高压共轨系统ppt课件.ppt
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1、第1页,柴油机共轨控制系统,一、为什么需要共轨控制系统;二、柴油机三种电控系统的对比;(1)第一代位置控制式(2)第二代时间控制式(3)第三代高压共轨控制系统三、柴油机的空气控制系统;四、共轨控制系统的结构细节;五、关于共轨系统的一些基本问题;,第2页,柴油机面临的问题,第3页,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,第4页,柴油机面临的问题,第5页,柴油机面临的问题,第6页,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
2、: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,第7页,柴油机发展趋势,排气后处理微粒捕捉器,氧化催化器,NOx催化器解决方案:电子控制:电子控制燃油喷射电子控制可变截面涡轮电子控制废气再循环电动进排气门电子控制单元实现理想的喷油速率是解决柴油机排放的基础,配合空气系统和电子控制,是柴油机发展的根本途径。,第8页,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,第9页,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,第10页,机械式分配泵,2.1.1 分配泵位置
3、控制系统,第11页,位置控制式分配泵,第12页,另一种位置电控VE泵,第13页,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,第14页,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,第15页,2.1.2 直列泵的位置控制式系统,第16页,油量控制元件,取消机械调速器 对齿条/拉杆的位置实施电控,第17页,装有柔性动力系统的混合调速器,第18页,装有柔性动力系统的康明斯发动机,第19页,2.1.3 第一代电控系统特点总结,间接控制喷
4、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,第20页,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,第21页,2.2.1 基于分配泵的电控系统,第22页,分配泵的电控系统框图,第23页,喷油控制功能,第24页,ECU模块,第25页,凸轮轴位置传感器,第26页,控制时序,第27页,2.2.2 基于直列泵的电控系统,第28页,PPVI液力系
5、统结构框图,第29页,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;,第30页,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,第31页,应用场合,单体泵:机车/船用,泵喷嘴:轿车/卡车,第32页,控制系统的框图,第33页,系统的配置,第34页,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
6、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35页,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36页,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。,第37页,2.3 第三代高压共轨系统,1
7、 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,第38页,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,第39页,2.3.2 液力活塞增压喷射系统HEUI,第40页,HEUI的含义,第41页,HEUI系统组成,第42页,HEUI的预喷射功能,第43页,HEUI的主喷射,第44页,HEUI的机油压力控制,第45页,HEUI的燃油供油泵,第46页,HEUI的控制系统,第47页,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
8、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。,第48页,2.3.3 BOSCH高压共轨系统,第49页,高压共轨系统在BMW轿车柴油上,第50页,BOSCH的高压共轨系统,第51页,系统框图,第52页,共轨系统在轿车上的应用,第53页,燃油输油泵,第54页,燃油输油泵,第55页,燃油高压泵,第56页,燃油高压泵,第57页,PCV阀,第58页,PCV阀,第59页,喷油器,第60页,喷油器,第61页,共轨系统的组成,第62页,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
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