2014年第2期
国外内燃机
采用新型喷油系统的柴油机开发及应用
T.MiyauraA.MorikawaY.Ito K,Ishizuka【日】
T.Tsuiki
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摘要：为了适应日益严格的排放法规，并满足燃用多种燃油的需求，荣油机制造商一直致力于减少喷油量和喷油定时的偏差。介绍了智能精度改进技术(i-ART)系统，这是一种可显著缩小偏差的方式。i-ART系统包含1个安装在喷油器内部的燃油压力传感器。该系统用1个专为压力波形分析设计的微型计算机计算高速下的喷油量和喷油定时。喷油器可直接测量每次喷射的喷油压力波形，因此，可在任意时刻补偿喷油量和喷油定时的偏差。丰田汽车公司已经在巴西市场引入该系统 2012年，巴西推行了PROCONVEL6排放法规，该市场目前使用多种类型的柴油。i-ART系统可使荣油机满足新排放法规的要求，并且，通过采用低压缩比和3次预喷射控制，显著降低燃油耗。此外，利用i-ART系统特性开发了十六烷值检测控制。因此，即使车辆采用过低或过高十六烷值的荣油，根据检测到的十六烷值，也可通过调整发动机标定获得相同的燃烧噪声水平。安装这一系统的发动机达到了新排放法规的要求，并且，可与巴西使用的各种柴油相容。
关键词：柴油机喷油器喷油量闭环控制排放燃油耗
燃烧噪声
1开发背景 1.1市场
柴油机排放法规逐年收紧，发展中国家开始实施与发达国家相同水平的排放法规。以巴西为例，发展中国家的2种排放法规限值示于图1。巴西于 2012年推行PROCONVE1L6排放法规。从限值来看，该排放法规处于欧4和欧5法规之间。但是，由于该法规采用负荷较高的LA4行驶工况，所以必须进一步降低柴油机排放。
0.12
颗粒(PM)排放/(g-km) 0.10
80°0
PROCONVE
0.06 0.04 0.02 0
L6
PROCONVE L4
0.20.40.60.81.01.2 氮氧化物(NO)排放/（g·km*")
图1巴西的柴油机排放法规
兼容各种柴油并满足排放法规要求是柴油机面临的关键问题发达国家对燃油品质有严格的控制，其十六烷值和硫含量相对稳定。但是，诸如巴西、俄罗斯、印度和中国等发展中国家的燃油法规滞后于发达国家，且燃油的差异性很大（图2)。尤其是
万方数据
发展中国家的燃油十六烷值离散度很大，而十六烷值是柴油可燃性的重要指标之一。如果十六烷值发生变化，燃烧就不稳定，由此而导致的NO，和PM 排放增加可能会对环境产生重大影响，而燃烧噪声的恶化则会严重影响到产品的可接受度。
此外，尽管上述排放法规中用于认证的燃油十六烷值处于52～54之间.但在市场上经常出现十六烷值更低的燃油（最低42）。使用不同可燃性的燃油，同时又要设计出一种满足排放法规和客户需求（驾驶乐趣和燃烧噪声等)的燃烧策略是极为困难的。为了解决这一间题，开发了智能精度改进技术(i-ART)。
十六烷值
发达国家发展中国家
2006
2007
20082009
20102011
年份
图2从市场采样的柴油十六烷值（最差值）
2对燃油系统的要求 1.2
为改善燃烧，发动机制造商引入了更多的高精