柴油機(jī)電控簡介

因?yàn)椋?a href=http://www.sail-shipping.com/huanye_htm/hyfenlei240.html target=_blank>柴油機(jī)是自燃而做功的，只有停止供油才能停機(jī)。要求停機(jī)時(shí)，ECU發(fā)出“零噴油量”使噴油器電磁閥不打開就可以了。

    以上噴油量的控制是在選擇軌壓后，控制噴油器電磁閥的觸發(fā)時(shí)間（占空比）來實(shí)現(xiàn)的，觸發(fā)時(shí)間是由電磁閥勵(lì)磁線圈電流控制，有起動(dòng)電流和保持電流，這個(gè)電路必須精確工作，以保證所有工況下重復(fù)性好。由于，噴油器這種電路特性和機(jī)械、液力特性不可能做的完全一致，其流量特性也不可能完全一致。所以，大量生產(chǎn)時(shí)要對(duì)噴油器流量特性進(jìn)行標(biāo)定。對(duì)不同流量特性噴油器進(jìn)行ISA、IMA修正。在分段供油的噴油過程中，預(yù)噴對(duì)主噴軌壓有影響，因此，ECU進(jìn)行油軌壓力波動(dòng)補(bǔ)償。

2）         噴油器時(shí)刻（噴油提前角）的控制—

柴油機(jī)的噴油時(shí)刻是影響柴油機(jī)性能、排放、噪聲及可靠性的重要參數(shù)。

a 主要考慮因素

 ·  著火始點(diǎn)—柴油機(jī)A/F大，CO、HC排放量少，而且調(diào)整A/F容易調(diào)整CO、HC的排放量，但是NO_X排放量大，不容易調(diào)整，而且NO_X和CO、HC相矛盾，不能兩者同時(shí)減少。要降低NO_X排放量必須降低缸內(nèi)燃燒溫度。不考慮NO_X排放量時(shí)，不控制燃燒溫度，則缸內(nèi)最高火焰溫度可達(dá)2200℃以上。要達(dá)到歐Ⅱ排放水平最高燃燒溫度要控制到1900℃以下。要降低最高燃燒溫度要推遲噴油時(shí)刻，使著火始點(diǎn)推遲。 噴油時(shí)間與汽缸壓力簡圖-P14

  ·  著火延遲—著火延遲期（從缸內(nèi)噴油開始到缸內(nèi)引起著火所經(jīng)時(shí)間或所對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角—又稱滯燃期）長，預(yù)混燃燒量大，最高溫度高，NO_X排放量增加，應(yīng)該盡量縮短著火延遲時(shí)間。

    噴油延遲（從供油開始點(diǎn)到噴油始點(diǎn)所經(jīng)時(shí)間）和著火延遲所占時(shí)間隨轉(zhuǎn)速變化的量微小，但其所相應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角變化大。因此，隨轉(zhuǎn)速升高加大噴油提前角。

 b  基本計(jì)算

 為了滿足上述工作要求，ECU對(duì)每個(gè)工況選擇最佳噴油提前角。根據(jù)腳踏板開度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣壓力、水溫等情況進(jìn)行計(jì)算。

 ·   目標(biāo)噴油時(shí)刻—根據(jù)油門開度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算目標(biāo)時(shí)間。

 ·   噴油時(shí)間修正—根據(jù)進(jìn)氣參數(shù)、水溫對(duì)目標(biāo)時(shí)間進(jìn)行修正。

 ·   起動(dòng)噴油時(shí)間—根據(jù)起動(dòng)信息、水溫、轉(zhuǎn)速進(jìn)行修正。

 ·   實(shí)際噴油時(shí)間—檢測出TDC位置和判缸信號(hào)并根據(jù)ROM數(shù)據(jù)確定實(shí)際噴油時(shí)間和各缸噴油點(diǎn)。

C   噴油時(shí)刻（噴油提前角）控制—

·  發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算—4沖程柴油機(jī)每缸點(diǎn)火間隔角為720°CA。各缸點(diǎn)火間隔為180°CA，每兩次點(diǎn)火間曲軸轉(zhuǎn)速傳感器必須掃描出30個(gè)齒（相應(yīng)時(shí)間間隔和分段時(shí)間），在分段時(shí)間內(nèi)的平均曲軸轉(zhuǎn)速就是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。

·  曲軸上止點(diǎn)位置的確定—ECU必須檢出上止點(diǎn)位置才能計(jì)算供油提前角，檢出判缸信號(hào)才能按爆發(fā)順序供油。上止點(diǎn)一般指第一缸壓縮上止點(diǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)安裝時(shí)用記號(hào)保證上止點(diǎn)位置準(zhǔn)確。此時(shí)應(yīng)保證發(fā)動(dòng)機(jī)配氣相位正確，皮帶（或齒輪）安裝正確，判缸信號(hào)和上止點(diǎn)信號(hào)正確。用GW2.8TC驗(yàn)算如下：

 ※配氣相位—  配氣相位簡圖-P15

      ·安裝時(shí)曲軸正時(shí)帶輪上的正時(shí)標(biāo)記（缺口）對(duì)準(zhǔn)帶輪室上的正時(shí)標(biāo)記“I”。

      ·凸輪軸正時(shí)帶輪上安裝定位孔對(duì)準(zhǔn)帶輪室上安裝定位螺孔（A點(diǎn)），用螺栓固定位置。該點(diǎn)與水平線成25.5°（∠AOX₁）此時(shí)第一缸處于壓縮上止點(diǎn)。

      ·凸輪軸鍵槽與第一缸排氣凸輪夾角3.5°（排氣凸輪在后）。

      ·凸輪軸鍵槽與定位螺孔間夾角170.5°

      ·排氣門搖臂比38.5/27=1.4259。

      ·排氣門間隙0.4。

      ·對(duì)應(yīng)排氣門間隙的凸輪升程=0.4/搖臂比=0.2805。

      ·相應(yīng)的凸輪角度65°（115°）。

      ·挺柱中心線與排氣門升程始點(diǎn)夾角   90°+38.5°-65°=63.5°（127°CA）。

      ·180°-127°=53°    即排氣門開啟角為下止點(diǎn)前53°CA。

      ·按進(jìn)排氣凸輪夾角和凸輪包角算出

        排氣門     開     下止點(diǎn)前      53°CA 

關(guān)     上止點(diǎn)后      27°CA              符合設(shè)計(jì)值

進(jìn)氣門     開     上止點(diǎn)前      24°CA 

關(guān)     下止點(diǎn)后      56°CA 

     ※皮帶安裝—為了保證正時(shí)齒帶和凸輪軸的正時(shí)帶輪完全嚙合，計(jì)算出現(xiàn)在安裝狀態(tài)下，嚙合對(duì)皮帶齒峰中線和帶輪齒谷中線位置重不重合。因?yàn)?SPAN lang=EN-GB>GW2.8TC的高壓泵沒有安裝位置要求，計(jì)算簡單。

     ※判缸信號(hào)與上止點(diǎn)信號(hào)關(guān)系— 簡圖-P16

      ·凸輪軸安裝定位孔對(duì)準(zhǔn)帶輪室安裝定位螺孔。安裝角25.5°。

      ·此時(shí)飛輪上的轉(zhuǎn)速傳感器中心線與上止點(diǎn)線間夾角12°與缺口處1號(hào)齒中心線夾角114°。

      ·凸輪位置傳感器與感應(yīng)鐵之間夾角74°即148°CA。

      ·感應(yīng)鐵寬度角36°兩邊等分。因此，感應(yīng)鐵在上止點(diǎn)時(shí)開始感應(yīng)角184°CA退出角112°CA。   簡圖-P17

      即保證配氣相位的情況下，ECU接受的飛輪缺口位置信號(hào)是上止點(diǎn)前114°CA，判缸信號(hào)是112°CA，也就是說收到飛輪信號(hào)后114°CA點(diǎn)為發(fā)動(dòng)機(jī)上止點(diǎn)，收到凸輪位置信號(hào)后112°CA為第一缸上止點(diǎn)。

    ·噴油時(shí)刻控制—

※   判缸—根據(jù)凸輪軸位置傳感器信號(hào)確定第一缸上止點(diǎn)，然后隔180°為下一缸，按發(fā)動(dòng)機(jī)規(guī)定的爆發(fā)次序排列。

※   給ECU設(shè)定缺口信號(hào)角—因?yàn)槿笨诤?SPAN lang=EN-GB>1號(hào)齒信號(hào)不好取2號(hào)齒退出側(cè)信號(hào)，因此，ECU的上止點(diǎn)計(jì)算參考角為107.25°CA（不是114°CA）。

※   提前角計(jì)算—根據(jù)飛輪缺口信號(hào)和ECU已計(jì)算出的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及實(shí)際噴油提前角，確定發(fā)出指令的時(shí)間，到該點(diǎn)時(shí)向噴油器電磁閥發(fā)出供油指令。

3） 供油規(guī)律的控制—柴油機(jī)燃燒過程與供油規(guī)律有著密切的關(guān)系，供油規(guī)律與噴油壓力，噴油速度，噴油方式有關(guān)。

噴油規(guī)律指的是在噴油時(shí)間內(nèi)的噴油率構(gòu)成。噴油率指的是單元時(shí)間內(nèi)噴油量與噴油時(shí)間的比值。

①  理想的燃燒過程和要求的噴油規(guī)律—從燃燒方面考慮     （簡圖-P18）

·燃燒過程中減少預(yù)混合燃燒量，降低最高燃燒溫度、最高燃燒壓力，可降低NO_X排放量，降噪音。

·促進(jìn)擴(kuò)展燃燒，增加速燃期燃燒量，可降低PM煙度。

·促進(jìn)擴(kuò)展燃燒，縮短補(bǔ)燃期，可提高經(jīng)濟(jì)性，降低排氣溫度。

      根據(jù)上述燃燒過程要求，供油規(guī)律應(yīng)該是

    ·噴油時(shí)間適當(dāng)推遲（比傳統(tǒng)供油系統(tǒng)）

·減少初期噴油量，多段噴油    （ 簡圖-P19 ）

    ·噴油主要階段高壓化、微粒化。

    ·后期斷油快

②  改善燃燒過程的措施—改善措施如下。   （簡圖-P20）

③  供油規(guī)律控制—高壓共軌式系統(tǒng)供油壓力高，供油壓力與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速無關(guān)，可    快速、任意控制油壓，噴油器電磁閥靈敏度高（＜0.1ms）可任意，迅速控制噴油量、噴油時(shí)間，對(duì)供油規(guī)律控制自由度很大。可實(shí)現(xiàn)引導(dǎo)噴射、預(yù)噴射（可多段化）、主噴、后噴、次后噴等多段噴射過程。

·通過共軌壓力的調(diào)整，控制不同工況的供油壓力。

·通過噴油器電磁閥，控制不同工況時(shí)的主噴油持續(xù)時(shí)間（噴油量、提前角）。

·通過噴油器電磁閥，控制各段噴油時(shí)間、各段噴油時(shí)間間隔、各段噴油量。GW2.8TC機(jī)采用由一段預(yù)噴和主噴組成的主、預(yù)噴制。預(yù)噴射明顯降低噪音，但增加PM排放。適當(dāng)縮短主、預(yù)噴時(shí)間間隔，PM增加不明顯，所以ECU要按ROM數(shù)據(jù)進(jìn)行控制，GW2.8TC預(yù)噴最小量為1mm³間隔為1000μs。

四，結(jié)束語

       以上介紹的是基本概念，更詳細(xì)的內(nèi)容只能專題介紹。至于各種參數(shù)實(shí)際怎樣確定、怎樣控制的問題，需要介紹發(fā)動(dòng)機(jī)及整車標(biāo)定過程。

由于本人水平有限，介紹中難免有錯(cuò)誤。