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    柴油发动机因为噪音高、震动大、排放污染严重等缺陷,尽管具有更好的动力性能,但长期以来仍很少受到轿车的青睐。随着各国的汽车排放法规要求的不断提高,对柴油机的发展形成了越来越大的压力,迫使企业寻求技术解决之道,柴油机电控技术应运而生。柴油机电子控制技术始于20世纪70年代,80年代以来,英国卢卡斯公司、德国博世公司、美国卡特彼勒公司、日本五十铃汽车公司等都竞相开发新产品并投放市场,以满足日益严格的排放法规要求。随着控制手段更加精确,柴油机的震动、噪音被大大减小,舒适性大大提高,现在还有静音发电机，进而使柴油机经济性好、动力大等优点充分凸现。由于柴油机具备高扭矩、高寿命、低油耗、低排放等特点,柴油机成为解决汽车及工程机械能源问题现实和可靠的手段。因此柴油机的使用范围越来越广,数量越来越多。到今天,轿车柴油化已成为世界范围内汽车技术发展的一个重要标志。一、柴油机电控系统组成与特点各种柴油发动机电控系统的基本组成与其他发动机的电子控制系统一致,由传感器(加速踏板位置传感器、反馈信号传感器、燃油温度传感器、其他传感器和信号开关)、E C U、执行元件三部分组成。柴油机电控技术有两个明显的特点:一是柴油喷射电控执行器复杂,二是柴油电控喷射系统的多样化。区别在于控制功能、传感器的数量和类型、执行元件的类型、E C U控制软件、主要电控元件的结构原理和安装位置E C U根据各传感器输入信号和内存程序,计算出供(喷)油量和供(喷)油开始时刻,并向执行元件发出执令信号。执行元件执行E C U的指令,调节柴油机的供(喷)油量和供(喷)油正时。柴油机电控燃油喷射系统除了控制喷油量外,对喷油正时和喷油的压力都有很高的要求。柴油机电控系统的主要控制功能有:燃油喷射控制、怠速控制、进气控制、增压控制、排放控制、起动控制、巡航控制、故障自诊断和失效保护、柴油机与自动变速器的综合控制等。柴油机电控燃油喷射系统的优点表现在:改善低温起动性、降低氮氧化物和烟度的排放、提高发动机运转稳定性、提高发动机的动力性和经济性、控制涡轮增压、适应性广等。

二、柴油机电控技术的发展历程由于柴油的物理化学特性,柴油发动机必须配备较复杂的喷射系统。传统的采用机械控制的柴油发动机噪音大、排放污染严重。20世纪90年代后半期,柴油发动机发生了一次重大的技术变化,即有柴油发动机心脏之称的燃油喷射系统从机械式转向电子控制式。柴油机电控技术是在解决能源危机和排放污染两大难题的背景下,在飞速发展的电子控制技术平台上发展起来的。汽油机电控技术的发展为柴油机电控技术的发展提供了宝贵经验。柴油机电控技术发展的三个阶段:位置控制、时间控制、时间—压力控制(压力控制)

(一)代柴油机电控燃油喷射系统:常规压力电控喷油系统特点:结构不需改动,生产继承性好,便于对现有柴油机进行升级换代。系统响应慢、控制频率低、控制自由度小、控制精度不够高,喷油压力无法独立控制。

(二)第二代柴油机电控燃油喷射系统:高压电控喷油系统改变了传统燃油供给系统的组成和结构,主要以电控共轨(各缸喷油器共用一个高压油管)式喷油系统为特征,直接对喷油器的喷油量、喷油正时、喷油速率和喷油规律、喷油压力等进行“时间-压力控制”或“压力控制”。特点:通过设置传感器、电控单元、高速电磁阀和相关电/液控制执行元件等,组成数字式高频调节系统,有电磁阀的通、断电时刻和通、断电时间控制喷油泵的供油量和供油正时。但供油压力还无法独立控制。

(三)第三代柴油机电控燃油喷射系统:共轨电控喷射系统(1)共轨电控喷射系统的组成高压共轨系统由五个部分组成,即高压油泵、共轨腔及高压油管、喷油器、电控单元、各类传感器和执行器。高压共轨系统利用较大容积的共轨腔将油泵输出的高压燃油蓄积起来,并消除燃油中的压力波动,然后再输送给每个喷油器,通过控制喷油器上的电磁阀实现喷射的开始和终止。

(2)共轨电控喷射系统的主要特点

①共轨腔内的高压直接用于喷射,可以省去喷油器内的增压机构;而且共轨腔内是持续高压,高压油泵所需的驱动力矩比传统油泵小得多。

②通过高压油泵上的压力调节电磁阀,可以根据发动机负荷状况以及经济性和排放性的要求对共轨腔内的油压进行灵活调节,尤其优化了发动机的低速性能。

③通过喷油器上的电磁阀控制喷射定时,喷射油量以及喷射速率,还可以灵活调节不同工况下预喷射和后喷射的喷射油量以及与主喷射的间隔。

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