某型電控柴油發(fā)動機動力性分析

某型電控柴油發(fā)動機動力性分析,某型電控,柴油發(fā)動機,動力,分析 本科生畢業(yè)設計 (論文 )文獻綜述 設計 (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 機電工程學院 作者所在專業(yè) 車輛工程 作者所在班級 者 姓 名 饒欽 作 者 學 號 20124014138 指導教師姓名 臧繼嵩 指導教師職稱 講師 完 成 時 間 2017 年 3 月 北華航天工業(yè)學院教務處制 說 明 1． 根據(jù)學校《畢業(yè)設計 (論文 )工作暫行規(guī)定》，學生必須撰寫畢業(yè)設計 (論文 )文獻綜述。文獻綜述作為畢業(yè)設計 (論文 )答辯委員會對學生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。 2． 文獻綜述 應在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設計 (論文 )工作前期內(nèi)完成，由指導教師簽署意見并經(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．學生撰寫文獻綜述， 閱讀的主要參考文獻應在 10 篇以上（ 土建類專業(yè)文獻篇數(shù)可酌減） ，其中外文資料應占一定比例。本學科的基礎和專業(yè)課教材一般不應列為參考資料。 5．文獻綜述的撰寫格式按畢業(yè)設計 (論文 )撰寫規(guī)范的要求，字數(shù)在 2000字左右。文獻綜述應與開題報告同時提交。 1 畢 業(yè) 設 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 術存在的幾個問題，探討將來柴油機電控技術的發(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 鍵詞 ： 柴油機；電控系統(tǒng)；噴油技術；發(fā)展動向和前景。 of at of it’s at to of in at of in of 、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，柴油機的應用趨勢在逐漸擴大，由于車用發(fā)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)是關系未來柴油機發(fā)展的關鍵問題。所以近期柴油機領域的主要工作主要為開發(fā)新技術，大力解決柴油機排放問題，可以說將來 車用柴油機車的關鍵技術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)即可主導發(fā)動機甚至汽車的市場。現(xiàn)在國外如歐美市場電子控制高壓燃 油噴射技術已經(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是未來柴油機技術發(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 2 柴油機的發(fā)展已有一百年多的歷史，其技術發(fā)展可分為三個階段。第一階段： 20世紀 20 年代中期以德國 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用就產(chǎn)生了。第二階段： 50 年代初廢氣渦輪增壓技術，奠定了它在該行業(yè)中的動力裝置的基礎。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在柴油機上的應用，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爭能力，柴油機技術的發(fā)展因而進入了一個新的歷史階段。僅 1993 年統(tǒng)計，德國 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 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)的可變預行程的 列泵已達 2 萬多臺，其中絕大部分是電控的。另外如美國 司、日本 司、德國 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水平目前已相當發(fā)達。 目前歐美國家中 100％重型車、 90％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。 ２．２ 國內(nèi) 目前國內(nèi)的柴油機電控燃油噴射技術比國外又落后很多，我國汽車工業(yè)與國際水平還存在相當大的差距，對電控柴油機技術的應用還是不完善。我國的柴油機電控技術起步較晚，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行程控制進行了研究，實現(xiàn)了 列柴油機的調(diào)速控制；北京理工大學用電磁閥通過液壓伺服機構來驅(qū)動齒條實現(xiàn)了直列泵的噴 油量控制；東汽公司在 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)及其與柴油機匹配技術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 究的重點大學如吉林工業(yè)大學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又努力自主開發(fā)，04 年底威孚集團和 司聯(lián)合組建了博世汽車柴油系統(tǒng)股份有限公司，該公司以司技術為依托在無錫生產(chǎn)高壓共軌系統(tǒng)。 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)在一些關鍵技術問題如高速電磁閥的研究、泵油量的控制、執(zhí)行機構的開發(fā)、泄漏問題、 各學科分工合作等還不怎么成熟和完善。目前相關企業(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（ 制部分和執(zhí)行器3 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的傳感器等； 2）電控單元部分即 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，它負責對各種傳感器信號進行分析處理，通過其內(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 柴油機的接口，接受 信號以改變柴油機的狀態(tài) 7。 其中電子控制單元（ 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 原理上的開環(huán)控制，但關于某些特殊參數(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)結構簡單緊湊，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)點是可進行反復多次的噴射，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。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 列柴油機。 ３．３ 電控柴油機噴油技術的優(yōu)點 柴油機電控技術得到大量應用后。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 ［ M］．北京：人民交通出版社， 2004， 15 ［ 2］陳亮，高獻坤，王導南．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［ 3］冒曉建． 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， 2002： 3 ［ 4］周文華．柴油機電控技術綜合研究［ J］．汽車工程， 2002，（ 4）： 34 ［ 5］蔣德明．內(nèi)燃機原理［ M］．西安：西安交通大學出版， 1986，（ 3） :65［ 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 ［ 7］葛郢漢．柴油機的電控噴油技術［ J］．公路與汽車， 2009（ 2）： 16 4 ［ 8］ 楊林．車用柴油機高壓共軌燃油噴射壓力控制技術［ J］．車用發(fā)動機， 2001， （ 5）： 5 ［ 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 ［ 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，（ 3）： 6 5 指導教師意見 指導教師： 年 月 日 專業(yè)教研室審查意見 負責人： 年 月 日