简论柴油机电控技术的发展

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1、简论柴油机电控技术的发展一柴油机电控技术的背景柴油机电控技术是在解决能源危机和排放污染两大难题的背景下，在飞速发展的电子控制技术平台上发展起来的。汽油机电控技术的发展为柴油机电控技术的发展提供了宝贵经验。从船用扩大到机车、IT程机械和发电等多种领域.同时由于柴油机具有的独特优点，其使用率仍在不断扩大，而且在质量、性能方面.也经历了飞速发展，单机功率不断扩大，油耗不断降低。目前，柴油机仍然是各种动力装置中热效率最高的一种.具有广阔的应用范围。目前，在载重货车和大型客车的动力源中，柴油机在数量上占有绝对的优势。在小型客车和轿车的动

2、力源中也已经出现了柴油机化的趋势。车辆排放法规日趋严格随着世界范围内的能源危机和环境污染问题的日益严重，人们对于汽车发动机在节约能源和控制污染物排放方面的要求日趋严格。柴油机在排放方面，虽然柴油机排气中CO、HC等的排放量相当低，但其微粒的排放量很高，是汽油机的几十倍甚至更多。因此，世界各国在采用柴油机汽车的同时对其排放（尤其是微粒排放）控制提出了越来越高的要求。作为满足柴油机排放、节能和提高性能的重要途径，柴油机电控技术已成为当前柴油机技术的主要发展方向。燃油喷射压力不断提高实现高压燃油喷射一直是柴油机研究中的关键环节。提高

3、燃油喷射压力，可以直接改善直喷式柴油机的燃油雾化效果，促进混合气的形成和充分燃烧，降低油耗和排放。十几年来，提高喷油压力一直被作为直喷式柴油机降低排放的关键手段。在柴油机上，燃油喷射系统作为保障高压燃油喷射的核心部件，传统的机械式燃油喷射系统存在着严重的缺陷和不足。随着高速微处理器及专用芯片技术、机电一体化技术和其它相关技术的共同发展，带动了柴油机燃油喷射系统的变革：从机械供油装置的改进逐步发展到电控燃油喷射系统，继而发展到柴油机电控技术。二柴油机电控技术的发展历程1）位置控制方式柴油机供（喷）油量的控制方法随供给系统的类型而

4、异。第一代柴油机电控燃油喷射系统主要以电控直列柱塞泵或电控转子分配泵为特征。1.直列柱塞泵的供油量控制“位置控制”的直列柱塞泵供油量控制装置一般采用占空比控制型电磁阀（简称占空比电磁阀）式或直流电动机式电子调速器。2.转子分配泵的供油量控制“位置控制”的转子分配泵供油量控制装置，一般采用转子式或占空比电磁阀式电子调速器。第一代位置控制系统位置控制系统不仅保留了传统的泵－管－嘴系统，还保留了原喷油泵中的齿条、滑套、柱塞上的斜槽等控制油量的机械传动机构，只是对齿条或者滑套的运动位置予以电子控制。2）时间控制方式供油量的“位置控制”

5、特点是用模拟量来控制执行元件工作，通过对喷油泵油量控制机构的定位来得到所需的供油量。不论采用何种类型的电子调速器，总是需要由部分机械装置来完成对喷油泵供油量的调节，也会降低控制精度和响应速度。所以继供油量“位置控制”之后出现了“时间控制”。1.转子分配泵的供油量控制在回油通道中安装一个有ECU控制的高速电磁阀来控制回油通道的开闭，也就实现供油量的“时间控制”。“时间控制”的转子分配泵取消了油量控制滑套和泵油柱塞上的回油槽（或孔）。2.P-T喷油器的供油量控制取消了原P-T燃油系统中结构复杂的调速器和喷油器中的计量装置，使燃油供

6、给系统大为简化。高速电磁阀关闭的时刻即是喷油开始时刻，高速电磁阀关闭的持续时间决定了喷油量。第二代时间控制系统是用高速强力电磁阀直接控制高压燃油，一般情况下，电磁阀关闭，开始喷油；电磁阀打开，喷油结束。喷油始点取决于电磁阀关闭时刻，喷油量取决于电磁阀关闭的持续时间。传统喷油泵中的齿条、滑套、柱塞上的斜槽和提前期等全部取消，对喷射定时和喷射油量控制的自由度更大。3）时间－压力控制方式第二代柴油机电控燃油喷射系统中最典型的是电控共轨式燃油喷射系统。在电控共轨式燃油喷射系统中，对喷油量的控制采用“时间－压力控制”或“压力控制”。1.

7、时间－压力控制”式在该系统中，ECU控制供油压力调节阀使喷油器的喷油压差保持不变，再通过控制三通电磁阀工作实现喷油量和喷油正时的控制。电磁阀通电开始时刻决定了喷油的开始时刻，其通电时间决定喷油量。2.压力控制方式在后期开发的柴油机电控共轨式燃油喷射系统中，为降低对供油压力的要求，喷油量的控制采用控制喷油压力的方法实现，即喷油量的“压力控制”方式。喷油器喷孔尺寸一定，喷油时间一定，控制喷油压力即可控制喷油量；而在增压活塞和柱塞尺寸一定时，喷油压力（即增压压力）取决于共轨中的油压，共轨中的油压是由ECU根据各种传感器信号通过燃油压

8、力调节阀来控制的，所以将此种喷油量控制方式称为“压力控制”方式。在系统中，ECU根据实际的共轨压力信号对共轨压力进行闭环控制。第三代共轨电控喷射系统共轨式电控喷射系统改变了传统的柱塞泵脉动供油的原理，通过油锤响应、液力增压、共轨蓄压或者高压共轨等形式形成高压。采用压力时间式燃