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锡柴国III柴油机培训讲义 南京公交培训中心印制 二OO八年六月三十日 锡柴国Ⅲ柴油机培训讲义 第一部分 国Ⅲ排放标准介绍及其背景 国Ⅲ排放标准介绍及其背景 柴油机排放达到国Ⅲ所需采用的手段 柴油机电控技术的发展历程及优点 一、国Ⅲ排放标准介绍及其背景 背景之一 全球环境状况的持续恶化，内燃机是环境污染的罪魁祸首之一，其产生的废气中包含大量的CO，NOX，HC化合物和没有完全燃烧的炭烟（Particle Metal）等有害物，给大气和生活环境造成极大污染。因此控制发动机的废气排放是目前面临的紧迫任务之一。 背景之二 由于汽车大量增加，从汽车尾气排放到大气中的污染物也大量增加。 1960年，美国加州制订了世界上第一个汽车尾气地方性法规，并于1965年7月开始实施，称加州标准。 1992年，欧盟出台了ECER49，即欧洲I号标准，对汽车尾气NOX、CO、HC、PM以及烟度进行全面限制。 二、国III排放标准 中国从上世纪末提出了等同采用欧洲排放标准。根据2005年5月30日发布的中国排GB17691-2005《车用压燃式、气体点燃式发动机与汽车排气污染物限值及测量方法（中国Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ阶段）》（替代GB17691-2001标准）明确规定第Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ阶段标准执行时间。 标准 实施时间 NOX g/kw·h PM g/kw·h HC g/kw·h CO g/kw·h 烟度m-1 国I 2000 8.0 0.36 1.1 4.5 － II 2004 7.0 0.15 1.1 4.0 － III 2007 5.0 0.10 0.66 2.1 0.8 IV 2010 3.5 0.02 0.46 1.5 0.5 V 2012 2.0 0.02 0.46 1.5 0.5 国III比国II排放限值下降了30%。 三、柴油机排放达到国Ⅲ所需采用的一些手段: 1、必须采用增压中冷技术 （欧Ⅱ已实施） 2、嘴端压力至少1300巴的燃油喷射 （欧Ⅱ已实施） 3、比欧II发动机更为充分的气缸内换气过程（四气门技术） 4、优化的燃烧室涡流形成（小涡流比的缸盖） 5、带有能精确控制喷油时间、喷油形式的电子控制燃油喷射系统（电控共轨技术） 6、带有冷却装置的排气再循环系统（欧Ⅳ采用） 7、可选装催化转化器和颗粒捕捉器等后处理装置（欧Ⅳ采用） 采用满足国III要求的柴油、机油柴油（EN590）： 项目 欧I 欧II 欧III 欧IV EN590-1993 EN590-1999 EN590-2000 EN590-2005 十六烷值≮ 49 49 51 51 硫含量 ppm≯ 2000 500 350 50 机油（API） ： 项目 欧I 欧II 欧III 欧IV 等级 CD（CE） CF-4 CH-4 CI-4 由于国III排放需要通过严格控制气缸内的燃烧放热规律来实现排放指标，这就要求严格控制燃油系统在柴油机的不同工况、在一次喷油的过程中严格按规定油量、规定的供油方式形式进行每一个循环的喷油，毫无疑问这种精准的喷射决不是目前所用的机械控制的直列泵所能实现的。目前国际上通行的是采用电调、电控技术。国外大量的试验研究和整机开发经验表明，一个高于1300巴的燃油喷射压力是欧III柴油机的最起码条件，为建立如此高的喷射压力通常采用的手段有以下几种： 可变预行程电调直列泵（带有TICS结构）； 高品质的分配泵； 每缸独立设置的单体泵； 每缸独立工作的泵喷咀； 把单体泵集成起来的新型直列泵； 电控高压共轨系统。 四、发动机电控技术的发展历程 早在上个世纪70年代，人们就开始研究发动机电子控制技术来替代机械控制，到目前为止，已经研究并生产出许多功能各异的柴油机电子控制技术，大部分已经产品化并投放市场。这期间经历了三代： 第一代：位置控制系统 第二代：时间控制系统 第三代：时间－压力控制系统（电控高压共轨系统） 第一代柴油机电控燃油喷射系统——位置控制系统。这种系统的主要特点是保留了大部分传统的燃油系统部件，如喷油泵－高压油管－喷油嘴系统和喷油泵中齿条、齿圈、滑套、柱塞上的螺旋槽等零件，只是用电子伺服机构代替机械式调速器来控制供油滑套或燃油齿条的位置，使得供油量的调整更为灵敏和精确。 这类技术已发展到了可以同时控制定时和预喷射的TICS 系统。 第二代柴油机电控燃油喷射系统——时间控制系统。这种系统可以保留原来的喷油泵－高压油管－喷油器系统，也可以采用新型高压燃油系统。其喷油量和喷油定时是由电脑控制的强力高速电磁阀的开闭时刻所决定：电磁阀关闭，执行喷油；电磁阀打开，喷油结束。即喷油始点取决于电磁阀关闭时刻，喷油量取决于电磁阀关闭时间的长短，因此可以同时控制喷油量