内燃机与配件
0引言随着全球环境的日益恶化和人们环保意识的逐渐加强，汽车作为一个重要的污染源己引起高度重视。因此，控制发动机有害气体排放的要求日益强烈，国家排放法规越来越完善，并且越来越严格。对柴油机而言，废气对环境的污染更为严重，为了有效的降低有害气体的排放，多种技术手段被广泛应用，例如：优化燃烧室结构，采用电控技术，采用EGR、DOC、DPF、SCR技术等。废气再循环（EGR）技术作为降低柴油机排放的一种最有效方式受到国内的普遍关注。通过准确控制EGR率，降低燃烧温度，有效的控制NOX的排放。近年来，柴油机EGR技术发展应用越来越普遍，技术也越来越成熟。本文主要针对柴油机EGR技术的现状与发展进行综述。1电控EGR阀结构与基本原理1.1电控EGR阀结构电控EGR阀主要由直流电机、传动齿轮、回位弹簧、位置传感器、阀片、推杆、盖板等几部分构成，其核心部件就是由PWM控制的直流电机和位置传感器。1.2EGR基本原理1.2.1系统原理废气通过排气歧管排出后，一部分废气直接经过排气管排出，另一部分废气从排气歧管侧端取出，经过缸盖废气通道进行预冷，通过安装在进气歧管上的阀座进入EGR阀，进入EGR冷却器冷却后（废气温度较低时，旁通阀打开，废气通过EGR阀后进入旁通管道），由一段波纹管引入进气歧管，与空气混合后再次参加燃烧，降低燃烧问题及氧含量，抑制NOX的生成。1.2.2控制原理EGR阀根据发动机ECU的指令通过H桥控制来实现打开或关闭阀门，并反馈阀门位置给ECU，阀门打开的大小由ECU发出PWM波决定。发动机ECU则主要根据发动机的转速和进气压力结合此时的工况来计算EGR率，从而发出指令。2电控EGR阀控制策略2.1EGR阀位置控制位置控制运算法则是一种典型的PID（比例积分微分：ProportionalIntegralDerivative）运算法则，它是对目标位置和实际位置（由位置传感器测得）的输入值的一种运算。它应该综合得到的数据、进给位置补偿、温度和电压浮动补偿来实现最佳可重复的响应特性。控制运算法则的循环时间范围为1s~3s。PID控制器的数学模型可以用下式表示：图1式中：u（t）—控制器的输出。e（t）—控制器的输入，是给定值和被控对象输出的差，称偏差信号。Kp—控制器的比例系数。TI—控制器的积分时间。TD—控制器的微分时间。2.2EGR阀自清洁自清洁的作用是防止EGR阀在长期使用过程中因积碳导致EGR阀卡滞。通过ECU输出PWM控制信号,控制EGR阀的直流电机正反转实现阀片的开启和关闭，将附着在阀片上的颗粒物去除掉。主要控制如下：在钥匙off后，ECU判断EGR阀是否具备自清洁条件，其条件要求主要包括进气温度、供电电压等，如条件满足进入自清洁模式。首先闭环控制EGR阀至95%位置，当阀保持不移动后，闭环控制阀至5%位置；当阀保持不移动后，再次闭环控制阀至95%位置；此开闭过程重复8次。2.3EGR阀自学习EGR阀由于其存在制造散差，每个阀的零点位置、传感器位置各不相同，同时，由于阀的长时间使用，受积碳、磨损影响，位置会发生偏差，需要通过自学习进行修正，包括首次自学习和常规自学习。2.3.1首次自学习（消除制造散差）上电2.5s后，ECU检测到全开或全闭位的自学习值等于默认值（已标定在ECU内部）。此时认为该阀未学习过。上电15s内踩油门踏板超过50%位置3次（不能多于3次），激活首次自学习功能。柴油机电控EGR控制技术张焕岩曰周菲菲曰肖海云曰张新宇（安徽江淮汽车集团股份有限公司，合肥230000）摘要院EGR技术已在国内外广泛应用，电控EGR阀更能够精确地控制EGR率，有效地降低尾气中NOX的含量。本文针对柴油机电控EGR系统的功能和作用，对柴油机EGR技术进行较深入的分析和研究。阐述了柴油机电控EGR阀的结构及控制原理，同时对EGR阀的控制逻辑进行详细描述。关键词院柴油机；EGR阀；控制；工作原理·18·InternalCombustionEngine&Parts
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柴油机电控喷油技术探析
作者：刘继业
来源：《中国化工贸易·中旬刊》2018年第03期
摘 要：随着现在我国经济的不断发展，柴油发动机也在一定的程度上得到了相应的提升，其主要的工作原理就是通过燃烧柴油来获取能力进行工作，然而，随着现在时代的不断发展，也开始提倡起了低碳环保，因此对于柴油机各方面的要求也越来越高，更多的是希望柴油机达到低排放以及噪声小等方面。但是由于在传统的机械式柴油燃油的喷射系统当中，因为其控制自由度等方面都不是特别的好，因此，也就没有办法满足现在的要求。对此，人们也研究出了柴油机的电控喷油技术来实现这一要求。本文，也将针对柴油机电控喷油技术进行相关的阐述以及探析。
关键词：柴油机电；控喷油技术；探析
对于柴油机来说，柴油机自身的动力性能是非常好的，除此之外，柴油机也具有燃油的消耗率低等特点，因此，柴油机的到来也得到了人们广泛的关注以及大量的运用。当然，对于柴油机来讲燃油供给系统则是非常重要的一个部分。于此同时，由于现在我国经济社会的不断发展，对于柴油机的要求也越来越严格，对此，如果还是采取传统的机械式来控制柴油的喷油量的话，是完全不能满足现在对柴油机的要求。对此也就推广出了电控喷油技术，在电控喷油技术当中，共轨式燃油喷射系统则是其中的一种，并且采用这种技术不但可以满足高压的喷射，而且对于提高柴油机的动力性等都有着非常好的帮助。
1 柴油电控喷油技术的特点与分类
对于柴油机电控喷油技术来讲，柴油机电控技术和汽油机电控技术的相似程度是特别多的，就比如说：其自身的喷油系统都是由传感器、电控单元以及执行器等这三个部分给组合而成的，除此之外，柴油机自身所运用的传感器与汽油机上的传感器是一样的，在电控单元的硬件上面也是非常的相似。因此，对于柴油机电控喷油技术来讲，就具有柴油喷射多样化以及柴油喷射电控执行器的关键技术这两个特点。首先针对柴油喷射电控执行器的关键来说，柴油机是属于热效率较高的动力机械，对此，柴油机基本上就是运用高压喷油泵把燃量进行适当的喷入到柴油机燃烧室当中，从而达到最好的燃气混合燃烧。柴油机燃油喷射同样具有高压、高频以及脉动等特点，并且喷射的压力可以达到200MPa，因此使用电子控制柴油的喷射难度也就变得非常的大了。其次就是柴油的多样化，由于在机械控制喷油的时候，已经演变出了许多不同结构的系统，在加上每个系统的特点以及使用范围不同，也就造成了电控技术在执行起来相对复杂，同时也就形成了柴油喷射系统的多样化。针对柴油电控喷油技术的分类来讲，如果安照其原理来进行分类的话，主要可以分为两大类，分别就是：位置控制与时间控制。位置控制主要就包括了电控直列泵系统与电控分配泵系统，时间控制系统则主要包括的是：电控分配泵系统、电控单体泵、直列泵系统等。 龙源期刊网
随
耗方面比汽油机具有明显的优势，所以越来越多的汽车采用 了柴油机。作为满足柴油机排放、节能和提高性能的重要途 径．柴油机电子控制技术已成为当前柴油机技术的重要发展 方向。 一、电控柴油机应用现状 欧洲可以说是柴油车的天堂，在德国柴油轿车占了 ３９％。柴油轿车已有了近７０年的历史，而最近１０年可以说 柴油发动机有了突飞猛进的发展。在１９９７年，博世与奔驰公 司联合开发了共轨柴油喷射系统（Ｃｏｍｍｏｎ Ｒａｉｌ Ｓｙｓｔｅｍ）。今 天在欧洲．众多品牌的轿车都配有共 轨 共 的 开 系
潜 多 柴 产 熟 机 货 发 功 应 用 技 术 詈
１．共轨技术原理 共轨式电控燃油喷射技术通过共轨形成恒定的高压燃 油．再将燃油分送到每个喷油器，并借助于集成在每个喷油 器上的高速电磁开关阀的开启与闭合，定时、定量地控制喷 油器喷射至柴油机燃烧室的油量，从而保证柴油机达到最佳 的燃烧比和良好的雾化．以及最佳的点火时刻、足够的点火 能量和最少的污染排放。共轨系统将喷射压力的产生和喷射 过程彼此完全分开，电磁阀控制的喷油器替代了传统的机械 式喷油器．共轨内燃油压力由压力调节阀控制，可在一定范 围内自由设定。 ＥＣＵ（计算机）根据转速传感器、油门位移传感器送来的 转速信号、油门位置信号，首先计算出基本喷油量，基本喷油 特性保证发动机具有整体优良的动力性、经济性、排放性及
车行业得到普遍应用。 二、电控柴油机高压共轨系统 目前柴油机电控技术主要有三种：单体泵技术、油泵喷 嘴技术、高压共轨技术。 单体泵：柴油机变化较小．但升级潜力小，其未来不被厂 家看好。 油泵喷嘴：该系统取消了高压油管，将喷油泵和喷油器 做成一体，没有高压油管，缩短了喷油持续时间，提高了怠速 和小负荷的稳定性。泵喷嘴直喷系统虽好。但占用缸盖的空 间较多，给多气门布置带来难度，且燃油压力不能保持恒定， 柴油机变化较大。 高压共轨系统：这一系统有很高的燃油压力。并能提供 弹性燃油分配控制，通过ＥＣＵ灵活地控制燃油分配、燃油喷 射时间、喷射压力和喷射速率，同时它具有显著的燃油经济 性和低排放特性。该系统再加上柴油机外的氧化催化转化 器、ＮＯＸ还原催化转化器、微粒捕捉器，可达到欧Ⅲ、欧Ⅳ，甚 至欧Ｖ排放标准，代表众多制造商的发展方向。 共轨系统在喷油过程中，除了可实现主喷射外，还可方 便地加入一次或多次预喷射或后喷射．使每个循环的柴油喷 射次数达到２ 次之多。 ２．电控共轨柴油喷射系统的主要特点 （１）喷油压力柔性可调。对不同工况可采用最佳喷射压 力．从而可以优化柴油机的综合性能。由于喷油压力不随转 速改变，解决了传统喷射系统（包括油泵喷嘴）因低速时喷油 压力下降而导致的低速转矩差和低速烟度大的缺陷。 （２）喷射压力高。由于系统紧凑、刚度大，可实现较高的 喷射压力．加上可独立柔性控制喷油定时和喷油量。可将排 放和微粒控制在较小范围内。 （３）可柔性控制喷油规律。可实现灵活多样的喷油规律， 喷油速率柔性化。如预喷射、多段喷射、“靴形”喷射等，以及 配合排气后处理使用的排气行程中的后喷射．从而既保证优 良的动力性、经济性．又可降低排放和微粒排放。 （４）控制精度高。电磁阀控制喷油，高压油路中不会出现 气泡和残压为零的现象．因此在柴油机运转范围内．喷油量变 暖卿圜２ｏｏ６ｇ￥６￥１ ６５
船用电控共轨柴油机的最新技术特点和管理
[摘要]阐述了电控共轨柴油机的工作过程和特点，着重分析比较两大主流机型（SulzerRT-flex和MAN-B＆WME／ME-C）。通过与传统型柴油机在性能和结构上的比较，介绍了电控柴油机的优点，探讨船用柴油机电子喷射燃油系统的运行管理措施，指出电控共轨燃油喷射系统NOx排放可完全符合MARPOL73／78国际防污公约的最新要求，从而进一步改善船舶柴油机的经济性、可靠性。这是船用柴油机的发展方向。
1.前言
随着科学电子技术迅猛发展，微型计算机已越来越广泛地应用在船舶动力控制和监测中。为了提高燃油经济性、降低排放要求、提高可靠性和操作的灵活性，实现适时调节，电控共轨柴油机已成为发展的必然趋势。经过各大厂商的不懈努力，全电控型的柴油机终于在2003年研制成功并得到实船验证，这标志着柴油机的发展经历了又一次质的飞跃。
2.传统柴油机和电控型柴油机的区别。
传统的柴油机是由调速器控制其喷油量，由凸轮控制其喷油定时、进排气等过程，能使柴油机在额定工况下实现性能的优化。但是当柴油机的工况、海况、外界环境、燃油品质发生变化，凸轮轴磨损或者机械间隙改变导致喷油正时、喷油速率、配气正时、气阀时面值等参数偏离其设计的最佳值时，均会影响柴油机经济性能。
船用柴油机工作过程的燃烧效率，燃油消耗以及废气排放污染，一直是人们关注的问题。根据国际海事组织《MARPOL73／78公约》的规定对船舶柴油机NOx的排放进行了严格的限制。而控制其最有效的手段是降低最高燃烧温度及控制燃气在高温下停留的时间。
电控型柴油机也称为智能型柴油机，即将电子设备及软件应用于船用柴油机并成为其重要部分的新型柴油机。根据柴油机燃烧理论，主要是应用了电控技术，通过控制燃油喷射正时、喷油量、喷射速率、压力以及进、排气阀正时，能够有效地实现柴油机在各种负荷下的性能最优化，从而达到在满足最新排放要求下，提高其经济性、可靠性、操纵灵活性和延长使用寿命。
