第四章车用柴油机的机内净化技术.ppt

第四章 车用柴油机的机内净化技术 事实上前面介绍的汽油机机内净化技术大多也用在柴油机上。换言之，即大多数机内进化技术既适合于汽油机，又适用于柴油机。既然如此，为什么要将汽油机的机内净化技术和柴油机的机内净化技术分不同的章节进行介绍呢？原因是，汽油机和柴油机的燃烧方式不同，因此同一种技术在此两种发动机上的应用必然会因燃烧方式的不同而不同。当然，并非所有的技术在汽油机和柴油机中都存在差异，如多气门技术、可变技术等在汽油机和柴油机中就基本相同。 第一节 柴油机的分隔式燃烧室 柴油机分隔式燃烧室与汽油机分隔式燃烧室的根本区别是：①汽油机的副燃烧室很小，大概只有燃烧室总容积的20%，而柴油机的副燃烧室通常比较大，有时甚至比主燃烧室还要大；②汽油机主副燃烧室都设置有进气门。柴油机分隔式燃烧室有两种不同的结构形式，即： 涡流室式燃烧室 预燃式燃烧室 一、涡流室式燃烧室 涡流室式燃烧室如右图所示，作 为涡流室的副燃烧室设置在气缸盖上， 其容积与整个燃烧室容积的比约为 50%～70%。主燃烧室由活塞顶与气缸 盖间的空间构成，主副燃烧室间由一 狭窄的通道相连，通道方向与涡流室 壁面相切。由于涡流室式燃烧室的燃 烧过程采用浓、稀两段燃烧方式，前 段的浓混合气抑制了NOx的生成，后段 的二次涡流加速了稀混合气的燃烧。促使碳烟及燃烧中间产物 的快速氧化。因此，NOx、碳烟及CO和HC的排放量都较低。 二、预燃式燃烧室 预燃式燃烧室的结构如下所示，主燃烧室和副燃烧室间由一个或数个孔道相连，主、副燃烧室间通道的截面积比涡流室小得多。对于二气门柴油机，预燃室可偏置于气缸一侧；对于四气门柴油机，预燃室置于气缸中央。预燃室与整个燃烧室的容积比约为35%～45%。由于主副燃烧室间的通道不与预燃室相切，所以在压缩行程预燃室内形成的是无组织的紊流运动。 第二节 废气涡轮增压技术 废气涡轮增压器有两大类，即；轴流式和径流式。轴流式主要用于船舶内燃机，径流式主要用于车用内燃机。车用径流式废气涡轮增压器已经历了四代的发展，即： 普通低速废气涡轮增压器； 普通高速废气涡轮增压器； 带旁通阀的废气涡轮增压器； 电控可变涡壳式废气涡轮增压器。 第三节 柴油机电控高压共轨系统 所谓柴油机电控高压共轨系统就是柴油电控燃油喷射系统，不过它是第三代的柴油电控燃油喷射系统。尽管电喷柴油机的商品化比汽油机晚，但它已发展到了第三代。第一代是基于用线位移或角位移电磁机构控制油量调节杆位移的位置控制系统；第二代是基于高速强力电磁溢流阀的喷射系统，通过控制电磁溢流阀闭合到打开的时间来调节喷油量；第三代是基于高压共轨的电控柴油喷射系统，高压油泵将高压燃油压入高压共轨管，与高压共轨管相连的各缸喷油器在电脑的控制下直接向缸内喷油。第一代和第二代都是过渡性系统，现在谈到的柴油机电控燃油喷射系统，主要是指第三代的电控高压共轨系统。 电控高压共轨燃油喷射系统的组成 电控高压共轨燃油喷射系统主要由电控单元（ECU）、高压油泵、共轨管、高压油管、电控喷油器及各种传感器等组成，如下图所示。低压油泵将燃油送入高压油泵，高压油泵将燃油加压后送入共轨管，与高压共轨管相连的各缸喷油器按电控单元从预值的供油量脉谱图中确定的喷油量向缸内喷油。 电控高压共轨燃油喷射系统的特点 喷油量精确，喷油压力高（120～200MPa），燃油雾化良好； 按照发动机运行工况的实际需要，实时准确地调节喷油提前角（或称喷油正时）； 可实现理想的喷油规律，通过多次喷射，达到在降低Nox排放量的前提下，获得良好的燃油经济性和动力性； 各缸的喷油量均匀、准确，发动机运转平稳。 * * *