降低电控柴油发动机排放污染技术研究分析

梁海明

摘要：本文详细地介绍了电控式VE分配泵的结构特点和原理，试验结果表明：按照不同的发动机转速和负载选择最合理的喷油提前角，可以大幅度地降低柴油发动机污染物排放，同时还可以改善发动机的动力性和经济性。

关键词：电控技术 柴油发动机 污染物

前言

进入21世纪中国经济迅猛发展，柴油发动机的市场占有率越来越大，随之而来的是其排放污染物对环境的影响也越来越大，为此把电子技术引入燃油系统并采用尾气在循环技术和尾气净化技术，便可以大幅度降低柴油發动机的尾气排放，本文所介绍的电控燃油系统就是把机械式VE分配泵引入电控技术，使用单片机直接对燃油喷射系统进行控制。还该系统还可以通过进气量和燃油温度等参数的变化对燃油喷射量进行调节，使柴油发动机达到最佳工作状态。

一、电控式VE分配泵工作原理

1.1、电控式VE分配泵的结构特点

如图1所示，电控式VE分配泵由输油泵、驱动装置和控制系统组成，和机械式VE分配泵相比较，电控式VE分配泵增加了电控油量驱动装置、实时控制系统和温度传感器。这样就可以实现油量自动调节并且数据十分准确。

1.2、自动控制原理

电控燃油系统主要由传感器、控制器和驱动装置组成，它们的作用分别是：传感器用于检测柴油发电机的运行状态并把信号传递给控制器，具体的传感器包括位移传感器、温度和流量传感器。本系统主要使用单片机为控制器，它的主要作用是通过程序控制驱动部分。而驱动部分的作用是通过控制系统的指令去控制相应的机械部分。

1.3、喷油参数的控制

燃油在高压腔内经过柱塞的压缩经过喷油器进入燃烧室，当高压腔和低压腔压力平衡时停止喷油，电控VE分配泵对回油孔的开启进行进行控制，从而调节喷油量的大小，本系统采用线圈驱动器驱动控制套，控制套的位移由传感器来测定，通过反馈信号来控制控制套的位置，和机械式VE分配泵相比，它的喷油量非常准确。

1.4、喷油正时控制

电控VE分配泵的正时控制分为二级控制，一级控制和机械式VE分配泵控制原理是一样的，另一极控制是将高低压腔用管路相连，并在管路上加一控制阀，通过控制阀来调节压力大小，从而实现喷油正时控制。EDC通过传感器信号控制喷油提前补偿量，并以PWM来控制控制阀的开停，这样就克服了机械泵提前角完全由柴油机转速决定的缺陷，还可以大大降低柴油机的污染物排放量。

二、影响柴油机排放的参数

2.1、转速和污染物排放之间的关系

从图3中可以看出，虽然从理论上柴油机转速对污染物的排放量影响很大，但实际上转速对NOX的排放量影响并不是很大，图4为HC与转速的关系，HC在发动机刚启动时变化比较明显，其余时间基本没有变化。

2.2、喷油正时和污染物之间的关系

图5显示随着柴油发动机喷油提前角的增大，污染物的排放快速降低，但如果柴油发动机喷油提前角过小，但会导致燃烧推迟、爆发压力降低和经济性变差。

三、柴油发电机排放实验研究分析

3.1、柴油发电机技术参数及设备

柴油发电机型号：BG493Q-1，最大扭矩172N.M，最大功率57KW，喷嘴型号：DLSA153P009，开启压力19.5MPa，喷油泵为无锡威浮电控VE分配泵，压力参数见表1，用奥地利AVL公司测试仪器测试柴油机13工况排放，具体型号见表2.

3.2、柴油发电机排放实验结果分析

从表3检测数据中可以看出电控VE分配泵泵端压力较低，只要根据发动机转速和负荷选择合适的提前角，就可以使柴油发动机各种排放物达到欧洲1号标准，电控VE分配泵和机械VE分配泵分配泵相比，不仅仅在污染物排放上有较大优势，而且在喷油提前角调节方面的优势也比较明显，这对改善柴油机的性能十分有利。这是因为电控VE分配泵供油量在每一个工况下都可以调节，因此可以获得柴油发动机比较优秀的供油曲线图，而且可以根据污染物某个指标的变化自动调节供油提前角，正是这些优势可以使电控VE分配泵在较低的压力条件下降低污染物排放，并改善其动力和经济性。

参考文献：

[1]李元.柴油发动机技术研究分析[J]，中国科技纵横，2015.

[2]费玉章.柴油发动机排放污染物对环境的影响[J]，四川水泥，2017.