柴油機(jī)燃油噴射技術(shù)(免費(fèi))

1、柴油機(jī)燃油噴射技術(shù)傳統(tǒng)的直列泵噴油技術(shù)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代柴油機(jī)對(duì)燃油精度的精確要求和廢氣排放方面越來越嚴(yán)格的要求?？梢詽M足這些要求的燃油噴射技術(shù)分別是電控單體泵、泵噴嘴、分配泵和高壓共軌系統(tǒng)（圖1-45）等四種技術(shù)。分別介紹如下。圖1-45 現(xiàn)代柴油機(jī)的四種燃油噴射技術(shù)1單體泵技術(shù)單體泵主要由一個(gè)柱塞和柱塞套構(gòu)成，本身不帶凸輪軸，有的甚至不帶滾輪傳動(dòng)部件。由于這種單體泵便于布置在靠近氣缸蓋的部位，使高壓油管大大縮短，目前應(yīng)用在缸徑為200mm以上的大功率中、低速柴油機(jī)上。如道依茨BFM1013系列柴油機(jī)就是采用單體泵燃油噴射系統(tǒng)。單體泵柴油機(jī)燃油系統(tǒng)的詳細(xì)介紹見本書第三章：現(xiàn)代柴油機(jī)單體泵供油系

2、統(tǒng)的維修與保養(yǎng)。2泵噴嘴技術(shù)（1-46）優(yōu)良的混合氣是提高柴油機(jī)動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性；降低排放率、噪音率的關(guān)鍵因素。這就要求噴射系統(tǒng)產(chǎn)生足夠高的噴射壓力，確保燃油霧化良好，同時(shí)還必須精確控制噴油始點(diǎn)和噴油量。而泵噴嘴系統(tǒng)能夠符合上述的嚴(yán)格要求。因此，早在1905年柴油機(jī)的創(chuàng)始人Rudolf diesel 先生就提出了泵噴油器概念，設(shè)想將噴油泵和噴嘴合成一體，省去高壓油管并獲得高噴射壓力。20世紀(jì)50年代，間歇控制泵噴射系統(tǒng)的柴油機(jī)就已應(yīng)用在輪船及卡車上。之后，Volkswagen和Robert Bosh AG公司合作研制出適用于乘用車的電磁閥控制泵噴射系統(tǒng)。泵噴嘴的主要部件作用如下：（1）單向閥

3、：柴油機(jī)不工作時(shí)，防止燃油回流。（2）旁通閥：若燃油內(nèi)有空氣，則通過此處排出。（3）節(jié)流孔與過濾器：收集、分離供油管內(nèi)的氣泡。（4）限壓閥1：調(diào)節(jié)供油管內(nèi)壓力大于0.75MPa時(shí)打開。（5）限壓閥2：保持回油管內(nèi)壓力在0.10MPa。（6）燃油泵：燃油泵是間歇式葉片泵，其優(yōu)點(diǎn)是在較低柴油機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)也可供油。泵體內(nèi)油道使油泵轉(zhuǎn)子始終處于被燃油浸潤(rùn)的狀態(tài)，從而可隨時(shí)輸送燃油。（7）燃油分配管集成：燃油分配管集成在缸蓋內(nèi)的供油管內(nèi)，其功能是等量向各泵噴嘴分配燃油，在此，燃油與受熱燃油混合，并被泵噴嘴強(qiáng)制流回供油管。使供油管內(nèi)流向各缸的燃油溫度一致。所有泵噴嘴被提供相同量的燃油，使柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。否則，

4、泵噴嘴的油溫將會(huì)不同，并且泵噴嘴被提供不同質(zhì)量的燃油。這將會(huì)使柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)并將在前幾個(gè)缸中產(chǎn)生極度高溫。圖1-46 柴油機(jī)泵噴嘴供油系統(tǒng)（8）燃油冷卻泵：使冷卻液在冷卻環(huán)路中循環(huán)。當(dāng)燃油溫度達(dá)到70，柴油機(jī)控制單元通過燃油冷卻泵繼電器將其接通。泵噴嘴技術(shù)相對(duì)于之前的技術(shù)（如柱塞泵），已經(jīng)具有明顯改進(jìn)，而其最大的好處是大大增加了噴油壓力，其渦輪增壓泵噴嘴的噴射壓力都能達(dá)到200MPa以上。由于噴射壓力直接影響柴油燃燒做功效率，因此，泵噴嘴的燃燒效率很高。3電控高壓共軌技術(shù)（圖1-47）由于柴油機(jī)的負(fù)荷和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)是在沒有進(jìn)氣節(jié)流的情況下直接通過改變噴油量來達(dá)到的，因此噴油系統(tǒng)必須以35200M

5、Pa之間的壓力將燃油噴入柴油機(jī)氣缸內(nèi)，并形成均勻的可燃混合氣。其間噴油量的計(jì)量必須盡可能精確，對(duì)噴油過程中的噴油壓力、噴油時(shí)刻和噴油次數(shù)的控制必須非常靈活，而且必須能夠隨運(yùn)轉(zhuǎn)工況而任意變化。因此，繼續(xù)沿用機(jī)械調(diào)節(jié)式噴油系統(tǒng)或噴油壓力較低而控制功能有限的電子控制式分配泵已無法滿足這些要求，新型的電控高壓共軌噴油系統(tǒng)則是最佳選擇。因此近幾年來，電控高壓共軌噴油系統(tǒng)在車用柴油機(jī)上得到了迅速的推廣。到目前為止，電控高壓共軌噴油系統(tǒng)已開發(fā)了3代。第一代共軌高壓泵總是保持在最高壓力，導(dǎo)致燃油的浪費(fèi)和很高的燃油溫度。第一代共軌系統(tǒng)為商用車設(shè)計(jì)的，最高噴射壓力為140MPa，乘用車噴射壓力為135MPa。第二

6、代共軌系統(tǒng)可根據(jù)柴油機(jī)需求而改變輸出壓力，并具有預(yù)噴射和后噴射功能。帶有控制油量的油泵，噴射壓力能達(dá)到160MPa。即使在壓力較低的情況下，該系統(tǒng)也可以根據(jù)實(shí)際狀況提供適量的噴油壓力。不僅有助于降低燃油消耗，而且還可以降低燃油溫度，從而省去燃油冷卻裝置。預(yù)噴射降低了柴油機(jī)噪聲：在主噴射之前百萬分之一秒內(nèi)少量的燃油被噴進(jìn)了氣缸壓燃，預(yù)熱燃燒室。預(yù)熱后的氣缸使主噴射后的壓燃更加容易，缸內(nèi)的壓力和溫度不再是突然地增加，有利于降低燃燒噪音。在膨脹過程中進(jìn)行后噴射，產(chǎn)生二次燃燒，將缸內(nèi)溫度增加200250，降低了排氣中的碳?xì)浠衔铩D1-47 柴油機(jī)高壓共軌噴油系統(tǒng)第三代共軌系統(tǒng)帶有壓電直列式噴油器。2

7、003年，第三代共軌系統(tǒng)面世，壓電式（piezo）共軌系統(tǒng)的壓電執(zhí)行器代替了電磁閥，于是得到了更加精確的噴射控制。省去了回油管，在結(jié)構(gòu)上更簡(jiǎn)單。壓力從20200MPa彈性調(diào)節(jié)。最小噴射量可控制在0.5mm3，減小了煙度和NOx的排放。最高噴射壓力達(dá)到180MPa。有關(guān)電控高壓共軌噴油系統(tǒng)的詳細(xì)介紹見本書第四章：柴油機(jī)電控共軌燃油噴射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與維修。4分配泵供油系統(tǒng)（圖1-48）圖1-48 分配泵供油系統(tǒng)分配式噴油泵DIP（Distributor Injection Pump），簡(jiǎn)稱分配泵，于上世紀(jì)80年代末推出，開創(chuàng)了輕量化及緊湊型高性能噴射系統(tǒng)的新時(shí)代。如今，博世分配泵已經(jīng)歷數(shù)代更新升級(jí)，最新的第4代產(chǎn)品中的VP30軸向分配泵和VP