柴油机电控技术的发展历程现状及发展趋势.doc

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1、柴油机电控技术的发展历程、现状及发展趋势一、柴油机电控技术出现的背景1.石油危机要降低柴油机油耗，必须在各种工况下对循环供油量和喷油提前角精确控制。2.环境污染要降低NOx和PM排放，必须对喷油正时精确控制3.电子技术的发展单片机技术发展，提高了控制精度和处理信息的能力.同时汽油机电控技术的发展为柴油机提供了宝贵的经验。二、柴油机电控技术的发展历程柴油机电控燃油喷射系统的发展分为：位置控制式，时间控制式，时间压力控制式三个阶段。1、位置控制式保留了传统的喷油泵■高压油管•喷油嘴系统，只是对齿条（直列泵）或滑套（分配泵）的运动位置实现电子控制。同时，使用了电磁式供油定时控制阀。L-加址M

2、K板仪■代也：8—追r历力传&»•”M水沮皮传4MJ潇回帳入败JU图一如图一所示，为位置控制式的分配泵，它通过采集加速踏板位置信号，转速传感器信号等，确定一个喷油量跟一个合适的喷油提前角。然后给执行器供油时间控制阀和溢油控制线圈通电，在电磁力和机械作用下，调整凸轮盘跟驱动轴的相对位置，同时也能改变滑套相对于回油口的一•个相对位置。整个过程中，通过两个电磁阀分別控制喷油量和喷油提前角。同理，位置控制式的柱塞泵也是一样的道理，电磁阀只是控制齿条的相对运动，从而控制柱塞相对于柱塞套的位置，增大或减小喷油量。位置控制式电控柴油喷射系统与机械控制柴油喷射系统相比，控制精度和响应速度都有所捉高。将

3、机械控制系统改造成为位置型电控系统时，柴油机的机构无需改动，生产继承性好。但是，这种系统的控制频率低，喷油压力跟喷油规律不能独立控制。2、时间控制式用高速电磁阀直接控制高压燃油的适时喷射。通过高速电磁阀关闭时刻和关闭时间长短控制喷油正时和喷油量。可保留了传统的喷油泵■高压油管■喷油嘴系统。图二图三如图二，图三所示，为VE分配泵部分结构简图。如图二所示，当需要喷油时，电控单元ECU根据加速踏板位置传感器和柴油机转速传感器的输入信号，首先算岀基本供油量，然后根据来自冷却液温度、气温度、进气压力等传感器信号进行反馈修止后，确定最佳供油量。确定喷油延时角，进而确泄电磁阀线圈通电时刻，线圈通电并

4、产生吸力，吸引衔铁，衔铁克服阀芯回位弹簧的弹力推动阀芯上座向下运动，当阀芯上座和阀芯下座密封锥血接触时，阀芯关闭形成封闭高压腔。随着柱塞旋转和继续向前运动，高压腔的燃油被压缩产生高压，此时燃油流向如图二所示。如图三，当不需要喷油时，电磁阀断电，喷油阀的阀芯是打开的，进入髙压腔的燃油经过溢流阀流回泵腔。时间控制型的电控喷油系统中，可仍保留了传统的喷油泵■高压油管■喷油嘴系统。利用具有高响应的电磁溢流阀、电控单元及各种传感器进行喷油量控制，通过供油定时控制阀调节喷油定时。这种控制系统虽然控制精度有很大的提高，但是喷油压力还是不能独立控制。3＞时间压力控制式用一个高压油泵以一定速比（与发动机

5、转速比）连续将高压燃油送入共轨内，然后送入喷油器，用高速电磁阀控制喷射。喷油量及喷油时刻完全由喷油器按照电控单元的指令完成，可实现预喷、主喷，二次喷射。时间控制式的燃油喷射系统，又可以分为高压共轨，中压共轨。高压共轨的高压油是通过高压油泵加压，然后储存在共轨内。中压共轨只是经过低压油泵加压，储存在共轨内，燃油的髙压是在喷油器内建立的。①中压共轨，共轨管内的燃油圧力低，需要配合整体式喷油器对低压燃油加压。高圧的机油通过放大活塞对低压燃油进行加压。Q高压共轨，燃油通过低压泵，高压泵，两级加压。最后高压油储存在共轨管内。具体结构如图四所示:图四高压油泵是高压回路和低压回路的分界而，在所有工况

6、下，它主要负责在车辆的整个使用寿命中供给足够的高压燃油，同时还必须保证为使发动机迅速起动所需要的额外的供油量和压力要求。高压油泵不断的产生共轨所需的系统压力。这就意味着燃油并不是在每个单一的喷射过程都必须被压缩（相对于传统的系统燃油）。共轨内的油压应随时保持一定，以确保当喷油器打开的瞬间，喷射压力能维持一定。是喷油量唯一的取决于电磁阀打开的时间。电磁阀断电：球阀关闭控制腔压力+针阀弹簧压力＞针阀腔压力针阀关闭，不喷射。电磁阀通电：球阀开启，泻油孔泻油控制腔压力+针阀弹簧圧力V针阀腔压力针阀抬起，喷射。针阀抬起速度取决于泻油孔与进油孔的流量差针阀关闭速度取决于进油孔流量喷射响应=电磁阀响

7、应+液力系统响应--般应为O.lms~O.3ms（喷油速率控制的要求）。在时间时间压力控制系统中，燃油压力跟发动机转速没关系，而且可以任意调节。因此,我按照需要控制喷油压力和喷油速率°无喷油脉冲，精确的控制喷油暈，因为喷油暈唯一值取决于电磁阀的通电时间。同时，可实现预喷，主喷，二次喷射。满足动力性的同时，乂改善了柴油机的排放性。三、柴油机电控技术的发展现状柴油机电子控制技术始于20世纪70年代，20世纪80年代以来，英国卢卡斯公司、德国博世公司