《2.6新型柴油机燃烧及排放控制技术》.ppt

2.6 新型柴油机燃烧及排放控制技术 郑州交通学院 车辆工程系 检测教研室 张勇 技术经济学科 2.6.1柴油技术发展现状 柴油机电控技术的发展历程 20世纪80年代电控技术在柴油机上的应用，形成了现代汽车柴油机电控系统 。 20世纪90年代，电控技术在柴油机上应用日益增多，控制精度不断提高，控制功能不断扩大，提高了柴油机的竞争力。 2000年欧洲轿车的柴油化率达到27%，到2005年增加到30%。 2003年西欧柴油轿车产量达到400万辆。 一向对发展柴油轿车保持低姿态的美国，2000年也有10%的轿车装用了柴油机。 技术经济学科 技术经济学科 技术发展经历了三个阶段： 第一代柴油机电控系统：采用“位置控制”和“时间控制”，供（喷）油压力与传统柴油机相同，称为常规压力电控系统。以电控泵为代表。 第二代柴油机电控系统： 采用“时间-压力控制”或“压力控制”，喷油压力较高，称为高压电控系统。以共轨系统为代表的。 第三代柴油机电控系统：集“共轨”技术、“时间控制”燃油喷射技术、涡轮增压中冷技术、多气门技术 、废气再循环技术、选择性催化还原、过滤器再生技术、压电技术等于一体，以压电式高压共轨系统为代表。 1.电控燃油喷射系统 技术经济学科 高压喷射系统主要有： 1．径向分配泵结构原理 a－基圆段 b－压油段 c－缷压段 d－吸油段 径向泵驱动机构 a)结构图；b)原理图 1-泵油柱塞；2-分配转子；3-滚柱座；4-滚柱；5-内凸轮 技术经济学科 2.泵喷嘴电控燃油喷射系统： P－T燃油系统 主要特点：是利用燃油泵的供油压力“P”和喷油器的计量时间“T”相互配合，来控制循环供油量。 组成：主油箱、柴油滤清器、P-T燃油泵、P-T喷油器、进油管、回油管等组成。 1-油箱；　　　　2-柴油滤清器； 3-P-T燃油泵； 　4-P-T喷油器； 5-进油管；　　　6-回油管 技术经济学科 3、共轨式电控燃油喷射系统： 高压共轨系统 由油箱、高压输油泵、共轨、喷油器和各种电子元件组成 。 1-ECU 2-三通电磁阀 3-油箱 4-节流孔 5-控制室 6-控制活塞 7-喷油器针阀偶件； 8-喷油器 9-共轨 10-高压输油泵 11-曲轴位置传感器 12-凸轮轴位置传感器 13-加速踏板位置传感器 14-调压阀 15-燃油压力传感器 技术经济学科 直喷式燃烧室的容积集中于气缸之中，且其大部分集中于活塞顶上的燃烧室凹坑内。燃烧室凹坑的形状多种多样。 分为U形燃烧室、球形燃烧室、W形燃烧室 　　直喷式燃烧室的燃烧空间是由气缸盖，活塞顶以及汽缸套所组成的统一的密闭空间，所以也称统一式燃烧室。 2.直喷燃烧室 技术经济学科 3.四气门结构 每缸4气门的设计将得到更大的气门开启面积，提高充气效率，从而产生更大的额定功率。有利于油气混合和高效率燃烧，使ＮＯｘ和微粒排放降低，同时提高了燃油经济性 技术经济学科 4.废气再循环（EGR） 废气再循环(EGR)系统用于降低废气中的氧化氮(NOX)的排出量。氮和氧只有在高温高压条件下才会发生化学反应，发动机燃烧室内的温度和压力满足了上述条件，在强制加速期间更是如此 当发动机在负荷下运转时，EGR阀开启，使少量的废气进入进气歧管，与可燃混合气一起进入燃烧室。怠速时EGR阀关闭，几乎没有废气再循环至发动机。汽车废气是一种不可燃气体(不含燃料和氧化剂)，在燃烧室内不参与燃烧。 它通过吸收燃烧产生的部分热量来降低燃烧温度和压力，以减少氧化氮的生成量。进入燃烧室的废气量随着发动机转速和负荷的增加而增加 技术经济学科 5.增压中冷及可变截面增压器 增压中冷技术就是当涡轮增压器将新鲜空气压缩经中段冷却器冷却，然后经进气歧管、进气门流至汽缸燃烧室。有效的中冷技术可使增压温度下降到50℃以下，有助于减少废气的排放和提高燃油经济性。 柴油机中间冷却技术的类型分为两种，一种是利用柴油机的循环冷却水对中冷器进行冷却，另一种是利用散热器冷却，也就是用外界空气冷却。当利用冷却水冷却时，需要添置一个独立循环水的辅助系统才能达到较好的冷却效果，这种方式成本较高而且机构复杂。因此，汽车柴油机大都采用空气冷却式中冷器。 技术经济学科 6.燃油品质的提高 随着油品质量标准的日益严格，世界各国的车用汽、柴油标准已纷纷进入清洁化或超清洁化阶段。我国的炼油企业面临原油质劣，且成品油质量要求日益苛刻的双重压力。因此，不断提高车用燃料质量，是石油化工行业刻不容缓的技术改造的任务，这就要求国内成品油供应商不断提高炼油工业脱硫技术，以降低车用汽柴油硫含量为主线提升汽、柴油质量，满足环保及减低碳排放的要求。 技术经济学科 2.6.2 新型低温燃烧控制技术 1.新型低温燃烧控制技术的分类 1）均质充量压燃燃烧 在能源危机和环境保护的双重压力下, 人们