电控欧3技术的发展与应用

电控欧3技术的发展与应用上海柴油机股份有限公司副经理彭立新目录1.国内外排放标准情况简介；2.满足欧3排放的相关技术；3.上柴电控CRS柴油机的开发与产业化国内外排放标准及其推进日期当今日期JP03JP05JP09Euro3Euro4资料来源:戴克排放标准在欧洲与中国的实施:欧0到欧500,10,20,30,40,50,60,70,81024681012141611988199219952000200520081988199219952000200520080,70,40,150,100,020,0214,19,07,05,03,52,0EURO012345EURO012345PMg/kWhNOxg/kWh中国：20002003200720102013中国：20002003200720102013***forenginesoflessthan0.75dm3sweptvolumepercylinderandaratedpowerspeedofmorethan3000min-1**notapplicableforgasfueledenginesattheyear2000and2005stages*fornaturalgasenginesonlyEuroIII(onlyEEVS)EuroIIIEuroIVEuroVPM(g/kWh)0.020.10/0.13***0.020.02NOx(g/kWh)2.05.03.52.0CO(g/kWh)1.52.11.51.5HC(g/kWh)0.250.660.460.46Smoke(m-1)0.150.80.50.5StandardsforHDDieselEngines(ESC&ELRTest)EuroIII(onlyEEVS)EuroIIIEuroIVEuroVPM**(g/kWh)0.020.16/0.21***0.030.03NOx(g/kWh)2.05.03.52.0CO(g/kWh)3.05.454.04.0NMHC(g/kWh)0.400.780.550.55CH4*0.651.61.11.1StandardsforDieselandGasEngines(ETCTest)TypeapprovalaccordingEUROIII…..V–manufacturershavetofulfillbothtestsEEVS–extralowemissionvehicles(enhancedenvironmentallyfriendlyvehicles)欧洲排放标准指标值Source:DieselNet.com欧3/欧4试验循环标准:ESC标准%EnginepowerEnginespeed100%70%50%nhinloA=nlo+0.25(nhi-nlo)B=nlo+0.50(nhi-nlo)C=nlo+0.75(nhi-nlo)ThetestconsistsofasequenceofthreeloadstepsateachofthethreeenginespeedsA(cycle1),B(cycle2)andC(cycle3),followedbycycle4ataspeedbetweenspeedAandspeedCandaloadbetween10%and100%,selectedbythecertificationpersonnel.SpeedsA,B,andCaredefinedintheESCcycle.SmokemeasurementvaluesarecontinuouslysampledduringtheELRtestwithafrequencyofatleast20Hz.Source:DieselNet.com欧3/欧4试验循环标准:ELR标准汽车试验标准•Partonerepresentscitydrivingwithamaximumspeedof50km/h,frequentstarts,stops,andidling.•Parttwoisruraldrivingstartingwithasteepaccelerationsegment.Theaveragespeedisabout72km/h•Partthreeismotorwaydrivingwithaveragespeedofabout88km/h.Source:DieselNet.com欧3-欧5试验循环标准:ETC标准EnginespeedEnginetorqueSource:DieselNet.com欧3-欧5试验循环标准:ETC标准发动机试验标准目录1.国内外排放标准情况简介；2.满足欧3排放的相关技术；3.上柴电控CRS柴油机的开发与产业化NOx[g/kWh]0.00.10.2012345678910Euro2Euro3Euro42.PM后处理氮氧化物后处理PM[g/kWh]Euro51.增高喷射压力＋废气再循环满足各级排放标准的发动机技术电控技术+高压喷射+改善燃烧过程0.150.02增压中冷+燃烧过程改善满足排放要求的喷油和燃烧技术CylinderPressureinbarsRateofHeatRelease(RoHR)kJ/kgocrankRateofInjection(RoI)cumm/ocrankIdealRoHR-60-120tdc60120PeakcylinderpressurecontrolledtoavoidahighpeaktemperatureandsoreducetherapidformationofNitricOxideinleanmixtures.Amoderatepeakrateofheatreleasereducescombustionnoise,sopilotinjectionsand/orIRCarerequired.Smallpilotfollowedbyalarger“filler”.Abruptterminationatlowpressurereducessoot.资料来源:德尔福相关燃烧系统技术研究结果资料来源:AVL电控高压共轨技术，CRS1.喷射压力高，可达到1800Bar；2.喷射压力、定时独立于发动机转速和工况；3.可以实现多次喷射；4.无需对机体和缸盖进行改动；5.驱动扭矩及其振动小（机械泵的1/4），发动机噪声低；6.精细化生产,实现各缸油量的独立效正；7.电子电器系统与整车全面整合；8.完善的故障诊断系统。单体泵技术，EUP普通单体泵集成式单体泵单体泵技术与共轨技术的比较共轨优势:1.与欧2柴油机的继承性好,除油系统以外的所有零部件都可以通用2.低速喷油压力高,发动机低速扭矩大3.多次喷射,能实现欧4/欧5排放标准4.油泵凸轮扭振小发动机噪声低单体泵优势:1.油系统本身与机械泵继承性好,用户心里障碍小2.原始喷油规律好燃烧噪声低3.最高喷油压力高两种单体泵技术的比较集成式单体泵与普通单体泵的比较集成式泵的优势:与机械泵柴油机通用性好,减少了发动机制造成本的增加集成式泵的劣势:1.高压油管长,限制了压力提高,不利喷油规律的优化2.油泵凸轮扭矩波动大,激发发动机齿轮室噪声3.使用附加的油泵凸轮轴,故障率和制造成本提高EUP与CR两种喷油系统的比较对柴油机性能的影响高压共轨普通单体泵集成式单体泵喷油压力油耗，烟度180Bar,与转速无关200Bar,低速压力低180Bar,低速压力低喷油率的控制噪声，NOx矩形,用预喷控制燃烧噪声三角形,满足对初期燃烧过程的要求多次喷射实现欧4的必要条件可轻易实现多次喷射(5次)多次喷射极为困难,德尔福用每缸两套电磁阀的方案对发动机设计的影响继承性，开发、制造、服务成本发动机零部件完全通用缸体重新设计,通用性差发动机零部件完全通用对燃油质量的要求油嘴对燃油质量要求高油泵对燃油质量要求高喷油系统成本比机械喷油系统成本高与高压共轨相当比普通单体泵成本高不同喷油系统的发展趋势0123456712301234567123LIGHTDUTYMEDIUMDUTYHEAVYDUTYFIEturnover(incl.ECM)forDieselengine(30to600BHP)inb$7654321b$4.4b$5.3b$6.8b$0.7b$1.1b$1.1200020052010200020052010CREUIEUI/EUPRotaryCR+Intensifier200020052010CREUI/EUPRotaryInline/MUPHEUIb$2.0b$2.6b$2.8资料来源：德尔福目录1.国内外排放标准情况简介；2.满足欧3排放的相关技术；3.上柴电控CRS柴油机的开发与产业化0.000.050.100.150.200.250.300.350.400.00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.05.56.06.57.07.58.08.59.09.510.0ESC13ModeNOx(g/kW.h)ESC13ModePM(g/kW.h)上柴整机开发技术增压中冷,高压喷射电控CRS喷射,燃烧系统优化VNT,EGR,DPF,SCRSCR,DPF,???欧3欧1欧2当前实测上柴公司电控CRS柴油机开发2003年首台电控共轨柴油机点火成功；2004年完成发动机欧3排放性能开发,和整车标定；2005年完成数台电控共轨柴油机与整车的联合标定；相继完成的整车匹配单位共5家，10个车型。包括卡车、汽车吊车、牵引车、客车等各种车型；完成电控柴油机产业化生产基地的建设，具有1000台/年的小批生产能力。首台电控欧3发动机、整车的开发，联合了电装、日野两公司进行，历时22月。6CK-3系列柴油机覆盖230-280PS范围，同时6CLSK/6CLK/4CK/4CKS等系列化电控柴油机的开发将满足用户不同需求。电控CRS柴油机与整车集成•整车和发动机的动力系统优化匹配(发动机特性调试的灵活性)；•整车电子电器系统匹配:巡航、电子控制的排气制动、起动保护设置、ABS/ASR的最佳化、CAN仪表、电子自动变速箱、故障自动处理（报警、回家等），•电子油门、刹车、离合器、空调、暖机等开关的全面参与和整机控制；•整车标定技术，通过与日野整车厂商的全面合作，展握整车电控后的标定技术。电控CRS柴油机与整车集成,车辆电子电器系统车辆电子系统车辆电器系统电控CRS柴油机与整车集成,整车标定电控柴油机的产业化,生产管理系统QR码QR码内容：1.电装零件号2.配件厂零件号3.生产号4.机型号5.喷油修正量6.BBC码在发动机出厂前，使用电子修正的手段对电控喷油器喷射一致性进行修正。电控柴油机的产业化,生产管理系统EOL工作内容：•写入QR码到ECU；•写入发动机标定数据到ECU；•写入编码信息到ECU供管理追踪；电控柴油机的产业化,售后服务故障诊断工具软件，上柴自主开发，自主知识产权。为确保电控欧3柴油机的售服能够得以解决，上柴公司独立开发了电控单元的故障诊断系统，便于售服人员使用。1.故障诊断工具硬件：2.笔记本；3.电脑连接转换工具；