摘 要
　　介紹了柴油機(jī)電子控制技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r、控制原理和應(yīng)用特點(diǎn)及高壓共軌技術(shù)的 工作原理、研究方向、應(yīng)用前景。
　　關(guān)鍵詞
　　柴油機(jī) 電控技術(shù) 高壓共軌技術(shù) 應(yīng)用前景
　　1 柴油機(jī)電子控制技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r及發(fā)展趨勢(shì)
　　1.1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。由于柴油機(jī)具備高扭矩、高壽命、低油耗、低排放等特 點(diǎn)，柴油機(jī)成為解決汽車(chē)及工程機(jī)械能源問(wèn)題最現(xiàn)實(shí)和最可靠的手段。因此柴油機(jī)的使用 范圍越來(lái)越廣，數(shù)量越來(lái)越多。同時(shí)對(duì)柴油機(jī)的動(dòng)力性能、經(jīng) 濟(jì)性能、控制廢氣排放和噪聲污染的要求也越來(lái)越高。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。近 年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)及信息技術(shù)的迅速發(fā)展 ，使電子產(chǎn)品的可靠性、成本、體積等各方面都能滿(mǎn)足柴油機(jī)進(jìn) 行電子控制的要求，并且電子控制燃油噴射很容易實(shí)現(xiàn)。
　　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)。柴油機(jī)是一種非均質(zhì)燃燒， 可燃混合氣形成時(shí)間很短，而且可燃混合氣形成與燃燒過(guò)程交錯(cuò) 在一起。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。提高噴油壓力和柴油霧化效果、使用預(yù) 噴射、分段噴射等可以有效的改善排放。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?，F(xiàn)代先進(jìn)的柴油機(jī)一般采用電控噴射、高壓共軌、渦輪增壓中冷等技術(shù)，在重量、噪音、煙 度等方面已取得重大突破，達(dá)到了汽油機(jī)的水平。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)?，F(xiàn) 在，柴油機(jī)電子控制技術(shù)在發(fā)達(dá)國(guó)家的應(yīng)用率已達(dá)到60%以上。
　　1.2何謂電噴柴油機(jī)采用電子控制燃油噴射及排放的柴油機(jī)即為電噴柴油機(jī)。 電噴柴油噴射系統(tǒng)由傳感器、ECU(計(jì)算機(jī))和執(zhí)行機(jī)構(gòu)三部分 組成。其任務(wù)是對(duì)噴油系統(tǒng)進(jìn)行電子控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)噴油量以 及噴油定時(shí)隨運(yùn)行工況的實(shí)時(shí)控制。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。執(zhí)行器根據(jù) ECU指令控制噴油量(供油齒條位置或電磁閥關(guān)閉持續(xù)時(shí)間)和 噴油正時(shí)(正時(shí)控制閥開(kāi)閉或電磁閥關(guān)閉始點(diǎn))，同時(shí)對(duì)廢氣再 循環(huán)閥、預(yù)熱塞等執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，使柴油機(jī)運(yùn)行狀態(tài)達(dá) 到最佳。
　　1.3柴油機(jī)電子控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
　　1.3.1高的噴射壓力為滿(mǎn)足排放法規(guī)的要求，柴油噴射壓力從10MPa提高到200MPa。如此高的噴射壓力可明顯改善柴油和空氣的混合質(zhì)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。
　　1.3.2獨(dú)立的噴射壓力控制傳統(tǒng)柴油機(jī)的供油系統(tǒng)的噴射壓力與柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速負(fù)荷有 關(guān)。這種特性對(duì)于低轉(zhuǎn)速、部分負(fù)荷條件下的燃油經(jīng)濟(jì)性和排放 不利。若供油系統(tǒng)具有不依賴(lài)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的噴射壓力控制能力， 就可選擇最合適的噴射壓力使噴射持續(xù)期、著火延遲期最佳，使 柴油 機(jī)在各種工況下的廢氣排放最低而經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)。
　　1.3.3改善柴油機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性用戶(hù)對(duì)柴油機(jī)的燃油消耗率非常關(guān)注。高噴射壓力、獨(dú)立的 噴射壓力控制、小噴孔、高平均噴油壓力等措施都能降低燃油消 耗率，從而提高了柴油機(jī)的燃油使用經(jīng)濟(jì)性。
　　1.3.4獨(dú)立的燃油噴射正時(shí)控制噴射正時(shí)直接影響到柴油機(jī)活塞上止點(diǎn)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。高的汽缸壓力和溫度可 以改善燃油使用經(jīng)濟(jì)性，但導(dǎo)致NOX增加。而不依賴(lài)于轉(zhuǎn)速和負(fù) 荷的噴射正時(shí)控制能力，是在燃油消耗率和排放之間實(shí)現(xiàn)最佳平 衡的關(guān)鍵措施。
　　1.3.5可變的預(yù)噴射控制能力預(yù)噴射可以降低顆粒排放，又不增加NOX排放，還可改善柴 油機(jī)冷啟動(dòng)性能、降低冷態(tài)工況下白煙的排放，降低噪聲，改 善低速扭矩。但是預(yù)噴射量、預(yù)噴射與主噴射之間的時(shí)間間隔 在不同工況下的要求是不一樣的。因此具有可變的預(yù)噴射控制能力對(duì)柴油機(jī)的性能和排放十分有利。
　　1.3.6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(jī)怠速所需要的 小油量控制能力發(fā)生矛盾。當(dāng)供油系統(tǒng)具有預(yù)噴射能力后將 會(huì)使控制小油量的能力進(jìn)一步降低。由于工程機(jī)械用柴油機(jī) 的工況很復(fù)雜，怠速工況經(jīng)常出現(xiàn)，而電噴柴油機(jī)容易實(shí)現(xiàn)最 小油量控制。
　　1.3.7快速斷油能力噴射結(jié)束時(shí)必須快速斷油，如果不能快速斷