中国车用柴油机电控化的发展趋势_威特

中国车用柴油机电控化的发展趋势

2006年 5月28日2006中国汽车发动机高层研讨会

主要内容 机遇与挑战 国外车用柴油机电喷技术的发展趋势进入21世纪的柴油机技术常用的柴油机电喷技术发展趋势

国内车用柴油机电控化的趋势国内车用柴油机应用电喷技术的现状发展趋势

威特公司的产品策略产品策略主要产品与技术未来发展计划

2006中国汽车发动机高层研讨会

机遇 中国的汽车工业正以前所未有的速度扩张, 04年的汽车产量为510万辆, 05年为570万辆,今年预计为650万辆 汽车生产量和保有量的迅速增长导致了石油能源需求矛盾的加剧. 2004年,中国进口了1.23亿吨原油和4千万吨成品油,共花费了 420亿美元 由于在燃油经济性和扭矩特性方面的明显优势,柴油机作为汽车动力非常具有吸引力。欧洲从上世纪90年代开始有一个轿车柴油机化的趋势 中国在2005年共生产了127万台车用柴油机,比2004年的产量略有下降。汽车柴油机化的比例仅有25%,尤其是轿车柴油机化的比例更是微乎其微，增长的潜力很大 中国国家环保总局在2005年先后颁布了有关轻型车辆和重型汽车排放新法规.按照新的法规,中国将在2007年开始执行相当于欧III法规的国III法规, 2010年开始执行相当于欧IV法规的国IV法规. 为了控制废气中有害物质的排放,从国III阶段开始车用柴油机普遍需要采用电子控制燃油喷射技术,简称电喷技术2006中国汽车发动机高层研讨会

挑战 柴油机电喷系统属于汽车核心技术 柴油机电喷产业的建立需要巨额投资，它既是技术密集型产业又是资本密集型产业 行业的国际巨头开始陆续进入中国市场。由于技术上的落后，中国的传统柴油机油泵油嘴企业有被淘汰出局或沦为二级供应商的危险 由于牵涉到产品改动,成本上升,售后服务内容的增加,国内车用柴油机行业虽然都在积极开发电控柴油机,但在推出电控柴油机产品方面较为谨慎,起动速度很慢。2005年,全国仅销售了4000多台电控柴油机,其中50%是进口的CUMMINS的原装柴油机,国产机型只有数百台左右.但随着国III实施日期的临近,对柴油机电喷系统的需求可能会在某一时间突然加速,这种局面造成了市场预测的难度

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主要内容 机遇与挑战 国外车用柴油机电喷技术的发展趋势 进入21世纪的柴油机技术 常用的柴油机电喷技术 发展趋势 国内车用柴油机电控化的趋势 国内车用柴油机应用电喷技术的现状 发展趋势 威特公司的产品策略 产品策略 主要产品与技术 未来发展计划

2006中国汽车发动机

高层研讨会

法兰克福国际汽车工业展览会展示的最新轿车柴油机

TOYOTA公司的I4轿车柴油机

MERCEDES-BENZ公司的 V6轿车柴油机 2006中国汽车发动机高层研讨会

当代轿车柴油机的性能及技术特点 低排放–满足欧IV或欧V排放标准高功率密度 -接近 60 kW/L理想的扭矩特性低燃油耗–比汽油机低 25%以上良好的NVH指标–与汽油机几乎相同

高压共轨或泵喷嘴燃油喷射系统带有冷却器的废气再循环系统 (Cooled EGR )可变几何截面增压器 ( VGT )可变进气涡流调节系统废气颗粒物捕捉器 ( CDPF )氮氧化物后处理器 ( D-NOx catalyst )

上述所有系统的工作都需要精确的控制,因此,电控已成为现代柴油机技术的基础2006中国汽车发动机高层研讨会

重型车用柴油机的排放控制策略策略一 新一代电控高压共轨系统或电控泵喷嘴/电控单体泵带有冷却器的废气再循环系统废气颗粒物捕捉器

策略二 新一代电控高压共轨系统或电控泵喷嘴/电控单体泵选择性催化还原后处理器(SCR)

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柴油机电控燃油喷射技术

柴油机电控的首要任务是控制燃油喷射过程.实际上,柴油机电控系统的发展历史也是从燃油喷射系统的电控化开始的,然后逐步扩展到增压器,废气再循环和废气后处理系统等. 在1986年,美国DDC公司率先在其柴油机产品上采用了电喷技术;到了上世纪末,西方已在车用柴油机上普及了该项技术 在过去的20年中,电喷技术有了长足的进展.从开始的直列泵上采用电子调速器直到今天的电控高压共轨系统. 目前得到广泛采用的电喷技术包括电控泵喷嘴,电控单体泵,电控液力增压式喷油系统和电控共轨系统

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几种主要的柴油机电喷技术电控泵喷嘴电控单体泵

电控液力增压式

电控共轨系统

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主要柴油机电喷技术的特点比较

最大喷射压力 ( MPa)迅速的喷油切断过程预喷射能力先缓后急的喷油规律灵活的喷油定时控制灵活的喷油压力控制现有机型改装难易

电控泵喷嘴>220 MPa+ o++ -

电控单体泵>200 Mpa+ o++ o

电控共轨系统电控液力放大系统> 180 MPa> 190 Mpa+ o+ o o o+++++ -

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美国市场车用柴油机匹配电喷技术的状况表 1重型柴油机制造厂商发动机缸径 ( mm )行程 ( mm )行程/缸径比排量 ( L )额定功率 ( HP/RPM )最大扭矩 ( N.m/RPM )最大平均有效压力 ( Mpa )燃油喷射系统 DDC S60 130 160 1.23 12.7 500/2100 2102/1200 2.08电控泵喷嘴 Mercede-Benz MBE 4000 128 166 1.3 12.8 450/2000 2102/1000 2.06电

控单体泵 Cummins ISM 124.5 147.3 1.18 10.8 425/1800 1965/1200 2.29电控泵喷嘴 Caterpillar C12 130 150 1.15 12 410/2100 2102/1200 2.2电控泵喷嘴 Mack E-tech 124 165 1.33 12 410/1800 2250/1100 2.35电控单体泵

表 2中型柴油机制造厂商发动机缸径 ( mm )行程 ( mm )排量 ( L )额定功率 ( HP/RPM )最大扭矩 ( N.m/RPM )最大平均有效压力 ( Mpa )燃油喷射系统 International T444 104 106 7.3 250/2600 680/2000 1.40液力放大式 Cummins ISB 102 120 5.9 250/2500 813/1600 1.73电控共轨 Caterpillar 3126B 110 127 7.2 190/2200 705/1200 1.23液力放大式 Daimler OM906 102 130 6.4 275/2300 1100/1250 2.17电控单体泵 ISUZU 6HK1 115 125 7.8 230/2400 697/1500 1.12电控共轨

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柴油机电喷技术的发展趋势 压电晶体取代电磁铁作为燃油喷射系统的驱动器双驱动器的设计开始应用在电控泵喷嘴和电控单体泵上液力增压设计是最有潜力增加电控共轨系统的喷射压力闭环喷射控制

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压电晶体驱动器 压电晶体驱动器的最大优点是其极快的相应速度,大约是传统的电磁阀驱动器的4倍 采用了压电晶体驱动器的燃油喷射系统在实现多次喷射控制方面更为方便,且喷油切断过程更为迅速,对降发动机颗粒排放很有利.据称,装有新系统的轿车柴油机可在无颗粒捕捉器的情况下达到欧 IV排放标准. 继Siemenz后, Bosch和Denso都推出了采用压电晶体驱动器的燃油喷射系统 2006中国汽车发动机高层研讨会

DELPHI的双阀电控泵喷嘴/单体泵 E3系统内设两个微型电磁阀，第一个控制柱塞腔压力的建立，第二个控制针伐背压的建立。通过控制两个电磁阀的开启，可实现予喷射，并可提高低速条件下的喷射压力

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BOSCH CRIN4液力增压式共轨系统

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闭环喷射控制 与汽油喷射过程的控制方式不同,直到最近柴油喷射过程的控制都是采用开环方式的 然而,随着喷射过程的日趋复杂,多次喷射模式和小油量预喷射模式的出现,开环控制方式已不能满足精度要求 DELPHI首先推出用于小油量预喷射模式的闭环控 …… 此处隐藏：2723字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……