柴油机电控技术的应用与发展探讨

摘 要：随着现代社会经济的快速发展，工业技术水平也有了较大程度的提升，但与国际水平相比还存在一定差距，如柴油机的电控技术就还有很大进步空间。面对这样庞大的市场需求，众多有远见的商家都把目光聚焦于柴油机技术领域。本文就主要对电控柴油机技术的应用研究现状及未来发展前景展开探讨。

关键词：柴油机 ;电控技术 ;发展方向

1 柴油机电控技术的研发历程及研究现状

1.1 柴油机电控技术的研发历程

现代科学技术发展迅猛，各种发动机技术为了适应现代的科技需求不断进行更新换代，创新性发展越来越多，在技术的更新加持下发动机的能耗越来越低，效率越来越高。科学技术发展了近百年，电控技术在柴油机领域的应用进一步降低了对燃油的消耗，大大提高了发动机的效率。尾气排放应达到相关排放的标准，尾气中的各项污染气体应慎重对待。由于柴油机和汽油机的尾气构成有所不同，具体体现在柴油机所排放的尾气中存在大量颗粒物，因此对于柴油机排放的尾气应该更加重视，他守着，以减轻柴油机尾气对空气的污染。所以现阶段对于柴油机电控技术的研究要点不仅在于提高柴油机的工作效率，减少对燃油的消耗，减少噪音等常规方面，更在于怎样能够减少柴油机所排放尾气中的颗粒物，降低对空气的污染。

1.2 柴油机电控技术的研究现状

柴油机电控系统的整个发展历程要追溯到1980年，40年间电控系统的能力发生了翻天覆地的变化：从控制项目的个数角度来看，最初电控系统只能控制几个项目，改造后能够控制几十上百个项目;从控制任务的难度来看，最初电控系统任务难度系数很低，后来要求控制更难更复杂的任务;从控制任务的内容来看，最初执行的都是电控系统最基本的控制任务，如循环供油、实时控制油量等，现在不仅要求能够实时控制，更要求对执行供油任务时的各种参数，如供油速率等有直接精准的控制;从控制任务的范围来看，最初的控制任务仅是燃油喷射控制，改革后需要更加全面的控制，包括压强高低的控制、气体进出的控制、柴油机与其他机器协同控制等，但总体来说柴油机电控技术的控制重点仍然在于燃油的喷射控制。

27年前德国有两家公司共同研发了一种新的电控技术，将共轨电控技术应用到控制柴油机的燃油喷射控制任务中。这一技术引起了美国、日本、德国三家大公司的注意，在对这项技术充分的研究和了解过后，这三家公司将这种控制技术进行了有针对的改良，并应用到了实际生产当中。相对于这些发达国家，我国的燃油机电控技术水平相对落后，研究方向仍然聚焦于燃油机电控技术喷射系统。我国的一些理工高校和相关技术人员对柴油机电控技术的研究更关注在更加细节的控制，如燃油喷射位置、喷射时间等，这对我国柴油机电控技术以及柴油机领域的发展做出了较大贡献。

2 柴油机电控技术研究方向展望

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。发动机电控单元的标定系统在电控过程中主要起到改变相应参数的作用。发电机在运行时主要是根据机器内部所设置的参数运行，而电控单元中标定系统的存在能够改变其中预先设好的参数。在保证发动机正常运行的情况下，改变了控制的参数，就能够改变发动机的运行环境，并且能够实时的监控发动机的运行状况，了解发动机的运行性能，控制发电机在最适合的参数下进行工作，优化发动机的使用。未来标定技术的研究方向有三个：第一个是研究电控单元本身，优化电控单元;第二个是改善电控系统的硬件条件，设计更加完善的工作系统;第三个是完善电控单元与标定系统之间的协同工作，设计更优的通信类型。

2）对柴油机优化控制的研究。发动机的优化控制应从两个角度入手：一个角度是对所涉及的参数进行优化升级，另一角度是对MAP所生成的数据进行优化升级。现阶段，想要对发动机的电控系统进行优化存在着很多种选择。当前国外比较流行和常用的电控系统优化控制的方法是自动优化标定方法，选择这种优化方法是出于两方面的考虑，即标定周期和标定费用。采用这种标定方法所需时间短，价格更低廉，不影响任务的完成情况，完成优化目标的同时取得更好的标定成果。另外使用瞬态优化标定方法是一个发展趋势，也是当前优化控制一个十分有前景的发展方向，获得了相关领域的一致好评。本文的研究重点在于如何让发动机在完成基本工作的前提下，既能保证工作效率又不会对环境污染产生巨大的负面影响，同时对柴油机的功能做进一步的升级，进一步提高工作效率，降低工作产生的噪声污染和空气污染。

2.2 柴油机电控单元的升级及控制策略分析

1）对于柴油机的喷油量的控制，包括正常工作时的喷油量控制、起步到正常速率前的喷油量控制、超速率工作时的喷油量控制、低于正常工作时的喷油量控制等各个时段的喷油量控制。

2）对于喷油进行时各参数的控制，包括正常工作阶段、非常温工作阶段等各个方面的喷油进行时的控制。

3）对于柴油机喷油压强大小控制进行优化，压强控制更加精准。

2.3 柴油机排放要求及检测技术分析

1）有关排放要求方面，首先要熟悉比较权威的机构所提供的有关排放要求的文件，对比现阶段排放状况，选择合适的排放方案，在此基础上根据排放要求，进一步对排放进行控制，分析技术的可行性。

2）有关颗粒物的排放方面，由于油质和技术的不同，柴油机排放的尾气中含有比汽油机更多的颗粒物，对颗粒物排放的控制也需在熟悉相关标准的基础上进行研究。

3）有关柴油机的废气排放再循环方面，应对废气再循环技术加以运用以进一步优化柴油机。

3.柴油机电控技术的研發前景

随着人们生活水平的提高，我国汽车产量逐年攀升，城市的空气污染越来越严重，影响了人们的生活质量。近年来环保问题已经引起了国家和相关部门的重视，不管是从宏观战略布局方面，还是细化到排放法规层面，对于汽车尾气等废气排放的标准都更为严格。但电控柴油喷射系统多种多样，各种系统都不尽完美，因此一方面要开发电控共轨系统，另一方面要综合考虑我国国家现状和法律环境，有针对性的开发适合我国国情的电控柴油机产品。尽管第二代电控喷油系统要比第一代电控喷油系统在各个方面都有很大的提升，系统也更为稳定，控制更为全面，但我国存在一个卡脖子的技术问题，在制造高速高压电磁阀上有很大困难。虽然有国外已经解决制造难度大的说法，但是我国的汽车制造水平和电控技术都难以与发达国家相比，想要解决这个困难需要多付出数倍努力，在技术没有达到条件时，不能够不切实际的使用第二代控制系统，应该在我国现有技术水平的基础上，逐步优化系统功能。 柴油机电喷射系统的优化控制是一个庞杂的系统工作。现阶段对柴油机燃油喷射装置的优化，在不久的将来，一定会实现大幅度的控制优化。具体表现为：喷射压强越来越大、压强调整越来越灵活、喷油的时间和数量可以灵活控制、能够选择最合适的喷油速率等。另外，燃油喷射将呈现一个可柔性控制的发展趋势，实现这一控制的系统被称为全电子控制燃油喷射系统。

结论

科学技术的进步推动了柴油机电控技术的发展，而发动机的发展离不开电控技术的进步。现阶段，我国对于柴油机电控技术的研究还比较片面，与国际发达国家水平相比还有很大的发展潜力。为了满足市场上对于柴油机电控技术提高的需求，厂商和投资人将目光转向到这一块尚未发展完全的领域，对于柴油机技术的升级研发必然会成为相关领域一段时间内的研究重点和重要的发展方向。

参考文献：

[1]杨杰民，郑霞君.现代汽车柴油机电控系统[M].上海：上海交通大学出版社，2011.

作者简介：

陈黎祥 （1990-01）男，汉，籍贯：江苏省常州市，职务职称：工程师，学历：本科，研究方向：内燃机、机械设计。