柴油機新技術(shù)論文
柴油機新技術(shù)論文
柴油機及其控制系統(tǒng)的建模與仿真是柴油機及其電子控制系統(tǒng)開發(fā)過程中難度很大的關(guān)鍵技術(shù)。這是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的柴油機新技術(shù)論文，僅供參考!
柴油機新技術(shù)論文篇一
柴油機技術(shù)發(fā)展趨勢
【摘 要】隨著世界汽車對汽車發(fā)動機動力性、 經(jīng)濟 性和排放提出了更高要求和 計算 機技術(shù)的迅速 發(fā)展 ，柴油機被公認(rèn)為節(jié)能的代表和減少汽車尾氣排放污染的有力工具，汽車柴油化也是汽車發(fā)動機發(fā)展的一大趨勢。本文結(jié)合當(dāng)前發(fā)展?fàn)顩r，論述了缸內(nèi)直接噴注技術(shù)和柴油化趨勢是未來車用發(fā)動機的發(fā)展方向。
【關(guān)鍵詞】車用發(fā)動機 柴油化趨勢
柴油機的開發(fā)焦點已由傳統(tǒng)的優(yōu)先考慮經(jīng)濟性、可靠性和耐久性逐步轉(zhuǎn)為目前的優(yōu)先考慮環(huán)保的要求，即以優(yōu)先保護好人類賴以生存的地球 環(huán)境為出發(fā)點去考慮采用何種技術(shù)，去評價其先進性。
優(yōu)先考慮柴油機排放、噪聲對環(huán)境的影響問題，與過去相比也有不同，就是在滿足目前對排氣污染物、顆粒排放及噪聲的限制要求時，不再以犧牲經(jīng)濟性、動力性和比質(zhì)量等為代價，而是在達到上述目標(biāo)的同時使產(chǎn)品具有可競爭的商業(yè)價格。歐洲一些公司近年或稍后將繼續(xù)推出能滿足環(huán)境要求的百公里油耗為3L的柴油機。
當(dāng)前和將來一個時期車用柴油機技術(shù)的發(fā)展趨勢突出表現(xiàn)在如下幾個方面：
一、進一步優(yōu)化燃燒系統(tǒng)，特別重視開發(fā)和選擇噴射系統(tǒng)
Perkins公司的Ouadram燃燒室、日野公司的HMMS燃燒室，小松公司的MTEC燃燒室及五十鈴公司的四角形燃燒室等，都在試驗開發(fā)階段，其基本特點是由一個中央渦流及四周的微渦流使空氣燃料快速而充分地混合，并配合以合適的燃油噴射系統(tǒng)。
目前，噴射系統(tǒng)已進入一個較快的發(fā)展時期，現(xiàn)正在研究開發(fā)lms內(nèi)完成一次噴射，并在有限時間內(nèi)正確控制噴射量的方法。噴射壓力已提高到160—180MPa，實驗室內(nèi)已到200 MPa。如共軌式噴射系統(tǒng)及分段預(yù)噴射系統(tǒng)等，可根據(jù)發(fā)動機的負(fù)荷與轉(zhuǎn)速自動控制合理的噴射 規(guī)律 和噴油壓力。
二、增壓及可變氣門配氣定時
當(dāng)今柴油機增壓和增壓中冷已成為標(biāo)準(zhǔn)特點，隨著發(fā)動機的輕量化與小型化，為了降低車輛油耗，提高車輛裝載效率，必須繼續(xù)提高增壓比及增壓器效率。在進一步提高大負(fù)荷區(qū)的過量空氣系數(shù)a時可以減少顆粒排放，同時通過稀燃化，減少熱損失，提高循環(huán)效率，進而同時降低油耗，隨著高增壓和高a化，組裝有多個增壓器的復(fù)合系統(tǒng)已成為可能。另外，增壓器固定的渦輪幾何形狀也將由可用于多用途的電控可變幾何形狀所取代。
目前，在小缸徑柴油機上4氣門和噴油嘴垂直中置技術(shù)得到廣泛的 應(yīng)用，為了減少換氣損失，使混合氣的形成進一步優(yōu)化，現(xiàn)正在研究采用可變氣門配氣定時，從而使發(fā)動機在整個轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的氣門升程和定時得到最佳優(yōu)化。
三、全 電子 優(yōu)化控制
如前所述，目前對燃油噴射時間、噴射量、慣性增壓、增壓器、進氣渦流及廢氣再循環(huán)(EGR)等都能實現(xiàn)電子優(yōu)化的可變控制，從而對降低排放、減少油耗、提高輸出功率和啟動性能等有很大作用;但是，這些控制中的多半內(nèi)容，如EGR、自動診斷等，還有很多技術(shù)不夠完善，有待進一步研究和開發(fā)，今后還將繼續(xù)開發(fā)其它方面的電子可變控制機構(gòu)，尤其是與整車相協(xié)調(diào)統(tǒng)一的綜合化的全電子控制系統(tǒng)。
四、排氣后處理技術(shù)
柴油機能否像汽油機那樣使用催化劑大幅度減少排放，尤其是NO x ，這是柴油機研制者一直追求的目標(biāo)。日美歐現(xiàn)都在對此進行研究，日本有關(guān)大學(xué)、研究所和廠家正在對沸石鎂及氧化鋁的催化劑上用還原劑進行NO x 還原試驗，美國福特等公司也正在對催化還原系統(tǒng)(SCR)及DeNO x ，催化器兩種NO x 還原系統(tǒng)進行研究。
SCR技術(shù)是利用氮氧化物有選擇地與存在于廢氣中的或噴入的反應(yīng)劑反應(yīng)，利用一個催化器降低NO x 排放，排出生成的氧氣。還原反應(yīng)劑可以是在柴油機廢氣中的HC化合物或是由附加油箱直接噴入廢氣流中的物質(zhì)，如氨等。
與SCR技術(shù)相比，DeNOx催化技術(shù)系統(tǒng)簡單，無有害生成物，目前認(rèn)為最具發(fā)展?jié)摿ΑeNOx催化技術(shù)主要是將NOx催化熱裂變?yōu)镹 2 和O 2 ,目前的問題是廢氣在催化器中停留時，催化器效率不高，因此帶來轉(zhuǎn)化還原效率也受到很大限制。
為減少顆粒排放而研制的各種“柴油機顆粒收集器或稱過濾器(DEF)”，雖然不少產(chǎn)品已在歐洲轎車柴油機上裝車使用，但由于DEF的耐久性差且過濾器的再生問題也沒有徹底解決，因此，該項技術(shù)也正在進一步改進和發(fā)展中。 五、改進燃料
燃料性能的改進，對減少排放起到很大作用，日本繼美歐之后，從1997年開始把輕油中的硫含量降到0.05%以下，以此大幅度減少排放顆粒中的硫酸鹽，同時減少EGR造成的發(fā)動機內(nèi)部的腐蝕磨耗及催化劑中毒;進一步減少硫含量，提高十六烷值，可進一步降低NO x 。減少芳香烴，尤其是減少3環(huán)以上的芳香族成分，可減少排放顆粒中的硫化物、降低90%的蒸餾溫度、改進點火性能;通過使用含氧燃料或添加劑，可降低黑煙顆粒。為了適應(yīng)低硫化及噴射壓力的大大增加，確保燃油噴射裝置的潤滑性，人們對燃料的改進開發(fā)寄予了很大期望。
六、代用燃料
隨著世界能源危機和 環(huán)境污染問題的日趨嚴(yán)重，尋找一種更清潔的替代石油的原料已勢在必行。經(jīng)過多年的研究試驗，目前公認(rèn)天然氣是21世紀(jì)的首選替代燃料。美國一些學(xué)者認(rèn)為天然氣發(fā)動機汽車是與電動車相媲美的清潔能源動力車。日本研究表明，天然氣汽車在環(huán)境保護、石油燃料替代及實用性等方面有著無可比擬的優(yōu)點。近年來，天然氣發(fā)動機、包括柴油與天然氣的雙燃料發(fā)動機 發(fā)展 很快，目前，全世界有幾百萬輛天然氣或雙燃料汽車在運行，預(yù)計到2010年，全球?qū)⒂?/3的國家使用天然氣汽車。正如人類本世紀(jì)初從固體燃料向液體燃料過渡一樣，如今已開始從液體燃料向氣體燃料過渡，從而將提高整個能源系統(tǒng)的效率和清潔性。
參考 文獻 ：
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柴油機新技術(shù)論文篇二
電控柴油機故障診斷
摘要: 本文闡述了傳統(tǒng)柴油發(fā)動機與電控柴油發(fā)動機在原理上的區(qū)別, 并以實例說明故障的診斷方法, 以供同行探討。
關(guān)鍵詞: 傳統(tǒng)柴油發(fā)動機 電控柴油發(fā)動機 故障 診斷
1 概述
現(xiàn)代柴油發(fā)動機以其經(jīng)濟、環(huán)保、省油、動力強的優(yōu)點, 越來越受人們的喜歡, 其在汽車保有量中的比例也不斷上升。
隨著我國排放法規(guī)的日益嚴(yán)格，柴油機的技術(shù)也發(fā)生了天翻地覆的變化，傳統(tǒng)柴油機因其排放難以達標(biāo), 將面臨淘汰，取而代之的是能滿足歐Ⅲ排放標(biāo)準(zhǔn)，并具有歐Ⅳ排放潛力電控柴油機，所以近幾年出廠的大客車、重型貨車、公交車等都開始安裝了電控高壓共軌系統(tǒng)或電控的單體泵系統(tǒng)的柴油機。
這些新技術(shù)，為社會帶來了更經(jīng)濟環(huán)保的新型柴油機動力，但也給維修給我們帶來了一定難度，使不少在維修傳統(tǒng)柴油發(fā)動機有豐富經(jīng)驗的老師傅們，感到非常的頭痛，當(dāng)發(fā)動機出現(xiàn)故障時，就會感到束手無策。在電控柴油機的維修上他們遇到了技術(shù)瓶頸，如何突破這些技術(shù)瓶頸是擺在老師傅面前第一個難題。
電控柴油機的故障診斷對現(xiàn)在的許多維修工和技術(shù)人員來說，是一項比較復(fù)雜的工作。
傳統(tǒng)柴油機的維修可能就是單純的機修，而電控柴油機則是一項機電一體的維修工作。
電控柴油機故障診斷也是有規(guī)可循的。關(guān)鍵是維修工和技術(shù)人員對電控柴油機原理還不了解。
只要掌握了電控柴油機的原理后，維修的許多困難都會迎刃而解，當(dāng)發(fā)動機出現(xiàn)故障時，如果是機械故障，我們?nèi)匀话凑諅鹘y(tǒng)柴油發(fā)動機故障診斷的方法去排除，但必須強調(diào), 在斷火檢查各缸的運行情況前, 必須先把電源開關(guān)斷開。
若是電控系統(tǒng)故障，可以利用電控系統(tǒng)的自診斷系統(tǒng)來進行檢測，
這自診斷系統(tǒng)，可以清楚的了解發(fā)動機各種工況下的運行參數(shù)，對我們進行故障診斷會有很大幫助。
要掌握電控柴油機的故障診斷與維修，首先是要對電控電控柴油發(fā)動機原理有清楚的認(rèn)識。
現(xiàn)代的電控柴油發(fā)動機基本有三大類：共軌系統(tǒng)、單體泵系統(tǒng)、泵噴嘴系統(tǒng)。
目前博共、電裝、德爾福成為了國內(nèi)電控柴油發(fā)動機電控系統(tǒng)主要部件的供貨商。三大公司的產(chǎn)品各有特點，但控制原理基本相同。結(jié)構(gòu)原理是電控柴油機的故障診斷分析的基礎(chǔ)，
2 案例1
2.1 表征
一輛宇通大客車，發(fā)動機型號YC6J245-30，發(fā)動機走合保養(yǎng)結(jié)束后發(fā)生故障，故障燈亮，發(fā)動機最高轉(zhuǎn)速≤1700r/s，油門狀態(tài)正常。
若不了解電控共軌系統(tǒng)的工作原理和控制策略，對這個故障就會感到莫名其妙，知道電控柴油機電子控制系統(tǒng)的控制原理，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)速只能上到1700 r/s，此時發(fā)動機進入了失效策略下的工作模式。
2.2 檢查診斷
導(dǎo)致發(fā)動機在失效模式下工作的可能因素有水溫、油溫、氣溫超高或油壓超高，這些都與相關(guān)傳感器或線路有關(guān)。經(jīng)外檢視, 水溫、油溫、氣溫超高或油壓都在正常范圍內(nèi), 因該車設(shè)置有自檢系統(tǒng), 逐檢查下列內(nèi)容:
2.2.1連接診斷儀，讀取故障碼
連接診斷儀，讀取故障碼，靜態(tài)下讀取到故障為：軌壓信號超高限，運行下讀取的故障為：軌壓信號超高限，泄壓閥被沖開，根據(jù)故障碼，可能是軌壓傳感器出了問題或者油路有故障。
2.2.2檢查軌壓傳感器
212號軌壓傳感器地線與整車大梁相通，213號軌壓傳
感器高端的壓力為5V，在松開傳感器信號線前電壓則為4.82V(正常范圍電壓0.5V～4.5V, 顯然這不是正常電壓)，松開測到電壓為4.97V排出接觸不良，到此可以初步確定導(dǎo)致故障的原因有二個：
1) 214號信號線與其它線串聯(lián);
2) 軌壓傳感器損壞。最后更換共軌管，發(fā)動機一切正常，判定是軌壓傳感器有故障。
3 案例2
一臺YC6G240-30走途中熄火，熄火后再也不能啟動，按常規(guī)，發(fā)動機不能啟動故障最多是油路和電路問題，因此做了如下檢查：
3.1檢查油路
3.1.1檢查低壓油路。油管沒有打折現(xiàn)象、油路沒有空氣、啟動時手油泵沒有被吸癟的現(xiàn)象、檢查溢流閥完好。
3.1.2檢查高壓油路正常。
3.2檢查電路
3.2.1連上診斷儀，說明發(fā)動機電腦已經(jīng)上電。讀故障碼，沒有故障碼顯示。
3.2.2啟動發(fā)動機，檢測同步信號為1(1表示同步，0表示不同步)，說明發(fā)動機曲軸、凸輪軸傳感器信號同步。
3.2.3檢查水溫、燃油溫度、進氣溫度都正常，說明發(fā)動機并沒有進入熱保護的運行模式。通過以上檢查，基本上排除了發(fā)動機電路、油路方面故障問題的可能。
3.2.4檢查發(fā)動機進氣岐管。在電路、油路沒有問題的情況下，只能拆開氣缸蓋罩對配氣凸輪軸進行檢查，拆開氣缸罩時發(fā)現(xiàn)：該發(fā)動機的配氣凸輪軸不轉(zhuǎn)、氣門導(dǎo)桿打彎，配氣凸輪軸斷裂，故障屬于進氣系統(tǒng)問題。至此，故障終于原因查明，更換凸輪軸，故障排除。這個故障的診斷過程就是電控柴油發(fā)動機的一般診斷順序，先油路，再電路，最后是發(fā)動機的機械部分。
電控柴油機出現(xiàn)故障時，故障診斷儀是一個強有力的武器。除了可以用診斷儀讀取故障碼來進行故障判斷外，有時候，在沒有顯示故障碼時，還可以通過讀取發(fā)動機運轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)流來分析故障，數(shù)據(jù)流真實的反應(yīng)出發(fā)動機系統(tǒng)的工作狀態(tài)，可為我們分析故障提供很大的幫助。
4 案例3
一臺YC6G240-30發(fā)動機無力、油耗高，通過檢查電路、油路正常，最后，懷疑故障在氣路上，接上診斷儀檢查，檢查氣路時發(fā)現(xiàn)進氣壓力過低，空擋油門踩到底轉(zhuǎn)速升到最大轉(zhuǎn)速2400r/min，但是進氣壓力反而下降，知道是進氣系統(tǒng)的故障，接著逐步進行檢查，按照經(jīng)驗，如果是進氣管路故障，轉(zhuǎn)速上升時進氣壓力隨轉(zhuǎn)速上升不升反而下降的原因有二，
3.1增壓器故障
聽診增壓器沒異響, 且增壓器運轉(zhuǎn)正常。
3.2進氣管道堵塞
經(jīng)最后檢查, 發(fā)現(xiàn)是進氣口堵死。
這故障若不用讀數(shù)據(jù)流的方法，單單靠經(jīng)驗是很難判斷故障的原因的，但通過數(shù)據(jù)分析卻可以馬上找出故障原因。
5 結(jié)語
電控柴油機的故障診斷是有規(guī)律可循的，只要能按故障診斷的一些基本原則去查找故障，逐一排除非故障原因, 就有可能準(zhǔn)確、迅速地找出故障所在。
當(dāng)發(fā)動機出現(xiàn)故障時，第一個基本原則是先外后內(nèi)，由簡單到復(fù)雜。
先對電子控制系統(tǒng)以外的可能故障部位予以檢查，這樣可避免本來是一個電子控制系統(tǒng)無關(guān)的障礙，卻對系統(tǒng)的傳感器、電腦、執(zhí)行器、結(jié)束等進行不必要的檢查，
判斷是否電控系統(tǒng)故障比較簡單的方法是：發(fā)動機出現(xiàn)故障時，觀察故障燈是否有顯示，若沒有故障燈顯示，則基本可以作為普通油路故障或機械故障來進行處理，若故障燈顯示，就可以通過診斷儀進行檢
測，進而進行相應(yīng)的處理。
有時候沒有故障燈顯示并不能確定電控系統(tǒng)的傳感器沒有問題，電控單元在對傳感器信號進行檢測時，只能接受其設(shè)
定范圍之內(nèi)的傳感器的故障信號，若因某種原因?qū)е碌膫鞲衅黛`敏度下降、反應(yīng)遲鈍和輸出特征偏移等，自診斷系統(tǒng)是測不出來的，因而無故障顯示，但發(fā)動機會表現(xiàn)出明顯的故障癥狀。
文章最后還提醒故障檢修過程,必須注意先斷開電源開關(guān), 切勿在斷開電源開關(guān)前拆卸高壓油管進行斷火檢查。
參考文獻:
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