國(guó)內(nèi)柴油機(jī)電控技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向

常永發(fā)+王海濤+李越超

摘要在我國(guó)，工業(yè)技術(shù)的水平和國(guó)際上來(lái)對(duì)比還有相當(dāng)大的差距，對(duì)于柴油機(jī)的電控技術(shù)還是需要進(jìn)一步的探索和研究?，F(xiàn)在越來(lái)越多的廠家和開發(fā)商都開始對(duì)柴油機(jī)的技術(shù)表示出越來(lái)越大的興趣，所以面對(duì)越來(lái)越多的市場(chǎng)需求，柴油機(jī)的電控技術(shù)的發(fā)展和研究勢(shì)必是我們國(guó)家接下來(lái)的重要的一個(gè)發(fā)現(xiàn)方向和未來(lái)的發(fā)展的路線。

關(guān)鍵詞柴油機(jī)；電控技術(shù)；發(fā)展方向

經(jīng)過(guò)了將近100多年的研究與發(fā)展，柴油機(jī)技術(shù)先后進(jìn)行了3次具有代表性的技術(shù)改進(jìn)：德國(guó)的Bosh公司在1920年研發(fā)出了通過(guò)使用機(jī)械設(shè)備的供油系統(tǒng)來(lái)代替之前一直使用的通過(guò)蓄壓形式的供油系統(tǒng)，這一偉大的進(jìn)步使得車輛上能夠運(yùn)用柴油機(jī)設(shè)備埋下了伏筆；一直到1950年左右，廢氣渦輪增壓技術(shù)的成功研制，大大提高了柴油機(jī)的功率，這樣的設(shè)備的成功研制，對(duì)于在大中型的車輛上使用柴油機(jī)設(shè)備成為了可能；到1980年之后，電控技術(shù)的成功研制，把微機(jī)作為電控的單元，成功在柴油機(jī)上的采用，慢慢形成了我們現(xiàn)代的車柴油機(jī)電控系統(tǒng)，這項(xiàng)技術(shù)的成功研制，使得柴油機(jī)在各個(gè)方面包括在動(dòng)力性方面、經(jīng)濟(jì)性方面以及排放噪音的各類指標(biāo)方面都產(chǎn)生了強(qiáng)有力的競(jìng)爭(zhēng)力，因此，應(yīng)用電控技術(shù)的柴油機(jī)也預(yù)示著柴油機(jī)技術(shù)從此進(jìn)入了一個(gè)新的臺(tái)階。一直到現(xiàn)在，世界上各個(gè)國(guó)家都已經(jīng)開始在研究設(shè)計(jì)并且生產(chǎn)柴油機(jī)的電控系統(tǒng)，在一些比較發(fā)達(dá)的國(guó)家，柴油機(jī)的電控系統(tǒng)已經(jīng)達(dá)到了非常高的水平，然而在我國(guó)，工業(yè)發(fā)展水平和國(guó)際上來(lái)對(duì)比還有相當(dāng)大的差距，對(duì)于柴油機(jī)的電控技術(shù)還是需要進(jìn)一步的探索和研究。

1柴油機(jī)電控技術(shù)的發(fā)展背景以及發(fā)展現(xiàn)狀

1.1柴油機(jī)電控技術(shù)發(fā)展的背景

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的改革創(chuàng)新也越來(lái)越多，發(fā)動(dòng)機(jī)的高效能性以及低燃油性的要求也在進(jìn)一步的提升。在將近100多年的發(fā)展過(guò)程中，電控技術(shù)的成功研發(fā)使得發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)于燃油的低耗能性以及高效率性有了極大的進(jìn)步，然而對(duì)于尾氣的排放比如說(shuō)一氧化碳等氣體也需要達(dá)到相應(yīng)的尾氣排放法規(guī)。然而對(duì)于柴油機(jī)的使用又和汽油機(jī)的使用有很大的區(qū)別，柴油機(jī)在進(jìn)行排放的尾氣的時(shí)候還會(huì)產(chǎn)生大量的顆粒物，這些顆粒物也易導(dǎo)致環(huán)境污染的問(wèn)題，因此，對(duì)于柴油機(jī)的電控技術(shù)的進(jìn)一步研究的主要的工作目標(biāo)還是要以減少顆粒物的排放量，提高工作的效率以及減少噪音和低耗能的要求。

1.2柴油機(jī)電控技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

從1980年以來(lái)對(duì)柴油機(jī)的電控系統(tǒng)的不斷的研究和改造，由原先的幾個(gè)控制項(xiàng)目一下子增加到幾十個(gè)甚至上百個(gè)，控制的要求也是越來(lái)越高，從一開始相對(duì)簡(jiǎn)單的慢慢發(fā)展成越來(lái)越復(fù)雜的控制的任務(wù)。從一開始的僅僅需要具有循環(huán)供油量的控制任務(wù)、供油正時(shí)控制任務(wù)等一系列最最基本的控制任務(wù)一直到現(xiàn)在的包括對(duì)供油的速率要求的控制以及對(duì)于噴油的壓力大小的控制在內(nèi)的具有多項(xiàng)要求標(biāo)準(zhǔn)的燃油噴射的控制任務(wù)。也從一開始比較簡(jiǎn)單的燃油噴射控制任務(wù)一直進(jìn)行進(jìn)一步的擴(kuò)展到包括多個(gè)控制任務(wù)在內(nèi)的全方位控制，包括進(jìn)氣控制、增壓控制、排放控制、啟動(dòng)控制發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器的綜合控制等等。然而，現(xiàn)在全世界各國(guó)對(duì)于柴油機(jī)的電控技術(shù)的研究還是主要集中在對(duì)于燃油的噴射控制。在1994年，德國(guó)的兩家公司Benz公司和Bosch公司共同研發(fā)了一款在當(dāng)時(shí)比較先進(jìn)的技術(shù)——柴油機(jī)的共軌電控技術(shù)的燃油噴射系統(tǒng)。與此同時(shí)，另外3個(gè)大公司，美國(guó)Caterpillat公司、日本Nippon公司以及德國(guó)Denso公司也都對(duì)這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行了進(jìn)一步的研究和設(shè)計(jì)，并且在最后還投入到了生產(chǎn)工作當(dāng)中。然而相對(duì)于世界上發(fā)達(dá)國(guó)家的水平，我國(guó)對(duì)于柴油機(jī)的電控技術(shù)的研究和發(fā)展是比較落后的，而目前我國(guó)主要研究的方向還是對(duì)于柴油機(jī)的電控技術(shù)噴射系統(tǒng)的研發(fā)。我國(guó)的一些理工科高校比如說(shuō)像清華大學(xué)、北京理工大學(xué)、上海交通大學(xué)、天津大學(xué)等等現(xiàn)在都是集中在對(duì)于系統(tǒng)的噴射時(shí)候的位置進(jìn)行控制、時(shí)間進(jìn)行控制等并且進(jìn)行了科研的工作，同時(shí)也獲得了一些對(duì)工業(yè)的發(fā)展有一定的推動(dòng)作用的成果。

2柴油機(jī)電控技術(shù)未來(lái)的研究發(fā)展方向

2.1柴油機(jī)電控單元標(biāo)定技術(shù)的研究

1）柴油機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)中的標(biāo)定系統(tǒng)的研究。在發(fā)動(dòng)機(jī)的電控單元中的標(biāo)定系統(tǒng)的主要的作用還是通過(guò)修改發(fā)動(dòng)機(jī)的電控單元的控制的參數(shù)，但是前提條件是在不能影響發(fā)動(dòng)機(jī)的在一般的情況下能夠正常的運(yùn)行，使得發(fā)動(dòng)機(jī)能在設(shè)置好的不同的控制參數(shù)的數(shù)據(jù)條件下進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)行，與此同時(shí)還要對(duì)發(fā)動(dòng)的性能進(jìn)行進(jìn)一步的監(jiān)控，最終可以實(shí)現(xiàn)控制參數(shù)的優(yōu)化作用。對(duì)于柴油機(jī)的電控單元的標(biāo)定技術(shù)的研究主要有3個(gè)方面：一個(gè)是對(duì)電控單元的進(jìn)一步的研究；另一個(gè)是對(duì)于電控標(biāo)定系統(tǒng)的一些硬件進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)工作；最后是對(duì)于標(biāo)定系統(tǒng)和電控單元之間的通信類型進(jìn)行設(shè)計(jì)的工作。

2）對(duì)柴油機(jī)進(jìn)行優(yōu)化控制。發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)化控制主要包括兩個(gè)方面，一個(gè)對(duì)于控制參數(shù)的優(yōu)化作用，另一方面是MAP的數(shù)據(jù)的生成進(jìn)行優(yōu)化。截至當(dāng)前，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的電控系統(tǒng)的優(yōu)化的方法還是有很多的，比如像離線穩(wěn)態(tài)標(biāo)定方法、在線穩(wěn)態(tài)標(biāo)定方法、自動(dòng)優(yōu)化標(biāo)定方法、最新的瞬態(tài)優(yōu)化標(biāo)定方法等等。然而在國(guó)外，發(fā)動(dòng)機(jī)的電控系統(tǒng)的優(yōu)化標(biāo)定方法一般是會(huì)使用自動(dòng)的優(yōu)化標(biāo)定方法，這個(gè)方法有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)，一是減少標(biāo)定的周期，二是減少標(biāo)定的費(fèi)用。然而還能夠完成給定的要求，更好的完成任務(wù)，獲得更完善的標(biāo)定的結(jié)果。與此同時(shí)，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的電控系統(tǒng)的瞬態(tài)優(yōu)化標(biāo)定同樣也獲得了越來(lái)越多的認(rèn)同，這其實(shí)也是當(dāng)今的發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)化標(biāo)定的一個(gè)十分重要的發(fā)展路線。本文就是在研究發(fā)動(dòng)機(jī)的各種一系列的指標(biāo)在達(dá)到基本的要求之上，比如像經(jīng)濟(jì)的一些指標(biāo)，排放量的一些指標(biāo)之上，來(lái)進(jìn)一步對(duì)柴油機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化。對(duì)于控制參數(shù)的優(yōu)化工作，主要是包括了以下幾部分的參數(shù)：穩(wěn)態(tài)修正參數(shù)、起動(dòng)工況參數(shù)的標(biāo)定、基本控制參數(shù)、怠速工況參數(shù)等等。

2.2柴油機(jī)電控單元的開發(fā)與其控制策略研究

1）對(duì)于柴油機(jī)的噴油量的控制，主要包括基本時(shí)間段、起動(dòng)時(shí)間段、怠速時(shí)間段以及在加速和超速的時(shí)間段的噴油量的控制。

2）對(duì)于噴油正時(shí)的控制，主要包括基本時(shí)間段、起動(dòng)時(shí)間段、低溫時(shí)間段等各個(gè)方面的噴油正時(shí)的控制。

3）對(duì)于噴油壓力進(jìn)行進(jìn)一步的控制。

4）對(duì)于以上一些控制的項(xiàng)目進(jìn)行進(jìn)一步研究其控制的策略。

3柴油機(jī)排放控制及測(cè)試技術(shù)研究

1）對(duì)于排放要求，可以先根據(jù)歐洲III和IV的相關(guān)的一些列的排放的要求，確定相關(guān)的控制的排放的方案，從而進(jìn)一步進(jìn)行可行性的相關(guān)的分析。

2）對(duì)于顆粒物的排放的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行進(jìn)一步的研究以及控制。

3）對(duì)于柴油機(jī)的廢氣排放進(jìn)行再循環(huán)以及進(jìn)一步的研究控制和分析。

4結(jié)論

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，柴油機(jī)的電控技術(shù)對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的研究有著重要的作用。目前，對(duì)于柴油機(jī)技術(shù)的科研還是處于一個(gè)初級(jí)階段，和國(guó)際化的標(biāo)準(zhǔn)還是有一定差距。但是現(xiàn)在越來(lái)越多的廠家和開發(fā)商都開始對(duì)柴油機(jī)的技術(shù)表示出越來(lái)越多的興趣，所以面對(duì)越來(lái)越多的市場(chǎng)需求，柴油機(jī)的電控技術(shù)的發(fā)展和研究勢(shì)必是我們國(guó)家接下來(lái)的重要的一個(gè)發(fā)現(xiàn)方向和未來(lái)的發(fā)展的路線。