柴油發(fā)電機(jī)組是主、備用電源的重要組成部分。依據(jù)對(duì)環(huán)境、占地面積的考慮,越來(lái)越趨向使用綠色環(huán)保、高能量密度的柴油發(fā)電機(jī)組。由于柴油發(fā)電機(jī)組的心臟是柴油機(jī),而柴油機(jī)的心臟是燃油噴射系統(tǒng),因此燃油噴射系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)直接影響了柴油發(fā)電機(jī)組的發(fā)展趨勢(shì)。本文將從以下幾個(gè)方面來(lái)介紹柴油發(fā)電機(jī)組燃油噴射系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。

燃油噴射系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展

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第一代

　　為位置控制式燃油噴射系統(tǒng)(20世紀(jì)70年代得到發(fā)展和應(yīng)用)。這種燃油噴射系統(tǒng)在傳統(tǒng)的機(jī)械燃油噴射系統(tǒng)基礎(chǔ)上,用電子控制單元對(duì)油門(mén)齒條(拉桿)的位置實(shí)施電控。柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)幾乎不需改動(dòng),不能改變傳統(tǒng)噴射系統(tǒng)固有的噴射特性,也很難大幅度提高噴射壓力,因此控制的自由度小,控制的精度差。位置控制式噴油主要是在直列泵和分配泵上進(jìn)行改進(jìn)。

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第二代

　　為時(shí)間控制式燃油噴射系統(tǒng)(20世紀(jì)80年代得到發(fā)展和應(yīng)用)。這種系統(tǒng)既可以實(shí)現(xiàn)噴油量控制又可以實(shí)現(xiàn)噴油時(shí)間控制,因此控制自由度更大。但這種系統(tǒng)噴油壓力依舊取決于凸輪軸,而且很難實(shí)現(xiàn)多次噴射,不利于降低發(fā)動(dòng)機(jī)油耗和排放。時(shí)間控制器噴油系統(tǒng)主要使用直列泵、分配泵、單體泵、PT泵、泵噴嘴等輸油泵。

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第三代

　　為高壓共軌(在20世紀(jì)90年代得到發(fā)展和應(yīng)用)。高壓共軌系統(tǒng)見(jiàn)圖1。高壓共軌技術(shù)顛覆了傳統(tǒng)燃油系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理,通過(guò)高壓油泵、共軌腔、壓力傳感器、噴油器和ECU組成閉環(huán)系統(tǒng)。噴射壓力的產(chǎn)生和噴射過(guò)程彼此完全分開(kāi),可以柔性地控制噴油量、噴油正時(shí)、噴油時(shí)間和噴油壓力。

高壓共軌技術(shù)發(fā)展

　　隨著對(duì)柴油機(jī)排放要求的不斷提高,必須進(jìn)一步改進(jìn)缸內(nèi)燃燒過(guò)程。從圖2的高壓共軌發(fā)展趨勢(shì)圖可以看出提高噴油壓力和采用壓電式噴油器是重要的技術(shù)措施。

高燃油噴射壓力對(duì)柴油機(jī)的影響

　　柴油機(jī)燃燒過(guò)程與燃油霧化質(zhì)量緊密相關(guān)。燃油噴入汽缸,汽缸內(nèi)氣體流動(dòng),促進(jìn)燃油霧化,形成均勻的混合氣。通過(guò)改進(jìn)進(jìn)氣系統(tǒng),可以在汽缸內(nèi)形成高能量的空氣流動(dòng),使燃油一邊運(yùn)動(dòng),一邊霧化,一邊燃燒。具有以下特點(diǎn):

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燃油噴射壓力越高,發(fā)動(dòng)機(jī)油耗和排放越低

　　燃油噴射壓力越高,噴射出的燃油顆粒越小,從而使燃油霧化效果越好,使燃油和空氣得到充分混合和燃燒,從而降低柴油機(jī)的油耗和排放;

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燃油噴射壓力越高,柴油機(jī)升功率越高

　　燃油噴射壓力越高，柴油機(jī)的缸內(nèi)平均有效壓力越高。根據(jù)升功率計(jì)算公式P/V=(N×BMEP)/(30×t)(式中，N-轉(zhuǎn)速rpm；V-排量；BMEP-缸內(nèi)平均有效壓力MPa；t-發(fā)動(dòng)機(jī)沖程，4沖程=4),我們可以看出，缸內(nèi)平均有效壓力越高，柴油機(jī)的升功率越高，也就是說(shuō)柴油機(jī)更緊湊，能量密度更高。

　出于對(duì)排放、油耗優(yōu)化的考慮,即使是同一款柴油機(jī)在不同負(fù)荷狀態(tài)下也有不同的噴油率,即要求在一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)(即進(jìn)氣,壓縮,做功,排氣)實(shí)現(xiàn)多次噴射從而使柴油機(jī)具有噴油時(shí)間、噴油量、噴油壓力。而相對(duì)于第二代高壓共軌所使用的電磁閥噴油器,壓電式噴油器的質(zhì)量減輕了30%。同時(shí),由于驅(qū)動(dòng)噴油嘴的針閥挺桿沒(méi)有了,運(yùn)動(dòng)部分的質(zhì)量只有電磁閥噴油器的四分之一,因此提高了針閥的運(yùn)動(dòng)速度,從而提高了噴油器的反應(yīng)速度(壓電式噴油器的反應(yīng)速度為0.1ms),可以使柴油機(jī)能實(shí)現(xiàn)多次噴射,降低發(fā)動(dòng)機(jī)的排放。