【正文】 對(duì) NOx、黑煙、噪聲的影響也很大。在低負(fù)荷時(shí)，降低平均噴射率可以降低 NOx 的排放；而在高負(fù)荷時(shí)，相對(duì)提高平均噴射率則有助于減少黑煙。噴射初期的噴射率是決定預(yù)混合氣量的重要因素之一，為了降低 NOx 和噪聲，噴射初期希望噴射率低一些。噴射中期，為了降低黑煙，則希望噴射率高一些，而噴射后期則希望盡量短，噴油提前角對(duì)柴油機(jī)的排放性和經(jīng)濟(jì)性影響也較大。而且影響結(jié)果有時(shí)是相互矛盾的。比如，噴油提前角 增大， HC 排放量減少，但又增加了 NOx 的排放量。所以，現(xiàn)代直噴式柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)必須具備以下要求： a．具有高的噴射壓力，且壓力靈活可調(diào)； b．能夠精確控制噴油定時(shí)和噴油量； c．能夠最優(yōu)控制燃油噴射率； d．?dāng)嘤透纱唷? 而要同時(shí)達(dá)到以上要求，傳統(tǒng)的依靠凸輪機(jī)構(gòu)組成的噴油系統(tǒng)是無法達(dá)到的。因此必須采用電子控制式柴油機(jī)噴油系統(tǒng)。 4 2 電子控制柴油機(jī)概述 何謂電噴柴油機(jī) 采用 電子控制燃油噴射及排放的柴油機(jī)即為電噴柴油機(jī)。電噴柴油噴射系統(tǒng)由信號(hào)輸入裝置（傳感器）、電子控制單元（ ECU）和執(zhí)行元件三大部分，如圖21 所示。 圖 21 柴油機(jī)電控系統(tǒng)的組成 其任務(wù)是對(duì)噴油系統(tǒng)進(jìn)行電子控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)噴油量以及噴油定時(shí)隨運(yùn)行工況的實(shí)時(shí)控制。采用轉(zhuǎn)速、油門踏板位置、噴油時(shí)刻、進(jìn)氣溫度、進(jìn)氣壓力、燃油溫度、冷卻水溫度等傳感器，將實(shí)時(shí)檢測(cè)的參數(shù)同時(shí)輸入計(jì)算機(jī) (ECU)，與已儲(chǔ)存的設(shè)定參數(shù)值或參數(shù)圖譜 (MAP 圖 )進(jìn)行比較，經(jīng)過處理計(jì)算按照最佳值或計(jì)算后的目標(biāo)值把指令送到執(zhí)行器。執(zhí)行器根據(jù) ECU 指令控制噴油量 (供油齒條位置或電磁閥關(guān)閉持續(xù)時(shí)間 )和噴油正時(shí) (正時(shí)控制閥開閉或電磁閥關(guān)閉始點(diǎn) )，同時(shí)對(duì)廢氣再循環(huán)閥、預(yù)熱塞等執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控 制，使柴油機(jī)運(yùn)行狀態(tài)達(dá)到最佳 [1] 。 5 柴油機(jī)電子控制技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r 柴油機(jī)電子控制技術(shù)始于 20 世紀(jì) 70 年代， 20 世紀(jì) 80 年代以來，英國(guó)盧卡斯公司、德國(guó)博世公司、奔馳汽車公司、美國(guó)通用的底特律柴油機(jī)公司、康明斯公司、卡特彼勒公司、日本五十鈴汽車公司及小松制作所等都競(jìng)相開發(fā)新產(chǎn)品并投放市場(chǎng)，以滿足日益嚴(yán)格的排放法規(guī)要求。 由于柴油機(jī)具備高扭矩、高壽命、低油耗、低排放等特點(diǎn)，柴油機(jī)成為解決汽車及工程機(jī)械能源問題最現(xiàn)實(shí)和最可靠的手段。因此柴油機(jī)的使用范圍越來越廣，數(shù)量越來越多。同時(shí)對(duì)柴油機(jī)的動(dòng)力性能、經(jīng)濟(jì)性 能、控制廢氣排放和噪聲污染的要求也越來越高。依靠傳統(tǒng)的機(jī)械控制噴油系統(tǒng)已無法滿足上述要求，也難以實(shí)現(xiàn)噴油量、噴油壓力和噴射正時(shí)完全按最佳工況運(yùn)轉(zhuǎn)的要求。近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)及信息技術(shù)的迅速發(fā)展，使電子產(chǎn)品的可靠性、成本、體積等各方面都能滿足柴油機(jī)進(jìn)行電子控制的要求，并且電子控制燃油噴射很容易實(shí)現(xiàn)。 實(shí)際上，柴油機(jī)排氣中 CO 和 HC 比汽油機(jī)少得多， NOx 排放量與汽油機(jī)相近，只是排氣微粒較多，這與柴油機(jī)燃燒機(jī)理有關(guān)。柴油機(jī)是一種非均質(zhì)燃燒，可燃混合氣形成時(shí)間很短，而且可燃混合氣形成與燃燒過程交錯(cuò)在 一起。通過分析柴油機(jī)噴油規(guī)律得到：噴入燃料的霧化質(zhì)量、汽缸內(nèi)氣體的流動(dòng)以及燃燒室形狀等均直接影響燃燒過程的進(jìn)展以及有害排放物的生成。提高噴油壓力和柴油霧化效果、使用預(yù)噴射、分段噴射等可以有效的改善排放。 經(jīng)過多年的研究和新技術(shù)應(yīng)用，柴油機(jī)的現(xiàn)狀已與以往大不相同。現(xiàn)代先進(jìn)的柴油機(jī)一般采用電控噴射、高壓共軌、渦輪增壓中冷等技術(shù)，在重量、噪音、煙度等方面已取得重大突破，達(dá)到了汽油機(jī)的水平。隨著國(guó)際上日益嚴(yán)格的排放控制標(biāo)準(zhǔn) (如歐洲Ⅳ、Ⅴ標(biāo)準(zhǔn) )的頒布與實(shí)施，無論是汽油機(jī)還是柴油機(jī)都面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，解決的辦法之一是 采用電子控制燃油噴射的技術(shù)。現(xiàn)在，柴油機(jī)電子控制技術(shù)在發(fā)達(dá)國(guó)家的應(yīng)用率已達(dá)到 60%以上。 6 柴油機(jī)電子控制技術(shù)的目的及優(yōu)點(diǎn) 柴油機(jī)電子控制技術(shù)的目的 優(yōu)化動(dòng)力性、改善燃油使用經(jīng)濟(jì)性、控制排放，使柴油機(jī)從怠速至額定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)均能獲得最佳工作狀況，防止可能發(fā)生的危險(xiǎn)運(yùn)行狀況，延長(zhǎng)零件的使用壽命。 柴油機(jī)電子控制技術(shù)的優(yōu)點(diǎn) （ 1）具有多功能的自動(dòng)調(diào)節(jié)性能 工程機(jī)械用柴油機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)工況是多變的，而且對(duì)油耗、排放和可靠性等要求較高。自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用于柴油機(jī)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)正好可以實(shí)現(xiàn)多功能的自動(dòng)調(diào)節(jié)，從而保證柴油機(jī) 動(dòng)力性、燃料使用經(jīng)濟(jì)性、可靠性和操作方便性等性能充分發(fā)揮。 （ 2）減輕質(zhì)量、縮小尺寸、提高柴油機(jī)的緊湊性 對(duì)于現(xiàn)代高速柴油機(jī)而言，由于驅(qū)動(dòng)噴油泵的扭矩較大，要設(shè)計(jì)一個(gè)緊湊和可靠的供油提前自動(dòng)調(diào)節(jié)器很復(fù)雜，而且在柴油機(jī)總體布置上也比較困難。采用自動(dòng)控制技術(shù)解決供油提前角自動(dòng)調(diào)節(jié)問題，不僅可以容易地解決上述難題，而且提高了柴油機(jī)的緊湊性。 （ 3）部件安裝連接方便，提高了維修性 采用自動(dòng)控制系統(tǒng)，相關(guān)部件尺寸減小 (特別是燃油供給系統(tǒng) )，安裝部位免受空間位置的約束，連接簡(jiǎn)便，有利于柴油機(jī)日常維護(hù)及修理。 （ 4）擴(kuò)展了故障診斷、聯(lián)絡(luò)等功能 采用自動(dòng)控制系統(tǒng)，可方便地與微型計(jì)算機(jī)相連，很容易實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)性能檢測(cè)與故障診斷功能，柴油機(jī)運(yùn)行及檢測(cè)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與傳遞等問題也迎刃而解，便于科學(xué)管理和使用。 （ 5）使柴油機(jī)的動(dòng)力輸出和負(fù)荷得到更精確的匹配 隨著工程機(jī)械制造技術(shù)高速發(fā)展，為了提高自行式工程機(jī)械的作業(yè)效能，采用了電噴柴油機(jī)，電控自動(dòng)變速器等自動(dòng)控制裝置，使自行式工程機(jī)械在作業(yè)時(shí)， 7 能隨著負(fù)荷的變化在一定范圍內(nèi)自動(dòng)調(diào)整動(dòng)力輸出、動(dòng)力傳遞，柴油機(jī)的動(dòng)力輸出和負(fù)荷得到更精確的匹配，充分發(fā)揮工程機(jī)械作業(yè)效能。 柴油 機(jī)電控技術(shù)的特點(diǎn) 柴油機(jī)電控技術(shù)與汽油機(jī)電控技術(shù)有許多相似之處，整個(gè)系統(tǒng)都是由傳感器、電控單元和執(zhí)行器三部分組成。在電控噴射方面柴油機(jī)與汽油機(jī)的主要差別是，汽油機(jī)的電控噴射系統(tǒng)只是控制空燃比 (汽油與空氣的比例 )，柴油機(jī)的電控噴射系統(tǒng)則是通過控制噴油時(shí)間來調(diào)節(jié)輸出油量的大小，且柴油機(jī)噴油控制是由發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和加速踏板位置 (油門、供油拉桿位置 )來決定的。柴油機(jī)電控技術(shù)有兩個(gè)明顯的特點(diǎn)：一是柴油噴射電控執(zhí)行器復(fù)雜，二是柴油電控噴射系統(tǒng)的多樣化。 柴油機(jī)是一種熱效率比較高的動(dòng)力機(jī)械 柴油機(jī)燃油噴射具有高壓、高 頻、脈動(dòng)等特點(diǎn)。其噴射壓力高達(dá) 200MPa，為汽油機(jī)噴射壓力的百倍以上。對(duì)燃油高壓噴射系統(tǒng)實(shí)施噴油量的電子控制，困難大得多。而且柴油噴射對(duì)噴射正時(shí)的精度