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    BOSCH第三代共轨喷射系统
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    • 添加时间:09年07月02日 12:12

    前言

          2003年5月bosch公司推出了第三代轿车用压电直接控制式喷油器共轨喷油系统,这是柴油共轨喷射技术领域内的一次技术飞跃,其显著特点是集成在喷油器体中的压电执行嚣使喷油器能迅速开闭.与迄今最好的电磁或压电式控制的喷油系统相比,该第三代轿车用压电直接控制式喷油器共轨喷油系统能降低柴油机排气有害物高达20%,而且其新颖的调节功能有助于提高喷油量的计量精度。

    1    Bosch轿车用共轨喷油系统的发展

          1997年,Bosch公司首次推出轿车用共轨喷油系统,2000年开始批量生产第二代喷油系统,最大系统压力提高160MPa,并开始使用具有油量调节功能的高压泵、经改进的电磁阀喷油器和多次喷射。

          2002年10月,Bosch公司已生产1000万套共轨喷油系统,现在月产约400万套轿车用共轨喷油系统。

          2003年5月,Bosch公司开始批量生产第三代紧凑型压电直接控制式喷油器(图1)共轨喷油系统,这是柴油共轨喷射技术领域的重大举措。该系统在160MPa系统压力和无排气后处理的情况下用于重型汽车时,排放值可达到欧4排放标准。Bosch公司第三代共轨喷油系统可降低柴油机废气排放高达20%,此外还能提高功率5%,或降低燃油耗3%,或降低噪声3dB(A),这要视发动机开发目标而定。下文介绍第三代共轨喷油系统及其部件和发动机试验结果。

         

                     图1   轿车用压电共轨喷油器结构图    

    2 第三代共轨喷油系统

         图2 V6柴油机用Bosch第三代共轨喷油系统布置图

         

                图2 V6柴油机用Bosch第三代共轨喷油系统布置图

         燃油由低压电动燃油泵输送给具有泵油量调节功能的高压油泵,分配单元将进入的燃油分成两路:一路供给泵油元件,另一路用以冷却传动机构和润滑轴承。高压油泵将燃油压缩至最高压力达160MPa,并将其输入油轨。拧紧在油轨上的油轨压力传感器采集实时压力,并通过集成在高压油泵上的分配单元进行燃油压力调节,而拧紧在油轨上的压力调节阀则用于在汽车加速行驶时快速泄压。

        高压燃油经油轨到压电喷油器,它由电控单元根据运行工况来控制,能精确地调节喷油始点和喷油持续期,并且可柔性塑造喷油曲线(喷油相位、喷油次数和喷油量)形状。

    2.1 泵油量可调式高压油泵

         第三代共轨喷油系统采用的CP3.x型泵油量可调式高压柴油泵是一种径向柱塞泵,它具有3个柱塞和安装在钢壳体中的多边凸轮轴(图3)。油泵转速达到4000r/mln时能提供高达160MPa的喷油压力。

         

                  图3 CP3.x型泵油量可调式高压油泵

          通过向油轨精确供应燃油量来调节油轨压力,以此维持系统的喷油压力,这样能减少被压缩至高压的燃油量,从而减少油泵消耗的功率。

        CP3.x型高压油泵有各种不同的结构尺寸,能满足从小排量轿车至大型卡车发动机的需要。供货目录通过各种不同壳体尺寸、柱塞直径和行程的分级来改变泵油量。此外,供货目录中还将电动燃油泵或集成式齿轮泵规定为初级输油泵,以及可选用爪式、锥型或十字型联轴节。

    2.2 高压油管、调压阀和油轨总成

        高强度模块式激光焊接油轨(LWR)的结构方案基本上能满足未来的要求,其表面涂层不含Cr6+,已满足2007年起实施的法规要求。为了调节油轨压力,在油轨两端轴向装有最新一代的压力传感器和调压阀(图4)。

        

                  图4   带压力传感器和调压阀的激光焊接油轨总成

        电磁调压阀由供电电流占空比来控制,通过优化电磁回路和减小磁滞回线能迅速和精确地调节油轨压力,这样就有可能在各种不同的容积流量下保持油轨压力恒定。

        油轨容积必须足够大,以便补偿压力波动,将其对喷射的影响减至最小程度;另一方面油轨容积又必须足够小,以便确保起动时迅速建立起油压。为使其最佳化,在设计阶段运用AMESIM程序进行了模拟计算。