1潍柴动力柴油发动机培训

潍柴动力股份有限公司2011年4月14日Thursday潍柴动力国Ⅳ柴油发动机培训前言发动机只要工作，就会从排气口排出废气。废气对环境的危害是客观存在的。采用一些技术措施，就会减少废气中有害气体的含量。为此要制定一个标准，国二、国三、国Ⅳ、国Ⅴ是我们国家对公路柴油机制定的排放法规；对于非道路用车，我国也制定了相应的排放法规。我们国家根据我国具体情况，依据欧洲排放标准，制定了我国的排放法规。排放法规CO(g/kW.h)HC(g/kW.h)NOx(g/kW.h)PM(g/kW.h)烟度（m-1)欧Ⅰ4.51.18.00.36欧Ⅱ4.01.17.00.15欧Ⅲ2.10.665.00.100.8欧Ⅳ1.50.463.50.020.5欧Ⅴ1.50.462.00.020.5欧Ⅳ排放法规与欧Ⅲ排放法规相比，CO排放将由2.1g/kW·h降到1.5g/kW·h,HC排放将由0.66g/kW·h降到0.46g/kW·h。NOx排放将由5.0g/kW·h降到3.5g/kW·h。PM排放由0.1g/kW·h降到0.02g/kW·h。欧洲重型车用柴油机排放法规实现更高效、更清洁的燃烧，是两大世界性问题——能源和环境问题对内燃机提出的永远要求。目前世界上汽车已成为可吸入颗粒和NOx排放的主要污染源。在一些国家和地区，车用柴油机排放在发动机对环境排放贡献度要达到70%左右。如据报道，日本直喷式柴油机载货车NOx排放量约占其全部车辆NOx排放总量的34%；其颗粒排放量约占全部车辆颗粒排放总量的71%。我国香港地区的测试表明，2001柴油车NOx和颗粒的排放量分别约占全部车辆相应排放总量的75%和98%。前言目前，我国中重型载货车基本上都已实现柴油化，承担着我国公路货运的重要任务柴油车对我国的环境影响越来越大。近年来，在排放法规的推动下，我国车用柴油机的技术水平已有了明显的提高，大多数过去国内自行开发的一些机型都已能达到欧Ⅰ、欧Ⅱ或欧Ⅲ排放标准，并已成为我国发动机行业走自主开发道路的一个成功典范。为了创造一个洁静的生活环境，我国依据欧洲排放标准，在2005年就制定出了国Ⅳ及国Ⅴ的排放标准，目前北京、上海及广州等城市已经执行了国Ⅳ标准。基本预测认为，我国最迟将会在2012年在全国范围内实施国Ⅳ排放法规。实现更高效、更清洁的燃烧，是两大世界性问题——能源和环境问题对内燃机提出的永远要求。从八十年代起，随着电控技术的成熟，汽油机传统的机械化油器和机械点火定时机构分别被电控多点汽油喷射系统以及电子点火定时系统所取代。由于对点火定时、喷油量、喷油定时等参数实现了更灵活的控制，其经济性、动力性和排放均有了很大的改善。对于柴油机，传统的机械供油系统越来越难以满足日趋苛刻的排放法规、经济性以及舒适性的要求，正逐步被功能完善的电控燃油系统取代。除喷油量和喷油定时外，对喷油压力、喷油速率(预喷射量、多次喷射)以及EGR等参数随发动机运行工况进行合理控制，被证明是改善柴油机复杂的排放折衷问题、提高综合性能的有效手段。‡燃烧过程是柴油机工作的“核心”，而喷油系统对燃烧过程及其工作品质，特别是对排放的污染物种类及数量起着重要的作用。因此，对柴油机喷油系统的研究一直成为研究者们的关注热点。‡柴油机喷油技术经历了传统的纯机械操纵式喷油和现代的电控操纵式喷油这两个发展阶段。而现代电控喷油技术的崛起，则应归功于计算机技术和传感检测技术的迅猛发展。目前电控喷油技术已从初期的位置控制型发展到时间控制型。‡共轨式电控燃油喷射技术正是属于后者。该技术不再采用传统的柱塞泵脉动供油的原理，而是通过共轨直接或间接地形成恒定的高压燃油，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，定时、定量地控制喷油器喷射至柴油机燃烧室的油量，从而保证柴油机达到最佳的燃烧比和良好的雾化，以及最佳的点火时间、足够的点火能量和最少的污染排放。柴油机喷油技术的发展★高压喷射或超高压喷射★灵活的喷油压力控制★喷油速率控制：预喷射，分段喷射，快速停油★灵活的喷油定时控制★与运行工况相匹配的喷油量、增压压力和喷油定时★与温度相关的启动油量★与负荷相关的怠速控制★整个产品寿命中的小公差，高精度为此共轨式电控燃油系统是理想的选择现代柴油机对燃油系统及其控制装置的要求柴油机共轨式电控燃油喷射技术是一种全新的技术，因为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。它不仅能达到较高的喷射压力、实现喷射压力和喷油量的控制，而且能实现预喷射和后喷，从而优化喷油特性形状，降低柴油机噪声和大大减少废气的排放量。该技术的主要特点是：１．采用先进的电子控制装置及配有高速电磁开关阀，使得喷油过程的控制十分方便，并且可控参数多，益于柴油机燃烧过程的全程优化。２．采用共轨方式供油，喷油系统压力波动小，各喷油嘴间相互影响小，喷射压力控制精度较高，喷油量控制较准确。３．高速电磁开关阀频响高，控制灵活，使得喷油系统的喷射压力可调范围大，并且能方便地实现预喷射、后喷等功能，为优化柴油机喷油规律、改善其性能和降低废气排放提供了有效手段。４．系统结构移植方便，适应范围宽，不像其它的几种电控喷油系统，对柴油机的结构形式有专门要求；尤其是高压共轨系统，均能与目前的小型、中型及重型柴油机很好匹配，因而市场前景看好。共轨系统的特点从以上可以看到，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电子控制结构于一身。以下结合我们过去对柴油机的认识和现在电控柴油机的特点讲述，我们意欲使学员对计算机技术在电控柴油机应用中有切实体会。实践中操控柴油机，机器会有转速高低的变化，把油门定在某一位置，柴油机会在相应的转速平稳运转，这是大家熟悉的情况。可是大部分柴油机基本工作原理是以四冲程完成一个工作循环，很容易理解。柴油机四个冲程，每一冲程完成的时间是不一样的，而且每一个冲程的完成也不是匀速的，但是由严格的规律。所谓非匀速，时间单位是非常小的，人是无法感受的。过去理论上了解，但是没有应用非匀速测试装置。曲轴转速传感器原理：电磁感应功能：1、曲轴（发动机）转速2、曲轴上止点位置曲轴转速传感器123456123456飞轮齿孔电压信号整形后信号可以看出柴油机的非匀速变化数字信号被电脑读取，是轻松的事情。而非匀速的规律性被电脑识别，所以ECU在发动机每一工作瞬间都会计算了解气缸的工作情况。凸轮轴相位传感器原理：电磁感应相位确定：采用（n+1）齿定位同步信号机械控制燃油系统的柴油机，供油提前角对机械性能的影响非常重要，对柴油机维修检测时供油提前角会时常涉及。对于供油提前角的理解和处理能体现一个维修人员的水平。所谓提前角是因为柴油喷入汽缸到发火有一个准备期，但各种工况下准备期是不一样的，机控柴油机的供油提前角在机械全过程的工作中是矛盾的。有用提前器缓解矛盾的措施，但机控柴油机供油时间的矛盾是无法从根本上解决的。‡柴油机喷油技术经历了传统的纯机械操纵式喷油和现代的电控操纵式喷油这两个发展阶段。而现代电控喷油技术的崛起，则应归功于计算机技术和传感检测技术的迅猛发展。目前电控喷油技术已从初期的位置控制型发展到时间控制型。‡共轨技术是指高压油泵、压力传感器和ECU组成的闭环系统，将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开的一种供油方式，由高压油泵把高压燃油输送到共轨管，通过对共轨管内的油压实现精确控制，使高压油管压力大小与发动机的转速无关，可以大幅度减小柴油机供油压力随发动机转速的变化，因此也就减少了传统柴油机的缺陷。ECU控制喷油器的喷油量，喷油量大小取决于共轨管压力和电磁阀开启时间的长短.共轨式电控燃油喷射技术正是属于后者。该技术不再采用传统的柱塞泵脉动供油的原理，而是通过共轨直接或间接地形成恒定的高压燃油，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，定时、定量地控制喷油器喷射至柴油机燃烧室的油量，从而保证柴油机达到最佳的燃烧比和良好的雾化，以及最佳的点火时间、足够的点火能量和最少的污染排放。潍柴动力蓝擎系列柴油机结构特点¾潍柴动力在商用车动力领域经过二十年的探索和研究，对该领域发动机的环保性、动力性、经济性、可靠性等方面有了更深层次的理解。¾按照中国政府对发动机动力排放法规阶段要求的时间界限，对潍柴动力商用车发动机产品进行了规划。潍柴动力国III商用车发动机产品规划¾随着国内环境保护力度的不断加强，对机动车排放要求越来越严格，排放标准不断提升，预计2012年开始实行机动车第4阶段排放标准：实施时间2000年2002年2007年2012年排放标准国I国II国III国IV¾北京、上海、广州深圳已经率先实行国Ⅳ排放标准；全国范围内预计2012年执行。潍柴动力国III商用车发动机产品规划WP12110kW247kW353kW276kWWP10WP6WP4132kW蓝擎高端配置蓝擎标准配置50100150200250300350400kWWP12247kW323kWWP5110kW235kWWP7132kW155kW176kW潍柴动力蓝擎商用车发动机产品规划WP13405kW¾设立潍柴动力欧洲研发中心，同国际知名柴油机研发机构联合开发，保证技术同步更新，保持与先进零部件制造商良好的合作关系。¾电控共轨系统全球同步更新，保证技术领先性。国际柴油机先进技术同步更新潍柴动力欧洲研发中心¾线上设备全部由局域网相连，进行计算机管理，可以实时掌握生产状态。¾整条线包括50台加工中心、8台智能机器人、5台精加工中心和三座标测量机，设备全部由德国HELLER、丰田工机公司TOYODA进口。产品可靠性技术特点产品可靠性技术特点¾全线引进国际一流智能自动化生产设备。¾生产节拍：生产一台发动机仅用时2.1分钟。全自动刚性加工生产线产品可靠性技术特点产品可靠性技术特点产品可靠性技术特点产品可靠性技术特点全自动装配生产线¾采用自动装配、自动测量设备。¾采用自动智能AGV输送机器人。¾可满足国III、国IV、国Ⅴ发动机的大批量装配生产需要。蓝擎WP12系列柴油机结构介绍