畢業(yè)設(shè)計(jì)-柴油機(jī)電子控制系統(tǒng)的發(fā)展-文庫(kù)吧資料
2024-12-11 18:39本頁(yè)面
【正文】 31 單體泵的外形圖 德?tīng)柛Ｔ谥匦蛙?chē)上采用單體泵系統(tǒng)。目前主要的國(guó)際汽車(chē)配件供應(yīng)商都在進(jìn)行著柴油共軌噴射系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，如：博世、德?tīng)柛?、西門(mén)子、電裝公司、 VDO 和瑪格納 馬瑞利公司，它們是全球主要的共軌噴射系統(tǒng)供應(yīng)商，而目前在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)共軌柴油噴射系統(tǒng)的還只有博世一家。 柴油機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是：省油、環(huán)保、動(dòng)力強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)、維修方便，只要解決缺點(diǎn)就具有更大的市場(chǎng)前景，而實(shí)現(xiàn)電控柴油機(jī)的方案現(xiàn)在看來(lái)是一個(gè)很好的解決措施。所以在汽車(chē)工業(yè)的腹地 —— 德國(guó)一 刻也沒(méi)有停止對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的研究。如今歐洲每推出一款新車(chē)都會(huì)配有柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的車(chē)型?，F(xiàn)在的中國(guó)市場(chǎng)如同早期的國(guó)際市場(chǎng)，消費(fèi)者談到柴油車(chē)時(shí)，常常會(huì)笑言“柴油車(chē)最大的好處是不會(huì)著火”。在系統(tǒng)中， ECU 根據(jù)實(shí)際的共軌壓力信號(hào)對(duì)共軌壓力進(jìn)行閉環(huán)控制 [2]。 1特許經(jīng)銷(xiāo)商高級(jí)技術(shù)培訓(xùn)系列教程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)培訓(xùn)Se r v ic e ● T ra in in g2 0 0 3 V e r s i o n 圖 23（高壓電控噴油系統(tǒng)） 10 共軌（ C o mmo n ra i l）噴油器燃油壓力傳感器高壓供油泵高速電磁閥共軌（ ）噴油器燃油壓力傳感器高壓供油泵高速電磁閥 圖 24 電 /液控柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng) 壓力控制方式 在后期開(kāi)發(fā)的柴油機(jī)電控共軌式燃油噴射系統(tǒng)中，為降低對(duì)供油壓力的要求，噴油量的控制采用控制噴油壓力的方法 實(shí)現(xiàn)，即噴油量的“壓力控制”方式。在電控共 軌式燃油噴射系統(tǒng)中，對(duì)噴油量的控制采用“時(shí)間－壓力控制”或“壓力控制”，用的最多的是“時(shí)間－壓力控制”方式，如圖 23 所示。不論采用何種類(lèi)型的電子調(diào)速器，總是需要由部分機(jī)械裝置來(lái)完成對(duì)噴油泵供油量的調(diào)節(jié)，也會(huì)降低控制精度和響應(yīng)速度，所以繼供油量“位置控制”之后出現(xiàn)了“時(shí)間控制”。這類(lèi)技術(shù)已發(fā)展到了可以同時(shí) 控制定時(shí)和預(yù)噴射的 TICS 系統(tǒng)。其優(yōu)點(diǎn)是柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)幾乎不需要改動(dòng)，生產(chǎn)繼承性好，便于對(duì)現(xiàn)有柴油機(jī)進(jìn)行升級(jí)換代。其特點(diǎn)是保留了傳統(tǒng)的噴油泵 — 高壓油管 — 噴油器系統(tǒng)，只是對(duì)齒條或滑套的運(yùn)動(dòng)位置由原來(lái)的機(jī)械調(diào)速器控制改為計(jì)算機(jī)控制，如圖 22 所示。它的噴油壓力低于泵噴嘴系統(tǒng)，能 達(dá)到 160MPa。其中，電控泵噴嘴技術(shù)的噴油壓力非常高，可以達(dá)到 200MPa，并且泵和噴嘴裝在一起，所以只需要很短的高壓油引導(dǎo)部分，泵噴嘴系統(tǒng)也可以實(shí)現(xiàn)很小的預(yù)噴量，其噴油特性是三角形的，并采用了分段式預(yù)噴射，這是很符合柴油機(jī)的要求 (大眾公司的 TDI 發(fā)動(dòng)機(jī)就是使用這種技術(shù) )。實(shí)施電控技術(shù)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜，形成了柴油噴射系統(tǒng)的多樣化；同時(shí)柴油機(jī)需要對(duì)油量、定時(shí)、噴油壓力等多參數(shù)進(jìn)行綜合控制，其軟件的難度也大于汽油機(jī)。而且柴油噴射對(duì)噴射正時(shí)的精度要求很高，相對(duì)于柴油機(jī)活塞上止點(diǎn)的角度位置遠(yuǎn)比汽油機(jī)要求準(zhǔn)確，這就導(dǎo)致了柴油噴射的電控執(zhí)行器要復(fù)雜得多。其噴射壓力高達(dá) 200MPa，為汽油機(jī)噴射壓力的百倍以上。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)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。 （ 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(wèn)題也迎刃而解，便于科學(xué)管理和使用。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(wèn)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。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。 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。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(wú)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)。 經(jīng)過(guò)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。通過(guò)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(guò)程的進(jìn)展以及有害排放物的生成。 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)。依靠傳統(tǒng)的機(jī)械控制噴油系統(tǒng)已無(wú)法滿(mǎn)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。因此柴油機(jī)的使用范圍越來(lái)越廣，數(shù)量越來(lái)越多。 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(lái)，英國(guó)盧卡斯公司、德國(guó)博世公司、奔馳汽車(chē)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(chē)公司及小松制作所等都競(jìng)相開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品并投放市場(chǎng)，以滿(mǎn)足日益嚴(yán)格的排放法規(guī)要求。采用轉(zhuǎn)速、油門(mén)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(guò)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。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。因此必須采用電子控制式柴油機(jī)噴油系統(tǒng)。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?。而且影響結(jié)果有時(shí)是相互矛盾的。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。因?yàn)槿加蛧娚渎蕦?duì) NOx、黑煙、噪聲的影響也很大?？刂迫紵阅艿淖钪饕姆椒ㄓ袃?種：一是合理組織燃燒室內(nèi)的渦流；二是采取燃燒室內(nèi)燃油高壓噴射。 影響柴油機(jī)排放性、經(jīng)濟(jì)性的因素很多，而且相當(dāng)復(fù)雜。隨著柴油機(jī)數(shù)量的不斷增多，也引起了人們對(duì)柴油機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性能的關(guān)注，特別是當(dāng)今排放性能已經(jīng)被提到首要位置。 關(guān)鍵詞 ： 柴油機(jī) 電子
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