欧Ⅲ柴油机技术综述.doc

欧Ⅲ柴油机技术综述 1、欧Ⅲ机技术综述与电控喷油技术　　1.1、国外柴油电喷技术的发展与应用情况　　随着排放法规的日趋严格，电控燃油喷射技术、优化缸内燃烧以及改善燃油品质已逐渐成为有效控制排放，实现欧Ⅱ向欧Ⅲ升级的重要措施。图1为目前国际通行的实现欧Ⅲ排放的技术路线。 图1 图2 电控燃油喷射技术则成为实现欧Ⅲ排放的关键技术和必要手段。电控燃油喷射技术在经历了电子调速器、位置控制与时间控制等几个发展阶段后，目前已经非常成熟，被广泛地应用于轿车、客车、卡车与船用柴油机上。目前应用于柴油机的电子控制燃油喷射技术主要有：　　．电控高压共轨系统（目前产品的适用范围主要为轻型车和船机市场）　　．电控单体泵系统（目前产品的适用范围主要为中重型市场）　　．电控泵喷嘴系统（目前产品的适用范围主要为中重型市场）　　．其它（增压式共轨系统、可变预行程电控直列泵、电控VE 泵）　　图２为当前欧洲车用柴油机燃油喷射系统的应用统计情况。由图可知，高压共轨系统在轻型车领域的应用大约占据78%份额，具有绝对优势。而电控单体泵系统在重型车领域的应用大约占据75%的份额，具有绝对优势。了解这一技术主流趋势，对欧Ⅲ发动机采用何种技术路线有很大帮助，详见以下2.2节欧Ⅲ路线的选择理由。 图3 图4 1.2、电控单体泵系统（EUP）的技术特点　　电控单体泵系统是一种模块化、时间控制的单缸高压泵系统，喷油始点与喷油量分别由电磁阀关闭时刻与关闭的持续时间决定，可达到2000bar的喷射压力。　　电控单体泵系统完全具备满足现行及未来排放限制、保持低油耗的技术能力。电控单体泵系统的技术特点如下：　　．技术先进：不但现在欧洲大部分欧Ⅲ欧IV商用车采用了电控单体泵系统，而且一年前奔驰公司采用电控单体泵系统＋SCR已经实现了欧Ⅴ排放，并正式投产。而其它系统的欧Ⅳ应用才刚刚露头，电控单体泵系统的先进性不容置疑。　　．技术成本低：电控单体泵技术加上机械喷油器即可达到欧Ⅲ排放标准；　　．易于升级：从欧Ⅲ升级到欧Ⅳ，可通过更换电控喷油器来实现，无需对发动机的结构进行大规模修改；通过凸轮轴设计和采用电控喷油器可实现2~3 次喷射；　　．继承性好：对原机械喷油系统发动机结构改动小，可以共用同一个机体、缸盖等重要零部件；整车厂便利、用户便利、售后维修便利且零部件更换成本低；　　．喷油压力高：可满足欧Ⅲ、欧Ⅳ排放所需的高压喷射（现在最新的单体泵喷射压力已达2500bar），大大改善了燃油经济性、提高了缸内净化程度；　　．喷油规律：喷油规律先缓后急，符合理想放热规律要求，有利于降低排放与燃烧噪音；　　．供油能力强：可进行各缸独立控制，特别适用于升功率大的重型柴油机；对中重型来说系统零部件比共轨系统更成熟，并且有长期使用考核验证；　　．适应能力强：由于内部结构特点的不同。相对于共轨系统而言，单体泵系统对燃油品质的要求较低，对燃油灰份杂质、水分的敏感性大大优于共轨系统；　　．安全可靠性好：没有持续的喷射高压源带来的安全隐患，排放稳定性好；对中重型来说，系统零部件比共轨系统成熟，使用寿命长；　　．维修成本低：可进行单缸零部件更换，机械喷油器成本较电控喷油器成本低；　　．一致性控制好：缸平衡控制策略提供了很好的各缸一致性控制，单体泵自校正策略确保了生产一致性控制，电控系统自学习、自诊断策略确保了寿命期内的性能一致性控制。　　上述特点决定了电控单体泵系统不如高压共轨系统娇气，更适应目前中国市场的燃油品质、维修、使用环境。目前，电控单体泵系统的主要国外生产商为德国博世和美国德尔福，两家公司的EUP系统已经被欧洲主流重型车诸如DAF、BENZ、NISSAN、VOLVO等公司作为发动机电喷系统推出市场。图5和图6给出了欧洲最新的两款重型电控单体泵柴油机。 图5 DAF-PACCAR14,DELPHI EUP系统 图6 BENZ-OM924LA,BOSCH EUP系统 1.3、电控高压共轨系统的技术特点　　电控高压共轨技术是指在高压油泵、共轨管、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分开的一种技术，由高压油泵把高压燃油输送到共轨管，通过对共轨管内的油压进行闭环控制，喷压独立可调。　　这种系统具有以下特点：　　．可靠性：对轻型车来说系统零部件成熟且有长期使用考核验证、中型比较成熟；但是对重型柴油机使用寿命未经验证（单体泵供应商声称100万公里，而共轨供应商尚无一敢承诺30万公里）；　　．继承性：结构简单，安装方便。　　．灵活性：共轨油压独立于发动机转速控制、整车控制功能强，适应轻型车特别是乘用车的要求；　　．优化噪声：预喷技术可以降低怠速噪声；　　．喷油规律：共轨系统的初始喷射率太高，不符合柴油机燃烧所需要的先缓后急的规律，不利于排