电子控制技术在柴油机上的应用.docx

现在对柴油机的动力性能、经济性能、控制废气排放和噪声污染的要求越来越高。

随着计算机技术、传感器技术及信息技术的迅速发展，使电子产品的可靠性、成本、体积等各方面都能满足柴油机进行电子控制的要求。

因此电子控制技术应用于柴油机的调节系统正好可以实现多功能的自动调节，从而保证柴油机动力性、燃料使用经济性、可靠性和操作方便性等性能充分发挥，电控技术在柴油机上的应用将越来越广泛。

经过多年的研究和新技术应用，柴油机的现状已与以往大不相同。

现代先进的柴油机一般采用电控喷射、高压共轨、涡轮增压中冷等技术，在重量、噪音、烟度等方面已取得重大突破。

随着国际上日益严格的排放控制标准的颁布与实施，柴油机面临着严峻的挑战，解决的办法之一是采用电子控制燃油喷射的技术。

现在，柴油机电子控制技术在发达国家的应用率已达到60%以上。

一、电控柴油机的优点

总的说来，优点在于增强可靠性、提高了经济性降低了污染性，确保了安全性、提高了可控性等。

电控柴油机主要具有以下优点：

①具有发动机的自动保护功能。

当专用传感器向电子控制单元（ECU）指示系统超过正常安全参数运转时，ECU将向操作人员发出警报信号，并减小发动机的功率,甚至使发动机停止运转。

②具有发动机故障诊断功能。ECU对发动机所有传感器、喷油器、连接器和线路进行连续监测，在传感器及电路发生故障时，ECU将储存诊断故障码。

在维修人员诊断和排除发动机故障时，故障码对维修人员确定故障产生的工况和可能部位提供帮助，从而使故障诊断和排除更为快

捷有效。

③减少了发动机的工作维护量。

由于燃油喷射得到了控制，从而改善了发动机燃烧、运行等。

④改进了发动机的调速控制。由电控调速器取代了机械调速器中的旋转飞块装置，使转速控制更加精确，电子控制可以通过程序对运行过程中的正常转速降进行设定。

⑤改善了发动机的燃油等经济性。选定发动机工况后，ECU将按程序对发动机的运转工况进行监测，特别是对喷油过程有重要影响的温度、负载、转速和增压压力等实时数据采集，实时监控发动机运行，有效的改善了燃油经济性，并有效的延长了机械使用寿命。

⑥降低发动机的排气烟度。

ECU能根据负载需要、机油温度和涡轮增压压力精确地控制喷油定时和喷油量，使发动机在稳态及瞬态工况下的烟度能够达到排放法规的要求。

⑦配合多气门、及中冷等技术有效地提高了发动机的效率。有效地降低了柴油机较高的噪声。

⑧减少了发动机的排气污染物。电控系统易操作，维修技术人员可以通过手持式诊断器、台式计算机或便携式计算机向ECU输入有关数据，使发动机处于最佳状态。

二、电控柴油机的概述

现在世界制造商生产的柴油机，其电控柴油机构造虽有不同，但原理基本相同。

电控柴油机的发动机，实质上就是将计算机优秀的控制能力运用于发动机的运行控制。

电控柴油机主要是燃油喷射系统依据各传感器信号，通过专用计算机控制柴油机运行。

电控最主要的基础知识就是数字电路知识。同时吸收大量的现代科学的方面的知识。

目前，各型电控燃油喷射系统的由三个基本组成部分，如图1所示，分解为四个工作过程，形成闭环控制回路。

图1电控柴油机（ECU）控制基本原理图

①输入：传感器和开关。

②控制：ECU（对输入信号进行分析判断并输出控制信号）。

③执行：电控喷油器。

④反馈：对执行情况进行检查。实质就是再将传感器信号再输入。

ECU由存储器、微处理器（系统大脑）和按照要求控制执行器，执行器按照计算机输出信号驱动电路执行控制任务。

ECU接受并处理来自各传感器及开关的数据和信息，将各传感器返回的电压与ECU程序数据库中所存储的各开关及传感器的特定数据进行分析、比较，并做出判断，发出控制信号，控制信号经驱动电路控制喷油等动作。

执行器的形式有：电控单体式喷油器，机械执行器，液压执行器，电液执行器，电控单体式喷油泵，液压驱动电控单体式喷油器，电控喷油泵—高压油管—喷油嘴系统和电控分配泵系统等。

存储器的基本类型如图2所示。

ROM（只读存储器）、RAM（随机存储器）和PROM（可编程只读存储器）芯片都与微处理器（MP）相连，RAM和PROM可以被MP读入和读出，但ROM只能被MP读出。

由于篇幅所限只能作提示性说明。

图2柴油机控制用计算机组成简图

三、发动机传感器

传感器可以从被监测发动机接受温度、转速或压力信号等，传感器再将所接受的信号转换为电信号，并传送给信号处理器，信号处理器将接收到的信号放大，既可以传输给一个模拟式数字式显示器，也可以用于驱动发动机上的特定执行器，信号处理可以利用模拟电路或数字电路来完成。

四、发动机保护系统

所有的柴油机对都提供有发动机保护系统，一般有三个保护等级，视觉及听觉报警系统、降功率系统和发动机停机系统。

通常情况下，大多数发动机都用下列传