船舶电喷柴油机瓦锡兰共轨技术专业知识讲座
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电喷柴油发动机技术讲解 [图片]柴油机的优点是:省油、环保、动力强、经济、维修方便,只要解决缺点就具有更大的市场前景,而实现电控柴油机的方案现在看来是一个很好的解决措施。
实现柴油控制有三条技术路线图,分别是单体泵、泵喷嘴和高压共轨。
目前主要的国际汽车配件供应商都在进行着柴油共轨喷射系统的开发,如:博世、德尔福、西门子、电装公司、VDO和玛格纳-马瑞利公司,它们是全球主要的共轨喷射系统供应商,而目前在国内生产共轨柴油喷射系统的还只有博世一家。
下面分别介绍三种技术:1、单体泵技术图1 单体泵的外形图德尔福在重型车上采用单体泵系统。
从成本上讲,国内的发动机从欧Ⅱ向欧Ⅲ升级时,如果采用单体泵,对发动机改动非常小,仅以外挂式的凸轮轴箱代替欧Ⅱ发动机的直列泵就可。
当从欧Ⅲ向欧Ⅳ升级时,发动机机身主体结构仍然不变,只要把欧Ⅲ系统里机械式喷油器改成德尔福的电控喷油器,形成双电磁阀单体泵系统,在发动机整体结构不做大的调整下,就可以达到欧Ⅳ的排放水平。
单体泵的外形如图1所示。
单体泵系统控制如图2所示。
图2 单体泵控制油路在性能方面,目前在国内单体泵使用的压力达到200MPa,当向欧Ⅳ升级,这个压力可以达到250 MPa。
在单体泵上采用了类似于共轨I2C的系统一致性控制,来优化整个系统的性能。
在供油控制方面,如果使用双电磁阀单体泵系统,不仅可以对压力进行控制,还可以对喷射进行控制,而且还可以采用多次喷射。
它可以达到欧Ⅳ或者欧Ⅴ的标准。
目前,德尔福的双电磁阀单体泵系统在欧洲大批量生产,主要供应给欧Ⅳ标准的发动机,欧Ⅴ标准的发动机相关系统正在做开发工作。
单体泵系统的另一个优势就是它的可靠性和寿命,这些性能已经在欧洲和北美市场上得到了10年甚至是15年的实际使用时间、数百万辆整车使用的证明。
单体泵系统在发动机使用过程中,可以保证排放和燃油消耗率低。
目前,这种非常强化、非常可靠的性能和使用寿命,仍然在进一步提高。
所以,从德尔福的观点来看,在技术方面,相信在2019年之前,所有欧洲和北美的重型车生产商绝大多数会采用单体泵系统和泵喷嘴技术。
工 程 管 理111科技资讯 S CI EN CE & T EC HNO LO GY I NF OR MA TI ON 1 两大电喷主机的共轨工作原理分析1.1Wartsila RT-flex共轨柴油机Wartsila RT-flex机型有两个公共油轨:一个输送的是200bar的滑油,它的作用是作为驱动排气阀、气缸起动阀和喷射控制装置的伺服油;另一个则是1000bar的作为柴油机燃料的重油,由曲轴通过三角凸轮带动高压共轨燃油泵把燃油加压到1000bar,然后由高压燃油管路流至高压公共供油管(如下图1中所示),再通过容积喷射控制单元(ICU),对燃油进行喷射控制,该控制单元由20MPa的伺服油驱动,伺服油的触发信号来自于WEC S-9520的气缸控制单元,气缸控制单元通过曲轴角度传感器,测出曲轴的位置和负荷,再进行判断和计算以选择最佳的时刻进行燃油喷射。
轮机员还能够通过主机的反馈信息,同时利用WECS的辅助单元,对F Q S 和V I T 进行重新设定。
WECS-9520也可以按照预先设定的曲线,对不同负荷下的燃油喷射量以及喷射时间进行自动控制,RT-flex机型每个气缸有3个喷油阀,当柴油机在低负荷运行时,WECS-9520控制系统可以关闭其中的1或2个喷油器来减少喷油量,进而达到节省燃油和减少排放的目的,同时还能保持良好的低负荷运行特性。
排气阀液压驱动系统的工作原理,与燃油共轨工作原理大体相近,只是驱动方式由轴带三角凸轮变为无需换向操作的丹尼克斯变量泵控制(既伺服油泵)。
(如图2所示)。
该系统的工作原理是高压伺服油泵将液压油压入液压总管内,然后WEC S-9520发出信号,控制共轨阀(Rail vavle)通过液压执行器来驱动排气阀。
图2中的瓦锡兰FLEX柴油机的电控液压排气装置相对于机械(凸轮轴式)的优点是:(1)各个气缸的排气阀都能够独立打开和关闭,所以当当主机在部分负荷时,WECS-9520能自动依次关闭柴油机的部分气缸,这样可以很大程度上的降低能耗;(2)由于该系统是由软件控制的,各缸喷油量由共轨阀得电时间长短控制,这样一来,每缸燃烧工况会交以往凸轮轴式柴油机改善很多,气阀磨损均匀细腻,在降低排放上有很大的意义。