廢氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)用于降低廢氣中的氧化氮(NOX)的排出量。氮和氧只有在高溫高壓條件下才會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室內(nèi)的溫度和壓力滿足了上述條件,在強(qiáng)制加速期間更是如此。
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在負(fù)荷下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),EGR閥開(kāi)啟,使少量的廢氣進(jìn)入進(jìn)氣歧管,與可燃混合氣一起進(jìn)入燃燒室。怠速時(shí)EGR閥關(guān)閉,幾乎沒(méi)有廢氣再循環(huán)至發(fā)動(dòng)機(jī)。汽車廢氣是一種不可燃?xì)怏w(不含燃料和氧化劑),在燃燒室內(nèi)不參與燃燒。 它通過(guò)吸收燃燒產(chǎn)生的部分熱量來(lái)降低燃燒溫度和壓力,以減少氧化氮的生成量。進(jìn)入燃燒室的廢氣量隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的增加而增加。
在汽車柴油機(jī)中,高速運(yùn)轉(zhuǎn)使柴油噴射過(guò)程的時(shí)間只有千分之幾秒,實(shí)驗(yàn)證明,在噴射過(guò)程中高壓油管各處的壓力是隨時(shí)間和位置的不同而變化的。由于柴油的可壓縮性和高壓油管中柴油的壓力波動(dòng),使實(shí)際的噴油狀態(tài)與噴油泵所規(guī)定的柱塞供油規(guī)律有較大的差異。油管內(nèi)的壓力波動(dòng)有時(shí)還會(huì)在主噴射之后,使高壓油管內(nèi)的壓力再次上升,達(dá)到令噴油器的針閥開(kāi)啟的壓力,將已經(jīng)關(guān)閉的針閥又重新打開(kāi)產(chǎn)生二次噴油現(xiàn)象,由于二次噴油不可能完全燃燒,于是增加了煙度和碳?xì)浠衔铮?SPAN lang=EN-US>HC)的排放量,油耗增加。
此外,每次噴射循環(huán)后高壓油管內(nèi)的殘壓都會(huì)發(fā)生變化,隨之引起不穩(wěn)定的噴射,尤其在低轉(zhuǎn)速區(qū)域容易產(chǎn)生上述現(xiàn)象,嚴(yán)重時(shí)不僅噴油不均勻,而且會(huì)發(fā)生間歇性不噴射現(xiàn)象。為了解決柴油機(jī)這個(gè)燃油壓力變化的缺陷,現(xiàn)代柴油機(jī)采用了一種稱為“共軌”的技術(shù)。
共軌技術(shù)是指高壓油泵、壓力傳感器和ECU組成的閉環(huán)系統(tǒng)中,將噴射壓力的產(chǎn)生和噴射過(guò)程彼此完全分開(kāi)的一種供油方式,由高壓油泵把高壓燃油輸送到公共供油管,通過(guò)對(duì)公共供油管內(nèi)的油壓實(shí)現(xiàn)精確控制,使高壓油管壓力大小與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān),可以大幅度減小柴油機(jī)供油壓力隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化,因此也就減少了傳統(tǒng)柴油機(jī)的缺陷。ECU控制噴油器的噴油量,噴油量大小取決于燃油軌(公共供油管)壓力和電磁閥開(kāi)啟時(shí)間的長(zhǎng)短。
單體泵系統(tǒng)在成本和性能上優(yōu)勢(shì)突出在重型車上上建議客戶采用單體泵系統(tǒng)。從成本上講,國(guó)內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)從歐Ⅱ向歐Ⅲ升級(jí)時(shí),如果采用單體泵,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)改動(dòng)非常小。當(dāng)你從歐Ⅲ向歐Ⅳ升級(jí)時(shí),這個(gè)結(jié)構(gòu)仍然不變,只是把歐Ⅲ系統(tǒng)里機(jī)械式噴油器改成德?tīng)柛5碾娍貒娪推?。在發(fā)動(dòng)機(jī)整體結(jié)構(gòu)不做大的調(diào)整下,就可以達(dá)到歐Ⅳ的排放水平。在性能方面,單體泵的壓力,目前在國(guó)內(nèi)使用的壓力達(dá)到2480bar。當(dāng)向歐Ⅳ升級(jí)、在雙閥系統(tǒng)時(shí),這個(gè)壓力可以達(dá)到2580 bar 。而且單體泵的理論設(shè)計(jì)原理可以造成逐漸平緩到逐漸上升的噴油壓力曲線,這是發(fā)動(dòng)機(jī)比較理想的曲線。同時(shí)在單體泵上采用了類似于共軌的生產(chǎn)性質(zhì),來(lái)優(yōu)化整個(gè)系統(tǒng)的性能。在供油控制方面,如果使用雙閥系統(tǒng),不僅可以對(duì)壓力進(jìn)行控制,還可以對(duì)噴射進(jìn)行控制,而且可以采用多次噴射。它的標(biāo)準(zhǔn)可以達(dá)到歐Ⅳ或者歐Ⅴ的能力。目前德?tīng)柛5碾p閥系統(tǒng)在歐洲大批量生產(chǎn),供應(yīng)歐Ⅳ發(fā)動(dòng)機(jī),歐Ⅴ發(fā)動(dòng)機(jī)正在做相關(guān)開(kāi)發(fā)工作。單體泵系統(tǒng)另一個(gè)優(yōu)勢(shì)就是它的可靠性和壽命,而且這些性能已經(jīng)在歐洲和北美市場(chǎng)上得到了超過(guò)十年甚至是15年的實(shí)際使用時(shí)間、數(shù)百萬(wàn)輛整車使用的證明。德?tīng)柛5膯误w泵系統(tǒng)在整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)使用過(guò)程中,可以很好的保證它的排放水平和燃油消耗率水平。目前,這種非常強(qiáng)化、非??煽康男阅芎褪褂脡勖匀辉谶M(jìn)一步提高。所以從德?tīng)柛5挠^點(diǎn)來(lái)看,在技術(shù)方面,相信在2010 年之前,所有歐洲和北美的重型車生產(chǎn)商會(huì)絕大多數(shù)采用單體泵和泵噴嘴技術(shù)。德?tīng)柛R苍谘邪l(fā)2010年新的排放法規(guī)所要求的新的系統(tǒng)。
高壓共軌技術(shù)并非BOSCH一家獨(dú)有,其實(shí)德?tīng)柛?、西門(mén)子、日本電裝都有高壓共軌技術(shù),德?tīng)柛:臀鏖T(mén)子在高壓共軌技術(shù)上的能力也不錯(cuò),但西門(mén)子在中國(guó)目前沒(méi)有發(fā)力,德?tīng)柛V袊?guó)在重型柴油機(jī)上的戰(zhàn)略是主推單體泵,日本電裝現(xiàn)在和上柴合作,但從技術(shù)的角度看,高壓共軌將是最后的方向,2004年的時(shí)候,單體泵的歐3其實(shí)濰柴和上柴都推出過(guò),不過(guò)到最后上生產(chǎn)線,最終的決定方向仍然選擇高壓共軌,濟(jì)南重汽到現(xiàn)在的兩個(gè)生產(chǎn)廠都是生產(chǎn)WD615,暫時(shí)估計(jì)也沒(méi)有多余的資金上高壓共軌生產(chǎn)線,因此以后濟(jì)南重汽的歐3之路應(yīng)該是和德?tīng)柛:献魃a(chǎn)單體泵的歐3.
共軌系統(tǒng)為第三代電控燃油噴射系統(tǒng),比前兩種燃油噴射系統(tǒng)的燃油噴射壓力高,對(duì)燃油噴射量控制得更精確。所謂共軌系統(tǒng):即由高壓共軌(用于儲(chǔ)存高壓的柴油的,上邊安裝有壓力傳感器、壓力波動(dòng)調(diào)節(jié)器、噴射器等部件)和高壓泵(高壓產(chǎn)生裝置)組成。電控共軌,即共軌的壓力和噴射器的噴射正時(shí)是有ECU控制的。
對(duì)第二代電控燃油噴射系統(tǒng)來(lái)說(shuō),按照高壓產(chǎn)生裝置的不同,可將燃油噴射系統(tǒng)分為分配泵、直列泵、泵噴嘴和單體泵電控燃油噴射系統(tǒng)。即單體泵是用于產(chǎn)生噴油器(或噴射器)的噴射壓力的。對(duì)于采用單體泵式電控燃油噴射系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō),有幾個(gè)氣缸,就有幾個(gè)單體泵。
綜上所述,可以得出兩者的區(qū)別:?jiǎn)误w泵只是第二代電控燃油噴射系統(tǒng)中的高壓產(chǎn)生裝置,有幾個(gè)氣缸,就需幾個(gè)單體泵;電控共軌是第三代電控燃油噴射系統(tǒng),其性能較第二代優(yōu)越,是電控燃油噴射系統(tǒng)發(fā)展的主流。
PS:共軌中的壓力最高可達(dá)150Mpa,由于共軌容積較大,且有壓力波動(dòng)調(diào)節(jié)器等使得發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中共軌壓力基本保持恒定,所以能隨時(shí)滿足發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)燃油的噴射要求;而單體泵產(chǎn)生的壓力比高壓泵低,一般為100Mpa左右,且單體泵產(chǎn)生的高壓燃油量有限。