《汽車新結(jié)構(gòu)新技術(shù)》柴油機(jī)高壓共軌技術(shù)

1、1柴油機(jī)電子控制技術(shù)（高壓共軌技術(shù)）第一節(jié)概述第二節(jié)電控燃油噴射系統(tǒng)的控制原理第三節(jié)其他控制2第一節(jié)概述一、柴油機(jī)電控系統(tǒng)的發(fā)展二、柴油機(jī)電控系統(tǒng)的控制項(xiàng)目3一、柴油機(jī)電控系統(tǒng)的發(fā)展柴油機(jī)發(fā)展的100多年歷程中，有三次重大的技術(shù)突破。（1、機(jī)械式燃油系統(tǒng)；2、增壓和中冷技術(shù)；3、電控噴油技術(shù)。）柴油機(jī)電控技術(shù)的發(fā)展過程與汽油機(jī)電控系統(tǒng)相似。自20世紀(jì)80年代開始進(jìn)入市場(chǎng)的現(xiàn)代汽車柴油機(jī)電控系統(tǒng)也是隨著控制項(xiàng)目的不斷增多，控制任務(wù)從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，直至全方位控制。首頁返回章返回節(jié)4早期的電控燃油噴射系統(tǒng)都采用了“位置控制”，保持了傳統(tǒng)的脈沖高壓供油原理，只是通過以微機(jī)為核心的控制單元對(duì)位置伺服機(jī)構(gòu)進(jìn)

2、行控制，改變油量調(diào)節(jié)齒條(直列泵)或油量調(diào)節(jié)滑套(VE型分配泵)等的位置，用以調(diào)節(jié)噴油泵的循環(huán)供(噴)油量。但位置伺服機(jī)構(gòu)執(zhí)行頻率響應(yīng)慢，控制頻率低，控制精度不穩(wěn)定。 首頁返回章返回節(jié)5到90年代初，“時(shí)間控制”式電控燃油噴射系統(tǒng)開發(fā)成功，采用了新型高速?gòu)?qiáng)力電磁閥代替?zhèn)鹘y(tǒng)的油量調(diào)節(jié)齒條(直列泵)或油量調(diào)節(jié)滑套(VE型分配泵)等，直接對(duì)高壓燃油進(jìn)行數(shù)字式的高頻調(diào)節(jié)，由電磁閥的關(guān)閉時(shí)刻和閉合持續(xù)時(shí)間決定循環(huán)供(噴)油量和供(噴)油正時(shí)。 首頁返回章返回節(jié)690年代中期，一種新型的電控共軌式燃油噴射系統(tǒng)問世，拋棄了傳統(tǒng)的脈沖高壓供油原理，采用“時(shí)間-壓力控制”式燃油計(jì)量原理，通過對(duì)公共油軌中油壓的連

3、續(xù)控制和各缸噴油過程的電磁閥控制相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)循環(huán)供(噴)油量的控制，才使柴油機(jī)的電控燃油噴射技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段。首頁返回章返回節(jié)7我國(guó)對(duì)現(xiàn)代柴油機(jī)電控技術(shù)的研究和開發(fā)尚處于起步階段，目前還主要集中在對(duì)柴油機(jī)電控噴射系統(tǒng)的研究與開發(fā)上。但隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)環(huán)保的要求越來越高，柴油機(jī)電控系統(tǒng)的研究和相應(yīng)產(chǎn)品的開發(fā)必將成為我國(guó)汽車柴油機(jī)技術(shù)領(lǐng)域中的一個(gè)熱點(diǎn)，這將大大促我國(guó)汽車柴油機(jī)產(chǎn)品的更新?lián)Q代，為在未來不長(zhǎng)的時(shí)期里參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。首頁返回章返回節(jié)8二、柴油機(jī)電控系統(tǒng)的控制項(xiàng)目1.燃油噴射控制電控汽車柴油機(jī)的燃油噴射控制主要包括循環(huán)供(噴)油量、噴油正時(shí)、噴油規(guī)律和噴油

4、壓力的控制。此外還有柴油機(jī)低油壓保護(hù)，增壓器工作狀況保護(hù)等。 首頁返回章返回節(jié)92.怠速控制電控汽車柴油機(jī)的怠速控制主要包括怠速轉(zhuǎn)速的控制和怠速時(shí)各缸均勻性的控制。3.進(jìn)氣控制電控汽車柴油機(jī)的進(jìn)氣控制主要包括進(jìn)氣管節(jié)流控制、可變進(jìn)氣渦流控制和可變配氣正時(shí)控制。首頁返回章返回節(jié)104.增壓控制汽車柴油機(jī)電控系統(tǒng)的增壓控制主要包括廢氣旁通控制和渦流通流面積的控制。5.排放控制汽車柴油機(jī)電控系統(tǒng)的排放控制主要是廢氣再循環(huán)(EGR)控制。ECU以柴油機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷信息作為主控信號(hào)，經(jīng)過查看EGR率與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣量的三維脈譜圖和計(jì)算修正，輸出適當(dāng)占空比脈沖電壓，控制EGR真空電磁閥通電時(shí)間，進(jìn)而控制E

5、GR閥開度，以調(diào)節(jié)EGR率。 首頁返回章返回節(jié)116.起動(dòng)控制起動(dòng)時(shí)，ECU根據(jù)柴油機(jī)冷卻液溫度，決定電熱塞或進(jìn)氣預(yù)熱塞是否點(diǎn)燃和決定通電持續(xù)時(shí)間。當(dāng)點(diǎn)燃指示燈熄滅，表示起動(dòng)條件已具備，點(diǎn)燃/起動(dòng)開關(guān)轉(zhuǎn)到“起動(dòng)”位置，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)。起動(dòng)完成后或需中斷起動(dòng)時(shí)測(cè)自動(dòng)將電源切斷。此外，起動(dòng)控制還包括起動(dòng)階段循環(huán)供(噴)油量(起動(dòng)油量)和起動(dòng)時(shí)噴油正時(shí)的控制。首頁返回章返回節(jié)127.故障自診斷、失效保險(xiǎn)當(dāng)柴油機(jī)或電控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，ECU將會(huì)點(diǎn)亮儀表板上的指示燈，提醒駕駛員注意，并存儲(chǔ)故障信息。檢修時(shí)，通過一定程序，可將故障代碼及有關(guān)信息資料調(diào)出。當(dāng)ECU出現(xiàn)故障時(shí)，ECU內(nèi)的備用電路可使系統(tǒng)進(jìn)入失效保

6、險(xiǎn)程序的控制狀態(tài)，讓車輛低速開到最近的維修站檢修。首頁返回章返回節(jié)138.柴油機(jī)與變速器的綜合控制在汽車上采用電控自動(dòng)變速器時(shí)，將柴油機(jī)ECU與自動(dòng)變速器ECU合在一起，實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)與變速器的綜合控制，以大大改進(jìn)變速性能。首頁返回章返回節(jié)14第二節(jié)電控燃油噴射系統(tǒng)的控制原理一、概述二、常規(guī)壓力電控噴油系統(tǒng)的控制原理三、高壓電控噴油系統(tǒng)的燃油噴射控制15一、概述（一）柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)的控制內(nèi)容（二）柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)控制方式的發(fā)展及類型（三）柴油機(jī)電控噴油技術(shù)的關(guān)鍵要素首頁返回章返回節(jié)16(一)柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)的控制內(nèi)容1.循環(huán)供(噴)油量的控制 2.噴油正時(shí)的控制3.噴油速率的控

7、制4.噴油壓力的控制5.柴油機(jī)低油壓保護(hù)6.增壓器工作狀況保護(hù)首頁返回章返回節(jié)17(二)柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)控制方式的發(fā)展及類型1.電控燃油系統(tǒng)的三代歷史1).第一代：凸輪壓油+位置控制代表產(chǎn)品有：電子控制分配泵系統(tǒng)位置控制式；電子控制直列泵系統(tǒng)位置控制式、電子調(diào)速器式；電子控制直列泵系統(tǒng)位置控制、可變預(yù)行程式。首頁返回章返回節(jié)182).第二代：凸輪壓油+電磁閥時(shí)間控制代表產(chǎn)品有：電子控制分配泵系統(tǒng)時(shí)間控制式；電子控制泵噴嘴系統(tǒng)時(shí)間控制式。首頁返回章返回節(jié)193).第三代：燃油蓄壓+電磁閥時(shí)間控制以高壓、中壓或低壓供油泵、電磁液力控制式噴油器和公共油軌組成的各種電控共軌式噴油系統(tǒng)。最大特征是

8、：噴油系統(tǒng)的兩個(gè)基本任務(wù)燃油壓力的形成和燃油量的計(jì)量，獨(dú)立進(jìn)行。首頁返回章返回節(jié)20電控共軌式噴油系統(tǒng)分為無液壓放大的高壓共軌系統(tǒng)和有液壓放大的增壓共軌系統(tǒng)。運(yùn)用“時(shí)間-壓力式”或“壓力式”燃油計(jì)量原理。 首頁返回章返回節(jié)21電控?zé)o液壓放大的高壓共軌系統(tǒng)1.燃油箱；2.濾清器+輸油泵；3.高壓供油泵；4.共軌壓力傳感器；5.公共油軌；6.噴油器；7.ECU；8.限壓閥；9.傳感器首頁返回章返回節(jié)22電控?zé)o液壓放大的高壓共軌系統(tǒng)的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：電磁閥開關(guān)的速率高，噴油器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸小，在氣缸蓋上布置方便，制造成本相對(duì)較低。噴油速率的控制比較簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)預(yù)噴油。缺點(diǎn)：需要有高壓的供油泵，系統(tǒng)中許多

9、零部件處在高壓下工作。首頁返回章返回節(jié)23 電控有液壓放大的高壓共軌系統(tǒng) 1.各種傳感器；2.ECU；3.共軌壓力傳感器；4.公共油軌；5.噴油器；6.二位三通閥；7.回油；8.壓力放大活塞；9.節(jié)流閥；10.噴嘴；11.燃油箱；12.供油泵；13.機(jī)油泵；14.機(jī)油箱；15.轉(zhuǎn)速傳感器；16.凸輪軸位置傳感器；17.加速踏板首頁返回章返回節(jié)24電控有液壓放大的增壓共軌系統(tǒng)的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：只需采用具有中等油壓(但需要有較大的供油量)的供油泵，就有可能實(shí)現(xiàn)非常高的噴油壓力。 系統(tǒng)中承受高壓的零部件較少。缺點(diǎn)：對(duì)小油量控制困難，不易進(jìn)行噴油率的控制。由于電/液控制噴油器中設(shè)有液壓放大機(jī)構(gòu)，因此噴油器結(jié)

10、構(gòu)復(fù)雜，安裝尺寸大，在氣缸蓋上布置較為困難。首頁返回章返回節(jié)252.柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)幾個(gè)重要的發(fā)展階段(簡(jiǎn)曉春)按對(duì)循環(huán)供(噴)油量、噴油正時(shí)、噴油速率和噴油壓力等的控制方式分：經(jīng)歷了從“位置控制”到“時(shí)間控制”，再到“時(shí)間-壓力控制”或“壓力控制”的發(fā)展過程。首頁返回章返回節(jié)26按燃油噴射系統(tǒng)的基本組成和結(jié)構(gòu)分：經(jīng)歷了第一代（常規(guī)壓力電控噴油系統(tǒng)）到第二代（高壓電控噴油系統(tǒng)）的發(fā)展過程。 1) “位置控制”的第一代電控噴油系統(tǒng)2) “時(shí)間控制”的第一代電控噴油系統(tǒng)3) 高壓電控(第二代)噴油系統(tǒng)首頁返回章返回節(jié)27（三）柴油機(jī)電控噴油技術(shù)的關(guān)鍵要素1.傳感器技術(shù)在電控燃油系統(tǒng)中，通過各

11、種傳感器檢測(cè)出發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)。共軌壓力傳感器：測(cè)量范圍20l80MPa(現(xiàn)在更高)；測(cè)量精度達(dá)到2%；即使在l80MPa的高壓狀態(tài)下仍然具有很高的可靠性。首頁返回章返回節(jié)282.軟件技術(shù)初期，噴油控制程序是：檢測(cè)出發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和油門開度，輸入到計(jì)算機(jī)內(nèi)， 計(jì)算目標(biāo)噴油量，向伺服回路發(fā)出指令進(jìn)行控制。后來：控制功能增加，各種控制功能作為一項(xiàng)任務(wù)(功能單元)可以獨(dú)立設(shè)計(jì)，集中控制。目前的新動(dòng)向是：正在推進(jìn)軟件模塊化、部件化。將會(huì)迎來更高層次的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化。首頁返回章返回節(jié)293.各氣缸間轉(zhuǎn)速不均勻控制目的：為了減小柴油機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)或怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)、使發(fā)動(dòng)機(jī)平滑運(yùn)轉(zhuǎn)。方法：通過電子回路檢測(cè)

12、出各氣缸的瞬時(shí)角速度，向瞬時(shí)角速度高的氣缸內(nèi)減少噴油量，向瞬時(shí)角速度低的氣缸內(nèi)增加噴油量。 首頁返回章返回節(jié)304.排氣后處理柴油機(jī)微粒濾清器；連續(xù)再生捕集器；另一個(gè)動(dòng)向是：正在試驗(yàn)研究柴油機(jī)的控制技術(shù)。首頁返回章返回節(jié)315.電子控制回路在發(fā)動(dòng)機(jī)上的安裝目前：電控單元安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)駕駛室內(nèi)。新要求：電控單元直接安裝到發(fā)動(dòng)機(jī)上?？刂茊卧惭b到發(fā)動(dòng)機(jī)上的兩大難題：承受90-120的高溫和10-40GHz高振動(dòng)。現(xiàn)在正在努力生產(chǎn)將芯片安裝到微型復(fù)合式底板上，以求提高耐振動(dòng)性，增大工作溫度范圍的控制單元。 首頁返回章返回節(jié)32二、常規(guī)壓力電控噴油系統(tǒng)的控制原理（一）對(duì)循環(huán)供(噴)油量的控制 （二）對(duì)噴

13、油正時(shí)的控制（三）對(duì)噴油速率的控制（四）噴油壓力的控制 首頁返回章返回節(jié)33（一）對(duì)循環(huán)供(噴)油量的控制 1.對(duì)循環(huán)供(噴)油量的“位置控制”就是將傳統(tǒng)的泵管嘴系統(tǒng)中的機(jī)械式調(diào)速器用電控調(diào)速器來代替，即用發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷傳感器代替原有的機(jī)械式傳感機(jī)構(gòu)，用ECU控制的電子調(diào)速執(zhí)行機(jī)構(gòu)代替機(jī)械式調(diào)速執(zhí)行機(jī)構(gòu)。34特點(diǎn)：具有穩(wěn)定怠速與超速保護(hù)功能，而且可使調(diào)速特性在全速式和兩速式之間變換。用模擬量來控制執(zhí)行器的工作?？刂凭炔桓?，只能對(duì)循環(huán)供(噴)油量進(jìn)行間接的低頻連續(xù)調(diào)節(jié)。在噴油泵總成中帶有某些機(jī)械裝置控制，影響控制的響應(yīng)速度，同時(shí)結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜。 首頁返回章返回節(jié)35電子調(diào)速器基本控制方略圖首

14、頁返回章返回節(jié)36首頁返回章返回節(jié)電子調(diào)速器基本結(jié)構(gòu) 電控VE泵上的”位置控制” 37捷達(dá)轎車電控 VE泵的“位置控制”首頁返回章返回節(jié)382.對(duì)循環(huán)供(噴)油量的“時(shí)間控制”用高速電磁閥直接控制供油(或噴油)。有較高的控制精度和較快的響應(yīng)速度?？蓪⒀h(huán)供(噴)油量控制和噴油正時(shí)控制合二為一，大大簡(jiǎn)化了機(jī)構(gòu)。首頁返回章返回節(jié)39基本工作原理是：ECU根據(jù)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、加速踏板角度傳感器來的信息，按預(yù)存的負(fù)荷轉(zhuǎn)速循環(huán)供(噴)油量三維脈譜圖，確定基本循環(huán)供(噴)油量，并根據(jù)冷卻液溫度等信息計(jì)算出經(jīng)過優(yōu)化的循環(huán)供(噴)油量，然后發(fā)出指令，使裝在溢油通路內(nèi)的高速電磁溢流閥關(guān)閉或打開。首頁返回章返回

15、節(jié)40循環(huán)供(噴)油量的多少?zèng)Q定于電磁溢閥開啟的早晚 循環(huán)供油量的”時(shí)間控制”ECD-V3噴油泵柱塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)只起吸油和泵油的作用而沒有控制循環(huán)供(噴)油量的作用；不需調(diào)速器首頁返回章返回節(jié)41泵噴嘴系統(tǒng)(1.9L TDI 74KW 柴油渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī))首頁返回章返回節(jié)SDI和TDIT-TURBO： 渦輪增壓 D-DIRECT： 直接 I-INJECTION： 噴射 S-SUCTION： 吸氣式 D-DIRECT： 直接 I-INJECTION： 噴射 42泵噴嘴式柴油噴射系統(tǒng)泵噴嘴就是噴油泵與噴嘴組合在一起。發(fā)動(dòng)機(jī)每缸都有一個(gè)泵噴嘴，這意味著不再需要高壓管或噴油泵。同帶噴嘴的分配式噴射系統(tǒng)一

16、樣，泵噴嘴系統(tǒng)有如下功能：能夠產(chǎn)生所需的高噴射壓力按正確的時(shí)間和正確的噴油量噴油首頁返回章返回節(jié)43安裝位置：泵噴嘴直接集成在缸蓋上。因此，缸蓋比分配式噴射系統(tǒng)的缸蓋有很大變化，比較高。安裝固定：泵噴嘴通過卡塊在缸蓋上。因此，泵噴嘴必須安裝到位。否則，緊固螺栓會(huì)松動(dòng)，引起泵噴嘴或缸蓋損壞。首頁返回章返回節(jié)44滾柱式搖臂噴射凸輪高壓腔O型環(huán)隔熱密封墊噴嘴針閥缸蓋針閥緩沖元件供油管收縮活塞回油管噴嘴電磁閥電磁閥針閥活塞彈簧泵活塞球銷噴嘴彈簧首頁返回章返回節(jié)45 高壓腔充油泵活塞在活塞彈簧壓力作用下向上移動(dòng)，使高壓腔內(nèi)容積擴(kuò)大。 噴嘴電磁閥不動(dòng)作，電磁閥針閥處于靜止位置，供油管到高壓腔內(nèi)的通道打開，

17、燃油流入高壓腔。滾柱式搖臂泵活塞活塞彈簧電磁閥針閥噴嘴電磁閥高壓腔供油管首頁返回章返回節(jié)工作過程：46 預(yù)噴射循環(huán)開始在主噴射循環(huán)開始之前，少量燃油在低壓下被噴入叫預(yù)噴射循環(huán)。噴嘴電磁閥吸合，電磁閥針閥被壓入到閥座內(nèi)，關(guān)閉高壓腔到供油管的通道，高壓 腔內(nèi)開始產(chǎn)生壓力。當(dāng)壓力達(dá)18MPa時(shí)，壓力高于噴油針閥彈簧壓力，噴嘴針閥上 升，預(yù)噴射循環(huán)開始。高壓腔噴射凸輪高壓腔泵活塞電磁閥座電磁閥針閥供油管噴油針閥首頁返回章返回節(jié)時(shí)間噴油壓力47 預(yù)噴射循環(huán)結(jié)束 上升的壓力使收縮活塞下移，使高壓腔內(nèi)容積擴(kuò)大，于是噴射壓力瞬時(shí)下降。這時(shí)施加在針閥上的彈簧力和液體壓力增大，因此噴嘴針閥關(guān)閉，預(yù)噴射結(jié)束。 高壓

18、腔泵活塞噴嘴電磁閥收縮活塞噴嘴彈簧噴嘴針閥首頁返回章返回節(jié)48 主噴射循環(huán)開始 噴嘴針閥關(guān)閉后短時(shí)間內(nèi)，高壓腔內(nèi)壓力立即重新上升。這時(shí)噴嘴電磁閥仍然關(guān)閉。隨著泵活塞下移，高壓腔內(nèi)壓力繼續(xù)升高，約30MPa時(shí)，燃油壓力高于噴嘴彈簧作用力，噴嘴針閥再次上升，主噴油開始。 主噴射循環(huán)結(jié)束 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元停止激活噴嘴電磁閥后， 電磁閥針閥回位，高壓油泄掉，噴嘴針閥關(guān)閉。主噴射循環(huán)結(jié)束。高壓腔泵活塞噴嘴電磁閥噴嘴彈簧噴嘴針閥首頁返回章返回節(jié)時(shí)間噴油壓力49節(jié)流孔泄油泵噴嘴的回油管具有如下功能：1.冷卻泵噴嘴。2.排出泵活塞處泄出的燃油。3.通過回油管內(nèi)節(jié)流孔分離來自供油管內(nèi)的氣泡。首頁返回章返回節(jié)50

19、電控VE泵的噴油正時(shí)“位置控制”示意圖1-ECU；2-滾柱；3-滾柱環(huán)；4-正時(shí)控制閥；5-提前器活塞；6-提前器位置傳感器(二)對(duì)噴油正時(shí)的控制1.對(duì)噴油正時(shí)的“位置控制”51供油提前角調(diào)節(jié)油缸 彈簧提前滯后滾輪傳力銷壓力腔與輸油泵吸入端相通供油提前角調(diào)節(jié)閥 N108首頁返回章返回節(jié)522. 對(duì)噴油正時(shí)的“時(shí)間控制”有“半時(shí)間控制”和“時(shí)間控制” 兩種(1)對(duì)噴油正時(shí)的“半時(shí)間控制”：是在溢油通路中仍保留了電控液壓自動(dòng)提前器， 供油終點(diǎn)決定于電磁溢流閥開啟的時(shí)刻?！皶r(shí)間位置”控制。(2)對(duì)噴油正時(shí)的“時(shí)間控制”：取消了電控液壓自動(dòng)提前器，完全用高速電磁溢流閥關(guān)閉或開啟的時(shí)刻來控制噴油正時(shí)。

20、首頁返回章返回節(jié)53基本噴油正時(shí)脈譜圖54(三)噴油速率的控制1.對(duì)噴油速率的“位置控制”主要用于電控直列泵上，通過改變柱塞預(yù)行程來實(shí)現(xiàn)對(duì)噴油速率的控制。按不同的控制部位有控制滑套式、改變柱塞長(zhǎng)度式、改變滾柱體高度式3種。首頁返回章返回節(jié)55(1)控制滑套式工作原理：當(dāng)滑套上移時(shí)，柱塞預(yù)行程增大，噴油速率增大； 滑套下移時(shí)，柱塞預(yù)行程減小， 噴油速率下降。首頁返回章返回節(jié)帶有控制滑套的可變預(yù)行程控制機(jī)構(gòu)杰克賽爾公司（ZEXEL）的“TICS”56帶有控制滑套的可變預(yù)行程原理首頁返回章返回節(jié)滑套上移57(2)改變柱塞長(zhǎng)度式柱塞長(zhǎng)度相對(duì)變長(zhǎng)，上柱塞的上端面就早關(guān)閉柱塞套筒上的燃油進(jìn)油孔，使柱塞預(yù)行

21、程減小，噴油速率下降。反之，則柱塞預(yù)行程增大，噴油速率增加。首頁返回章返回節(jié)改變柱塞長(zhǎng)度的可變預(yù)行程原理日本小松公司的KP21型噴油泵58（3）改變滾輪體高度式在滾柱體內(nèi)加工出內(nèi)螺紋，把原噴油泵的滾柱體墊片改成有外螺紋的可旋轉(zhuǎn)部件，通過拉動(dòng)并使其旋轉(zhuǎn)而改變滾柱體的高度。上述對(duì)噴油速率的“位置控制”只能使平均噴油速率的大小可變，而不能優(yōu)化供油規(guī)律曲線。首頁返回章返回節(jié)592.對(duì)噴油速率的“時(shí)間控制”對(duì)噴油速率進(jìn)行“時(shí)間控制”能夠優(yōu)化噴油規(guī)律曲線。利用噴油泵柱塞上設(shè)置泄流槽與電磁閥相結(jié)合來實(shí)現(xiàn)可控制的低初期噴油速率和供油特性。 首頁返回章返回節(jié)60首頁返回章返回節(jié)電磁閥柱塞泄流槽結(jié)構(gòu)示意圖61首頁

22、返回章返回節(jié)旁通過程 預(yù)噴開始工作原理62首頁返回章返回節(jié)預(yù)噴結(jié)束，主噴開始主噴結(jié)束，卸載開始63特點(diǎn)：低速時(shí)，由于柱塞速度低，噴油速率小，泄流作用相對(duì)較強(qiáng)，使壓力上升緩慢，噴油始點(diǎn)推遲，正好滿足低速時(shí)的燃燒匹配的要求。中等轉(zhuǎn)速時(shí)，噴油速率有所加大，噴油始點(diǎn)逐步提前，噴油規(guī)律形成靴形噴油規(guī)律的形態(tài)，正好滿足中速時(shí)的燃燒匹配的要求。高速時(shí)，噴油速率高，泄流作用相對(duì)減小，泵端壓力上升速度加快，噴油始點(diǎn)提前。首頁返回章返回節(jié)64(四)噴油壓力的控制常規(guī)壓力電控系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)獨(dú)立地對(duì)噴油壓力進(jìn)行柔性的控制，只能通過對(duì)噴油速率或?qū)┯退俾屎凸┯鸵?guī)律的調(diào)節(jié)來使噴油壓力發(fā)生變化。所以在常規(guī)壓力電控系統(tǒng)中，沒有

23、對(duì)噴油壓力進(jìn)行柔性控制的典型方法。首頁返回章返回節(jié)65三、高壓電控噴油系統(tǒng)的燃油噴射控制（一）、電控共軌系統(tǒng)的簡(jiǎn)史（二）、電控共軌系統(tǒng)的特點(diǎn)（三）、電控共軌系統(tǒng)的未來（四）、電控共軌系統(tǒng)的組成（五）、電控共軌系統(tǒng)的控制原理首頁返回章返回節(jié)6620世紀(jì)60年代后半期，瑞士的Hiber教授開發(fā)成功柴油機(jī)電控共軌系統(tǒng)的“原型”。其后，以瑞士工業(yè)大學(xué)的Ganser教授為中心對(duì)電控共軌系統(tǒng)進(jìn)行了一系列研究。首頁返回章返回節(jié)(一)、電控共軌系統(tǒng)的簡(jiǎn)史671993年，戴姆勒-奔馳公司對(duì)各種不同的柴油機(jī)燃油系統(tǒng)進(jìn)行了對(duì)比，目的是為新一代轎車柴油機(jī)選擇發(fā)展?jié)摿ψ畲蟮娜加拖到y(tǒng)。選擇的先決條件是用于直噴式柴油機(jī)，并

24、適用于四氣門機(jī)構(gòu)?？晒┻x擇的燃油系統(tǒng)有： 電磁閥控制的泵噴嘴系統(tǒng)或插入式單體泵；電磁閥控制的分配泵；電控共軌式燃油系統(tǒng)。 首頁返回章返回節(jié)68戴姆勒-奔馳公司得出電控共軌式燃油系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：它取消了限制噴油的供油凸輪，從而大大增加了自由選擇預(yù)噴射和主噴射的噴油始點(diǎn)的靈活性；驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩峰值低；噴油壓力可自由選定，因此，即使在低轉(zhuǎn)速和小負(fù)荷時(shí)燃油也能很好地霧化；在噴油嘴開啟時(shí)，以恒定的電控共軌壓力進(jìn)行噴油；采用與汽油機(jī)近乎相同的曲軸箱，相同的機(jī)組結(jié)構(gòu)以及相同的曲軸和凸輪軸轉(zhuǎn)角傳感系統(tǒng)，可以增加汽油機(jī)與柴油機(jī)生產(chǎn)中的同一性。首頁返回章返回節(jié)69博世公司得到與戴姆勒-奔馳公司合作的機(jī)會(huì)。博世公司于1997

25、年年末，開始批量生產(chǎn)轎車柴油機(jī)用電控高壓共軌系統(tǒng)。日本電裝公司于1995年年末，將ECD-U2型電控高壓共軌系統(tǒng)成功地應(yīng)用于卡車柴油機(jī)而開始批量生產(chǎn)。首頁返回章返回節(jié)70(二）、電控共軌系統(tǒng)的特點(diǎn)1.自由調(diào)節(jié)噴油壓力(共軌壓力)；2.自由調(diào)節(jié)噴油量；3.自由調(diào)節(jié)噴油時(shí)刻(正時(shí))；4.自由調(diào)節(jié)噴油率（曲線）的形狀；5.廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域(用于轎車和輕型載貨車，每缸功率可達(dá)30kW，用于重型載貨車機(jī)車和船舶用柴油機(jī)，每缸功率約可達(dá)200kW左右)。首頁返回章返回節(jié)71(三）、電控共軌系統(tǒng)的未來售價(jià)將低于現(xiàn)在的同等功能的機(jī)械式燃油系統(tǒng)；更可靠，更緊湊；控制功能更出色；將逐步替代現(xiàn)有的機(jī)械式燃油系統(tǒng)；但是

26、， 由于柴油機(jī)的復(fù)雜多樣，可能在某些領(lǐng)域替代過程比較快，某些領(lǐng)域替代過程比較慢，而在某些領(lǐng)域幾乎永遠(yuǎn)不能完成這種替代。首頁返回章返回節(jié)72（四）、 電控共軌系統(tǒng)的組成供油泵共軌噴油器首頁返回章返回節(jié)傳感器ECU執(zhí)行器控制系統(tǒng)燃料供給系統(tǒng)73典型共軌系統(tǒng)的組成首頁返回章返回節(jié)74.電控噴油器）三通閥結(jié)構(gòu)和二通閥結(jié)構(gòu)Three Way Valve和Two Way Valve 首頁返回章返回節(jié)75帶有二位三通電磁閥的電控共軌系統(tǒng)示意圖首頁返回章返回節(jié)76首頁返回章返回節(jié)二位三通閥的結(jié)構(gòu)和工作原理777三通閥電控噴油器的工作過程首頁返回章返回節(jié)78二位二通高速電磁閥控制的噴油器79電裝公司二通閥的工作

27、過程 首頁返回章返回節(jié)80G2型 電控噴油器首頁返回章返回節(jié)811212壓電晶體式電控噴油器首頁返回章返回節(jié)2)壓電晶體式電控噴油器高壓燃油從共軌中進(jìn)入噴油器后，分成兩路：一路由油道進(jìn)入噴油嘴盛油槽，作用于針閥錐面上；另一路通過節(jié)流孔進(jìn)入活塞頂部的油腔1。壓電晶體堆不通電，單向閥1關(guān)閉，不噴油。壓電晶體堆通電，壓電晶體伸長(zhǎng)， 單向閥1打開，噴油嘴開始噴油。單向閥2是為了補(bǔ)充油腔2中泄漏的燃油，以保證噴油嘴工作可靠。82首頁返回章返回節(jié)2.供油泵(電裝公司HP0系列供油泵)可靠性高 效率高 成本低383首頁返回章返回節(jié)84首頁返回章返回節(jié)858687BOSCH泵體首頁返回章返回節(jié)88BOSCH

28、共軌管 噴油器89903.ECU按照預(yù)先設(shè)計(jì)的程序計(jì)算各種傳感器送來的信息，經(jīng)過處理后，并把各個(gè)參數(shù)限制在允許的電壓電平上，再發(fā)送給各相關(guān)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，執(zhí)行各種預(yù)定的控制功能。處理能力(內(nèi)存，CPU處理速度，輸入輸出信息)， 耐環(huán)境性(防水，耐熱，耐振)。首頁返回章返回節(jié)91由壓力敏感元件，帶求值電路的電路板和帶電氣插頭的傳感器外殼組成。4.特種傳感器（博世）以足夠的精度，在較短的時(shí)間內(nèi)，測(cè)定共軌中的實(shí)時(shí)壓力，并向ECU提供電信號(hào)。1)共軌壓力傳感器當(dāng)膜片形狀改變時(shí)，膜片上涂層的電阻發(fā)生變化，并在用5V供電的電阻電橋中產(chǎn)生電壓變化。失效時(shí)，具有應(yīng)急行駛功能的調(diào)壓閥以固定的預(yù)定值進(jìn)行控制。 首頁返

29、回章返回節(jié)共軌燃油922)流量限制器(博世)防止噴油器出現(xiàn)持續(xù)噴油現(xiàn)象由共軌流出的油量超過最大流量時(shí)，流量限制器將自動(dòng)關(guān)閉流向相應(yīng)噴油器的進(jìn)油口，停止繼續(xù)噴油。 首頁返回章返回節(jié)933)流動(dòng)緩沖器(電裝公司)首頁返回章返回節(jié)94當(dāng)加上一定的壓力，球有某一位移時(shí)，則對(duì)應(yīng)著一定的流量。 流量突然加大時(shí)，則球的位移加大。達(dá)到最大時(shí)，球?qū)⒂覀?cè)的出油孔堵死，即球落座。沒油流入噴油器，起到保護(hù)作用。否則，燃油會(huì)一直不停地流入氣缸，直到充滿氣缸!流動(dòng)緩沖器的工作原理首頁返回章返回節(jié)954)限壓閥(博世)作用：相當(dāng)于安全閥，限制共軌中的壓力。5)壓力限制器(電裝公司)作用：相當(dāng)于安全閥，限制共軌中的壓力。首頁

30、返回章返回節(jié)壓力限制器97電裝公司壓力限制器的動(dòng)作原理98(五)電控共軌系統(tǒng)的控制原理1.噴油量控制“時(shí)間壓力”控制噴油量由共軌壓力和噴油器電磁閥通電脈沖決定，可方便、自由地控制。2.噴油正時(shí)控制 “時(shí)間”控制電控噴油器的通電時(shí)刻。首頁返回章返回節(jié)99.噴油率控制噴油率單元時(shí)間內(nèi)噴油量與噴油時(shí)間的比。平均噴油率在一個(gè)工作循環(huán)中，噴入汽缸中的燃油量與相應(yīng)的噴油時(shí)間的比。電控共軌系統(tǒng)的噴油率在一次噴油循環(huán)過程中，從噴油開始到噴油結(jié)束之間，包括引導(dǎo)噴射、預(yù)噴射、主噴射和后噴射、次后噴射等都在內(nèi)的噴油率。改變噴油率的方法：改變平均噴油率；控制噴油率（曲線）的形狀；多段噴射。首頁返回章返回節(jié)100研究表

31、明：提前噴油使放熱提前，可降低放熱峰值和燃燒后期的燃?xì)鉁囟?，NOx的生成可在一定程度上得到控制。噴射后期的快速斷油可以提高有效噴油壓力、縮短擴(kuò)散燃燒期、改善燃油經(jīng)濟(jì)性、減少炭煙和顆粒排放。噴油結(jié)束時(shí)的斷油時(shí)間的延長(zhǎng)使低壓噴油時(shí)間變長(zhǎng)，導(dǎo)致燃燒惡化，排放變差，發(fā)動(dòng)機(jī)性能下降。101縮短噴油持續(xù)時(shí)間，下降坡形噴油速率可以降低發(fā)動(dòng)機(jī)的炭煙排放。但因初始噴油率過高，NOx排放較高。噴油持續(xù)期不變時(shí)，上坡形噴油率與矩形噴油率相比，炭煙排放高而NOx排放低。燃燒初期的速率對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能影響較大。為了抑制NOx生成，減少預(yù)混合燃燒的比例是一項(xiàng)重要技術(shù)。1021)預(yù)噴射首頁返回章返回節(jié)預(yù)噴射對(duì)燃燒過程的影響電裝

32、公司ECDU2系統(tǒng)實(shí)測(cè)圖103）多段噴射-可同時(shí)降低PM和NOx排放首頁返回章返回節(jié)104關(guān)于多段噴射的課題項(xiàng) 目課 題多段噴射ECU發(fā)熱、噴油器驅(qū)動(dòng)能量的充電時(shí)間噴油器驅(qū)動(dòng)能量的消耗噴油器驅(qū)動(dòng)時(shí)回收能量的增加（消耗能量=驅(qū)動(dòng)能量-回收能量）相鄰噴射噴油量變動(dòng)（預(yù)、主、后噴射）噴油器的高響應(yīng)特性（電磁閥、燃油系統(tǒng)）壓力脈動(dòng)的降低、修正噴油時(shí)間在活塞離開上止點(diǎn)的位置上噴射的燃油可能會(huì)附著到氣缸壁上（引導(dǎo)、次后噴射）噴霧貫穿度降低排氣溫度升高時(shí)轉(zhuǎn)矩變動(dòng)（次后噴射）主噴射噴油量的修正1054.噴油壓力控制首頁返回章返回節(jié)1)高壓噴油的目的：為提高柴油機(jī)在中低速工況下的霧化質(zhì)量而減小噴孔直徑，卻使噴油

33、延遲期變長(zhǎng)，為此，要提高噴油壓力。噴油壓力越高，燃油霧化越均勻，混合氣局部過濃的比例越低，排氣中黑煙和顆粒越少。1062)噴油壓力的控制共軌壓力控制系統(tǒng)的任務(wù)：控制方法：ECU依據(jù)共軌壓力傳感器提供的信號(hào)，向供油泵控制閥發(fā)出通電和斷電指令，調(diào)節(jié)供入共軌內(nèi)的油量，也就控制了供油壓力。首頁返回章返回節(jié)共軌壓力設(shè)定；共軌壓力監(jiān)視；共軌壓力控制由ECU、共軌壓力傳感器、壓力限制器、供油泵控制閥等進(jìn)行監(jiān)視和控制。1073)關(guān)于超高壓噴油1987年2月在日本筑波創(chuàng)立新燃燒系統(tǒng)研究所，從事柴油機(jī)燃燒過程的專項(xiàng)研究。1992年9月再由日本12家大公司共同出資，轉(zhuǎn)建成新燃燒公司。研究目標(biāo)：確立獨(dú)創(chuàng)的下一代燃燒系

34、統(tǒng)的全新概念，開發(fā)新一代高效率低排放的柴油機(jī)。得到日本政府的支持。108研究課題：使NOx、燃油消耗和排煙同時(shí)降低的柴油機(jī)燃燒的研究。柴油機(jī)排氣中NOx還原系統(tǒng)的研究。基本手段：超高壓噴射噴射壓力可達(dá)300MPa。開發(fā)和應(yīng)用柴油機(jī)專用催化劑。109超高壓噴射對(duì)燃油的霧化質(zhì)量有很大的改進(jìn)。超高壓噴射對(duì)燃燒過程的影響在燃燒室壁面附近多點(diǎn)同時(shí)著火，火焰由周圍向燃燒室中心擴(kuò)展。在噴射終了之前，霧束被火焰覆蓋。燃燒時(shí)間很短，燃燒后期形成的炭黑很快消失。由于燃燒過快，燃燒室局部溫度過高，對(duì)NOx排放不利。首頁返回章返回節(jié)110比較 總結(jié)首頁返回章返回節(jié)111首頁返回章返回節(jié)112首頁返回章返回節(jié)10711

35、3第三節(jié) 其他控制一、怠速控制二、進(jìn)氣控制三、增壓控制四、排放控制五、起動(dòng)控制114一、怠速控制(一）怠速轉(zhuǎn)速控制(二）怠速時(shí)各缸均勻性控制首頁返回章返回節(jié)115(一)怠速轉(zhuǎn)速的控制通過對(duì)怠速時(shí)噴油系統(tǒng)循環(huán)供(噴)油量的控制，進(jìn)而控制怠速轉(zhuǎn)速。怠速工況時(shí)，ECU根據(jù)從各種傳感器得到的信息，按預(yù)存在ECU中的相對(duì)于所要求的怠速轉(zhuǎn)速的怠速循環(huán)供(噴)油量脈譜圖，確定循環(huán)供(噴)油量。同時(shí)通過各種反饋信號(hào)對(duì)怠速循環(huán)供(噴)油量進(jìn)行反饋控制，這樣，既能較容易地柔性控制怠速轉(zhuǎn)速的高低，又能控制怠速轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定。首頁返回章返回節(jié)116(二)怠速時(shí)各缸均勻性的控制在各缸工作行程中，精確測(cè)定出曲軸轉(zhuǎn)速，由ECU

36、算出怠速時(shí)各缸循環(huán)供(噴)油量的偏差，然后進(jìn)行補(bǔ)償調(diào)節(jié)。通過測(cè)取各缸對(duì)怠速轉(zhuǎn)速所作“貢獻(xiàn)”的大小，調(diào)整各缸循環(huán)供(噴)油量，并利用標(biāo)定的數(shù)據(jù)表，將補(bǔ)償?shù)难h(huán)供(噴)油量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為參考的噴油泵凸輪轉(zhuǎn)角，然后根據(jù)噴油泵瞬態(tài)的轉(zhuǎn)速信息，將參考的噴油泵凸輪轉(zhuǎn)角再轉(zhuǎn)換為電磁溢流閥關(guān)閉持續(xù)時(shí)間，以決定驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)的寬度，對(duì)各缸循環(huán)供(噴)油量進(jìn)行瞬時(shí)的調(diào)整。首頁返回章返回節(jié)117 二、進(jìn)氣控制(一)進(jìn)氣管節(jié)流控制(二)可變進(jìn)氣渦流控制(三)可變配氣正時(shí)控制首頁返回章返回節(jié)118(一)進(jìn)氣管節(jié)流控制汽車柴油機(jī)轉(zhuǎn)速范圍寬廣，傳統(tǒng)的進(jìn)氣系統(tǒng)通常是按照滿足高速時(shí)大的進(jìn)氣流量、小的進(jìn)氣阻力的要求而設(shè)計(jì)的，這就致使在

37、低轉(zhuǎn)速小流量時(shí)，進(jìn)氣流速過低而造成進(jìn)氣氣流慣性減小，進(jìn)氣充量減少，進(jìn)氣渦流強(qiáng)度減弱，影響低速性能。所以，傳統(tǒng)的進(jìn)氣系統(tǒng)很難兼顧高低轉(zhuǎn)速工況性能的要求，而機(jī)械式的控制又很難滿足瞬態(tài)變化的要求。 首頁返回章返回節(jié)119在怠速或低速工況下，主閥關(guān)閉或開度很小，而副閥開度，可使得進(jìn)氣流速增大、氣流慣性增大、充氣量增多、渦流強(qiáng)度增強(qiáng)，還因?yàn)檫M(jìn)氣管中節(jié)流所產(chǎn)生的真空度可使氣缸壓力下降，而有效降低怠速或低速時(shí)的噪聲和振動(dòng)。飛車時(shí)， ECU也會(huì)迅速關(guān)閉副閥，防止柴油機(jī)飛車。首頁返回章返回節(jié)120(二)可變進(jìn)氣渦流控制對(duì)自然吸氣的柴油機(jī)，特別是渦流直噴式柴油機(jī)，燃燒系統(tǒng)中油氣混合和燃燒過程對(duì)空氣渦流的要求很高。

38、這是因?yàn)槿紵^程中的空氣渦流對(duì)著火時(shí)油束穿透率(從噴油器噴孔到油束前端到達(dá)位置的距離/噴孔到燃燒室壁面的距離)有明顯的影響。首頁返回章返回節(jié)121一般情況下，進(jìn)氣渦流隨柴油機(jī)轉(zhuǎn)速升高而增強(qiáng)，但當(dāng)轉(zhuǎn)速升高到一定程度時(shí)進(jìn)氣渦流過強(qiáng)，會(huì)使充氣效率下降，燃燒惡化，氣缸蓋和活塞的熱負(fù)荷升高，NOx排放增加，燃油耗率增加。在高速時(shí)，為降低氣缸蓋和活塞的熱負(fù)荷，降低NOx排放和降低燃油耗率，需要較低的渦流比。在中、低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，進(jìn)氣渦流相對(duì)減弱，也會(huì)使燃燒惡化，煙度增加，燃油耗率增加。為改善燃燒，降低煙度，降低燃油耗率，需要較高的渦流比。首頁返回章返回節(jié)122在現(xiàn)代汽車電控柴油機(jī)進(jìn)氣控制系統(tǒng)中，為控制進(jìn)氣渦流

39、強(qiáng)度，采取了各種形式的可變渦流控制系統(tǒng)。如具有可旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向葉片進(jìn)氣門(導(dǎo)氣屏氣門)的可變渦流控制系統(tǒng)、向進(jìn)氣道噴射空氣的可變渦流控制系統(tǒng)、在進(jìn)氣道內(nèi)布置有水平隔板的雙層氣道的可變渦流控制系統(tǒng)和具有副進(jìn)氣道的可變渦流控制系統(tǒng)等。 首頁返回章返回節(jié)123反向渦流主渦流氣缸主進(jìn)氣道副進(jìn)氣道渦流調(diào)節(jié)信號(hào)執(zhí)行機(jī)構(gòu)首頁返回章返回節(jié)ECU根據(jù)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷傳感器信號(hào)，調(diào)節(jié)由儲(chǔ)氣瓶經(jīng)副進(jìn)氣道進(jìn)入氣缸的壓縮空氣量轉(zhuǎn)速高，打開副進(jìn)氣道抑制渦流強(qiáng)度；轉(zhuǎn)速低，關(guān)閉副進(jìn)氣道提高渦流強(qiáng)度。124三、排放控制對(duì)降低顆粒排放而言，主要是通過在排氣管上安裝各種顆粒捕集器、顆粒凈化器等機(jī)外凈化的方法。對(duì)降低NOx來說，由于柴油機(jī)

40、的燃燒過程屬于富氧燃燒，所以無法采用汽油機(jī)所用的在排氣管上安裝三元催化反應(yīng)器加上氧傳感器那樣的反饋控制系統(tǒng)來降低包括NOx在內(nèi)的廢氣中有害氣體的排放。所以迄今為止，主要采取以廢氣再循環(huán)(EGR)為代表的機(jī)內(nèi)凈化措施。 首頁返回章返回節(jié)125一種旨在同時(shí)降低直噴式柴油機(jī)NOx和顆粒排放(同時(shí)也可降低噪聲)的燃燒方式（日產(chǎn)）即“低溫預(yù)混合燃燒方式”(MK：Modulated Kinetics)已開始實(shí)用化。它是通過推遲噴油正時(shí)、延長(zhǎng)滯燃期來增加預(yù)混合燃燒在整個(gè)燃燒過程中的比例，在預(yù)混合燃燒過程中采用EGR率高達(dá)45%的廢氣再循環(huán)，通過大幅度降低缸內(nèi)氣體中氧濃度來降低火焰溫度，從而降低NOx排放。

41、首頁返回章返回節(jié)126首頁返回章返回節(jié)可溶性有機(jī)物后果后果柴油機(jī)的主要有害排放物是NOx和微粒，CO和HC排放量相對(duì)較少。NOx和微粒的控制技術(shù)互相矛盾。柴油機(jī)NOx排放的控制技術(shù)除了改善燃燒系統(tǒng)等機(jī)內(nèi)措施之外，采用排氣再循環(huán)是有效的方法之一。微粒的控制主要采用后處理裝置捕集器。(二)、后處理催化裝置包括NOx的還原裝置和CO、HC的氧化裝置。1. NOx的催化還原裝置采用添加輕柴油、提高排氣中的HC、添加酒精、添加氨化合物等技術(shù)。1）酒精選擇還原法酒精具有親水性，與水蒸氣的性質(zhì)相似，酒精和氧化鋁具有良好的促進(jìn)NOx還原反應(yīng)的性質(zhì)，因此當(dāng)氧化鋁系催化劑采用酒精還原時(shí)，即使在氧和水蒸氣共存的排氣

42、中，也能顯著降低NOx。2）尿素（氨氣）選擇還原法（NH3-SCR法）系統(tǒng)由尿素箱、濾清器、尿素泵、尿素噴射器、SCR（selective catalytic reduction）控制單元以及SCR催化裝置等組成。在溫度較高（200-400）的排氣中導(dǎo)入（相對(duì)燃料3%-5%的32.5%濃度的）尿素釋放出氨氣（用排氣熱進(jìn)行加水分解反應(yīng)產(chǎn)生NH3），使之與以（V2O2-TiO2、Ag-Al2O3以及含Cu、Pt、Co、或Fe的人造沸石）金屬氧化物為主要成分的固體催化劑相接觸，將NOx轉(zhuǎn)換為N2、CO2和H2O。上述反應(yīng)最佳溫度范圍350-450。溫度過低，反應(yīng)不能有效進(jìn)行；溫度過高，會(huì)造成催化劑過

43、熱損傷，而且還會(huì)使還原劑NH3直接氧化而消耗，并生成新的NOx，特別是可能生成強(qiáng)溫室氣體N2O。2.氧化型催化轉(zhuǎn)換裝置柴油機(jī)氧化催化轉(zhuǎn)換裝置（DOC：Diesel oxidation catalyst）用來控制CO、HC以及微粒中可溶性有機(jī)成分。常用鉑、銠、鈀等金屬作為催化氧化劑，主要降低微粒中的可溶性有機(jī)成分（SOF），凈化效率可達(dá)90%以上，從而降低PM40%-50%的排放量，同時(shí)可減少排氣中的HC（88%）和CO（68%）。(三)、微粒捕集器1.柴油顆粒過濾器DPF柴油顆粒過濾器的濾芯由多孔陶瓷制作，排氣通過多孔陶瓷濾芯進(jìn)入排氣支管，而微粒則滯留在濾芯上。在過濾器的入口處設(shè)置一個(gè)燃燒器，

44、通過噴油器向燃燒器內(nèi)噴入少量的燃油，并供入二次空氣，利用火花塞或電熱塞點(diǎn)燃，將濾芯上的微粒燒掉。濾芯應(yīng)具有較高的微粒捕集率，同時(shí)背壓低、耐久可靠、易于生產(chǎn)。2.DPNR系統(tǒng)微粒-NOx凈化裝置（DPNR：Diesel particulate and NOx reduction）采用陶瓷蜂窩狀結(jié)構(gòu)，入口和出口交叉堵塞。在載體內(nèi)設(shè)有細(xì)孔，載體壁面和細(xì)孔內(nèi)固化NOx吸附還原型催化劑。燃燒稀混合氣時(shí)，裝置中的吸附還原型催化劑將NOx吸附，在排氣中的HC和CO以及還原劑的作用下，還原為N2。在混合氣濃稀交變中，通過吸附和釋放NOx時(shí)的氧化還原反應(yīng)，在催化劑表面生成活性氧，促進(jìn)PM氧化。(四)、DPF的再

45、生目前正在開發(fā)的再生技術(shù)有燃燒器法、電熱塞、進(jìn)排氣節(jié)流、對(duì)燃料添加催化劑及向?yàn)V芯噴射催化劑等。1.電加熱再生系統(tǒng)用電加熱器加熱DPF，并供給一定量的空氣燒掉PM。因再生時(shí)不能繼續(xù)工作，故需多個(gè)DPF。每個(gè)DPF再生所需能量少，但結(jié)果復(fù)雜。2.連續(xù)再生系統(tǒng)通過前置氧化催化轉(zhuǎn)換裝置生產(chǎn)氧化性很強(qiáng)的NO2來再生后邊的DPF。DPF中固化有氧化劑以提高其低溫活性。3.強(qiáng)制氧化催化再生系統(tǒng)通過發(fā)動(dòng)機(jī)控制和氧化催化裝置相結(jié)合，是DPF強(qiáng)制升溫。發(fā)動(dòng)機(jī)控制主要包括噴射時(shí)期、EGR、VGT（可變?cè)鰤海?、排氣制?dòng)等，用以提高排氣溫度，使之達(dá)到前置氧化催化轉(zhuǎn)換裝置催化劑的活性溫度，也可結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)控制，實(shí)施燃料后噴

46、射（入下止點(diǎn)后噴射），以排出未燃HC，在前置催化轉(zhuǎn)換裝置中燃燒，由此加熱DPF達(dá)到再生的目的。143四、起動(dòng)控制起動(dòng)是柴油機(jī)能否工作的先決條件。起動(dòng)性能中最重要的就是起動(dòng)的可靠性，即在規(guī)定的使用環(huán)境溫度下迅速而可靠地起動(dòng)，并能在需要時(shí)多次連續(xù)起動(dòng)。它是柴油機(jī)工作可靠性的重要表現(xiàn)之一。 首頁返回章返回節(jié)144由于起動(dòng)時(shí)所需的起動(dòng)力矩和最低起動(dòng)轉(zhuǎn)速隨溫度降低而增加，所以，改善起動(dòng)性能主要是降低起動(dòng)阻力(包括預(yù)熱潤(rùn)滑油，稀釋潤(rùn)滑油或采用低溫稠化潤(rùn)滑油、減壓起動(dòng)等)和改善著火條件(包括進(jìn)氣預(yù)熱、冷卻液預(yù)熱、起動(dòng)加濃、燃燒室局部加熱、采用自燃性能好的燃料等)。 首頁返回章返回節(jié)145分隔式燃燒室(預(yù)燃室

47、式和渦流室式)柴油機(jī)和一些小排量直噴式柴油機(jī)：通常在這些柴油機(jī)燃燒室內(nèi)靠近噴油器的部位設(shè)置電熱塞。為減少柴油機(jī)暖車期間藍(lán)煙排放和燃燒噪聲，電熱塞在柴油機(jī)起動(dòng)后往往還要工作一段時(shí)間。首頁返回章返回節(jié)146控制線圈具有電阻隨溫度下降而變小的特性(PTC特性)，在溫度低時(shí)可使通過的電流多，使加熱線圈溫度很快升高；而在溫度高時(shí)則使通過的電流減少，從而對(duì)加熱線圈的溫度進(jìn)行控制。 首頁返回章返回節(jié)147進(jìn)氣預(yù)熱塞又稱起動(dòng)預(yù)熱器，裝在柴油機(jī)進(jìn)氣管中用以加熱進(jìn)氣。一般通過一個(gè)電磁閥使柴油機(jī)燃油供給系統(tǒng)中的低壓輸油泵向其供應(yīng)燃油。首頁返回章返回節(jié)148在現(xiàn)代汽車電控柴油機(jī)的起動(dòng)控制系統(tǒng)中由ECU來實(shí)現(xiàn)上述控制。

48、當(dāng)點(diǎn)燃/起動(dòng)開關(guān)處于“點(diǎn)燃”位置時(shí)，根據(jù)柴油機(jī)冷卻液溫度，由ECU決定電熱塞或進(jìn)氣預(yù)熱塞是否要點(diǎn)燃和通電持續(xù)時(shí)間。當(dāng)點(diǎn)燃指示燈熄滅，表示已達(dá)到起動(dòng)條件，點(diǎn)燃/起動(dòng)開關(guān)轉(zhuǎn)到“起動(dòng)”位置，柴油機(jī)起動(dòng)。起動(dòng)完成后或需中斷起動(dòng)時(shí)，則自動(dòng)將電源切斷。首頁返回章返回節(jié)149除了上述冷起動(dòng)時(shí)的預(yù)熱控制外，起動(dòng)控制還包括起動(dòng)階段循環(huán)供(噴)油量(起動(dòng)油量)和起動(dòng)時(shí)噴油正時(shí)的控制。首頁返回章返回節(jié)150首頁返回章返回節(jié)151補(bǔ)充：PT燃油系統(tǒng)PT燃油系統(tǒng)是美國(guó)康明斯（Cummins）發(fā)動(dòng)機(jī)公司的專利產(chǎn)品。152一、PT 燃油系統(tǒng)的組成及基本原理1531 . PT燃油系統(tǒng)的組成輸油泵3 、穩(wěn)壓器4 、柴油濾清器5

49、、斷油閥7 、節(jié)流閥14 及調(diào)速器6 、16 等組成一體，并稱此組合體為PT燃油泵。一般汽車上只裝PTG兩極式調(diào)速器16 ，而在特種用途或負(fù)荷變化頻繁的汽車上加裝MVS 或VS 全程式調(diào)速器。當(dāng)只裝PTG 調(diào)速器時(shí)，節(jié)流閥14 與汽車加速踏板連接，踩動(dòng)加速踏板可以使節(jié)流閥旋轉(zhuǎn)，從而改變了節(jié)流閥的通過斷面積。若加裝MVS 或VS 調(diào)速器，則節(jié)流閥保持全開位置不動(dòng)。MVS 或VS 調(diào)速器在PTG調(diào)速器不起作用的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)起調(diào)速作用。154輸油泵3 、穩(wěn)壓器4 、柴油濾清器5、斷油閥7 、節(jié)流閥14 及調(diào)速器6 、16 等組成一體，稱此組合體為PT燃油泵。一般汽車上只裝PTG兩極式調(diào)速器16 ，而在

50、特種用途或負(fù)荷變化頻繁的汽車上加裝MVS 或VS 全程式調(diào)速器。當(dāng)只裝PTG 調(diào)速器時(shí)，節(jié)流閥14 與汽車加速踏板連接，踩動(dòng)加速踏板可以使節(jié)流閥旋轉(zhuǎn)，從而改變了節(jié)流閥的通過斷面積。若加裝MVS 或VS 調(diào)速器，則節(jié)流閥保持全開位置不動(dòng)。MVS 或VS 調(diào)速器在PTG調(diào)速器不起作用的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)起調(diào)速作用。 1552. PT 燃油系統(tǒng)的基本原理由流體力學(xué)的原理知，流過孔口的液體數(shù)量與液體壓力、流過時(shí)間及孔口斷面積成正比，此外還與孔口的形狀有關(guān)。當(dāng)孔口斷面積和孔口形狀一定時(shí)，流過孔口的液體數(shù)量便取決于液體的壓力（P）和流過孔口的時(shí)間（T）。在PT燃油系統(tǒng)中，當(dāng)噴油器內(nèi)的計(jì)量量孔的尺寸和形狀選定之后，

51、只要改變供給噴油器的燃油壓力即供油壓力，或燃油進(jìn)入計(jì)量量孔的時(shí)間即進(jìn)油時(shí)間發(fā)生變化，都會(huì)改變噴油器的噴油量。供油壓力由PT燃油泵產(chǎn)生，供油壓力的調(diào)節(jié)由調(diào)速器和節(jié)流閥進(jìn)行，而進(jìn)油時(shí)間則取決于柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速。 156二、PT 燃油泵157158PT燃油泵由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，但它與發(fā)動(dòng)機(jī)之間無傳動(dòng)定時(shí)關(guān)系。因此，安裝時(shí)無需校對(duì)定時(shí)。PT燃油泵起供油、調(diào)壓和調(diào)速等作用： 在適當(dāng)壓力下將燃油供入噴油器； 在柴油機(jī)轉(zhuǎn)速或負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)及時(shí)調(diào)節(jié)供油壓力，以改變供油量滿足工況變化的需要； 限制柴油機(jī)超速和穩(wěn)定怠速，若加裝MVS 或VS 調(diào)速器還可使柴油機(jī)在任何轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。1591.PTG調(diào)速器PTG兩極式調(diào)速器主

52、要由調(diào)速器重塊3 、調(diào)速套筒5 、調(diào)速柱塞6 、低速校正柱塞2 、低速校正彈簧1 、高速?gòu)椈? 、高速校正彈簧4 、怠速?gòu)椈? 和怠速柱塞7 等組成。PTG調(diào)速器不僅用來限制高速和穩(wěn)定怠速，而且還能隨柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)供油壓力和校正柴油機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性。1601 ）高速控制 調(diào)速套筒5 的內(nèi)腔通過調(diào)速柱塞6 的中心孔及徑向孔與進(jìn)油口13 、出油口14 、怠速油道16 等相通。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，在調(diào)速器起作用之前，由于燃油壓力的作用，怠速柱塞7 與調(diào)速柱塞6 兩者的端面不相接觸，保持一定的間隙 ，部分燃油即從此間隙經(jīng)旁通油道12(5) 流回輸油泵的入口。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高時(shí)，重塊3 的離心力增大，

53、推動(dòng)調(diào)速柱塞右移，使間隙減小，通過旁通油道的回油量隨之減少，調(diào)速套筒內(nèi)腔的油壓即出油口14(3) 的燃油壓力增高，從而使噴油量不會(huì)由于轉(zhuǎn)速升高噴油器進(jìn)油時(shí)間縮短而減少。反之亦然。1612 ）怠速控制 柴油機(jī)怠速時(shí)將節(jié)流閥關(guān)閉，燃油經(jīng)怠速油道16 供出以維持怠速運(yùn)轉(zhuǎn)。若轉(zhuǎn)速降低，在怠速?gòu)椈? 的作用下怠速柱塞7 左移，消除間隙后推動(dòng)調(diào)速柱塞左移，使怠速油道的通過斷面積增大，噴油量相應(yīng)增加，使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速回升。相反，當(dāng)?shù)∷俎D(zhuǎn)速升高時(shí)，重塊推動(dòng)調(diào)速柱塞右移，怠速油道通過斷面積減小，噴油量隨之減少，使轉(zhuǎn)速?gòu)?fù)原，從而穩(wěn)定了怠速。 1623 ）高速轉(zhuǎn)矩校正柴油機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí)，高速校正彈簧4 處于自由狀態(tài)。當(dāng)轉(zhuǎn)

54、速升高到最大轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速時(shí)，高速校正彈簧開始與調(diào)速套筒5 接觸。隨著轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高，調(diào)速柱塞右移，校正彈簧逐漸被壓縮，使調(diào)速柱塞的移動(dòng)受阻，從而延緩了燃油壓力的增高，使噴油量相對(duì)減少，最終使柴油機(jī)的轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速升高而有較大的下降。1634 ）低速轉(zhuǎn)矩校正柴油機(jī)在最大轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，低速校正彈簧1 處于自由狀態(tài)。當(dāng)轉(zhuǎn)速降低時(shí)，低速校正柱塞2 左移，低速校正彈簧被壓縮，使低速校正柱塞的移動(dòng)受阻，從而延緩了燃油壓力的下降，使噴油量相對(duì)增加，最終使柴油機(jī)的轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速降低的趨勢(shì)減緩。 1641651662.MVS（mechanical variable speed）全程調(diào)速器MVS 調(diào)速器柱塞左側(cè)承受來自齒輪泵并經(jīng)細(xì)濾網(wǎng)過濾的燃油油壓，此油壓隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增減而增減，柱塞右側(cè)承受MVS 調(diào)速器怠速?gòu)椈? 和高速?gòu)椈? 的彈力。 167板動(dòng)油門操縱桿，雙臂杠桿軸和雙臂杠桿隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)可以壓縮或放松高速?gòu)椈?，改變了發(fā)動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速。為了限定發(fā)動(dòng)機(jī)的最高和最低轉(zhuǎn)速，MVS 調(diào)速器上設(shè)有最高轉(zhuǎn)速限位螺釘3 和怠速限位螺釘4 。怠速時(shí)，調(diào)速器高速?gòu)椈刹黄鹱饔茫∷購(gòu)椈删S持怠速穩(wěn)定。怠速轉(zhuǎn)速可利用怠速限位螺釘進(jìn)行調(diào)整。 168在超過怠速的情況下，由于怠速?gòu)椈傻膹椓^弱而完全壓縮不起作用，只有高速?gòu)椈善鹱饔?。轉(zhuǎn)動(dòng)雙臂杠桿可以壓縮高速?gòu)椈墒咕哂幸欢ǖ膹椓Α．?dāng)