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1、柴油发动机电控系统中的新技术 车用柴油发动机电控系统的发展 与现代汽车汽油机电控技术的发展背景一样,面对无法回避的局部和全球性的环境和能源问题,现代汽车柴油发动机不得不采用和发展电子控制系统,以便保持汽车柴油发动机的可持续发展,更充分发挥柴油发动机固有的优点(低油耗和低CO2排放)。近年来柴油发动机电控系统的发展势头是令人瞩目的。以柴油汽车用得最多的欧洲为例,由于欧洲道路车辆用多缸柴油发动机从2000年开始执行欧3排放标准,电控技术已在需满足欧3标准的柴油发动机上普遍使用,一些大的厂商则早已着
2、手研制满足欧4排放标准的电控柴油发动机,现在,电控共轨系统在多缸柴油发动机上的应用已明显增多。 现代轿车柴油发动机电控系统的新技术 1、时间控制的柴油电喷技术 柴油发动机的新一代电喷系统采用时间控制,用高速电磁阀取代传统的机械喷阀,对高压燃油实现数字调节。现在这种喷射系统逐渐向高压化迈进,高压喷射可使柴油雾化得非常细,发动机的燃烧过程进行得相当完善,而且速度快,同时又不明显提高燃烧温度。提高了直喷式柴油发动机压力,全面降低HC、CO、NOx、微粒物和碳烟的排放,还能显著的降低油耗。 2
3、、共轨式电喷系统 它是柴油发动机高压喷射系统的一种,最高压力可达到220MPa。该系统不再采用通用的脉动原理,而是采用压力时间计量原理。这种喷油系统可保证喷油压力不随发动机转数变化,可降低颗粒物的排放,电控共轨喷射又称为压力时间喷射或第三代喷射,它可分为中压共轨和高压共轨两大类。ECU产生的电脉冲按顺序触发喷油器电磁阀,确定发动机每次喷油的起始和关闭时刻,电控共轨喷射还可采用多次喷射的方式来灵活控制喷油的速率。 3、涡轮增压中冷技术 柴油发动机采用废气涡轮增压技术后,燃料能够完全燃烧,可降低C
4、O和HC的生成量。采用涡轮增压中冷技术还可提高柴油发动机的功率,一台装有涡轮增压器的柴油发动机功率输出比未装增压器可增加20%~30%。新型涡轮增压器的使用,意味着可以用小排量的发动机替代大排量发动机,减轻发动机和整车质量,提高经济性和排放性。 4、采用多气门技术 多气门可增大柴油发动机的进气量,使柴油的燃烧更彻底,排气更快、更彻底,从而提高了柴油发动机的输出功率。 5、废气再循环技术 根据发动机的温度及负荷大小,适量地将一部分废气引入进气管,再送入汽缸,使燃烧反应速度减慢,降低燃烧的最
5、高温度,从而降低NOx的排放量。尤其是中冷EGR技术,不仅降低NOx的排放,而且还能保持其污染排放物的低排放水平。 柴油发动机电控供油系统的技术要求 柴油发动机燃油供给系统是柴油发动机的一个非常重要的系统,也是柴油发动机使用与维修的一个重点部位,其技术状况的好坏不仅直接影响着柴油发动机的动力性、经济性及使用的可靠性,而且对减少环境污染也有着极其重要的影响。 对柴油发动机电控系统的要求: 1、提高柴油发动机的经济性和降低排放 柴油发动机电控系统应能在不同的工况及工作条件下精确地控制喷
6、油提前角,并始终保持在最佳值,以降低燃油消耗和减少排放污染。 2、提高发动机工作的可靠性 在柴油发动机运转过程中,系统应能随时检测影响发动机工作可靠性的主要参数,一旦某一项或几项参数异常,超出设定值,一方面系统应能立即报警显示,同时还应控制相应的执行器进行相应的调整,直至有关参数或状态正常为止。对于一些对发动机可靠性影响很大的重要参数,系统还必须提供双重或多重保护,以避免发生重大事故。 3、对柴油发动机运行工况进行实时高精度控制 一旦柴油发动机及其系统的运行参数或状态偏离目标值,电控系统就
7、能立即进行调节和控制,从而实现对柴油发动机运行工况的实时高精度控制。 4、较强的适应性 全能电动调速器在出厂前的软件编程中已预设有各种不同调速率的程序,并在控制盒上设有调速率的转换开关,用户可根据柴油发动机的用途和要求设定不同的调速率,这提高了电动调速器的匹配适应能力。 柴油发动机电子控制技术的特点 柴油发动机电控技术有两个明显的特点:一个特点是其关键技术和技术难点就在柴油喷射电控执行器上;另一个特点是柴油电控喷射系统的多样化。柴油发动机在机械控制时代,就已经有直列泵、分配泵、泵喷油器
8、、单缸泵等结构完全不同的系统,每个系统各有其特点和适用范围,每种系统中又有多种不同结构。实施电控技术的执行机构比较复杂,因此形成了柴油喷射系统的多样化。 柴油喷射系统的控制功能和发展 1、柴油发动机电控系统的控制功能 现代汽车柴油发动机电控系统的控制项目已经从仅有循环供(喷)油量控制、喷油正时控制等最基本的控制项目的燃油喷射控制,扩展到包括对喷油速率控制和喷油压力控制在内的多项目标控制的燃油喷射控制;从单一的燃油喷射控制扩展到包括怠速控制