寶來1.9T泵噴嘴柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)的認(rèn)知和新型電控柴油

發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)展望

QCWXDG-1-2-20林文光知識(shí)目標(biāo)完成本訓(xùn)練任務(wù)后，你應(yīng)當(dāng)能夠：掌握寶來1.9TDI發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理；掌握寶來1.9TDI發(fā)動(dòng)機(jī)泵噴嘴的工作原理；了解新型電控柴油發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的發(fā)展方向。技能目標(biāo)

完成本訓(xùn)練任務(wù)后，你應(yīng)當(dāng)能（夠）：關(guān)鍵技能：能（會(huì)）在寶來1.9TDI發(fā)動(dòng)機(jī)上認(rèn)知燃油系統(tǒng)零部件能（會(huì)）識(shí)別泵噴嘴總成零部件能（會(huì)）根據(jù)電路圖在發(fā)動(dòng)機(jī)上找出燃油系統(tǒng)控制電路能（會(huì)）用解碼器讀取寶來1.9TDI發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)流；能（會(huì)）說出新型電控柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)和發(fā)展方向。技能目標(biāo)基本技能：能（會(huì)）查閱寶來1.9TDI維修手冊(cè)；能（會(huì)）讀識(shí)寶來1.9TTDI發(fā)動(dòng)機(jī)電路圖；能（會(huì)）熟練使用解碼器、萬用表等儀器設(shè)備。職業(yè)素質(zhì)目標(biāo)完成本訓(xùn)練任務(wù)后，你應(yīng)當(dāng)能（夠）：

嚴(yán)格執(zhí)行汽車維修修規(guī)范，培養(yǎng)認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度；重視安全、環(huán)保，養(yǎng)成安全文明生產(chǎn)的良好習(xí)慣；尊重他人，養(yǎng)成善于交流、溝通和團(tuán)結(jié)協(xié)作的工作作風(fēng)；養(yǎng)成對(duì)學(xué)習(xí)和工作進(jìn)行總結(jié)的良好習(xí)慣，不斷積累經(jīng)驗(yàn)；按照5S的要求，對(duì)工作現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施管理。柴油機(jī)的發(fā)展史100年前的1894年，德國技師魯?shù)婪颉さ胰麪枺≧adolf

Diese）發(fā)明了柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，對(duì)當(dāng)時(shí)的工業(yè)化產(chǎn)生了積極的影響。其后，在100年間，柴油機(jī)有了很大的技術(shù)進(jìn)步，應(yīng)用范圍極廣，可以稱為當(dāng)之無愧的“內(nèi)燃機(jī)”。柴油機(jī)的發(fā)展史柴油發(fā)動(dòng)機(jī)具有動(dòng)力性好、可靠性高、經(jīng)濟(jì)、耐用等優(yōu)點(diǎn)，大型商用柴油汽車在各個(gè)地區(qū)都有重要地位，其轎車的保有量也在不斷地增加。歐洲的傳統(tǒng)觀點(diǎn)比較關(guān)心汽車油耗，歐洲目前100%的重型車和近50%的乘用車都在使用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。電控柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)減少廢氣中有害物排放量減小燃油消耗提高發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩和功率減低發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲提高發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平順性柴油發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的分類按控制方式分類第一代電控噴油系—位置控制式

類型：直列泵、分配泵、第二代電控噴油系統(tǒng)—時(shí)間控制式

類型：直列泵、分配泵、單體泵、泵噴嘴第三代電控噴油系統(tǒng)—時(shí)間-壓力控制式

類型：高壓共軌噴油系統(tǒng)、中壓共軌噴油系統(tǒng)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的分類按產(chǎn)生高壓柴油機(jī)構(gòu)分類直列泵電控噴油系統(tǒng)電控分配泵噴油系統(tǒng)泵噴嘴電控噴油系統(tǒng)單體泵電控噴油系統(tǒng)共軌式電控噴油系統(tǒng)寶來TDI發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)特點(diǎn)TDI是TURBODIRECTINJECTION的英文縮寫，中文意思是渦輪增壓直接噴射。1998年德國大眾公司開發(fā)出泵噴嘴技術(shù)，大眾公司把TDI發(fā)動(dòng)機(jī)裝備到了所有車型上，成為其看家本領(lǐng)。寶來TDI發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)特點(diǎn)排量——1.9升壓縮比——19.0﹕1最大轉(zhuǎn)矩——240/1800~2400最大功率——74/40000~100公里／小時(shí)加速時(shí)間——12.1秒最高速度——188公里／小時(shí)百公里油耗——5.5升尾氣排放——?dú)W洲ⅲ號(hào)標(biāo)準(zhǔn)寶來TDI燃油系統(tǒng)特點(diǎn)寶來1.9TDI采用了最新的高壓燃油噴射技術(shù)——泵噴射系統(tǒng)（也稱獨(dú)立噴油系統(tǒng)）每缸一個(gè)泵噴嘴，噴射壓力高達(dá)2050bar精確控制噴射循環(huán)每個(gè)噴射循環(huán)被分成預(yù)噴射和主噴射發(fā)動(dòng)機(jī)工作平穩(wěn)、高效燃燒、燃燒噪聲低、油耗低和功率大燃油系統(tǒng)的組成及功能寶來1.9TDI發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)的供油系統(tǒng)，主要是由燃油箱、電動(dòng)燃油泵、燃油管、柴油濾清器、冷凝器、燃油溫度傳感器、輸油泵及泵噴嘴等組件組成。燃油系統(tǒng)的組成及功能工作原理當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，葉片轉(zhuǎn)子式輸油泵工作，單向閥打開，油箱中的柴油經(jīng)濾清器過濾后進(jìn)入輸油泵，并在輸油泵中產(chǎn)生一定壓力后送到泵噴嘴，柴油中的氣泡不能經(jīng)過濾網(wǎng)，而是經(jīng)過節(jié)流孔回到回油管路中，多余的柴油經(jīng)過回油管、限壓閥（輔助通道）、柴油溫度傳感器及柴油冷凝器流回油箱。燃油系統(tǒng)的組成及功能電動(dòng)燃油泵安裝在燃油箱中功能：將燃油從油箱中泵出，經(jīng)燃油濾清器送至串聯(lián)泵燃油系統(tǒng)的組成及功能柴油濾清器功能：過濾柴油中的雜質(zhì)和把柴油中的水分分離出來燃油系統(tǒng)的組成及功能輸油泵安裝在缸蓋上，緊挨在真空泵后面，兩個(gè)泵都由凸輪軸驅(qū)動(dòng)，因此稱兩個(gè)泵為串聯(lián)泵功能：將燃油輸送到泵噴嘴燃油系統(tǒng)的組成及功能泵噴嘴噴油泵與噴油器集成為一體功能：定時(shí)、定量向氣缸噴射柴油。燃油系統(tǒng)的組成及功能柴油溫度傳感器功能：檢測(cè)柴油溫度，并將信號(hào)傳輸給發(fā)動(dòng)機(jī)ECU，用以控制噴油量和柴油冷凝器的工作。燃油系統(tǒng)的組成及功能柴油冷凝器有水冷和風(fēng)冷兩種形式功能：冷卻柴油輸油泵的工作原理泵噴嘴的結(jié)構(gòu)和工作過程

泵噴嘴主要是由柱塞式高壓泵、噴油器、油量控制電磁閥和驅(qū)動(dòng)部分組成。泵噴嘴式高壓泵在噴油過程中實(shí)現(xiàn)二次噴油并與柴油發(fā)動(dòng)機(jī)理想噴油相適應(yīng)。泵噴嘴的結(jié)構(gòu)和工作過程進(jìn)油過程當(dāng)凸輪軸搖臂落在凸輪基圓上時(shí)，則凸輪未驅(qū)動(dòng)搖臂，柱塞在其回位彈簧作用下上移的同時(shí)電磁閥打開。輸油泵輸送來的壓力柴油從油道V處進(jìn)入泵噴嘴，并經(jīng)過電磁閥而進(jìn)入高壓室。

泵噴嘴的結(jié)構(gòu)和工作過程壓油過程（預(yù)噴開始）在凸輪驅(qū)動(dòng)下柱塞下移，并當(dāng)其移到一定位置時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU便控制電磁閥通電，于是電磁閥閥芯關(guān)閉進(jìn)油道。當(dāng)柱塞封閉了柱塞套上的進(jìn)油孔后，柱塞繼續(xù)下移，高壓室形成密封空間。由于空間減小，油壓升高，于是壓油開始，此時(shí)柴油壓力可達(dá)18MPa噴油器開始預(yù)噴油。泵噴嘴的結(jié)構(gòu)和工作過程壓油過程（噴嘴針閥阻尼）泵噴嘴的結(jié)構(gòu)和工作過程壓油過程（預(yù)噴油結(jié)束）柱塞在凸輪驅(qū)動(dòng)下移。柱塞內(nèi)腔（高壓室）柴油壓力升高，使減振器室上端錐閥打開，針閥高壓室與高壓室連通，于是油壓下降，針閥下移，關(guān)閉噴孔，預(yù)噴油結(jié)束。泵噴嘴的結(jié)構(gòu)和工作過程主噴油過程柱塞繼續(xù)下移，在高壓室與噴油器針閥承壓錐面上的壓力大于針閥上端作用力，于是針閥上移，主噴油開始。由于此時(shí)高壓泵柱塞下移速度快，而噴孔直徑小，所以噴油壓力可達(dá)205MPa。泵噴嘴的結(jié)構(gòu)和工作過程主噴油結(jié)束柱塞繼續(xù)下移，當(dāng)電磁閥打開、高壓室與進(jìn)油腔（低壓腔）連通時(shí)，柴油壓力迅速下降，針閥在其彈簧作用下迅速下移，關(guān)閉噴孔并停止噴油。因?yàn)殡姶砰y閥芯兩端壓力相同，所以打開速度快，油壓下降快，針閥關(guān)閉迅速，停油快。發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)新一代泵噴嘴TDI發(fā)動(dòng)機(jī)2003年，大眾公司在1.9L、2氣門泵噴嘴TDI發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上開發(fā)出2.0L、103kW、320N·m泵噴嘴4氣門TDI發(fā)動(dòng)機(jī)與1.9L發(fā)動(dòng)機(jī)相比，2.0L發(fā)動(dòng)機(jī)有如下的優(yōu)點(diǎn)：

a.更大的進(jìn)排氣流通截面帶來更高的充氣效率，從而進(jìn)一步改善發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性值；

b.通過換氣時(shí)損失功的減少，在整個(gè)工作范圍減少了比油耗；

c.對(duì)中垂直的噴嘴和活塞凹坑產(chǎn)生最好的幾乎沒有干擾的螺旋型對(duì)稱的混合氣。柴油機(jī)共軌電控燃油噴射技術(shù)工作原理共軌式柴油噴射系統(tǒng)的油量控制是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況，共軌系統(tǒng)ECU通過控制油量控制電磁閥的通電、斷電控制回油量以實(shí)現(xiàn)控制泵油量。ECU輸送來的電流大小，可以控制電磁閥開度大小，即電磁閥開度與通電電流呈線性關(guān)系。油量控制電磁閥通電而打開，回油量增加，高壓泵泵油量減?。环粗?，油量控制電磁閥因斷電而關(guān)閉，則回油量便減小，高壓泵泵油量便增加。柴油機(jī)共軌電控燃油噴射技術(shù)通過高速電磁閥開閉控制高壓燃油回油通路的開閉時(shí)刻，從而控制噴油開始及停止的時(shí)刻，來實(shí)現(xiàn)對(duì)噴油提前角及噴油量控制。高壓輸油泵將高壓燃油輸送至共軌中以消除燃油壓力的脈動(dòng)后，再分送到各噴油器。ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、加速踏板位置水溫、進(jìn)氣溫度及壓力傳感器輸入等信號(hào)分析處理計(jì)算出相應(yīng)的最佳控制參數(shù)值，控制電磁閥線圈電流導(dǎo)通與關(guān)斷的時(shí)刻及通電時(shí)間長(zhǎng)短，實(shí)現(xiàn)對(duì)噴油提前角及噴油量的實(shí)時(shí)控制。柴油機(jī)共軌電控燃油噴射技術(shù)柴油機(jī)共軌電控燃油噴射技術(shù)集中了計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、現(xiàn)代傳感器檢測(cè)技術(shù)以及先進(jìn)的噴油器結(jié)構(gòu)。它不僅能達(dá)到較高的噴射壓力，實(shí)現(xiàn)對(duì)噴射壓力和噴油量的控制，而且還能實(shí)現(xiàn)預(yù)燃油噴射和后噴，從而優(yōu)化噴油特性，降低柴油機(jī)噪聲和大大減少廢氣的排放量。第一代——噴射壓力為l350bar（電磁閥噴油器）第二代——噴射壓力為1600bar（電磁閥噴油器）第三代——噴射壓力為1600bar（壓電式噴油器）第四代——噴射壓力為1800bar（共軸向可變噴油嘴）第3代壓電式噴油器共軌系統(tǒng)壓電式噴油器代替了電磁閥式噴油器，噴嘴閥針質(zhì)量減輕到只有4克，是原來（16克）的四分之一，反應(yīng)速度快兩倍能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)噴射和多次噴射，噴油過程得到了更加精確地控制，噴油壓力可從200～1600bar調(diào)節(jié)與前代產(chǎn)品相比，降低尾氣排放將近20%，提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力5%，減少燃油消耗3%，并能降低發(fā)動(dòng)機(jī)噪音3分貝能使車輛不采用排氣后處理裝置就能達(dá)到歐IV排放標(biāo)準(zhǔn)，充分顯示出其優(yōu)異的實(shí)際工作能力。第3代壓電式噴油器共軌系統(tǒng)第3代壓電式噴油器共軌系統(tǒng)壓電噴油器柴發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣處理技術(shù)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn)與汽油機(jī)相比．柴油機(jī)的有害氣體HC、CO排放量相當(dāng)?shù)?，一般只有汽油機(jī)的幾十分之一，柴油機(jī)的NOx排放量也比汽油機(jī)高。而微粒排放是汽油機(jī)的3O～5O倍，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)排放出更多的煤煙或微粒。柴發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣處理技術(shù)解決柴油機(jī)排放問題的策略采用新配方柴油和先進(jìn)的燃燒技術(shù)以及排氣后處理技術(shù)都是適應(yīng)未來排放限值的關(guān)鍵技術(shù)改進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)高壓噴油囂渦輪增壓囂催化氧囂、微粒過濾囂新的生物燃油柴發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣處理技術(shù)針對(duì)柴油機(jī)的排氣后處理技術(shù)主要有：還原催化轉(zhuǎn)化器——降低NOx排放的氧化催化轉(zhuǎn)化器——降低微粒中有機(jī)可溶成分SOF(主要是高分子的HC)以及氣態(tài)HC和C