浅析柴油机共轨系统中轨压的有效控制

孟凡超

摘 要：详细分析了柴油机和传感器的电气特性，阐述了高压共轨系统的工作原理和控制策略。同时分析了柴油机在实际应用中速度不稳定的问题。

关键词：柴油机;高压共轨;速度;传感器

1 前言

该项目采用D2876LuE622高压共轨系统电控柴油机。人类柴油发动机通常用于国内汽车工业或海洋工业，并首次用于铁路机车。用于机车发电的柴油发动机具有比船用柴油发动机更高的速度要求，并且柴油发动机速度必须随负荷变化保持恒定。因此，柴油机的调速性能对机车发电非常重要，其稳定性和可靠性直接影响柴油机的运行和整车的性能。详细分析了电子柴油机的结构和特点。在充分了解柴油机特性，柴油机转速不稳定性和不稳定性问题的基础上，柴油机数据解决方案，取代了传统的柴油机数据处理。问题。电子控制器，低速皮带速度控制。

2 柴油机高压共轨电控系统的开发

自1970年代以来，电子控制喷射系统的开发和研究经历了三代的历史，是第一代的位置控制喷射系统，其优点是在不改变柴油机的结构，良好的继承，生产技术改造和促进当前模型，缺点是小，准确性差、控制精度很难控制注入速度和注入压力，第二代流体控制燃油喷射系统、更灵活，具有精确的优势注入问。定量和喷射定时控制，可以实现独立控制独立气缸，提高高压喷射流的能力，第三代是注入压力控制的控制系统，即电子共轨喷射系统，克服了冷杉的缺点。第一代柴油机，具有以下优点：可以实现高压注射，注射压力，注射压力和发动机转速无关，可以提高柴油机的低速低负荷条件下的性能，本发明可以实现注入和调整喷射速度，可以自由选择注射时间和注射体积，注入特性，燃烧过程优化，结构简单，可靠性好，适应性强，可以看出TEM电子控制高压共轨系统有很大的优势，是柴油机燃油喷射系统的发展趋势。

3 高压共轨电控系统

系统组成：共轨系统包括电子控制的燃料喷射器，电子控制的高压油泵，共轨管，高压油管和电子控制单元（ECU）。通过激励控制电流打开电控喷射器。其中，电磁阀（进气阀，压力控制阀，PCV）是共轨压力控制系统的核心控制部件，安装在油泵和高压油泵之间的低压油管上。可以看出，电控高压共轨系统具有很大的优势，是柴油机燃油喷射系统的发展趋势。高压油泵还与预供给泵组合，拆卸预供给泵齿轮系统，结构简单紧凑。高压共轨是高压容积燃烧室，其可以存储和分配高压燃料并抑制高压燃料的压力波动。泄压阀安装在共轨上，可提供安全保护，防止共轨压力超压和喷油器泄漏。同时，电子控制单元安装压力传感器以检测共轨压力。控制原理：共轨压力由供应的油量，喷射的燃料量和其体积决定。通过电磁阀的控制，可以调节高压油泵的油量以调节供油量。电磁阀的控制由ECU控制。通过调节比例电磁阀中的电流来调节滑阀的滑动位置，并灵活地改变燃料供应脉冲宽度，实现了共轨系统中轨道压力的有效控制，从而实现了总的通路。控制轨道系统的燃料量。E高压油泵，使燃油均匀雾化。活塞顶部的控制室同时由高压燃料管线和共轨高压燃料中的喷嘴的压力控制。在油室中，相同的油压同时向控制活塞的顶部和针阀上的锥体施加压力。

4 控制原理

4.1 电子控制单元EDC是电子控制系统的核心，包括单芯片模块，输入信号处理模块，输出驱动模块，电源模块，通信模块等。EDC查询历史以存储数据并基于发动机速度和确定的燃料喷射量确定目标值。然后，根据传感器信号，改变喷射压力，并且控制策略控制喷射压力以实现恒定压力喷射。为了实现柴油机的最佳性能，良好的控制算法和策略是电子控制系统稳定运行的保证。影响控制的关键参数：驾驶员的速度要求由手柄水平决定，曲轴速度传感器用于测量柴油发动机的实际速度。最终控制保证两者之间的零偏差。凸轮轴传感器用于确定点火气缸和燃油喷射起始点。预喷油量受喷射时间长度，喷嘴尺寸和数量以及共轨压力的影响。

4.2 传感器的功能是实时检测柴油机操作。测量信号处理EDC的昏迷，EDC用来修改控制策略中的参数。这个项目使用5V电源，传感器部分在EDC电路提供的。传感器的实际应用（1）共轨压力传感器。安装在测量管的高压共轨，这是影响注塑参数的关键。（2）曲轴传感器。安装在曲轴的边缘测量凸轮轴速度传感器（3）。安装在凸轮轴的边缘定位燃油喷射。（4）冷却水温度传感器。柴油发电机正常运行监控、冷却水温度高于98℃，报警提示。超过102度，准备停止。（5）进气温度传感器。监控柴油发电机的操作。当温度高于75度，将显示警报。（6）燃料压力传感器。之间的管道安装在低压泵、高压泵，观察传感器的压力值，确定低压油正常。（7）油压传感器。柴油机监测单位工作。当机油压力低于极限速度和停止发动机。

5 共轨压力控制策略

5.1 启动轨道压力控制

5.1.1 在启动过程中，由于油泵凸轮轴的速度较低，必须快速建立共轨油压。必须使用早期PCV阀关闭起始点。在此阶段，控制软件使用PCV阀的开环模式，该模式以固定频率打开和关闭。共轨油压可在1s以上25MPa以上获得。

5.1.2 ECU检测到气缸密封信号后，在气压达到目标值之前：ECU驱动两个P-C-V阀，以与速度同步工作。通过闭环控制方法，高压油泵凸轮整个上升段的供油迅速转换为开环控制模式，迅速建立目标轨压。当轨道压力高于最小喷射压力时，主喷射标准设定为1，并且ECU根据冷却水温度和速度图获得低速浓缩油。并将其转换为喷射脉冲宽度以开始喷射。

5.1.3 燃油轨压力达到目标值后，柴油机达到最低怠速前：同时，预喷射标志设定为1，并且ECU基于油的总量和转数分配油量。通过预喷射产生的冷焰反应在主喷射之前增加燃烧室温度，改善柴油发动机的启动性能，并促进燃料雾化。

5.2 喷射压力的预控制当柴油发动机快速加速时，其速度会随着加速器的燃料供应而增加。并且目标喷射压力通常在短时间内显着增加，以减少烟灰和微粒排放。因此，为了尽快增加共轨油压，接近目标喷射压力，预控制模式驱动PCV阀供油，连续供油角T大于5°（凸轮）。预供给泵从低压入口通过孔进入控制室，而另一个进入控制室的阀体部分。当压力调节阀未通电时，低压油通道和控制室之间的连接被阻挡。在液压和弹簧力的作用下，控制室中的滑阀被抬起，中间凸起部分位于通向泵柱塞室的油通道上方。此時，低压燃料直接连接到柱塞室。如果此时供油装置的三作用凸轮下降，则油可以被吸入柱塞室。

油压启动后，三运动凸轮到达下止点。由于进油口和柱塞室之间的单向阀，无论阀芯的位置如何，油在油压阶段都不会流回入口。在三移动凸轮的跳闸期间的某一点，可以停止电源以调节柱塞室的入口。当压缩燃料压力大于连接到流动管线的共轨燃料压力时，油阀打开到共轨中。同时，如果电动阀连接到电磁阀，控制室和低压油管，低压油管将迅速返回油箱。由于节流孔的功能，燃料控制室不会及时补充，压力会下降，导致液压。滑阀的作用使物料下降，其中凸起进料和进料。

5.3 启动后的轨道压力控制计算后，将多余的燃料压回到低压罐中，剩余的燃料量被压缩为高压。油通过高压油管泵入共轨，共轨管中的高压燃料通过高压油管进入电子喷油器，大大降低了泵油的消耗。在达到目标油量之后，电子控制单元发出信号以关闭电磁阀并通过弹簧预紧固吸盘。低压入口回路断开。随着柱塞继续下降，柱塞室中的压力降低。当达到下死点時，柱塞反转并开始油压。然后，电子控制单元首先基于最终燃料喷射量和转速检查油压力图，以确定目标轨道压力的基本值，即，最终目标轨道压力PfIN。然后，将当前轨道压力反馈值与目标值进行比较，并通过实时控制算法获得实际轨道压力控制量Pf。通过查询映射获得相应的驱动占空比PWM，然后输出到电磁阀，高压油泵的比例油输入量T完成共轨压力控制。由于燃料喷射和喷射器的燃料泄漏，每次喷射后需要调节压力。在高压泵柱塞的向下压力期间，控制电磁阀的通电时间T，使得可以控制油泵的低压燃料量以变成共轨高压燃料量。因此，共轨管内的燃料压力保持稳定，精度高，响应速度快，燃料利用率提高。

6 结束语

柴油电子控制的共轨技术是通过共轨直接或间接地形成恒压燃料，并将其分配到每个喷射器。通过集成在每个喷射器中的高速电磁开关阀的打开和关闭来确保柴油发动机的最佳雾化。燃料利用率高。

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