国内柴油机电控技术的现状及发展方向

常永发+王海涛+李越超

摘要在我国，工业技术的水平和国际上来对比还有相当大的差距，对于柴油机的电控技术还是需要进一步的探索和研究。现在越来越多的厂家和开发商都开始对柴油机的技术表示出越来越大的兴趣，所以面对越来越多的市场需求，柴油机的电控技术的发展和研究势必是我们国家接下来的重要的一个发现方向和未来的发展的路线。

关键词柴油机；电控技术；发展方向

经过了将近100多年的研究与发展，柴油机技术先后进行了3次具有代表性的技术改进：德国的Bosh公司在1920年研发出了通过使用机械设备的供油系统来代替之前一直使用的通过蓄压形式的供油系统，这一伟大的进步使得车辆上能够运用柴油机设备埋下了伏笔；一直到1950年左右，废气涡轮增压技术的成功研制，大大提高了柴油机的功率，这样的设备的成功研制，对于在大中型的车辆上使用柴油机设备成为了可能；到1980年之后，电控技术的成功研制，把微机作为电控的单元，成功在柴油机上的采用，慢慢形成了我们现代的车柴油机电控系统，这项技术的成功研制，使得柴油机在各个方面包括在动力性方面、经济性方面以及排放噪音的各类指标方面都产生了强有力的竞争力，因此，应用电控技术的柴油机也预示着柴油机技术从此进入了一个新的台阶。一直到现在，世界上各个国家都已经开始在研究设计并且生产柴油机的电控系统，在一些比较发达的国家，柴油机的电控系统已经达到了非常高的水平，然而在我国，工业发展水平和国际上来对比还有相当大的差距，对于柴油机的电控技术还是需要进一步的探索和研究。

1柴油机电控技术的发展背景以及发展现状

1.1柴油机电控技术发展的背景

随着科学技术的不断发展，发动机技术的改革创新也越来越多，发动机的高效能性以及低燃油性的要求也在进一步的提升。在将近100多年的发展过程中，电控技术的成功研发使得发动机对于燃油的低耗能性以及高效率性有了极大的进步，然而对于尾气的排放比如说一氧化碳等气体也需要达到相应的尾气排放法规。然而对于柴油机的使用又和汽油机的使用有很大的区别，柴油机在进行排放的尾气的时候还会产生大量的颗粒物，这些颗粒物也易导致环境污染的问题，因此，对于柴油机的电控技术的进一步研究的主要的工作目标还是要以减少颗粒物的排放量，提高工作的效率以及减少噪音和低耗能的要求。

1.2柴油机电控技术的发展现状

从1980年以来对柴油机的电控系统的不断的研究和改造，由原先的几个控制项目一下子增加到几十个甚至上百个，控制的要求也是越来越高，从一开始相对简单的慢慢发展成越来越复杂的控制的任务。从一开始的仅仅需要具有循环供油量的控制任务、供油正时控制任务等一系列最最基本的控制任务一直到现在的包括对供油的速率要求的控制以及对于喷油的压力大小的控制在内的具有多项要求标准的燃油喷射的控制任务。也从一开始比较简单的燃油喷射控制任务一直进行进一步的扩展到包括多个控制任务在内的全方位控制，包括进气控制、增压控制、排放控制、启动控制发动机与变速器的综合控制等等。然而，现在全世界各国对于柴油机的电控技术的研究还是主要集中在对于燃油的喷射控制。在1994年，德国的两家公司Benz公司和Bosch公司共同研发了一款在当时比较先进的技术——柴油机的共轨电控技术的燃油喷射系统。与此同时，另外3个大公司，美国Caterpillat公司、日本Nippon公司以及德国Denso公司也都对这项技术进行了进一步的研究和设计，并且在最后还投入到了生产工作当中。然而相对于世界上发达国家的水平，我国对于柴油机的电控技术的研究和发展是比较落后的，而目前我国主要研究的方向还是对于柴油机的电控技术喷射系统的研发。我国的一些理工科高校比如说像清华大学、北京理工大学、上海交通大学、天津大学等等现在都是集中在对于系统的喷射时候的位置进行控制、时间进行控制等并且进行了科研的工作，同时也获得了一些对工业的发展有一定的推动作用的成果。

2柴油机电控技术未来的研究发展方向

2.1柴油机电控单元标定技术的研究

1）柴油机的发动机电控技术中的标定系统的研究。在发动机的电控单元中的标定系统的主要的作用还是通过修改发动机的电控单元的控制的参数，但是前提条件是在不能影响发动机的在一般的情况下能够正常的运行，使得发动机能在设置好的不同的控制参数的数据条件下进行数据运行，与此同时还要对发动的性能进行进一步的监控，最终可以实现控制参数的优化作用。对于柴油机的电控单元的标定技术的研究主要有3个方面：一个是对电控单元的进一步的研究；另一个是对于电控标定系统的一些硬件进行合理的设计工作；最后是对于标定系统和电控单元之间的通信类型进行设计的工作。

2）对柴油机进行优化控制。发动机的优化控制主要包括两个方面，一个对于控制参数的优化作用，另一方面是MAP的数据的生成进行优化。截至当前，对于发动机的电控系统的优化的方法还是有很多的，比如像离线稳态标定方法、在线稳态标定方法、自动优化标定方法、最新的瞬态优化标定方法等等。然而在国外，发动机的电控系统的优化标定方法一般是会使用自动的优化标定方法，这个方法有两个优点，一是减少标定的周期，二是减少标定的费用。然而还能够完成给定的要求，更好的完成任务，获得更完善的标定的结果。与此同时，对于发动机的电控系统的瞬态优化标定同样也获得了越来越多的认同，这其实也是当今的发动机的优化标定的一个十分重要的发展路线。本文就是在研究发动机的各种一系列的指标在达到基本的要求之上，比如像经济的一些指标，排放量的一些指标之上，来进一步对柴油机进行进一步的优化。对于控制参数的优化工作，主要是包括了以下几部分的参数：稳态修正参数、起动工况参数的标定、基本控制参数、怠速工况参数等等。

2.2柴油机电控单元的开发与其控制策略研究

1）对于柴油机的喷油量的控制，主要包括基本时间段、起动时间段、怠速时间段以及在加速和超速的时间段的喷油量的控制。

2）对于喷油正时的控制，主要包括基本时间段、起动时间段、低温时间段等各个方面的喷油正时的控制。

3）对于喷油压力进行进一步的控制。

4）对于以上一些控制的项目进行进一步研究其控制的策略。

3柴油机排放控制及测试技术研究

1）对于排放要求，可以先根据欧洲III和IV的相关的一些列的排放的要求，确定相关的控制的排放的方案，从而进一步进行可行性的相关的分析。

2）对于颗粒物的排放的标准进行进一步的研究以及控制。

3）对于柴油机的废气排放进行再循环以及进一步的研究控制和分析。

4结论

随着科学技术的发展，柴油机的电控技术对于发动机的研究有着重要的作用。目前，对于柴油机技术的科研还是处于一个初级阶段，和国际化的标准还是有一定差距。但是现在越来越多的厂家和开发商都开始对柴油机的技术表示出越来越多的兴趣，所以面对越来越多的市场需求，柴油机的电控技术的发展和研究势必是我们国家接下来的重要的一个发现方向和未来的发展的路线。