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德尔福发布直接喷射共轨系统今年配套欧洲轿

时间:2019-09-10 来源网站:南宁汽车网

  德尔福发布直接喷射共轨系统 今年配套欧洲轿车

  德尔福正发布下一代柴油燃料喷射器德尔福直接喷射共轨系统。该发布是德尔福公司5年研发、与车辆制造商客户密切合作的结果,他们帮助德尔福致力于未来更严厉的排放要求。新系统正投入生产并将在今年晚些时候欧洲生产的轿车上发布。

  德尔福柴油发动机系统总经理Jose Avila表示,今天非常激动、自满,因为德尔福领先其他竞争者正为市场带来一个真正的产品,而不是一个概念。客户将能够在年底前驾驶具有这个系统的高级车辆上路。

  对专利产品德尔福直接喷射共轨系统,喷射器针是通过一个压电陶瓷作动器直接设定其运动,而不是通过现有的燃油喷射技术一个电子液压回路产生的运动。这使喷射器能将燃料更快地、以改良的喷射动力、精确性喷进燃烧室,为针阀提供极快的打开、关闭,不依赖于喷射压力。这样就产生了改良的燃烧控制,提供一个显著的排放降低、发动机全转速范围更多的扭矩/功率和显著改良的燃油经济性及精巧性。

  市场:

  为了缓解世界面临的燃油价格压力及对全球变暖日趋增加的关注,公司的客户正加速技术的推出以降低燃料消耗及污染物的排放,包括那些还未规定的。

  柴油发动机的挑战之一是降低氮氧化物的排放。在2014年当欧6标准推出时,与当前履行的欧4标准相比,氮氧化物的限制将降低到三个1,颗粒物限制为五个2。在北美,随着Tier II bin5标准对氮氧化物的限制将面临更大的挑战,其标准相当于43mg/km,与当今欧4的250mg/km及未来欧6的80mg/km相比(尽管这些数据由于欧洲、美国的立法测试程序不同而不具有绝对的可比性)。

  另外一个挑战是当前正在争辩的,由欧洲发起得到日本、美国响应的减少二氧化碳排放防止全球变暖。二氧化碳目标是当前管理层正在讨论的事(欧盟已提出了一个非常具有挑战的到2012年实现120g/km目标的建议),而消费者在做购买决定时对燃油经济性及二氧化碳排放的关注正在增加。

  不幸的是交替作用,氮氧化物的减少只能通过发动机内部或氮氧化物祛除系统实现,这将增加燃料消耗及二氧化碳的排放。这些挑战已致使德尔福公司研发一系列的新技术,包括革新性的直接喷射共轨系统。

  当前的喷射技术

  至今,喷射器技术被归纳为或是电磁或者是压电。两种情况下,喷射器针通过一个阀门控制的液压回路移动,通过一个作动器设定---不管是电磁还是压电装置。这个概念称为伺服作动。

  伺服作动被进一步分成两个系列,分别为作用在阀门两侧的压力,一个称为平衡,而另一个称为解平衡。

  因此,不同类型的至今现有喷射器为:伺服-电磁解平衡阀门(第一个共轨型市场推出产品),伺服-电磁平衡阀门(德尔福的概念用于生产),伺服-压电解平衡阀门(至今唯一投入生产的一种压电喷射器)。(没有伺服压电平衡阀门的设计用于生产)。

  移动一个平衡的阀门需要的电能比移动一个解平衡阀门需要的电能更低,平衡的阀门因此允许一个更小的作动器,由12V(电池电压)驱动,能被包装在喷射器本体内,非常靠近针尖),这也允许更短的液压回路及更小的移动质量,这为德尔福公司的伺服-电磁平衡阀门设计提供针作动速度,与解平衡伺服-压电系统相当。这意味着德尔福的平衡阀门伺服-电磁及其竞争者的解平衡伺服-压电系统之间性能上没有显著的区分---也造就了德尔福的Multec伺服电磁喷射器成为现今市场最有价值的解决方案,它提供与更昂贵的伺服-压电技术相当的性能。

  直接作用喷射器

  新的德尔福直接作用共轨代表了更先进的、突破性的柴油喷射技术的首次出现,喷射器针由压电杆直接作动,摘除液压回路及附属的迟延、耗能,为发动机设计者提供显著的附加控制能力。其它优点包括服役期间的稳定性、各种不同喷射方式充沛的喷射数量、低的喷射数量变化、高喷雾动力。

  德尔福的直接作用柴油共轨系统采取一个专利技术的直接作用概念,压电陶瓷作动器直接操作喷射器针阀用于初始提升,就像飞机喷射一样,一个液压放大器用于大喷射的提升。该概念消除其它共轨喷射器采取的伺服-液压回路,这使喷射器更快地、更精确地、在更高压力下(高达2000 bar)、比当前技术更有效地将液态喷雾喷进柴油发动机燃烧室。

  压电喷射器是压电材料在遭到电压刺激时产生运动,它在100毫秒内打开、关闭喷射器针阀、将高压雾化柴油燃料喷进发动机,每个发动机循环可以有7(或更多)的喷射。德尔福的液压回路设计使压电陶瓷作动器的特性最好地发挥:高压力及有效包装下的速度。德尔福柴油发动机系统工程总监Detlev Schoeppe博士表示,这提供一个优势,相当于将系统压力提高200 bar,换句话说,一个直接作用压电喷射器的2000 bar压力的性能与一个2200 bar压力的伺服喷射器相当。喷射器根本的新操作理念是完全的无漏,因此没有高压燃油出现在回油系统,与现今的伺服系统使用的能量相比,可以勤俭1千瓦,也不需要昂贵的燃油冷却器。

  该系统初始研发目的是优化一些关键性能要求,期待满足未来的排放立法。

  高的平均有效喷射压力(任何压力下的喷射平方率高达2000 bar,当今的伺服系统在排放控制受批评的低、中轨压力的平方率远远不足)。

  多重喷射灵活性(7个喷射事件或更多)

  -喷射之间的零液压分离能力。

  喷射器内部的压力存储,避免喷射器与压力供应之间的压力波动,它们对针动力学的效果及喷射数量有影响。

  快速开启/关闭喷嘴针(接近3毫秒或比现今的系统快3倍)。

  避免了后漏流出。

  发动机控制单元(ECU)针提升的成比例控制允许喷射率与ECU匹配。这使怠速噪音、排放及全负载性能分别得到最佳化,而当今喷射率是由喷射器硬件控制,对三个不同区域之间也是一个补偿。

  技术优势:排放更少,改良燃油经济性、更多的扭矩、动力用于更加享受的驾驶文娱。

  低排放:更快的针动作下降了针低位提升时的喷射燃料数量,最小化喷射开始及结束时高度可变的喷雾结构,更低的动能,以可控制的方式减少了燃料喷射穿透燃烧室的能力,提供最佳的燃料、空气混合,致使卓越的颗粒物质或碳黑生成。直接作用喷雾将颗粒物资减少了30%,在同样的燃油压力、排放气体循环下超越现今的伺服系统。对于当前的燃料喷射技术,在中到高载荷下

  ,高标准冷却的EGR的使用可产生很低的氮氧化物,但是通常会付出增加碳黑的代价。而德尔福的直接作用压电喷射器,在相同碳黑级别及轨道压力下,通过使用更多的EGR,氮氧化物能减少30%。这是可能的,由于直接作用喷射器提供更高的喷雾动力,特别是在喷射打开和关闭阶段,因此能容忍附加的EGR。直接作用的排放好处能用以下措施实现处理后成本最佳化:

  -颗粒过滤器能被减小尺寸或相反地,氮氧化物后处理能避免。

  -此外,日趋提高的用于氧化催化的贵金属价格能显著的下降。

  更好的燃料消耗:德尔福的压电喷射根本的新操作原理不需要回流的操作。因此所有被喷射的燃料没有浪费,这使喷射系统的热回路得到如此改良,即使在轨道压力是2000 bar,燃料冷却也不需要。这种独特的少回流设计致使节能,允许减小高压泵的尺寸,有助于提高燃油经济性。液压概念相对其它喷射概念提供%的燃油消耗的改良,然而,燃油优势一直比排放更重要。对类似的排放级别,燃油消耗优势通过进一步下降轨道压力或需要产生的颗粒过滤器比例得到%的节省。德尔福的直接作用柴油共轨系统特点还有单独喷射器特性Individual Injector Characterization (I3C),一个德尔福专有技术使ECU能随喷射系统校准,也能精确交付燃料减少维修本钱。

  更多的动力、扭矩:德尔福的直接作用共轨系统能在高达2000 bar运行,这个压力的提高代表着一个相对第一个共轨系统60%的增加,帮助提高发动机输出及扭矩。

  驾驶娱乐: 除动力及扭矩改善,由于使用了多喷射战略,噪音得到5dBA的下降。还有,通过提供电子控制针开启率及不依赖液压限制,发动机校准器能满意NVH最佳化与排放最小化之间的冲突要求。在怠速时,直接作用喷射器概念不产生发动机本身可感觉到的噪音,这是一个与当今伺服压电喷射系统相比了不起的成绩。

  总之,系统提供改善的喷射燃料雾化及速度,帮助降低排放及发动机噪音,同时提供无与伦比的驾驶性能。确切,直接作用压电更高喷雾动力的优势及更高灵活的多喷射使它成为一个下一代燃烧系统的理想选择(HCCI或PCCI),就像SAE技术论文柴油HCCI低HC及CO排放的方法论描写的一样。

  德尔福柴油产品:两个解决方案更好地合适客户的要求,随着直接作用共轨技术的推出,德尔福目前能提供两个系列的柴油共轨系统,即平衡阀快速伺服电磁喷射器及压电直接作用共轨喷射器。

  两个系列的所有关键部件是这样设计的,即它们易于相互交换,同样地,某一种能从快速电磁方式转换成直接作用喷射器技术而不需对发动机本体做任何的设计改变。泵及轨道能被相同的控制,两个系列的喷射器有相同的安装,无需对发动机汽缸盖做任何变动就可以相互交换。

  平衡阀快速伺服电磁喷射器系列的系统压力能高达2000 bar,它是基于平衡伺服阀门技术的一个独特的设计。作动器小的尺寸允许它被直列安装并且非常靠近针部以提供极端快的动作及精确计量。

  Avila表示,性能是最新的并超过当前的伺服-压电喷射器技术。它交付一个独特的性/价比及技术的步进式变化以便为未来的精致提供巨大的潜力。

  德尔福柴油系统部总经理 Jose Avila表示,随着直接作用柴油共轨技术的推出,德尔福能按客户要求交付最好的解决方案。平衡阀电磁技术提供高的性能,而主要车辆的成本有效性解决方案及针对各种运用需求的直接作用伺服需要高的燃料活动实现异常的控制。再一次展示了德尔福公司的技术在柴油喷射领域的先进性。

  一篇技术论文用革新的直接作用柴油燃料喷射系统带来超越客户的期待:这1突破性技术的独特优势在(4月)维也纳研讨会上由德尔福柴油系统工程总监Detlev Schoeppe展现。

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