大型高速柴油机共轨式燃油喷射系统

为了满足日益严格的排放法规及对提高燃油经济性和在适当的价格范围内实现更大功率输出的更高要求，开发出一种用于高速柴油机的新型电控同喷射系统。它适用于单缸最大输出功率为120KW，最高转速为2300r/min的发动机，这种新型同系统采用模块化设计，在对柴油机作微小变动的情况下可取代直列泵燃油系统。     

近代机车柴油机技术的新进展

论述了近代机车柴油机的发展趋势，除柴油机主要技术参数得以提高；采用燃油高压喷射；降低有害物排放，改善环境污染；采用新结构、新工艺提高可靠性；应用新学科，近几年来机车柴油机技术又取得了新进展，主要是单机大功率４４１３ｋＷ（６０００马力）等级柴油机的研制与发展，模块式结构设计，共轨式电子燃油喷射系统和电控技术的新进展。     

燃油温度对直喷式柴油机燃料喷射、燃烧和排放的影响

液体燃料进口温度对直喷式柴油机的影响是显著的。本文研究进口燃油温度对中速柴油机燃油喷射、缸内燃烧及对输出性能及排放的影响,介绍受进口燃油温度影响的主要喷油参数的变化,并开发了简化模型。研究指出：受影响的主要喷射参数包括喷油器喷射终点定时相对于喷油泵致动定时的变化量、喷油率、喷油持续期以及喷油油束的雾化。燃油温度对喷油参数的主要影响来自于燃油体积弹性模量和密度,而燃油黏度的影响不大。开发的模型可以预测由于进口燃油温度的变化引起的喷射参数的改变。预测结果指出,当进口燃油温度升高时,嘴端喷射始点定时相对滞后,喷油率降低,针阀开启持续期相对于基准状态有所延长。通过考察燃油温度对缸内燃烧过程的影响,分析了发动机输出和排放相对于燃油温度的变化趋势。预测指出,对于运行在全负荷下的普通柴油机,燃油温度的升高将会使CO、HC、PM以及烟排放值增高,而使NOx排放值降低,对燃油效率有不利影响。对一台中速四冲程柴油机进行试验得到的输出和排放值结果与趋势分析预测结果吻合。研究结果和开发的模型通常可以用于压燃直喷式液体燃料发动机。     

小型非道路用共轨直喷式柴油机的技术理念

近年来,由于对工业用发动机运行平顺性和低燃油耗方面的要求日益提高,因此,要求农业、园林及工程机械等非道路用发动机具有高功率、低燃油耗和低噪声的特点。此外,即使是小型发动机,其电子控制装置的发展趋势也需保持一致。基于这些背景,开发了采用共轨燃油喷射系统的新型非道路用直喷式柴油机,以满足上述要求。评述了在小排量非道路用柴油机上采用共轨燃油喷射系统,以及优化燃烧系统和喷油特性的技术。     

8чH26／26型柴油机在调车内燃机车工况下经济性的提高

8чH26／26型柴油机在ЧМЗ型内燃机车上的试验结果表明：在调车内燃机车工况谱中占主要地位的小负荷工况下，柴油机的燃油消耗量较大。文内对借助燃油喷束参数和燃烧室参数相匹配的方法降低燃油消耗量的一些因素进行了分析。对燃油喷射距离作了计算，对如何减少沉落在燃烧室壁上的燃油量提出了措施，从而保证机车各种工况下燃油消耗量降低，并且不恶化全功率时的参数。     

Caterpillar公司中速柴油机电子控制喷射系统

采用电子控制喷射系统的中速柴油机通过喷射特性的适应性和柴油机优化运行赢得用户好评。这类喷射系统已经广泛应用于高速柴油机上，在中速柴油机上的应用则处于起步阶段。Caterpillar公司已经开发并正在研究应用于C280、M32C、M43C、M25C和M20C等中速机平台的系统。本文将论述在改进排放性能（减少NOx、颗粒物、CO2以及降低噪声）方面存在的潜力，明确指出电控柴油机关键部件所必备的特性，并介绍为使其具备这些特性所采用的两种不同的方案。     

现代化的内燃机车柴油机的电子喷射系统

目前,提高内燃机车柴油机节省燃油的性能和生态指标是一项急需完成的工作。为了完成此项工作,必须将机械供电系统转换成电子控制系统。采用控制燃油喷射的电子系统可以根据内燃机车发动机的工况柔性调整提前角和燃油的喷射压力,从而依靠工作过程质量的明显提高来提高燃油的节约效果和生态指标。现今,在内燃机车柴油机上采用2种型式的由电子控制的燃油系统。本文将介绍这2种电子控制的燃油喷射系统的结构、作用原理和构造特点。本文还列出了国内外生产的装备有燃油电子喷射系统的内燃机车柴油机的主要技术特性,并从其结构特点和内燃机车柴油机运用的角度出发,分析燃油系统的优缺点。在此基础上,文章还介绍了目前最适用于内燃机车柴油机使用的电子控制燃油喷射系统。     

喷油泵螺旋槽对柴油机燃油消耗率影响的试验研究

介绍了对16V280ZJA型柴油机的燃油系统进行的改进,主要是把高压油泵柱塞设计为人字形的螺旋槽.通过优化柴油机部分负荷时的几何供油提前角,使气缸内燃烧特性得以改善,达到降低柴油机油耗,减少排放污染的目的.通过多缸机对比试验表明,改进后的柴油机在主要工作范围(600～1 000 r/min)的油耗有明显下降.     

高负荷气缸盖的发展趋势和潜力

随着排放法规日益收紧，对发动机性能和燃油耗的要求也越来越高，这是推动现代柴油机和汽油机应用新技术和新方法的重要动力，也将导致基础发动机气缸盖和排气系统热负荷和机械负荷的提高，这对设计和开发提出了巨大的挑战。介绍了AVL公司针对未来高负荷气缸盖的解决途径及其技术与成本的目标冲突。     

用于柴油机节能减排的DUAP燃油喷射系统

内燃机的任务是在燃料燃烧期间将其化学能经热能转变成机械能。发动机发明至今,人们一直在追求高效而洁净的能量转换过程和方法。为实现这一目标,需要协调发动机、燃油和燃油喷射系统之间的关系。燃油喷射系统负责将燃油注入发动机燃烧室并促使其燃烧。虽然经过长期不懈的努力,甚至利用了电子装置,空气与燃料的均匀混合以及完全燃烧的理想仍然尚未实现。近十二年以来,在发动机、燃油喷射系统和排气后处理系统的研发过程中,虽然完全燃烧的问题仍未解决,污染物的成因仍不十分明确,但大量工作仍是围绕降低污染物排放进行的。作为整个能量传递系统的组成部分,燃油喷射系统的功能和所有参数非常重要,对其充分了解有助于提供理想的清洁能源。DUAP燃油喷射系统的开发重点是高效高质量地进行燃油的喷射、雾化和燃烧,以及在各种发动机负荷条件下和燃用不同类型、不同质量的燃油时的运用灵活性。沿着这一方向去思考,传统的机械式和现代的燃油喷射系统（诸如共轨系统,包括压电陶瓷技术）,在燃油雾化和在整个燃烧室的分布方面,均仍有很大潜力。这两个参数决定着燃油的燃烧效果和清洁能源的最佳化传递过程。必须对高性能材料的使用和生产-测量-试验过程进行不断改进。也就是说,重新设计流程,包括技术、商业和社会层面。利用这种系统化再造过程,遵循工程规范,井井有条,就可以使燃油消耗和喷射系统组件的寿命提高一个档次。一个实例就是：在一台采用传统机械式喷射系统改进型发动机中燃油消耗降低了3.5%;用共轨喷油器,运行寿命超9000 h。DUAP公司的燃油喷射系统适用各种燃油,通过燃油的高效燃烧可提供清洁能源。为生产最优化的部件需要对设计和工艺进行深入了解。具备这种能力,是全面满足制造方、购买方     

综合利用多种方式降低直喷式中速柴油机NOx排放量

对一台配有米勒（Ｍｉｌｌｅｒ）系统、新开发的高压废气再循环系统（ＨＰＥＧＲ）、共轨燃油喷射系统（ＣＲ）及具有可变涡轮几何形状（ＶＴＧ）的增压器的中等尺寸中速直喷式柴油机的排放和性能参数进行了测定，并与标准发动机进行了对比。在功率、燃油消耗、烟度及其它排放指标保持不变的情况下，氮氧化物排放量可降低３０％～５０％。若允许燃油消耗增大１％～３％以及允许烟度略有提高的话，则根据负荷的不同，氮氧化物排放量电     

8ЧН26/26型柴油机在调车内燃机车工况下经济性的提高

8ЧН26/26型柴油机在ЧМЭ3型内燃机车上的试验结果表明:在调车内燃机车工况谱中占主要地位的小负荷工况下,柴油机的燃油消耗量较大。文内对借助燃油喷束参数和燃烧室参数相匹配的方法降低燃油消耗量的一些因素进行了分析。对燃油喷射距离作了计算,对如何减少沉落在燃烧室壁上的燃油量提出了措施,从而保证机车各种工况下燃油消耗量降低,并且不恶化全功率时的参数。     

CAE在提高柴油机可靠性方面的应用

日本大发柴油机公司技术部应用ＣＡＥ（计算机辅助工程）进行柴油机可靠性设计，文中叙述了ＣＡＥ现，ＣＡＥ系统的构成及功能，主要介绍了柴油机喷射系统仿真，性能仿真，扭振仿真和轴承特性预测等程序，以及有限元法在柴油机设计中的应用。一个包括先进测试技术和ＣＡＤ／ＣＡＥ在内的综合系统，将成为柴油机各零部件可靠性设计不可缺少的辅助工具。     

柴油机喷油器针阀偶件损坏的原因及防止措施

1喷油器针阀偶件损坏的原因(1)针阀的磨损喷油器的针阀偶件是柴油机燃油喷射系统的关键部件之一,它所处的工作环境十分恶劣,机械负荷和热负荷都很高,由于安装调整不当、燃油中含有杂质等原因,就会使针阀产生磨损,造成喷油雾化不良,喷孔滴油、积碳、甚至针阀卡死等问题,严重影响     

L’Orange公司平台设计的共轨式高压泵

1997年8月,LOrange公司研制出世界上第一套电子控制的共轨式燃油喷射系统。该系统在MTU/DDC4000系列柴油机上的应用使该柴油机取得极大的成功。该喷射系统使燃烧系统面貌一新,在燃油效率、排放和烟度以及输出功率和扭矩等方面均有极大的改进。柴油机发展的前一百年的特点大体上只体现在功率输出和燃油效率方面的改进。将来的一个主要任务将是满足排放法规的要求,这些要求将愈来愈苛刻,差不多每3至7年变更一次。对于高压油泵,存在一种很大的潜力,可以仅用一种型号或一种系列的油泵来满足几种发动机机型的需要,这可以使费用保持在可接受的水平。这些基于平台设计的油泵可导致柴油机在配件供应、经济性以及运行性能方面的改进。LOrange公司在2002年为20缸V型长行程MTU4000系列柴油机研制的直列式高压泵就是带锐边的柱塞泵技术的第一个实例,本文将对此详细介绍。令人瞩目的是,同一型号的直列式泵可适用于整个系列的柴油机,从4缸100kW/缸(采用一台泵)到18缸1200kW/缸的V型机(采用4台泵),使柴油机结构显著简化。泵的可用转速由800r/min到3150r/min,采用由柴油机曲轴驱动的齿轮,选用适当的齿轮比,从而克服了泵转速对各种柴油机标定转速的依赖性。目前该泵有2种柴油型的:一种是4柱塞型的;另一种是2柱塞型的,供油量分别为32L/min和16L/min。这些基于平台设计的油泵的普遍选择将为开发人员提供这样的机会:使喷射系统和燃烧系统的开发更集中在发动机性能、应用和系统的集成化上,而不只是停留在新的零部件的开发上。     

4000系列柴油机共轨式燃油喷射系统的开发

在４０００系列柴油机共轨式燃油喷射系统中小及到了全新开发的技术，并首次在此种功率等级柴油机上批量采用，此系统的开发是腓德烈斯哈芬的ＭＴＵ公司合作完成的。用此新的燃油喷射系统成功地克服了传统方案固有缺点，从而可以任意选择喷射定时，喷射量以及喷射压力特性曲线，另外，通过液压控制的针阀关闭达到极迅速的喷射终止，不需要大的花费可提高预喷射。     

柴油机燃油喷射系统结构参数对喷油规律的影响

通过对MB839柴油机燃油喷射系统喷油规律、喷油器偶件实际通流面积uf的测试，以及改变燃油喷射系统的结构参数对规律影响的试验，揭示了MB839预燃室式柴油机的喷油规律，并提供了如何改变燃油喷射系统的结构参数来改变喷油规律以满足柴油机工作过程的需要。     

中速柴油机用脉冲作用式燃油系统

介绍了供运输式发动机用的脉冲作用式电子燃油喷射系统的作用原理并附有结构线路示意图。还介绍了一种供ЧＨ２６／２６型柴油机用的高压油泵，它可以使２ＴЭ１１６型和ＴЭП７０型内燃机车的平均运营燃油消耗量降低１０％￣１５％，使排气中的ＮＯｘ降低２５％￣３０％，ＣＯ降低１５％￣２０％。这种系统可以装在运用中速柴油机上。     

先进的重载高速柴油机的设计和开发

本文介绍最高转速为1800r/min、涵盖从直列式6缸到V型12缸的全新重载柴油机和双燃料发动机系列在研制过程中所采用的技术和方法。文中讨论了为使发动机燃油消耗率降低到同类产品的最低值而采用的电子控制高压共轨喷射系统、高效涡轮增压器、带有独立气口的横流式气缸盖和其他发动机的设计策略。发动机性能模型的开发展示了设计组和分析组在组件设计几何和模拟模型创建中的协调配合,实现了性能和可制造性之间最佳的折衷。工程师之间的交流是理解整个发动机性能、提高现有技术、超越以往发动机设计的关键因素。文中还介绍了就该机与用户达成一致的设计方针,包括可靠性、成本、重量、尺寸、可再利用性和性能。文中将以实际的低成本设计方案为例,说明这些方针对诸如曲轴箱和梯形机架等部件的影响。设计发动机采用的方法也在文中加以介绍,特别是同步工程的采用,可以集聚公司所有发动机运行技术,并在初期阶段就应用到设计中,在尽可能短的工期内确保设计一次成功。文中还概述了同步工程法等对项目的影响和在设计改进过程中所起的作用。工程所取得的成果是开发了一种完整系列的高速重载发动机,其拥有同类产品中最佳的燃油消耗率、良好的比功率水平,显示了Technomots公司与发动机制造商密切合作推出新产品的能力。     

Delphi公司压电直接控制式喷油器共轨喷射系统

2008年，Delphi公司的新型压电直接控制式柴油机喷射系统投入批量生产。这种200MPa喷油压力共轨系统的喷油嘴针阀直接由1个压电陶瓷执行器驱动，而无须经过伺服阀的转换，针阀能非常迅速地开闭，并与喷油压力无关，这样在降低燃油耗的同时，能使排放降至最低，并能达到更高的升功率和扭矩。该系统对最小先导喷油量进行优化控制，并与整个使用寿命期内稳定的喷油量相结合，能确保达到一流的燃油喷射性能。