共軌式柴油發電機組系統手段
高壓噴射”和“噴射自由度”已成為目前柴油發電機組系統的重要手段。共軌式柴油發電機組系統已進入第二代,在180℃A以上的柴油發電機組期可變范圍內,可實現160-180MPa的柴油發電機組壓力和5次多級噴射。
今后,通過共軌式噴射系統各部分強度的提高以及降低漏油量等措施,有望實現200MPa以上的高壓噴射。今后改善燃燒有預混合燃燒和低NOx燃燒等方法,為了實現預混合燃燒,采用可促進預混合的多段噴射與切換燃燒方式等措施,要求具有更高的噴射自由度。此外,因高EGR和低NOx燃燒,作為進氣中O2濃度大幅度降低狀態下的黑煙對策,必須考慮進一步提高噴射壓力。
另一方面,柴油發電機組系統與后處理技術的結合也很重要,NOx吸附還原催化器需要與DPF不同的后噴射模式。在加強噴射自由度和高壓噴射的同時,預計會把“燃燒方式的更改”、“與后處理的結合”等概念增加到新的關鍵詞中。要控制均勻預混合氣的壓縮著火燃燒,必須對影響支配燃料氧化的化學反應的著火前溫度歷程和缸內氣體組成及熱容量等非常難處理的物理量進行控制,預計必須以前所未有的規模使傳感器和控制單元的運算能力實現實用化。而神本等人提出的“預混合燃燒”避開了在火焰溫度和當量比(T―Φ)圖上的NOx和碳煙生區域進行燃燒,實現了超低排放。此外,熱效率的提高也是重要的因素。美國環保署(EPA)提出的“清潔柴油機燃燒”和英國Ricardo研究所提出的“ACTION”理念是把氣缸內的O2濃度降低到11%-14%,在不降低燃燒效率的基礎上實現降低NOx排放90%。
共軌式電控燃油噴射技術的原理
共軌式電控燃油噴射技術通過共軌直接或間接地形成恒定的高壓燃油,分送到每個噴油器,并借助于集成在每個噴油器上的高速電磁開關閥的開啟與閉合,定時、定量地控制噴油器噴射至柴油機燃燒室的油量,從而保證柴油機達到最佳的燃燒比和良好的霧化,以及最佳的點火時間、足夠的點火能量和最少的污染排放。
共軌式電控燃油噴射技術的特點與現狀
柴油機共軌式電控燃油噴射技術是一種全新的技術,因為它集成了計算機控制技術、現代傳感檢測技術以及先進的噴油結構于一身。該技術的主要特點是:
1.采用先進的電子控制裝置及配有高速電磁開關閥;
2.采用共軌方式供油;
3.高速電磁開關閥頻響高,控制靈活;
4.系統結構移植方便,適應范圍寬。
這一技術的研究與開發熱點在于:
(1)如何解決高壓共軌系統的恒高壓密封問題;
(2)如何解決高壓共軌系統中共軌壓力的微小波動所造成的噴油量不均勻問題;
(3)如何解決高壓共軌系統的多MAP(三維控制數據表)優化問題;
(4)如何解決微結構、高頻響電磁開關閥設計與制造過程中的關鍵技術問題。
共軌式電控燃油噴射技術對環境保護的促進作用
共軌式燃油噴射技術有助于減少柴油機的尾氣排放量,以及改善噪聲、燃油消耗等方面的綜合性能;它在有利于地球環境保護的同時,也必將促進柴油機工業、汽車工業及與之相關工業的發展。