淺析柴油機共軌系統中軌壓的有效控制

孟凡超

摘 要：詳細分析了柴油機和傳感器的電氣特性，闡述了高壓共軌系統的工作原理和控制策略。同時分析了柴油機在實際應用中速度不穩定的問題。

關鍵詞：柴油機;高壓共軌;速度;傳感器

1 前言

該項目采用D2876LuE622高壓共軌系統電控柴油機。人類柴油發動機通常用于國內汽車工業或海洋工業，并首次用于鐵路機車。用于機車發電的柴油發動機具有比船用柴油發動機更高的速度要求，并且柴油發動機速度必須隨負荷變化保持恒定。因此，柴油機的調速性能對機車發電非常重要，其穩定性和可靠性直接影響柴油機的運行和整車的性能。詳細分析了電子柴油機的結構和特點。在充分了解柴油機特性，柴油機轉速不穩定性和不穩定性問題的基礎上，柴油機數據解決方案，取代了傳統的柴油機數據處理。問題。電子控制器，低速皮帶速度控制。

2 柴油機高壓共軌電控系統的開發

自1970年代以來，電子控制噴射系統的開發和研究經歷了三代的歷史，是第一代的位置控制噴射系統，其優點是在不改變柴油機的結構，良好的繼承，生產技術改造和促進當前模型，缺點是小，準確性差、控制精度很難控制注入速度和注入壓力，第二代流體控制燃油噴射系統、更靈活，具有精確的優勢注入問。定量和噴射定時控制，可以實現獨立控制獨立氣缸，提高高壓噴射流的能力，第三代是注入壓力控制的控制系統，即電子共軌噴射系統，克服了冷杉的缺點。第一代柴油機，具有以下優點：可以實現高壓注射，注射壓力，注射壓力和發動機轉速無關，可以提高柴油機的低速低負荷條件下的性能，本發明可以實現注入和調整噴射速度，可以自由選擇注射時間和注射體積，注入特性，燃燒過程優化，結構簡單，可靠性好，適應性強，可以看出TEM電子控制高壓共軌系統有很大的優勢，是柴油機燃油噴射系統的發展趨勢。

3 高壓共軌電控系統

系統組成：共軌系統包括電子控制的燃料噴射器，電子控制的高壓油泵，共軌管，高壓油管和電子控制單元（ECU）。通過激勵控制電流打開電控噴射器。其中，電磁閥（進氣閥，壓力控制閥，PCV）是共軌壓力控制系統的核心控制部件，安裝在油泵和高壓油泵之間的低壓油管上。可以看出，電控高壓共軌系統具有很大的優勢，是柴油機燃油噴射系統的發展趨勢。高壓油泵還與預供給泵組合，拆卸預供給泵齒輪系統，結構簡單緊湊。高壓共軌是高壓容積燃燒室，其可以存儲和分配高壓燃料并抑制高壓燃料的壓力波動。泄壓閥安裝在共軌上，可提供安全保護，防止共軌壓力超壓和噴油器泄漏。同時，電子控制單元安裝壓力傳感器以檢測共軌壓力。控制原理：共軌壓力由供應的油量，噴射的燃料量和其體積決定。通過電磁閥的控制，可以調節高壓油泵的油量以調節供油量。電磁閥的控制由ECU控制。通過調節比例電磁閥中的電流來調節滑閥的滑動位置，并靈活地改變燃料供應脈沖寬度，實現了共軌系統中軌道壓力的有效控制，從而實現了總的通路。控制軌道系統的燃料量。E高壓油泵，使燃油均勻霧化。活塞頂部的控制室同時由高壓燃料管線和共軌高壓燃料中的噴嘴的壓力控制。在油室中，相同的油壓同時向控制活塞的頂部和針閥上的錐體施加壓力。

4 控制原理

4.1 電子控制單元EDC是電子控制系統的核心，包括單芯片模塊，輸入信號處理模塊，輸出驅動模塊，電源模塊，通信模塊等。EDC查詢歷史以存儲數據并基于發動機速度和確定的燃料噴射量確定目標值。然后，根據傳感器信號，改變噴射壓力，并且控制策略控制噴射壓力以實現恒定壓力噴射。為了實現柴油機的最佳性能，良好的控制算法和策略是電子控制系統穩定運行的保證。影響控制的關鍵參數：駕駛員的速度要求由手柄水平決定，曲軸速度傳感器用于測量柴油發動機的實際速度。最終控制保證兩者之間的零偏差。凸輪軸傳感器用于確定點火氣缸和燃油噴射起始點。預噴油量受噴射時間長度，噴嘴尺寸和數量以及共軌壓力的影響。

4.2 傳感器的功能是實時檢測柴油機操作。測量信號處理EDC的昏迷，EDC用來修改控制策略中的參數。這個項目使用5V電源，傳感器部分在EDC電路提供的。傳感器的實際應用（1）共軌壓力傳感器。安裝在測量管的高壓共軌，這是影響注塑參數的關鍵。（2）曲軸傳感器。安裝在曲軸的邊緣測量凸輪軸速度傳感器（3）。安裝在凸輪軸的邊緣定位燃油噴射。（4）冷卻水溫度傳感器。柴油發電機正常運行監控、冷卻水溫度高于98℃，報警提示。超過102度，準備停止。（5）進氣溫度傳感器。監控柴油發電機的操作。當溫度高于75度，將顯示警報。（6）燃料壓力傳感器。之間的管道安裝在低壓泵、高壓泵，觀察傳感器的壓力值，確定低壓油正常。（7）油壓傳感器。柴油機監測單位工作。當機油壓力低于極限速度和停止發動機。

5 共軌壓力控制策略

5.1 啟動軌道壓力控制

5.1.1 在啟動過程中，由于油泵凸輪軸的速度較低，必須快速建立共軌油壓。必須使用早期PCV閥關閉起始點。在此階段，控制軟件使用PCV閥的開環模式，該模式以固定頻率打開和關閉。共軌油壓可在1s以上25MPa以上獲得。

5.1.2 ECU檢測到氣缸密封信號后，在氣壓達到目標值之前：ECU驅動兩個P-C-V閥，以與速度同步工作。通過閉環控制方法，高壓油泵凸輪整個上升段的供油迅速轉換為開環控制模式，迅速建立目標軌壓。當軌道壓力高于最小噴射壓力時，主噴射標準設定為1，并且ECU根據冷卻水溫度和速度圖獲得低速濃縮油。并將其轉換為噴射脈沖寬度以開始噴射。

5.1.3 燃油軌壓力達到目標值后，柴油機達到最低怠速前：同時，預噴射標志設定為1，并且ECU基于油的總量和轉數分配油量。通過預噴射產生的冷焰反應在主噴射之前增加燃燒室溫度，改善柴油發動機的啟動性能，并促進燃料霧化。

5.2 噴射壓力的預控制當柴油發動機快速加速時，其速度會隨著加速器的燃料供應而增加。并且目標噴射壓力通常在短時間內顯著增加，以減少煙灰和微粒排放。因此，為了盡快增加共軌油壓，接近目標噴射壓力，預控制模式驅動PCV閥供油，連續供油角T大于5°（凸輪）。預供給泵從低壓入口通過孔進入控制室，而另一個進入控制室的閥體部分。當壓力調節閥未通電時，低壓油通道和控制室之間的連接被阻擋。在液壓和彈簧力的作用下，控制室中的滑閥被抬起，中間凸起部分位于通向泵柱塞室的油通道上方。此時，低壓燃料直接連接到柱塞室。如果此時供油裝置的三作用凸輪下降，則油可以被吸入柱塞室。

油壓啟動后，三運動凸輪到達下止點。由于進油口和柱塞室之間的單向閥，無論閥芯的位置如何，油在油壓階段都不會流回入口。在三移動凸輪的跳閘期間的某一點，可以停止電源以調節柱塞室的入口。當壓縮燃料壓力大于連接到流動管線的共軌燃料壓力時，油閥打開到共軌中。同時，如果電動閥連接到電磁閥，控制室和低壓油管，低壓油管將迅速返回油箱。由于節流孔的功能，燃料控制室不會及時補充，壓力會下降，導致液壓。滑閥的作用使物料下降，其中凸起進料和進料。

5.3 啟動后的軌道壓力控制計算后，將多余的燃料壓回到低壓罐中，剩余的燃料量被壓縮為高壓。油通過高壓油管泵入共軌，共軌管中的高壓燃料通過高壓油管進入電子噴油器，大大降低了泵油的消耗。在達到目標油量之后，電子控制單元發出信號以關閉電磁閥并通過彈簧預緊固吸盤。低壓入口回路斷開。隨著柱塞繼續下降，柱塞室中的壓力降低。當達到下死點時，柱塞反轉并開始油壓。然后，電子控制單元首先基于最終燃料噴射量和轉速檢查油壓力圖，以確定目標軌道壓力的基本值，即，最終目標軌道壓力PfIN。然后，將當前軌道壓力反饋值與目標值進行比較，并通過實時控制算法獲得實際軌道壓力控制量Pf。通過查詢映射獲得相應的驅動占空比PWM，然后輸出到電磁閥，高壓油泵的比例油輸入量T完成共軌壓力控制。由于燃料噴射和噴射器的燃料泄漏，每次噴射后需要調節壓力。在高壓泵柱塞的向下壓力期間，控制電磁閥的通電時間T，使得可以控制油泵的低壓燃料量以變成共軌高壓燃料量。因此，共軌管內的燃料壓力保持穩定，精度高，響應速度快，燃料利用率提高。

6 結束語

柴油電子控制的共軌技術是通過共軌直接或間接地形成恒壓燃料，并將其分配到每個噴射器。通過集成在每個噴射器中的高速電磁開關閥的打開和關閉來確保柴油發動機的最佳霧化。燃料利用率高。

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