GW4D20柴油机台架试验起动控制设计

徐兰欣，赵海霞，郭智生

（长城汽车股份有限公司技术中心 河北省汽车工程技术研究中心，河北 保定 071000）

笨重、噪声大、喷黑烟，令许多人对柴油机的直观印象不佳，加上柴油机的构造比较复杂，不少人对柴油机缺乏了解，尤其对现代先进的柴油机缺乏了解，因此柴油机汽车在一些城市成了 “被限制的对象”，受到种种歧视。其实经过多年的研究和新技术应用，现代柴油机的现状已与往日不可同喻。现代先进的汽车柴油机一般采用电控喷射、共轨、涡轮增压中冷等技术，在质量、噪声、烟度等方面已取得重大突破，达到了汽油机的水平，越来越得到广泛应用。

我公司生产的GW4D20柴油机 （图1），采用德尔福高压共轨供油系统和电子节气门技术，具有优越的经济性、动力性和高可靠性，搭载于长城汽车哈弗H6车型。其优越的性能离不开大量的台架试验验证和标定工作做保障，而其台架起动控制是试验验证必须和首要的环节。试验台架是一种试验室内检测发动机燃油经济性、输出动力性和耐久可靠性的综合性评价设备，可进行发动机起动试验、怠速试验、功率试验、负荷特性试验、万有特性试验等10项性能试验项目［1］。

1 台架起动控制要求

GW4D20柴油机电控柴油喷射系统由传感器、ECU（计算机）和执行机构3部分组成，试验台架为奥地利AVL公司生产的测功机，模拟整车功能，控制发动机起动、停止、怠速等。台架起动为独立于整车的发动机安装在试验台架上，由测试机控制系统控制发动机起动和停止，再进行发动机性能或可靠性测试。

2 系统控制线路设计

2.1 柴油机起动条件

查看整车电气原理图，一般柴油机起动需具备3个基本条件。

1）ECU常电供电。ECU正常工作离不开持续供电电源的支持，即它的常电来源于点火开关IG1的ON档。

2）主继电器控制及供电。因为主继电器常开触点回路上挂着发动机的一些传感器及执行器的供电回路，如空气流量计、VGT、高压油泵等，所以只有主继电器吸合，发动机才能正常工作。主继电器在点火开关ON后，受控于ECU的主继电器控制而吸合或断开。

3）发动机起动机控制及供电。因为发动机的起动是靠起动机首先起动拖动曲轴旋转，进而进入往复的压缩行程而起动的，所以起动机首先起动发动机才能正常工作。起动机接受点火开关的START信号后开始起动。

总之，常温下台架柴油机具备以上3个基本条件后就能够正常起动了，但是如果柴油机处于冷态或起动困难时，则还需对预热塞进行加热。除此之外，发动机长时间台架运行还需发电机持续地给蓄电池补充电力。另外，如果需要柴油机扭矩控制运行平稳或是检测油耗等情况，还需接入空气流量计、VGT、EGR等控制回路。

2.2 控制线路设计

综合柴油机起动控制条件和整车电气原理图，得出以下控制线路设计，控制原理如图2所示。

3 台架起动发动机运行

根据图2，分析实际GW4D20柴油机线束图和机舱线束图，将对应线路和控制回路进行接线连接，最后再与设备台架发动机起动控制接口连接；起动设备，由设备输出发动机ON信号和START信号，发动机就可以受控于台架，试验任务可以由此开始。图3为技术中心新能源项目中GW4D20柴油机起动测试台架。

4 结束语

柴油机和汽油机台架起动有许多共同点，但也有不同之处，正确识别电气图纸，按照一般台架起动控制方法进行起动，一般能快速起动柴油机。GW4D20柴油机采用此种台架起动控制方法，能快速方便地使发动机台架投入试验使用，减少试验准备时间，缩短产品开发周期。

［1］ GB／T 18297-2001， 汽车发动机性能试验方法［S］.

［2］ QC／T471-2006， 汽车柴油机技术条件［S］.

［3］GB／T 25365.1-2010，柴油机电控共轨喷油系统总成技术条件［S］.