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博世公司第3代轿车用压电直接控制式喷油器共轨喷油系统(一)
来源:汽车维修与保养  作者:佚名  2018-06-13 16:57:29



    未来的柴油机会要求发动机性能更高、原始排放更低、燃油消耗更低和可与汽油机相媲美的噪声水平。此外,未来排放标准的提升也将成为汽车发动机需要面临的最大挑战,而想要达到此标准最关键的一点是现代燃油喷射系统的完善,它与发动机采取的改进措施和废气后处理相结合必定能达到上述要求。

    一、未来废气排放标准对柴油机的挑战
    现在,柴油机越来越受到全球的瞩目,在一些柴油轿车比较普及的国家,例如奥地利、法国和意大利等,柴油轿车的市场份额已达到60%,并且还有继续增长的趋势。由于燃油价格不断升高,而柴油机燃油耗又较低,因此大多数的人们越来越倾向于选用柴油轿车。此外,柴油机正在向更清洁、更安静和更省油的直喷式柴油机方向发展,并已取得了重大进步,这使得柴油机更具魅力。至今,柴油机的比功率已达到了汽油机的水平,扭矩也达到了前所未有的数量级。
    未来,柴油机将继续面临挑战,因此必须有新的解决方案。除了发动机方面的改进措施和废气后处理的技术创新之外,燃油喷射系统始终是柴油机得以向前发展的关键。按欧4排放标准设计的轿车柴油机运行时喷油量的误差对其废气排放性能的影响如图1所示。从图中可以清楚地看到,喷油量极微小的变化也会导致汽车排放出现明显变化,甚至使废气排放超标。若废气排放限值进一步缩小,那喷油量的允差也必须进一步缩小,对高压喷油系统的要求也需更加苛刻。因此,轿车柴油机为获得较低的原始排放,必须首先从喷油量的计量精度着手,因为喷油量误差对排放结果的影响近似于同一数量级。

    二、博世公司轿车用高压共轨喷油系统的发展
    欧4和欧5轿车柴油机都要配备颗粒捕集器,压电共轨喷射系统的高度柔性为其提供了理想的前提条件,并且现在已经开始进行批量生产。较迟的后喷射能够提高废气温度,用于颗粒捕集器的再生,而最多有两次的预喷射则有助于降低燃烧噪声。预计用于喷油的曲轴转角范围在100°左右,而且使用压电共轨喷射系统就无需发动机或液压方面采用其他的附加结构措施。
    第3代压电直接控制式喷油器共轨喷射系统如图2所示。在160MPa最高系统压力(CRS3.0)下,大型轿车都能够达到相当低的欧4排放标准,且无需采用比氧化催化器要求更高的废气后处理装置,同时由于预喷射的效果使得柴油机的运行噪声更低。

    实施欧5排放法规后,越来越多的人希望在比功率合适的情况下,中级以下轿车采用CRS3.0共轨喷射系统就能达到欧5排放限值,并在许多场合内避免使用NOx催化器。而对于比功率较高的车辆,尤其是对车重约1 800kg以下的大型轿车而言,柴油机需要要进一步开发系统压力为180MPa(CRS3.2)或者是200MPa(CRS3.3)的第3代共轨喷射系统。

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