《现代汽车新技术》（第3版）姜立标升级课件第1章-汽车发动机新技术

现代汽车新技术本课程配套教材：《现代汽车新技术》（第3版）北京大学出版社主编姜立标丛书名：高等院校汽车专业"互联网+"创新规划教材作者：姜立标第一章

汽车发动机新技术未来汽车技术发展近期汽车技术发展发展节能与新能源汽车

发展先进发动机，提高燃烧效率节能减排目标发展汽车轻量化技术汽车节能减排的3种主要途径

博世公司的汽车动力能源技术发展路线图

不同节能和新能源汽车技术全过程的能源消耗和CO2排放

汽油柴油LPGCNGCBG乙醇（SB）乙醇（小麦）乙醇（纤维素）乙醇（蔗糖）MTBE,TBE生物柴油合成柴油（天然气）合成柴油（煤）合成柴油（木材）二甲醚（天然气）二甲醚（煤）二甲醚（木材）WTW温室气体排放量(gCO2/km)WTW总能耗（MJ/100km）一般来说，替代燃料能源效率低于传统燃料。各种先进动力系统轿车的燃油经济性比较

福特公司对主要车用动力进行的热效率分析

复合涡轮增压重型直喷柴油机氢燃料电池发动机重型直喷柴油机小型高速直喷式（HSDI）柴油机预燃室式非直喷式（IDI）柴油机直喷火花点燃（DISI）稀燃分层DISI稀燃均质DISI理想化学配比火花点火（SI）点喷射与理想化学配比燃气涡轮增压发动机最高热效率（%）欧洲汽油动力与柴油动力系统轿车燃油经济性比较

各种动力的有效热效率主要国家的柴汽比及柴油乘用车比重

柴汽比柴油车比重美国日本德国意大利法国目录0.汽车发动机历史回顾1.发动机进排气控制新技术2.燃油缸内直喷（GDI）技术3.发动机均质充量压缩燃烧技术4.可变压缩比（VCR）技术5.柴油机电控高压共轨燃油喷射技术6.汽车起动停止系统7.发动机技术应用（小型化/双喷射/水喷射）1.0汽车发动机历史回顾

1-机油泵链轮；2-空调压缩机；3-活塞；4-排气歧管；5-气门；6-凸轮轴；7-挺柱；8-喷油器；9-发电机；10-进气歧管；11-导向轮；12-水泵；13-动力转向油泵；14-油底壳发动机整体构造图汽车发动机历史回顾发动机是汽车的心脏，经历了蒸汽时代、化油器时代和电喷时代，其中奥托提出了内燃机的四冲程理论，为内燃机的发明奠定了理论基础。汽车发动机历史回顾四冲程发动机工作流程图汽车发动机历史回顾化油器优点有：能够将内燃机的油气比控制在理想的水平上，不论天候、温度，永远进行着一成不变的工作。而且化油器的成本低、可靠度高，维修、保养容易。缺点：在冷车启动、怠速运转、急加速或低气压环境等，这样固定的供油方式实际上并无法全面满足引擎的运转需求，甚至可能因而产生黑烟、燃烧不全与马力不足等状况。汽车发动机历史回顾电喷发动机系统组成最大优点就是燃油供给控制十分精确，让引擎在任何状态下都能有正确的空燃比，不仅让引擎保持运转顺畅，其废气也能合乎环保法规的规范。1.1发动机进排气控制新技术1.可变气门正时技术1）VTEC技术2）VVT-i技术3）Valvetronic技术2.可变长度进气歧管3.电子节气门技术可变气门正时技术可变气门定时技术VVT（VariableValveTiming）指的是发动机气门升程和配气相位定时可以根据发动机工况作实时的调节。VVT技术可分为3种：可变相位（phase）技术，可变升程（lift）技术，以及可变相位和升程技术。代表性的VVT技术是本田公司的VTEC（VariableValveTimingandValveliftElectronicControlSystem），丰田公司的VVT-i和宝马公司的Valvetronic技术。VTEC技术VTEC配气机构整个VTEC系统由发动机电子控制单元（ECU）控制，ECU接收发动机传感器（包括转速、进气压力、车速、水温等）的参数并进行处理，输出相应的控制信号，通过电磁阀调节摇臂活塞液压系统，从而使发动机在不同的转速工况下由不同的凸轮控制，影响进气门的开度和时间。VTEC技术VTEC系统工作原理发动机低速时，小活塞在原位置上，三根摇臂分离，主凸轮和次凸轮分别推动主摇臂和次摇臂，控制两个进气门的开闭，气门升量较少，情形好像普通的发动机。虽然中间凸轮也推动中间摇臂，但由于摇臂之间已分离，其它两根摇臂不受它的控制，所以不会影响气门的开闭状态。VTEC工作原理VTEC工作原理当发动机在中低速工作时，控制系统使主、副摇臂与中间摇臂分离，利用两侧的低速凸轮A、B驱动主、副摇臂，压动气门开启。中间摇臂在弹簧的作用下与中间凸轮（高速凸轮）一起转动，但此时由于没有油压作用于同步活塞，所以中间摇臂与气门的开闭无关。当发动机高速运转时，控制系统使摇臂内部的液压活塞沿箭头方向移动。此时主、副及中间摇臂在同步活塞的作用下连成一体，均由中间凸轮（高速凸轮C）来驱动，从而获得高功率所需的配气正时和气门升程。VTEC技术i-VTEC系统构成i-VTEC系统是在现有系统的基础上，添加一个称为“可变正时控制”VTC（Variabletimingcontrol），即一组进气门凸轮轴正时可变控制机构，通过ECU控制程序，控制进气门的开启关闭。i-VTEC系统可连续调节气门正时，且能调节气门升程。

i-VTEC各种工作模式下的状态及实现目标工作模式VTC工作状态VTEC工作状态控制目标怠速控制模式VTC以较小气门重叠角（进气门滞后）控制凸轮正时，有助减小废气倒流内进气管内VTEC分别控制两个气门各自独立工作，产生强烈涡流，以便怠速时增加混合气空燃比（稀燃）获得最佳燃油经济性和降低燃烧室废气排放稀薄燃烧控制模式VTC以较小气门重叠角（进气门滞后）控制凸轮正时VTEC分别控制两个气门各自独立工作，产生强烈涡流，有助减小废气倒流内进气管内增大混合气空燃比（稀燃），改善经济性和排放普通燃烧控制模式VTC增大气门重叠角，让部分废气倒流入进气管内，以便在下一进气行程稀释空气中氧气含量，降低NOx排放VTEC分别控制两个气门各自独立工作，产生强烈涡流，加快燃料空气混合和燃烧速度产生EGR效果，以增加经济性和减低排放低速高负荷控制模式VTC控制最佳凸轮相位（滞后），获得发动机最佳转矩VTEC分别控制两个气门各自独立工作，产生强烈涡流，加快低转速时混合状态和燃烧速度获得最大转矩高速控制模式VTC控制最佳凸轮相位（滞后），充分利用气流惯性，增大冲量VTEC切换同步活塞连接高速凸轮和低速凸轮，两气门由高速凸轮驱动获得大升程，充分进气获得最大功率VVT-i技术VVT-i系统组成最大特点是可根据发动机的状态控制进气凸轮轴，通过调整凸轮轴转角对配气时机进行优化，以获得最佳的配气正时，从而在所有速度范围内提高扭矩，并能大大改善燃油经济性，有效提高汽车的功率与性能，减少油耗和废气排放。双VVT-i系统双VVT-i系统双VVT-i指的是分别控制发动机的进气系统和排气系统。在急加速时，控制进气的VVT-i会提前进气时间，并提高气门的升程，而控制排气的VVT-i会推迟排气时间。Valvetronic技术1－扭转弹簧；2－支架；3－进气凸轮轴；4、10－下摇臂；5－排气凸轮轴；6、8－液压挺柱；7－排气门；9－上摇臂；12－进气门；13－蜗杆轴；14－伺服电动机；15－偏心轮；16－蜗轮；图1-11Valvetronic系统组成Valvetronic技术气门开闭仍由凸轮轴来控制，而凸轮上的凸轮却并非与气门直接贴合，而是通过一个摇臂机构，然后才作用到气门。这个摇臂机构可以通过自身角度的改变来控制开启气门的深度，从而使气门的行程发生改变。而摇臂本身是由一个步进电机带动一个凸轮来控制的，步进电机对于凸轮的作用，则由ECU来控制。这项技术最为显著的特点，就是取消了节气门。与传统式的双凸引擎来比较，Valvetronic利用一支附加的偏心轴、步进马达和一些中置摇臂，来控制气门的启开或关闭。Valvetronic技术通过实现对气门行程的无级可调，达到对发动机不同转速状态下，功率扭矩输出的最佳均衡。Valvetronic技术装备有Valvetronic系统的发动机系统机构可变长度进气歧管1-细长进气歧管；2-控制阀；3-粗短进气歧管；4-喷油器；5-进气道；6-进气门图1-14可变长度进气歧管

发动机的进气道是连接进气门和进气总管的，进气歧管设计的形状也能直接影响发动机的性能。随着进气门的开启和关闭，在进气管内会产生压力波动，形成吸气波和压力波，并以声速传播，进气管的长度必须根据发动机转速而调整，以保证最高压力波在进气门关闭以前到达进气门，从而提高进气量。可变长度进气歧管可变长度进气歧管工作原理图在低转速时短进气歧管关闭，发动机使用长进气歧管进气；高转速时则关闭长进气歧管，使用短管进气；或者在进气歧管内设置阀门，通过开关来控制歧管内的阀门，以此来控制进气歧管的长度，分段可调能够实现多种长度，更能后适应发动机转速的要求。电子节气门技术汽车电子节气门技术(ElectronicThrottleControl，ETC)是伴随汽车电子驱动理念(Drive-by-Wire)而诞生的。它摒弃了传统油门踏板采用钢丝绳或杠杆机构与发动机节气门间的直接的机械连接，通过增加相应的传感器和电控单元，实时精确控制节气门开度。电子节气门技术1-加速踏板；2-加速踏板位置传感器；3-ETC控制单元；4-其它控制单元；5-电机及减速机构；6-节气门；7-节气门位置传感器；8-反馈信号图1-16ETC控制系统工作原理示意图

电子节气门技术在工作时，驾驶员操纵油门踏板，油门踏板位置传感器产生相应的电压信号输入节气门ECU，根据当前的工作模式、踏板移动量和变化率解析驾驶员意图，计算出对发动机扭矩的基本需求，得到相应的节气门转角的基本期望值。经过CAN总线和整车控制单元进行通讯，获取其他工况信息以及各种传感器信号如发动机转速、档位、节气门位置、空调能耗等等，由此计算出整车所需求的全部扭矩，通过对节气门转角期望值进行补偿，得到节气门的最佳开度，并把相应的电压信号发送到驱动电路模块，驱动控制电机使节气门达到最佳的开度位置，节气门位置传感器则把节气门的开度信号反馈给节气门控制单元，形成闭环的位置控制。电子节气门技术的优点(1)精确控制节气门开度(2)改善了发动机的排放性能(3)具有更高的车辆行驶可靠性(4)可选择不同的工作模式(5)可获得海拔高度补偿电子节气门技术的发展方向(1)向集成化和综合控制方向发展(2)结合多种控制方法进行综合控制(3)车载网络、总线技术在汽车电子节气门控制系统的应用1.2

燃油缸内直喷（GDI）技术汽油缸内直喷技术作为第三种燃烧方式得到了广泛重视和发展。已经成为汽车工业发展的重要方向。目前在一些先进国家如日本、欧美的GDI汽油机在保持汽油机动力性能优势的同时。在燃油经济性方面已达到甚至超过柴油机水平。可以预见，车用汽油机GDI技术将得到更大发展，并将取代进气道直喷成为电控喷射的主要形式。奔驰汽油直喷技术燃油缸内直喷（GDI）技术三种形式的汽油发动机汽油发动经历了三次改革：从化油器到电控汽油喷射，再到现在的研究的缸内直喷。三种形式的汽油发动机的重大区别在于汽油出口的位置，位置不同，技术也就不同。燃油缸内直喷（GDI）技术直喷式发动机（缸内喷注式汽油发动机）与一般汽油发动机的主要区别在于汽油喷射的位置；GDI装置引进了柴油机直接将柴油喷入缸内的理念直接在缸内喷射汽油，利用缸内气体流动与空气混合组织形成分层燃烧。燃油缸内直喷（GDI）技术缸内直喷汽油机稀燃技术的原理：缸内直喷汽油机稀薄燃烧技术分为均质稀燃和分层稀燃两种燃烧模式。中小负荷时。在压缩行程后期开始喷油，通过与燃烧系统的合理配合。在火花塞附近形成较浓的可燃混合气。在远离火花塞的区域，形成稀薄分层混合气；大负荷及全负荷时，在早期进气行程中将燃油喷人气缸。使燃油有足够时间与空气混合，形成完全的均质化计量比进行燃烧。燃油缸内直喷（GDI）技术GDI发动机控制系统原理图缸内直喷汽油机主要要达到两个目标：一是大幅度改善车用汽油机的燃油经济性，二是控制排放，主要是NOx和未燃HC的排放。燃油缸内直喷（GDI）技术GDI燃油喷射控制模式1)按工况区分控制模式2)扭矩控制策略3)喷油正时控制策略4)喷油压力控制策略燃油缸内直喷技术优点1、动力性：可以提高发动机的压缩比。也使发动机具有更高的热效率，燃料热得到充分利用。试验证明，GDI发动机的功率要比同排量的其它发动机大40％左右。2、燃油经济性：GDI发动机有着卓越的燃油经济性，油耗量低，升功率大3、污染排放量：GDI发动机能有效的降低HC、NOx和CO三种污染物的排放，使排放可达欧Ⅳ标准性能优点燃油经济性提高燃油经济性（经济性的对比取决于测试循环，最大可以提高20%-30%）降低泵气损失（取消节气门采用分层充气模式）更低的热损失（无节气门、分层充气模式）可以提高压缩比（进气过程喷油冷却充气）降低辛烷值要求（进气过程喷油冷却充气）提高充气效率（进气过程喷油冷却充气）减速时可以实现断油控制加速时较少的加浓量驾驶性能提高瞬态响应性能提高冷起动稳定性空燃比控制性能更准确地空燃比控制缩短起动过程和提高燃烧稳定性降低起动加浓量降低加速加浓量燃烧稳定性可以扩大EGR工作界限（减少节气门的使用、降低NOx的排放）排放可实现更低的排放降低冷起动HC排放降低发动机瞬态HC峰值排放降低CO2排放系统优化提高系统优化的潜力GDI发动机理论上的优势燃油缸内直喷技术存在的问题性能存在问题排放性能部分负荷、分层充气时局部产生较高的NOx，混合气较稀不能使用三效催化器小负荷时相对较高的HC排放大负荷时相对较高的NOx排放增加了微粒的排放稳定燃烧和控制中小负荷区域内分层充气稀薄燃烧的控制负荷变化时实现无缝过渡，控制和喷油策略变得非常复杂为了降低NOx采用较高的EGR率相对较高的喷油嘴沉淀物和积碳燃油经济性提高喷油压力和油泵回流造成的损失催化器快速起燃和再生消耗的额外燃油喷嘴和高压油泵增加的额外电量消耗性能和可靠性相对高的喷嘴沉淀物和积碳由于提高了系统压力，增加了燃油系统的磨损提高而来缸套的磨损增加了进气门和燃烧室的沉淀物控制复杂性更复杂的排放控制系统和控制策略实现从冷起动到全负荷各种工况的控制，需要复杂的供油系统和燃烧系统控制技术增加了系统优化的标定参数燃油缸内直喷技术的应用技术1、降低NOx排放的技术（1）稀燃催化器（2）废气再循环2、二次燃烧技术3、二次混合技术4、均质混合压燃技术1.3发动机均质充量压缩燃烧（HCCI）技术传统燃烧概念局限性传统的汽油机属于预混均质燃烧，由于汽油特性以及爆震等诸多因素的限制，因此，压缩比低，热效率低。与汽油机相比，柴油机具有较高的热效率和优越的燃油经济性，但是，传统柴油机的燃烧是燃料喷雾的扩散燃烧，依靠发动机活塞压缩到接近终点时的高温使混合气自燃着火。由于喷雾与空气的混和时间很短，燃料与空气混和的严重不均匀，混合气分为高温过浓区和高温火焰区，导致碳烟和N0排放生成。发动机均质充量压缩燃烧（HCCI）技术三种发动机燃烧比较HCCI是英文“HomogeneousChargeCompressionIgnition”的缩写，中文意思是“均质充量压缩点燃”。它是一种预混合燃烧和低温燃烧相结合的新型燃烧方式：在进气过程形成均质的混合气，当压缩到上止点附近时均质混合气自燃着火。比较内容点燃式发动机压燃式发动机HCCI发动机燃料汽油等柴油、乙醇、天然气等均可，范围更广过量空气系数1左右1.6-2.2范围更广混合气形成方式喷射-均质喷射-浓稀均质稀薄燃烧否是是点火方式点燃压燃压缩自燃点火系统有无无燃烧方式预混合燃烧扩散燃烧同时着火节气门有无无扭矩调节方式变量调节变质调节变质调节压缩比较低较高较高火焰有有无明显火焰前锋压缩终了温度较低较高较高燃烧温度较高局部较高相对低温理论循环等容加热混合加热等容加热泵气损失较高较低较低向气缸散热较多较少较低热效率低高高燃油经济性低高高NOx高高低PM低高低HC高低高CO高低高燃烧起点控制点火定时喷油定时综合控制燃烧剧烈程度较小较大较大三种燃烧方式的发动机比较HCCI特点1、超低的氮氧化物和碳烟排放2、燃烧热效率高（1）减小了节流损失（2）提高了压缩比（3）缩短了燃烧持续期3、HCCI燃烧过程主要受燃烧化学动力学控制4、HCCI发动机运行范围较窄5、HCCI发动机HC、CO排放较高规范化放热曲线NOx排放曲线比较图HCCI面临的问题与难点1、适用工况范围窄：燃烧受到失火(混合气过稀)和爆燃(混合气过浓)的限制，发动机运行范围比较窄。2、燃烧进程难以控制：HCCI是预混合压燃，不能像汽油机一样由点火时刻控制燃烧始点，也不能像柴油机一样由喷油时间控制燃烧始点，它没有直接控制燃烧始点的措施，混合气的自燃受混合物特性、温度时间历程等的影响。3、均匀混合气的制备比较困难：均匀混合气的制备和避免燃料与壁面相互作用对实现高燃烧效率、减少HC和PM排放及润滑油稀释很重要。HCCI技术的展望1、耦合详细化学动力学探索HCCI燃烧机理2、改变气体／燃料混合气的混合特性3、改变发动机设计和工作参数目前，限制HCCI燃烧技术运用的核心问题是着火点控制、燃烧放热速率的控制以及拓宽HCCI发动机运行范围。1.4

可变压缩比（VCR）技术压缩比是气缸总容积与燃烧室容积的比值，其表示活塞由下止点运动到上止点时气缸内气体被压缩的程度，是衡量发动机性能的重要参数，是影响发动机效率最重要的因素之一。一般来说，压缩比越高，发动机的性能就越好。对于传统的发动机，一经设计好其压缩比是固定不变的，因为燃烧室容积及气缸工作容积都是固定的参数。现代汽车发动机的压缩比汽油机一般为8～12，柴油机一般为12～22。在增压压力低的低负荷工况使压缩比提高到与自然吸气式发动机压缩比相同或超过；另一方面.在高增压的高负荷工况下适当降低压缩比。换言之，随着负荷的变化连续调节压缩比，以便能够从低负荷到高的整个工况范围内有提高热效率。可变压缩比（VCR）技术萨博SVC发动机萨博SVC变压缩比技术就是通过活塞运动到上止点位置的变化来改变燃烧室容积的，从而改变压缩比的。其压缩比范围可从8：1至14：1之间变化。在发动机小负荷时采用高压缩比以节约燃油；在发动机大负荷时采用低压缩比，并辅以机械增压器以实现大功率和高扭矩输出。可变压缩比（VCR）技术采用了长寿命的齿轮和滚珠轴承系统导向的活塞，且活塞相对以前没有活塞裙部，该结构使活塞不会产生垂直拍击和径向负荷，保证发动机的坚固耐用和可靠性。能有效的降低摩擦损失，提高机械效率。法国MCE-5发动机可变压缩比（VCR）技术多连杆VCR发动机运动规律：活塞与曲轴通过上连杆与下连杆连在一起。下连杆也通过控制连杆连接到了控制轴偏心轴颈中心。曲轴的旋转导致了下连杆围绕着主轴颈的中心旋转，同时围绕着曲柄销的中心转动。压缩比改变的原理：移动偏心轴的中心向上使下连杆顺时针倾斜，因此使活塞的上止点和下止点的位置同时下降以降低压缩比。相反，偏心轴的中心向下移动可以提高压缩比。可变压缩比（VCR）技术压缩比图在低速低负荷时采用高压缩比14：1以获得提高燃油经济性的最佳效果；随着负荷的增加，减小压缩比以防止爆震发生；为了在全负荷时采用高增压，将压缩比设为最低值8：1。可变压缩比技术的优点1、提高了发动机的热效率，很大程度上改善了发动机的燃油经济性。2、适合于多元燃料驱动3、有利于降低排放4、提高运行稳定性5、实现发动机的小排量，结构更紧凑，比质量更高可变压缩比技术存在问题1、VCR发动机一般都结构复杂，通常需要对发动机结构进行大幅改变，有时加工困难。2、那些新增的控制及辅助机构等可活动零部件导致了振动、摩擦损失和磨损的增加，也使发动机质量增加，这些大质量体的移动需要耗费很大一部分能量。3、适时准确地改变发动机的压缩比，需要相应的高精度控制设备，匹配难度大。4、密封性问题。5、研发及制造成本高。可变压缩比技术发展方向1、随着发动机相关理论、微机技术、电子技术、结构优化设计等技术的飞速发展,可变压缩比技术会越来越多地应用在发动机上,它可使发动机的各项性能在各工况变化范围内得到优化。2、VCR技术使未来的发动机趋向于小型化、节能环保且能提供强大的动力。3、未来的VCR发动机应具有与现有发动机之间的互换性，以推动量产。4、未来的VCR发动机应与先进的电子控制系统相配合，以尽可能精确地连续调节压缩比，使其满足不同的工况和使用要求，获得更高的效率。5、应加大可变压缩比技术研发投入，结合VVT、GDI、HCCI、涡轮增压、稀薄燃烧等新技术来改善和提高发动机的综合性能。1.5

柴油机电控高压共轨燃油喷射技术汽油机和柴油机的区别汽油机的压缩比为8～12。柴油机的压缩比为12～22。从理论上讲，压缩比越大，效率越高。汽油机热效率比较低，而柴油机有着更好的热效率，也就是更好的油耗表现。点火方式不同，汽油机是把吸入气缸的汽油蒸汽与空气混合、加压，然后用火花塞点火。柴油机是由喷油嘴喷出的雾状柴油与空气混合、加压，靠压缩来提高混合气体的温度自动点火，即压燃式点火。汽油机使用铝合金、塑料等材料制成。体积小，重量轻，起动方便，运转平稳，转速快，适用于汽车、飞机等要求体积小、速度快的运输工具。柴油机的压缩比大，气缸因为要承受较大的压力而做得较为牢固笨重，一般用钢板，铁板等材料制成。它的功率大，适用于载重较大的大型卡车、拖拉机、机车和船舰。柴油机与汽油机相比主要有三大优点1.经济。首先，每单位柴油的能量含量比汽油高；其次柴油机的压燃特性使其热效率比汽油机高。一般柴油机的油耗要比汽油机的低30%-40%。2.环保。相对而言，柴油机的一氧化碳、碳氢化合物和二氧化碳排放量极低，但在颗粒物和氮氧化物的排放控制上要比汽油机更难处理。3.柴油机低速大扭矩的特性，为汽车提供了更好的使用性能。柴油机电控燃油喷射系统发展历史柴油机电控燃油喷射系统的开发研究从20世纪70年代开始，己经经历了三代。从第一代的“位置控制式”到第二代的“时间控制式”，再到现在的第三代“时间一压力控制式”。柴油机共轨式电控燃油喷射技术是一种全新的技术,它集成了计算机控制技术、现代传感检测技术以及先进的喷油结构于一身,它有助于减少柴油机的尾气排放量,改善噪声,并降低燃油消耗。电控高压共轨燃油喷射系统组成1-低压油泵；2-柱塞泵切断电磁阀；3-调压电磁阀；4-燃油滤清器；5-燃油箱；6-ECU；7-蓄电池；8-共轨管；9-共轨压力传感器；10-油温传感器；11-电控喷油器；12-水温传感器；13-曲轴位置与转速传感器；14-加速踏板位置传感器；15-凸轮轴位置传感器；16-空气流量计；17-增压传感器；18-进气温度传感器；19-涡轮增压器图1-30高压共轨喷油系统的组成

电控高压共轨燃油喷射系统组成高压共轨电控燃油喷射系统主要由电控单元(ECU)、高压油泵、共轨管、电控喷油器以及各种传感器等组成。柴油机高压共轨燃油喷射系统的构成和工作方式与汽油机电控燃油喷射系统相似，主要由燃油供给系统和电子控制系统两大部分组成。电控高压共轨燃油喷射系统组成供油系统柴油机电控高压共轨喷油系统的燃油供给系统又分为低压供油和高压供油两部分电控高压共轨燃油喷射系统组成控制系统框图控制系统由传感器、电控单元(ECU)和执行器组成。ECU根据各个传感器的信息，计算出最佳喷油时间和最合适的喷油量，并确定合理的喷油时刻和喷油持续期，向执行器(电控喷油器的电磁阀)发出开关指令，从而精确控制发动机的工作过程。电控高压共轨燃油喷射系统工作原理高压共轨喷油系统是建立在直喷技术、预喷射技术和电控技术基础之上的一种全新概念的喷油系统。电控高压共轨燃油喷射系统共轨管中的燃油压力由一个径向柱塞式高压泵产生，压力大小与发动机的转速无关，可在一定范围内自由设定，其大小由一个电磁压力调节阀控制，根据发动机的工作需要进行连续压力调节。电控单元作用于喷油器电磁阀上的脉冲信号控制燃油的喷射过程，喷油量的大小取决于共轨管中的油压和喷油器电磁阀开启时间的长短，及喷油嘴液体流动特性。工作时，该系统将共轨管内形成的恒定高压燃油，通过高压油管分送到每个喷油器，并借助于集成在每个喷油器上的高速电磁阀的开启与闭合，控制喷油器定时、定量地将燃油喷射至燃烧室。柴油机电控高压共轨燃油喷射系统优点1、共轨系统中喷油定时与喷油压力都可以独立控制，喷油压力不依赖于转速，因而在宽广的运行区域内都可以进行高压喷射(喷射压力达120M-200MPa以上)；2、共轨系统具有高精度控制预喷射的能力，可控制喷油速率变化，实现预喷射和多次喷射；3、由电磁阀控制喷油，其控制精度较高，减轻柴油机的振动和降低排放；4、结构简单、性能可靠、实用性强，应用范围广；5、自由调节喷油时间根据发动机转速和负荷等参数，计算出最佳喷油时间，并控制电磁喷油器在适当时刻开启和关闭，从而精确控制喷油时间。柴油机电控高压共轨燃油喷射系统发展方向（1）提高喷油压力；（2）更小的喷孔直径；（3）多孔式喷油嘴；（4）压电式喷油器；（5）高精度快速响应智能型传感器的研制；（6）共轨燃油压力持续恒压反馈控制的进一步深入和完善；（7）采用先进的多次喷射的控制模式与算法；（8）安全保护与提高故障诊断及紧急运行能力的研究；（9）提高整个喷射系统的优化匹配；（10）提高系统的可靠性，降低制造成本。1.6

汽车启动停止系统在城市中,由于人口和车辆比较集中,造成了城市车辆运行工况的特殊性,特别是对于城市公交车来说,停靠的站点多,再加上交通道口红灯停车,起步和停车十分频繁,造成了发动机产生的大部分能量在制动过程中以摩擦生热的形式消耗又由于存在长时间的停车工况,使发动机长时间地处于怠速运转状态,造成车速低、油耗高、污染严重等问题.汽车起动停止系统(StartStopSystem)由此应运而生,同时也称为汽车怠速停止和起动系统(IdlingStop&StartSystem,ISS)。汽车起动停止系统的结构与工作原理工作原理可简要叙述为:在车辆停止、发动机处于怠速状态时,发动机将自动关闭,当驾驶人有重新起动车辆的意愿时,可以自动起动发动机来驱动车辆行驶。汽车起动停止系统的结构与工作原理具体工作原理：当车速传感器检测到车辆停止，发动机转速传感器检测到发动机处于怠速状态,制动踏板传感器检测到制动踏板被踩下,而且挡位传感器检测到变速器未处于R位时,这些信号将传递至起动停止系统控制器(ISC),ISC判定车辆满足了怠速停止的条件,ISC将关闭发动机的命令发送到发动机ECU,发动机ECU再发送信号给点火系统停止点火或燃油泵停止供应燃油来关闭发动机。

当制动踏板传感器检测到驾驶人松开制动踏板,加速踏板传感器检测到加速踏板被踩下,且挡位传感检测到变速器处于D位时,ISC则判定驾驶人试图起动车辆,ISC发送信号给电动机/发电机,电动机/发电机利用蓄电池的电力来起动发动机,同时发动机ECU发送命令给点火开关开始点火或燃油泵开始供油,基于电动机/发电机的