文献综述-某型电控柴油发动机动力性分析

本科生毕业设计(论文)文献综述设计 (论文)题目某型电控柴油发动机动力性分析作者所在系别机电工程学院作者所在专业车辆工程作者所在班级B13142作 者 姓 名饶钦作 者 学 号20124014138指导教师姓名臧继嵩指导教师职称讲师完 成 时 间2017年3月北华航天工业学院教务处制说 明1根据学校毕业设计(论文)工作暂行规定，学生必须撰写毕业设计(论文)文献综述。文献综述作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。2文献综述应在指导教师指导下，由学生在毕业设计(论文)工作前期内完成，由指导教师签署意见并经所在专业教研室审查。3文献综述各项内容要实事求是，文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。4学生撰写文献综述，阅读的主要参考文献应在10篇以上（土建类专业文献篇数可酌减），其中外文资料应占一定比例。本学科的基础和专业课教材一般不应列为参考资料。5文献综述的撰写格式按毕业设计(论文)撰写规范的要求，字数在2000字左右。文献综述应与开题报告同时提交。毕 业 设 计（论 文）文 献 综 述某型电控柴油发动机动力性分析摘要：本文首先阐述柴油机电控喷油技术国内外发展的背景和现状，接着介绍柴油机电控喷油系统的基本组成和控制原理，简要介 绍了其分类。根据柴油机电控系统的组成和控制原理以及国内外现状，针对国内外现有柴油机电控技术存在的几个问题，探讨将来柴油机电控技术的发展方向和前景。并综合得出未来最具前景的系统为电控高压共轨式喷油系统。 关键词：柴油机；电控系统；喷油技术；发展动向和前景。Abstract:Thispaperintroducesthedevelopmentbackgroundofdieselinjectiontechnologyathomeandabroad,electroniccontrolprincipleofthedieselinjectionsystem,anditsclassificationatfirst.Accordingtothesystemofdieselenginesandelectroniccontrolprinciple,withthestatusindieselenginesathomeandabroad,theproblemsofexistingtechnicalonelectroniccontrol.Thendiscussesthefuturedevelopmentdirectionindieselengineselectroniccontroltechnologyandprospect.Keywords:Dieselengine;controlsystem;spraytechnology;prospectsofdevelopmenttrends1、引言 车用的柴油机自1897年第一台产生以来，由于它的高效、节能等性能在汽车动力中受到高度重视，特别在近现代，柴油机的应用趋势在逐渐扩大，由于车用发动机对能源消耗较大，对环境污染特别严重，所以对该项污染问题不能忽视，全世界的能源枯竭和所以人们对发动机汽车尾气对世界的污染日益严重，所以全世界人类在对节约能源和汽车尾气排放上有了更高的规定。所以目前在考虑燃油经济性的同时降低车用机排放，以满足日益严格的排放法规要求，已经是关系未来柴油机发展的关键问题。所以近期柴油机领域的主要工作主要为开发新技术，大力解决柴油机排放问题，可以说将来 车用柴油机车的关键技术就是柴油机及其电控燃油喷射系统的研究1。只要控制了燃油喷射系统即可主导发动机甚至汽车的市场。现在国外如欧美市场电子控制高压燃油喷射技术已经相当发达，在所有满足欧及其将来的排放法规要求的车用柴油机已经全部采用电子控制燃油喷射系统，所以说柴油机电控喷油技术是未来柴油机技术发展的必然趋势。 、国内外电控柴油机发展背景和现状 国外 柴油机的发展已有一百年多的历史，其技术发展可分为三个阶段。第一阶段：20世纪20年代中期以德国Bosch公司为代表的机械式喷油系统代替了蓄压式供油系统，这样柴油机在车辆上的应用就产生了。第二阶段：50年代初废气涡轮增压技术，奠定了它在该行业中的动力装置的基础。第三个阶段：80年代至今，现代微机作为电控单元的电控技术在柴油机上的应用，就有了现代先进汽车柴油机电控系统的产生和发展，使柴油机在动力性、经济性、排放及噪声指标等具有了强有力的竞争能力，柴油机技术的发展因而进入了一个新的历史阶段。仅1993年统计，德国Bosch公司的电控分配泵和电控直列泵在市场上已超25万台，美国底特律柴油机公司DDEC电控泵喷嘴系统生产了10万多台，还有日本一些公司生产的可变预行程的TICS直列泵已达2万多台，其中绝大部分是电控的。另外如美国Caterpillar公司、日本Nippon公司、德国Denso公司都进行了共轨电控燃油喷射系统研究，并相继投入到生产中2。到目前为止，各国已研制并生产各种柴油机电子控制系统，有力的缓解了当前的世界性能源危机和汽车污染。一些汽车工业发达国家的柴油机电控技术水平目前已相当发达。 目前欧美国家中100重型车、90轻型车采用柴油机，欧洲的柴油轿车在轿车保有量中比例超过40，新车产量比例超过50。博世公司对中国市场的保守预测是，到2015年，柴油车所占比例能达到25，而同样到2015年据有些文章3介绍在美国轻型车辆和轿车领域，柴油车的市场份额将提高到大约15。 柴油机的电子控制技术大致可分为3个阶段：（1）20世纪70年代的初始研发阶段，此时电控主要用于发电机组用柴油机；（2）20世纪80年代为实用阶段，发展了多种位置控制式和时间控制式电喷系统，被控量也由原来的一种发展为多种；（3）20世纪90年代至今为成熟阶段，功能更为强大的电喷系统可以控制喷油量、喷油正时、喷油压力以及喷油率4。 国内 目前国内的柴油机电控燃油喷射技术比国外又落后很多，我国汽车工业与国际水平还存在相当大的差距，对电控柴油机技术的应用还是不完善。我国的柴油机电控技术起步较晚，自20世纪80年代中期以后，许多科研单位和院校进行了该项技术的研究，并有了一定成果。 在位置控制系统方而，国内研究的是比较多的。如长春汽车研究所对直列泵的可变预行程控制进行了研究，实现了Ca6110系列柴油机的调速控制；北京理工大学用电磁阀通过液压伺服机构来驱动齿条实现了直列泵的喷 油量控制；东汽公司在CUMMINS6BT上进行的基于调节齿杆位置控制油量的调速器系统也取得了一定成效5。 在开发高压共轨系统及其与柴油机匹配技术方面目前正处于研制开发阶段，目前主要研究工作是柴油机电控喷射系统的研究与开发。国内这方面研究的重点大学如吉林工业大学等以及长春和无锡的等70个研究所分别在循环供（喷）油量和供（喷）正时的“位置控制”、“时间控制”和“共轨式系统等各个方面进行了开发和试验研究工作，并取得了显著成果。 国内既积极引进国外先进技术又努力自主开发，04年底威孚集团和Bosch公司联合组建了博世汽车柴油系统股份有限公司，该公司以Bosch公司技术为依托在无锡生产高压共轨系统。Bosch公司满足欧排放标准的高压共轨系统已投入使用国内市场。 国内在一些关键技术问题如高速电磁阀的研究、泵油量的控制、执行机构的开发、泄漏问题、各学科分工合作等还不怎么成熟和完善。目前相关企业正在致力于做一些共轨电控及其标定系统研制开发、零部件的优化调整、燃油特性分析和燃油系统的模拟计算等方面工作、柴油机电控喷油系统基本原理 原理 柴油机电控机整个系统共分为发动机部分、电控单元（ECU）控制部分和执行器三大部分6。1）发动机部分即系统中的信号的采集和输入相对应的硬件部分。通常有若干个具有各样功能的传感器和信号调理电路组成，该传感器主要指柴油机和共轨组件及相应的传感器等；2）电控单元部分即ECU控制部分为系统的软件部分，即系统的控制方法和控制策略电控单元，它负责对各种传感器信号进行分析处理，通过其内算法，向被控单元输出控制信号；3）执行器部分包括测功仪、油耗仪、水温和机油温度调节装置等，它是ECU与柴油机的接口，接受ECU的信号以改变柴油机的状态7。 其中电子控制单元（ECU）对系统的控制有喷油量控制、喷油定时控制、共轨压力控制、目标怠速控制、逐缸平衡控制等。这些控制策略一般是在MAP图原理上的开环控制，但关于某些特殊参数如轨压、怠速油量的控制一般采用比例积分微分反馈控制。 电控柴油机分类及应用现状 柴油机电控喷油系统按控制原理可分为位置控制和时间控制系统两大类，更细化的分类法应该是位置控制系统（或称第一代电控喷油系统）、时间控制系统（或称第二代）和压力时间控制系统（或称共轨系统、第三代）。位置控制系统包括电控直列泵系统和电控分配泵系统；时间控制系统包括电控泵喷嘴系统、电控分配泵系统、电控单体泵或直列泵系统；压力时间控制系统包括电控泵喷嘴系统、电控分配泵系统、电控单体泵或直列泵系统；压力时间控制系统（即共轨喷油系统）包括增压式共轨系统（也可称为中压共轨系统）和高压共轨系统，中压共轨系统按其产生高压喷射方式的不同分为蓄压式电控燃油喷射系统和液力增压式电控燃油系统8。目前最先进的电控燃油喷射系统是电控泵喷嘴系统和共轨式喷油系统9,10。泵喷嘴系统结构简单紧凑，喷油嘴孔径很小，所以燃油喷射压力比传统机械式喷油系统有较大提高。电控共轨系统的最大优点是可进行反复多次的喷射，且可以任意调节喷射压力，可使得发动机在极为理想的振动噪音指标可进行低速扭矩。上述可知新一代轿车柴油机均普遍采用该项技术。目前一些配备电控分配泵的中型车用柴油机也改用电控共轨系统，如美国康明斯公司的ISB系列柴油机。电控柴油机喷油技术的优点 柴油机电控技术得到大量应用后。目前与传统的机械式燃油喷射系统相比，电控燃油喷射系统具有以下优点： ）控制自由度较宽，能在不同的运行工况下迅速调整从而实现对喷油量、喷油正时、喷油压力和喷油速率等参数的最优控制，使柴油机在大部分工况下均有较好的性能。 ）控制精度高，尤其是对上述同等参数的控制精度均远高于机械式燃油喷射系统，控制功能更强。 ）能全面考虑非主要因素的影响燃油喷射和缸内燃烧的一系列因素如大气压力、水温、油温、柴油品质等，并做出准确的校正。4、参考文献1徐家龙柴油机电控喷油技术M北京：人民交通出版社，2004，15-152陈亮，高献坤，王导南柴油机电子燃油喷射系统的发展及研究现状J内 燃机，2008（2）：1-4.3冒晓建GD-1高压共轨喷油系统电子控制的研究与电控供油泵的开D上 海：上海交通大学，2002：3-154周文华柴油机电控技术综合研究J汽车工程，2002，（4）：34-37 5蒋德明内燃机原理M西安：西安交通大学出版，1986，（3）:65-72.6周新勇柴油机电控共轨系统主要部件及原理J科技信息，2009，（1）： 111-112 7葛郢汉柴油机的电控喷油技术J公路与汽车，2009（2）：16-188 杨林车用柴油机高压共轨燃油喷射压力控制技术J车用发动机， 2001， （5）：5-9 .9刘忠长，赵佳佳车用柴油机电控高压喷油系统与欧排放标准车 用发动机，2004，（4）：5-9 10宋军柴油机电控喷射系统发展现状J车用发动机，2003，（3）： 6-10指导教师意见 指导教师： 年 月 日专业教研室审查意见 负责人： 年 月 日5