柴油發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)介現(xiàn)狀和前景

本文格式為Word版，下載可任意編輯——柴油發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)介現(xiàn)狀和前景隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的電控技術(shù)手段不斷確切，柴油汽車假使要達(dá)到歐三甚至更為嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)就須采用電控噴油系統(tǒng)。柴油機(jī)原先的震動(dòng)以及噪音等等缺陷就應(yīng)當(dāng)要被減小，另外，其經(jīng)濟(jì)性能以及卓越的動(dòng)機(jī)表現(xiàn)使得其得到了廣泛的應(yīng)用。本文闡述了現(xiàn)代柴油發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的組成、功能以及三代電控燃油噴射系統(tǒng)的發(fā)展歷程。同時(shí)分析了柴油機(jī)電子控制燃油噴射系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。

柴油機(jī)電控技術(shù)發(fā)展優(yōu)勢(shì)

由于傳統(tǒng)柴油機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)噪音高、震動(dòng)大以及排放污染嚴(yán)重，所以柴油發(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)的發(fā)展和運(yùn)用是必然的。柴油機(jī)電控技術(shù)的應(yīng)用不僅減小了柴油機(jī)的震動(dòng)和噪音，而且也滿足了人們對(duì)舒適度的要求，同時(shí)，柴油機(jī)的高壽命、低油耗、低排放等特點(diǎn)，使得柴油機(jī)電控技術(shù)的進(jìn)一步完善成為解決汽車及工程機(jī)械能源問(wèn)題最有效的方法。因此，在當(dāng)代可以隨處可見(jiàn)柴油機(jī)的使用，足以見(jiàn)得，柴油機(jī)電控技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展已經(jīng)成為了社會(huì)進(jìn)步的一個(gè)尤為重要的標(biāo)志。

1柴油機(jī)電控系統(tǒng)組成與特點(diǎn)

1.1柴油機(jī)電控系統(tǒng)組成

柴油機(jī)電控系統(tǒng)是由信號(hào)輸入設(shè)置、電子控制單元（ECU）以及執(zhí)行器三部分組成的。其中，信號(hào)輸入設(shè)置又包括加速踏板位置傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、泵角傳感器、著火正時(shí)傳感器、冷卻液溫度傳感器和動(dòng)力轉(zhuǎn)向油壓開(kāi)關(guān)等諸多傳感器和開(kāi)關(guān)，而信號(hào)輸入設(shè)置的主要作用則是對(duì)柴油機(jī)、車輛運(yùn)行狀況等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測(cè)，并將檢測(cè)到的信號(hào)確鑿的傳送到電子控制單元（ECU）;而電子控制單元（ECU）是一個(gè)綜合性的控制裝置，具有轉(zhuǎn)換信號(hào)、計(jì)算信息、存儲(chǔ)信息、分析處理信息、輸出執(zhí)行命令和自我修復(fù)等功能;對(duì)于由執(zhí)行電器和機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩部分構(gòu)成的柴油機(jī)電控系統(tǒng)的執(zhí)行器來(lái)說(shuō)，其作用就是要根據(jù)控制器送來(lái)的執(zhí)行指令驅(qū)動(dòng)柴油機(jī)相應(yīng)的部分，從而調(diào)理柴油機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。

1.2柴油機(jī)電控系統(tǒng)的特點(diǎn)

柴油機(jī)電控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)多功能的自動(dòng)調(diào)理，從而使柴油機(jī)的動(dòng)力性、燃料使用經(jīng)濟(jì)性、可靠性等得到充分的表達(dá);而且，由于自動(dòng)控制技術(shù)的采用，不僅可以提高柴油機(jī)的緊湊性，同時(shí)也能夠使部件之間的安裝連接更加簡(jiǎn)便，提高了維修性，擴(kuò)展了故障診斷、聯(lián)絡(luò)等功能，也使柴油機(jī)的動(dòng)力輸出和負(fù)荷得到更確鑿的匹配;柴油機(jī)控制自由度和精度也較高，此外增設(shè)的自診斷系統(tǒng)和故障應(yīng)急機(jī)能會(huì)在很大程度上提高機(jī)器的維修性和安全性，而增設(shè)得數(shù)據(jù)通訊技能可以提高總體系統(tǒng)的功能，通過(guò)只改變ECU的程序，簡(jiǎn)單開(kāi)發(fā)出多種控制功能。

2傳統(tǒng)柴油電動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)展歷程

總的來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)柴油機(jī)電動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展大約經(jīng)歷了三個(gè)階段，在傳統(tǒng)噴射系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，最先發(fā)展起來(lái)的是位置控制系統(tǒng)，它成為了第一代電控噴射系統(tǒng)并于1987年投入市場(chǎng)，此時(shí)所使用的噴氣壓力為70Mpa;而其次代控制系統(tǒng)是基于電磁閥的時(shí)間控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)120Mpa左右的高壓噴射化;第三代電控系統(tǒng)是高壓共軌系統(tǒng)，其噴射壓力提高到140Mpa，而且這個(gè)系統(tǒng)是通過(guò)控制噴射率，實(shí)現(xiàn)先導(dǎo)噴射的目的，因此高壓共軌系統(tǒng)必將成為柴油機(jī)燃油系統(tǒng)的主力軍。

3現(xiàn)代柴油機(jī)電控制主要控制

3.1調(diào)速系統(tǒng)

現(xiàn)在我國(guó)柴油機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)主要就是在原有柴油機(jī)的基礎(chǔ)上，對(duì)其結(jié)構(gòu)做微小的改動(dòng)，并且安裝一種控制噴油的裝置，從而實(shí)現(xiàn)電子調(diào)速，而幾乎所有的柴油機(jī)都要使用調(diào)速裝置，來(lái)控制柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速，由于假使柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速過(guò)大，不僅會(huì)損失好多的柴油，同時(shí)可能也會(huì)出現(xiàn)預(yù)料不到的危險(xiǎn)，傷及人體的生命安全。事實(shí)上，對(duì)調(diào)速系統(tǒng)的有效控制，就是要保證發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速要處于安全范圍內(nèi)，既可以滿足人們對(duì)柴油機(jī)的需要，而且也會(huì)讓人們更加放心的使用柴油機(jī)，即使有些人會(huì)錯(cuò)誤的使用柴油機(jī)，并使其轉(zhuǎn)速過(guò)大，但是假使保證其最大轉(zhuǎn)速都在安全范圍內(nèi)，就不會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)，這也是對(duì)人身安全的一種保障。

3.2燃油噴射系統(tǒng)

電控噴油器以及各類傳感器等共同構(gòu)成了柴油機(jī)的燃油噴射系統(tǒng)。有效的控制燃油噴射系統(tǒng)就是要在各種狀況下，實(shí)現(xiàn)對(duì)循環(huán)供油量和供油正時(shí)的確切控制，確保各缸循環(huán)供油量的均勻性;同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)噴油速率和噴油規(guī)律的確鑿控制，就會(huì)獲得燃燒過(guò)程中理想的放熱量;此外，對(duì)噴油壓力進(jìn)行有效控制，將會(huì)獲得足夠高的燃油流出初速度，最終使燃油粒度細(xì)化，提高霧化質(zhì)量，加快燃燒的速度。

3.3廢氣再循環(huán)系統(tǒng)

目前廢棄再循環(huán)系統(tǒng)是降低NOx排放的簡(jiǎn)單有效的措施之一。廢棄再循環(huán)（EGR）系統(tǒng)是將柴油機(jī)排出廢氣的小部分送回氣缸，而具有惰性的再循環(huán)廢氣會(huì)延緩燃燒的過(guò)程，最終使廢氣中的氮氧化物量減少，提高廢氣再循環(huán)率，廢氣排放中的污染物輸出量將會(huì)相對(duì)減少。EGR系統(tǒng)的任務(wù)就是使廢氣的再循環(huán)足夠的充分，進(jìn)而使整個(gè)的燃燒過(guò)程燃燒的更加完全，保證排放物中的污染成分含量最低，現(xiàn)在運(yùn)用最多的是低壓廢棄再循環(huán)系統(tǒng)，它的優(yōu)點(diǎn)在于可以有效降低氮氧化物量、廢氣循環(huán)工作范圍較大，而且與柴油機(jī)結(jié)合能有效地發(fā)揮其作用。

3.4冷卻系統(tǒng)

現(xiàn)在的車輛更傾向于使用設(shè)計(jì)緊湊、熱流密度大的發(fā)動(dòng)機(jī)，而既要滿足輸出功率的不斷提高，又要具有良好的經(jīng)濟(jì)性，這是目前幾乎所有的發(fā)動(dòng)機(jī)都面臨的問(wèn)題。另外，日益嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)也對(duì)冷卻系統(tǒng)提出了新的要求，冷卻系統(tǒng)工作性能的好壞，在很大程度上會(huì)對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)的整體性能產(chǎn)生影響。而開(kāi)發(fā)一種高效可靠的冷卻系統(tǒng)，無(wú)疑已成為發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)一步提高功率、改善經(jīng)濟(jì)性所必需解決的關(guān)鍵。因此，采用最前沿的冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念，運(yùn)用柴油機(jī)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)提出一些設(shè)計(jì)想法，對(duì)柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)進(jìn)一步的摸索具有十分重要的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。

4未來(lái)發(fā)展

4.1高的燃油噴射壓力

為了明顯的改善柴油和空氣的混合質(zhì)量和達(dá)到法規(guī)的要求，柴油機(jī)的噴射壓力可以從100Mpa提高到200Mpa，由于較高的噴射壓力可以縮短著火延遲期，從而使燃燒更迅速、更完全，有效的控制燃燒溫度，降低廢氣的排放。

4.2獨(dú)立的燃油噴射控制

高壓共軌電控燃油噴射技術(shù)與傳統(tǒng)的噴油技術(shù)相比，其獨(dú)立的燃油噴射控制直接影響到氣缸內(nèi)的油量，從而進(jìn)一步降低了燃油消耗，加強(qiáng)了動(dòng)力性能，達(dá)到了更加嚴(yán)格的排放法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，因此已然成為新一代的柴油機(jī)噴射技術(shù)的先導(dǎo)。

4.3可變操控能力

柴油機(jī)的可變操控能力就是要在發(fā)生危險(xiǎn)前或者發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)，對(duì)機(jī)體已設(shè)置參數(shù)的改變，即是一種安全措施。柴油機(jī)電控技術(shù)的這種可變操控能力，主要表達(dá)在其可變的預(yù)噴射控制能力上，由于對(duì)預(yù)噴射能力的控制不僅可以起到降低顆粒的排放、又不增加有害氣體的排放和減少噪音的作用，同時(shí)還可以優(yōu)化柴油機(jī)的大量特別的性能，但是由于在某些狀況下，人們對(duì)柴油機(jī)的工作要求是變化的，所以，柴油機(jī)的這種可變的預(yù)噴射控制能力對(duì)其性能和排放都是十分有幫助的，使得柴油機(jī)的電動(dòng)機(jī)能夠正常的運(yùn)轉(zhuǎn)并在一定的安全范圍內(nèi)滿足人們的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也在最大限度上，發(fā)揮了柴油機(jī)電控技術(shù)的功能和作用。

5結(jié)語(yǔ)

柴油機(jī)電控技術(shù)便利、節(jié)能、環(huán)保的發(fā)展趨勢(shì)是順應(yīng)時(shí)代潮流之必然。從傳