標題: [動力] 柴油共軌系統原理及引擎管理系統原理 & TDCI黑煙問題 [列印本頁]
作者:
RacingTec 時間: 2010-6-24 01:42 AM 標題: 柴油共軌系統原理及引擎管理系統原理 & TDCI黑煙問題
柴油共軌系統原理及引擎管理系統原理 & 黑煙問題
我想現今柴油系統在台灣已經越來越多車主能夠接受
但是台灣還是多數的車主及廠商對於柴油引擎一知半解
為了節省一些篇幅讓大家更方便的瞭解柴油系統
這有一篇還不錯的中文篇幅介紹柴油共軌引擎系統
相信大家仔細看完下行之網頁連結後應該能對柴油共軌引擎系統有些概念
http://www.maruboshi.com.tw/news_01.htm#A_2
不知大家看完上篇基本的中文說明後應該多少對於柴油系統有初步的瞭解
不過中文文章討論柴油系統還是缺少太多
如要深入瞭解還是去找一些英文或德文的技術文件吧
再來就是再深入一點的概念只要對於柴油共軌及引擎管理系統的概念
但這部份是英文篇幅,英文程度尚佳者就自己閱讀原文順便練習語文能力
如果對閱讀英文上有點障礙者
也可以使用"古狗大神"的翻譯系統協助相信多少能夠看得懂
如果不知"古狗翻譯大神"在那的觀眾請看使用下面的網址
http://translate.google.com.tw/?hl=zh-TW&tab=wT#en|zh-TW|
當然翻譯系統不是100%的完整
此時身邊一些英文程度不錯好朋友就能幫得上忙了
不太懂的可以請朋友協助相信這是出外交朋友的好處之一
OK,回歸技術文件分享部份下面兩個英文篇幅的連結
如果花時間讀完者,相信對於柴油系統的瞭解會更精進
以下就是連結部份
http://autospeed.com.au/cms/title_Common-Rail-Diesel-Engine-Management-Part-1/A_108104/article.html
http://autospeed.com.au/cms/title_Common-Rail-Diesel-Engine-Management-Part-2/A_108105/article.html
不知大家看完後對於柴油共軌系統是否更加的瞭解??
如果對大家有幫助相信這篇最主要的價值就在此
以上是技術資訊分享
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上述的技術分享一部份是為了解釋一些熱心的車友提出的問題回覆的暖身
這段期間應該說有一段不短的時間
一直持續有車友對於柴油產生黑煙的問題非常的有興趣進而一直提問
所以在稍做Q&A的園地
1. 柴油車冒黑煙是否是正常的?
ANS: 柴油車會冒少量的黑煙100%是正常的,但在EURO 4甚至最新的EURO 5的柴油引擎環保法規下,大多必須加上排氣微粒過濾器(DPF or CDPF...),因此有些柴油車不見得看得到黑煙
2. 柴油車產生黑煙是為了保護引擎?降低黑煙就是對引擎損傷?
ANS: 這部份如果成立的話那就實在可笑.
目前全球柴油引擎製造廠商,無一不以降低黑煙為訴求,為何全球都要這樣做,肯定是有一定的原因的.
如果說黑煙較高就是對引擎保護較好時,那新一代的柴油車款及較晚出廠的柴油車肯定均比上一代及早期黑煙程度更低.
那不就表示這些新的技術新的引擎就是不顧引擎的壽命?那這些引擎技術開發廠商就不必均走向如何把黑煙降低的研發上了
P.S.柴油車為何在全球越賣越好消費者接受度也越來越高主要的原因就在於逐漸解決smell(臭味) & noisy(吵雜) and dirty(骯髒)也就是黑煙的這幾種問題.
這才是柴油車越賣越好接受度越來越高的主因
3. 柴油車的黑煙是如何產生的?
ANS: 柴油車在怠速時是不會產生黑煙,甚至輕油門行駛時也不太會產生黑煙.
而黑煙的產生幾乎都是瞬間大踩油門後會產生一股黑煙,再來就算持續大腳也不會有黑煙(難道持續大腳反到沒黑煙時不會更傷車嗎??).
因此柴油引擎產生黑煙是因為瞬間燃燒不完全才會產生燃燒不完全的微粒，碳氫化合物和一氧化碳。
多數黑煙的產生是在於油門瞬間開度較大時,及引擎負載(Loading)較大時,例如:上坡加速及急加速時
4. 柴油車黑煙較低是因為空燃比(AFR)過稀?過稀的空燃比會產生較高的溫度而傷害引擎?
ANS: 柴油引擎本就是稀燃燒為原理的引擎,或這樣說是因為大家多數只懂汽油引擎
又喜歡把汽油引擎的原理硬套到柴油引擎上使用,這時就會產生牛頭不對馬嘴,或是張冠李帶戴的問題
其實柴油引擎與汽油引擎上真的有許多不同的原理,甚至是相反的原理,有些真的不能相提並論.
汽油車只要空燃比(air/fuel ratios)超過14.7:1以上就開始處於稀薄燃燒而的確引擎溫度是會快速攀升
但這部份的原理其實新一代的汽油缸內直噴引擎就已經改變了例如VAG的缸內直噴引擎空燃比高於14.7是正常的.
回到柴油車上來說柴油共軌引擎在怠速時空燃比AFR值可高達150:1甚至是200:1以上,若拿汽油車的理論來套用那柴油車處理怠速及慢運轉時引擎就直接高熱融解了
而柴油引擎的全負載下的空燃比大多是在17:1~40:1(甚至45:1)的範圍內,這對汽油引擎來說依然稀薄燃燒的天文數字
而較低的空燃比也就是17:1左右就是產生一些黑煙及不完全燃燒的現象區段
若是空燃比更低於17:1時那就會看到一條黑龍的出現
而黑龍的出現主要是因為油氣混合時機及刻意為了動力把油壓提高及太快速的注入燃油及大幅提高共軌壓力造成的結果
只要控制噴油及油氣混合出的效果得當即不會產生太大的黑煙
5. 柴油引擎稀薄燃燒下是不是容易造成渦輪過熱而融解損壞?
ANS: 柴油是燃點高而燃燒產生的溫度低.這點剛好又與汽油相反
柴油燃燒後的溫度頂多最高達900度.(900度為超高壓油軌經噴油嘴噴射後的瞬間溫度而與空氣燃燒溫度時遠低於這溫度)
以FORD TDCI來說平常巡航時(小跑維持120~150KM左右)排溫(反推缸內加50~100度)也只不過在200~250度左右頂多300度.
而要持續的大踩油門溫度才會攀升至500~550度,而幾乎沒看過超過600度的現象.
這是在快兩年前開始某台TDCI BIG Turbo車上4000轉時持壓依然可達2.xbar車上實測很久的結果.
自己去想像渦輪會不會因此融壞吧!!
沒計算好引擎翻轉角度之大加上空氣增壓造成管路位移上而把一顆TURBO直接瞬間變成兩顆到是較有可能!!
6. 柴油車是不是一定動力的增加的過程中就一定會產生較大的黑煙?
ANS: 原理上直接的快速的把油灌下就會產生黑煙及較快的產生出動力,但精準的控油就能讓黑煙有效的控制及產生出一定動力.
產生較大的黑煙不但後車的觀感不好,甚至有被舉報的問題.有DPF or CDPF的車雖然不容易直接看到黑煙,但堵塞率自然就大幅上升.
7. 怎樣才能降低黑煙?
ANS: 現在多數的柴油車原廠均在做這事,而方式主要為
A. ECU運算速度的提升讓Fuel能更精準的控制進而降低黑煙,因此這兩年新推出的柴油車均換上新一代運算速度更快速的ECU
例如使用英菲凌Tricore處理器的BOSCH EDC17系列,及西門子也使用Tricore處理器的柴油ECU及DELPHI DCM3.4 & 3.5系列的ECU
均藉由更快的運算速度來做更有效的控制而讓黑煙及有毒廢氣減少,而動力反到並未下降甚至比上一代更為提升
B. 加上排氣微粒過濾器(DPF or CDPF...)裝置,把黑煙(碳)及微粒攔阻後,利用溫度的提高時二次燃燒再生.
C. 燃油系統中加入尿素這些的物質幫助燃燒及配合排氣微粒過濾器(DPF or CDPF...)裝置
8. 改ECU晶片程式是不是就一定要產生大量的黑煙?
ANS: 其實改ECU晶片也可以有效的控制黑煙程度在一定的範圍內.
所有柴油ECU電腦內均有一個控制項目叫SMOKE CONTROL及SMOKE LIMITAION的MAP存在.
以FORD目前在台灣的柴油車款來說ECU內均有這些控制的項目存在.
只要在SMOKE CONTROL & SMOKE LIMITAION或是Closed Loop Oxygen Control控制得當自然黑煙就能控制在一定的範圍
但這部份說比做容易及要花很多的時間做有效的精準控制,因為只要動到這部份不是只是很單純的設定這些就好,必須是全盤及全面性的配合
要達到或許只是要更多的時間研究及測試罷了,但我相信只要有心就能做得到,但要做與不做也不是我該決定的事
若怕搞壞的話放心啦~光在台灣有110隻白老鼠連VAG柴油肯定就至少160隻以上
在德國的話現在改晶片程式德國國家法規上必須改後車主要送TUV認證中心去認證,不這樣做及不能保證能通過TUV認證的廠商也不用在德國活下去了
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拉哩拉雜的說了一堆,我想應該看得懂的就看得懂,看不懂的應該依然還是看不懂
最後分享給某些友商一些心得,從去年五月至今Focus TDCI大約裝了110台了
以我的統計這110台後的結果來說約40~50%的客人(甚至比例更高才對)對於較高的SMOKE問題很介意,我也不可諱言的確多數客人是因為SMOKE有效控制而減少SMOKE後產生的.
當然我也肯定有更多數的人是因為SMOKE問題而不改ECU晶片.至於這個問題該不該重視就我應該也無權管別人.
但是我相信TDCI所有廠商改晶片加起來的總數來說改裝比例根本不到車輛銷售總額的10%,怎樣讓大家更想改裝,而且是在安全合理下改裝,而不是製造一些...............
或許對大家才是一件好事,也許是比另外一些非良性競爭行為上來說這些才是更值得深思的問題!!!!!!!!!!
言盡於此!! (也剛好在兩場足球賽中的空檔寫完,要來替母廠的國家隊加油了)
最後感謝大家爬文到最後!!!!!
作者:
ok40 時間: 2010-6-24 01:58 AM
受益良多，解決了我心中不少的疑感
作者:
hnnike 時間: 2010-6-24 04:17 AM
感謝
對柴油有較多的認識
作者:
tony0323 時間: 2010-6-24 09:02 AM
RacingTec 發表：
柴油共軌系統原理及引擎管理系統原理 & ...
據我說知目前的大莽tdci晶片程式尚不完善～～
作者:
RacingTec 時間: 2010-6-24 10:36 AM
tony0323 發表：
據我說知目前的大莽tdci晶片程式尚不完 ...
大莽的電腦是西門子SID206與小佛的SID803不同
(甚至有一個地方很好笑也就是小佛的SID803上的貼紙反到是寫SID206;所以兩者的差別在那差在Software的控制不同)
因車重及特性上是與小佛有點區別
若撇除車重及變速箱這兩者最大的區別後
單論引擎及控制系統大莽與小佛是差不多的
不知您所謂的不完善是指?
您現在車上使用的是那家的?
作者:
tony0323 時間: 2010-6-24 10:42 AM
RacingTec 發表：
大莽的電腦是西門子SID206與小佛的SID ...
我想裝但沒裝
因我有個朋友在做晶片的
他建議我在等等～～等程式更完善再裝～～
所以沒裝～～
據他所說 大莽的都還有一段差距呢～～focus就沒問題～～
作者:
動力機械 時間: 2010-6-24 10:47 AM
學到多一個知識了 也對柴油引擊有興趣的
真省油 買車的話我一定會選柴油的
油漲貴時 我也可以做生質柴油 那可以省更多 
作者:
RacingTec 時間: 2010-6-24 10:55 AM
tony0323 發表：
我想裝但沒裝
因我有個朋友在做晶片的
他建議我在等等～～等程式更完善再裝～～
所以沒裝～～
據他所說 大莽的都還有一段差距呢～～focus就沒問題～～
那只是聽他說嚕
應該也無法代表其他友商嚕
我只能說引用我第一篇的某句話
要達到或許只是要更多的時間研究及測試罷了,但我相信只要有心就能做得到,但要做與不做也不是我該決定的事
對我們來看兩者之間沒什麼差別與差距
若要說有什麼最大差別的是在車重上與變速箱上
而讓性能表現的調性不同但這差別本來就是所有車都會有的基本原理
只是我還是不懂到底不完善是在何處?或是指什麼項目?
作者:
RacingTec 時間: 2010-6-24 10:59 AM
控制十六烷值能達到標準範圍以上時
使用生質柴油上就是沒什麼太大區別的
會自己做生質柴油是好事
作者:
brianchangjr 時間: 2010-6-24 11:32 AM
真用心!!
受益良多!也解了許久的困惑!!
作者:
灰柴厲害 時間: 2010-6-24 11:34 AM
好文推一下．．
作者:
動力機械 時間: 2010-6-24 11:44 AM
RacingTec 發表：
控制十六烷值能達到標準範圍以上時
使 ...
恩 你也可以做油給你的車車喝 相信車車喝你所做的愛心的由一定很幸福的拉
作者:
aaron3932 時間: 2010-6-24 02:42 PM
增長知識了~! 感謝 感謝~!
作者:
mondial 時間: 2010-6-24 03:15 PM
經驗分享
Q&A第4題：
14.7是化學式的理論當量比，但是在實務上，都會將λ值控制在12.5左右，到13燃燒溫度就會高的嚇人了！！
作者:
ITT 時間: 2010-6-24 03:43 PM
感謝分享~~~長知識了~
作者:
紹風 時間: 2010-6-24 03:59 PM
這和以前上大學時的解說一樣啦
觀念要正確喔
拿汽油引擎來講柴油引擎是不對的
作者:
路人丙 時間: 2010-6-24 04:43 PM
外行人發問：
為什麼稀薄燃燒會造成引擎溫度升高？
作者:
yaoya324 時間: 2010-6-24 04:50 PM
路人丙 發表：
外行人發問：
為什麼稀薄燃燒會造成引擎溫 ...
汽油有降溫的功能...
作者:
RacingTec 時間: 2010-6-24 05:11 PM
路人丙 發表：
外行人發問：
為什麼稀薄燃燒會造成引擎溫度升高？
樓上那位車友回答的很正確,汽油的自然常溫溫度低可以做為降溫的媒介
另外就是
較濃的油氣將使尾氣的自燃點火延遲時間增加,但也會使燃燒較不完全,產生的熱量較少,使得燃燒最後的溫度降低,減少爆震的發生,
但也導致燃料用量增加,熱效率下降,同時降低引擎出力
有些引擎的爆震控制系統就是在爆震感知器偵測出爆震訊號時,供油系統便會適度的提高油氣濃度,直到爆震消除為止
還是一點重點這是汽油車
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分隔開是儘量不要汽油車與柴油車的觀念又混淆使用
柴油車是高壓共軌1600~2000bar的超高壓經過柴油噴油嘴噴出後
加上燃燒室內的高壓縮比而噴出瞬間摩擦產生900度的高溫與空氣形成自燃的現象
所以在此時柴油就無法做為降溫的媒介
因為柴油一直噴發就是高壓衝擊出瞬間帶出900度的高溫而無法做為降溫的媒介
噴放更多的油反到是帶來更多高速衝擊的高溫
這點的確又與汽油車的理論是相反的
而是利用更多的氣體來進行降溫的動作
在柴油車氣體還是降溫的媒介
所以柴油車為何是稀薄燃燒為原理這是一個原因
作者:
ㄚ葉 時間: 2010-6-24 05:44 PM
RacingTec 發表：
樓上那位車友回答的很正確,汽油的自然常 ...
FSC上的店家們如果能有多一點像你這樣的分享文,會更好
加入這裡四五年了,發覺這裡改變許多,似乎是變成拍賣網站!!
教導與分享,我想才是成立FSC的意義與目的!!!
好文!!幫推!!
作者:
turbodj 時間: 2010-6-24 05:45 PM
非常詳細的柴油引擎解說，值得推薦！！
作者:
z8ii 時間: 2010-6-24 05:50 PM
ㄚ葉 發表：
FSC上的店家們如果能有多一點像你這樣 ...
好文推一下
作者:
RacingTec 時間: 2010-6-24 05:52 PM
世界上第一台柴油機誕生於1893年的德國，由魯道夫·狄塞爾發明，他首創了壓縮點火式內燃機，為內燃機的發展開拓了新途徑。因此，柴油發動機也被稱為“狄塞爾發動機”。 1893年，尚處於實驗階段期間，狄塞爾已製造出一款技術上並不成熟的柴油機。當時因為急於出售，這款柴油機製造了20台，可是為時不久，用戶就紛紛要求退貨，令狄塞爾開始陷入困境。 1913年，壓力越來越大的狄塞爾終於不堪忍受經濟上的困境，跳海自殺。 1936年，奔馳公司製造出第一台裝有狄塞爾發動機的轎車。一直到1950年前後，柴油機才得以廣泛應用。
柴油引擎（Diesel Engine），又名壓燃式發動機，是內燃機的一種。其主要特徵為使用壓縮產生高壓及高溫點燃氣化燃料，而毋須另外提供點火。柴油引擎使用的原理稱為狄塞爾循環，為德國工程師魯道夫·狄塞爾（Rudolph Diesel）在1892年所發明。現時大部份的柴油引擎使用的燃料為柴油，但狄塞爾的發明原意是可以使用不同種類的燃料。事實上，他在1900年的世界博覽會上展示他的發明時，使用的燃料是花生油。
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魯道夫·狄塞爾的全名是Rudolf Christian Karl Diesel
這也是"柴油"英文叫"Diesel"的由來
smell(臭味) & noisy(吵雜) and dirty(骯髒)也就是黑煙的這幾種問題造成初期大家無法接受柴油引擎
相信就是造成柴油機之父自殺的主因 (這也是老一輩對柴油車的印象吧)
作者:
yamahaf50 時間: 2010-6-24 06:00 PM
如此一來對柴油車的認知更深了
作者:
ㄚ葉 時間: 2010-6-24 06:45 PM
smell(臭味) & noisy(吵雜) and dirty(骯髒)也就是黑煙的這幾種問題造成初期大家無法接受柴油引擎
相信就是造成柴油機之父自殺的主因 (這也是老一輩對柴油車的印象吧)
這個我笑了!!
前幾年,有時後我都會想,為啥氣油都不做高壓的設計,
這樣霧化的效果不是更好嗎???
但現在真的VW真的就出來了
是他們所稱的缸內直噴
可見我的胡思亂想,還是有人把他當真,並且去實現!!
看來,我走錯行了...........
作者:
RacingTec 時間: 2010-6-24 06:50 PM
ㄚ葉 發表：
smell(臭味) & noisy(吵雜) and dirty( ...
VAG的FSI缸內直噴技術
就是從柴油系統的衍生而來
一樣是一個低壓幫浦及一個高壓幫浦
以GOLF 5代TFSI來說噴油壓力達到109.9bar (sensor偵測範為150bar)
再來開始改良電腦供油技術
換上新一代的MED17 Tricore處理器的ECU
油軌壓力提升至150bar左右. (sensor偵測範為200bar)
比一般汽油車在2.x~4.xbar的低壓供油壓力來說
已經又是不同的技術層面
作者:
z8ii 時間: 2010-6-24 07:01 PM
ㄚ葉 發表：
smell(臭味) & noisy(吵雜) and dirty( ...
妳在去讀幾年書
轉行設計車阿
作者:
馬汀 時間: 2010-6-24 07:21 PM
ㄚ葉 發表：
FSC上的店家們如果能有多一點像你這樣的分享文,會更好
加入這裡四五年了,發覺這裡改變許多,似乎是變成拍賣網站!!
教導與分享,我想才是成立FSC的意義與目的!!!
好文!!幫推!!
+1
作者:
被海放王~海放~ 時間: 2010-6-25 07:13 AM
剛看見....受害良多ㄚ.....
.....
這樣我不就知道還能再改上去了.....
......
作者:
謝小旺(柴141) 時間: 2010-6-25 08:47 AM
受益良多
以我專業人士的角度
覺得在柴油引擎方面
小張大如果稱第二
應該沒人敢稱第一
作者:
阿浩 時間: 2010-6-26 08:00 PM
大家都好有學問
作者:
文哥 時間: 2010-6-26 08:02 PM
ok40 發表：
受益良多，解決了我心中不少的疑感
改天你在跟我重點式分析..... 因為我看不完
從小就沒辦法好好的看完一篇文章 
作者:
z8ii 時間: 2010-6-26 10:58 PM
艾爾文 發表：
改天你在跟我重點式分析..... 因為 ...
+1
作者:
ok40 時間: 2010-6-27 07:17 PM
艾爾文 發表：
改天你在跟我重點式分析..... 因為 ...
其實我也只是重點看一看而已
，沒你想的那麼認真
作者:
被海放王~海放~ 時間: 2010-6-28 07:09 AM
而黑龍的出現主要是因為油氣混合時機及刻意為了動力把油壓提高及太快速的注入燃油及大幅提高共軌壓力造成的結果
只要控制噴油及油氣混合出的效果得當即不會產生太大的黑煙.....
這點我很認同.....
至少我的真的是這樣....
作者:
灰柴厲害 時間: 2010-6-30 12:14 AM
RacingTec 發表：
2. 柴油車產生黑煙是為了保護引擎?降低黑煙就是對引擎損傷?
ANS: 這部份如果成立的話那就實在可笑.
目前全球柴油引擎製造廠商,無一不以降低黑煙為訴求,為何全球都要這樣做,肯定是有一定的原因的.
如果說黑煙較高就是對引擎保護較好時,那新一代的柴油車款及較晚出廠的柴油車肯定均比上一代及早期黑煙程度更低.
那不就表示這些新的技術新的引擎就是不顧引擎的壽命?那這些引擎技術開發廠商就不必均走向如何把黑煙降低的研發上了
前一兩年原廠為了解決手排TDCI黑煙排放問題，還將電腦升級讓黑煙量降低
如果黑煙降低會傷到引擎，那原廠不就自討苦吃．．．
作者:
被海放王~海放~ 時間: 2010-6-30 01:02 AM
難道.......
有人說謊.....
為了掩飾?????
作者:
z8ii 時間: 2010-6-30 09:11 AM
被海放王~海放~ 發表：
難道.......
有人說謊.....
:1 ...
幹......喜歡黑煙就去幹ㄚ
管他的....馬的:18 :18 :18
作者:
nyo1113 時間: 2010-6-30 12:31 PM
不錯的一篇解說，感謝大大的知識分享
作者:
卓一 時間: 2010-6-30 02:23 PM
新式柴油引擎~燃油在噴射的時候有分前噴跟後噴喔....也就是噴射兩次...
前噴的用意有點像是先點個火
之後在搭配後噴讓整個火焰燃燒起來
詳情我找一下維修手冊
作者:
ETS-Power 時間: 2010-6-30 02:31 PM
卓一 發表：
新式柴油引擎~燃油在噴射的時候有分前噴跟後 ...
這部份應該不是您說的前噴與後噴
而是噴油嘴設計上的特性
混合式柴油噴油嘴則是在主噴射孔旁邊設置有小的輔助噴油孔，此小的輔助噴油孔可在針閥稍微升起時便進行噴油，以免因起動引擎時，燃油壓力不夠，針閥升得不高，使得噴油困難而難以使引擎發動。
再來就是多階段噴射控制：先期噴射、主噴射、後期噴射 (Fiat 甚至將主噴射再分為三段小噴射，使燃燒能更漸進且完全)
其實降黑煙的重點就是在此部份(分階段分層級的精準燃料控制)
您說的應該是在這部份的整合
作者:
卓一 時間: 2010-6-30 03:53 PM
ETS-Power 發表：
這部份應該不是您說的前噴與後噴
而是 ...
多謝指教~小弟學的不精