燃 油 喷 射 系 统 的 发 展

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在过去的二十年里，柴油机燃油喷射技术经历了从用于轿车的自然吸气式与非直喷结合的发动机和用于卡车的直喷发动机到100％直喷与电控结合的发动机的转变。喷油器的峰值压力也由当时的500－800巴增加到现在可达到2000巴的泵喷嘴系统。


柴油机喷射技术的发展目标：

精确计算所需的喷油量，以增加功率，减
少振动；

提供较高且适宜的喷油压力，以改进燃烧，降低油耗，减少烟尘和颗粒物的排放；

灵活而准确地控制喷油时刻，降低HC和NOx的排放，提高燃油经济性；

优化燃油喷射率曲线以降低噪声；





















当今，最先进的燃油喷射系统是泵喷嘴系统和共轨式喷油系统。

泵喷嘴系统
　　在泵喷嘴系统中，电控的油泵和喷油嘴没有用管路连接，而是被做成一体，直接装在汽缸盖上，这样不占用更多的空间。每个油泵都象普通的低压泵那样，由顶置凸轮轴来驱动。这样，顶置凸轮轴将同时驱动气门和泵喷嘴。
这也意味着顶置凸轮轴必须具有极高的硬度和刚度以承受喷油器产生的高压，同时，凸轮轴的驱动系统也需专门设计。


"这是迄今为止效能最高的燃油喷射系统，"博世（苏州）公司销售总经理Ingolf Pfannenschmidt先生这样评价它。因为泵喷嘴系统结构紧凑，喷油嘴孔径非常小，所以燃油喷射压力非常高，目前用于满足欧洲四号标准的车辆上使用的柴油机的峰值压力可达2050巴。

共轨式喷油系统
　　共轨式喷油系统主要由高压供油系统、共轨油道、每缸一个的喷油器、高压油泵和电控单元（ECU）组成。高压油泵安装在发动机的一侧，高压油从油泵进入一个储油管，这个储油管被称为共轨油道。在共轨油道和每个装在气缸盖上的喷油器之间有短油管相连，这样喷油器顶端始终保持着很高的压力。喷油器的开闭由ECU驱动电磁阀进行控制。具有这种始终保持的高压是共轨式系统与泵喷嘴系统的主要区别，它能实现燃烧过程中燃油再喷射，以减少NOX的生成。共轨式喷油系统的峰值压力最高可达1600巴，尽管这看起来并不太高，但已经足够了。因为共轨式系统在整个喷油过程中都能保持这个压力，而泵喷嘴系统的峰值压力只能持续几毫秒。这个系统被用于戴姆勒克莱斯勒生产的轿车中。因为它可以降低柴油机的噪音以致与您在车中无法区分是汽油机还是柴油机。同时其性能比汽油发动机驱动的车辆更加卓越，因为柴油机可以在低速时提供高的扭矩输出。


技术带来的好处
　　以上两种系统都缩短了增压和供油过程的时间延迟，更高的喷油压力使得喷入的燃油更充分地雾化。由于精确地控制了喷油过程，燃油得以充分燃烧，降低了排放。

高压燃油喷射技术的进步，越来越严格的排放法规，以及很高的燃油费用，使欧洲人的目光更多地投向了柴油机。根据博世公司的统计，在1998年，欧洲柴油机车的市场占有率由22%增加到25%，销量增加了450000辆。


大众公司的研究结果表明，与点燃式汽油机相比，直喷式汽油机的油耗将减少15－20％，压燃式柴油机将减少25－30％，而涡轮增压直喷式柴油机将减少40－45％。


满足排放标准
欧洲1号和2号标准：使用机械控制喷油系统即可达标
欧洲3号标准：必须使用电子控制喷油系统
欧洲4号标准：目前，共轨式系统、泵喷嘴系统和vp44系统能够满足这个标准。



在全球燃油章程中这样写道：发动机能否正常运转取决于喷油系统是否尽责。一旦发动机不正常，就会出现噪音、冒烟及排气污染。







柱塞式分配泵系统

为了获得较高的峰值压力，喷油泵的柱塞、缸体及相关零件的配合间隙要求非常小，同时还应当能够承受高压。因此，需要对制造它们的材料进行较大的改进。


"我们在高压泵上使用了全新的材料，同时进行了热处理和表面处理。不做这些改进，我们的产品将无法满足当前的排放法规。" Ingolf Pfannenschmidt先生如是说。