发电机维修:柴油发动机喷油系统技术分析

发电机维修:柴油发动机喷油系统技术分析

1、 在柴油发动机中,直喷和电喷叧一种喷油方式更先进?
答:从喷油方式定义上讲,直喷是针对喷油位置而定义的。柴油发动机的喷油系统一般为压燃,按喷油位置分为直喷和预燃室喷油两种方式。现有的中高速(1500rpm 或以上)柴油发动机一般为直喷,如卡特彼勒3500系列或以下的柴油发动机;而一些低转速大缸径柴油发动机为了保障缸体内喷油均匀和燃烧更充分而采用预燃室喷油方式,如卡特彼勒3600系列柴油发电机组。

电喷是针对喷油控制方式而定义的。电子喷油方式有三个必要条件:
a、 电子控制装置(即计算机控制系统),如卡特的电子控制模块ECM ;
b、 无传统的机械系统,每个喷油泵独立工作独立控制,不再像机械喷油方式那样多个喷油嘴由单个喷油泵同时控制,整齐划一);
c、 电子单体泵(电喷发动机的喷油泵集成在喷油嘴上,一个汽缸一个喷油泵。每个喷油泵的喷油时间和喷油量直接由计算机控制系统分别控制)。如卡特彼勒EUI。
直喷和电喷是两种不同类别的喷油方式,无法进行比较优劣。对于中高速柴油发动机来说,电喷是直喷中的一种。

2、 高压共轨和电子喷油哪种喷油方式更好?
答:柴油发动机喷油系统按调速控制和喷油方式不同,现阶段我们经常用到的喷油方式有以下几种:机械调速机械喷油、电子调速机械喷油、电脑调速机械喷油、电脑调速电子喷油和电脑调速高压共轨。其中高压共轨和电子喷油是当今最先进的两种柴油发动机喷油方式。不分伯仲,各有千秋。高压共轨提高了喷油压力,解决了低压喷油时油量控制不准确的问题,使燃烧更充分,燃烧效率更好,发动机排放更好。同时各个缸体同时喷油,发动机稳定性增加。缺陷是若高压油泵故障,发动机将整体故障,无法运行。电子喷油采用电子单体泵,每个喷油泵单独控制,分别控制了每个喷油泵的喷油量和喷油时间,达到了燃烧充分,燃烧效率高和排放优良的特点;即使单个喷油泵故障,发动机仍能带载运行。缺陷是由于各个缸体独自为政,在稳定性方面有所欠缺。

3、 电脑调速机械喷油和电脑调速电子喷油区别在哪里?
答:通过电脑控制,使发动机喷油更加准确,这是在减少能耗和降低排放的大环境趋势下的必然趋势。不可否认,每个发动机生产厂家都投入了大量人力和物力来改善发动机喷油控制系统。但不同喷油方式还是存在差异。请看这两种喷油方式的结构图:

A、 电脑调速电子喷油结构图:


B、 电脑调速机械喷油结构图:


从两种喷油方式的结构图中我们可以看出虽然两种喷油方式均采用了电脑控制,但A种采用的是电脑控制单体泵,而B种采用的电脑控制执行器。总结起来有两点重要不同:

a、 电子单体泵EUI :A种采用的是电子单体泵,每个缸体一个,每个缸体的喷油由ECM单独控制;B种采用的是一个高压油泵和多个喷油嘴的喷油 方式,多个缸体的喷油整齐划一,由电脑通过控制执行器来控制。

b、 电脑控制程序:A种喷油方式控制系统电脑采集了各种各样条件下的喷油状态后制成各种各样的喷油形式(Map),喷油时根据传感器压力,温度和转速等信息与电脑中储存的样本进行比较而作出的喷油量与喷油时间的控制。B种喷油系统控制系统采用PID方式来控制。A种控制的真正困难在于每种控制软件需收集各种各样条件下的喷油数据,建立喷油样本(Map)。卡特彼勒投入了大量的人力和物力收集发动机运行数据,并根据收集到的数据经常更新发动机喷油控制软件。这也是为什么卡特彼勒新机为何需进行100万多小时试验后才能真正推入市场的重要原因。卡特彼勒在新机推出后还继续源源不断地收集喷油数据并通过反馈数据不断地更新喷油控制程序,使其喷油控制日臻完善。

4、 现有的喷油方式有哪些?如果根据其对发动机油耗、稳定性、排放和瞬态反应的影响,如何排名这些喷油方式的先进性?
答: 柴油发动机喷油系统按调速控制和喷油方式不同,现阶段我们经常用到的喷油方式有以下几种:机械调速机械喷油、电子调速机械喷油、电脑调速机械喷油、电脑调速电子喷油和电脑调速高压共轨。排名如下:
⑴ 电脑调速电子喷油和高压共轨
⑵ 电脑调速机械喷油
⑶ 电子调速机械喷油
⑷ 机械调速机械喷油