柴油機(jī)噴油器設(shè)計(jì)【9張圖紙】

柴油機(jī)噴油器設(shè)計(jì)【9張圖紙】,9張圖紙,柴油機(jī),噴油器,設(shè)計(jì),圖紙 武漢工業(yè)學(xué)院英文文獻(xiàn)翻譯 柴油機(jī)電控燃油動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì) 趙福堂 杜偉 （北京工程協(xié)會，北京車輛工程學(xué)校，100081，北京） 摘要：柴油機(jī)電控燃油泵將用于柴油機(jī)綜合動(dòng)力系和多參數(shù)控制。理論分析證明，在曲軸轉(zhuǎn)角的范圍內(nèi)對燃料噴射量進(jìn)行設(shè)計(jì)，此設(shè)計(jì)是在發(fā)動(dòng)機(jī)的測量和試驗(yàn)之后進(jìn)行的。等速凸輪軸傳動(dòng)裝置對EUP系統(tǒng)燃料噴射量的提前角和噴射時(shí)間是沒有影響的。其控制精度完全能夠滿足噴油時(shí)間圖譜和發(fā)動(dòng)機(jī)最大輸出功率的要求。 關(guān)鍵詞：柴油機(jī)電子組合泵、綜合傳動(dòng)、電控部件。 綜合動(dòng)力系統(tǒng)是指發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)部件為一個(gè)整體。設(shè)計(jì)方法和控制系統(tǒng)要統(tǒng)一考慮，很顯然，發(fā)動(dòng)機(jī)的作用一方面是輸出最大扭矩并節(jié)約燃料和動(dòng)力輸出。另一方面研究集中在發(fā)動(dòng)機(jī)換檔期間，由柴油機(jī)電子單元泵和自動(dòng)變速器組成的自動(dòng)控制部分?？刂破鲃?dòng)力裝置傳動(dòng)的發(fā)展和發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出的精確調(diào)校。 柴油機(jī)的動(dòng)力裝置是在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間噴射適量的燃油進(jìn)入燃燒室，發(fā)動(dòng)機(jī)性能的定義就是依此為基礎(chǔ)的。例如：功率曲線、速度調(diào)節(jié)、扭矩儲備系數(shù)等等。 1 EUP控制方法 燃料噴射時(shí)時(shí)控制系統(tǒng)最重要的是發(fā)動(dòng)機(jī)操控單元，它保障控制精度來達(dá)到 能量消耗最少的要求。 傳感器的信號是來自對凸輪軸位置的檢測，信號是對曲軸測量參數(shù)，即噴油量和噴油時(shí)間的關(guān)系。微型調(diào)速器(MCU)是由計(jì)時(shí)器結(jié)構(gòu)模塊(CTM)和定時(shí)處理部件(TPU)控制的。當(dāng)計(jì)時(shí)器結(jié)構(gòu)模塊被凸輪軸觸發(fā)器中斷，控制部件將為燃料供給系統(tǒng)作出相應(yīng)的反應(yīng)，集中維護(hù)模塊中的曲軸信號連接定時(shí)處理部件(TPU），集中維護(hù)模塊檢測出一個(gè)脈沖和齒數(shù)。如果存才Z個(gè)齒，那么跨度就是。 脈沖式控制器由PSP和PMM相結(jié)合發(fā)出的，PSP有兩種工作方式，角—角、角—時(shí)間，在角—角工作模式中，上升沿和下降沿的輸出脈沖與兩者沒有關(guān)系。在角—時(shí)間工作模式中，下降沿的輸出脈沖取決于上升沿，其控制參數(shù)是ANGLE1開始角和ANGLE1結(jié)束角。噴油時(shí)間是由EUP的兩個(gè)參數(shù)控制。噴射時(shí)間取決于以上兩個(gè)參數(shù)的位置結(jié)合。我們使用的是角—角工作模式來對發(fā)動(dòng)機(jī)工作的控制。 圖1-1 邏輯控制電路控制噴射量和噴射時(shí)間圖 對于噴油量和噴油時(shí)間的計(jì)算方法是保證提前角的控制精度，角度應(yīng)是個(gè)整數(shù)，并且與十六進(jìn)制成比例。例如：一個(gè)距離是，那么結(jié)果就是。關(guān)于合適的燃料噴射系統(tǒng)，通常用下面公式表示： 2 EUP的研究 2.1 噴射時(shí)間的延遲 一個(gè)燃料噴射延遲的開始位置是由EUP發(fā)出的驅(qū)動(dòng)信號來控制的，燃料的 噴射在一個(gè)短期內(nèi)的倍增稱之為噴射延遲。EUP是一個(gè)復(fù)雜的控制系統(tǒng)，由電子單元、液壓、機(jī)械部件組成，所以這個(gè)延遲是三元化的。這意味著控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是由驅(qū)動(dòng)脈沖延遲部分來對噴射量進(jìn)行有效控制，延遲是由一個(gè)壓電晶體傳感器來控制的，它位于高壓油管上，例如圖2-1，燃油噴射時(shí)間由噴射器控制，延遲在不同的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下進(jìn)行試驗(yàn)，用延遲角表示。發(fā)動(dòng)機(jī)在較高的轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)則是一條非線性的曲線，發(fā)動(dòng)機(jī)在低速時(shí)的曲線斜率較大。 圖2-1 噴射延遲波形 2.2 噴油量和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 在一定的時(shí)間內(nèi)，噴射到氣缸的燃油取決于壓力變化和燃料的比率。因?yàn)楹笳呷剂系幕厥杖Q于泄壓閥和公式2-1： （2-1） 是燃油回流系數(shù)，是表面積，是在出口或在出口之前的輸出壓力，是燃料在裝有可調(diào)節(jié)彈簧的空值桿上的作用力。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升到較高的壓力時(shí)，監(jiān)測口處的德操縱桿上的力是靜止不變的，它以較高的比率反饋到燃料模塊上，另一項(xiàng)重要的就是壓差數(shù)值是管內(nèi)的壓力滯后，這個(gè)時(shí)間間隔會使發(fā)動(dòng)機(jī)長時(shí)間地高速運(yùn)轉(zhuǎn)，從而使燃油回流增加，在圖2-2中，燃料噴射量的增加同燃料供給角、高轉(zhuǎn)速的最低位置的計(jì)算、燃料噴射持續(xù)時(shí)間成線性關(guān)系，并且大于對低速的要求。是每個(gè)噴射循環(huán)的噴油量。 圖2-2 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與噴射量圖 2.3 噴油定時(shí) 噴油定時(shí)的作用是控制發(fā)動(dòng)機(jī)燃料經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性的關(guān)鍵，有效的噴油時(shí)間就是燃料時(shí)間滯后一個(gè)供給角，單位壓力燃油泵的變化率可以表示為式2-2： （2-2） 為燃料彈性模量，為噴油量的增量，為燃油管的體積和橫截面，等式中如果全部的參數(shù)是唯一不變的，噴油量的上升速度會影響壓力的變化。使用一個(gè)斜率為常數(shù)的凸輪軸作為驅(qū)動(dòng)輪，燃料供給角的增加量則開始線性變化。從圖2-3中可以得到燃料噴射量是線性增加的，這條曲線在不同的噴射時(shí)間下不會改變。 圖2-3 噴油時(shí)間與噴油量 3 實(shí)驗(yàn)研究 測試工作已經(jīng)在一個(gè)四氣缸的渦輪增壓柴油機(jī)上完成了。 眾所周知，超高壓噴射系統(tǒng)的EUP可以滿足歐洲II排放標(biāo)準(zhǔn)，有的甚至可以滿足歐洲III排放標(biāo)準(zhǔn)。對噴射系統(tǒng)EUP的校準(zhǔn)工作是非常重要的，其關(guān)鍵部分是噴油時(shí)間，即燃料的經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性，在1300r/min, 32N/m的工況下進(jìn)行試驗(yàn)得到了這些數(shù)據(jù)，從噴射角開始，在燃油經(jīng)濟(jì)性和排氣溫度變化很小的情況下檢測檢測NO的濃度是否增加，減少NO的濃度是一個(gè)趨勢，而且噴射起始角越小，燃料燃燒效果就越好。反之，尾氣排放、燃油經(jīng)濟(jì)性和排氣溫度就會越差。 根據(jù)這種規(guī)律我們繪制出了燃油噴射圖（圖3-1）。圖中表示了發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高時(shí)，噴射角開始增加，所以混和氣控制裝置的工作時(shí)間也會增加，當(dāng)負(fù)荷減少時(shí)，噴射角則相應(yīng)減小，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降到1400r—1800r/min時(shí)，這種圖譜則適應(yīng)重型柴油機(jī)的燃料噴射規(guī)律。 圖3-1 燃油噴射圖 工作的第一步是繪制出載荷曲線，我們發(fā)現(xiàn)噴射脈沖與供給角呈線性關(guān)系，功率在噴射時(shí)間上可以自由控制，根據(jù)此種規(guī)律繪制出了滿載負(fù)荷時(shí)和極限功率曲線圖3-2 圖3-2 滿載負(fù)荷時(shí)和極限功率曲線圖 考慮到速度穩(wěn)定性，首先讓硅油離合器停止工作，使燃油經(jīng)濟(jì)性達(dá)到，甚至超過這個(gè)數(shù)值。高壓持續(xù)噴射時(shí)間相應(yīng)減少，在此我們可以得到極限角的額定點(diǎn)，噴射延遲性是對高速柴油機(jī)包括重負(fù)載柴油機(jī)在內(nèi)都是有很大幫助的。時(shí)時(shí)校準(zhǔn)工具—CUCSA對額定功率曲線、燃油速度的調(diào)節(jié)、扭矩儲備系數(shù)都可以自由地控制，因?yàn)椴煌墓ぷ鳡顩r都是適用的。在不同的燃料噴射時(shí)間內(nèi)都是可以人為控制?？傊l(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)可以在不同的速度范圍內(nèi)進(jìn)行控制。 4 結(jié)論 以上的研究是以下面三個(gè)條件為基礎(chǔ)進(jìn)行研究的。 1，根據(jù)柴油機(jī)EUP來設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴射量進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，按照發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力裝置傳遞，控制系統(tǒng)中的諸多參數(shù)。 2，燃油噴射時(shí)間圖譜和發(fā)動(dòng)機(jī)功率峰值性能曲線的完成，可以精確的控制曲柄轉(zhuǎn)角達(dá)到 參考文獻(xiàn)：（略） 6