文档介绍：柴油机蓄压式共轨喷油系统ECD-CR
山东交通学院吴际璋
轨者,道也。多个喷油器并联在一个蓄油管道上喷油,为“共轨喷油”。mon Rail(共用轨道),简称: CR。它用于柴油机电子控制系统ECD,称为“柴油机蓄压式共轨喷油系统”(Diesel Accumulator Fuel-Injection mon Rail)。简称:ECD-CR系统。
一、共轨控制喷油系统的性能参数表:ECD控制系统的结构型式有多种,如:直列式泵、分配式泵等,都是在传统的基础上修补改进。而共轨喷油系统ECD-CR完全摆脱了传统结构,较彻底的溶入先进的电控系列,成为柴油机发展的新模式。
二、柴油机可燃混合气形成的特点:
1、空间小、时间短—在压缩终了时喷油,可燃混合气在狭小的燃烧室内形成,其过程是:
喷油-汽化-混合-燃烧-边喷-边燃。喷油的持续时间为汽油机的1/20~1/10,只占曲轴转角的150~300。
而汽油机混合气形成
是从进气持续到压缩
终了,占曲轴转角的
3600左右。
2、混合气不均匀、空燃比变化范围极大—由于以上原因的影响,混合气成分在燃烧室内分布很不均匀,在油雾喷射区的油粒多偏浓,其他区油粒少偏稀。:1,为了完全燃烧,减少碳烟的产生,空气要过量10%~40%,空燃比可达16~20(NOx高峰)。各工况下一般不进行“进气节流控制”,只改变喷油量的多少(质调节),空燃比将在极大的范围内变化,造成大负荷工况冒黑烟,怠速工况过稀而熄火,需加装结构复杂的调速器。
3、边喷、边燃、成分不断变化—不仅有空间方面的变化,也有时间方面的变化。在空间方面,浓区缺氧产生碳烟;稀区产生Nox。在时间方面,燃烧的前期氧多、油少,不易着火,延长了“备燃期”,造成压力升率(△P/△φ)加大,振嗓感加大(Diesel敲击)。燃烧的后期氧少、废气多,燃烧条件恶化,排气冒黑烟。
柴油机动力性、经济性、净化性和振噪感的好坏,决定于:喷油压力、喷油时刻、喷油质量、喷油规律、空气量的多少、涡流的好坏等多方面因素。其中的“喷油时刻和喷油规律”与“燃烧过程”精确的匹配问题,柴油机净化以NOx 和碳烟为主。只有ECD-CR系统才能解决,“共轨控制”系统就应而生。
三、ECD-CR系统机理特点:1、提高喷油压力是排气净化的最佳手段—直接喷射的柴油机,燃烧室紧凑,热损失少,省油率可达10%-15%。只有提高喷油压力(达140Mpa),才能使燃油分布均匀,加速油气混合的速度,改善燃烧条件,微粒碳烟的生成量才能减少。2、用电脑精确控制喷油规律,是提高动力性、经济性、净化性和减小振噪感的最佳手段—所谓“喷油规律”,它包括了:喷油时刻的早晚、喷油量的多少及喷油率的好坏。
喷油率是一个喷油周期,始点到终点间油量的变化情况。最好是按“先少、后多”分段喷油的规律变化。即:先预喷-再主喷-又补喷(补喷是为了净化,减少Nox生成量),分三个过程进行。这样,才能和柴油机的燃烧规律一致(即:备燃期、速燃期、缓燃期、后燃期),相辅相成的配合,获得最佳燃烧状态。