喷油系统
——满足未来排放限值要求的关键部件

【德】 Theobald J Schintzel K Krause A Doerges U

1 不断提高的要求

无论是汽油机还是柴油机，通过采用直接喷射技术，使发动机的功率值得到进一步改善，同时也明显降低了原始排放。Volkswagen公司自1999年起就开始量产直接喷射汽油机，并且汽油机缸内直接喷射技术得到了不断的发展。首先是采用充量分层的燃油分层喷射技术和旋流式喷油器，然后从2005年起，在双增压燃油分层喷射（TSI）汽油机上将增压与均质直接喷射相结合，并通过实施小型化策略，在降低排放的同时挖掘了进一步降低二氧化碳（CO2）排放的潜力。在TSI机型上还首次应用了多孔喷油器，以进一步改善混合气形成。

由于汽油机和柴油机的平均压力水平都在提高，对喷油器和高压燃油泵等关键部件必须进一步研发。这2种类型的发动机在上述方面都取得了显著的进步，目的是尽可能为发动机小型化所需的喷油量作好准备，面对燃油耗和废气排放方面严峻的挑战。由于气缸数减少和燃烧室容积的减小，对喷油系统提出了更高的要求，从而能够充分利用发动机小型化在质量、燃烧过程和摩擦功率等方面的优势。此外，由于发动机被用于全球各个领域，喷油系统面临各种不同品质燃油的挑战。同时，对喷油精度也提出了更高的要求，发动机各缸之间喷油量的偏差在20 MPa试验压力下要达到＜5%，而且对最小稳定喷油量提出了要求，规定在多次喷射和20 MPa共轨压力下每次喷射脉冲＜2 mg，喷油持续时间＜0.5 ms。

近年来，柴油机面临着最小喷油量控制的难题，目前最小喷油量为0.5 mg，未来要求在200 MPa和更高的压力下，最小喷油量要控制在0.2～0.3 mg范围内。……