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武漢工業(yè)學院英文文獻翻譯
柴油機電控燃油動力系統(tǒng)設計
趙福堂 杜偉
（北京工程協(xié)會，北京車輛工程學校，100081，北京）
摘要：柴油機電控燃油泵將用于柴油機綜合動力系和多參數(shù)控制。理論分析證明，在曲軸轉角的范圍內對燃料噴射量進行設計，此設計是在發(fā)動機的測量和試驗之后進行的。等速凸輪軸傳動裝置對EUP系統(tǒng)燃料噴射量的提前角和噴射時間是沒有影響的。其控制精度完全能夠滿足噴油時間圖譜和發(fā)動機最大輸出功率的要求。
關鍵詞：柴油機電子組合泵、綜合傳動、電控部件。
綜合動力系統(tǒng)是指發(fā)動機和傳動部件為一個整體。設計方法和控制系統(tǒng)要統(tǒng)一考慮，很顯然，發(fā)動機的作用一方面是輸出最大扭矩并節(jié)約燃料和動力輸出。另一方面研究集中在發(fā)動機換檔期間，由柴油機電子單元泵和自動變速器組成的自動控制部分?？刂破鲃恿ρb置傳動的發(fā)展和發(fā)動機動力輸出的精確調校。
柴油機的動力裝置是在適當?shù)臅r間噴射適量的燃油進入燃燒室，發(fā)動機性能的定義就是依此為基礎的。例如：功率曲線、速度調節(jié)、扭矩儲備系數(shù)等等。
1 EUP控制方法
燃料噴射時時控制系統(tǒng)最重要的是發(fā)動機操控單元，它保障控制精度來達到
能量消耗最少的要求。
傳感器的信號是來自對凸輪軸位置的檢測，信號是對曲軸測量參數(shù)，即噴油量和噴油時間的關系。微型調速器(MCU)是由計時器結構模塊(CTM)和定時處理部件(TPU)控制的。當計時器結構模塊被凸輪軸觸發(fā)器中斷，控制部件將為燃料供給系統(tǒng)作出相應的反應，集中維護模塊中的曲軸信號連接定時處理部件(TPU），集中維護模塊檢測出一個脈沖和齒數(shù)。如果存才Z個齒，那么跨度就是。
脈沖式控制器由PSP和PMM相結合發(fā)出的，PSP有兩種工作方式，角—角、角—時間，在角—角工作模式中，上升沿和下降沿的輸出脈沖與兩者沒有關系。在角—時間工作模式中，下降沿的輸出脈沖取決于上升沿，其控制參數(shù)是ANGLE1開始角和ANGLE1結束角。噴油時間是由EUP的兩個參數(shù)控制。噴射時間取決于以上兩個參數(shù)的位置結合。我們使用的是角—角工作模式來對發(fā)動機工作的控制。
圖1-1 邏輯控制電路控制噴射量和噴射時間圖
對于噴油量和噴油時間的計算方法是保證提前角的控制精度，角度應是個整數(shù)，并且與十六進制成比例。例如：一個距離是，那么結果就是。關于合適的燃料噴射系統(tǒng)，通常用下面公式表示：
2 EUP的研究
2.1 噴射時間的延遲
一個燃料噴射延遲的開始位置是由EUP發(fā)出的驅動信號來控制的，燃料的
噴射在一個短期內的倍增稱之為噴射延遲。EUP是一個復雜的控制系統(tǒng)，由電子單元、液壓、機械部件組成，所以這個延遲是三元化的。這意味著控制系統(tǒng)的設計是由驅動脈沖延遲部分來對噴射量進行有效控制，延遲是由一個壓電晶體傳感器來控制的，它位于高壓油管上，例如圖2-1，燃油噴射時間由噴射器控制，延遲在不同的發(fā)動機轉速下進行試驗，用延遲角表示。發(fā)動機在較高的轉速下運轉時則是一條非線性的曲線，發(fā)動機在低速時的曲線斜率較大。
圖2-1 噴射延遲波形
2.2 噴油量和發(fā)動機轉速
在一定的時間內，噴射到氣缸的燃油取決于壓力變化和燃料的比率。因為后者燃料的回收取決于泄壓閥和公式2-1：
（2-1）
是燃油回流系數(shù)，是表面積，是在出口或在出口之前的輸出壓力，是燃料在裝有可調節(jié)彈簧的空值桿上的作用力。當發(fā)動機轉速上升到較高的壓力時，監(jiān)測口處的德操縱桿上的力是靜止不變的，它以較高的比率反饋到燃料模塊上，另一項重要的就是壓差數(shù)值是管內的壓力滯后，這個時間間隔會使發(fā)動機長時間地高速運轉，從而使燃油回流增加，在圖2-2中，燃料噴射量的增加同燃料供給角、高轉速的最低位置的計算、燃料噴射持續(xù)時間成線性關系，并且大于對低速的要求。是每個噴射循環(huán)的噴油量。
圖2-2 發(fā)動機轉速與噴射量圖
2.3 噴油定時
噴油定時的作用是控制發(fā)動機燃料經(jīng)濟性和動力性的關鍵，有效的噴油時間就是燃料時間滯后一個供給角，單位壓力燃油泵的變化率可以表示為式2-2：
（2-2）
為燃料彈性模量，為噴油量的增量，為燃油管的體積和橫截面，等式中如果全部的參數(shù)是唯一不變的，噴油量的上升速度會影響壓力的變化。使用一個斜率為常數(shù)的凸輪軸作為驅動輪，燃料供給角的增加量則開始線性變化。從圖2-3中可以得到燃料噴射量是線性增加的，這條曲線在不同的噴射時間下不會改變。
圖2-3 噴油時間與噴油量
3 實驗研究
測試工作已經(jīng)在一個四氣缸的渦輪增壓柴油機上完成了。
眾所周知，超高壓噴射系統(tǒng)的EUP可以滿足歐洲II排放標準，有的甚至可以滿足歐洲III排放標準。對噴射系統(tǒng)EUP的校準工作是非常重要的，其關鍵部分是噴油時間，即燃料的經(jīng)濟性和動力性，在1300r/min, 32N/m的工況下進行試驗得到了這些數(shù)據(jù)，從噴射角開始，在燃油經(jīng)濟性和排氣溫度變化很小的情況下檢測檢測NO的濃度是否增加，減少NO的濃度是一個趨勢，而且噴射起始角越小，燃料燃燒效果就越好。反之，尾氣排放、燃油經(jīng)濟性和排氣溫度就會越差。
根據(jù)這種規(guī)律我們繪制出了燃油噴射圖（圖3-1）。圖中表示了發(fā)動機轉速升高時，噴射角開始增加，所以混和氣控制裝置的工作時間也會增加，當負荷減少時，噴射角則相應減小，發(fā)動機轉速下降到1400r—1800r/min時，這種圖譜則適應重型柴油機的燃料噴射規(guī)律。
圖3-1 燃油噴射圖
工作的第一步是繪制出載荷曲線，我們發(fā)現(xiàn)噴射脈沖與供給角呈線性關系，功率在噴射時間上可以自由控制，根據(jù)此種規(guī)律繪制出了滿載負荷時和極限功率曲線圖3-2
圖3-2 滿載負荷時和極限功率曲線圖
考慮到速度穩(wěn)定性，首先讓硅油離合器停止工作，使燃油經(jīng)濟性達到，甚至超過這個數(shù)值。高壓持續(xù)噴射時間相應減少，在此我們可以得到極限角的額定點，噴射延遲性是對高速柴油機包括重負載柴油機在內都是有很大幫助的。時時校準工具—CUCSA對額定功率曲線、燃油速度的調節(jié)、扭矩儲備系數(shù)都可以自由地控制，因為不同的工作狀況都是適用的。在不同的燃料噴射時間內都是可以人為控制。總之，發(fā)動機控制系統(tǒng)可以在不同的速度范圍內進行控制。
4 結論
以上的研究是以下面三個條件為基礎進行研究的。
1，根據(jù)柴油機EUP來設計發(fā)動機燃油噴射量進行實時控制，按照發(fā)動機動力裝置傳遞，控制系統(tǒng)中的諸多參數(shù)。
2，燃油噴射時間圖譜和發(fā)動機功率峰值性能曲線的完成，可以精確的控制曲柄轉角達到
參考文獻：（略）
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