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武漢工業(yè)學(xué)院英文文獻翻譯
柴油機電控燃油動力系統(tǒng)設(shè)計
趙福堂 杜偉
（北京工程協(xié)會，北京車輛工程學(xué)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(zhuǎn)角的范圍內(nèi)對燃料噴射量進行設(shè)計，此設(shè)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(guān)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(shè)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。控制器動力裝置傳動的發(fā)展和發(fā)動機動力輸出的精確調(diào)校。
柴油機的動力裝置是在適當(dāng)?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(chǔ)的。例如：功率曲線、速度調(diào)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(guān)系。微型調(diào)速器(MCU)是由計時器結(jié)構(gòu)模塊(CTM)和定時處理部件(TPU)控制的。當(dāng)計時器結(jié)構(gòu)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(yīng)的反應(yīng)，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(jié)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(guān)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(jié)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(jié)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(yīng)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(jié)果就是。關(guān)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(qū)動信號來控制的，燃料的
噴射在一個短期內(nèi)的倍增稱之為噴射延遲。EUP是一個復(fù)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(shè)計是由驅(qū)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(zhuǎn)速下進行試驗，用延遲角表示。發(fā)動機在較高的轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速
在一定的時間內(nèi)，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(diào)節(jié)彈簧的空值桿上的作用力。當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)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(nèi)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(zhuǎn)，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(zhuǎn)速的最低位置的計算、燃料噴射持續(xù)時間成線性關(guān)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(zhuǎn)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(guān)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(qū)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(biāo)準(zhǔn)，有的甚至可以滿足歐洲III排放標(biāo)準(zhǔn)。對噴射系統(tǒng)EUP的校準(zhǔn)工作是非常重要的，其關(guān)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(zhuǎn)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(dāng)負荷減少時，噴射角則相應(yīng)減小，發(fā)動機轉(zhuǎn)速下降到1400r—1800r/min時，這種圖譜則適應(yīng)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(guān)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(yīng)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(nèi)都是有很大幫助的。時時校準(zhǔn)工具—CUCSA對額定功率曲線、燃油速度的調(diào)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(nèi)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(nèi)進行控制。
4 結(jié)論
以上的研究是以下面三個條件為基礎(chǔ)進行研究的。
1，根據(jù)柴油機EUP來設(shè)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(zhuǎn)角達到
參考文獻：（略）
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