GW4D20柴油機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)起動(dòng)控制設(shè)計(jì)

徐蘭欣，趙海霞，郭智生

（長(zhǎng)城汽車(chē)股份有限公司技術(shù)中心 河北省汽車(chē)工程技術(shù)研究中心，河北 保定 071000）

笨重、噪聲大、噴黑煙，令許多人對(duì)柴油機(jī)的直觀印象不佳，加上柴油機(jī)的構(gòu)造比較復(fù)雜，不少人對(duì)柴油機(jī)缺乏了解，尤其對(duì)現(xiàn)代先進(jìn)的柴油機(jī)缺乏了解，因此柴油機(jī)汽車(chē)在一些城市成了 “被限制的對(duì)象”，受到種種歧視。其實(shí)經(jīng)過(guò)多年的研究和新技術(shù)應(yīng)用，現(xiàn)代柴油機(jī)的現(xiàn)狀已與往日不可同喻?，F(xiàn)代先進(jìn)的汽車(chē)柴油機(jī)一般采用電控噴射、共軌、渦輪增壓中冷等技術(shù)，在質(zhì)量、噪聲、煙度等方面已取得重大突破，達(dá)到了汽油機(jī)的水平，越來(lái)越得到廣泛應(yīng)用。

我公司生產(chǎn)的GW4D20柴油機(jī) （圖1），采用德?tīng)柛８邏汗曹壒┯拖到y(tǒng)和電子節(jié)氣門(mén)技術(shù)，具有優(yōu)越的經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性和高可靠性，搭載于長(zhǎng)城汽車(chē)哈弗H6車(chē)型。其優(yōu)越的性能離不開(kāi)大量的臺(tái)架試驗(yàn)驗(yàn)證和標(biāo)定工作做保障，而其臺(tái)架起動(dòng)控制是試驗(yàn)驗(yàn)證必須和首要的環(huán)節(jié)。試驗(yàn)臺(tái)架是一種試驗(yàn)室內(nèi)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性、輸出動(dòng)力性和耐久可靠性的綜合性評(píng)價(jià)設(shè)備，可進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)試驗(yàn)、怠速試驗(yàn)、功率試驗(yàn)、負(fù)荷特性試驗(yàn)、萬(wàn)有特性試驗(yàn)等10項(xiàng)性能試驗(yàn)項(xiàng)目［1］。

1 臺(tái)架起動(dòng)控制要求

GW4D20柴油機(jī)電控柴油噴射系統(tǒng)由傳感器、ECU（計(jì)算機(jī)）和執(zhí)行機(jī)構(gòu)3部分組成，試驗(yàn)臺(tái)架為奧地利AVL公司生產(chǎn)的測(cè)功機(jī)，模擬整車(chē)功能，控制發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)、停止、怠速等。臺(tái)架起動(dòng)為獨(dú)立于整車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在試驗(yàn)臺(tái)架上，由測(cè)試機(jī)控制系統(tǒng)控制發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)和停止，再進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)性能或可靠性測(cè)試。

2 系統(tǒng)控制線路設(shè)計(jì)

2.1 柴油機(jī)起動(dòng)條件

查看整車(chē)電氣原理圖，一般柴油機(jī)起動(dòng)需具備3個(gè)基本條件。

1）ECU常電供電。ECU正常工作離不開(kāi)持續(xù)供電電源的支持，即它的常電來(lái)源于點(diǎn)火開(kāi)關(guān)IG1的ON檔。

2）主繼電器控制及供電。因?yàn)橹骼^電器常開(kāi)觸點(diǎn)回路上掛著發(fā)動(dòng)機(jī)的一些傳感器及執(zhí)行器的供電回路，如空氣流量計(jì)、VGT、高壓油泵等，所以只有主繼電器吸合，發(fā)動(dòng)機(jī)才能正常工作。主繼電器在點(diǎn)火開(kāi)關(guān)ON后，受控于ECU的主繼電器控制而吸合或斷開(kāi)。

3）發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)機(jī)控制及供電。因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)是靠起動(dòng)機(jī)首先起動(dòng)拖動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而進(jìn)入往復(fù)的壓縮行程而起動(dòng)的，所以起動(dòng)機(jī)首先起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)才能正常工作。起動(dòng)機(jī)接受點(diǎn)火開(kāi)關(guān)的START信號(hào)后開(kāi)始起動(dòng)。

總之，常溫下臺(tái)架柴油機(jī)具備以上3個(gè)基本條件后就能夠正常起動(dòng)了，但是如果柴油機(jī)處于冷態(tài)或起動(dòng)困難時(shí)，則還需對(duì)預(yù)熱塞進(jìn)行加熱。除此之外，發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間臺(tái)架運(yùn)行還需發(fā)電機(jī)持續(xù)地給蓄電池補(bǔ)充電力。另外，如果需要柴油機(jī)扭矩控制運(yùn)行平穩(wěn)或是檢測(cè)油耗等情況，還需接入空氣流量計(jì)、VGT、EGR等控制回路。

2.2 控制線路設(shè)計(jì)

綜合柴油機(jī)起動(dòng)控制條件和整車(chē)電氣原理圖，得出以下控制線路設(shè)計(jì)，控制原理如圖2所示。

3 臺(tái)架起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行

根據(jù)圖2，分析實(shí)際GW4D20柴油機(jī)線束圖和機(jī)艙線束圖，將對(duì)應(yīng)線路和控制回路進(jìn)行接線連接，最后再與設(shè)備臺(tái)架發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制接口連接；起動(dòng)設(shè)備，由設(shè)備輸出發(fā)動(dòng)機(jī)ON信號(hào)和START信號(hào)，發(fā)動(dòng)機(jī)就可以受控于臺(tái)架，試驗(yàn)任務(wù)可以由此開(kāi)始。圖3為技術(shù)中心新能源項(xiàng)目中GW4D20柴油機(jī)起動(dòng)測(cè)試臺(tái)架。

4 結(jié)束語(yǔ)

柴油機(jī)和汽油機(jī)臺(tái)架起動(dòng)有許多共同點(diǎn)，但也有不同之處，正確識(shí)別電氣圖紙，按照一般臺(tái)架起動(dòng)控制方法進(jìn)行起動(dòng)，一般能快速起動(dòng)柴油機(jī)。GW4D20柴油機(jī)采用此種臺(tái)架起動(dòng)控制方法，能快速方便地使發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架投入試驗(yàn)使用，減少試驗(yàn)準(zhǔn)備時(shí)間，縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期。

［1］ GB／T 18297-2001， 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)性能試驗(yàn)方法［S］.

［2］ QC／T471-2006， 汽車(chē)柴油機(jī)技術(shù)條件［S］.

［3］GB／T 25365.1-2010，柴油機(jī)電控共軌噴油系統(tǒng)總成技術(shù)條件［S］.