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柴油喷射系统的控制功能和发展

作者:  |  来源:  |  时间:2011-09-30 15:20:21

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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()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、进气控制、增压控制、排放控制、启动控制、故障自诊断、失效保险、发动机与变速器的综合控制等在内的全方位控制。 

2、柴油发动机电控燃油喷射系统控制方式的发展 

电控柴油喷射系统根据其直接控制的量而分为位置控制和时间控制。位置控制系统的特点是不仅保留了传统的喷油泵-高压油管-喷油器系统,而且还保留了喷油泵中齿条齿圈、滑套、柱塞上控油螺旋槽等控制油量的机械传动机构,只是对齿条或滑套的运动位置由原来的机械调速器控制改为微机控制。而时间控制系统可以是保留原来的喷油泵-高压油六合秒秒管-喷油器系统,也可以采用新型的产生高压的燃油系统,而用高速电磁阀直接控制高压燃油的喷射。一般情况下,电磁阀关闭,执行喷油,电磁阀打开,喷油结束。喷油始点取决于电磁阀关闭时刻,喷油量则取决于电磁阀关闭时间的长短。传统喷油泵中的齿条齿圈、滑套、柱塞上斜槽、控制喷油正时的提前机构等全部取消。时间控制系统的控制自由度更大。电控柴油喷射系统根据其产生高压燃油的机构,可分为直列泵电控喷射系统、分配泵电控喷射系统、泵喷油器电控喷射系统、单缸泵电控喷射系统、共轨式电控喷射系统。 

20年来,柴油发动机电控燃油喷射系统也经历了几个重要的发展阶段。按对循环供()油量、喷油正时、喷油速率和喷油压力等的控制方式分,经历了从位置控制时间控制,再到&l六合秒秒dquo;时间-压力控制压力控制的发展过程。按燃油喷射系统的基本组成和结构分,经历了常规压力电控喷油系统的第一代电控喷油系统到高压电控喷油系统的第二代电控喷油系统的发展过程。在采用位置控制的第一代电控喷油系统中,保留了传统燃油喷射系统的基本组成和结构,只是将原有的机械式喷油泵及其机械控制部件用电控喷油泵及其控制部件取代,通过设置控制系统,使控制精度和响应速度得以提高。柴油发动机的结构几乎不需改动,生产继承性好,便于对现有柴油发动机进行升级换代。缺点是位置控制系统执行频率响应慢,控制频率低,控制自由度小,控制精度还不够高,喷油压力无法独立控制。在采用时间控制的第一代电控喷油系统中,基本保留了传统燃油喷射系统的组成和结构,通过设置控制系统,形成数字式高频调节系统,由电磁阀的关闭时刻和闭合时间决定循环供()油量和喷油正时,其控制自由度和控制精度都是位置控制所无法比拟的,其技术上的难点在于如何加快需要通过大油量的高速电磁阀的响应速度,同时喷油压力还是无法独立控制。第一代电控喷油系统包括电控直列泵系统和电控分配泵系统,以及一部分电控单体泵喷油系统或电控泵喷嘴喷油系统。 

以高压、中压或低压供油泵、电磁、液力控制式喷油器和公共油轨组成的各种电控共轨式喷油系统的最大特征是:喷油系统的两个基本任务--燃油压力的形成和燃油量的计量,在时间上、在系统中的部位和功能方面都是分开的。燃油压力的形成和燃油的输送基本上与喷油过程无关。根据ECU的指令,带有电液控制件的喷油器可按所要求的喷油正时精确地从共轨中调出具有所要求的精确压力和精确循环量的燃油。因无二次喷射的约束,喷油压力可按需控制以实现高压喷射,其平均喷油压力与最大喷油压力非常接近,从而明显改善燃油雾化品质,改善燃烧过程,提高燃烧效率,降低燃烧噪声,降低排放。由于系统可直接控制喷油器针阀的运动,可以实现预喷射和后喷射,因而可获得理想的喷油速率。这样,柴油发动机负荷和转速就不对循环供()油量、喷油正时、喷油速率和喷油压力产生影响,从而实现系统的独立控制,使实现循环供()油量、喷油正时、喷油速率和喷油压力的优化控制成为可能,从而大大提高了柴油发动机的在装车率,特别是在轿车发动机中的竞争能力;同时,在采用传统的泵--嘴喷油系统的柴油发动机上使用时,不需要对原有结构作很大的改动,所以发六合秒秒展前景很好。 

我国对现代柴油发动机电控技术的研究和开发尚处于起步阶段,目前还主要集中在对柴油发动机电控喷射系统的研究与开发上。但随着社会经济的发展,对环保的要求越来越高,柴油发动机电控系统的研究和相应产品的开发必将成为我国汽车柴油发动机技术领域中的一个热点,这将大大促进我国汽车柴油发动机产品的更新换代,为在未来不长的时期里参与国际竞争奠定坚实的基础。

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