【正文】 ion system .......... 28 Spray driving circuit ......................................................... 28 Electronic fuel injection system in converter parameters on the performance of the injector .......................................................... 31 DCDC converter parameters influences on erformance of the injector ..................................................................................... 31 PWM control circuit ......................................................... 32 Converting base of Electricity – machine ................................ 34 4． Highspeed solenoid switch ............................................ 35 Chapter 5 Other electronic control system of Diesel ................... 37 Variable nozzles turbocharging system Electronic control technology................................................................................... 37 5． 2 Variable valve system .......................................................... 38 5． 2． 1 The application of Variable valve driving mechanism in Diesel ....................................................................................... 38 5． 2． 2 Realization of Variable valve driving mechanism .......... 39 5． 3 Emission control of Diesel engine ........................................ 41 Conclusion .................................................................................... 43 Thanks ............................................................... 錯誤 !未定義書簽。 References..................................................................................... 45 1 第 一 章 柴油機電 子 控技術 柴 油機電控系統(tǒng)的歷史發(fā)展和現(xiàn)狀 柴油機電控技術源于上世紀八十年代，首先應用的是燃油噴射系統(tǒng)的電子控制。世界各大船舶公司都在進行電控柴油機的研發(fā)。W、 MTU等公司都已相繼推出了電子控制的柴油機，而且都已裝船營運。W柴油機的燃油噴射系統(tǒng)、排氣 柴油機電控技術源于上世紀八十年代，首先應用的是燃油噴射系統(tǒng)的電子控制。W柴油機的燃油 噴射系統(tǒng)、排氣門正時系統(tǒng)及氣缸機油系統(tǒng)等都實行電子控制； Wartsi la 的電控柴油機噴油系統(tǒng)、排氣門電控、伺服控制系統(tǒng)、起動系統(tǒng)和 WECS9500 控制系統(tǒng)等組成。 國外的柴油機電控技術發(fā)展日趨完善，形成了包括柴油機電子控制系統(tǒng)、柴油機運行模式管理、多機通訊管理技術等對柴油機進行全面電控的智能化柴油機控制系統(tǒng)。 但總的來說，國內(nèi)對柴油機電控技術的應用僅局限于小功率車用柴油機，整機控制系統(tǒng)可靠性和將整機控制系統(tǒng)納入整車、整船控制系統(tǒng)方面僅處于研究階段。 隨著發(fā)動機的應用日益增多，世界石油資源日漸枯竭，要求不斷地提高發(fā)動機的燃油經(jīng)濟性。但由于柴油機不同于汽油機，其顆粒 (包括炭黑 )排放量遠遠高于汽油機，從而使降低顆粒 排放成為柴油機研究面臨的重大課題。 2 自 2O 世紀 8O 年代開始進入以電控單元為核心的柴油機電控系統(tǒng) ， 隨著控制項目的不斷增多。即從僅具有循環(huán)供 (噴 ) 油量控制、供 (噴 )油正時控制等最基本的控制項 目的燃油噴射到包括供 (噴 )油速率控制和噴油壓力控制在內(nèi)的多項目標的燃油噴射控制；從單一的燃油噴射控制擴展到包括怠速控制、進氣控制、增壓控制、排放控制、啟動控制、故障自診斷、失效保險、發(fā)動機與變速器的綜合控制等在內(nèi)的全方位控制。 柴油機電控技術的特點 、 難點 柴油機電控技術與汽油機電控技術有相似之處 , 都是由傳感器 , 電控單元和執(zhí)行器三大部分組成 , 在傳感器中 , 大多數(shù)傳感器 , 如轉速、壓力、溫度傳感器 , 油門踏板傳感器等等 , 都是一樣的。電控單元都在朝著集成化、智能化、綜合控制化方向發(fā)展。從控制對象來看 , 從機械控制時機械調速器控制噴油量 , 機械式提前器控制噴射正時 , 到電子控 制時 , 不僅控制噴油量 , 噴射正時 , 而且控制噴射速率 , 噴射壓力所感應的工況由單一的轉速工況發(fā)展到感應整個發(fā)動機運行工況和環(huán)境條件 , 這樣勢必帶來了控制的復雜性。 發(fā)動機電控單元標定系統(tǒng)的研制。1)對電控單元 (ECU)的研究。 3)標定系統(tǒng)與電控單元之問的通信設計。目前汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)有各種優(yōu)化標定方法，包括離線穩(wěn)態(tài)標定方法、在線穩(wěn)態(tài)標定方法、自動優(yōu)化標定方法、最新的瞬態(tài)優(yōu)化標定方法等。發(fā)動機電控系統(tǒng)的瞬態(tài)優(yōu)化標定也口益受到重視．是目前發(fā)動機優(yōu)化標定的最新研 究發(fā)展方向。為了檢驗所研究開發(fā)的電控標定系統(tǒng)的各項功能，檢驗其可靠性及穩(wěn)定性，需使用該系統(tǒng)進行柴油機電控系統(tǒng)配裝某柴油機機型的實驗。傳統(tǒng)的機械控制已無法滿足這種新的要求，由于電控柴油機的控制精度高、響應速度快、控制策略靈活、適應性強等特點，柴油機電控化就必然成為現(xiàn)代柴油機技術的發(fā)展 趨勢。與傳統(tǒng)的機械式燃油噴射系統(tǒng)相比較，電控噴油系統(tǒng)具有如下優(yōu)越性： (1)排氣污染降低，經(jīng)濟性提高。 (2)操作控制自動化。如可實現(xiàn)怠速自動控制、過渡工況最佳控制等。 電控柴油機具有智能化自診斷、故障保護和備用功能，能實現(xiàn)故障診斷和處理，電控柴油機還能根據(jù)發(fā)動機的運行狀況進行相關標定參數(shù)的自我修正，以保證發(fā)動機在整個工作壽命內(nèi)始終處于最佳狀態(tài)。如此高的噴射壓力可明顯改善柴油和空氣的混合質量，縮短著火延遲期，使燃燒更迅速、更徹底，并且控制燃燒溫度 ，從而降低廢氣排放。這種特性對于低轉速、部分負荷條件下的燃油經(jīng)濟性和排放不利。改善柴油機燃油經(jīng)濟性 ， 用戶對柴油機的燃油消耗率非常關注。 (4)獨立的燃油噴射證時控制 噴射正 時直接影響到柴油機活塞上止點前噴入汽缸的油量，決定著汽缸的峰值爆發(fā)壓力和最高溫度。而不依賴于轉速和負荷的噴射正時控制能力，是在燃油消耗率和排放之間實現(xiàn)最佳平衡的關鍵措施。但是預噴射量、預噴射與主噴射之間的時間間隔在不同工況下的要求是不一樣的。 (6)最小油量的控制能力 供油系統(tǒng)具有高噴射壓力的能力與柴油機怠速所需要的小油量控制能力發(fā)生矛盾。由于工程機械用柴油機的工況很復雜，怠速工況經(jīng)常出現(xiàn)，而電噴柴油機容易實現(xiàn)最小油量控制。電噴柴油機噴油器上采用的高速電磁開關閥很容易實現(xiàn)快速斷油。燃油噴射系統(tǒng)對驅動系統(tǒng)平穩(wěn)加載和卸載的能力，是一種衡量噴射系統(tǒng)的標準。 5 第 二 章 柴油機電控單元 設計 電控單元 ECU(Electronic Control Unit)是整個柴油機電控系統(tǒng)的控制中心，它利用內(nèi)部存儲的軟件（各種函數(shù)、算法程序、數(shù)據(jù)、表格）與硬件（各種信號采集處理電路、微機系統(tǒng)、功率輸出電路、通信電路），處理從傳感器輸入的諸多信號，并以這些信號的為基礎，結合內(nèi)部軟件的其他信息，制定出各種控制 命令，送到各種執(zhí)行器，從而實現(xiàn)對柴油機的控制。通常有若干個具有相同功能或不同功能的傳感器和信號調理電路組成。它負責對各種傳感器信號進行分析處理，通過其內(nèi)算法，向被控單元輸出控制信號。因而研究柴油機電控控制精度的提高 也是今后一個重要方向。柴油發(fā)動機在機械控制時代，就已經(jīng)有了直列泵、分配泵、泵噴油器、單缸 (體 )泵等結構完全不同的系統(tǒng)，每個系統(tǒng)各有其特點和適用范圍，每種系統(tǒng)中又有多種不同結構。它用電子伺服機構代替調速器控制供 油滑套(齒桿 )位置以實現(xiàn)供油量的調整，這類技術已發(fā)展到了可以同時控制定時和預噴射的 TICS系統(tǒng)。第三代也稱為直接數(shù)控系統(tǒng)，它完全脫開了傳統(tǒng)的油泵分缸燃油供應方式．通過共軌壓力和噴油壓力／時間的綜合控制，實現(xiàn)各種復雜的供油回路和特性。泵噴嘴系統(tǒng)結構緊湊，噴油嘴孔徑 非常?。匀加蛧娚鋲毫Ρ葌鹘y(tǒng)機械式噴油系統(tǒng)有較大提高。該技術的主要特點是： (1)采用先進的電子控制裝置及配有高速電磁開關閥； (2)采用共軌方式供油； (3)高速電磁開關閥頻響高，控制靈活； (4)系統(tǒng)結構移植方便，適應范圍寬。 發(fā)動機電控單元標定系統(tǒng)的作用是在不影響發(fā)動機正常運行的情況下修改發(fā)動機電控單元的控制參數(shù)，使發(fā)動機按照不同的控制數(shù)據(jù)運行，同時監(jiān)控發(fā)動機性能，實現(xiàn)對控制參數(shù)的優(yōu)化。 2)電控標定系統(tǒng)的硬件設計。 發(fā)動機的優(yōu)化包括控制參數(shù)的優(yōu)化和 MAP數(shù)據(jù)的生成。目前在國外，發(fā)動機電控系統(tǒng)的優(yōu)化標定方法越來越多地采用自動優(yōu)化標定方法，這樣可以縮短標定周期，降低標定費用，同時能得到更好的標定結果。在滿足發(fā)動機 7 的經(jīng)濟性能和排放指標同時，對柴油機進行優(yōu)化。標定系統(tǒng)與電控單元、噴油泵、柴油機的配試。 柴油機電子控制系統(tǒng)鋪助電源設計 柴油電控系統(tǒng)其內(nèi)部包含很多控制芯片，每個芯片都有自己正常的工作電壓范圍 ，因此我們必須設計一些電壓轉換電路得到系統(tǒng)內(nèi)部控制芯片正常工作的電壓值，如圖 2所設計的是 5V、 12V芯片穩(wěn)定工作時所需要的電壓轉換電路，此 電源 輸出的 5V工作電壓主要供給控制芯片單片機工作。 V C CG V DR U N27417C 2 3C 2 2R 1 8C 2 4R 1 7R E S 2C 2 1R 1 6R 1 5R 1 9C 2 5R 2 0D E L A YD C LR S E TS L O P ESSVCD N DG B I A SG B I A S 1G B I A S 2B G A T E 1S E N S E 1 +S E N S E 1 FBV E E 2S E N S E 2S E N S E +B G A T E 2V E E 1C 2 6R 2 1 R 2 2R 2 7C 3 0R 2 3C 2 7R 2 4R 2 8R 2 5C 2 8D 1 0D 1 1L4L5+ 1 2 V 圖 3升壓電路 LT3782是美國凌力爾特公司生產(chǎn)的兩相步進升壓型 DC／ DC控制器， 28引腳 SSOP 封裝芯片，開關頻率在 150～ 500 kHz 之間可編程，由于采用兩相BOOST拓撲結構。 ，兩個輸出間互相抑制輸出紋波電流，輸出紋波是單相 BOOST 轉換電路的 1／ 3。第 29引腳是芯片底部的散熱腳。 17 引腳是低電壓關斷引腳，當該引腳的電壓大于 2． 45 V 時，器件才開始工作，當該引腳的電壓小于 0． 3 V時，器件進入低電壓關斷模式。 12V 汽車電瓶電壓經(jīng)過插頭給 LT3782 供電， LT3782 產(chǎn)生的兩相振蕩輸出驅動 N溝道場效應管 Q1和 Q2，場效應管輸出分別經(jīng)肖特基二極管 D1和 D2整流后，由電容 C7 濾波輸出。這里選取開關頻率為 250 kHz，取電阻值 R1=75 kHz。通過設定電阻 R8和 R10的阻值可以設定電源的限制電流，避免電源電流過大，燒壞后面電路。 柴油機控制系統(tǒng)常用輸入、輸出電路設計 柴油機電控系統(tǒng)一般由傳感器、控制單元 (ECU)和執(zhí)行機構三部分組成?？刂茊卧?(ECU)是嵌入式的專用計算機系統(tǒng)。系統(tǒng)的組成如下圖 4： C P U計算機系統(tǒng)開關量輸入電路模擬量輸入電路頻率量輸入電路電源電路開關量輸出電路模擬量輸出電路功率輸出電路 圖 4 ECU結構框圖 開關輸入電路完成外部開關量向計算 機的輸入，如：工作狀態(tài)開關、傳感器狀態(tài)開關等。如：油溫、冷卻水溫度、進氣溫度、排氣溫度、潤滑油溫度和腳踏板位置等。就目前的柴油 10 機 ECU來說，主要的脈沖信號有：發(fā)動機轉速信號、凸輪軸信號，有些系統(tǒng)還有增壓器轉速