柴油机单体泵
柴油机单体泵
柴油机单体泵是一种应用于柴油机上的电子控制技术,其中单体泵是指针对每个气缸配备的一个高压油泵,也称作喷油泵。这种技术广泛用于大型船舶和火车的动力装置中。单体泵的特点在于其可以通过电磁阀进行电子控制,从而实现对喷射始点和终点的精准控制。
技术发展
随着环保法规日益严格,以及对燃油效率和噪音降低的需求不断增加,柴油机及其相关技术得到了显著发展。为了满足排放标准和噪音要求,同时保持良好的经济性,燃料供应系统必须具备调整喷射时机的能力。单体泵正是在这种背景下应运而生,它通过电子控制的电磁阀实现了对喷射开始和结束的精密控制。
技术特点
柴油机单体泵的技术特点是油泵与配气机构共用同一根凸轮轴,使得结构得以极大简化,并缩短了油泵出口至喷油器的距离。油泵出口处的电磁阀能够精确地计算燃油并控制喷射时间,从而实现对喷油正时和喷油量的精细控制,有助于改善燃烧过程。单体泵的压力提升原理类似于直列泵,使其喷油规律呈现出前缓后急的"三角形"特征,这也有利于燃烧过程的优化。然而,在低转速区域能够提供的压力相对较低,影响了柴油机在低速下的燃烧性能。在国III排放标准下,喷油器仍依赖于弹簧压力控制。到了国IV阶段,机械式喷油器被改为电控喷油器,形成了双电磁阀单体泵系统,燃油喷射压力提高至2500巴,并采用了系统一致性控制,以优化整个喷射过程,并支持多次喷射。
控制功能
油门油量控制
根据驾驶员操作的油门开度和柴油机转速,计算出相应的油门油量,从而使驾驶员能够控制柴油机转速和车辆行驶速度。
目标喷油定时控制
结合排放、油耗、功率以及其他性能因素,如冷启动、噪音等,综合考虑以确定最佳喷油定时。
油量及喷油定时的补偿控制
根据环境参数和运行参数的变化,如大气压力、大气温度、冷却水温和机油温度等因素,进行油量和喷油定时的补偿控制。
冷启动及怠速稳定性控制
通过油门踏板和发动机转速设定基本启动油量和定时,并结合水温补偿和喷油定时调节,实现在冷启动、暖机和怠速状态下的平稳过渡。通过对各缸爆震转速与平均转速的比较,并对各缸进行油量调节,确保稳定的怠速运转。
智能动力控制
提供短期超载功能,允许驾驶员在无需换挡的情况下增加输出扭矩,以便轻松爬坡。
可变怠速仲裁控制
根据多种条件,如温度、电池电压和空调需求,自动调节怠速运行速度。
自动监控、安全保护与自适应控制
ECU能够检测和报告电控系统的故障,并及时向使用者和维护人员显示相关信息。如果传感器发生故障,ECU会使用存储在其内部未经修正的目标值或继续使用传感器。当ECU自身出现问题时,系统会切换到备用回路继续工作。ECU控制系统能够识别控制值与实际值之间的偏差,并利用这些偏差不断修正原始数据,增强电控系统的自适应能力。
最高转速控制
在高速运行或冷机状态下限制喷油量,防止柴油机因过度的机械应力或热负荷而受损。
最大供油量控制
根据柴油机转速和其他车辆运行参数,对指令油量进行限制,以保护柴油机不受过度机械应力和热负荷的影响。
单体泵校正
对每个单体泵进行校准,以提高各个气缸的均匀性和一致性。
此外,还包括怠速微调、长怠速停机和CAN通信等功能。
优点
柴油机单体泵的优点包括:占用空间小,安装灵活,适用于传统发动机气缸盖的设计;拥有坚固紧凑的驱动系统;成本低廉;响应速度快,控制精度高;易于维护。此外,单体泵还能够实现各缸独立的燃油供应控制,以及个别气缸的断缸控制,以优化部分负载工况下的排放和燃油消耗。
目录
概述
技术发展
技术特点
控制功能
油门油量控制
目标喷油定时控制
油量及喷油定时的补偿控制
冷启动及怠速稳定性控制
智能动力控制
可变怠速仲裁控制
自动监控、安全保护与自适应控制
最高转速控制
最大供油量控制
单体泵校正
优点
参考资料