引言：柴油機燃油噴射具備髙壓、高頻率、脈沖等優點。其噴涌工作壓力達到200MPa，為汽油發動機噴涌壓力千倍之上。對汽柴油髙壓噴涌系統運維點火提前角電子操縱，艱難大很多。并且柴油機噴涌對噴射氣門的精度要求比較高，相較于柴油機活塞桿上止點的視角部位遠遠比汽油發動機規定精確。因為柴油機的噴涌系統軟件多種形式，例如具備直六泵、分派泵、泵噴油泵、雙缸泵等構造截然不同的系統軟件。執行電控技術的執行器較為復雜，構成了柴油機噴涌系統軟件的多元化；與此同時柴油機必須對剩余油、按時、噴油壓力等自動化測量進行全面的操縱，其手機軟件難度也超過汽油發動機。但由于獨特的創新性，選用電機控制已在所難免成為當今柴油機行業的發展趨勢。



一、供油系統電控技術的特征



柴油機電控技術與汽油發動機電控技術有很多共同之處，全部系統都是由感應器、ECU和執行機構三大部分組成，在電機控制柴油機上常用的傳感器中，如轉速比、工作壓力、溫濕度控制器及其油門感應器，與汽油發動機電子控制系統都是一樣的。ECU在硬件方面也非常相似，在整車智能管理系統手機軟件方面也有類似處。汽油發動機電控技術在海外相對成熟，商業化水平已非常高，因此大部分傳感器ECU早已不是難題，并不是柴油機電控技術的難點。柴油機電控技術有二個顯著的特征：一個特征是其關鍵技術和技術難題就在那柴油機噴涌電機控制執行機構上；另一個特征是柴油機電機控制噴涌系統軟件的多元化。

柴油機是一個熱效相對較高的傳動設備。它采用高壓柴油泵（包含提早器）和噴油器將適量汽柴油，在適當的階段，以適當空間情況噴到柴油機的燃燒倉，以導致最理想的汽柴油與空氣混合和燃燒最資源優勢，完成柴油機在輸出功率、扭距、轉速比、燃油消耗率、待速、噪音、排出等各方面的規定，柴油機燃油噴射具備髙壓、高頻率、脈沖等優點，其噴涌工作壓力達到60～150MPa，乃至200MPa，為車用汽油噴涌的上百倍，上萬倍。針對汽柴油髙壓噴涌系統運維點火提前角電子操縱，艱難大很多。并且柴油機噴涌對噴射氣門的精度要求比較高，相較于柴油機活塞桿上死點視角部位遠遠比汽油發動機規定精確，這就導致柴油機噴涌的電機控制執行機構要復雜得多。因而柴油機電控技術的關鍵所在難點便是柴油機噴涌電機控制執行機構，也就是電機控制柴油機噴涌系統軟件，關鍵控制量是點火提前角和供油氣門。

現如今世界各國汽油發動機電控技術相對成熟，且趨于一個比較單一的方式，即多一點噴涌。電機控制化油皿早已取代，點射噴涌的使用大大降低，有一些目前正在科學研究多一點缸體噴涌。柴油機在機械控制時期，就已經有了直六泵、分派泵、泵噴頭、雙缸泵等構造截然不同的系統軟件，每一個系統軟件各有其特征和應用領域，每一種系統軟件中又有各種不同構造。執行電控技術的執行器較為復雜，因而構成了柴油機噴涌系統軟件的多元化。

有關柴油機發動機電機控制供油系統的類型，大概分成四種方式。最先，按噴涌不同，電機控制燃油噴射系統可以分為持續噴涌方式及間歇性噴涌方法。在采用間歇性噴涌方法的多點電機控制燃油噴射系統中，根據各缸噴油泵的噴涌次序可以分為與此同時噴涌系統軟件、分類噴涌及系統次序噴涌系統軟件。次之，按對空氣流量的計量方法不一樣，電機控制燃油噴射系統可以分為D型噴涌系統及I型噴涌系統軟件。隨后，按噴涌位置不同，電機控制燃油噴射系統分為進氣口噴涌和缸體直接噴射兩類。最終然后按有沒有控制信號，可以分為開環控制系統和自動控制系統。開環控制系統（無前氧傳感器）難以實現最好操縱。自動控制系統（有前氧傳感器）要在發動機排汽管上配置了前氧傳感器，依據排氣管中氧氣含量的改變，分辨具體進到氣缸的混合氣體噴油量，然后通過ECU與設定的目標噴油量值進行對比，并依據偏差調整噴油泵點火提前角，使噴油量維持在設定的目標值周邊。



二、液壓控制電機控制單個式噴油泵



柴油機液壓控制電機控制單個式噴油泵（HEUI）是一種獨特的電噴系統，一般的柴油機供油系統是通過曲軸推動拐臂構成，使噴油泵的油泵柱塞泵往下健身運動，上升封閉在油泵螺帽里的燃油壓力到可以開啟噴油泵噴嘴總程里的油泵針型閥。而HEUI供油系統中，增加活塞桿里的髙壓汽車機油取代拐臂功效在各噴油泵頂端，由髙壓汽車機油增加動力的噴油壓力，由機油壓力確定壓力大小。

1、HEUI電噴系統原理概述

      HEUI供油系統的油泵速度采用液壓方法操縱，油泵速度隨柴油機轉速比而改變，使柴油機性能提升，燃油效率改進并排放減少。在油泵繼電器收到來源于ECM信號造成鼓勵時HEUI噴油泵柱塞泵姿勢，與其它機械設備驅動供油系統不一樣，柴油機凸輪軸轉速和突起延續時間操縱噴油泵的柱塞泵健身運動，因此油泵操縱更加精確。

2、HEUI電噴系統的構成

總體來說HEUI系統包括三大部分組成：低電壓供油系統、髙壓汽車機油系統及由ECM掌控的噴油系統。

（1）低電壓供油系統

      HEUI歸屬于低電壓供油系統，如下圖2所顯示，汽柴油經柴油油箱被吸出，經過濾器、低壓油泵、汽柴油集合管至噴油泵，向每個噴油泵的供油量超過具體點火提前角，以確保足夠的潤滑和制冷噴油泵，并沒有噴出的汽柴油離去主油道，最終經進油管的噴油壓力閥（緩解壓力設置為414kPa）返回柴油油箱。

低電壓供油系統中沒有髙壓汽柴油流動性，取消液壓油管，目的是防止燃油的流體密度和輸油管韌性在輸油管內形成壓力起伏，避免開啟已禁用的針型閥，造成二次噴涌點燃的不正常，發生乙醇燃燒。



（2）髙壓汽車機油系統軟件

柴油機的發動機潤滑油可分為兩個：低電壓和高壓。如下圖1所顯示能夠得知，在低電壓噴油泵的影響下，油底汽車機油被吸起，根據機油散熱器和過濾裝置，這時汽車機油分成雙路，一路對柴油機體進行潤滑，另一路從噴油器進到，進到噴油器里的不必要汽車機油一部分流到油底。此部分歸屬于進氣系統的低電壓一部分。在噴油器的影響下，髙壓汽車機油通向噴油泵，此部分就是進氣系統高壓一部分。

事實上，進氣系統高壓一部分不僅起潤滑作用，更為關鍵的是操縱推動噴油泵高壓油泵。噴油壓力自動控制系統如下圖3所顯示，系統中流動性的基本都是髙壓汽車機油，由髙壓噴油泵、噴油壓力穩壓閥、噴油壓力操縱傳感器和構成。

是由發動機曲軸推動7個活塞的髙壓噴油泵，在正常工作環境下，汽車機油被充壓至3100kPa到20685kPa中間，一個軌道式壓力調節閥（RailPressure Control Valve，RPCV）操縱汽油泵輸出工作壓力，當打開變壓調壓閥時，溢流式的汽車機油回柴油機油底中。變壓調壓閥是一個電機控制調速閥，起操縱液壓機噴油泵的油閥力的作用，ECM調整噴油泵輸出提供的油工作壓力，通過調節電機控制調速閥信號電流量。變壓調壓閥的截面圖如下圖4所顯示，在柴油機停機時，變壓調壓閥內部旋片泵被矩形彈簧推倒右邊，汽車機油溢水口關掉；在運行柴油機時，ECM發信號給變壓調壓閥，磁鐵線圈造成電磁場將流線圈促進菌狀閥和擺桿，注入旋片泵腔內的機油壓力和彈簧力聯合作用使旋片泵處在右邊，再次使汽車機油溢流式油孔關掉，使所有汽車機油進到各缸蓋內鑄造的汽車機油油道里，直至汽車機油主油道內做到期待的機油壓力。



（3）噴油泵

噴油泵由繼電器、提動閥、堿化提高活塞桿、噴油器總程等構成，如下圖5所顯示。

汽車機油液壓機動能給予噴油泵的噴涌驅動力，噴油泵里的活塞桿及柱塞移動由液壓壓力及轉速控制，由噴油泵中繼電器電源開關時間的變化達到控制點火提前角 ECM傳出單脈沖的溫度控制，當繼電器通電時提動閥開啟其高壓閘閥，促進活塞桿及柱塞在高壓汽車機油驅動下行到最少，噴油泵開展油泵。ECM脈沖信號操縱斷掉噴油泵的繼電器開關電源，終止油泵，關掉提動閥。當合上提動閥，髙壓汽車機油關掉輸送管，對堿化提高活塞桿終止提供的油，旋轉空槽內排進堿化提高活塞桿里的髙壓汽車機油。柱塞扭簧將堿化提高活塞桿及柱塞推回到原位。當柱塞上移時，汽柴油閥開啟，柱塞腔內逐漸引入低電壓汽柴油。ECM根據噴油泵有效管理發動機的噴涌速率、油泵時間以及髙壓噴涌工作壓力。

噴涌速率控制：噴油泵的落實由液壓機自動控制系統，速率比傳統腳踏式要快點，柴油機速度噴涌速率及壓力不相干。

在HEUI的油泵環節中，因為電磁閥速率回應很快，為“主導噴涌”即“二次噴涌”發揮特長。所說“主導噴涌”，是指通過噴油器噴到少許汽柴油到燃燒倉，緩緩地使燃燒倉內形成柔性火苗前峰，那樣氣缸內的最高值溫度和壓力都低于一般一次噴涌系統軟件，這時由ECM檢驗油泵延遲，在建立火苗前峰后，依據ECM提供的信息，噴油器再度不斷打開向氣缸內噴到精確的剩余油，燃燒倉里的汽柴油噴到活塞頂的碗型空間中，這有利于空氣和汽柴油產生渦旋。因為氣缸內的壓力升高率降低了，燃燒噪聲減少了，耗油量降低，與此同時大幅度降低排出有機廢氣濃度值。



三、電機控制泵噴頭系統軟件



電機控制泵噴頭系統軟件延續了腳踏式泵噴頭全面的多個特性，如由設置在缸蓋上及設置在柴油機側邊上位處曲軸直接驅動或者通過拐臂推動油閥柱塞，柱塞柱塞偶件與噴油器柱塞偶件組合裝在一個外殼里，柱塞油閥過程中產生的髙壓汽柴油馬上進入噴油器，無液壓油管。電機控制泵噴頭系統軟件取消腳踏式泵噴頭上用于控制供油量的螺旋槽而是以快速繼電器來調節油泵氣門和點火提前角，因而歸屬于時長控制類。

1、DDEC系統軟件

國外Detroit企業（底特企業）DDEC全面的泵噴頭噴油系統如圖7（a），泵噴頭組織和工作原理如圖7（b）。

當裝到泵噴頭邊上的繼電器打開時，柱塞雖然已經逐漸油閥，但是由于進氣閥開啟著，不可以創建髙壓。當繼電器一關掉，柱塞即向噴油器油閥和噴油器開展油泵。繼電器然后打開，高壓油馬上泄壓，終止提供的油，噴油器訊速終止油泵。電磁閥關掉和開啟由ECU操縱。因為電機控制泵噴頭將柱塞和噴油器、繼電器都裝在一個外殼里，又沒液壓油管，髙壓死容量不大，因而容許造成更高噴涌工作壓力，DDEC噴涌壓力為100MPa。同時減少了密封性表面法蘭接頭，電機控制泵噴頭系統軟件有非常好的穩定性。

電磁閥設計方案關鍵追尋快速反應，因而選了短行程安排、小品質、壓力控制式閥和平面圖形同步電機。在系統運行中將檢驗電磁控制閥的關掉點做為控制信號來達到閉環控制系統。我們可以通過繼電器磁感線工作電壓或電流波形的檢查來決定調壓閥的關掉點，那樣就可以不用此外附帶的感應器，這是它的特性。DDEC系統使用電壓波形做為傳輸信號，這也是基于對電壓波形和電流波形兩種方式對比后確立的。因此對磁感線的電流要有一個控制器給予調整，這樣當磁感線中電流量做到某一值后能維持不變。當同步電機逐漸挪動后，磁感線電磁線圈中工作電壓也在逐漸提升。當同步電機健身運動停止時，工作電壓突然下降到只需維持電流保持一致的低的水準上。這一工作電壓突將可以很方便地檢測出。為了保證響應時間，必須使用低電源變壓器，以確保在低電源電流下電流量能夠以充足閃電般的速度做到維持不變的水準。這個方法來測試電磁感應關掉點精密度能夠達到±0.25曲軸轉角。這類檢測方式也可以清除電源電流發生變化時所造成的供油量和供油氣門起伏。

2、EUP系統軟件

電機控制單個式柴油泵（EUP）是以Bosch 柴油泵-液壓油管-噴油器（PLN）系統為基本發展起來，它是由曲軸推動，并實現了電子控制系統。單個式柴油泵泵身體內的滾軸轉向結構由曲軸推動，促進螺帽里的柱塞往上健身運動，造成油泵所需要的髙壓，單個式柴油泵的最基本構成如下圖8所顯示。

      EUP的系統原理：在繼電器關掉且曲軸促進EUP殼體內的柱塞上移的時候才會油泵，當繼電器打開并且在柱塞回位彈簧4影響下向下滑動時，低電壓汽柴油將會發生溢流式。髙壓汽柴油從EUP通過小管經液壓油管被傳至噴油器，大概在31027～34475kPa汽壓影響下擺脫扭簧壓力而打開，這時噴油壓力約為179.3MPa。



四、電機控制分派泵（EDP）系統軟件



電機控制分派泵要在機械設備分派泵的前提下發展而來的。它延續了原機械設備分派泵體型小、噪聲小、運轉平穩、承受力平衡的優勢，又大大簡化了原機械設備分派泵的結構，它的結構如下圖9所顯示。

 1、分派泵工作原理

如下圖10所顯示。開啟啟動馬達汽柴油斷開繼電器插電打開，那樣泵殼和柱塞間的汽柴油安全通道順暢。當輸油泵轉動，汽柴油從柴油油箱里被吸脂上去，根據水沉積器及汽油濾清器在從調節閥門調定壓力之下進到泵殼。根據柱塞運動汽柴油被擠壓并安排到每個油閥。汽柴油根據油閥后，然后通過液壓油管進到噴油器，且被噴到汽缸。與此同時，柴油泵的結構是依靠汽柴油來潤滑和冷卻的。一部分汽柴油從溢流式螺釘返回柴油油箱，來調節泵殼汽柴油環境溫度的上升。

2、油閥基本原理

（1）輸油泵、凸輪軸板與柱塞是通過轉動軸推動并以發動機一半的轉速轉動。

（2）2個柱塞扭簧將柱塞及凸輪軸板頂在滾子軸承上。

（3）凸輪軸板表面有和汽缸同樣數量端口凸輪軸。(4 缸發動機有4個端口凸輪軸。) 凸輪軸板借助固定滾子軸承促進柱塞向里或者向外旋轉，柱塞伴隨著端口凸輪軸運動而運動，柱塞的反復運動與端口凸輪軸的旋轉同歩。端口凸輪軸轉動一圈，柱塞進行4 次完備的反復運動。

（4）每1/4圈噴涌一次汽柴油進到汽缸和柱塞完成一次反復運動（相較于4缸發動機來講）。

（5）柱塞有4個吸油杯、1個分派孔、1個回進油口和1個均衡槽。回進油口和分配孔與柱塞定位孔互通。

（6）汽柴油從柱塞的吸油杯被吸進。隨后髙壓汽柴油從分派孔根據油閥進到噴油器。

3、雙缸提供的油全過程

（1）去油全過程：

柱塞在往下運動的時候（如圖例往左邊移動時），柱塞里的4 個吸油杯中的一個與分派頭吸進油口互通。那樣汽柴油被吸入壓力室，從那里進到柱塞內部結構。

（2）提供的油全過程：

伴隨著凸輪軸板與柱塞轉動，分派頭吸進油口關掉、柱塞的分配孔與分派安全通道互通。伴隨著凸輪軸板轉上滾子軸承，柱塞往右邊健身運動縮小汽柴油。當燃油壓力超出油閥彈簧的軸向力，汽柴油便被泵注噴油器。

（3）提供的油完畢：

當凸輪軸板再次轉動柱塞再次往右邊健身運動，柱塞上的兩個回進油口將柱塞及凸輪軸板頂在滾子軸承上。那樣高壓油根據回進油口流到泵殼。結論燃油壓力突然下降、燃油噴射終止。



匯總：

柴油機電子控制技術在安全、精密度、自動控制系統和故障檢測方面具有優點，但維護保養難度系數、價錢、耐用性和安全隱患等方面存在局限性。因而，柴油發電機組制造業企業需要在技術性把握、運用和管理等層面加強研究，使柴油機電子控制技術能夠更好地為人們的生活服務項目。