油泵的扭矩较大,要设计一个紧凑和可靠的供油提前自动调节器很复杂,而且在柴油机总体布置上也比较困难。采用自动控制技术解决供油提前角自动调节问题,不仅可以容易地解决上述难题,而且提高了柴油机的紧凑性。
2.2.3
部件安装连接方便,提高了维修性
采用自动控制系统,相关部件尺寸减小(特别是燃油供给系统),安装部位免受空间位置的约束,连接简便,有利于柴油机日常维护及修理。
2.2.4
扩展了故障诊断、联络等功能
采用自动控制系统,可方便地与微型计算机相连,很容易实现柴油机性能检测与故障诊断功能,柴油机运行及检测数据的存储与传递等问题也迎刃而解,便于科学管理和使用。
2.2.5
使柴油机的动力输出和负荷得到更精确的匹配
随着工程机械制造技术高速发展,为了提高自行式工程机械的作业效能,采用了电喷柴油机,电控自动变速器等自动控制装置,使自行式工程机械在作业时,能随着负荷的变化在一定范围内自动调整动力输出、动力传递,柴油机的动力输出和负荷得到更精确的匹配,充分发挥工程机械作业效能。

 

国内一款柴油发动机的电控系统
VMDOHC425发动机采用BOSCH共轨喷射系统。其电控系统可分成三个主要部分:传感器、ECU、执行器。
一、        主要传感器
1
        曲轴转速传感器
为磁电式传感器。曲轴上安装有齿盘。齿盘上均匀分布60个齿。对应于第一缸距离上止点120°处,有两齿缺失。齿盘相对于传感器转动,会使传感器内产生交变的磁通,从而使传感器输出交变电压。当缺齿经过传感器时,对应于缺齿的交变电压信号会发生突变,通过该突变信号,系统可以感知曲轴的准确位置。
2
        相位传感器
为磁电式传感器。凸轮轴上有一个小凸台,对应于1缸压缩上止点。凸轮轴旋转,该凸台通过传感器时引起电压信号突变。通过该突变信号,系统可以确定发动机工作相位。在发动机相位识别完成,发动机正常起动以后,发动机可以只通过曲轴转速传感器来确定发动机工作相位。
3
        加速踏板传感器
为角度电位计。同整车机械油门相连的拉线拉动传感器转子旋转,使转子跟定子之间的电阻发生变化,从而使传感器输出随转动角度线性变化的电压信号。系统通过该电压信号确定油门的位置。
4
        油轨压力传感器
安装在油轨上,该传感器集成了传感器和信号处理电路。传感器输出与油轨压力成线性关系的电压信号。系统通过该电压信号确定油轨内的压力,以实现对油轨压力的闭环控制。
5
        水温传感器
安装在缸体壁上,为具有负温度系数的热敏电阻,其阻值随着温度的增加而减小,从而两端的电压降也随着温度的增加而减小。系统通过该电压信号确定水温。
6
        空气压力温度传感器
安装在增压器后端的进气歧管上。该传感器集成了空气压力传感器和空气温度传感器。有两个输出端口,一个输出与空气压力成线性关系的电压信号,另一个输出与空气温度成线性关系的电压信号。系统通过电压信号确定空气压力和空气温度,进而计算出空气流量。
二、        ECU
该款发动机的ECUEDC15。其核心处理芯片为德国Infineon公司的16位单片机,共144个管脚,具有很强的输入输出的处理能力。整个ECU的电路结构以该处理芯片为核心,周边辅以外围信号处理电路和大电流驱动电路。电路板正反面均大面积敷铜,可减小电磁干扰。
从电路的布置来看,该ECU最多能够驱动四缸工作,但电路板上留有可扩充的接口。喷油器线圈驱动电路采用双端驱动方式,即高端和低端均采用MOS管控制通断,当高端跟低端同时接通时,喷油器线圈两端加载电压。且高端连通两个电压,一个电压为电池的12V,一个电压为经过升压后较高的电压,形成双电压驱动。在喷油器电磁线圈加电初期,需要在短时间内使线圈电流升到较高值以取得较大的电磁力,达到喷油器内电磁阀迅速关闭的目的,此时高端选通较高的电压。在电磁阀关闭以后,不需要很大的电流就可以维持电磁阀的关闭状态,此时高端选通12V。双电压的驱动方式,即满足了电磁阀响应迅速的要求,又减小了功耗。
三、        主要执行器
1
        喷油器
喷油器是共轨系统中最重要的执行器。喷油器的开启时刻决定了喷油定时,喷油器的开启持续时间决定了喷油脉宽。而喷油器的核心部分是电磁阀。ECU正是通过控制电磁阀线圈内电流的加载和卸载达到控制喷油器喷油断油的目的。如前所述,电磁阀线圈两端平时悬置,需要喷油时,ECU将两端分别接通高压和低压(地),线圈中有电流流过,迅速建立的电磁力克服弹簧力牵引电磁阀上升,电磁阀开启,喷油开始。需要断油时,ECU将两端断开,线圈卸压,通过外部的大电流二极管迅速泄流,电磁力迅速消失,电磁阀在弹簧力作用下关闭,喷油结束。喷油器的响应时间必须足够小,才能实现多段喷射。
2
        压力控制阀(PCV
压力控制阀安装在高压油泵上,控制阀关闭时,高压油泵产生高压,将燃油压入油轨。控制阀开启时,高压油泵燃油直接回流至低压油路。压力控制阀的作用有二:第一,实现油轨压力的闭环控制。ECU通过油轨压力传感器确定油轨此时压力,然后与设定值进行比较,通过偏差来控制压力控制阀的开启和关闭,从而使油轨压力上升或者下降,直至稳定在设定值的某个偏差范围内。第二,起到油量计量的作用。仅使保证正常喷射的燃油进入高压油路,多余的燃油不经过高压输送过程而直接回流,减小了功耗,提高了效率。
压力控制阀的驱动比喷油器简单。其一端直接与12V电压相接,ECU在另一端施加PWM(脉宽调制)信号,控制该信号的占空比,就可以调节压力控制阀中电磁阀的电磁力,从而达到控制油轨压力的目的。
若油轨压力传感器失效,导致ECU无法确定油轨压力,ECU将放弃闭环控制,而直接给出某一个占空比的PWM信号来控制压力控制阀。
3
        EGR
VM425
发动机安装了气动开环式EGR系统,该EGR系统的控制集成在ECU内部。EGR阀门为膜片式,膜片上方为真空室,膜片下方通大气。真空室的真空度靠一个真空调节阀来调节。真空调节阀开启时,真空室同大气相通,真空调节阀关闭时,真空室同整车真空罐相通。因此,调整真空调节阀的开启关闭时间可以调整真空室的真空度,从而使EGR阀位于不同的位置,EGR率也随之不同。
真空调节阀的驱动同压力控制阀的类似。其一端与12V电压相接,ECU在另一端施加不同占空比的PWM信号,就可以实现不同的EGR率。
4
        ASD继电器
ASD
Auto Shut Down)继电器为ECU一个保护措施。该继电器有四端,两端为强电,导通后ECU接通12V电源。两端为控制端,其中一端常火,一端由ECU控制。ECU在正常工作时,保证该继电器导通。当ECU检测到某些致命的错误发生时(例如曲轴转速信号缺失),ECU将切断该继电器,ECU断电后发动机停止运转,起到保护发动机的作用。
5
        其他继电器
ECU
还通过其他一些继电器来控制大电流的通断,例如:燃油加油器,预热塞等。

柴油电喷我知道的有以下三种:
1、电控单体泵,这种发动机相对传统柴油机改动是最小的
2
、高压共规,这种发动机的难点是由于采用长较长的高压管,材料和性能上很难达到,不过这是国内下一步的发展目标。原因是它的升级潜力超过单体泵。
3
、泵喷嘴,由于此种对传统柴油机的缸盖更改较大,所以许多厂家都不太想改

柴油机电喷技术国内最强的是无锡油泵油嘴研究所,他们研发的高压共轨系统比较厉害,目前正在产业化准备,德国博世很警惕的。本社区有个报告是关于无油所的,这个报告是科技部一个专家组写的,估计中央上层看过这个报告。

单体泵控制的是喷油量,也可以说是供油量;共轨才是控制的针阀升程
上次不好意思,回答完全错误
另外,成都威特的单体泵都是整套的,相对来说装配比较省时间,市场吗,肯定是有的,其实它不仅做单体泵,还作共轨等。它的软件具有自主的产权,这点可以说是比较的优势了,可以不断更新

电喷技术有三大难点:第一,需要一整套电控系统,第二,供油系统(控制性燃油嘴)需要好的工艺和加工装备,第三,高速发动机上的电磁开关,需要敏感的电磁结构,必须找到相应的电磁材料。
材料学与精加工技术一直制约其他行业的发展。

汽车加速柴油化电喷技术柴油机发展
    
 汽车柴油化进程加快
  不断攀升的燃油价格促进了汽车柴油化的进程,原来以汽油机为主要动力的轻型客车,2006年上半年第一次出现了柴油车销量超过汽油车的现象,这个趋势仍在继续。
   国内几个骨干柴油机企业也相继开发出供乘用车(轿车及微型车)用的柴油机,改变了原来乘用车柴油机基本由国外柴油机独揽的局面。目前国产中重型车用柴油机以国产品牌为主,且基本拥有自主知识产权,乘用车柴油机以国外品牌为主,且基本依靠进口,只有部分低端产品用国产柴油机,轻型车柴油机则是中外合资和国产品牌并举。
   
经过这几年的快速发展,国内已出现了几家技术力量及资金雄厚的企业,如潍坊柴油机公司、玉林柴油机公司、上海柴油机公司、无锡柴油机厂、大连柴油机厂、朝阳柴油机厂、云南内燃机厂等,其销售量、销售收入及生产规模都非常可观。国外先进的柴油机技术如高压喷射、增压中冷、可变截面增压器、四气门技术、电控燃油喷射技术、排放控制技术等已在国内得到推广应用,柴油机的升功率、燃油消耗率、排放性能、可靠性等指标有了大幅度的提高,开始了从传统机械产品向机械电子技术产品的过渡。但与欧美日先进水平相比,还有较大差距,主要是没有掌握柴油机的核心技术,如电控燃油喷射系统的技术仍被国外公司垄断。自主研发和创新能力还较弱,产品研发主要依靠与国外设计公司合作开发。另外,乘用车柴油机尽管已开发出产品,但基本没有投放市场,只在一些低端轻型客车和SUV上使用。
  过去的几年,国内柴油机行业发展迅速,但应清醒地认识到,国产柴油机生产规模虽然很大,但大多数国产柴油机产品的技术水平还是较低的,国内柴油机企业的研发力量还很薄弱,新产品的研发大多依靠国外公司,因此我国目前只是柴油机的制造大国,还不是制造强国。
  电控燃油喷射技术取得突破
  国际上柴油机电控燃油喷射系统都是由实力雄厚的专业生产厂来研发生产的,比如德国博世、日本电装、美国德尔福等。以前,国内还没有一家零部件厂商有能力研发和生产电控燃油喷射系统,可喜的是,近几年国内在最薄弱的柴油机电控燃油喷射系统技术研发方面取得了重大突破,如成都威特电喷公司与清华大学联合于2004年成功研制出具有自主产权的电控单体泵系统,并于当年开始提供成套产品供重型车用,现已提供了上千套产品,成为国内第一家生产柴油机电控燃油喷射系统产品的企业,打破了国外企业的垄断。一汽集团无锡油泵油嘴研究所完全依靠自己的力量也成功开发出具有自主产权的第一代电控共轨燃油喷射系统,但还没有进行商业应用。

我国最大功率电喷柴油机问世

 我国首台装备电子喷射系统的机车、最大功率的16v280zjg柴油机近日在四川资阳内燃机车厂试制成功,并顺利通过了100小时台架性能试验、排放污染物测试和整机拆检。整机标定功率为4200千瓦,超负荷可达4630千瓦,污染物排放大幅度降低,可达到国家铁道行业标准

 

我单位有两台美国卡特公司生产的D10R型推土机,使用中有一台出现了启动困难、作业时发动机转速及动力大幅度降低的现象。

    该推土机采用的是V12液压电子控制单元喷射柴油机。这种电喷柴油机主要由电子控制单元ECM、油门控制器、油门开关、速度/正时传感器、温度传感器、压力传感器、喷油器和液压供油泵组等部件构成。电子控制单元ECM是发动机的核心部件,实现调速、正时及燃油限定等功能,同时通过卡特数据线读取传感器信号并与仪表显示系统连接通讯;油门开关可使发动机以700r/min的低怠速运行或以全速运行;传感器拾取转速、温度和压力等信号,输入至电子控制单元ECM,用于发动机的控制;电子喷油器由电磁阀控制的高压机油驱动部分和燃油喷射柱塞组成,当电子喷油器的电磁阀得到ECM的驱动电流,机油驱动部分的阀芯打开,高压机油推动燃油喷射柱塞将燃油高速喷出雾化;液压供油泵组向喷油器提供驱动压力,压力的高低由ECM通过向泵控制阀输送信号完成控制调节。

本着“先易后难”的原则,首先更换了空气滤芯和柴油滤芯,但故障现象没有得到改善。使用卡特公司的ET(电子技师)检修软件检查时,发现全机12个电子喷油器都不动作,于是怀疑是电路有故障。检查发动机电子控制单元ECM的电源,结果供电正常,同时查得油门开关和油门传感器,以及正时传感器的工作均正常;用另一台D10R型推土机上的发动机电子控制单元ECM与之对换后结果也没有改善,说明不可能是电路有故障。将一新喷油器临时挂接于线路上,并使用ET检修软件进行试验,发现此新喷油器动作,据此怀疑是全部喷油器都卡死。拆下几只喷油器并解体后,果然发现其高压机油驱动部分的阀芯已卡死。清洗后装回,发动机可以勉强启动,但动力仍然不足,只得将全部喷油器换新,但结果启动仍有困难;用ET检修软件检测时,发现喷油器驱动机油压力只有3000kPa(正常值应在5000kPa以上)。经检查,发现机油变量泵的端面松动,产生了较大的豁口,造成端面漏油严重。但紧固端面螺栓后,油压并未上升。将机油变量泵解体,发现柱塞和斜盘的接合面处有明显磨损。由于对该泵的要求极高,只得更换。换新泵后机器启动迅速,动力也完全恢复正常。

    分析认为,因为机油变量泵和喷油器间是直通关系,由于泵端面松动,导致机油变量泵在启动时因缺油而产生干磨,且外界灰尘、沙土等杂质进入了泵内管路,使得该泵磨坏,进而引起喷油器因磨损而失效。

于是,在更换机油变量泵前,对相关油路进行了彻底清洗,去除了可能残留的杂质;为防止像原泵那样,因端面螺栓无紧固措施长期振动后导致漏油,采用了加弹簧垫和涂螺纹紧固胶的方法以避免泵端面松动。采取了上述处理措施后,该机至今已使用半年一切正常。

什么是柴油机燃油喷射系统零件

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什么是柴油机燃油喷射系统零件

柴油机电控技术阐述-技术论文-佳工机电网
柴油机电控技术

摘要:介绍了柴油机电子控制技术的发展状况、控制原理和应用特点及高压共轨技术的工作原理、研究方向、应用前景。
关键词:柴油机电控技术;高压共轨技术;应用前景

1
柴油机电子控制技术的发展状况及发展趋势

1.1
柴油机电子控制技术的发展状况

柴油机电子控制技术始于20世纪70年代,20世纪80年代以来,英国卢卡斯公司、德国博世公司、奔驰汽车公司、美国通用的底特律柴油机公司、康明斯公司、卡特彼勒公司、日本五十铃汽车公司及小松制作所等都竞相开发新产品并投放市场,以满足日益严格的排放法规要求。

由于柴油机具备高扭矩、高寿命、低油耗、低排放等特点,柴油机成为解决汽车及工程机械能源问题最现实和最可靠的手段。因此柴油机的使用范围越来越广,数量越来越多。同时对柴油机的动力性能、经济性能、控制废气排放和噪声污染的要求也越来越高。依靠传统的机械控制喷油系统已无法满足上述要求,也难以实现喷油量、喷油压力和喷射正时完全按最佳工况运转的要求。近年来,随着计算机技术、传感器技术及信息技术的迅速发展,使电子产品的可靠性、成本、体积等各方面都能满足柴油机进行电子控制的要求,并且电子控制燃油喷射很容易实现。

实际上,柴油机排气中COHC比汽油机少得多,NOX排放量与汽油机相近,只是排气微粒较多,这与柴油机燃烧机理有关。柴油机是一种非均质燃烧,可燃混合气形成时间很短,而且可燃混合气形成与燃烧过程交错在一起。通过分析柴油机喷油规律得到:喷入燃料的雾化质量、汽缸内气体的流动以及燃烧室形状等均直接影响燃烧过程的进展以及有害排放物的生成。提高喷油压力和柴油雾化效果、使用预喷射、分段喷射等可以有效的改善排放。

经过多年的研究和新技术应用,柴油机的现状已与以往大不相同。现代先进的柴油机一般采用电控喷射、高压共轨、涡轮增压中冷等技术,在重量、噪音、烟度等方面已取得重大突破,达到了汽油机的水平。随着国际上日益严格的排放控制标准(如欧洲标准)的颁布与实施,无论是汽油机还是柴油机都面临着严峻的挑战,解决的办法之一是采用电子控制燃油喷射的技术。现在,柴油机电子控制技术在发达国家的应用率已达到60%以上。

1.2
何谓电喷柴油机

采用电子控制燃油喷射及排放的柴油机即为电喷柴油机。电喷柴油喷射系统由传感器、ECU(计算机)和执行机构三部分组成。其任务是对喷油系统进行电子控制,实现对喷油量以及喷油定时随运行工况的实时控制。采用转速、油门踏板位置、喷油时刻、进气温度、进气压力、燃油温度、冷却水温度等传感器,将实时检测的参数同时输入计算机(ECU),与已储存的设定参数值或参数图谱(MAP)进行比较,经过处理计算按照最佳值或计算后的目标值把指令送到执行器。执行器根据ECU指令控制喷油量(供油齿条位置或电磁阀关闭持续时间)和喷油正时(正时控制阀开闭或电磁阀关闭始点),同时对废气再循环阀、预热塞等执行机构进行控制,使柴油机运行状态达到最佳。

1.3
柴油机电子控制技术的发展趋势

1.3.1
高的喷射压力

为满足排放法规的要求,柴油喷射压力从10MPa提高到200MPa。如此高的喷射压力可明显改善柴油和空气的混合质量,缩短着火延迟期,使燃烧更迅速、更彻底,并且控制燃烧温度,从而降低废气排放。

1.3.2
独立的喷射压力控制

传统柴油机的供油系统的喷射压力与柴油机的转速负荷有关。这种特性对于低转速、部分负荷条件下的燃油经济性和排放不利。若供油系统具有不依赖转速和负荷的喷射压力控制能力,就可选择最合适的喷射压力使喷射持续期、着火延迟期最佳,使柴油机在各种工况下的废气排放最低而经济性最优。

1.3.3
改善柴油机燃油经济性

用户对柴油机的燃油消耗率非常关注。高喷射压力、独立的喷射压力控制、小喷孔、高平均喷油压力等措施都能降低燃油消耗率,从而提高了柴油机的燃油使用经济性。

1.3.4
独立的燃油喷射正时控制

喷射正时直接影响到柴油机活塞上止点前喷入汽缸的油量,决定着汽缸的峰值爆发压力和最高温度。高的汽缸压力和温度可以改善燃油使用经济性,但导致NOX增加。而不依赖于转速和负荷的喷射正时控制能力,是在燃油消耗率和排放之间实现最佳平衡的关键措施。

1.3.5
可变的预喷射控制能力

预喷射可以降低颗粒排放,又不增加NOX排放,还可改善柴油机冷启动性能、降低冷态工况下白烟的排放,降低噪声,改善低速扭矩。但是预喷射量、预喷射与主喷射之间的时间间隔在不同工况下的要求是不一样的。因此具有可变的预喷射控制能力对柴油机的性能和排放十分有利。

1.3.6
最小油量的控制能力

供油系统具有高喷射压力的能力与柴油机怠速所需要的小油量控制能力发生矛盾。当供油系统具有预喷射能力后将会使控制小油量的能力进一步降低。由于工程机械用柴油机的工况很复杂,怠速工况经常出现,而电喷柴油机容易实现最小油量控制。

1.3.7
快速断油能力

喷射结束时必须快速断油,如果不能快速断油,在低压力下喷射的柴油就会因燃烧不充分而冒黑烟,增加HC排放。电喷柴油机喷油器上采用的高速电磁开关阀很容易实现快速断油。

1.3.8
降低驱动扭矩冲击载荷

燃油喷射系统在很高的压力下工作,既增加了驱动系统所需要的平均扭矩,也加大了冲击载荷。燃油喷射系统对驱动系统平稳加载和卸载的能力,是一种衡量喷射系统的标准。而电喷柴油机技术中的高压共轨技术则大大降低了驱动扭矩冲击载荷。

2
柴油机电子控制技术的目的及优点

2.1
目的

优化动力性、改善燃油使用经济性、控制排放,使柴油机从怠速至额定转速范围内均能获得最佳工作状况,防止可能发生的危险运行状况,延长零件的使用寿命。

2.2
优点

2.2.1
具有多功能的自动调节性能

工程机械用柴油机的运转工况是多变的,而且对油耗、排放和可靠性等要求较高。自动控制技术应用于柴油机的调节系统正好可以实现多功能的自动调节,从而保证柴油机动力性、燃料使用经济性、可靠性和操作方便性等性能充分发挥。

2.2.2
减轻质量、缩小尺寸、提高柴油机的紧凑性

对于现代高速柴油机而言,由于驱动喷油泵的扭矩较大,要设计一个紧凑和可靠的供油提前自动调节器很复杂,而且在柴油机总体布置上也比较困难。采用自动控制技术解决供油提前角自动调节问题,不仅可以容易地解决上述难题,而且提高了柴油机的紧凑性。

2.2.3
部件安装连接方便,提高了维修性

采用自动控制系统,相关部件尺寸减小(特别是燃油供给系统),安装部位免受空间位置的约束,连接简便,有利于柴油机日常维护及修理。

2.2.4
扩展了故障诊断、联络等功能

采用自动控制系统,可方便地与微型计算机相连,很容易实现柴油机性能检测与故障诊断功能,柴油机运行及检测数据的存储与传递等问题也迎刃而解,便于科学管理和使用。

2.2.5
使柴油机的动力输出和负荷得到更精确的匹配

随着工程机械制造技术高速发展,为了提高自行式工程机械的作业效能,采用了电喷柴油机,电控自动变速器等自动控制装置,使自行式工程机械在作业时,能随着负荷的变化在一定范围内自动调整动力输出、动力传递,柴油机的动力输出和负荷得到更精确的匹配,充分发挥工程机械作业效能。

3
柴油机电控技术的特点

柴油机电控技术与汽油机电控技术有许多相似之处,整个系统都是由传感器、电控单元和执行器三部分组成。在电控喷射方面柴油机与汽油机的主要差别是,汽油机的电控喷射系统只是控制空燃比(汽油与空气的比例),柴油机的电控喷射系统则是通过控制喷油时间来调节输出油量的大小,且柴油机喷油控制是由发动机的转速和加速踏板位置(油门、供油拉杆位置)来决定的。柴油机电控技术有两个明显的特点:一是柴油喷射电控执行器复杂,二是柴油电控喷射系统的多样化。

3.1
柴油机是一种热效率比较高的动力机械

柴油机燃油喷射具有高压、高频、脉动等特点。其喷射压力高达200MPa,为汽油机喷射压力的百倍以上。对燃油高压喷射系统实施喷油量的电子控制,困难大得多。而且柴油喷射对喷射正时的精度要求很高,相对于柴油机活塞上止点的角度位置远比汽油机要求准确,这就导致了柴油喷射的电控执行器要复杂得多。

3.2
由于柴油机的喷射系统形式多样

传统的柴油机具有直列泵、分配泵、泵喷油器、单缸泵等结构完全不同的系统。实施电控技术的执行机构比较复杂,形成了柴油喷射系统的多样化;同时柴油机需要对油量、定时、喷油压力等多参数进行综合控制,其软件的难度也大于汽油机。

4
电控柴油喷射系统分类

最先出现的是电控喷油泵技术,而后又发展了电控泵喷嘴技术和高压共轨喷射技术,后两种技术是现在最主要的柴油机电控喷射技术。其中,电控泵喷嘴技术的喷油压力非常高,可以达到200MPa,并且泵和喷嘴装在一起,所以只需要很短的高压油引导部分,泵喷嘴系统也可以实现很小的预喷量,其喷油特性是三角形的,并采用了分段式预喷射,这是很符合柴油机的要求(大众公司的TDI发动机就是使用这种技术)。但电控泵喷嘴技术的喷油压力受柴油机转速影响,使用蓄压系统的高压共轨技术可以解决这个问题。它的喷油压力低于泵喷嘴系统,能达到160MPa。有些公司看中了它对任意缸数的发动机喷油压力调节很宽泛的特点,逐步扩大其使用范围(最早使用高压共轨的轿车是阿尔法罗密欧156和奔驰C级别车)

4.1
第一代柴油机电控燃油喷射系统也称位置控制系统,它用电子伺服机构代替机械调速器控制供油滑套位置以实现供油量的调整。其特点是保留了传统的喷油泵——高压油管——喷油器系统,只是对齿条或滑套的运动位置由原来的机械调速器控制改为计算机控制。这类技术已发展到了可以同时控制定时和预喷射的TICS系统。 (http://www.newmaker.com)

电喷发动机故障诊断工艺

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电喷发动机故障诊断工艺

电喷发动机常见故障与诊断方法初探
1
.发动机的ECU(电子控制单元)虽然可靠性很高,轻易不会出现问题,但是对那些使用年限较长的老车(行驶里程超过150000km,尤其是使用条件恶劣者)难免会出现这样或那样的故障。如某个集成块损坏,ECU固定脚螺栓松动,某电子元件焊脚接头开焊以及电阻、电容元件失效等,都可能造成发动机起动困难、控制速不稳、油耗增大、动力性差、排放劣化等恶果。出现这些故障时,依规应送特约维修部门去检测和修理;实在没有条件时,可采用置换比较的方法去验证,即借用同型号车上相应的完好元、器件,换装后进行效果比较以确定故障原因。

2
.插接件联接故障。电控系统的电路中有很多插接件,常常因为使用时间长造成插件老化,或由于多次拆装使插件接头松动而接触不良,导致发动机工作不稳定(时好时坏)。我们曾解决过不少这类故障,就是因为ECU中的一个接脚接触不良,或气流传感器插件中与电动油泵开关相联的插头接触不良而造成发动机不易甚至不能起动。还有其它种种故障也都是源于接触不良短路,譬如一台车的发动机两缸不工作,竟是仅仅因为电控喷油阀的电源插线脱落而致。可见,插接件虽小,却轻视不得。

3
.传感器故障。汽车用传感器虽结构不尽相同,但大致是以下几种类型,如热敏电阻式、真空压力式、电磁式、机械传动式等。由于传感器中的易损零件损坏,如弹片弹性失效、真空膜片破损、回位弹簧疲软、断裂或脱落,都将破坏及时、准确地反馈发动机的工况,从而使得电子控制系统工作失常甚至失效,继而导致发动机工作不协调,甚至根本不能工作。

4
.管路密封不严。如胶管老化、管口破裂或卡子松弛,会造成气、水、油的渗漏,结果导致混合气过稀,润滑、冷却失效等,从而使发动机起动困难,或怠速运转不稳、运转无力等。

5
.电控燃油喷射系统的汽油雾化,颇类似于柴油机的高压喷嘴喷油雾化的情况。不过前者的喷嘴多是由一组电磁线圈、衔铁开关、喷油针和阀座组成。针阀开启时就喷油雾化,而针阀的开启动作是由ECU输来的电脉冲控制的。有时候会因为电磁线圈工作不良或喷油针被阻滞卡死,而造成某缸汽油雾化不良或不雾化(滴油)从而导致该缸的工作不良或不工作。

6
.电子控制燃油喷射系统中也有起动加浓装置。它只在起动时刻起作用—“起动加浓电磁线圈在起动瞬间打开针阀,起动后即刻关闭针阀。它工作的好坏,直接影响发动机的起动性能。我们曾遇到一台车,总是不好起动,但一旦起动着火后便一切正常了。经反复检查发现就是起动加浓装置不起作用,更换一只新的起动加浓阀后,即排除了这一故障。

7
.空气流量传感器是一个关键器件,它的故障会引起发动机工作不正常。其故障主要原因:一是触点在碳膜镀层上频繁滑动,逐渐磨损而产生沟槽,使其电阻值发生变化且不稳定,故检测信号就不准确;二是在传感器转轴上装有预紧度可调的弹簧发条。如果该项调整不当或发条弹力变差,会使供油量发生变化或加油滞后,而导致发动机加速不良。

8
.电控燃油喷射系统中,汽油压力调节器虽然是不可调的,但却不容忽视。有一次我们忘记接上真空软胶管,由于回油量受到了影响,因此使喷油嘴两端的压力差发生了变化而造成发动机始终无法起动(不着火)。如果压力调节器内的膜片破损,也会产生类似故障。这类故障一般也只能用置换比较的方法来判断。

9
.为了确保输油泵只在发动机运转而进气支管产生真空时才供油,电喷系统中的燃油泵也得受空气流量传感器的控制。空气流量传感器片上装有微动开关,有时会因拆装不当或其它原因使其杠杆动作延迟而造成输油泵不泵油或泵油不足。此故障可在起动中拆下汽油滤清器进油管的接头,看是否泵油来判定。

10
.空气滤清器堵塞造成混合气过浓或汽油滤清器滤芯堵塞造成混合气过稀而导致发动机起动困难和转速不稳以及运转无力。这与传统的化油器供油系统的故障是相似的。

机械式泵喷嘴与共轨式泵喷嘴有哪些区别

机械式泵喷嘴与共轨式泵喷嘴有哪些区别

泵喷嘴可以分为凸轮驱动式(机械式)和公共油道式(共轨式)两类。
1.
凸轮驱动式泵喷嘴
凸轮驱动式泵喷嘴采用柴油机凸轮驱动柱塞往复运动而供油。工作原理和直列泵相同。公共油道式泵喷嘴的油道中必须始终保持很高的油压,而凸轮驱动式只在喷油时才供油。所以它的特点是驱动转矩很低。
2.
共轨式泵喷嘴的供油原理是:公共油道内存储着比较高的燃油压力例如20~30Mpa利用该油压和增压活塞的面积差进行高压(例如100Mpa)喷射。因为储存的燃油压力与转速无关,所以喷油压力是与转速无关的恒压。此外,因为无须驱动喷油器的凸轮,所以,安装到柴油机上时比凸轮驱动式方便。
1.
凸轮驱动式喷油泵
柱塞由凸轮驱动而供油。
柱塞表面由倾斜的控油斜槽,籍以开启和关闭进油孔。控制齿杆和调节齿圈是柱塞转动,改变供油行程,控制喷油量。所以,供油和调节油量的原理和直列泵相同。
2.
共轨式泵喷嘴
在该例中,用两个电磁阀控制增压活塞。燃油从调节油量用燃油油路中流来,由电磁阀2调节油量后流入增压活塞下方的供油腔中。增压活塞只上升到与送来的燃油量应的当电磁阀1通电时,蓄压燃油流入增压活塞上部,增压活塞下降,按照增压活塞的面积比,使供油腔中的燃油增压,增压了的高压燃油从喷油嘴中喷出。喷油量由电磁阀2的通电时间控制,喷油始点由电磁阀1的通电开始时刻控制。

柴油发动机的工作过程其实跟汽油发动机一样的,每个工作循环也经历进气、压缩、作功、排气四个行程。但由于柴油机用的燃料是柴油,其粘度比汽油大,不易蒸发,而其自燃温度却较汽油低,因此可燃混合气的形成及点火方式都与汽油机不同。

  柴油机在进气行程中吸入的是纯空气。在压缩行程接近终了时,柴油经喷油泵将油压提高到10MPa以上,通过喷油器喷入气缸,在很短时间内与压缩后的高温空气混合,形成可燃混合气。由于柴油机压缩比高(一般为16-22),所以压缩终了时气缸内空气压力可达3.5-4.5MPa,同时温度高达750-1000K(而汽油机在此时的混合气压力会为0.6-1.2MPa,温度达600-700K),大大超过柴油的自燃温度。因此柴油在喷入气缸后,在很短时间内与空气混合后便立即自行发火燃烧。气缸内的气压急速上升到6-9MPa,温度也升到2000-2500K。在高压气体推动下,活塞向下运动并带动曲轴旋转而作功,废气同样经排气管排入大气中。

  普通柴油机的是由发动机凸轮轴驱动,借助于高压油泵将柴油输送到各缸燃油室。这种供油方式要随发动机转速的变化而变化,做不到各种转速下的最佳供油量。而现在已经愈来愈普遍采用的电控柴油机的共轨喷射式系统可以较好解决了这个问题。

  共轨喷射式供油系统由高压油泵、公共供油管、喷油器、电控单元(ECU)和一些管道压力传感器组成,系统中的每一个喷油器通过各自的高压油管与公共供油管相连,公共供油管对喷油器起到液力蓄压作用。工作时,高压油泵以高压将燃油输送到公共供油管,高压油泵、压力传感器和ECU组成闭环工作,对公共供油管内的油压实现精确控制,彻底改变了供油压力随发动机转速变化的现象。其主要特点有以下三个方面:

  1、喷油正时与燃油计量完全分开,喷油压力和喷油过程由ECU适时控制。

  2、可依据发动机工作状况去调整各缸喷油压力,喷油始点、持续时间,从而追求喷油的最佳控制点。

  3、能实现很高的喷油压力,并能实现柴油的预喷射。

  相比起汽油机,柴油机具有燃油消耗率低(平均比汽油机低30%),而且柴油价格较低,所以燃油经济性较好;同时柴油机的转速一般比汽油机来得低,扭距要比汽油机大,但其质量大、工作时噪音大,制造和维护费用高,同时排放也比汽油机差。但随着现代技术的发展,柴油机的这些缺点正逐渐的被克服,现在的不是高级轿车都已经开始使用柴油发动机了。

 

共轨工作原理

共轨工作原理

柴油发动机的工作过程其实跟汽油发动机一样的,每个工作循环也经历进气、压缩、作功、排气四个行程。但由于柴油机用的燃料是柴油,其粘度比汽油大,不易蒸发,而其自燃温度却较汽油低,因此可燃混合气的形成及点火方式都与汽油机不同。

柴油机在进气行程中吸入的是纯空气。在压缩行程接近终了时,柴油经喷油泵将油压提高到10MPa以上,通过喷油器喷入气缸,在很短时间内与压缩后的高温空气混合,形成可燃混合气。由于柴油机压缩比高(一般为16-22),所以压缩终了时气缸内空气压力可达3.5-4.5MPa,同时温度高达750- 1000K(而汽油机在此时的混合气压力会为0.6-1.2MPa,温度达600-700K),大大超过柴油的自燃温度。因此柴油在喷入气缸后,在很短时间内与空气混合后便立即自行发火燃烧。气缸内的气压急速上升到6-9MPa,温度也升到2000-2500K。在高压气体推动下,活塞向下运动并带动曲轴旋转而作功,废气同样经排气管排入大气中。

普通柴油机的是由发动机凸轮轴驱动,借助于高压油泵将柴油输送到各缸燃油室。这种供油方式要随发动机转速的变化而变化,做不到各种转速下的最佳供油量。而现在已经愈来愈普遍采用的电控柴油机的共轨喷射式系统可以较好解决了这个问题。

共轨喷射式供油系统由高压油泵、公共供油管、喷油器、电控单元(ECU)和一些管道压力传感器组成,系统中的每一个喷油器通过各自的高压油管与公共供油管相连,公共供油管对喷油器起到液力蓄压作用。工作时,高压油泵以高压将燃油输送到公共供油管,高压油泵、压力传感器和ECU组成闭环工作,对公共供油管内的油压实现精确控制,彻底改变了供油压力随发动机转速变化的现象。其主要特点有以下三个方面:

1
、喷油正时与燃油计量完全分开,喷油压力和喷油过程由ECU适时控制。

2
、可依据发动机工作状况去调整各缸喷油压力,喷油始点、持续时间,从而追求喷油的最佳控制点。

3
、能实现很高的喷油压力,并能实现柴油的预喷射。

相比起汽油机,柴油机具有燃油消耗率低(平均比汽油机低30%),而且柴油价格较低,所以燃油经济性较好;同时柴油机的转速一般比汽油机来得低,扭距要比汽油机大,但其质量大、工作时噪音大,制造和维护费用高,同时排放也比汽油机差。但随着现代技术的发展,柴油机的这些缺点正逐渐的被克服,现在的不是高级轿车都已经开始使用柴油发动机了。

参考资料:http://auto.4131.cn/html/zhishi/20070405/4316.html

共轨

指柴油机燃油喷射的一种

共轨系统将燃油压力产生和燃油喷射分离开来,如果把单体泵柴油喷射技术比做柴油技术的革命的话,那共轨就可以称作反叛了,因为它背离了传统的柴油系统而近似于顺序汽油喷射系统。共轨系统开辟了降低柴油发动机排放和噪音的新途径

欧洲可以说是柴油车的天堂,在德国柴油轿车占了39%。柴油轿车已有了近70年的历史,而最近10年可以说柴油发动机有了突飞猛进的发展。在1997年,博世与奔驰公司联合开发了共轨柴油喷射系统 (Common Rail System)。今天在欧洲,众多品牌的轿车都配有共轨柴油发动机,如标致公司就有HDI共轨柴油发动机,菲亚特公司的JTD发动机,而德尔福则开发了Multec DCR柴油共轨系统。

共轨系统与之前以凸轮轴驱动的柴油喷射系统不同,共轨式柴油喷射系统将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开。电磁阀控制的喷油器替代了传统的机械式喷油器,燃油轨中的燃油压力由一个径向柱塞式高压泵产生,压力大小与发动机的转速无关,可在一定范围内自由设定。共轨中的燃油压力由一个电磁压力调节阀控制,根据发动机的工作需要进行连续压力调节。电控单元作用于喷油器电磁阀上的脉冲信号控制燃油的喷射过程。喷油量的大小取决于燃油轨中的油压和电磁阀开启时间的长短,及喷油嘴液体流动特性。

燃油喷射压力是柴油发动机的重要指标,因为它联系着发动机的动力、油耗、排放等。共轨柴油喷射系统已将燃油喷射压力提高到1800

最近2年,匹配直喷柴油发动机的轿车在欧洲得到了显著发展,有着高效和出色的燃油经济性,并降低了发动机噪音。直喷柴油发动机使用的是泵喷嘴系统,国内生产的1.9TDI宝来就应用这一系统,最高喷射压力可达到1800巴。泵喷嘴直喷系统好虽好,但燃油压力不能保持恒定,随着排放控制的更加苛刻,就需要更高及恒定的柴油喷射压力和更完善的电子控制,于是众多制造商们就把优点更多的柴油共轨系统作为柴油发动机的发展方向。这一系统有很高的燃油压力,并能提供弹性燃油分配控制,通过ECU灵活地控制燃油分配、燃油喷射时间、喷射压力和喷射速率。通过对以上特性的控制,共轨已经使柴油机的响应性和驾驶舒适性达到了汽油发动机水平,同时它具有着显著的燃油经济性和低排放特性。

在发动机所有转速范围内保证高燃油压力,高的喷射压力可以在低转速工况下获得良好的燃烧特性

由凸轮轴驱动控制的轴向柱塞式分配泵的发动机,燃油系统压力与发动机转速呈线性关系,在发动机低转速时形成燃油压力不足,而共轨系统能够在发动机的所有转速范围内获得非常高的燃油压力。灵活的电子控制系统对正时和喷射压力的控制在发动机各种工况下都能够获得低排放和高效率。由于压力的形成与喷射过程分离,使发动机设计人员在研究燃烧和喷油过程时获得了更大的自由。可根据发动机工况的要求调节喷射压力和喷射正时,使发动机在低速工况下也能实现完全燃烧,所以既使是在很低的转速也能获得大扭矩。预喷射技术的应用在降低排放和噪音方面取得了更大的进步。

供油系统得到精确控制

低压油泵将柴油从油箱中吸出,经过过滤提供给高压油泵,在低压泵内有一电磁阀控制燃油到达高压泵室,燃油进入管形蓄压器燃油轨道。在共轨上有压力传感器时时监测燃油压力,并将这一信号传递给ECU,通过对流量的调节控制共轨内的燃油压力达到希望值。喷射压力根据发动机运转条件的不同从2001800巴,再通过电脑控制分别喷射到气缸中,共轨不但保持了燃油压力,还消除了压力波动。

燃油喷射是很复杂的机械、液压、电子系统联合做业,要适应发动机各种工况下的工作环境,在燃烧之前燃油必须经过过滤和增压,在准确的时间以一定的喷射速率喷射到每一个气缸内。发动机电脑控制废气再循环、增压、排气后处理系统,以得到最佳的发动机特性和废气排放。

最小排量的共轨发动机和最新一代共轨发动机

喷油器的紧凑结构使得共轨系统即使对小排量4气门发动机也是一个实用方案。在1999年年底诞生了装配着3缸共轨柴油发动机的Smart,它的排量只有799mL,最大功率30kW,在18002800rpm时输出最大扭矩100Nm

在今年奔驰公司推出的E320上安装了第二代共轨发动机,最大功率150kW1000rpm时输出扭矩250Nm,在1400rpm时即可得到峰值扭矩的85%,在18002600rpm的广阔区域内实现500Nm的峰值扭矩。0100km/h的加速时间只有7.7秒,最高车速243km/h。综合油耗是6.9L/100km80L的油箱使续航能力达到了1000km。而配有汽油机的E320的综合油耗是9.9L/100km

柴油共轨系统已开发了3代,它有着强大的技术潜力

第一代共轨高压泵总是保持在最高压力,导致能量的浪费和很高的燃油温度。第二代可根据发动机需求而改变输出压力,并具有预喷射和后喷射功能。预喷射降低了发动机噪音:在主喷射之前百万分之一秒内少量的燃油被喷进了气缸压燃,预加热燃烧室。预热后的气缸使主喷射后的压燃更加容易,缸内的压力和温度不再是突然地增加,有利于降低燃烧噪音。在膨胀过程中进行后喷射,产生二次燃烧,将缸内温度增加200250℃,降低了排气中的碳氢化合物。

由于其强大的技术潜力,今天各制造商已经把目光定在了共轨系统第3——压电式(piezo)共轨系统,压电执行器代替了电磁阀,于是得到了更加精确的喷射控制。没有了回油管,在结构上更简单。压力从2002000巴弹性调节。最小喷射量可控制在0.5mm3,减小了烟度和NOX的排放。

挖掘机的常见故障有哪些?怎样排除?

挖掘机是土石方工程中的主要施工机械,广泛应用于建筑、筑路、水利、露天采矿和国防工程中。 挖掘机若不及时保养就可能出现各种故障,本人根据自己的实践经验,对挖掘机的常见故障做以下分 析,仅供参考。

1
挖掘机不能启动或启动困难

1.1
电气系统故障

1.1.1
蓄电池电量不足,此时应及时对蓄电池充电,检查蓄电池液面高度,及时补充电解液至规定高 度。如果发现蓄电池老化充电不良,就应该更换蓄电池,同时注意电池的日常保养,不要让蓄电池经 常处于亏电状态。

1.1.2
启动机故障 维修或更换启动机。

1.1.3
发电机故障 维修或更换发电机。

1.1.4
线路故障 检查线路并修复。

1.2
发动机油路故障

1.2.1
低压油路气阻

在输油泵或喷油泵的抽吸作用下,燃油由油箱经低压油路送到高压泵。若低压油路封闭不严,或 油箱内油面过低,而车辆倾斜停放和行驶,空气会趁机进入油路;若气温高,燃油蒸发,也会在低压 油路形成气阻,造成发动机工作不稳,自动熄火或发动机不能启动。

1.2.2
油路堵塞

油路堵塞的常见部位主要有油箱内的吸油管、滤网、柴油滤清器、油箱盖通气孔等。造成油路堵 塞的主要问题是注入了不符合标准的柴油,或在加油过程中混进杂质。预防关键是保证柴油清洁及油 路密封,对油路进行经常性保养,加强对柴油滤清器的清洁保养,及时清洗或更换滤芯,根据作业环境条件及时对油箱进行清洗,彻底去除油箱底部的油泥及水分。

1.2.3
喷油泵的故障

喷油泵柱塞及出油阀偶件磨损严重,造成发动机启动困难。此时应及时更换柱塞及出油阀偶件。

2
挖掘机工作无力

2.1
发动机功率足够,运转正常,而挖掘机作业速度缓慢,挖掘无力。

2.1.1
挖掘机的液压泵多为变量柱塞泵,工作一定时间以后,泵内部零件不可避免的产生磨损,造成内 漏,各参数数据不协调,导致流量不足、油温过高,速度缓慢,不能建立起高压,所以动作 缓慢无力。对于这类问题须卸下液压泵进行数据测量,确认问 题所在,更换不能继续使用的配件,或修复可以继续使用的配件,重新组装后上校验台调试,匹配各 回路参数(压力、流量、功率及变量等)

2.1.2
挖掘机上一个重要液压元件-多路分配阀,上面有主安全阀、二次阀、溢流阀、补油阀等。若这 些阀所设定的压力达不到标准压力则导致挖掘无力。另外,若阀杆与阀孔之间因为磨损而间隙过大, 阀杆回位不完全、换向不到位,则大量内漏,导致流量不足,速度缓慢。此类问题,应当卸下多路分 配阀,送到实验台进行调试,重新设定所有阀的压力至标准压力,消除阀杆与阀孔之间的间隙即可。

2.1.3
进口挖掘机上的液压泵均配有先导齿轮泵,此泵主要是参与液压泵的变量和作为先导油打开多路 分配阀的阀杆使其换向。若齿轮泵磨损过度建立不起一定的压力或齿轮泵上的安全阀设定达不到一定 的压力,就会导致液压泵始终处于低流量状态,阀杆也不能完全换向,造成流量不足,动作缓慢,压力不足,挖掘无力。对于这类的问题,只须要换先导齿轮泵或重新设定先导安全阀即可。

2.2
冷机时一切正常,热机时动作缓慢,挖掘无力。出现这样的问题表明液压泵内部配件磨损严重,须 更换泵内易损件,并重新组装、上调试台校验调试。

挖掘机整机出现工作缓慢无力现象的另一个主要原因是液压油变质,因此,要注意监控液压油油 质(粘度,流动性及有无悬浮物等),按时更换符合规定的液压油,就能很大程度上避免此类故障的发 生。

3
挖掘机行走跑偏

3.1
液压泵有故障

一般情况下挖掘机都是采用双联泵,行走跑偏常为一只泵有故障,最简单的判断方法是:将液压 泵的两根高压出油管对调,如果原来慢的变快,原来快的变慢,证明有一个泵有故障。排除方法:卸下液压泵,更换损坏件,再到实验台调试即可。
3.2
行走马达安全阀漏油

安全阀漏油将导致系统内的压力过低,使行驶马达的转速不够,从而出现行走跑偏。排除方法是: 更换已损坏的行走马达安全阀;判断时可以将左右行走马达安全对换,看反向行走时是否偏转。

3.3
挖掘机器向一侧跑偏

如果行走主阀内的弹簧变软或折断,或阀芯被卡住,都有可能引起油压降低,出现行走跑偏。 检查时要测量行走主阀油路的压力,正常值是32.5Mpa。如果行走主阀损坏,就要更换或修理。

通过以上的分析,我们可以看到 80%的挖掘机故障都是由保养不及时或操作不当引起的,因 此,应当做好挖掘机的保养工作,同时提高操作手的技术水平,减少故障的发生,保障工程建设的顺 利进行。
参考资料:http://www.55jx.com/Html/gc-ziliao/00045930_2.htm

溢流阀的工作原理及分类
溢流阀的用途
1
溢流阀
定压溢流作用:在定量泵节流调节系统中,定量泵提供的是恒定流量。当系统压力增大时,会使流量需求减小。此时溢流阀开启,使多余流量溢回油箱,保证溢流阀进口压力,即泵出口压力恒定(阀口常随压力波动开启)。
安全保护作用:系统正常工作时,阀门关闭。只有负载超过规定的极限(系统压力超过调定压力)时开启溢流,进行过载保护,使系统压力不再增加(通常使溢流阀的调定压力比系统最高工作压力高10%~20%)。
作卸荷阀用
作远程调压阀
作高低压多级控制阀
作顺序阀
用于产生背压(串在回油路上)。
溢流阀的工作原理及分类
2
、先导型溢流阀
由主阀和先导阀两部分组成。先导阀类似于直动型溢流阀,但一般多为锥阀(或球阀)形阀座式结构。主阀可分为一节同心结构、二节同心结构和三节同心结构。
参考资料:http://baike.machine365.com/arts/061215/22/162352_1.html

ABS指的是什么?

现在绝大部分轿车早已将ABS(制动防抱死系统)作为标准配置,但要说真正了解ABS的主要功用,知道ABS到底能于什么,这样的人并不多,于是就出现了一些对ABS的误解。

驾驶过不带ABS轿车的朋友都知道,如果遇到紧急情况将制动踏板踩到底,便能听见轮胎一声尖叫,于是在路面上留下了两条黑黑的轮胎印,这就是因为车轮不能转动(专业术语称之为车轮抱死”)而与路面发生了的滑动摩擦留下的。
ABS-
汽车防抱死装置简介

电喷发动机的知识

电喷发动机与化油器式发动机有很大的区别,在使用操作方法上也颇有不同。起动电喷发动机时(包括冷车起动),一般无需踩油门。因为电喷发动机都有冷起动加浓、自动冷车快怠速功能,能保证发动机不论在冷车或热车状态下顺利起动;在起动发动机之前和起动过程中,像起动化油器式发动机那样反复快速踩油门踏板的方法来增加喷油量的做法是无效的。因为电喷发动机的油门踏板只操纵节气门的开度,它的喷油量完全是电脑根据进气量参数来决定;在油箱缺油状态下,电喷发动机不应较长时间运转。因为电动汽油泵是靠流过汽油泵的燃油来进行冷却的。在油箱缺油状态下长时间运转发动机,会使电动汽油泵因过热而烧坏,所以如果您的爱车是电喷车,当仪表盘上的燃油警告灯亮时,应尽快加油;在发动机运转时不能拔下任何传感器插头,否则会在电脑中显现人为的故障代码,影响维修人员正确地判断和排除故障。普通的汽油机是火花塞的你知道 而电喷没火花塞 里面有个喷油嘴这点上跟柴油机有点相似
因为里面有电脑所以能更精确计算喷射油量 所以更省油环保 我以前学过一段时间修车懂一点点 后半部分可我自己说的不是复制的

单点喷射和多点喷射原理
http://www.sznews.com/n1/ca1182654.htm

 

 

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