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燃油系统
国外内燃机
汽油直接喷射系统
T.LandenfeldM.RiemerT.Sebastian
【德】
A.Heinstein
2014年第3期
摘要：直接喷射汽油机的市场处于急剧增长中。Bosch公司作为这一技术的引领者，正在进一步开发汽油直接喷射系统的零部件，满足不同燃烧过程对喷油器、共轨和高压燃油系提出的所有要求。特别是在机电一体化方面，通过与智能化软件功能相结合，进一步优化部件性能，这已成为当前发展的重点。
电磁阀式喷油器
关键词：汽油直接喷射系统
1要求
为了降低轿车动力装置，特别是直接喷射汽油机的废气排放和燃油耗，最新的排放法规对高压喷油器提出了一系列动态性能要求")。明确这些要求并将其推广到商品市场的可能性目前尚难预测，但在一些主要方面，对喷油器和整个喷油系统的要求将进一步提高(图1)。
图1Bosch公司的汽油直接喷射系统部件
其中，最主要的课题是燃油喷束准备、极小喷油量的计量，以及运行可靠性。表1归纳了从燃烧过程角度对直喷喷油器提出的主要技术要求，这些要求是由充量运动、燃烧室几何形状和尺寸，以及点火等方面需求相互配合而提出的，并且每种应用场合都各不相同。
直喷喷油器必须满足以下性能要求：(1)精确计量喷油量，并在规定时刻将燃油直接喷入燃烧室；(2)在接近倒拖运行工况点与全负荷大喷油量之间具有极大的燃油计量跨度；（3)在每个工作行程内可实现连续的多次快速喷射；（4)能形成精确的燃油喷
万方数据
压电喷油器
高压燃油泵
表1直喷喷油器的性能要求
项目
燃烧过程安装位置
每次喷射的计量精度/mg
喷射次数使用寿命
喷束维角公差/(")
喷束设计燃油
座面泄漏量/（mm·min-1）
参数
均质（过量空气系数入-1)分层（稀薄）
侧面 2 3次
6
中央 2 3次
约6亿次喷射
6
中央 1 5次
5
对称
柔性
对称
全球使用（E5~E100，M15） 2.5(特超低排放车需低于1.0)
束几何形态，由形状、长度、油滴尺寸及动量等更多喷束品质来表征；（5)因燃烧室尺寸越来越小，应具有较小的贯穿度；（6)喷油嘴针阀关闭时的燃油泄漏量较小；（7)能适应全球燃油品质的变化，并可燃用含乙醇的混合燃油运行。
为此，Bosch公司开发出2种不同结构型式的喷油器：(1)电磁阀式多孔喷油器（HDEV5)；(2)具有向外开启环形喷油嘴的压电喷油器(HDEV4.1)[2]。
2电磁阀式多孔喷油器
目前，HDEV5电磁阀式喷油器（图2)被应用于均质燃烧过程。自2005年投产以来，Bosch公司已销售该喷油器超过5000万只。在喷射过程中，喷油器针阀被1个电磁线圈打开，并且，在被称为“自由活塞"的机械放大器将系统压力增压到最高20MPa 的情况下，可确保针阀多次重复地快速开启。
为使极小喷油量时的分散度小于5mg（似有误——译注)，并防止在喷油器使用寿命期内出现喷油量的漂移，Bosch公司采用机电一体化方法调节喷油器的运行，并采用电子分析评估控制信号的方法查明喷油嘴针阀的开启和关闭时刻，以替代目前常