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電控柴油機(jī)燃油系統(tǒng)有哪些類型和噴射方式

發(fā)布時(shí)間:2024-03-15 點(diǎn)擊:225
柴油機(jī)電噴燃油系統(tǒng)的類別、組成與原理
關(guān)于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)電控燃油系統(tǒng)的種類,大約分為四種方式。首先,按噴射方式不同,電控燃油噴射系統(tǒng)可分為連續(xù)噴射方式和間歇噴射方式。在采用間歇噴射方式的多點(diǎn)電控燃油噴射系統(tǒng)中,按各缸噴油器的噴射順序又可分為同時(shí)噴射系統(tǒng)、分組噴射和系統(tǒng)順序噴射系統(tǒng)。?其次,按對(duì)進(jìn)氣量的計(jì)量方式不同,電控燃油噴射系統(tǒng)可分為d型噴射系統(tǒng)和i型噴射系統(tǒng)。然后,按噴射位置不同,電控燃油噴射系統(tǒng)可分進(jìn)氣管?chē)娚浜透變?nèi)直接噴射兩種類型。最后再按有無(wú)反饋信號(hào),可分為開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)(無(wú)氧傳感器)不能實(shí)現(xiàn)最佳控制。閉環(huán)控制系統(tǒng)(有氧傳感器)是在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管上加裝了氧傳感器,根據(jù)排氣中含氧量的變化,判斷實(shí)際進(jìn)入汽缸的混合氣空燃比,再通過(guò)ecu與設(shè)定的目標(biāo)空燃比值進(jìn)行比較,并根據(jù)誤差修正噴油器噴油量,使空燃比保持在設(shè)定的目標(biāo)值附近。
一、液壓驅(qū)動(dòng)電控單體式噴油器
柴油機(jī)液壓驅(qū)動(dòng)電控單體式噴油器(heui)是一種獨(dú)特的電噴系統(tǒng),一般的柴油機(jī)燃油系統(tǒng)是由凸輪軸驅(qū)動(dòng)搖臂組成,使噴油器的噴油柱塞向下運(yùn)動(dòng),升高封閉在噴油套筒內(nèi)的燃油壓力到足以打開(kāi)噴油器噴頭總成內(nèi)的噴油針閥。而heui燃油系統(tǒng)中,增壓活塞上的高壓機(jī)油代替搖臂作用于各噴油器端部,即由高壓機(jī)油提供動(dòng)力的噴油壓力,由機(jī)油壓力決定壓力的大小。
1、heui電噴系統(tǒng)工作原理簡(jiǎn)述
heui燃油系統(tǒng)的噴油速率采用液壓方式控制,噴油速率隨柴油機(jī)轉(zhuǎn)速而變化,使柴油機(jī)的性能提高,燃油經(jīng)濟(jì)性改善并排放降低。在噴油電磁閥接到來(lái)自ecm的信號(hào)產(chǎn)生激勵(lì)時(shí)heui噴油器柱塞動(dòng)作,與其他機(jī)械驅(qū)動(dòng)的燃油系統(tǒng)不同,柴油機(jī)凸輪轉(zhuǎn)速和凸起持續(xù)時(shí)間控制噴油器的柱塞運(yùn)動(dòng),所以噴油控制更加精確。
圖1 柴油機(jī)液壓驅(qū)動(dòng)電控單體式噴油器(heui)結(jié)構(gòu)圖
2、heui電噴系統(tǒng)的組成
總的來(lái)說(shuō)heui系統(tǒng)由三大部分組成:低壓燃油系統(tǒng)、高壓機(jī)油系統(tǒng)和由ecm控制的噴油系統(tǒng)。
(1)低壓燃油系統(tǒng)
heui屬于低壓燃油系統(tǒng),如圖2所示,燃油經(jīng)燃油箱被吸出,經(jīng)濾清器、低壓油泵、燃油集合管至噴油器,向各個(gè)噴油器的供油量大于實(shí)際噴油量,以保證充分的潤(rùn)滑和冷卻噴油器,沒(méi)有噴出的燃油離開(kāi)油道,最后經(jīng)回油管的噴油壓力閥(釋放壓力設(shè)定為414kpa)回到燃油箱。
低壓燃油系統(tǒng)中無(wú)高壓燃油流動(dòng),取消了高壓油管,目的是防止燃油的可壓縮性和油管的彈性在油管內(nèi)形成壓力波動(dòng),防止打開(kāi)已關(guān)閉的針閥,產(chǎn)生二次噴射燃燒的不正常,出現(xiàn)不完全燃燒。
圖2 柴油機(jī)液壓驅(qū)動(dòng)電噴系統(tǒng)低壓燃油流程
(2)高壓機(jī)油系統(tǒng)
柴油機(jī)的潤(rùn)滑系統(tǒng)可分為兩部分:低壓和高壓。如圖1所示可以看出,在低壓機(jī)油泵的作用下,油底殼機(jī)油被吸起,通過(guò)機(jī)油冷卻器和過(guò)濾器,此時(shí)機(jī)油分為兩路,一路對(duì)柴油機(jī)體進(jìn)行潤(rùn)滑,另一路從高壓油泵進(jìn)入,進(jìn)入高壓油泵中的多余機(jī)油部分流回油底殼。此部分屬于潤(rùn)滑系統(tǒng)的低壓部分。在高壓油泵的作用下,高壓機(jī)油通往噴油器,此部分就是潤(rùn)滑系統(tǒng)的高壓部分。
實(shí)際上,潤(rùn)滑系統(tǒng)的高壓部分不僅僅起潤(rùn)滑的作用,更重要的是控制驅(qū)動(dòng)噴油器的高壓噴油。噴油壓力控制系統(tǒng)如圖3所示,系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)的都是高壓機(jī)油,由高壓機(jī)油泵、噴油壓力穩(wěn)壓閥、噴油壓力控制傳感器等組成。
圖3 柴油機(jī)液壓驅(qū)動(dòng)電噴系統(tǒng)噴油壓力控制系統(tǒng)
它是由曲軸帶動(dòng)7個(gè)活塞的高壓機(jī)油泵,在正常運(yùn)行條件下,機(jī)油被加壓至3100kpa到20685kpa之間,一個(gè)路軌式壓力控制閥(railpressure control valve,rpcv)控制油泵輸出的壓力,當(dāng)開(kāi)啟調(diào)壓控制閥時(shí),溢流的機(jī)油回柴油機(jī)油底殼中。調(diào)壓控制閥是一個(gè)電控溢流閥,起控制液壓機(jī)油泵的泵油壓力的作用,ecm調(diào)節(jié)機(jī)油泵的輸出供油壓力,通過(guò)改變電控溢流閥的信號(hào)電流。調(diào)壓控制閥的剖面圖如圖4所示,在柴油機(jī)停機(jī)時(shí),調(diào)壓控制閥內(nèi)部的滑閥被復(fù)位彈簧推到右側(cè),機(jī)油溢流口關(guān)閉;在啟動(dòng)柴油機(jī)時(shí),ecm發(fā)出信號(hào)給調(diào)壓控制閥,電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)將銜鐵推動(dòng)菌狀閥和推桿,流入滑閥腔內(nèi)的機(jī)油壓力和彈簧力共同作用使滑閥處于右端,繼續(xù)使機(jī)油溢流油口關(guān)閉,使全部機(jī)油進(jìn)入各氣缸蓋內(nèi)鑄造的機(jī)油油道中,直到機(jī)油油道內(nèi)達(dá)到期望的機(jī)油壓力。
圖4 柴油機(jī)液壓驅(qū)動(dòng)電噴系統(tǒng)機(jī)油調(diào)壓控制閥.
(3)噴油器
噴油器由電磁閥、提動(dòng)閥、酸化增強(qiáng)活塞、噴油嘴總成等組成,如圖5所示。
機(jī)油液壓能量提供噴油器的噴射動(dòng)力,噴油器內(nèi)的活塞及柱塞的移動(dòng)由液壓壓力及速度控制,由噴油器中電磁閥開(kāi)關(guān)時(shí)間的長(zhǎng)短達(dá)到控制噴油量 ecm發(fā)出脈沖的時(shí)間控制,當(dāng)電磁閥通電時(shí)提動(dòng)閥打開(kāi)其閥座,推動(dòng)活塞及柱塞在高壓機(jī)油推動(dòng)下行至最低,噴油器進(jìn)行噴油。ecm輸出信號(hào)控制斷開(kāi)噴油器的電磁閥電源,停止噴油,關(guān)閉提動(dòng)閥。當(dāng)關(guān)上提動(dòng)閥,高壓機(jī)油關(guān)閉輸送管道,對(duì)酸化增強(qiáng)活塞停止供油,轉(zhuǎn)動(dòng)空槽內(nèi)排入酸化增強(qiáng)活塞內(nèi)的高壓機(jī)油。柱塞彈簧將酸化增強(qiáng)活塞及柱塞推回原位。當(dāng)柱塞向上移動(dòng)時(shí),燃油閥打開(kāi),柱塞腔內(nèi)開(kāi)始注入低壓燃油。ecm通過(guò)噴油器有效控制發(fā)動(dòng)機(jī)的噴射速度、噴油時(shí)間及高壓噴射壓力。
噴射速度的控制:噴油器的執(zhí)行由液壓系統(tǒng)控制,速度比傳統(tǒng)的機(jī)械式要快,柴油機(jī)速度與噴射速度及壓力無(wú)關(guān)。
圖5 柴油機(jī)液壓驅(qū)動(dòng)電噴系統(tǒng)噴油器.
圖6 柴油機(jī)液壓驅(qū)動(dòng)電噴系統(tǒng)管理系統(tǒng)
在heui的噴油過(guò)程中,由于電磁閥的速度響應(yīng)極快,為“先導(dǎo)噴射”即“二次噴射”創(chuàng)造條件。所謂“先導(dǎo)噴射”,即通過(guò)噴油嘴噴入少量燃油到燃燒室,緩慢地使燃燒室內(nèi)形成軟性火焰前鋒,這樣氣缸內(nèi)的峰值溫度和壓力都低于普通一次噴射系統(tǒng),此時(shí)由ecm檢測(cè)噴油延時(shí),在形成火焰前鋒后,根據(jù)ecm提供的數(shù)據(jù),噴油嘴再次持續(xù)開(kāi)啟向氣缸內(nèi)噴入準(zhǔn)確的油量,燃燒室內(nèi)的燃油噴入活塞頂?shù)耐胄慰臻g內(nèi),這有助于空氣和燃油形成渦流。由于氣缸內(nèi)的壓力升高率降低了,燃燒噪聲降低了,油耗下降,同時(shí)大大降低排出的廢氣濃度。
二、bosch的電控噴油泵-高壓油管-噴油嘴(pde)系統(tǒng)
pde電控多柱塞直列式噴油泵的燃油系統(tǒng)主要由高壓油泵、高壓油管、噴油器等組成。不同的是高壓油泵控制系統(tǒng)不同。燃油噴射所需要的高壓仍然由在套筒內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的柱塞產(chǎn)生,但油量控制齒條的位置及一定油門(mén)位置和負(fù)載下的噴油量都由電子控制單元(ecu)進(jìn)行控制。
三、電控單體式噴油泵(eup)系統(tǒng)
電控單體式噴油泵(eup)是在以bosch 噴油泵-高壓油管-噴油嘴(pln)系統(tǒng)為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的,它由凸輪軸驅(qū)動(dòng),并實(shí)現(xiàn)了電子控制。單體式噴油泵泵體內(nèi)的滾輪隨動(dòng)機(jī)構(gòu)由凸輪軸驅(qū)動(dòng),推動(dòng)套筒內(nèi)的柱塞向上運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生噴油所需的高壓,單體式噴油泵的基本組成如圖7所示。
eup的控制原理:在電磁閥關(guān)閉且凸輪軸推動(dòng)eup殼體內(nèi)的柱塞向上移動(dòng)時(shí)才會(huì)噴油,當(dāng)電磁閥開(kāi)啟且在柱塞回位彈簧4作用下向下移動(dòng)時(shí),低壓燃油將會(huì)發(fā)生溢流。高壓燃油從eup通過(guò)小管徑高壓油管被輸送到噴油嘴,大約在31027~34475kpa油壓作用下克服彈簧壓力而開(kāi)啟,此時(shí)噴油壓力大約為179.3mpa。
圖7 柴油機(jī)電控單體式噴油泵示意圖
四、電控分配泵(edp)系統(tǒng)
電控分配泵是在機(jī)械分配泵的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的。它繼承了原機(jī)械分配泵體積小、噪聲小、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、受力均衡的優(yōu)點(diǎn),又大大簡(jiǎn)化了原機(jī)械分配泵的結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)如圖8所示。由于電控分配泵燃油系統(tǒng)主要應(yīng)用在車(chē)輛用柴油機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)中,故在此不作詳細(xì)介紹。
圖8 電控柴油機(jī)的ve型分配泵

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