D6114电控柴油机的开发与性能匹配研究.pdfVIP

D6114电控柴油机的开发及性能匹配研究 刘雄纪丽伟 张惠明李绍安 天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室 上海柴油机股份有限公司无锡威孚公司 摘要本文主要讲述国家经贸委“十五”期间重点科技项目“D6114电控柴油 机”的开发及性能匹配研究过程。文中重点介绍了项目开发过程中所采用的喷油系 统各个零部件的原理、结构及研制和制造过程中的难点和解决途径。同时，文中还 仔细介绍了电控柴油机研制及性能匹配研究过程中的试验方法、试验过程及试验结 果。试验结果不仅证明了科研项目取得阶段性的成功，同时其试验方法和试验过程 也为电控柴油机在我国柴油机行业的推广和应用提供了宝贵的经验。 关键词 电控柴油机 开发 性能匹配 日U舌 为适应节约能源和环境保护的需要，柴油机对燃油喷射系统提出的要求是：高喷射压力、 灵活可控的喷油特性，以满足现代柴油机对燃油的良好喷射雾化及可随着发动机转速和负荷 的变化，自行调节喷油定时、喷油速率及喷油次数要求，使燃油系统在不同工况下都可为发 动机提供最优的喷油特性参数。高压共轨电控喷油系统实现了燃油喷射的压力时间调节，不 仅克服传统的泵一管一嘴系统中压力脉动对喷油特性的影响，而且实现了对喷油特性的灵活控 制。 2000年12月，上海柴油机股份有限公司、上海内燃机研究所和无锡威孚集团共同承担 了国家经贸委“十五”期间重大科研项目“电控D6114B型柴油机的开发”，通过三方的协 14B型电控柴油机点火成功。经 作努力，研制生产出高压供轨电喷系统，2002年12月D61 14B型柴油机不仅在动力性和经济性方面优 过悉心的研究和仔细的标定，电控高压共轨D6l 于传统的直列泵柴油机，而且其排放指标也较直列泵柴油机有明显的改善。这是我国首次研 制开发出的高压共规电喷柴油机产品。它具有我国自己的完全自主知识产权。电控高压共轨 D6114B型柴油机的研究及制造过程都是按照产品的要求进行的，符合我国柴油机厂和油泵 厂的生产实际，因此它为我国柴油机和喷油泵行业研制和开发电控柴油机和喷油系统提供了 有益的经验。 306 宣读论文 1高压共轨系统 图1高压共轨系统示意图 高压共轨系统是一种新型柴油机电控燃油喷射系统，其系统原理如图1所示。它不再采 用分缸脉动供油原理，而是用～个具有较大容积的共轨管把高压燃油蓄积起来并消除压力波 动，再输送到每个喷油器上，通过控制喷油器上的电磁阀实现喷油的开始和终止。这种系统 具有下述优点： (1)可实现高压喷射，喷射的压力最高可达到200MPa。 (2)喷射压力独立于发动机转速，可以改善发动机低速、低负荷时的性能。 (3)可以实现预喷射，调节喷油速率形状，实现理想喷油规律。 (4)喷射定时和喷油压力可自由选定。 (5)具有良好的喷射特性，可优化燃烧过程，使发动机油耗、烟度、噪声和排放等综合 指标得到明显改善，并有利于改进发动机扭矩特性。 (6)结构简单、可靠性好、适用性强，可以在所有新老发动机上应用。 无锡威孚公司研制的高压共轨喷油系统主要包括： · 供油泵： 参照E{本DENSO公司的ECD—u2系统，采用直列两缸供油泵，三桃凹弧凸轮柱塞直径 采用柱塞腔溢流改变供油量以调节共轨压力，主要难题在于柱塞偶件的形位公差要求、调压 阀的结构设计和加工方法。 · 喷油器： 电控喷油器的原理结构如图2所示，其与传统的直列泵喷油器最大的区别是安装了控制 喷油定时的三通电磁阀。另外，电控喷油器的喷油原理也与传统喷油器有所不同。传统喷油 041040 307 器依靠弹簧预紧力来控制喷油器起喷压力和喷油持续时间，同时喷油定时与喷油压力受到发 动机转速与负荷的制约。电控喷油器通过合理设计液压活塞上部控制室的进油孔与回油孔的 截面积比例，达到控制喷油器起喷压力和喷油规律的目的。喷油器设计中最主要的难点一方 面在于要合理设计控制室的进油和回油孔，因为这