柴油电控喷射系统分析

1、    柴油电控喷射系统分析    侯孝华摘 要 柴油机电控燃油喷射系统一般都是由传感器、电控单元（ecu）和执行器等3部分组成。各种传感器为ecu提供发动机的工况和使用条件的信息，使ecu作出判断和计算，向执行器喷油器、喷油泵（柴）发出指令电信号，调节供油量和供油定时（柴油机），以达到调节发动机运行状态的目的。柴油发电机组属于集机械，电子为一体的技术密集型产品，其能有效提升柴油发电机运行的可靠性，因而在各重要部门为保障供电发挥了关键性作用。基于上述背景，文章对柴油电控喷射系统及其基本构件、优点及工作原理等展开了详细分析。关键词 柴油电控喷射系统；ecm

2、控制；传感器：tk42 ：a ：1671-7597（2014）10-0076-011 概述柴油电控喷射系统是环境保护及性能提高必然发展得结果。因为柴油机的使用范围越来越广泛，数量也越来越多，对环境的影响越来越大。为更好地利用燃料的热能，进一步降低油耗，控制排放?噪声等污染，单纯依靠机械控制的燃油喷射系统已无法实现，此时便迫切需要运用电控燃油喷射。目前，各主要制造商生产的柴油机，虽然其电控柴油机构造有所差别，但原理基本相同。通过理解一种电控发动机的基本构造及原理，就可以将这些技术很快地转化到其他柴油发动机上。电控柴油机或汽油机等各种燃料的发动机，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

3、控制。电控柴油机主要是燃油喷射系统依据各传感器信号，通过专业计算机控制柴油机运行，文章将就该系统展开简要介绍。2 电控柴油机供给系统结构及原理1）电控燃油系统。ecm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。执行器的形式有：电控单体式喷油器（eui）?电控单体式喷油泵（eup）?液压驱动电控单体式喷油器（heui），bosch的电控喷油泵高压油管喷油嘴（edipln）系统和电控分配泵（edp）系统等。ecm接收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ecm程序数据库中所存储的各开关及传感器的特定数据进行比较?分析?并做

4、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。大多数传感器都设计为从（ecm）接收5.0 v直流输入信号，传感器在根据工作情况，向（ecm）反馈0.5-5.0 v的信号，然后，ecm根据存储器中预制的校正表，确定和计算产生一个脉宽调制（pwm）电信号以控制各喷油器向燃烧室喷油的时间，系统可以控制喷油的开始，持续和结束，保证发动机在任何负载和转速下的性能达到最佳。燃油由喷油器（eui）喷入汽缸，喷油都是由安装在汽缸盖上的凸轮轴驱动或安装在汽缸体内的凸轮轴驱动。凸轮轴的机械作用能使燃油产生193mpa的压力喷油压力。2）发电机传感器。各电控大功率柴油机的制造商大多采用原理相似甚至是完全相

5、同的发动机的传感器来监测发动机的工况，在有些发动机上传感器上的安装位置也很相似。这样做主要是为了增加通用性，节约开发资源，方便机组用户保养及使用。为了感测发动机的工况并对发动机进行保护，各种电控发动机通常都采用了下列传感器，如定时基准传感器（trs）、同步基准传感器（rsr）等。电控柴油机等各式各样的发动机需有各式各样的传感器来感知发动机的工作状态。这一点是完全相同的。而且传感器为通用件，以后有可能成为标准件。这就如同几个侦察员（传感器）再不同方位或不同方式侦察敌情，向指挥员（计算机）报告情况由指挥员分析各种情况，对比、比较、做出判断、发出行动信号，由作战人员执行任务（执行器，也可认为是喷油器

6、）。3 发电机控制和保护系统1）ecm的基本工作原理。ecm是电控系统的大脑，它连续不断的从发动机的各个传感器接受电压信号，并对这些信号进行处理，决定向eui输出脉宽调压信号的宽度，喷油器电磁铁的激励时间越长，喷油喷入燃烧室的燃油量就越多。由于电控单体式喷油器需要的工作电流很大，ecm将电压信号发送到与其处于通一壳体中的一系列驱动电路中。2）ecm的控制功能。发电机组中柴油机电控单元ecm接收各传感器的电压信号，并根据负载和发动机转速向单体式喷油器发送指令脉冲。满负载时，按照发动机转速预先确定的喷油脉冲宽度（喷油器柱塞有效行程）来确定，调速器可以使发动机在各种负荷下根据存储在校准eeprom中

7、的信息将转速精确地保持在设定值，调速器根据这些信息可以校准转速。系统可以实现闭环控制，利用各个传感器向ecm提供的输入信号，可以按附件性能和燃油经济性的要求将怠速设定在期望转速，所以，动力输出（pto）功能就易于控制。利用发动机机油温度传感器产生的电压信号可以使发动机的冷起动性能比非电控发动机改善15%。如果ecm程序规定可以进行怠速停机控制，电子控制系统就能够在发动机怠速运转3100 min后使其自动停机，停机计时器从发动机开始怠速运转且弹簧驻车制动器起作用时开始计时。发动机涡轮增压器的排气压力设定为接近2.03*10 pa，再配合以发动机转速传感器，使电子控制系统的响应速度更快，从而改善了

8、发动机的转矩特性和加速性。3）ecm的安全警告。通常机组发动机都有由ecm控制的维护监测（mm）或报警功能，例如：到了该进行一项或多项柴油机维护作业的时间，就会发出报警信号，对操作员或维修技师进行提醒。维修电控发动机时，必须要遵守下列安全警告：焊接时将蓄电池电源与ecm的插接线速拆开，以防在焊接过程中对ecm产生损害。防电压冲击。在发动机运转过程中或点火开关接通（on）时，切不可拆开或连接任何电线或连接器。发动机运转过程中，电控单体式喷油器从ecm接收的pwm信号的电压范围可能高达90 v和105 v，在发动机运转过程中一定不要接触喷油器的接线端子。对贴有静电敏感标识的电子元件进行操作时，要遵照下列操作指导进行，以降低人体和电子元件产生静电的可能性。具体包括：安装电子元件之前不要打开包装；避免接触电子元件的端脚；拆去元件包装之前，一定要使包装在发电机上可靠接地等。涡轮增压气的保护：有时需要在未连接涡轮增轧器进气端输气管的情况下运转发动机，但在运转发动机之前必须给涡轮增压器上防护装置。4 结束语文章基于计算机角度，对电控技术及柴油机系统做了简要分析与论述，其中用到了很多电子机械方面的基本知识，对柴油机的工作原理、构造及维修应注意的地方做了相应的总结，希望能为实践工作带去一些帮助。不过，因本人对相关掌握还不是非常透彻，有关柴油电控喷射系统的理论