cvo功能开发动机
随着国六排放法规的日益临近,各大主机厂不约而同选择提升系统喷射压力作为改善gdi发动机排放的技术方案之一。高轨压可以使燃油充分雾化,配合恰当的气流运动,混合气质量可以大幅提升,更均质的混合气可使燃烧过程更加充分、彻底,排放也会因此降低。另外,先进的燃油喷射策略更倾向于在大负荷及某些特殊工况(如催化剂加热)使用多次喷射,在部分负荷时也使用最高系统喷射压力。这些技术趋势都要求喷油器更多的工作在小脉宽区域。
图1. 喷油器小脉宽区域针阀升程曲线
然而,对所有电磁阀式的高压喷油器而言,小脉宽下的喷油精度是很难保证的。这主要是由于在脉宽较小时,针阀未完全打开,喷油量对针阀的升程十分敏感,微小的升程改变都可能导致喷油量的大幅度变化。图1是某一批高压电磁阀式喷油器(同一型号)在小脉宽区工作时的实际针阀升程曲线图,从图中可以看出,相同的激励脉宽下,即使是同一批次的喷油器,其针阀运动也存在明显的偏差,这些差异也必然带来喷油量的不同。
cvo对喷油器喷射精度的改善
为改善高压喷油器小脉宽区域喷油精度问题,bosch针对性的开发了喷油器的短时精确控制功能。对某一只喷油器而言,喷油量与针阀升程曲线一一对应,cvo功能就是通过将针阀的升程调整到目标位置来实现对喷油量的控制。喷油量与针阀升程的对应关系从cvo系统试验台获得。图2展示有无cvo对比效果(cvo3适用350bar系统),从图中可以看出,cvo功能使能后可以显著提高喷油器在小脉宽区域(弹道区,过渡区)的喷射精度,同时对大脉宽区域的喷射精度也有一定改善。
图2. cvo控制效果
cvo对发动机表现的影响
对已经集成了cvo功能的发动机而言,由于喷油精度可以得到保证,标定策略无需刻意避开小脉宽区域,这为更有效的标定思路的实施提供了可能。下图是某发动机有无cvo功能的排放对比结果。
图3. 某发动机不同工况下有、无 cvo排放对比
从图3中可以看到,对该发动机而言,在不改变标定策略的前提下,由于喷油精度可靠,催化器加热工况下各缸喷射散差变小,燃烧稳定性明显增强,带来 pn和hc排放的大幅下降。在部分负荷工况,原来在120bar下的两次喷射,现在可以在200bar下实现三次喷射,燃油雾化更充分的同时湿壁效应减弱,在保证相同气态排放的前提下,pn排放有效降低。在某个wltc的加速工况下,由于cvo功能可保证多次喷射的每次喷油精度,湿壁效应降低,pn和hc均有一定程度降低。
虽然上文展示了集成cvo功能的发动机排放会有所改善,但cvo功能本身并不是针对排放的功能,cvo的开发仅仅是为了提高喷油精度,喷射精度的提高可以使更有效更先进的标定策略和思路得以实现,进而带来对排放的改善。
cvo为汽油机技术发展护航
对即将到来的国六法规而言,cvo已经成为搭载350bar系统的gdi汽油机解决喷油精度问题的主要技术手段。面对未来更加严格的法规要求,下一代gdi汽油机极可能会向着更高的系统压力,更多次、更复杂燃油喷射策略的方向发展。在这样的技术趋势下,cvo功能将愈发重要。
为更好的服务国内客户, 联合电子搭建了cvo系统试验台(台架结构示意图如图4),该试验台是获得喷油器真实特性以及cvo基础标定数据的可靠工具,是每个cvo项目必经环节。随着该试验台的投入使用,目前联合电子已经建成包括系统及软硬件在内的全面的cvo工作能力,这将大大提高国内项目测试效率,节约开发时间成本。
图4. cvo系统试验台示意图
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