小松電噴柴油引擎的原理與構造簡介

隨著國際上對地球環(huán)境的日益重視，對于內(nèi)燃機的排放污染指標控制也越來越嚴格，如今，汽油機的排放最高已要求達到歐洲4號標準，柴油引擎也從原先的歐洲1號標準上升到歐洲2號標準，而且在國外已強制執(zhí)行。針對這種迫在眉睫的形式，許多大的工程機械或引擎生產(chǎn)廠家紛紛推出了自己的電噴柴油引擎以適應嚴格的排放要求，而作為在工程機械上有顯著地位的日本小松公司，如不能及時研制出燃燒更完全，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已十分成熟的優(yōu)勢，共同開發(fā)了新一代有小松自己風格的電噴柴油引擎，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)做為分析對象，了解其工作原理、基本結構，為日后可能接觸到此類機型奠定一個基礎。
      CRI（燃油高壓共軌噴射系統(tǒng)）應用在小松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，在曲軸旋轉到相應的噴射點時，燃油壓力達到最高，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)。由于其結構限制，容易造成以下缺點：
      1 噴油壓力隨引擎轉速升高而升高，低速時相對壓力較低，霧化不好
      2 啟動、加速及正常情況下的油量調(diào)節(jié)靠機械式調(diào)速器控制，控制精度不高，配比的燃油量與實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 其結構限制了燃油壓力的進一步提升，霧化時燃油顆粒較大，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，利用一個雙柱塞的高壓燃油泵，將燃油壓至1200~1400公斤，并儲存在一條高壓共軌管道中，各缸的噴油器同時與此燃油軌道相連，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、曲軸轉速和角度和進氣壓力等，經(jīng)過計算機分析，計算出合適的噴油提前角與噴射量，控制噴油器上的TWV電磁閥動作，在最優(yōu)化的噴射時間向汽缸內(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。其特點是：
      1 電控高壓燃油噴射系統(tǒng)可以在低速到高速整個范圍內(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不同轉速和負荷的最優(yōu)噴射,  達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, 以及低溫起動時的白煙. 同時由于使用了電控高壓噴射技術和最優(yōu)噴射技術, 就可以提高低溫起動性和減少白煙。
      4 140E-2發(fā)動機使用了小松 KTR110 型渦輪增壓器的改進型, 具有高可靠性與高效率, 改進點在于用進氣的再循環(huán)來控制壓縮端的沖擊, 和對渦輪的改進。
      5 原來的一個冷卻噴嘴改為了二個, 結果活塞耐久性提高, 同時由于活塞表面的溫度下降, 減少了機油的劣化。
      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, 直接裝在了定時齒輪殼上, 減少了二次躁音。
      7 機油泵的容量增加了15% , 增加了耐久性和可靠性。

• 小松
• 瑞德路業(yè)
• TR1
• 美圖