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商用车柴油机检修:脉动+时间控制式喷油系统

时间:2023-08-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:时间控制式喷油系统实现了对喷油率的柔性控制,对于改善柴油机的性能具有十分重要的意义。时间控制式柱塞泵脉动喷油系统仍保持传统的柱塞往复运动脉动供油方式,利用安装在高压油路中的高速、强力电磁溢流阀来直接控制喷油始点和喷油量,柱塞副只起加压、供油作用,没有油量调节功能。

商用车柴油机检修:脉动+时间控制式喷油系统

  合理的燃烧放热规律是柴油机具备良好动力性、经济性及降低排放与噪声的关键,而燃烧放热规律又是由喷油规律决定的。燃烧放热规律包括三要素,即燃烧放热始点、放热持续期和放热率曲线形状。一般说来,传统的机械式喷油系统及上述的脉动式电控喷油系统通过调节供油提前角控制燃烧放热始点,通过油量调节、改变喷油持续角、改善雾化、加强缸内空气流动、喷油系统与燃烧室的合理匹配等措施控制放热持续期和放热率曲线形状,但由于喷油率(喷入气缸的油量与时间的关系)不可控,放热持续期和放热率曲线形状的控制既达不到较高的精度,也不能兼顾柴油机全工况范围。时间控制式喷油系统实现了对喷油率的柔性控制,对于改善柴油机的性能具有十分重要的意义。  时间控制式柱塞泵脉动喷油系统仍保持传统的柱塞往复运动脉动供油方式,利用安装在高压油路中的高速、强力电磁溢流阀来直接控制喷油始点和喷油量,柱塞副只起加压、供油作用,没有油量调节功能。为此取消了专用于调节油量和定时的机构,如调速器、提前器、供油调节杆、柱塞斜槽乃至出油阀组件等。  1.电控泵喷嘴系统  电控泵喷嘴系统可分为机械驱动式和蓄压式两种。机械驱动式电控泵喷嘴系统在国外已获得充分发展,从单缸排量不足1L的小型柴油机到单缸排量大到几升的重型柴油机都获得了令人满意的使用效果。近年来,电控蓄压式泵喷嘴的研究比较活跃。它不需要机械驱动装置和机械调节装置,因此可以在不重新设计柴油机的情况下发挥泵喷嘴的优点,如卡特彼勒公司的电控蓄压式泵喷嘴系统HEUI。该系统的主要特点是,将电控和液压技术相结合,按时间控制喷射过程和喷射压力。该系统的工作与发动机转速无关,可在宽广的工况范围内保持较高的喷油压力,最高喷油压力可达到150MPa。具有喷油速率控制功能,对初始供油期、着火延迟期和主喷期间的供油量进行优化控制。应用该喷油系统的柴油机的烟度、颗粒和氮氧化物排放,以及响应性都获得了改善。  图2-15为德国博世公司电控泵喷嘴系统在柴油机上的安装图,图2-16为电控泵喷嘴工作原理。  电控泵喷嘴工作原理是,柱塞在凸轮轴和摇臂的驱动下给燃油加压,旁通油路在电磁溢流阀关闭时,柱塞腔内压力升高。压力升高到一定值时,喷油器打开,燃油喷入;旁通油路在电磁溢流阀打开时,柱塞腔泄压,喷油器处于关闭状态。因此,电磁溢流阀打开的时刻决定喷油提前角,打开的时间决定喷油量,同时可以得到所需要的喷油率,如三角形、预喷形等,如图2-17所示。  2.电控单体泵系统  图2-18是德国博世公司电控单体泵系统在柴油机上的安装图,图2-19为其工作原理。可以看出,电控单体泵的工作原理与电控泵喷嘴类似,事实上,二者也具有同样的控制效果,这里不再赘述。  德国博世公司的电控单体泵(EUP)系统,采用较短的高压油管,可实现较高的喷油压力,最高喷油压力可达160MPa,该系统采用高速电磁阀控制喷油定时及喷油量。  图2-20标示了单体泵电控系统的主要传感器信号、控制内容和相关执行器,而图2-21为

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图2-15 电控泵喷嘴在柴油机上的安装图

1—加速踏板传感器 2—电控单元 3—驱动凸轮轴 4—摇臂 5—泵喷嘴喷油器

6—增压压力传感器 7—转速传感器 8—冷却液温度传感器 9—曲轴位置传感器

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图2-16 电控泵喷嘴工作原理

1—柱塞 2—电磁溢流阀 3—旁通油路 4—柱塞腔 5—高压油路 6—喷油器

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图2-17 电控泵喷嘴的喷油率(www.xing528.com)

单体泵实物及在发动机中的布置方式。

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图2-18 电控单体泵在柴油机上的安装图

1—加速踏板传感器 2—电控单元 3—增压压力传感器 4—冷却液温度传感器

5—曲轴转速传感器 6—凸轮轴转速传感器 7—驱动凸轮轴

8—单体泵 9—喷油器

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图2-19 电控单体泵工作原理

1—驱动凸轮轴 2—柱塞 3—柱塞腔 4—电磁溢流阀 5—高压油路 6—喷油器

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