文獻綜述-某型電控柴油發(fā)動機動力性分析

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1、 本科生畢業(yè)設(shè)計(論文)文獻綜述 設(shè)計 (論文)題目 某型電控柴油發(fā)動機動力性 分析 作者所在系別 機電工程學(xué)院 作者所在專業(yè) 車輛工程 作者所在班級 B13142 作 者 姓 名 饒欽 作 者 學(xué) 號 20124014138 指導(dǎo)教師姓名 臧繼嵩 指導(dǎo)教師職稱 講師 完 成 時 間 2017 年 3 月 北華航天工業(yè)學(xué)院教務(wù)處制 說 明 1.根據(jù)學(xué)校《畢業(yè)設(shè)計(論文)工作暫行規(guī)定》,學(xué)生必須撰寫畢業(yè)設(shè)計(論文)文獻綜述。文獻綜述作為畢業(yè)設(shè)計(論文)答辯委員會對學(xué)

2、生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。 2.文獻綜述應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下,由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(論文)工作前期內(nèi)完成,由指導(dǎo)教師簽署意見并經(jīng)所在專業(yè)教研室審查。 3.文獻綜述各項內(nèi)容要實事求是,文字表達要明確、嚴謹,語言通順,外來語要同時用原文和中文表達。第一次出現(xiàn)縮寫詞,須注出全稱。 4.學(xué)生撰寫文獻綜述,閱讀的主要參考文獻應(yīng)在10篇以上(土建類專業(yè)文獻篇數(shù)可酌減),其中外文資料應(yīng)占一定比例。本學(xué)科的基礎(chǔ)和專業(yè)課教材一般不應(yīng)列為參考資料。 5.文獻綜述的撰寫格式按畢業(yè)設(shè)計(論文)撰寫規(guī)范的要求,字數(shù)在2000字左右。文獻綜述應(yīng)與開題報告同時提交。 畢 業(yè) 設(shè)

3、計(論 文)文 獻 綜 述 某型電控柴油發(fā)動機動力性分析 摘要:本文首先闡述柴油機電控噴油技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展的背景和現(xiàn)狀,接著介紹柴油機電控噴油系統(tǒng)的基本組成和控制原理,簡要介 紹了其分類。根據(jù)柴油機電控系統(tǒng)的組成和控制原理以及國內(nèi)外現(xiàn)狀,針對國內(nèi)外現(xiàn)有柴油機電控技術(shù)存在的幾個問題,探討將來柴油機電控技術(shù)的發(fā)展方向和前景。并綜合得出未來最具前景的系統(tǒng)為電控高壓共軌式噴油系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞:柴油機;電控系統(tǒng);噴油技術(shù);發(fā)展動向和前景。 Abstract:?This?paper?introduces?the?development?background?of?diesel?injection

4、?technology?at?home?and?abroad,?electroniccontrol?principle?of?the?diesel?injection?system,?and?it’s?classification?at?first.?According?to?the?system?of?diesel?enginesand?electronic?control?principle,?with?the?status?in?diesel?engines?at?home?and?abroad,?the?problems?of?existing?technicalon?electron

5、ic?control.?Then?discusses?the?future?development?direction?in?diesel?engines?electronic?control?technologyand?prospect.? Key?words:?Diesel?engine;?control?system;?spray?technology;?prospects?of?development?trends 1、引言 車用的柴油機自1897年第一臺產(chǎn)生以來,由于它的高效、節(jié)能等性能在汽車動力中受到高度重視,特別在近現(xiàn)代,柴油機的應(yīng)用趨勢在逐漸擴大,由于車用發(fā)

6、動機對能源消耗較大,對環(huán)境污染特別嚴重,所以對該項污染問題不能忽視,全世界的能源枯竭和所以人們對發(fā)動機汽車尾氣對世界的污染日益嚴重,所以全世界人類在對節(jié)約能源和汽車尾氣排放上有了更高的規(guī)定。所以目前在考慮燃油經(jīng)濟性的同時降低車用機排放,以滿足日益嚴格的排放法規(guī)要求,已經(jīng)是關(guān)系未來柴油機發(fā)展的關(guān)鍵問題。所以近期柴油機領(lǐng)域的主要工作主要為開發(fā)新技術(shù),大力解決柴油機排放問題,可以說將來 車用柴油機車的關(guān)鍵技術(shù)就是柴油機及其電控燃油噴射系統(tǒng)的研究1。只要控制了燃油噴射系統(tǒng)即可主導(dǎo)發(fā)動機甚至汽車的市場?,F(xiàn)在國外如歐美市場電子控制高壓燃油噴射技術(shù)已經(jīng)相當發(fā)達,在所有滿足歐Ⅲ及其將來的排放法規(guī)要求的車用柴油

7、機已經(jīng)全部采用電子控制燃油噴射系統(tǒng),所以說柴油機電控噴油技術(shù)是未來柴油機技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。 2、國內(nèi)外電控柴油機發(fā)展背景和現(xiàn)狀 2.1??國外 柴油機的發(fā)展已有一百年多的歷史,其技術(shù)發(fā)展可分為三個階段。第一階段:20世紀20年代中期以德國Bosch公司為代表的機械式噴油系統(tǒng)代替了蓄壓式供油系統(tǒng),這樣柴油機在車輛上的應(yīng)用就產(chǎn)生了。第二階段:50年代初廢氣渦輪增壓技術(shù),奠定了它在該行業(yè)中的動力裝置的基礎(chǔ)。第三個階段:80年代至今,現(xiàn)代微機作為電控單元的電控技術(shù)在柴油機上的應(yīng)用,就有了現(xiàn)代先進汽車柴油機電控系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展,使柴油機在動力性、經(jīng)濟性、排放及噪聲指標等具有了強有力的競

8、爭能力,柴油機技術(shù)的發(fā)展因而進入了一個新的歷史階段。僅1993年統(tǒng)計,德國Bosch公司的電控分配泵和電控直列泵在市場上已超25萬臺,美國底特律柴油機公司DDEC電控泵噴嘴系統(tǒng)生產(chǎn)了10萬多臺,還有日本一些公司生產(chǎn)的可變預(yù)行程的TICS直列泵已達2萬多臺,其中絕大部分是電控的。另外如美國Caterpillar公司、日本Nippon公司、德國Denso公司都進行了共軌電控燃油噴射系統(tǒng)研究,并相繼投入到生產(chǎn)中2。到目前為止,各國已研制并生產(chǎn)各種柴油機電子控制系統(tǒng),有力的緩解了當前的世界性能源危機和汽車污染。一些汽車工業(yè)發(fā)達國家的柴油機電控技術(shù)水平目前已相當發(fā)達。 目前歐美國家中100%重型車、90

9、%輕型車采用柴油機,歐洲的柴油轎車在轎車保有量中比例超過40%,新車產(chǎn)量比例超過50%。博世公司對中國市場的保守預(yù)測是,到2015年,柴油車所占比例能達到25%,而同樣到2015年據(jù)有些文章3介紹在美國輕型車輛和轎車領(lǐng)域,柴油車的市場份額將提高到大約15%。 柴油機的電子控制技術(shù)大致可分為3個階段:(1)?20世紀70年代的初始研發(fā)階段,此時電控主要用于發(fā)電機組用柴油機;(2)?20世紀80年代為實用階段,發(fā)展了多種位置控制式和時間控制式電噴系統(tǒng),被控量也由原來的一種發(fā)展為多種;(3)?20世紀90年代至今為成熟階段,功能更為強大的電噴系統(tǒng)可以控制噴油量、噴油正時、噴油壓力以及噴油率4。

10、2.2??國內(nèi) 目前國內(nèi)的柴油機電控燃油噴射技術(shù)比國外又落后很多,我國汽車工業(yè)與國際水平還存在相當大的差距,對電控柴油機技術(shù)的應(yīng)用還是不完善。我國的柴油機電控技術(shù)起步較晚,自20世紀80年代中期以后,許多科研單位和院校進行了該項技術(shù)的研究,并有了一定成果。 在位置控制系統(tǒng)方而,國內(nèi)研究的是比較多的。如長春汽車研究所對直列泵的可變預(yù)行程控制進行了研究,實現(xiàn)了Ca6110系列柴油機的調(diào)速控制;北京理工大學(xué)用電磁閥通過液壓伺服機構(gòu)來驅(qū)動齒條實現(xiàn)了直列泵的噴 油量控制;東汽公司在?CUMMINS6BT上進行的基于調(diào)節(jié)齒桿位置控制油量的調(diào)速器系統(tǒng)也取得了一定成效5。 在開發(fā)高壓共軌系統(tǒng)及其與柴油

11、機匹配技術(shù)方面目前正處于研制開發(fā)階段,目前主要研究工作是柴油機電控噴射系統(tǒng)的研究與開發(fā)。國內(nèi)這方面研究的重點大學(xué)如吉林工業(yè)大學(xué)等以及長春和無錫的等70個研究所分別在循環(huán)供(噴)油量和供(噴)正時的“位置控制”、“時間控制”和“共軌式系統(tǒng)"等各個方面進行了開發(fā)和試驗研究工作,并取得了顯著成果。 國內(nèi)既積極引進國外先進技術(shù)又努力自主開發(fā),04年底威孚集團和Bosch公司聯(lián)合組建了博世汽車柴油系統(tǒng)股份有限公司,該公司以Bosch公司技術(shù)為依托在無錫生產(chǎn)高壓共軌系統(tǒng)。Bosch公司滿足歐Ⅲ排放標準的高壓共軌系統(tǒng)已投入使用國內(nèi)市場。 國內(nèi)在一些關(guān)鍵技術(shù)問題如高速電磁閥的研究、泵油量的控制、執(zhí)行機構(gòu)的開發(fā)

12、、泄漏問題、各學(xué)科分工合作等還不怎么成熟和完善。目前相關(guān)企業(yè)正在致力于做一些共軌電控及其標定系統(tǒng)研制開發(fā)、零部件的優(yōu)化調(diào)整、燃油特性分析和燃油系統(tǒng)的模擬計算等方面工作 3、柴油機電控噴油系統(tǒng)基本原理 3.1??原理 柴油機電控機整個系統(tǒng)共分為發(fā)動機部分、電控單元(ECU)控制部分和執(zhí)行器三大部分6。1)發(fā)動機部分即系統(tǒng)中的信號的采集和輸入相對應(yīng)的硬件部分。通常有若干個具有各樣功能的傳感器和信號調(diào)理電路組成,該傳感器主要指柴油機和共軌組件及相應(yīng)的傳感器等;2)電控單元部分即ECU控制部分為系統(tǒng)的軟件部分,即系統(tǒng)的控制方法和控制策略電控單元,它負責(zé)對各種傳感器信號進行分析處理,通過其

13、內(nèi)算法,向被控單元輸出控制信號;3)執(zhí)行器部分包括測功儀、油耗儀、水溫和機油溫度調(diào)節(jié)裝置等,它是ECU與柴油機的接口,接受ECU的信號以改變柴油機的狀態(tài)7。 其中電子控制單元(ECU)對系統(tǒng)的控制有噴油量控制、噴油定時控制、共軌壓力控制、目標怠速控制、逐缸平衡控制等。這些控制策略一般是在MAP圖原理上的開環(huán)控制,但關(guān)于某些特殊參數(shù)如軌壓、怠速油量的控制一般采用比例積分微分反饋控制。 3.2??電控柴油機分類及應(yīng)用現(xiàn)狀 柴油機電控噴油系統(tǒng)按控制原理可分為位置控制和時間控制系統(tǒng)兩大類,更細化的分類法應(yīng)該是位置控制系統(tǒng)(或稱第一代電控噴油系統(tǒng))、時間控制系統(tǒng)(或稱第二代)和壓力時間控制系

14、統(tǒng)(或稱共軌系統(tǒng)、第三代)。位置控制系統(tǒng)包括電控直列泵系統(tǒng)和電控分配泵系統(tǒng);時間控制系統(tǒng)包括電控泵-噴嘴系統(tǒng)、電控分配泵系統(tǒng)、電控單體泵或直列泵系統(tǒng);壓力時間控制系統(tǒng)包括電控泵-噴嘴系統(tǒng)、電控分配泵系統(tǒng)、電控單體泵或直列泵系統(tǒng);壓力時間控制系統(tǒng)(即共軌噴油系統(tǒng))包括增壓式共軌系統(tǒng)(也可稱為中壓共軌系統(tǒng))和高壓共軌系統(tǒng),中壓共軌系統(tǒng)按其產(chǎn)生高壓噴射方式的不同分為蓄壓式電控燃油噴射系統(tǒng)和液力增壓式電控燃油系統(tǒng)8。目前最先進的電控燃油噴射系統(tǒng)是電控泵噴嘴系統(tǒng)和共軌式噴油系統(tǒng)9,10。泵噴嘴系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單緊湊,噴油嘴孔徑很小,所以燃油噴射壓力比傳統(tǒng)機械式噴油系統(tǒng)有較大提高。電控共軌系統(tǒng)的最大優(yōu)點是可進行

15、反復(fù)多次的噴射,且可以任意調(diào)節(jié)噴射壓力,可使得發(fā)動機在極為理想的振動噪音指標可進行低速扭矩。上述可知新一代轎車柴油機均普遍采用該項技術(shù)。目前一些配備電控分配泵的中型車用柴油機也改用電控共軌系統(tǒng),如美國康明斯公司的ISB系列柴油機。 3.3??電控柴油機噴油技術(shù)的優(yōu)點 柴油機電控技術(shù)得到大量應(yīng)用后。目前與傳統(tǒng)的機械式燃油噴射系統(tǒng)相比,電控燃油噴射系統(tǒng)具有以下優(yōu)點: 1)?控制自由度較寬,能在不同的運行工況下迅速調(diào)整從而實現(xiàn)對噴油量、噴油正時、噴油壓力和噴油速率等參數(shù)的最優(yōu)控制,使柴油機在大部分工況下均有較好的性能。 2)?控制精度高,尤其是對上述同等參數(shù)的控制精度均遠高于機械式燃油噴射

16、系統(tǒng),控制功能更強。 3)?能全面考慮非主要因素的影響燃油噴射和缸內(nèi)燃燒的一系列因素如大氣壓力、水溫、油溫、柴油品質(zhì)等,并做出準確的校正。 4、參考文獻 [1]徐家龍.柴油機電控噴油技術(shù)[M].北京:人民交通出版社,2004,15-15. [2]陳亮,高獻坤,王導(dǎo)南.柴油機電子燃油噴射系統(tǒng)的發(fā)展及研究現(xiàn)狀[J].內(nèi) 燃機,2008(2):1-4. [3]冒曉建.GD-1高壓共軌噴油系統(tǒng)電子控制的研究與電控供油泵的開[D].上 海:上海交通大學(xué),2002:3-15. [4]周文華.柴油機電控技術(shù)綜合研究[J].汽車工程,2002,(4):34-37. [5]

17、蔣德明.內(nèi)燃機原理[M].西安:西安交通大學(xué)出版,1986,(3):65-72. [6]周新勇.柴油機電控共軌系統(tǒng)主要部件及原理[J].科技信息,2009,(1): 111-112. [7]葛郢漢.柴油機的電控噴油技術(shù)[J].公路與汽車,2009(2):16-18. [8] 楊林.車用柴油機高壓共軌燃油噴射壓力控制技術(shù)[J].車用發(fā)動機, 2001, (5):5-9 . [9]劉忠長,趙佳佳.車用柴油機電控高壓噴油系統(tǒng)與歐Ⅲ排放標準[J].車 用發(fā)動機,2004,(4):5-9. [10]宋軍.柴油機電控噴射系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀[J].車用發(fā)動機,2003

18、,(3): 6-10. 指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師: 年 月 日 專業(yè)教研室審查意見 負責(zé)人: 年 月 日 5

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