[工学]高压共轨系统-清华讲稿lzg.ppt

柴油机共轨控制系统 柴油机面临的问题 §1 柴油机面临的问题 与汽油机比较： HC和CO排放相对较少 CO2少 NOx排放和汽油机基本相当，但是汽油机可以加三效催化装置 微粒排放较高 噪声较大 解决NOx和PM的排放 柴油机面临的问题 柴油机面临的问题 柴油机发展趋势 理想喷射特性 预喷射、初始喷射速率低，主喷速率高，后喷停止速度快 缸内高压喷射 轿车：2000bar，卡车：2600bar以上 增压中冷，废气再循环(EGR) 提高升功率、经济性和降低排放 柴油机发展趋势 §2 柴油机三种电控燃油喷射系统的对比 1 位置控制式 2 时间控制式 3 高压共轨系统 §2.1 第一代位置控制式 1 分配泵位置控制 2 直列泵位置控制 3 第一代电控系统的总体特点 §2.1.1 分配泵位置控制系统 位置控制式分配泵 另一种位置电控VE泵 控制特点 油量控制特点： 调速器被取消；对油量控制套筒实施位置饲服控制；喷射量的间接控制 定时控制特点： 电磁阀控制定时活塞两端的压力，实现对定时的间接控制 喷射定时的反馈方法 实际喷射定时的反馈——喷嘴针阀升程的检测：利用针阀运动导致螺线管中电磁变化来反馈喷射始点 §2.1.2 直列泵的位置控制式系统 油量控制元件 装有柔性动力系统的混合调速器 装有柔性动力系统的康明斯发动机 §2.1.3 第一代电控系统特点总结 间接控制喷油量——位置饲服 间接控制喷油定时——液力系统饲服控制 喷射压力大小控制——取决于原有机械系统的性能 喷油速率控制——取决于原有机械系统的性能 优点：技术难度小，改动工作量小，成本低，可以 实现机械混合运行，安全可靠； 缺点：间接控制，响应慢，对发动机性能改善有限 §2.2 第二代时间控制式 1 分配泵系统 2 直列泵系统 3 电控单体泵/ 泵喷嘴系统 4 第二代电控系统的总体特点 §2.2.1 基于分配泵的电控系统 分配泵的电控系统框图 喷油控制功能 ECU模块 凸轮轴位置传感器 控制时序 §2.2.2 基于直列泵的电控系统 PPVI液力系统结构框图 PPVI系统工作特点 PPVI系统的特点： 传统的齿条被取消； 柱塞斜槽被取消，只起加压的作用； 喷油量控制和喷油脉宽完全由电磁阀控制； 电磁阀关闭时刻决定喷射定时； 电磁阀关闭持续时间决定喷油量； §2.2.3 泵喷嘴和单体泵系统 1 机械式单体泵系统 2 喷油量控制 3 喷油定时控制 4 喷嘴的结构 应用场合 控制系统的框图 系统的配置 §2.2.4 第二代电控系统总结 (1)第二代控制系统的包括： 电控分配泵、直列泵、泵喷嘴、单体泵； 共有的控制特点： 依靠传统的脉动泵产生高压； 喷油量控制和喷油脉宽完全由电磁阀控制； 电磁阀关闭时刻决定喷射定时； 电磁阀关闭持续时间决定喷油量； 第二代电控系统总结 (2)与第一代的差别： 采用电磁阀实现对喷射过程的直接数字控制，不但可以控制喷油量，而且可以控制喷射定时，实现高频和更加灵活的控制功能；而且可以实现分缸独立控制。 第二代电控系统总结 (3)第二代电控系统的缺点： （1）仍然依赖于传统的脉动高压系统，使得高压喷射的区间受到凸轮型线的限制，无法实现大范围的喷射定时控制； （2）喷射压力的大小只和凸轮型线以及发动机转速等结构参数有关，不能根据发动机的工况灵活调节； （3）无法实现灵活的预喷射和多次喷射。 §2.3 第三代高压共轨系统 1 共轨压力的反馈控制 2 喷油量控制 3 喷油定时控制 4 预喷射控制 §2.3.1 共轨控制系统的类型 1 中压共轨—HEUI系统 2 高压共轨—线圈电磁阀喷油器 3 高压共轨—压电晶体喷油器 4 共轨系统的控制特点 §2.3.2 液力活塞增压喷射系统－HEUI HEUI的含义 HEUI系统组成 HEUI的预喷射功能 HEUI的主喷射 HEUI的机油压力控制 HEUI的燃油供油泵 HEUI的控制系统 HEUI的控制特点 机油压力和增压活塞配合完成喷射压力控制，以较低的共轨压力来实现高压喷射； 需要活塞增压，增压过程响应慢；30ms 可以实现预喷射，但是预喷射不能灵活调节； 电磁阀采用高电压驱动，实现电磁阀的快速闭合控制。 整个控制系统的复杂程度较高。 §2.3.3 BOSCH高压共轨系统 高压共轨系统在BMW轿车柴油上 BOSCH的高压共轨系统 系统框图 共轨系统在轿车上的应用 燃油输油泵 燃油输油泵 燃油高压泵 燃油高压泵 PCV阀 PCV阀 喷油器 喷油器 共轨系统的组成 §2.3.4 共轨系统的总结 共轨压力反馈控制—PCV/高压传感器； 喷油量、喷射定时、喷射压力和喷油速率的综合控制； 燃烧噪声、排放、动力性和经济性的综合优化控制； 系统最复杂、制造成本最高、技术水平最高 附：五十铃共轨系统