■ＭＣ记者：汀雨
话说柴油机 电控燃油喷射技术
目前，能源危机和环境污染 使人们对柴油机的经济性和尾气 排放提出了更高的要求。传统的 机械控制燃油喷射系统已无法满 足这种新的要求。柴油机电控燃油 喷射系统具有喷射压力高、控制精 度高、响应速度快、控制策略灵 活、适应性强等特点，已经成为现 代柴油机为满足日益严格的排放法 规同时保证柴油机燃油经济性要求 的必须技术。同时微电子技术的高 速发展，集成度不断提高，功能 加强，成本大幅度下降，可靠性日 益改善，为柴油机电控燃油喷射系 统的发展创造了良好的条件。美、 欧、日工业国家的经验表明，柴油 机电喷是满足欧Ⅲ及更加严格的 排放法规的必备技术。目前美、 欧、日工业国家１００％的车用柴油 机和相当数量的其他用途柴油机 都已经实现了电喷。２００５年５月３０ 日发布的中国国家环境保护局和 国家质量监督检验检疫总局联合 制定的新的（《车用发动机排放法 ｌ Ｃ琨代零部件 规（ＧＢ２７６９１—２００６）》，规定在 ２００７年￣Ｎ２００８年在中国实施相当于 欧Ⅲ排放的中国Ⅲ阶段汽车发动机 尾气排放标准。因此，目前中国柴 油机工业面临一个由机械喷射到电 控喷射的巨大的技术变革。 电控燃油喷射系统的 构成 电喷柴油喷射系统由燃油喷射 系统、控制计算机（ＥＣＵ）和传感 器三部分组成。ＥＣＵ根据由转速、 节气门踏板位置、进气温度、进气 压力、燃油温度、冷却水温度等传 感器采集到的发动机运行状态，用 设定的控制逻辑进行计算，根据计 算结果控制喷油系统执行电磁阀的 动作，实现对燃油喷射量、喷射时 刻和喷射压力的动态调节。由于燃 油的喷射量、喷射时刻和喷射压力 在柴油机整个转速和负荷范围都可 以通过标定实验最优化，因此电喷 柴油机可以实现在满足严格的排放 标准条件下的最佳燃油经济性。 Ｚ 复 蕴 曼基隧 ｗｗ￣．ｍ￣１
９５ｎｔｏｍ 维普资讯 电控燃油喷射系统的 优点 １．喷射压力高 由于主流电喷系统的高压泵 油偶件的几何形状比传统的机械 高压泵更简单，因此电喷系统的最 高喷射压力要高得多，达到１６０～ ２２０ＭＰａ。 ２．提高燃油经济性 电控燃油喷射系统能根据发 动机工作要求实现喷油量、喷油正 时、喷油压力以及喷油速率的综合 控制，在满足排放法规的同时获得 最佳的经济性。 ３．降低排放 高压喷射可提高燃油经济性， 显著地减少微粒和烟度。合理地控 制喷油正时和喷油量可减少Ｎ０ 口 ＨＣ排放。 ４．实现多种控制功能 通过使用电控喷油系统能够 控制发动机起动暖机、怠速调整、 限烟和超速限制等各种发动机工作 过程，并且能够对各个工作过程的 喷油量和喷油正时进行优化，可实 现怠速自动控制、过渡工况最佳控 制。另外，电控燃油喷射系统还能 够实现车辆的巡航控制等功能。 ５．提高工作可靠性 电控柴油机具有智能化自诊 断、故障保护和备用功能，能实现 故障诊断和处理，电控柴油机还能 根据发动机的运行状况进行相关标 定参数的自我修正，以保证发动机 在整个工作寿命内始终处于最佳状 态。 ６．柴油机动力系统匹配精确 灵活 对同一发动机系列的不同应
船用柴油机电控高压共轨系统技术特点及管理
崔荣健
【摘 要】阐述了电控共轨柴油机的工作过程和特点,并与传统柴油机在性能和结构上进行了比较,在介绍电控柴油机优点的同时,对当前主流机型Sulzet RT-flex和MAN-B&W ME-C的电控技术进行了对比和分析;探讨了船用柴油机电子喷射燃油系统的运行管理措施,指出电控共轨燃油喷射系统可改善船舶柴油机的经济性、可靠性和排放性,是船用柴油机的发展方向.
【期刊名称】《装备制造技术》
【年(卷),期】2010(000)001
【总页数】3页(P157-158,163)
【关键词】船舶柴油机;高压共轨;电控喷射;维护管理
【作 者】崔荣健
【作者单位】江苏海事职业技术学院,江苏,南京,211170
【正文语种】中 文
【中图分类】U664.121
进入21世纪以来，世界气候环境急剧恶化，各类排放法规日益严格，同时石油价格也不断攀升，降低噪音和排放，提高经济性，是柴油机发展的趋势。另外，随着科学电子技术迅猛发展，微型计算机在船舶动力控制和监测中应用越来越广泛，如今智能型共轨柴油机已在船舶上得到应用。目前在实船使用的智能型共轨柴油机，主要为sulzer RT-flex和MAN-B&W ME/ME-C机型。本文主要对这两种机型电控共轨技术，进行分析比较，介绍当前船舶柴油机电控技术的特点和共轨柴油机的管理要点。
1 电控共轨柴油机与传统喷射柴油机的比较
传统的柴油机燃油喷射系统，是机械式喷射系统。由调速器控制喷油量，凸轮控制喷油定时、进排气定时和喷油及进、排气规律。在额定工况下，能实现性能的优化。但是当柴油机的工况、海况、外界环境、燃油品质发生变化、凸轮轴磨损等因素，造成柴油机工作偏离其设计工况最佳值时，则会影响柴油机的经济性和排放性能。另外，随着燃烧理论的发展和成熟，对喷射规律控制的要求更为精确，传统喷射系统已不能满足经济性和排放性的要求。
电控共轨柴油机，也称为智能型柴油机，其高压共轨燃油喷射系统是建立在直喷技术、预喷射技术和电控技术基础之上的一种全新概念的燃油喷射系统。根据柴油机燃烧理论应用电控技术，通过控制燃油喷射正时、喷油量、喷射速率、压力以及进、排气阀正时，能有效地实现柴油机在各种负荷下的性能最优化，从而达到在满足最新排放要求下，提高其经济性、可靠性、操纵灵活性，并延长使用寿命的目的[1]。
第４期 ２００６年 客车技术与研究
高压共轨电控喷射紫油机 ・设计・计算・研究・
解福泉 ，张弘韬 ，王耀前 （１．河南交通职业技术学院，河南郑州４５０００５；２．郑州宇通客车股份有限公司，河南郑州４５００１６） 摘要：简述高压共轨柴油发动机组成、原理及特点，并介绍其发展趋势，对推广使用高压共轨柴油 发动机具有指导意义。 关键词：共轨柴油发动机；工作原理；发展趋势 ● 中图分类号：Ｕ４６４．１７２ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００６—３３３Ｉ（２００６）０４—００２２—０３
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ，ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ｔｒｅｎｄ ｏｆ ｈｉｇｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃｏｎｌ— ｍｏｒｔ ｒａｉｌ ｄｉｅｓｅｌ ｅｎｇｉｎｅｓ．Ｔｈｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｈａｓ ａ ｇｕｉｄｉｎｇ ｍｅａｎｉｎｇ ｆｏｒ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃｏｍｍｏｎ ｄｉｅｓｅｌ ｅｎｇｉｎｅｓ ｔＯ ｂｅ ｅｘｔｅｎｓｉｖｅｌｙ ｕｓｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｏｍｍｏｎ ｒａｉｌ ｄｉｅｓｅｌ ｅｎｇｉｎｅ；ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ；ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ｔｒｅｎｄ 柴油机高速运转时，喷射过程的时间只有千分 之几秒，高压油管各处的压力随时间和位置不同而 变化。柴油可压缩并在高压油管中有压力波动，使 实际喷油状态与规定的供油规律有较大的差异。高 压油管内的压力波动会使柴油喷射后，油管内的压 力再次上升，达到喷油器针阀开启的压力后，将已经 关闭的针阀重新打开，产生二次喷油现象。二次喷 油不能完全燃烧，增加了烟度和碳氢化合物（ＨＣ）的 排放量，污染环境并使油耗增加。每次喷射循环后 高压油管内的残压都会发生变化，造成喷油不均匀， 严重时发生间歇性不喷射现象。采用高压共轨技术 的柴油机能解决上述燃油压力变化所造成的缺陷。 １ 高压共轨电喷柴油机基本原理 １．１电控喷射技术 该种柴油机的电控喷射系统是通过控制喷油时 间来调节出油量的大小，而柴油机喷油控制则是由 发动机的转速和加速踏板位置（油门拉杆位置）来决 定的。因此，其基本原理是计算机根据转速传感器 和油门位置传感器的输入信号，首先计算出基本喷 油量，然后根据水温、进气温度、进气压力等传感器 的信号进行修正，再与来自控制位置传感器的信号 进行反馈修正，从而确定最佳喷油量。 电控柴油喷射系统由传感器、ＥＣＵ（计算机）和 执行机构三部分组成。其任务是对喷油系统进行电 子控制，实现对喷油量以及喷油定时随运行工况的 实时控制。采用转速、温度、压力等传感器，将实时 检测的参数同步输入计算机，与已储存的参数值进 行比较，经过处理计算，按照最佳值对喷油泵、废气 再循环阀、预热塞等执行机构进行控制，驱动喷油系 ・ ２２ ・ 统使柴油机运作状态达到最佳。 １．２ 共轨技术 共轨技术是指高压油泵、压力传感器和ＥＣＵ 组成的闭环系统中，将喷射压力的产生和喷射过程 彼此完全分开的一种供油方式。由高压油泵把高压 燃油输送到公共供油管，通过对公共供油管内的油 压实现精确控制，使高压油管压力大小与发动机的 转速无关，可以大幅度减小柴油机供油压力随发动 机转速的变化，因此，也就减少了传统柴油机的缺 陷。ＥＣＵ控制喷油器的喷油量，喷油量大小取决于 燃油轨（公共供油管）压力和电磁阀开启时间的长 短。共轨式喷油系统于２０世纪９０年代中后期才正 式进入实用化阶段。高压共轨系统可实现在传统喷 油系统中无法实现的功能，其优点有： （１）共轨系统中的喷油压力柔性可调，对不同工 况可确定所需的最佳喷射压力，从而优化柴油机综 合性能。 （２）可独立地柔性控制喷油正时，配合高的喷射 压力（１２０～２００ ＭＰａ），可同时控制ＮＯｘ和微粒 （ＰＭ）在较小的数值内，以满足排放要求。 （３）柔性控制喷油速率变化，实现理想喷油规 律，容易实现预喷射和多次喷射，既可降低柴油机 ＮＯｘ，又能保证优良的动力性和经济性。 （４）由电磁阀控制喷油，其控制精度较高，高压 油路中不会出现气泡和残压为零的现象。因此，在 柴油机运转范围内，循环喷油量变动小，各缸供油不 均匀可得到改善，从而减轻柴油机的振动和降低排 放。 ２ 系统组成及基本单元
船用ME和MC主机
Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
ME 和MC主机
电控无凸轮（ME）大型低速柴油机目前发展迅速，世界上已经有很多ME柴油机订单，并且许多ME柴油机已经投入运行，市场已经完全接受了职能化电控低速柴油机的概念。目前智能化低速柴油机包括了从缸径350mm到缸径980mm的主机。虽然对许多使用者来说，智能化低速柴油机的概念还是一个新鲜的事物，但是这个技术早就在中高速柴油机使用了，并且从九十年代初期，智能化技术已经在低速柴油机上引进试验使用，并且获得了成功。
同传统MC主机相比，ME主机新技术主要有以下特点：
在所有主机负荷点都可以改善燃油经济性。
满足关于现在及至将来排放要求更加灵活。
主机平衡性更好，更易于调整。
主机系统模块化，（ME—主机的注油器于ME主机液压控制件一体化）。
无烟操作。
能在更低的负荷下稳定运转。
随着ME主机控制软件的不断升级以及主机调整更加精确，上述 主机特点会越来越趋向完美。
其他ME主机特征还有：
ME-C真正的无凸轮操作。（ME-B主机带有排气凸轮）
HFO和MDO之间转换操作灵活，
零件总数保持较低。（如每缸只有一个NC阀）。
气缸控制计算机远离高温区域。
除了ME主机特性外，其他主机特征如OROS燃烧室，Slide喷油器，Nimonic
排气阀，W型排气阀座都可以保证稳定的长检修间隔时间以及令人满意的气缸状态。
ME主机概念
ME主机概念就是由一个伺服液压系统组成的用来促动燃油喷射和排气阀开启。促动器是通过一系列控制单元电子控制，并形成主机控制系统（ECS）。
燃油喷射是通过压力促动泵完成，其在机械原理方面比常规的MC 系列燃油泵简单。ME主机燃油注塞是通过由高压控制油促动的活塞驱动， 高压油来自电子控制比例阀并作为动力使用。同燃油喷射压力促动器类似，电子控制排气阀促动器是通过压力控制油驱动，排气阀压力控制油是通过一个ON/OFF型控制阀或者比例控制阀供给。
