性能特點和作用說明

電控泵噴嘴和共軌燃油系統的優缺點與區別

 

摘要：眾所周知，柴油發電機的優點是省油、動力強、經濟、維修方便，只要解決環保排放問題這個缺點就具有更大的市場前景，而實現電控柴油機的方案現在看來是一個很好的解決措施。實現柴油控制有三條技術路線圖，分別是單體泵、泵噴嘴和高壓共軌。康明斯公司在本文中著重就市場上主用的泵噴嘴和高壓共軌兩大燃油系統各自的優點、缺點進行綜合對比及分析，最終給予的結論是高壓共軌更具有優勢和市場前景。

 

一、泵噴嘴燃油系統（EUI）的特征

 

       泵噴嘴系統原理如圖1所示。其最大的特點是增加了噴油壓力，泵噴嘴的噴射壓力都能達到200MPa以上。由于噴射壓力直接影響柴油燃燒做功效率，因此，泵噴嘴的燃燒效率很高。在泵噴嘴系統中，噴油泵和噴嘴組成一個單元。每個氣缸的缸蓋上都裝有這樣一個單元，它直接通過搖臂或間接地由柴油機的凸輪軸通過推桿來驅動。

       電控泵噴嘴燃油噴射系統主要由泵噴嘴、驅動搖臂機構、電子控制單元（ECU）及各種傳感器等組成，如圖2所示。電控泵噴嘴燃油噴射系統的特點是燃油壓力升高仍然是機械式的，噴油始點和終點由電磁閥控制，噴油量和噴油時間是由電磁閥控制。

1、優點

（1）高壓燃油通過氣缸蓋頂端的頂置凸輪軸直接驅動形成，沒有了額外的高壓燃油管路，避免了管路泄漏并消除了管路壓力損失的可能。

（2）由于噴射裝置與燃油增壓的一體化，燃油噴射可以在短時間內高效高壓完成，且靈活控制其噴油量、壓力、正時，且其噴油壓力達到200MPa以上，超過共軌系統所能夠達到的水平。

（3）對燃油的適應性比高壓共軌強。

（4）燃油系統能進行單缸維修。

2、缺點

（1）要求頂置凸輪軸設計，因而對缸蓋的剛度設計有較高要求。

（2）發動機轉速控制噴射壓力，低速時油壓低，不利于改善低速燃燒性能。

（3）多次噴射難于實現，更新換代產品缺乏技術延續性，即便對噴油器采用二級電磁閥控制，會使結構更加復雜。

 

圖1  電控柴油機泵噴嘴燃油系統原理圖

圖2  柴油機電控泵噴嘴結構圖

 

二、高壓共軌（DCR）的特征

 

      高壓共軌全稱叫做電控高壓共軌噴射系統，結構組成如圖3所示，原理如圖4所示。共軌噴射系統簡單的說就是由一個油泵產生高壓柴油，再將高壓柴油儲存倒共軌管里，由ECU根據各傳感器的數據計算出最佳噴油正時和噴油量，再由電控的噴油器噴入汽缸進行燃燒。它的最大特點是產生壓力和噴入汽缸的過程完全分開，這樣的好處是能保證每個噴油器的噴射壓力一致，并且可以做到多次噴射，使燃燒更完全排放更佳。高壓共軌是通過高壓油泵在共軌管里建立高壓柴油，再由ECU通過各信號調節電控噴油器的噴油量及噴油正時，這里面的核心部件電控噴油器配合精度高，噴油孔直徑也較小，這就對柴油的清潔程度要求也較高。

1、優點

（1）高噴射壓力，目前最高可達180MPa，比一般直列泵高出一倍。

（2）噴油壓力與發動機轉速無關，把產生壓力與實際燃油噴射過程分離，使發動機低速、大負載的性能得到改善。

（3）特殊設計的電控噴油器可靈活實現多次噴射，調節噴油率形狀，噴油規律實現理想化。

（4）可以自由選定噴油正時和噴油量。

（5）驅動扭矩振動小，噪聲小、振動低。

（6）適用性強、結構簡單，容易在發動機上的安裝。

2、缺點

（1）油品的適應性較差，共軌系統對燃油中的硫含量比較敏感，會使維修頻次增加。

（2）故障后，用戶的維修成本高。

 

圖3  電控柴油機高壓共軌燃油系統結構圖

圖4  電控蓄壓式共軌燃油噴射系統原理圖

 

三、性能對比

 

      泵噴嘴（EUI）與高壓共軌（DCR）燃油噴射系統的綜合比較優缺點比較見表1。

 

表1 泵噴嘴和高壓共軌燃油噴射系統各自的特點以及優缺點比較

 

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