《柴油发动机电子控制技术发展问题研究4500字【论文】》

柴油发动机电子控制技术的发展及应用研究综述目录TOC\o"1-3"\h\u102351.前言 .前言随着世界能源危机和环境污染的日益严重，人们对内燃机的节能减排要求越来越高。电控技术是内燃机的重要发展方向之一。提出了高精度、多参数的要求。以往的自动控制装置，如调节器和点火提前装置虽然比较复杂，但不能完全满足要求。因此，随着电子技术的飞速发展，通过计算机对燃料供给、点火、喷油、配气等参数的精确控制，内燃机电子控制技术应运而生。采用电子控制技术，使内燃机在各种工况下都能最佳工作，大大减少了排放污染，提高了经济性、经济性和动力性。2.柴油机电控燃油喷射系统的组成与功能2.1柴油机电控系统的结构柴油机缸内燃烧过程复杂，影响因素众多。利用各种传感器难以建立数学模型和控制燃烧过程。柴油机电子燃油喷射系统主要由传感器、控制器和执行器组成。现有电控系统的基本控制方法是以发动机转速和负载作为反映发动机实际工况的基本信号。根据发动机测试图确定基本喷油量和正时。然后采用不同的补偿方法（如大气压、水温、油温等）来获得较好的喷油量和喷油时间。执行器运行中的油液定时及闭环反馈控制。图1典型的柴油机电控系统组成2.2柴油机电控系统的特点电喷系统的功能是根据系统控制的参数来实现的：（1）喷射正时控制-基本喷射正时控制、启动喷射正时控制和低温喷射正时控制。（2）喷油量控制-基本喷油量控制、怠速稳定控制、起动喷油量控制、加速喷油量控制、喷油偏差补偿控制、恒速控制。（3）预喷射速率控制和可变喷射速率控制。（4）喷射压力控制-基本喷射压力控制、怠速喷射压力控制、低速和高负载喷射压力控制等。（5）进气量控制、进气压力和流量控制、进气温度补偿控制。（6）附加功能-自故障诊断、数据通信、驱动系统控制、EGR控制。3.高压共轨燃油喷射系统概述3.1国外研究概述经过20多年的研究，成熟的产品已经被几家国外大公司推向市场。以下是典型的高压共轨电子燃油喷射系统，包括以下部件。BKM伺服喷射蓄能器共轨系统：系统由共轨泵、增压器、蓄能器喷嘴、液压电磁阀、滑阀和油管组成。它使用蓄能器喷嘴。喷射过程与发动机转速无关。在所有速度下，可能会有非常高的压力和非常短的喷射时间。喷油量由共轨系统中的压力决定，因此喷油过程的控制相对简单，每个气缸的喷油量也可以调节。由于其独特的蓄能器性能，泵的储能和喷射过程之间存在一定的时间间隔，大大降低了对燃油供给压力的需求。博世共轨电控喷射系统：系统采用高压泵向高压共轨输送柴油。发动机的每个气缸都使用单独的高速电磁阀来控制喷油器的工作。燃油限制保护装置还可以防止由于喷油器不工作而导致燃油泄漏到燃烧室中。为了进一步降低排放和噪音，它还具有预喷射和后喷射调节功能。另外，喷油器通过高压油管与共轨相连，系统中的油压由电子控制电路控制。在注射过程中，最大注射压力可达到160MPa。系统设有限压阀，防止系统超压。日本电气设备公司ECD-U2高压共轨系统：系统包括高压油泵、共轨、电子控制单元、喷油器等，高压油泵向共轨输送燃油。根据发动机转速和负载，将压力设置为最佳值，喷射压力可超过100兆帕。喷油正时由三通阀开关正时电控，喷油量由三通阀连接时间控制。该系统能够实现喷油量和喷油正时的电子控制，并能在任何转速和负载下实现高压喷射，有利于低速和低负载工况。泵上的电磁阀由电子控制单元控制，以确保共轨压力稳定。目前，国内外柴油机普遍采用电子燃油喷射系统。有三种类型：电子控制喷嘴系统、电子控制单元泵系统和电子控制高压共轨燃油喷射系统。其中，电子高压共轨燃油喷射系统应用最为广泛。目前，电子高压共轨燃油喷射系统的基本要求如下：（1）在各种工况下，可以精确控制喷射时间、喷射速率和喷射规律，在燃烧过程中产生理想的热量。（2）能准确控制各种工况下的循环供油量，保证各缸循环喷油的均匀性。（3）在各种工况下，可以精确控制喷射压力的稳定性，加速燃烧速度，提高燃油雾化质量。对柴油机高压共轨电控燃油喷射系统进行了研究。对电控高压共轨燃油喷射系统的喷油量、共轨压力和喷油正时等参数进行了控制和分析。达到了理想的燃烧条件，热效率高，排放低。电控燃油喷射系统能满足柴油机的喷油要求。3.2国内研究概述我国柴油机电控喷射系统起步较晚，处于发展阶段。清华大学PPVI系统（泵管和阀嘴系统）的研究工作已取得成果，柴油机装配试验正在进行中。一汽集团长春汽车研究院对直列泵控制系统进行了研究，并将其应用于卡车上。天津大学内燃机国家重点实验室研制了共轨蓄能器电控喷射系统。我们可以与斯太尔合作生产具有自主知识产权的产品。一汽无锡油泵喷嘴研究所开发了一种电子分配泵系统，有望应用于轻型汽车，满足欧洲排放标准。在北京理工大学内燃机实验室，直列泵上的液压伺服机构实现了电子燃油喷射控制，框架由电磁阀驱动。本文研制的dk-700型直列泵电子调速系统采用线性比例电磁铁作为执行器。武汉科技大学内燃机电控研究组开发的柴油机电控系统具有很高的起点。借鉴高浓缩铀燃料系统的成功经验，结合国内外实际情况。但到目前为止，我国还没有企业能够生产出具有市场竞争力的成熟系统产品。3.3高压共轨式电控燃油喷射系统的性能要求该系统在满足日益严格的排放法规、动力和燃油经济性要求的前提下，满足以下要求。（1）高压运行能力增加喷射压力通常会减小油滴的大小，减少烟雾排放，并改善燃烧。混合油柱良好，空气注入压力应降低到120MPa以上，注入压力的液滴尺寸应减小到100MPa。。（2）喷射压力控制传统的燃油喷射压力与发动机转速系统密切相关，在低速时无法达到理想的压力。使用共轨压力时，喷射速度低，发动机转速高，但噪音会增加，怠速时喷射压力低。综上所述，应根据发动机的实际工况确定最佳压力，确定发动机的主要负荷和转速。（3）喷油正时柔性控制优化但是时间的选择是矛盾的。如果放电良好，功率将达不到最大值。排出最佳喷油量，动态优化配时效果。（4）精确控制喷油量根据喷油压力对燃烧特性的影响，喷油速率增大，但点火延迟仍存在。因此，压力的增加会增加点火前的燃油喷射量，从而增加点火后的快速燃烧量，产生排放和噪音。因此，有必要降低初始喷射速度和快速燃烧速度。目前有三角注射、注射和预注射三种规则。为了减少烟气、碳氢化合物、氮氧化物和燃料油的消耗，无论采用何种燃料喷射方式，快速的燃料切断都是一个重要环节，电路器件的快速开闭性能要求非常高。4.柴油机电控燃油喷射系统的优化对柴油机电控高压共轨燃油喷射系统进行了优化。CP3.3高压燃油泵主要用于连接高压共轨。高压共轨燃油喷射系统由五根供油管和一根润滑油管组成。管道A来自燃油滤清器。B油管由齿轮泵加压至低压燃油，C油管为润滑油管，D油管为高压油泵回油，E油管由高压油泵柱塞泵加压，F油管为E、机组和高压油泵的燃油回路。如图2所示。图3高压共轨燃油喷射系统优化示意图当柴油机运转时，在每个圆柱形泵的入口处安装一个电磁阀，以控制泵的燃料和燃料的及时供应，电磁阀控制的凸轮运动和开关信号如图4所示。高压油泵的起重机轴线从另一方引导柴油发动机，高压油泵的起重机轴线在120度处引导三个独立的起重机，每转一个起重机轴线，三个主要泵完成第三个石油泵程序，即高压泵。图4，H是凸轮的实际移动量；A是用控制阀门开启的凸轮柱的向下移动量，以及用控制阀门进入柱间的低压燃料；B是凸轮柱柱的上移量，p.2。控制阀仍然开着，吸入的燃料不受压力，石油流（b）（c）是一个电子控制装置，用于计算所需燃料供应量和及时控制燃料供应。如果控制阀的开启时间发生变化（即控制阀的前航程），则启动后控制阀门的柱的轨迹与燃料的供应相吻合；如果控制阀门的开启时间发生变化（即控制阀门的前航程），则控制阀门的前航程。（b）燃料供应发生了相应的变化，从而能够控制压力道的燃料压力：在最大航程H中，燃料杆开始下降，燃料杆内的压力下降，这时，输出阀关闭，压力停止，控制阀停止，燃料杆停止，燃料杆内的燃料压力降低a控制阀已打开，低压燃料被吸进支柱舱并回收，工作周期结束，下一个工作周期继续。图4柱塞工作原理5.燃油喷射参数控制优化柴油机电控高压共轨燃油喷射系统的目的是监测柴油机的实际工作参数，通过电控单元灵活控制喷油正时、喷油压力和喷油量。5.1喷油量控制喷油量是指根据不同的工作条件和操作要求，控制各缸的喷油量，以保证各缸喷油量的均匀性。理论上，当油轨压力稳定时，喷油量与喷油脉冲时间成正比，但实际情况有一定偏差。电子控制单元根据节气门开度传感器的信号AC和发动机转速确定理论喷油量，然后计算喷油时间，通过喷油时间确定控制量，通过T驱动电路控制喷油器电磁阀的开闭。燃油喷射控制完成。喷油控制原理如图5所示。图5喷油量控制原理5.2喷油正时柴油发动机的燃烧状态、排放性能和运行状态都是在适当的时候控制的，柴油发动机的燃料窑既不能太大，也不能太小，因此，必须确保电子控制装置进行精确控制。根据柴油发动机的性能，石油溢漏的及时性。图6显示了时间校正控制原则，电子控制装置根据发动机和托运人的旋转计算了T1和T2的注入时间。电子控制装置的驱动程序根据T1、T2和NE来确定临时喷射脉冲信号，信号通过推进电路传送到燃料发电机的电磁控制阀门。图6喷油正时控制原理油轨道压力是系统的一个重要参数，柴油发动机在若干情况下处于过渡状态，例如加速、减速、改变负荷等，而轨道压力则希望在一瞬间保持不变。n在图7中，电子控制装置根据发动机和负荷的旋转确定理论喷射压力，同时，喷射石油的实际压力从压力传感器从管道转移到电子控制装置，实际喷射压力比较了压力。从理论上讲，加压燃料泵是用密封电路驱动的，保持钢管的压力稳定，从发电机到发动机的油喷射压力保持稳定。图7油轨压力控制原理

总结为了遵守日益严格的国家排放条例，目前正在更多地注意在汽车柴油机中使用电力控制的喷射系统，这是汽车柴油机开发的主要方向之一。随着现代工业和电子制造技术的发展，对经济、能源和柴油发动机排放特性的需求日益增长，因此，这些领域的改进和改进在以后阶段是必要的。

参考文献[1]冯志远.基于电磁阀电流闭环控制的柴油机电控系统设计及实现[D].电子科技大学,2018.[2]白云.高压共轨燃油系统循环喷油量波动特性研究[D].哈尔