共轨柴油机中的“共轨”是什么意思?

高压共轨电喷技术是指在由高压油泵、压力传感器和电子控制单元(ECU)组成的闭环系统中,将喷射压力的产生和喷射过程完全分离的供油方式。它利用高压油泵向共轨输送高压燃油,精确控制共轨内的油压,使高压油管的压力与发动机转速无关,可以大大降低柴油机供油压力随发动机转速的变化。

目前,世界上有三大公司正在研发和生产柴油高压共轨系统,如日本电装、德国博世和美国福特。* * *轨道系统将燃油压力产生与燃油喷射分开。如果把单泵柴油喷射技术比作柴油技术的革命,那么* *轨可以称之为反叛,因为它偏离了传统的柴油系统,类似于顺序汽油喷射系统。* * *铁路系统开辟了降低柴油机排放和噪音的新途径。

由于其强大的技术潜力,如今的厂商已经将目光投向了第三代* * *轨系统——压电* * *轨系统。压电致动器已经取代了电磁阀,因此获得了更精确的喷射控制。没有回油管,结构更简单。压力可以在200到2000帕之间弹性调节。最小喷射量可控制在0.5mm3,降低了烟度和NOX排放。

日益严重的能源危机已经成为全世界内燃机行业关注的焦点,柴油机越来越受到用户的青睐。与汽油发动机相比,柴油发动机有很多优势:可以减少20%~25%的CO2排放,在车速较低时加速性能更有优势,平均油耗25%~30%,可以提供更多的驾驶乐趣。因此,有人大胆预测了柴油机在全球汽车生产中的发展趋势,并以地区划分柴油机在世界汽车生产中的比重。然而,与汽油机相比,柴油机的排放控制是一个难点。为了满足排放标准,柴油机先进的燃油喷射系统&高压共轨技术成为业界关注的焦点。几年前,高压轨技术由外资主导,但现在这种局面被打破了。

排放标准的提高必然推动发动机技术的发展。

2005年6月30日,北京率先实施国ⅲ排放标准。2006年7月31日,上海公交和出租车行业新车执行国ⅲ排放标准。2006年9月1,广州开始实施国ⅲ排放标准。今年7月1,国三排放标准将全面实施。到2010,执行国四排放标准。

排放标准的提高必然推动发动机技术的发展。对于汽油机来说,由于技术和后处理相对成熟,要达到现在的排放标准并不难。对于柴油机来说,目前大部分是机械燃油系统,柴油直喷技术发展时间短,必须对发动机进行重新设计,以满足排放标准的要求。目前我国大部分采用进口技术满足现行排放标准(国ⅲ),但也有企业在进行自主研发,如中国一汽无锡油泵油嘴研究所、成都威特等。在更加严格的排放标准下,除了电控燃油系统,发动机整机还引入了许多新技术。世界著名的汽车研发机构里卡多公司推荐了发动机在各个排放阶段的技术要求,从中可以看出* * *轨系统由于其独特的优势,是最具传承性和可持续性的燃油喷射系统之一。

高压轨道系统在国外已经得到广泛应用。

柴油机燃油喷射系统从机械控制发展到电子控制后,电子喷射系统经历了三次变革,即位置式燃油喷射系统、正时式燃油喷射系统和正时压力式燃油喷射系统(* * *轨式系统)。本发明实现了压力建立和喷射过程的分离,使得控制过程更加灵活,可以精确控制小油量,更好地实现多次喷射。

自从1991,日本电装公司发表ECD-U2高压* *轨系统论文以来,国外燃油系统厂商投入了巨额资金和人力来开发* * *轨系统。Bosch公司在1995公布了轿车用高压共轨系统,该系统采用径向柱塞-转子供油泵,喷油器电磁阀采用球阀结构。目前,博世的* *轨系统已广泛应用于欧洲乘用车和轻型车柴油机,如德国戴姆勒-奔驰C系列轿车、意大利AlfaRemeo156轿车、德国大众的奥迪V8涡轮增压柴油机配3.3L、美国通用汽车与日本ISBe3.9L联合生产的Duramax6600柴油机以及美国康明斯的5.9L全电控柴油机。德尔福和西门子分别在1998和2000年推出了Multec DCR 1400 * *共轨系统,采用径向柱塞-转子供油泵,并将德尔福的喷油器电磁阀设计在喷油器中,使得喷油器体积更小。西门子喷油器采用压电执行器,响应时间更短;ECD-U2的第一代产品由日本电装公司在1991开发,在1995匹配日野的J08C柴油机和五十铃的6HK1柴油机。经过多年的改进和完善,最新产品已用于汽车的ECD-U2P系统。

目前* * *轨燃油喷射系统应用广泛。博世生产了2500万套* * *轨系统,并在江苏无锡投资建设了技术中心和工厂,实现了本地化生产。长城汽车和博世公司开发了* * *轨高压柴油机,奥迪、奔驰、华泰等其他品牌也推出了* * *轨系统汽车。国内一些高校、科研院所和企业也通过合作或自主研发取得了有特色的研究成果,已有数十项专利发表。因此,我国在电控直喷柴油机方面积累了一些经验,但总体上与国外仍有差距,主要体现在量产的制造工艺和质量控制上。另外,* * *轨系统国内配套系统不完善,部分部件进口,如单片机芯片,* * *轨压传感器等。

外国公司和中国企业之间的竞争不再占主导地位。

电控柴油机与汽油机相比,国内外差距相对较小。这是因为两个原因:一是国内大部分原装柴油车都有自己的品牌;二是国内柴油车舒适性要求不高,价格较低,外企在与中企竞争中不占优势。

随着排放标准的提高,柴油机必须采用电控喷射系统。目前,国内柴油机电控系统主要包括* * *轨和单体泵等。与国外先进技术相比,虽然不具备同等实力,但发展势头良好。比如无锡油泵油嘴研究所研发的* *轨系统已经在无锡公交使用,国内有大量企业从事电控柴油机的研发,所以未来国内电控柴油机市场一定会有所作为。而国外公司提供的产品价格相对较高,供货价格取决于批号。在目前国内电控柴油机批量不大的前提下,他们很难拿到一个满意的价格。

同时,在售后服务和零配件供应方面,国内自主品牌体系也有明显优势。国内自主研发的电控燃油系统的竞争力主要体现在以下几个方面:一是价格便宜,经济批量小。其次,对于轻卡产品,在批量不大的情况下,可以选择高喷射压力的PM型直列泵+电子调速器+冷却EGR方案,这也是我们的优势。此外,对于中重型车辆,我国第三阶段已经实施了* * *轨、单泵等技术路线。

当然,国产电控柴油机系统还存在很多挑战,比如制造技术不成熟,批量小;燃油质量难以保证;柴油机后处理技术水平不高。但这些都会随着时间的推移逐渐解决。