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电喷柴油发动机技术讲解 [图片] 柴油机的优点是：省油、环保、动力强、经济、维修方便，只要 解决缺点就具有更大的市场前景，而实现电控柴油机的方案现在 看来是一个很好的解决措施。实现柴油控制有三条技术路线图， 分别是单体泵、泵喷嘴和高压共轨。目前主要的国际汽车配件供 应商都在进行着柴油共轨喷射系统的开发，如：博世、德尔福、 西门子、电装公司、VDO 和玛格纳-马瑞利公司，它们是全球主 要的共轨喷射系统供应商，而目前在国内生产共轨柴油喷射系统 的还只有博世一家。下面分别介绍三种技术：　　1、单体泵技 术 图 1 单体泵的外形图 　　德尔福在重型车上采用单体泵系统。从成本上讲，国内的发 动机从欧Ⅱ向欧Ⅲ升级时，如果采用单体泵，对发动机改动非常 小，仅以外挂式的凸轮轴箱代替欧Ⅱ发动机的直列泵就可。当从 欧Ⅲ向欧Ⅳ升级时，发动机机身主体结构仍然不变，只要把欧Ⅲ 系统里机械式喷油器改成德尔福的电控喷油器，形成双电磁阀单 体泵系统，在发动机整体结构不做大的调整下，就可以达到欧Ⅳ 的排放水平。单体泵的外形如图 1 所示。单体泵系统控制如图 2 所示。 图 2 单体泵控制油路 　　在性能方面，目前在国内单体泵使用的压力达到 200MPa， 当向欧Ⅳ升级，这个压力可以达到 250 MPa。在单体泵上采用了 类似于共轨 I2C 的系统一致性控制，来优化整个系统的性能。在 供油控制方面，如果使用双电磁阀单体泵系统，不仅可以对压力 进行控制，还可以对喷射进行控制，而且还可以采用多次喷射。 它可以达到欧Ⅳ或者欧Ⅴ的标准。目前，德尔福的双电磁阀单体 泵系统在欧洲大批量生产，主要供应给欧Ⅳ标准的发动机，欧Ⅴ 标准的发动机相关系统正在做开发工作。 　　单体泵系统的另一个优势就是它的可靠性和寿命，这些性能 已经在欧洲和北美市场上得到了10年甚至是 15年的实际使用时 间、数百万辆整车使用的证明。单体泵系统在发动机使用过程中， 可以保证排放和燃油消耗率低。目前，这种非常强化、非常可靠 的性能和使用寿命，仍然在进一步提高。所以，从德尔福的观点 来看，在技术方面，相信在 2010 年之前，所有欧洲和北美的重 型车生产商绝大多数会采用单体泵系统和泵喷嘴技术。德尔福也 在研发 2010 年以后新的排放法规所要求的新的系统。 　　2、泵喷嘴技术 　　优良的混合气是提高柴油发动机动力性、燃油经济性；降低 排放率、噪音率的关键因素。这就要求喷射系统产生足够高的喷 射压力，确保燃油雾化良好，同时还必须精确控制喷油始点和喷 油量。而泵喷嘴系统能够符合上述的严格要求。因此，早在 1905 年柴油发动机的创始人 Rudolf diesel 先生就提出了泵喷油器概 念，设想将喷油泵和喷嘴合成一体，省去高压油管并获得高喷射 压力。20 世纪 50 年代，间歇控制泵喷射系统的柴油发动机就已 应用在轮船及卡车上。之后，Volkswagen 和 Robert Bosh AG 公 司合作研制出适用于乘用车的电磁阀控制泵喷射系统。泵喷嘴的 结构如图 3 所示。泵喷嘴系统工作示意图如图 4 所示。 图 3 泵喷嘴结构图及示意图 图4 泵喷嘴系统工作示意图 　　其中主要部件作用如下： 　　（1）单向阀：发动机不工作时，防止燃油回流。 　　（2）旁通阀：若燃油内有空气，则通过此处排出。 　　（3）节流孔与过滤器：收集、分离供油管内的气泡。 　　（4）限压阀 1：调节供油管内压力大于 0.75MPa 时打开。 　　（5）限压阀2：保持回油管内压力在 0.10MPa。 　　（6）燃油泵：燃油泵是间歇式叶片泵，其优点是在较低发 动机转速时也可供油。泵体内油道使油泵转子始终处于被燃油浸 润的状态，从而可随时输送燃油。如图 5 所示。 图 5 燃油泵油路连接图 　　（7）燃油分配管集成：燃油分配管集成在缸盖内的供油管 内，其功能是等量向各泵喷嘴分配燃油，在此，燃油与受热燃油 混合，并被泵喷嘴强制流回供油管。使供油管内流向各缸的燃油 温度一致。所有泵喷嘴被提供相同量的燃油，使发动机运转平稳。 否则，泵喷嘴的油温将会不同，并且泵喷嘴被提供不同质量的燃 油。这将会使发动机运转不平稳并将在前几个缸中产生极度高温。 燃油分配管如图 6 所示。 图6 燃油分配管 　　（8）