傳統柴油機與共軌式噴射系統的特性優劣對比
發布時間：2024-05-28 點擊：156
傳統柴油機與共軌式噴射系統的特性優劣對比
在較佳的燃油經濟性、較低污染氣體排放及更低柴油發電機噪聲的要求下，傳統機械式調速柴油噴射系統已無法達到目標，只有高噴射壓力、精密出油率及精確的柴油噴油量計量的共軌式柴油噴射系統才能完成。以下將列明康明斯柴油發電機的共軌式柴油噴射系統與普通噴射系統的特性區別以及曲線圖。
一、傳統噴射特性
當今沿用的帶分配器和直列噴油泵的傳統燃油噴射系統（如圖1），只有主噴油階段，沒有引燃和后燃階段，如圖2所示。電磁閥控制分配泵，朝著引入引燃階段的方向發展。傳統燃油噴射系統壓力的產生和噴油是依靠凸輪軸和柱塞完成的。
1、影響傳統噴射特性的因素：
（1）噴油壓力的增加依靠柴油發電機轉速和噴油量的增加。
（2）在實際噴射過程中，噴油壓力增加，然后下降，到噴射末了噴油器關閉。
2、影響結果：
（1）較低油壓時噴油量較少。
（2）峰值壓力是主壓力的2倍。
（3）按照充分燃燒的需求，噴射曲線變化率幾乎呈三角形。
峰值壓力是由機械燃油噴射泵的元件及驅動力決定的，傳統燃油噴射系統的燃燒室決定了a/f混合氣的數量。
圖1 直列柱塞式噴油泵供油系統圖
傳統燃油噴射系統特性曲線圖
二、共軌式的噴射特性
1、與傳統式柴油噴系統比較，下列要求為理想的噴射特性：
（1）產生油壓與柴油噴射各自獨立，且可與柴油發電機任一作用狀況配合，故可提供更高的自由度，已達到理想的空燃比。
（2）噴射初期噴油量極少。
2、共軌式燃油系統結構
共軌式燃油系統結構如圖3所示。共軌式以其引燃噴射與主噴射的特性，可符合上述的噴射特性，其特性曲線如圖4所示。
圖3 共軌式電噴燃油系統圖
圖4 共軌燃油噴射系統特性曲線圖
3、引燃噴射
引燃噴射可以在曲軸上止點前90°開始，如果噴射開始于上止點前不到40°，則燃油會聚集在活塞表面和缸壁上，能夠使機油稀釋。在引燃噴射作用下，少量的柴油（1~4mm3）被噴射到氣缸中，預處理一下燃燒室，燃燒效率因此被改進，并目有以下作用。
（1）壓縮壓力輕微增加。
（2）壓燃延遲時間減少。
（3）燃燒壓力的上升值和燃燒壓力的峰值都降低（燃燒平順）。
這些作用降低了燃燒噪聲和燃油消耗，并且廢氣排放情況也好了很多。缸壓在上止點前平穩上升，在上止點達到峰值，當達到引燃最大的壓力峰值時將產生大的噪聲。帶引燃噴射的曲線圖。在接近上止點（tdc)時壓力達到更高值，并且燃燒壓力的增加也非常迅速，可縮短點火延遲期，引燃噴射間接增加了柴油發電機轉矩。主噴射和引燃噴射之間的時間差和連續主噴射將影響燃油消耗量。
4、主噴射
康明斯柴油發電機輸出功率來源主噴射環節，這就意味著主噴射從根本上主導發機轉矩。實際上其軌燃油噴射系統的噴射壓力在整個噴射過程中始終不變。
5、二次噴射
帶有nox催化轉換器的二次噴射能減少nox的排放。二次噴射緊接著主射．并且發生在膨脹階段或排放階段上止點后200°。通過二次噴射把精確測量的燃油噴到氣中：在引燃和主噴射過程中，廢氣中殘余的熱量導致未燃燒的燃油蒸發，在廢氣排放行程中將廢氣混合物和燃油一起通過排氣門排人廢氣系統。部分燃油通過egr系統進行下一循環的引燃噴射。若裝上合適的nox催化轉換器，將降低廢氣中nox的含量。
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一、傳統噴射特性
當今沿用的帶分配器和直列噴油泵的傳統燃油噴射系統（如圖1），只有主噴油階段，沒有引燃和后燃階段，如圖2所示。電磁閥控制分配泵，朝著引入引燃階段的方向發展。傳統燃油噴射系統壓力的產生和噴油是依靠凸輪軸和柱塞完成的。
1、影響傳統噴射特性的因素：
（1）噴油壓力的增加依靠柴油發電機轉速和噴油量的增加。
（2）在實際噴射過程中，噴油壓力增加，然后下降，到噴射末了噴油器關閉。
2、影響結果：
（1）較低油壓時噴油量較少。
（2）峰值壓力是主壓力的2倍。
（3）按照充分燃燒的需求，噴射曲線變化率幾乎呈三角形。
峰值壓力是由機械燃油噴射泵的元件及驅動力決定的，傳統燃油噴射系統的燃燒室決定了a/f混合氣的數量。
圖1 直列柱塞式噴油泵供油系統圖
傳統燃油噴射系統特性曲線圖
二、共軌式的噴射特性
1、與傳統式柴油噴系統比較，下列要求為理想的噴射特性：
（1）產生油壓與柴油噴射各自獨立，且可與柴油發電機任一作用狀況配合，故可提供更高的自由度，已達到理想的空燃比。
（2）噴射初期噴油量極少。
2、共軌式燃油系統結構
共軌式燃油系統結構如圖3所示。共軌式以其引燃噴射與主噴射的特性，可符合上述的噴射特性，其特性曲線如圖4所示。
圖3 共軌式電噴燃油系統圖
圖4 共軌燃油噴射系統特性曲線圖
3、引燃噴射
引燃噴射可以在曲軸上止點前90°開始，如果噴射開始于上止點前不到40°，則燃油會聚集在活塞表面和缸壁上，能夠使機油稀釋。在引燃噴射作用下，少量的柴油（1~4mm3）被噴射到氣缸中，預處理一下燃燒室，燃燒效率因此被改進，并目有以下作用。
（1）壓縮壓力輕微增加。
（2）壓燃延遲時間減少。
（3）燃燒壓力的上升值和燃燒壓力的峰值都降低（燃燒平順）。
這些作用降低了燃燒噪聲和燃油消耗，并且廢氣排放情況也好了很多。缸壓在上止點前平穩上升，在上止點達到峰值，當達到引燃最大的壓力峰值時將產生大的噪聲。帶引燃噴射的曲線圖。在接近上止點（tdc)時壓力達到更高值，并且燃燒壓力的增加也非常迅速，可縮短點火延遲期，引燃噴射間接增加了柴油發電機轉矩。主噴射和引燃噴射之間的時間差和連續主噴射將影響燃油消耗量。
4、主噴射
康明斯柴油發電機輸出功率來源主噴射環節，這就意味著主噴射從根本上主導發機轉矩。實際上其軌燃油噴射系統的噴射壓力在整個噴射過程中始終不變。
5、二次噴射
帶有nox催化轉換器的二次噴射能減少nox的排放。二次噴射緊接著主射．并且發生在膨脹階段或排放階段上止點后200°。通過二次噴射把精確測量的燃油噴到氣中：在引燃和主噴射過程中，廢氣中殘余的熱量導致未燃燒的燃油蒸發，在廢氣排放行程中將廢氣混合物和燃油一起通過排氣門排人廢氣系統。部分燃油通過egr系統進行下一循環的引燃噴射。若裝上合適的nox催化轉換器，將降低廢氣中nox的含量。
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