车用柴油机电控燃油喷射系统的分析_王军
电子控制柴油喷射系统
柴油机电控技术简介
第一节 概述
一、柴油机电控技术的发展
第一代
20世纪80年代后
位置 控制
时间 控制
第二代
时间-压力控改善低温起动性； 2、降低氮氧化物和烟度的排放； 3、提高发动机运转的稳定性； 4、提高发动机的动力性和经济性； 5、控制涡轮增压； 6、适应性广。
第四节 柴油机供油正时控制
一、直列柱塞泵供油正时系统
二、转子泵供油正时控制系统
ECU控制电磁阀使滚轮架 转动而改变喷油时刻。 同时通过正时传感器 进行闭环控制
推迟
提早
车
开 关
温 度
液 温
速
信 号
度
执行元件
油正 量时 控控 制制 装装 置置
其它 控制
第三节 柴油机供油量控制
一、位置控制方式
对原喷油泵稍作改进： 用位置控制器代替了传统的 机械式调速器。
1、直列柱塞泵的供油量控制 采用直流电机或 占空比电磁阀控制
2、转子分配泵的供油量控制 采用转子式或 占空比电磁阀控制
3、进气控制
⑴、进气节流控制（有主、副节气门系统中） ⑵、可变进气涡流控制：满足不同工况对进气涡流强度的需要。 ⑶、可变配气正时控制：满足不同工况对配气正时的需要。
4、增压控制
通过对增压的控制，改善柴油机的扭矩特性，提高加速性， 降低排放和噪音
5、排放控制
按内存程序控制EGR阀开度，调节EGR率。
第二节 柴油机电控燃油喷射系统的功能与组成
一、柴油机电控系统的功能
1、燃油喷射控制（主要依据：转速与负荷）
⑴、供（喷）油量控制：基本油量＋修正量 ⑵、供（喷）正时控制 ⑶、供（喷）速率和供油规律控制 ⑷、喷油压力的控制 ⑸、柴油机（机油）低油压保护 ⑹、增压器工作保护
柴油机电控燃油喷射系统
柴油机电控系统概述一、柴油机电控系统的发展与现代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，迫使现代柴油机采用发展电子控制系统，自20世纪80年代以来，柴油机电控系统不断增多，使柴油机技术水平进入一个新的历史阶段。
改善柴油机的动力性，经济性以及降低排放和噪音，仍是柴油要发展的主要目标。
传统的机械控制式喷油泵对喷油量及喷油时刻的调节是通过离心飞块在转速变化时所引起的离心力的变化促使调节齿条拉杆移动来实现的。
而中间还要通过一系列的机械传动机构，因此从转速的变化到离心力的变化直到调节机构的移动将产生滞后现象，而且调节的范围和精度也受到限制，同时，影响控油量及喷油正时的因素不仅仅只是转速和负荷。
进气温度，冷却水温，进气压力等因素也影响喷油量及喷油正时，对于这些影响因素的变化，普通的机械控制式喷油泵是无能为力的。
柴油机电子控制系统则是将上述影响柴油机的动力性，经济性和排放有关的因素，通过相应的传感器向电控单元输入信号，经分析处理，计算后向执行器发出控制指令，由电动式执行器，如步进电机，电磁阀等元件实现对柴油机的电子控制。
二、柴油机电子控制系统的控制内容及功能1、燃油喷射控制电控柴油机的燃油喷射控制主要包括循环喷油量，喷油正时，喷油压力的控制。
2、怠速控制：主要包括怠速转速的控制和怠速时各缸均匀性的控制3、进气控制：主要包括进气管节流控制，可变进气涡流控制和可变配气正时控制。
4、增压控制：主要是指废气涡流增压的控制。
5、排放控制：主要是指废气再循环EGR的控制。
ECU以柴油机转速和负荷作为主信号，通过运算输出适当的占空比脉冲电压，控制EGR真空电磁阀通电时间，进而控制EGR阀的开度。
6、起动控制起动时，ECU根据柴油机冷却液温度，决定电热塞或进气预热塞是否点燃和决定通电持续时间。
当点燃指示灯熄灭，表示起动条件已具备，起动完成后或需中断起动时则自动将电源切断，此外起动控制还包括起动阶段循环供油量和起动时喷油正时的控制。
柴油机电控高压燃油喷射系统
柴油机电控高压燃油喷射系统电控高压燃油喷射系统目前主要有单体泵、泵喷嘴、共轨三种。
在我国商用车柴油机上广泛采用单体泵和共轨两种。
一个理想的喷油系统应具有以下性能：高喷油压力(1000bar以上)，且喷油压力大小可根据工况需要灵活调整，精确控制喷油定时、喷油量和喷油率优化控制。
1. 电控单体泵单体泵系统是带时间控制的高压燃油喷射系统，用于直喷式柴油机。
它们具有高达2050bar的瞬时喷油压力、可变的喷油起点，并可采用预喷。
该系统由燃油供给系统的低压部分和高压部分、电控单元和传感器等组成。
单体泵是通过制成一体的电磁阀的高压柴油喷射系统来工作的。
电磁阀触发的时刻就是关闭的时刻确定供油起点。
电磁阀触发时间长短决定喷油量大小。
电控单体泵安装在每个缸体外部直接由发动机凸轮轴上的喷油凸轮驱动。
高压燃油由单体泵通过高压油管、高压短接管进入喷油器，然后喷入气缸内燃烧室。
由于这种布置对气缸盖结构变动不大，因此深受商用车和柴油机的企业欢迎。
国外如奔驰、道依茨、卡特匹勒、达夫等都采用单体泵。
我国商用柴油机企业如大柴、玉柴、潍柴等也采用单体泵来满足国Ⅲ排放标准。
2. 电控高压共轨燃油喷射系统电控高压共轨燃油喷射系统是建立在直喷技术、预喷技术和电控技术基础之上的一种全新概念的喷油系统。
它主要由高压泵、带压力传感器和调压阀的共轨管、带电磁阀或压电式的喷油器、电控单元(ECU)和传感器组成。
高压共轨燃油喷射系统的优点是：①可实现高压喷射，最高可达2000bar；②喷射压力独立于发动机转速，可改善发动机低速负荷特性；③可实现预喷和后喷，调节喷油率形状，实现理想喷油规律；④喷油定时和喷油量可自由选定；⑤具有良好喷油特性，优化燃烧过程，使发动机燃油耗、烟度、噪声和排放等综合性能指标得到明显改善，有利于改进发动机扭矩特性；⑥结构简单、可靠性好、实用性强，目前已广泛应用于各国商用车柴油机。
电控高压共轨燃油喷射系统已发展到第四代。
第一代是采用喷油压力为1350bar 的电磁阀式喷油器；第二代是采用喷油压力为1600bar的电磁阀式喷油器；第三代是采用喷油压力为1600~2000bar的压电式喷油器。
情景二柴油机电控燃油喷射系统
情景二 柴油机电控燃油喷射系统
2、时间控制方式 时间控制方式电控高压喷射装置的工作原理与传统机械式的完全不同，
时间控制方式在高压油路中布置一个或两个高速电磁阀，利用高速电磁阀的 启闭控制喷油泵和喷油器的喷油过程。喷油量的控制由喷油器开启持续时间 （高速电磁阀开启的持续时间）、喷油压力大小决定，而喷油正时的控制则 由高速电磁阀的开启时刻确定。采用时间控制方式，可实现喷油量、喷油定 时和喷油速率的柔性控制和一体控制。时间控制方式就其控制原理而言，同 汽油机汽油喷射控制。但柴油机的电控燃油喷射系统的功能 更多，控制的技术要求更高，难度更大。典型的系统和产品有日本ECD 一Ⅱ 系统、美国DDc 公司的：DDRC 电控泵喷嘴喷油系统和日本电装公司的高压 共轨式喷油系统ECD—U2 共轨喷射系统。
（2）可变配气正时控制 电控系统以柴油机转速和负荷信息为基本控制参数，按预设的最佳配
气相位，通过各种电控可变配气正时机构改变柴油机的配气相位，以满足 不同工况对配气正时不同的要求。
情景二 柴油机电控燃油喷射系统
（3）进气节流控制 电控系统以柴油机转速和负荷信息为基本控制参数，通过对进气管中节
流阀开度的控制，适应高、低转速工况对进气流量的不同要求。另外，为降 低息速时的振动、噪声和柴油机停车时的振动，电控系统通过怠速时节流控 制和停车时中断进气来减轻发动机的振动。
情景二 柴油机电控燃油喷射系统
（3）燃油喷射规律控制 燃油喷射规律控制，也即喷油速率和喷油量随时间变化的规律，电控
系统以柴油机转速和负荷为基本控制参数，按预设的喷油速率和喷油规律， 完成循环的喷油过程。
（4）各缸喷油量不均性控制 电控系统以各缸间转速波动允许偏差为控制目标值，通过精确测定各
缸作功行程曲轴转速的偏差，修正各缸的喷油量，以保证各缸间转速波动 在控制目标值内。
汽车电控技术电控柴油机喷射系统
汽车电控技术电控柴油机喷射系统随着汽车工业的不断发展，汽车电控技术已经成为了汽车制造和设计中不可或缺的一部分。
其中，电控柴油机喷射系统作为汽车动力系统中的重要组成部分，更是受到了广泛关注。
本文将从电控技术的发展背景、电控柴油机喷射系统的原理和优势等方面进行探讨。
一、电控技术的发展背景随着科技的不断进步，汽车电控技术得到了迅猛的发展。
传统的机械控制系统已经无法满足汽车动力系统对精准控制的需求，因此电控技术应运而生。
电控技术通过传感器、执行器、控制单元等组成的系统，实现了对汽车动力系统的精准控制，提高了汽车的性能和经济性。
二、电控柴油机喷射系统的原理电控柴油机喷射系统是指利用电子控制单元对柴油机喷油系统进行精准控制的系统。
其工作原理主要包括以下几个方面：1. 传感器检测：电控柴油机喷射系统通过安装在发动机上的传感器，实时监测发动机的工作状态，如转速、负荷、温度等参数。
2. 控制单元计算：传感器检测到的参数被送到电子控制单元，控制单元根据这些参数计算出最佳的喷油时机和喷油量。
3. 喷油执行：控制单元根据计算结果控制喷油器进行喷油，实现对柴油机喷油系统的精准控制。
电控柴油机喷射系统通过上述工作原理，实现了对柴油机喷油系统的精准控制，提高了柴油机的燃烧效率和动力性能，降低了废气排放和油耗。
三、电控柴油机喷射系统的优势相比传统的机械控制系统，电控柴油机喷射系统具有以下几个明显的优势：1. 精准控制：电控柴油机喷射系统通过传感器实时监测发动机工作状态，实现了对喷油系统的精准控制，提高了柴油机的动力性能和燃烧效率。
2. 环保节能：电控柴油机喷射系统可以根据发动机工作状态调整喷油时机和喷油量，降低了废气排放和油耗，符合现代环保节能的要求。
3. 故障诊断：电控柴油机喷射系统具有自诊断功能，可以实时监测系统的工作状态，一旦出现故障可以及时报警，方便维修人员进行故障排查和修复。
4. 舒适性：电控柴油机喷射系统可以根据车辆的负荷和驾驶条件调整喷油量，提高了汽车的驾驶舒适性和稳定性。
汽车电控燃油喷射系统故障分析及检修方法
检修工作的数字化和信息化，实现检修效率和检修质量的同步提升。
3.2密封不当引起故障的检修措施针对热工仪表密封不当的问题，一方面需要在仪表设备安装过程中，严格遵循相关的安装技术标准，做好密封检验工作。
例如要保证电缆的接头尺寸和仪表出线口相符合；特殊仪表需要加装密封盖；对于需要焊接的热工仪表，应当做好焊接处的处理工作，避免存在焊缝；另一方面还要做好后期的检修工作，例如一些密封盖在使用一段时间后可能会出现密封不严、盖体破裂等现象，通过检修工作要及时更换。
3.3震动问题引起故障的检修措施热工仪表受到一定程度的震动后，内部零部件出现松动或接触不良，容易出现不能正常运作或是示数不准确的问题。
针对由于震动引起的故障问题：一是需要检查热工仪表是否出现松动，例如螺丝是否拧紧等。
如果出现螺丝松动，可以在螺母下方放置一个弹簧垫片，然后在重新拧紧，可以起到加固效果；二是需要检查接线是否出现问题。
一些热工仪表在安装过程中，内部连线比较紧张，受到震动后这些电线可能会断裂，出现接触不良问题。
检修时要注意查看是否存在电线断裂，如有该问题需要重新焊接。
3.4不可预估因素引起故障的检修措施在热工仪表正常运行时，受到外界不确定因素的影响，也有可能对热工仪表的正常运行造成干扰影响，因此需要引起维修人员的关注。
考虑到这些干扰因素具有不确定性和突发性的特点，就需要建立起相对完善的故障检修流程，例如成立专门的检修小组，定期完成检修任务。
并且在检修过程中做好记录，以便于对热工仪表的运行情况进行跟踪等。
除此之外，多数故障问题都形成，都经历了一个相对缓慢的发展过程，采取这种动态跟踪式的检修措施，也能够确保热工仪表始终处于安全运行状态。
4结论热工仪表作为火力发电厂中重要的组成部分，对于保障火力发电厂各项工作的稳定和安全开展有着不可替代的作用。
受环境因素、人为因素以及仪表自身因素的影响，热工仪表在投入使用一段时间后，不可避免会出现各种各样的问题。
这就需要火电厂的维修人员树立责任意识，严格依照检修流程，针对故障问题的原因，制定具有针对性和科学性的检修措施，保障热工仪表始终处于良好运行状态，切实保证火电厂工作的顺利开展。
共轨电控柴油发动机燃油喷射控制的分析
共轨电控柴油发动机燃油喷射控制的分析高压共轨燃油系统是目前世界上最先进的燃油系统之一，其优点是高压喷射，最高压力可达210MPa。
高压燃油的产生和喷射过程完全独立，由高压燃油泵提高燃油压力且储存在共轨里，再由电控单元(ECM)控制燃油的喷射；燃油喷射的计量和时刻准确度高，以发动机转速传感器为主要信号计量燃油喷射量，以发动机凸轮轴位置传感器为主要信号确定燃油的供油时刻；发动机尾气排放较好，采用选择性催化还原技术(SCR)，降低NOx的生成量，采用微粒捕集器技术(DPF)有效地减少颗粒物的排放，降低柴油机的排放污染；涡轮增压技术实现电子控制，采用连续反馈技术控制可变喷嘴式涡轮增压器，确保柴油机在最高标定扭矩点附近增压器增压的压力不致于过高，从而防止负荷过高导致的功率下降以及涡轮增压器因为超速而损坏；可以通过改变电控系统的控制程序(即对ECM重新进行标定)，从而扩大电控柴油机的应用范围，使之适应性更加广泛。
高压共轨柴油机燃油喷射系统在工作时，ECM根据发动机当前的工况(即各类传感器的压力、温度、转速和位置等输入信号)以及发动机的输出功率，在每个工作循环中，把经过计量的燃油按照精确的喷油时间，以相应的喷射压力喷人发动机燃烧室内，确保燃油能够有效地燃烧。
由此看来，控制好燃油喷射的过程十分重要，其主要内容包括喷油数量、喷油时刻、喷油压力和喷油速率的控制，下面就对这4个方面进行详细分析。
1、喷油数量的控制ECM 根据发动机上的各类传感器(发动机转速传感器、发动机冷却液温度传感器、进气压力／温度传感器、共轨压力传感器以及大气压力传感器等)的输入信号以及操作者开关信号的指令，经过内部标定的程序进行计算、比较和分析，迅速确定每一循环的实际喷油量；然后ECM 输出信号给喷油器，控制喷油器电磁阀通电时间，从而准确控制喷油量。
(1)基本喷油量控制。
发动机在不同工况下输出的转矩不同，燃油喷射量就不同。
基本喷油量是由发动机转速传感器、发动机负荷信号和油门踏板的位置传感器决定的。
柴油机电控燃油喷射系统的工作原理
柴油机电控燃油喷射系统的工作原理柴油机电控燃油喷射系统是一种现代化的燃油供给系统，它通过电控单元来控制燃油的喷射和供应。
其工作原理可分为传感器部分、电控单元部分和执行器部分。
首先，传感器部分是负责监测柴油机的工况和环境参数，例如转速、负荷、空气温度等。
传感器将这些参数实时传输给电控单元，以便后续的计算和控制。
接下来，电控单元是燃油喷射系统的核心。
它根据传感器传来的参数和预设的工作模式，通过内置的控制算法来确定最佳的燃油喷射量和喷射时间。
电控单元中还包含了一个存储器，用于存储各种不同工况下的喷射曲线和参数，以满足不同工况下的燃油需求。
最后，执行器部分是根据电控单元的指令来执行燃油喷射。
它包括喷油器和喷油泵。
当电控单元发送喷油指令时，执行器会将燃油从喷油泵中压力供应到喷油器中，并通过喷油器的喷油嘴将燃油以雾化的形式喷入气缸中。
喷油器的喷油量和喷油时间是通过控制喷油嘴的开启时间和喷孔的大小来实现的。
整个系统的工作原理可以归纳为：传感器监测并传输工况参数给电控单元，电控单元根据输入的参数选择最佳的喷油曲线和参数，再通过执行器控制喷油器实现燃油的喷射和供应。
与传统的机械喷油系统相比，柴油机电控燃油喷射系统具有很多优点。
首先，它可以根据不同的工况和负荷要求精确控制燃油的喷射量和喷射时间，提高燃烧效率，减少燃油消耗和排放物的生成。
其次，电控单元可以根据不同的工况和负荷要求灵活地调整燃油喷射参数，提高柴油机的动力性和响应速度。
此外，电控单元还可以进行自我诊断和故障监测，及时发现和修复系统的故障，提高柴油机的可靠性和稳定性。
总结来说，柴油机电控燃油喷射系统通过传感器、电控单元和执行器的协同工作，实现了对燃油喷射的精确控制，提高了柴油机的使用效率和环保性。
它是现代柴油机的重要组成部分，对于提高柴油机的性能和经济性具有重要的指导意义。
CRDI柴油机电控燃油喷射系统检修与故障分析(改)
CRDI柴油机电控燃油喷射系统检修与故障分析近年来，随着全球对更高效、更低排放及更经济汽车日益增长的现实需求，柴油轿车相比太阳能、燃料电池、混合动力车来说技术更成熟、更具推广潜力和价值。
柴油机的关键技术都有很多突破性的发展。
燃油喷射系统是影响燃烧过程的重要因素，高压直喷系统和共轨系统都使燃油经济性和排放性有很大改善。
废气再循环和催化器改善了柴油机的各项排放。
发动机管理系统对喷油和进气过程进行综合控制，保证发动机能够在保持良好的动力性基础上，燃油经济性和排放性能都能达到最优，同时降低振动和噪音。
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。
电控燃油喷射系统是影响缸内燃烧过程的关键因素，对柴油机的动力性、经济性和排放性能都有重要影响。
要改善柴油机缸内燃烧，燃油喷射系统一方面要有理想的喷射速率特性，另一方面要提高喷射压力。
因此，柴油机电控喷射系统逐渐发展起来。
在传统的喷射系统基础上首先发展起来的电控喷射系统是位置控制系统，称之为第一代电控喷射系统，而基于电磁阀的时间控制系统则称为第二代电控喷射系统。
第三代电控系统——高压共轨系统被世界内燃机行业公认为20世纪三大突破之一，将成为21世纪柴油机燃油系统的主流。
柴油机共轨式电控燃油喷射系统技术集计算机控制技术、现代传感检测技术和先进的喷油结构于一身。
共轨式电控燃油喷射系统不再采用传统的柱塞泵脉动供油的原理，而是共轨直接或间接的形成恒定的高压燃油，分送到每个喷油器，并借助于集成在每个喷油器上的高速电磁开关阀的开启与闭合，定时，定量的控制喷油器喷射至最佳的燃烧比和良好的雾化，以及最佳的点火时间、足够的点火能量和最少的污染排放。
该新技术已在国外以柴油机提供动力的汽车上投入使用。
共轨式燃油喷射技术的现有研究结果表明喷油压力高，燃油雾化后颗粒就越细，排放的有害气体和颗粒就越少。
展望中国柴油轿车发展之路，适度发展和推广具有先进技术的现代柴油轿车显然有利于国家社会资源的节约，符合产业政策和中央政府提出的建设节约型社会的倡导。
电控燃油喷射系统分类及性能对比分析
电控燃油喷射系统分类及性能对比分析电控燃油喷射系统是现代车辆燃油供给系统的重要组成部分，其主要作用是将汽油经过喷嘴高压雾化喷射到发动机燃烧室内，以实现燃烧效果的优化。
随着汽车技术的不断发展，电控燃油喷射系统也经历了多年的演进与改进，产生了不同的分类和性能特点。
本文将对电控燃油喷射系统进行分类及性能对比分析，以帮助读者更好地了解和选择适合自己车辆的喷射系统。
一、电控燃油喷射系统的分类1. 批量式燃油喷射系统批量式燃油喷射系统是电控燃油喷射系统的早期形式，其特点是将燃油以喷雾的形式同时送入发动机的各个气缸中。
这种系统的主要优点是结构简单、成本低廉，但缺点是无法精确控制每个气缸的燃油量，导致燃烧效率不高。
2. 组合式燃油喷射系统组合式燃油喷射系统在批量式系统的基础上进行了改进，通过改变喷嘴的开闭时间和工作周期，实现了对每个气缸的燃油量进行精确控制。
这种系统的主要优点是喷油量精确可控、燃烧效率高，但缺点是结构相对复杂、成本较高。
3. 直接喷射式燃油喷射系统直接喷射式燃油喷射系统是现代车辆上应用较为广泛的一种电控喷射系统，其特点是将燃油以高压喷射的形式直接喷入发动机燃烧室内。
这种系统的主要优点是燃油喷射更为精细、喷油位置更为准确，可以实现更高的燃烧效率和动力输出，但缺点是结构更为复杂、成本较高。
二、电控燃油喷射系统的性能对比1. 喷油精度喷油精度是衡量燃油喷射系统性能的重要指标之一，直接影响到燃烧效率和动力输出。
在批量式和组合式燃油喷射系统中，由于无法精确控制每个气缸的燃油量，喷油精度相对较低。
而直接喷射式燃油喷射系统通过高压喷射技术，可以实现更精细的燃油喷射，提高了喷油精度。
2. 燃油利用率燃油利用率是衡量燃油喷射系统性能的另一个重要指标，直接关系到车辆的燃油经济性。
从这个角度来看，直接喷射式燃油喷射系统具有明显优势。
由于燃油直接喷入燃烧室内，与空气更好地混合，燃烧效率更高，相同的燃油量可以产生更多的动力输出，从而提高了燃油利用率。
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图 1 柴油机电控燃油喷 射系统的基本组成
柴油机的缸内燃烧过程极为复杂 , 影响因素很 多 , 目前情况下采用建立数学模型并借助于各类传 感器进行燃烧过程闭环控制的方法难度较大。 期
车用柴油机电控燃油喷射系统的分析
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柴油机电控燃油喷射系统采用的基本方法大多为 : 以柴油机转速和负荷作为反映柴油机实际工况的基 本信号 , 再参照由试验得出的柴油机各工况相对应 的喷油( 气 ) 量脉谱图 ( MAP) 来确定基本的喷油量和 喷油正时 , 然后对其进行各种补偿 ( 如水温、 油温、 大 气压力等) , 从而得到较优的喷油量和喷油正时 , 并 在工作过程中对执行器进行闭环反馈控制。
图 2 蓄压式电 控燃油喷射系统
图 3 液力增压式 电控燃油喷射系统
动力性和经济性。 ( 4) 由电磁阀控制喷油, 其控制精度较高 , 高压 油路中不会出现气泡和残压为零的现象 , 因此在柴 油机运转范围内, 喷油量循环变动小 , 各缸供油不均 匀可得到改善, 从而减轻柴油机的振动和降低排放。
4 3 3 高压共轨式电控燃油喷射系统 高压共轨式电控燃油喷射系统如图 4 所示。该 系统不采用蓄压式喷油器和增压活塞, 而将公共油 道中的油压直接控制在高压力水平 ( 共轨压力维持 在 100MPa 以上) , 喷油量和喷油正时通过电磁控制 的三通阀来调节 , 利用三通阀控制喷油嘴的背压变 化以改变喷油量和喷油正时。
5 柴油机电控燃油喷射系统发展应加 强研究的内容
未来的柴油机燃 油喷射装置将向着喷射压力 高 ; 喷油量及喷油正时可灵活控制; 喷油速率可控制 在最佳的方向发展, 全电子控制的燃油喷射系统是 实现燃油喷射过程柔性控制的必然趋势。综合分析 国内外对柴油机电控燃油喷射系统的研究历史和现 状 , 应在以下几方面进一步加强研究 : ( 1) 高速、 强力电磁阀的研究开发; ( 2) 高压转子式和直列式喷油泵原件的研究开 发; ( 3) 柴油机变工况下燃油流动压力波的计算与
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柴油机电控燃油喷射系统的分析
柴油机电控燃油喷射系统发展至今已先后推出 了三代产品: 位置控制式 ( 第一代 ) , 时间控制式 ( 第 二代 ) , 共轨+ 时间控制式 ( 第三代 ) 。 4 1 位置控制式电控燃油喷射系统 位置控制式电控燃油喷射系统保留了传统喷射
系统的基本结构 , 只是将原有的机械控制机构用电 控元件取代 , 在原机械控制循环喷油量和喷油正时 的基础上 , 改进更新机构功能 , 用线位移或角位移的 电磁执行机构控制油量调节齿杆( 或拉杆) 位移和提 前器运动装置的位移, 实现循环喷油量和喷油正时 的电控 , 使控制精度和响应速度较机械式控制得以 提高。此外, 用改变柱塞预行程的方法 , 实现可变供 油速率的电控, 从而满足高压喷射中高速、 大负荷和 低速、 怠速喷油过程的综合优化控制。其典型产品 有直列柱塞泵电控系统, 转子分配泵电控系统等。 位置控制式电控燃油喷射系统的技术 特征如 下: ( 1) 电脑数字控制器通过执行机构的连续式位 置伺服控制, 对喷射过程实现间接调节 , 故相对其它 电控燃油喷射系统, 执行响应较慢、 控制频率较低和 控制精度不太稳定。 ( 2) 不能改变传统喷射系统固有的喷射特性, 电 控可变预行程直列泵虽能对喷油速率起到一定的调 节作用, 但却使直列泵机构复杂性加大。 ( 3) 柴油机的结构几乎无须改动即可改造成位 置控制式喷射系统, 故生产继承性好, 便于对现有机 器进行升级改造。 位置控制式电控燃油喷射系统的技术关键是 : 油量和定时机构的位置伺服控制技术。 4 2 时间控制式电控燃油喷射系统 时间控制式电控燃油喷射系统改变了传统喷射 系统的一些机械结构, 将原有的机械式喷油器改用 高速强力电磁阀喷油器, 以脉动信号来控制电磁阀 的吸合与放开, 该动作又控制喷油器的开启与关闭。 泵油机构和控制机构完全分开 , 燃油的计量是由喷 油器的开启时间长短和喷油压力的大小来确定的。
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小
型
内
燃
机
No 4( Vol 29) 2000
过调节高压控制油路中的机油压力来控制燃油的喷 射压力。喷油量和喷油正时由电磁阀的开启时间长 短和开启时刻来控制。
率等均受共轨压力限制 , 因而存在油量波动大、 加速 响应较慢和喷油速率不理想等问题。 ( 2) 液力增压式系统燃油计量是以时间为基础。 采用加压分离, 喷射压力不受转速和负荷的影响 , 可 灵活控制便于优化。 ( 3) 高压共轨系统的喷油量和喷油正时是全电 子控制, 喷 油速率可调, 最佳喷射压力 可控制等特 点 , 但共轨中高压燃油的持续恒压反馈控制比较复 杂。 共轨+ 时间控制式电控燃油喷射系统的技术关 键是: 高压油控制技术、 高速电磁阀技术和组合喷油 器制造技术。 总的来看 , 共轨系统可实现在传统喷油系统中 无法实现的功能, 其优点有 : ( 1) 共轨系统中的喷油压力柔性可调, 对不同负 荷和转速可确定所需的最佳喷射压力, 从而优化柴 油机综合性能。 ( 2) 可独立地柔性控制喷油正时, 配合高的喷射 压力 ( 120MPa ~ 170MPa) , 可 同时控 制 NOX 和 微粒 ( PM) 在较小的数值内, 以满足排放要求。 ( 3) 柔性 控制喷油速率变 化, 实现 理想喷油规 律 , 既可降低柴油机 NOX 和 d p d , 又能保证优良的
Analysis on Electronically Controlled Fuel Injection System for Diesel Engines
Automotive Management College of the PLA
( Bengbu 233011)
Wang Jun Jiang Siping
车用柴油机电控燃油喷射系统的分析 5 李冠峰译 6 平增荣译 7 柴油机电控系统的构造 与工作 共 轨柴 油 机喷 射系 统 的设 计
3 柴油机电控燃油喷射系统的基本组 成
柴油机电控燃油喷射系统主要由传感器、 控制 器和执行器组成, 见图 1 所示。
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柴油机燃油喷射系统实现电控的优 点和难点
( 1) 控制自由度大。电控燃油喷射系统可按照 运行工况的不同 , 对所有喷油参数 ( 如喷油量、 喷油 正时、 喷油压力、 喷油速率等) 进行最优的综合控制。 ( 2) 功能齐全。对影响喷射参数的因素不仅能 考虑转速和负荷的影响 , 而且还能根据水温、 油温、 大气压力等的变化对其进行校正。 ( 3) 控制精度高。如喷油正时的控制精度高于 0 5 A, 是机械式控制精度的 4 倍以上。
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前言
微电子技术的迅速发展代替了传统的机械和液
力控制技术 , 它在内燃机上得到了广泛的应用。近 年来 , 随着对柴油机低油耗、 高功率及降低排放、 噪 声、 排烟等方面的要求日渐强烈, 传统的机械式柴油 机燃油喷射系统因其固有的缺点( 控制自由度小、 控 制精度低、 响应速度慢) 已无法满足要求。所以 , 电 控技术在柴油机上的应用已成为必然的趋势。目前 已可实现电控喷油、 电控废气再循环及电控管理等。 本文仅对电控柴油机中的核心 统进行论述和分析。 电控燃油喷射系
2000 年 ( 第 29 卷 ) 第 4 期
小
型
内
燃
机
No 4( Vol 29) 2000
车用柴油机电控燃油喷射系统的分析
解放军汽车管理学院
( 蚌埠 233011)
王军
姜斯平
张立军
摘要 本文介绍了位置控制式 、 时间控制式和共轨 + 时间控制式柴油机电控燃油喷射系统的工作 特点, 分析了它们的技术特征、 技术关键及电控燃油喷射系统的优越性, 并提出了柴油机电喷系统 发展应加强研究的内容。 关键词 柴油机 燃油喷射系统 电控
图 4 高压共轨式 电控燃油喷射系统
控制研究; ( 4) 电控系统软、 硬件的研究开发; ( 5) 最佳喷油规律的研究 ; ( 6) 电喷系统与柴油机优化匹配的研究 ;
共轨 + 时间控制式电控燃油喷射系统的技术特 征如下: ( 1) 蓄压式系统由于喷油压力、 喷油量和喷油速
2000 年 ( 第 29 卷 ) 第 4 期
Zhang Lijun
Abstract This paper introduces how three electronically controlled fuel injection systems ( position control, time control, common rail - t ime control ) of diesel engines work. And then the technical characters and key technology to fulfil every fuel injection control method on diesel engines are analyzed. At the same time the ad vantages of electronically controlled fuel injection system over traditional mechanical fuel injection is analyzed. At last the development of electronic control on diesel engines is predicted. Key words Diesel engine, Fuel injection system, Electronic control 由于柴油机的燃油喷射具有高压、 高频和脉动 等特点 , 因此要很好地实现以上几点 , 势必带来执行 机构和控制的复杂性 , 同时对系统耐久性和可靠性 的要求也十分苛刻。
喷油正时由电磁阀的开启时刻控制, 从而实现喷油 量、 喷油正时的柔性控制和一体控制 , 且极为灵活, 其控制自由度和控制性能都是位置式控制系统所无 法比拟的。这种电控系统可分为: 电控泵- 喷嘴系 统、 电控分配泵系统、 电控单体泵或直列泵系统。 时间控制式电控 燃油喷射系统的技术特征如 下: ( 1) 属直接数字控制式电控喷射系统, 脉动式高 压燃油与开关式电磁控制阀直接接口。 ( 2) 可使传统喷油系统的结构得到简化和强化, 喷射特性得到改善 , 适合于高压喷射。 ( 3) 由于电磁阀的开关时间随转速的变化要做 一定地调整 , 而在减速或加速期间速度变化非常快, 因转速值是 动态的 , 故电磁阀的开闭难以精确地 控制, 因此保持 有效行程 较为困难。 时间控制式电控燃油喷射系统的技术关键是: 加快高速强力电磁阀的响应速度。 4 3 共轨+ 时间控制式电控燃油喷射系统 共轨+ 时间控制式电控燃油喷射系统不再采用 传统的柱塞泵脉动供油原理。共轨式电控喷射系统 具有公共控制油道 ( 共轨管) , 高压油泵并不是直接 控制喷油器, 而是向公共油道供油以保持所需的共 轨压力 , 通过连续调节共轨压力来控制喷射压力 , 采 用压力时间式燃油计量原理 , 用电磁阀控制喷射过 程。在共轨系统中, 压力形成和油量输送基本上与 喷油过程无关。该系统 根据柴油机运 行工况的不 同 , 不仅可以适时地控制喷油量与喷油正时, 使其达 到与工况相适应的最优数值 , 而且还使过去难以控 制的喷油速率的控制成为可能。且系统的控制自由 度及精度得到了大幅度提高 , 这类电控系统可分为: 蓄压式电控燃油喷射系统 ; 液力增压式电控燃油喷 射系统 ; 高压共轨式电控燃油喷射系统。 4 3 1 蓄压式电控燃油喷射系统 蓄压式电控燃油喷射系统如图 2 所示。该系统 采用蓄压式喷油器来存储高压燃油, 共轨中采用中 等压力的燃油 , 喷油器中使用增压活塞来提高喷射 压力, 利用电磁阀控制喷射过程 , 通过调节共轨压力 可以控制喷射压力和喷油量。 4 3 2 液力增压式电控燃油喷射系统 液力增压式电控燃油喷射系统如图 3 所示。该 系统采用增压活塞借助于液压来提高喷射压力, 它 有两条公共油道: 一条是高压控制油路( 高压控制油 为机油) , 维持一定的压力用来推动增压活塞 ; 另一 条是低压燃油供油道, 用来向喷油器提供燃油。通