2015年第6期燃油系统
国外内燃机
通过喷油规律造型改善柴油机燃烧
【奥地利】B.GrazianoB.HeuserP.Grzeschik
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摘要：优化喷油参数是进一步开发荣油机的重点。亚深工业大学内燃机教投开发了一种喷油规律造型具有极好柔性的喷油器样品。这种喷油器在压力罐中和单缸荣油机上的试验证实了其改善喷油器针阔开启时间可以进一步降低废气排放的潜力。
关键词：喷油器模块化针阀开启节能减排
1起因
为了满足严厉的CO,排放法规要求，缓解氮氧化物（NO,)与碳烟排放之间的目标冲突，有必要开发高效的动力装置。柴油机燃的有害物排放要满足当今和未来欧洲废气排放标准是个难题。在部分负荷运行时采用高废气再循环（EGR)率和高增压压力能有效改善柴油机NO，与碳烟排放之间的冲突。最佳的喷油策略与数字化喷油规律造型相结合，使颗粒排放与燃烧噪声协同降低[1-2]。Matsumoto等人已表明，优化喷油系统是达到上述目标的重要因素之一[}]。正在进行的试验研究目的在于将压力调制系统完全集成在轿车柴油机喷油器中，以便保持在系统复杂性不变的情况下实现高效的喷油规律造型。亚琛工业大学（RWTHAachenUniversity）内燃机教授为这种用途设计了一种“HiFORS"（高压/快速开启/喷油规律造型)喷油器样品，将高达 250MPa喷油压力与柔性好、开关闭时间短的喷油规律造型相结合而开发的，尽可能避免不利的针阀座节流。虽然汽车工业当前致力于开发不连续的喷油规律造型，但现已开发出可连续造型的具有模块化结构喷油规律的喷油器，与传统喷油器相比，明显
降低了压力室节流对混合气形成的影响[4]。 2喷油器的模块化方案
开发HiFORS喷油器的目的是将模块化零部件方案的高设计灵活性与喷油器功能的灵活性结合起来，用独立的模块实现个别的喷油器功能（图1）。 HiFORS喷油器可分成驱动组件、伺服液力组件和喷油嘴组件3个主要模块。这些模块由紧固套彼此相互连接，即使在最高喷油压力下也能确保足够高的接触压力。驱动组件由1个连接体包裹着，连接
万方数据
体中还包含高压进油道、回油道、集成的传感器电插头和压电执行器等。为了在试验研究时确保与量产喷油器的可比性，应用了批量生产的喷油嘴。连接体中的压电元件的伸长行程通过过渡模块传递给紧接其后的伺服液力组件。
同服液力组件
磺油嘴组件
整动组件
eaag 图1HiFORS喷油器图解
伺服液力组件（图2)可转换喷油规律的形状。压电阀(预控制阀)将压电模块的伸长行程转换成控制压力（pte），控制压力操纵主阀，再将喷油压力（pii）传至喷油嘴组件。喷油嘴组件由喷嘴偶件、连接板、喷嘴体及其喷嘴弹簧组成。另外，喷油嘴体中还集成了电感式针阀升程传感器和测量喷油压力的电阻应变片。这样的结构型式采用相应的算法能调节喷油规律形状。这种喷油器的特点在于始终能使喷油嘴针阀非常迅速地开启和关闭。为了改善高负荷运行时喷雾油束的动量即混合气形成，对喷油规律造型形成决定了节流部位的主阀远离针阀座布置。
3缩短喷油嘴针阀开启时间的优点
HiFORS喷油器的试验在高压罐和单缸试验用柴油机上进行。图3示出了可透过光线的高压罐，有关光学试验装置的详细情况可参阅参考文献[5-6]。