柴油機(jī)噴油系統(tǒng)與電控柴油機(jī)

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1、噴油規(guī)律：在噴油過程中，單位凸輪轉(zhuǎn)角(或單位時間)從噴油器噴入氣缸的燃油量隨凸輪轉(zhuǎn)角(或時間t)的變化關(guān)系，即 )(fddVb)(tfdtdVb第2頁/共73頁第1頁/共73頁第一頁，編輯于星期三：六點 三十一分。 噴油規(guī)律與幾何供油規(guī)律的不同：1由于高壓油管的壓力波從泵端到嘴端需要時間；2由于高壓油路中燃油的可壓縮性等因素的影響；3考慮燃油在高壓下通過柱塞偶件間間隙的泄漏。第3頁/共73頁第2頁/共73頁第二頁，編輯于星期三：六點 三十一分。泵油過程的節(jié)流現(xiàn)象泵油過程的節(jié)流現(xiàn)象第4頁/共73頁第3頁/共73頁第三頁，編輯于星期三：六點 三十一分。泵油過程的泄漏現(xiàn)象泵油過程的泄漏現(xiàn)象第5頁/共

2、73頁第4頁/共73頁第四頁，編輯于星期三：六點 三十一分。泵油過程的泄漏現(xiàn)象泵油過程的泄漏現(xiàn)象第6頁/共73頁第5頁/共73頁第五頁，編輯于星期三：六點 三十一分。噴油規(guī)律的確定 試驗測定法（1）壓力升程法：由噴油嘴的噴孔流量方程知，瞬時噴油速率與噴孔流通截面、噴孔前后的壓差有關(guān)，計算公式為式中，f噴油嘴有效流通截面積（mm3）， np噴油泵的轉(zhuǎn)速（r/min） f燃油密度（kg/m3） p=p-pZ，噴孔前油壓及氣缸內(nèi)氣體壓力，（a）31026fpbpnfddV第7頁/共73頁第6頁/共73頁第六頁，編輯于星期三：六點 三十一分。第8頁/共73頁第7頁/共73頁第七頁，編輯于星期三：六點

3、三十一分。 壓力壓力-升程法的問題升程法的問題：1 噴油壓力的測定2 f的測量第9頁/共73頁第8頁/共73頁第八頁，編輯于星期三：六點 三十一分。FVdtdVb（）波許長管法：是在噴油泵試驗臺上測定噴油規(guī)律的常用方法，從噴油系統(tǒng)噴出的燃油進(jìn)入細(xì)長管組成的波許長管儀中，測量細(xì)長管內(nèi)的壓力隨時間變化來測定噴油規(guī)律。 Vatpf)()(1tpaFdtdVfb 式中，細(xì)長管截面積 燃油在細(xì)長管中的流速 非穩(wěn)定流中一元壓力波p(t)可用下式表達(dá)： 簡化得噴油速率表達(dá)式 測得長管壓力波的變化，即可求得噴油規(guī)律。 第10頁/共73頁第9頁/共73頁第九頁，編輯于星期三：六點 三十一分。第11頁/共73頁第

4、10頁/共73頁第十頁，編輯于星期三：六點 三十一分。一、噴油泵的系列化和工作能力評價指標(biāo) 柱塞式噴油泵系列化：對某一功率、轉(zhuǎn)速段柴油機(jī)可采用外形尺寸、結(jié)構(gòu)型式、缸心距相同的噴油泵，用缸數(shù)增減、置換不同柱塞直徑、凸輪型線和升程、出油閥減壓容積等少量互換零件和進(jìn)行供油量、轉(zhuǎn)速等調(diào)整參數(shù)的調(diào)試來滿足不同柴油機(jī)配套，形成一個系列。 第六章第六章 柴油機(jī)噴油系統(tǒng)與電控柴油機(jī)柴油機(jī)噴油系統(tǒng)與電控柴油機(jī) 6-2 噴油調(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)與調(diào)整噴油調(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)與調(diào)整參數(shù)選擇參數(shù)選擇第12頁/共73頁第11頁/共73頁第十一頁，編輯于星期三：六點 三十一分。1最大循環(huán)供油量：噴油泵循環(huán)供油量的大小與眾多參

5、數(shù)有關(guān)，但主要參數(shù)是柱塞直徑和一定凸輪軸轉(zhuǎn)角內(nèi)柱塞有效行程。對某一種系列泵，設(shè)減壓容積為零，取噴油泵的最大柱塞直徑，按所用切線凸輪的最大幾何速度對應(yīng)的凸輪升程小0.3mm處為供油終點，取7(或4）CaA供油持續(xù)期內(nèi)的柱塞有效行程計算的循環(huán)供油量，定義為噴油泵的最大循環(huán)供油量，它是噴油泵的幾何供油量極限值，沒有考慮出油閥減壓作用和高壓液體特性的影響。2最大平均供油速率：噴油泵在供油持續(xù)期內(nèi)每度的平均供油量，最高平均供油速率是最大循環(huán)供油量的條件下，取7（或4）CaA供油持續(xù)期作計算依據(jù)求得。 第13頁/共73頁第12頁/共73頁第十二頁，編輯于星期三：六點 三十一分。3最大許用泵端壓力：噴油泵所

6、能承受的最大峰值泵端壓力。泵端峰值壓力決定了凸輪、挺柱體、泵體等零件的受力和強(qiáng)度、剛度，對噴油泵工作可靠性產(chǎn)生影響 。4最高工作轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)速增大，往復(fù)運動件的慣性力增大，超過柱塞彈簧作用力會使?jié)L輪與凸輪之間飛脫，產(chǎn)生沖擊。此外，與之匹配的調(diào)速器也有一工作極限轉(zhuǎn)速。第14頁/共73頁第13頁/共73頁第十三頁，編輯于星期三：六點 三十一分。系列型號系列型號嘴端最高噴油嘴端最高噴油壓力壓力/MPa單缸最大功單缸最大功率率/kW用途用途M5520轎車與小型運輸工具柴油機(jī)轎車與小型運輸工具柴油機(jī)A7527輕型、中型載重車、拖拉機(jī)與輕型、中型載重車、拖拉機(jī)與其他用途柴油機(jī)其他用途柴油機(jī)MW11036P13

7、0009555P7100800013055重型載重車與其他用途柴油機(jī)重型載重車與其他用途柴油機(jī)Bosch公司直列泵系列示例 第15頁/共73頁第14頁/共73頁第十四頁，編輯于星期三：六點 三十一分。二、噴油泵參數(shù)的選擇 1柱塞直徑dp和有效供油行程he 由柴油機(jī)標(biāo)定工況點燃油消耗率和功率可計算出柴油機(jī)所需的循環(huán)噴油量： 式中，Pe柴油機(jī)標(biāo)定功率，kW； be標(biāo)定功率點燃油消耗率，g/kW.h； n柴油機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min； i 柴油機(jī)氣缸數(shù)； f燃油密度，g/cm3； Z柴油機(jī)的沖程數(shù)。 310120inZPbVfeeb第16頁/共73頁第15頁/共73頁第十五頁，編輯于星期三：六點 三十一分

8、。EVppVpj)(0根據(jù)柴油機(jī)標(biāo)定點循環(huán)供油量、氣缸直徑、燃燒室型式、是否增壓等，參考表6-1，選擇噴油泵種類型號，并選定減壓容積。此外，減壓容積可用下式校驗數(shù)值大?。?式中，pp噴油泵最大泵端壓力，MPa； p0噴油器開啟壓力，MPa； V高壓油路容積，mm3； （對中小功率柴油機(jī)，此值大約在15002000mm3之間） E燃油彈性系數(shù)，20002500MPa所選噴油泵必須保證的循環(huán)供油量Vp=Vb+Vj，且fepphdV24式中f為噴油泵供油系數(shù)，f取值在1.001.25，f大小主要與柱塞進(jìn)回油孔處的節(jié)流有關(guān)。節(jié)流大者，取大值。 第17頁/共73頁第16頁/共73頁第十六頁，編輯于星期三

9、：六點 三十一分。第18頁/共73頁第17頁/共73頁第十七頁，編輯于星期三：六點 三十一分。而柱塞直徑dp與有效行程he之比m1，根據(jù)已配裝的柴油機(jī)統(tǒng)計值，m1=4.56.0，故可得出柱塞直徑dp314fppmVd柱塞直徑增大，供油速率增大，在相同供油量情況下，有效行程減小，供油和噴油持續(xù)期縮短，從而縮短柴油機(jī)的燃燒期，改善性能。但加大柱塞后初期噴油量高，柴油機(jī)運轉(zhuǎn)粗暴，此外凸輪承受接觸應(yīng)力也加大。 2凸輪最大升程、供油持續(xù)期和供油預(yù)行程確定 根據(jù)燃燒室型式選擇一種凸輪型線，由此確定最大升程H。 為便于比較各種凸輪型線對柱塞速度的影響，可用速度系數(shù)C表示，它是噴油泵轉(zhuǎn)速為1000r/min時

10、的速度值，這樣對任一發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速可方便求得柱塞供油速度，對中小功率柴油機(jī)用噴油泵，一般速度系數(shù)最大值在3.0m/s以下。 第19頁/共73頁第18頁/共73頁第十八頁，編輯于星期三：六點 三十一分。 噴油泵凸輪多采用切線凸輪。一般情況下噴油泵的有效供油行程在升速段，且供油最遲在最大速度點對應(yīng)升程前0.3mm處結(jié)束，這主要是考慮減小凸輪表面與滾輪間接觸應(yīng)力，接觸應(yīng)力最大允許值為1900MPa。 噴油泵凸輪也有采用函數(shù)凸輪，一般是指小圓弧段采用余弦函數(shù)，這樣可使切線段延長。升速段升程可加大10%左右，以提高平均供油速率，見圖6-9。從圖中加速度曲線知：采用函數(shù)小圓弧凸輪的另一優(yōu)點是減速段的加速度變化

11、（即慣性力）與柱塞彈簧力變化相一致，這對噴油泵的零件設(shè)計是有利的。 預(yù)行程h0增大，供油初始速度增大，平均供油速率隨之增大，供油持續(xù)期縮短，從而可提高噴油壓力和噴油速率，強(qiáng)化噴油過程，改善柴油機(jī)性能。預(yù)行程大小可通過噴油泵挺柱總成高度的大小予以調(diào)整。 第20頁/共73頁第19頁/共73頁第十九頁，編輯于星期三：六點 三十一分。3出油閥結(jié)構(gòu)和減壓容積 出油閥的功用：1 通過錐面密封，不供油時隔斷柱塞腔和高壓油路，保持高壓油路中有一定的燃油量；2 密封錐面下的圓柱形的環(huán)帶，形成減壓高度為hj的減壓帶。 常用等容出油閥。第21頁/共73頁第20頁/共73頁第二十頁，編輯于星期三：六點 三十一分。3出

12、油閥結(jié)構(gòu)和減壓容積等容出油閥的缺點：1 高速大負(fù)荷時，容易產(chǎn)生二次噴射；2 低速小負(fù)荷時，容易產(chǎn)生“穴蝕”現(xiàn)象。 出油閥減壓容積Vj愈大，高壓油膨脹愈多，使高壓油路中的油壓下降愈多，不噴油時油管中的殘余壓力愈低。殘余壓力降至零甚至可能出現(xiàn)真空，壓力傳感器測出的壓力值仍為零。從真空到高壓，從高壓到真空的過程中，將產(chǎn)生一系列的氣泡產(chǎn)生與潰滅過程，對高壓油路的零件產(chǎn)生穴蝕。第22頁/共73頁第21頁/共73頁第二十一頁，編輯于星期三：六點 三十一分。第23頁/共73頁第22頁/共73頁第二十二頁，編輯于星期三：六點 三十一分。三、噴油特性對柴油機(jī)性能的影響三、噴油特性對柴油機(jī)性能的影響 1、噴油壓力

13、 1）噴油壓力提高的趨勢2）和柴油機(jī)燃燒室類型有關(guān) 噴油壓力/MPa平 均平 均有 效有 效壓 力壓 力/MPa升 功率 / kW/L 平均有效壓力（在最大轉(zhuǎn)矩時） 升功率圖 噴油壓力提高后的柴油機(jī)平均有效壓力與升功率 圖 各種燃料供給系統(tǒng)所能達(dá)到的噴油壓力范圍 第24頁/共73頁第23頁/共73頁第二十三頁，編輯于星期三：六點 三十一分。噴油特性對柴油機(jī)性能的影響噴油特性對柴油機(jī)性能的影響 1、噴油壓力 圖 油滴平均直徑和煙度隨噴油壓力的變化規(guī)律 噴油始點 / A有效燃油消耗率g/kW.hNOx / g/kW.h煙度 / FSN軌 壓圖 共軌壓力及噴油定時對柴油機(jī)性能的影響（1400 r/m

14、in全負(fù)荷工況） 圖 不同燃料供給系統(tǒng)噴油壓力的比較 第25頁/共73頁第24頁/共73頁第二十四頁，編輯于星期三：六點 三十一分。噴油特性對柴油機(jī)性能的影響噴油特性對柴油機(jī)性能的影響 2、噴油和供油提前角，噴油持續(xù)期 供油提前角fd就是噴油泵安裝于柴油機(jī)上，噴油泵柱塞關(guān)閉進(jìn)回油孔開始壓油時的曲軸轉(zhuǎn)角。也可以認(rèn)為是出油閥開始供油時刻。 它可以在停車狀態(tài)，用溢流法檢查。 用控制供油提前角fd的方法保證噴油提前角fj，兩者的差值是噴油延遲角x。x由高壓油管長度、柴油機(jī)轉(zhuǎn)速等參數(shù)決定。油管愈長，x值愈大；轉(zhuǎn)速愈高，x值愈大。 對多缸機(jī)而言，各缸用高壓油管長度應(yīng)當(dāng)一致。第26頁/共73頁第25頁/共7

15、3頁第二十五頁，編輯于星期三：六點 三十一分。供(噴)油提前角根據(jù)不同工況應(yīng)有一最佳值。 從動力性經(jīng)濟(jì)性考慮，負(fù)荷增加，噴油量增大，噴油持續(xù)期加長，噴油提前角應(yīng)增大，這樣才能保證燃料在上止點附近燃燒及時；轉(zhuǎn)速增大，最佳供油提前角應(yīng)增大。 不同形式的柴油機(jī)燃燒方式不同，供油提前角變化也不相同，分隔式燃燒室所需的供油提前角較直噴式燃燒室相應(yīng)要小一些，且對轉(zhuǎn)速、負(fù)荷變化敏感性小。 對增壓柴油機(jī)，缸內(nèi)壓縮溫度和壓力較高，著火滯燃期短，故供油提前角也應(yīng)小一些。 從減少有害排放物考慮，若需降低NOx，供油提前角比從熱效率最高考慮的要小一些，即推遲噴油，但此時為不過分降低熱效率，需加大供油速率；從燃燒噪聲考

16、慮，降低dp/d 和Pz也應(yīng)取較小的供油提前角。 第27頁/共73頁第26頁/共73頁第二十六頁，編輯于星期三：六點 三十一分。第28頁/共73頁第27頁/共73頁第二十七頁，編輯于星期三：六點 三十一分。最理想的區(qū)域最理想的區(qū)域排放排放提前提前 噴油始點噴油始點 推遲推遲CO / 10-6NOx/10-6有 效有 效燃 油燃 油消 耗消 耗率率g/kW.h燃燒噪聲燃燒噪聲聲級聲級 / dB（A）HC / 10-6煙度煙度 / FSN第29頁/共73頁第28頁/共73頁第二十八頁，編輯于星期三：六點 三十一分。供(噴)油提前角根據(jù)不同工況應(yīng)有一最佳值。 機(jī)械式燃油供給系統(tǒng)實現(xiàn)最佳的措施：1）用

17、改變柱塞頭部形狀來適應(yīng)負(fù)荷變化與起動工況的要求。 第30頁/共73頁第29頁/共73頁第二十九頁，編輯于星期三：六點 三十一分。供(噴)油提前角根據(jù)不同工況應(yīng)有一最佳值。 機(jī)械式燃油供給系統(tǒng)實現(xiàn)最佳的措施：2）采用離心式轉(zhuǎn)速提前器。 工作原理：利用提前器內(nèi)飛錘產(chǎn)生離心力和彈簧力的平衡關(guān)系，改變兩軸的相對角度，以調(diào)節(jié)供油提前角。圖SA型供油提前器的立體結(jié)構(gòu)圖1從動盤2飛錘銷3噴油泵凸輪軸4飛錘5驅(qū)動盤6軸承罩7外殼凸輪軸的調(diào)節(jié)角度 第31頁/共73頁第30頁/共73頁第三十頁，編輯于星期三：六點 三十一分。噴油特性對柴油機(jī)性能的影響噴油特性對柴油機(jī)性能的影響 3、噴油泵的速度特性 定義：噴油泵在

18、油量調(diào)節(jié)齒桿位置不變時，每循環(huán)噴油量Vb隨油泵轉(zhuǎn)速np(或柴油機(jī)轉(zhuǎn)速)變化的特性。第32頁/共73頁第31頁/共73頁第三十一頁，編輯于星期三：六點 三十一分。噴油特性對柴油機(jī)性能的影響噴油特性對柴油機(jī)性能的影響 3、噴油泵的速度特性 改變噴油泵的速度特性方法：改變出油閥形狀與結(jié)構(gòu)參數(shù)。液力校正作用：利用出油閥上間隙和小孔德節(jié)流作用，削弱出油閥在柴油機(jī)低速范圍內(nèi)減壓作用，達(dá)到增加噴油量、改善噴油泵速度特性的目的。 第33頁/共73頁第32頁/共73頁第三十二頁，編輯于星期三：六點 三十一分。噴油特性對柴油機(jī)性能的影響噴油特性對柴油機(jī)性能的影響 3、噴油泵的速度特性 在調(diào)速器中用彈簧機(jī)構(gòu)或凸輪機(jī)

19、構(gòu)在速度特性上改變柱塞有效行程。機(jī)械校正 圖VE分配泵全程調(diào)速器油量校正的工作大原理a）正校正方式b）負(fù)校正方式1起動桿2校正彈簧3調(diào)速彈簧4張力桿5限位銷6校正桿7校正銷8油量調(diào)節(jié)套9起動彈簧10校正銷頭部11限位點M2活動銷（1和4的轉(zhuǎn)動樞軸）M4活動銷（1和6的旋轉(zhuǎn)樞軸）FM滑套力s油量調(diào)節(jié)套行程 第34頁/共73頁第33頁/共73頁第三十三頁，編輯于星期三：六點 三十一分。噴油特性對柴油機(jī)性能的影響噴油特性對柴油機(jī)性能的影響 增壓柴油機(jī)的增壓補(bǔ)償器(LDA) 圖 RSV調(diào)速器的增壓補(bǔ)償裝置（LDA）及其對調(diào)速器特性的影響a)LDA裝置結(jié)構(gòu)圖b)LDA裝置對調(diào)速器特性的影響1螺柱2平面墊

20、片3膜片4彈簧5滑套6搖臂軸7搖臂8連接板9噴油泵齒桿10調(diào)速器殼體11起動彈簧12調(diào)速器后蓋13牽引杠桿pL增壓空氣壓力 第35頁/共73頁第34頁/共73頁第三十四頁，編輯于星期三：六點 三十一分。噴油特性對柴油機(jī)性能的影響噴油特性對柴油機(jī)性能的影響 4、噴油規(guī)律對柴油機(jī)性能的影響 第36頁/共73頁第35頁/共73頁第三十五頁，編輯于星期三：六點 三十一分。噴油特性對柴油機(jī)性能的影響噴油特性對柴油機(jī)性能的影響 4、噴油規(guī)律對柴油機(jī)性能的影響 理想的噴油規(guī)律特性：1）初期噴油率低，主噴射段噴油率應(yīng)逐步增大，后期噴射率應(yīng)快速下降(斷油干脆)。2) 隨負(fù)荷增加，噴油規(guī)律形狀豐滿度應(yīng)逐步提高(適

21、應(yīng)負(fù)荷變化的要求)。3) 沿外特性工作時，噴油規(guī)律形狀應(yīng)由靴形(或三角形)向矩形組合逐步過渡。第37頁/共73頁第36頁/共73頁第三十六頁，編輯于星期三：六點 三十一分。噴油規(guī)律圖 有旋流的直噴式柴油機(jī)所要求的理想噴油規(guī)律 柴油柴油機(jī)負(fù)機(jī)負(fù)荷荷柴油機(jī)轉(zhuǎn)速柴油機(jī)轉(zhuǎn)速分段噴射分段噴射噪聲噪聲矩形矩形燃油耗燃油耗預(yù)噴射預(yù)噴射煙度和噪聲煙度和噪聲矩形煙度和扭矩?zé)煻群团ぞ靥菪螣煻葻煻?和和NOx 靴形NOx遲后NOx催化催化后噴射后噴射圖 帶預(yù)噴和后噴射時的理想噴油規(guī)律 第38頁/共73頁第37頁/共73頁第三十七頁，編輯于星期三：六點 三十一分。四四 壓燃式內(nèi)燃機(jī)噴油器的結(jié)構(gòu)與參數(shù)選擇壓燃式內(nèi)燃機(jī)噴

22、油器的結(jié)構(gòu)與參數(shù)選擇 1、噴油器的結(jié)構(gòu)形式1）普通噴油器：傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，上置彈簧頂桿長，質(zhì)量大，針閥上升和下降時間所占噴油時間將相對較長。2）下置彈簧的低慣量噴油器：彈簧下置，頂桿質(zhì)量大大減小，改善了噴油過程。低慣量噴油器問題：彈簧外徑小，受熱負(fù)荷大，對彈簧質(zhì)量要求相對提高。為進(jìn)一步減小運動慣量，可采用減小針閥直徑的方法進(jìn)一步減小噴油器的運動慣量。如P系列噴油器，它的針閥直徑為4mm，較常用的S系列噴油器（針閥直徑6mm）運動件質(zhì)量減少了一半以上，此外噴油器外徑大大減小，有利于氣缸蓋鼻梁區(qū)的結(jié)構(gòu)布置。 第39頁/共73頁第38頁/共73頁第三十八頁，編輯于星期三：六點 三十一分。第40頁/共73頁

23、第39頁/共73頁第三十九頁，編輯于星期三：六點 三十一分。第41頁/共73頁第40頁/共73頁第四十頁，編輯于星期三：六點 三十一分。第42頁/共73頁第41頁/共73頁第四十一頁，編輯于星期三：六點 三十一分。2 噴油器調(diào)整參數(shù)開啟壓力p0 燃油壓力作用于針閥在盛油腔內(nèi)的錐面上，當(dāng)油壓達(dá)到開啟壓力p0時，針閥被開啟，噴油器開啟壓力p0的計算公式為式中，dn針閥直徑；ds針閥座面密封直徑。而當(dāng)噴油接近結(jié)束時，盛油腔內(nèi)油壓下降，針閥又在彈簧壓緊力的作用下下行，針閥落座關(guān)閉時停止噴油，此時的油壓稱之為噴油器的關(guān)閉壓力ps：P0 Ps關(guān)閉壓力愈接近開啟壓力，則噴霧質(zhì)量愈好，即減小座面密封直徑也可改

24、善霧化質(zhì)量。)(4220snddFp24nsdFp第43頁/共73頁第42頁/共73頁第四十二頁，編輯于星期三：六點 三十一分。高壓油管內(nèi)的峰值壓力pN一般是p0 的24倍。軸針式噴油器，開啟壓力p0一般在1215MPa；孔式噴油器，對中小功率柴油機(jī)，p0值為18-25MPa，對大功率柴油機(jī)，p0一般在30MPa以上。 第44頁/共73頁第43頁/共73頁第四十三頁，編輯于星期三：六點 三十一分。噴嘴流通特性噴嘴流通特性：噴孔流通面積與針閥升程的關(guān)系3、噴油器噴孔面積和流通特性 孔式噴油嘴的針閥升程：0.20.45mm，而軸針式噴油嘴：0.40.7mm，在滿足噴油嘴流通截面的前提下，應(yīng)盡可能減

25、少針閥升程。第45頁/共73頁第44頁/共73頁第四十四頁，編輯于星期三：六點 三十一分。 噴孔流通截面大小取決于供油速率和發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)型式。噴孔面積大，噴油壓力低，噴油速率降低，噴油持續(xù)期短，噴油霧化質(zhì)量變差；但噴孔面積過小，則噴油壓力高易于產(chǎn)生不正常噴射，可用下式校驗最大噴孔面積fz的大小式中， Vb-循環(huán)噴油量，mm3/st.，由式（6-7）計算； 噴油嘴的流量系數(shù)，=0.60.7； z噴油持續(xù)期，（CA），2030CA ； n柴油機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min； Wz噴油平均流速，200300m/s fz確定后，對孔式噴油嘴噴孔直徑可以確定：式中，i為噴孔數(shù)。zzbzWnVf3106ifdzz4第4

26、6頁/共73頁第45頁/共73頁第四十五頁，編輯于星期三：六點 三十一分。第47頁/共73頁第46頁/共73頁第四十六頁，編輯于星期三：六點 三十一分。4、噴霧錐角及其噴油油束在燃燒室的分布 第48頁/共73頁第47頁/共73頁第四十七頁，編輯于星期三：六點 三十一分。 5、噴油嘴壓力室容積 孔式噴油嘴針閥密封座面以下的容積稱之為壓力室容積。噴油結(jié)束時，針閥落座關(guān)閉，但壓力室中存有燃油，且此部分燃油靠高溫蒸發(fā)無噴射狀態(tài)下進(jìn)入燃燒室內(nèi)燃燒，燃燒不完全，使經(jīng)濟(jì)性、排放指標(biāo)變壞。目前壓力室容積一般都可小到mm3以下.它主要對HC排放產(chǎn)生影響。 第49頁/共73頁第48頁/共73頁第四十八頁，編輯于星

27、期三：六點 三十一分。第50頁/共73頁第49頁/共73頁第四十九頁，編輯于星期三：六點 三十一分。第六章第六章 柴油機(jī)噴油系統(tǒng)與電控柴油機(jī)柴油機(jī)噴油系統(tǒng)與電控柴油機(jī) 6-3 電控柴油機(jī)和電控噴油系統(tǒng)電控柴油機(jī)和電控噴油系統(tǒng)圖 柴油機(jī)電子控制（EDC）系統(tǒng)框圖 第51頁/共73頁第50頁/共73頁第五十頁，編輯于星期三：六點 三十一分。第六章第六章 柴油機(jī)噴油系統(tǒng)與電控柴油機(jī)柴油機(jī)噴油系統(tǒng)與電控柴油機(jī) 6-3 電控柴油機(jī)和電控噴油系統(tǒng)電控柴油機(jī)和電控噴油系統(tǒng)圖 熱敏電阻式溫度傳感器a）結(jié)構(gòu)簡圖 b）特性曲線1電路接頭2傳感器殼體3密封墊4連接螺紋5熱敏電阻6柴油機(jī)冷卻水 圖 半導(dǎo)體壓敏電阻式壓

28、力傳感器a）工作原理 b）結(jié)構(gòu)簡圖1帶應(yīng)變電阻的薄膜2帶集成電路的硅晶片3真空室4耐熱玻璃（硼硅酸玻璃片）5惠斯登電橋6外殼7，8電路接頭9壓力接口U0參考電壓UM測量電壓R1應(yīng)變電阻（壓）R2應(yīng)變電阻（拉） 第52頁/共73頁第51頁/共73頁第五十一頁，編輯于星期三：六點 三十一分。第六章第六章 柴油機(jī)噴油系統(tǒng)與電控柴油機(jī)柴油機(jī)噴油系統(tǒng)與電控柴油機(jī) 6-3 電控柴油機(jī)和電控噴油系統(tǒng)電控柴油機(jī)和電控噴油系統(tǒng)圖同時測量壓力與溫度的組合型傳感器a）傳感器結(jié)構(gòu)及其安裝情況 b）壓力傳感器的電壓輸出特性1NTC溫度傳感器2傳感器殼體3進(jìn)氣管壁4密封圈5電路接頭6外蓋7壓敏電阻式壓力傳感器 8910時

29、間時間輸輸出出電電壓壓圖曲軸轉(zhuǎn)速與上止點位置傳感器a）結(jié)構(gòu)與工作原理圖 b）輸出信號1永久磁鐵2傳感器殼體3柴油機(jī)機(jī)體4軟鐵芯5繞組6氣隙7帶正時記號的觸發(fā)輪8齒頂信號9齒槽信號10齒缺信號 第53頁/共73頁第52頁/共73頁第五十二頁，編輯于星期三：六點 三十一分。第六章第六章 柴油機(jī)噴油系統(tǒng)與電控柴油機(jī)柴油機(jī)噴油系統(tǒng)與電控柴油機(jī) 6-3 電控柴油機(jī)和電控噴油系統(tǒng)電控柴油機(jī)和電控噴油系統(tǒng)圖 熱膜式空氣質(zhì)量流量傳感器a) 結(jié)構(gòu)與工作原理b) 電壓輸出特性1電路接頭2進(jìn)氣管3集成電路板4熱膜元件5傳感器殼體6分流管7流出分流管的空氣量8流進(jìn)分流管的空氣量 圖 油門踏板位置傳感器（旋轉(zhuǎn)式電位計）

30、的工作原理 第54頁/共73頁第53頁/共73頁第五十三頁，編輯于星期三：六點 三十一分。 柴油機(jī)電控噴射按控制方式分有兩大類，一類是早期研究開發(fā)、現(xiàn)階段不斷完善的位移控制。a)用線位移或角位移的電磁液壓或電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制油量調(diào)節(jié)（齒桿位移，撥叉位移）和提前器運動裝置的位移，實現(xiàn)循環(huán)噴油量和噴油正時的電控 b)改變柱塞預(yù)行程的辦法，可實現(xiàn)變供油速率的電控，從而滿足高壓噴射中高速大負(fù)荷和低怠速噴油過程的綜合優(yōu)化控制。 典型產(chǎn)品有直列柱塞泵或轉(zhuǎn)子分配泵電控系統(tǒng)，電控調(diào)速器，單體泵或泵噴嘴的電控系統(tǒng)等等。第六章第六章 柴油機(jī)噴油系統(tǒng)與電控柴油機(jī)柴油機(jī)噴油系統(tǒng)與電控柴油機(jī) 6-3 電控柴油機(jī)和電控噴油

31、系統(tǒng)電控柴油機(jī)和電控噴油系統(tǒng)第55頁/共73頁第54頁/共73頁第五十四頁，編輯于星期三：六點 三十一分。另一類是時間控制，該類電控高壓噴射裝置工作原理與傳統(tǒng)機(jī)械式的完全不同，在高壓油路中利用一個或二個高速電磁閥啟閉控制噴油泵和噴油器的噴油過程。噴油量控制由噴油器的開啟時間和噴油壓力大小決定，而噴油定時為控制電磁閥的開啟時刻，從而可實現(xiàn)噴油量、噴油定時和噴油速率的柔性控制和一體控制。控制原理類似與汽油機(jī)的電控噴射，但前者的功能更多，難度更大。其典型產(chǎn)品是共軌噴射系統(tǒng)、帶高速電磁閥控制的VE泵系統(tǒng)（如日本的ECD-2系統(tǒng)、ECD-V3系統(tǒng)）、新型高壓單體泵(UPS)、泵噴嘴(UIS)和共軌(CR

32、S)電控系統(tǒng)。 第56頁/共73頁第55頁/共73頁第五十五頁，編輯于星期三：六點 三十一分。脈譜(MPA)圖：為實現(xiàn)對柴油機(jī)噴射過程控制的優(yōu)化，存儲在柴油機(jī)電控系統(tǒng)ECU中的曲線和圖表包括一些在產(chǎn)品開發(fā)過程中通過大量試驗總結(jié)出的綜合各方面要求的目標(biāo)值。第57頁/共73頁第56頁/共73頁第五十六頁，編輯于星期三：六點 三十一分。一一 直列泵滑閥式電控系統(tǒng)直列泵滑閥式電控系統(tǒng)第58頁/共73頁第57頁/共73頁第五十七頁，編輯于星期三：六點 三十一分。第59頁/共73頁第58頁/共73頁第五十八頁，編輯于星期三：六點 三十一分。二二 電子調(diào)速器電子調(diào)速器PProportion；Iintegra

33、tion；DdifferentiationPID 比例-積分-微分控制 第60頁/共73頁第59頁/共73頁第五十九頁，編輯于星期三：六點 三十一分。三三 分配泵電控系統(tǒng)分配泵電控系統(tǒng)1 電控電控VE泵泵第61頁/共73頁第60頁/共73頁第六十頁，編輯于星期三：六點 三十一分。三三 分配泵電控系統(tǒng)分配泵電控系統(tǒng)第62頁/共73頁第61頁/共73頁第六十一頁，編輯于星期三：六點 三十一分。四四 電控單體泵和電控泵電控單體泵和電控泵-噴嘴噴嘴圖 電控泵-噴嘴系統(tǒng)（UIS）和單體泵系統(tǒng)（UPS）簡圖a）帶兩個ECU的UISb）UPS1電控泵-噴嘴（EUI）2高壓電磁閥3柴油機(jī)ECU4電控單體泵（E

34、UP） 第63頁/共73頁第62頁/共73頁第六十二頁，編輯于星期三：六點 三十一分。四四 電控單體泵和電控泵電控單體泵和電控泵-噴嘴噴嘴圖 電控單體泵系統(tǒng)1噴油器2高壓管接頭3高壓油管4螺紋接頭5行程限止器6閥芯7蓋板8泵體9柱塞頂部高壓腔10柱塞11柴油機(jī)體12滾輪挺柱銷13凸輪14彈簧座15電磁閥彈簧16高壓電磁閥17銜鐵板18中間板19密封圈20進(jìn)油21回油22柱塞導(dǎo)向套23挺柱彈簧24挺柱體25彈簧座26挺柱體27挺柱滾輪 第64頁/共73頁第63頁/共73頁第六十三頁，編輯于星期三：六點 三十一分。四四 電控單體泵和電控泵電控單體泵和電控泵-噴嘴噴嘴圖 轎車柴油機(jī)用的電控泵-噴嘴1

35、球頭銷2回位彈簧3柱塞4殼體5電接口6電磁閥芯7平衡彈簧8電磁閥的針閥9銜鐵10電磁閥線圈11回油12密封圈13進(jìn)油14阻尼器15針閥座16密封墊17柴油機(jī)燃燒室18針閥19鎖緊螺帽20噴油嘴21柴油機(jī)氣缸頭22針閥彈簧23蓄壓閥24蓄壓室25柱塞頭部高壓窒26電磁閥彈簧27頂置凸輪軸28搖臂 圖 各種可控多次噴射示意圖a）預(yù)噴射b）先導(dǎo)噴射c）后噴射 第65頁/共73頁第64頁/共73頁第六十四頁，編輯于星期三：六點 三十一分。四四 電控單體泵和電控泵電控單體泵和電控泵-噴嘴噴嘴圖 電控泵-噴嘴預(yù)噴射的工作原理a）起始位置b）預(yù)噴射開始c）預(yù)噴射結(jié)束d）主噴射1柱塞2柱塞頭部高壓室3蓄壓室閥

36、4蓄壓室5針閥彈簧6彈簧7彈簧 第66頁/共73頁第65頁/共73頁第六十五頁，編輯于星期三：六點 三十一分。四四 電控單體泵和電控泵電控單體泵和電控泵-噴嘴噴嘴圖噴油嘴預(yù)噴射對柴油機(jī)放熱率和噪聲的影響 第67頁/共73頁第66頁/共73頁第六十六頁，編輯于星期三：六點 三十一分。四 電控共軌噴油系統(tǒng)1 共軌中的油壓大小根據(jù)發(fā)動機(jī)工況要求，由油壓傳感器把壓力值測出輸送給電控裝置，所測壓力與發(fā)動機(jī)工況所設(shè)置的最佳壓力值比較，電控裝置給出信號控制油泵控制閥啟閉，使油壓為最佳值，此壓力值就是噴油嘴的噴射壓力。 噴油嘴的啟閉由油嘴頂部液壓活塞控制室中的油壓決定。此油壓大小取決于共軌中壓力和三通電磁閥啟

37、閉的共同作用。當(dāng)三通閥通電時，控制室的高壓燃油流出，噴油嘴針閥因壓力室內(nèi)高壓作用而上升，于是噴油開始。當(dāng)三通閥斷電時，高壓油供到液壓活塞頂部控制室，針閥下落，噴油停止。第68頁/共73頁第67頁/共73頁第六十七頁，編輯于星期三：六點 三十一分。2 噴油定時由接通三通閥的始點來控制，而噴油量由三通閥接通的持續(xù)時間來控制。3通過改變節(jié)流閥的設(shè)計實現(xiàn)理想的供油速率和噴油規(guī)律，達(dá)到低噪聲、低NOx排放的目的。第69頁/共73頁第68頁/共73頁第六十八頁，編輯于星期三：六點 三十一分。第70頁/共73頁第69頁/共73頁第六十九頁，編輯于星期三：六點 三十一分。第71頁/共73頁第70頁/共73頁第

38、七十頁，編輯于星期三：六點 三十一分。第72頁/共73頁第71頁/共73頁第七十一頁，編輯于星期三：六點 三十一分。用共軌系統(tǒng)可以實現(xiàn)在傳統(tǒng)噴油系統(tǒng)上無法實現(xiàn)的功能，主要有：1）共軌系統(tǒng)中的油壓，柔性可調(diào)，對不同負(fù)荷和轉(zhuǎn)速可確定所需的最佳噴射壓力，從而優(yōu)化柴油機(jī)綜合性能，如噴射壓力可不隨柴油機(jī)轉(zhuǎn)速變化，有利于增大柴油機(jī)低速時扭矩和改善低速煙度。2）可獨立地柔性控制噴油定時，配合高的噴射壓力（120170MPa）,可同時控制NOx和微粒（PM）在較小的數(shù)值內(nèi)，滿足排放要求。3)柔性控制噴油速率變化，采用理想的噴油規(guī)律形狀（預(yù)噴型、三角形或臺階形噴油規(guī)律），可降低柴油機(jī)NOx和dp/d，又能保證優(yōu)良的動力性、經(jīng)濟(jì)性。4)電磁閥控制噴油，控制精度高，高壓油路中無空泡、殘壓為零的現(xiàn)象出現(xiàn)，因此在柴油機(jī)運轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，噴油量循環(huán)變動小，各缸不均勻得以改善，可改善發(fā)動機(jī)的振動，減少排放，對配用車輛來說，改善駕駛性能。 第73頁/共73頁第72頁/共73頁第七十二頁，編輯于星期三：六點 三十一分。感謝您的觀看！第73頁/共73頁第七十三頁，編輯于星期三：六點 三十一分。