小松電噴柴油引擎的原理與構(gòu)造簡介

隨著國際上對(duì)地球環(huán)境的日益重視，對(duì)于內(nèi)燃機(jī)的排放污染指標(biāo)控制也越來越嚴(yán)格，如今，汽油機(jī)的排放最高已要求達(dá)到歐洲4號(hào)標(biāo)準(zhǔn)，柴油引擎也從原先的歐洲1號(hào)標(biāo)準(zhǔn)上升到歐洲2號(hào)標(biāo)準(zhǔn)，而且在國外已強(qiáng)制執(zhí)行。針對(duì)這種迫在眉睫的形式，許多大的工程機(jī)械或引擎生產(chǎn)廠家紛紛推出了自己的電噴柴油引擎以適應(yīng)嚴(yán)格的排放要求，而作為在工程機(jī)械上有顯著地位的日本小松公司，如不能及時(shí)研制出燃燒更完全，排放更潔凈的柴油引擎，其在市場上的地位將受到威脅。于是，小松公司與Cummins公司積極聯(lián)手，利用其在電噴柴油引擎的制造技術(shù)已十分成熟的優(yōu)勢(shì)，共同開發(fā)了新一代有小松自己風(fēng)格的電噴柴油引擎，從工作原理上分CRI系統(tǒng)和HPI系統(tǒng)。這里我們以CRI系統(tǒng)做為分析對(duì)象，了解其工作原理、基本結(jié)構(gòu)，為日后可能接觸到此類機(jī)型奠定一個(gè)基礎(chǔ)。
      CRI（燃油高壓共軌噴射系統(tǒng)）應(yīng)用在小松SAA6D125和SAA6D140系列新型柴油引擎上，其工作原理與現(xiàn)有的傳統(tǒng)直列柱塞式噴油系統(tǒng)完全不同。傳統(tǒng)的燃油噴射系統(tǒng)是利用柱塞將低壓燃油壓縮成高壓燃油，通過高壓油管傳遞到各缸的噴油器上，在曲軸旋轉(zhuǎn)到相應(yīng)的噴射點(diǎn)時(shí)，燃油壓力達(dá)到最高，頂開噴油器內(nèi)的針閥，將高壓燃油呈霧狀噴射到汽缸內(nèi)。由于其結(jié)構(gòu)限制，容易造成以下缺點(diǎn)：
      1 噴油壓力隨引擎轉(zhuǎn)速升高而升高，低速時(shí)相對(duì)壓力較低，霧化不好
      2 啟動(dòng)、加速及正常情況下的油量調(diào)節(jié)靠機(jī)械式調(diào)速器控制，控制精度不高，配比的燃油量與實(shí)際工況需要的理論燃油量有偏差，造成燃燒不完全，排放污染增加
      3 其結(jié)構(gòu)限制了燃油壓力的進(jìn)一步提升，霧化時(shí)燃油顆粒較大，與空氣混合面積不足，燃燒不能完全，也影響了排放。<
      而CRI系統(tǒng)采用了全新的燃油供給概念，利用一個(gè)雙柱塞的高壓燃油泵，將燃油壓至1200~1400公斤，并儲(chǔ)存在一條高壓共軌管道中，各缸的噴油器同時(shí)與此燃油軌道相連，燃油壓力完全共享，燃油的噴射取決于噴油器上的TWV電磁閥控制。而CRI系統(tǒng)的“大腦”—ECM（引擎控制單元）則采集引擎當(dāng)前的所有數(shù)據(jù)，如燃油溫度、冷卻液溫度、燃油壓力，油門大小、曲軸轉(zhuǎn)速和角度和進(jìn)氣壓力等，經(jīng)過計(jì)算機(jī)分析，計(jì)算出合適的噴油提前角與噴射量，控制噴油器上的TWV電磁閥動(dòng)作，在最優(yōu)化的噴射時(shí)間向汽缸內(nèi)噴射出更精確燃油劑量，其上千公斤的噴射壓力確保了燃油的霧化顆粒更小、與空氣充分混合，實(shí)現(xiàn)更完全的燃燒，更高的燃燒效率，更大的輸出功率和更少的排放殘余物，這些是　　傳統(tǒng)燃油系統(tǒng)所無法做到的。其特點(diǎn)是：
      1 電控高壓燃油噴射系統(tǒng)可以在低速到高速整個(gè)范圍內(nèi)提供平均 118 MPa {1200 kg/ cm 2 } 的噴射壓力，而且電控可以提供針對(duì)不同轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的最優(yōu)噴射,  達(dá)到好的排氣色和低的燃料消耗, 低的躁音。
      2 活塞采用優(yōu)質(zhì)鑄鐵活塞, 帶有冷卻槽和特制燃燒室, 具有小特有的低熱膨脹特性, 因此不僅排氣好, 效率高, 而且有高的可靠性。
      3 壓縮比由傳統(tǒng)的 15.7:1 提高到 16.7:1, 這就提高了燃燒效率, 降低了油耗, 以及低溫起動(dòng)時(shí)的白煙. 同時(shí)由于使用了電控高壓噴射技術(shù)和最優(yōu)噴射技術(shù), 就可以提高低溫起動(dòng)性和減少白煙。
      4 140E-2發(fā)動(dòng)機(jī)使用了小松 KTR110 型渦輪增壓器的改進(jìn)型, 具有高可靠性與高效率, 改進(jìn)點(diǎn)在于用進(jìn)氣的再循環(huán)來控制壓縮端的沖擊, 和對(duì)渦輪的改進(jìn)。
      5 原來的一個(gè)冷卻噴嘴改為了二個(gè), 結(jié)果活塞耐久性提高, 同時(shí)由于活塞表面的溫度下降, 減少了機(jī)油的劣化。
      6 高壓泵只有原來大小的 1/3 , 并用法蘭安裝代替了托架安裝, 直接裝在了定時(shí)齒輪殼上, 減少了二次躁音。
      7 機(jī)油泵的容量增加了15% , 增加了耐久性和可靠性。

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