水溫對高壓共軌柴油機起動控制策略

程盈盈 涂承

[摘要]為了滿足柴油機燃油經(jīng)濟性和排放性的雙重要求，高壓共軌柴油機電控燃油系統(tǒng)以其所特有的優(yōu)點獲得了越來越多的重視和研究。尤其是普通柴油機冷起動困難，因為冷起動時發(fā)動機的有害排放水平較高，高壓共軌柴油機能夠達到低油耗、低排放、高壓噴射、柔性噴油特性和噴油壓力控制等其他噴射系統(tǒng)很難達到的優(yōu)點，使得起動油壓建立迅速，起動性能良好，有害排放水平大大降低。

[關(guān)鍵詞]柴油機 高壓共軌系統(tǒng) 噴射系統(tǒng)

1、前言

隨著全球范圍內(nèi)的能源和世界性高標準環(huán)保法規(guī)的推出，都對車用汽油機燃油噴射技術(shù)、點火技術(shù)以及排放技術(shù)的要求越來越高;相對而言，經(jīng)濟型好的柴油機在車上的應(yīng)用也越來越多，很多產(chǎn)商推出柴油機轎車;同時隨著國際油價的高漲，代用燃料或雙燃料發(fā)動機也被各國大力推廣應(yīng)用。這些技術(shù)的實現(xiàn)都可以包含在發(fā)動機電控技術(shù)中。柴油機具有經(jīng)濟性、耐用性好，工作可靠、功率范圍廣的特點，因此，以柴油機作為動力的貨車、大中型客車和轎車，正逐年增加。大客車、工程機械、拖拉機及農(nóng)業(yè)機械、客貨輪船的動力幾乎完全為柴油機。

2、柴油機電控技術(shù)的發(fā)展歷程

1894年2月17日狄塞爾發(fā)動機第一次運轉(zhuǎn)，雖然僅僅工作了一分鐘，卻迎來了一個新時代，1916年第一輛車用狄塞爾發(fā)動機在MAN公司裝車成功，開辟了柴油汽車的新紀元。在柴油機發(fā)展的100多年歷史中，有三次重大技術(shù)突破，使柴油機技術(shù)達到今天的水平。1927年德國工程師羅伯特·博世發(fā)明了世界上第一臺機械式柴油噴射泵，奠定了機械泵一一管一嘴燃油系統(tǒng)。柴油機從此進入了一個劃時代的歷史發(fā)展階段。1954年沃爾沃首先將增壓技術(shù)應(yīng)用到汽車柴油機上，增壓技術(shù)是提高柴油機燃油經(jīng)濟性的基本手段之一。渦輪增壓及中冷技術(shù)是柴油機的第二次技術(shù)飛躍為柴油機帶來了強大的生命力。從20世紀80年代開始柴油機電控噴油技術(shù)迅速發(fā)展，并向各個應(yīng)用領(lǐng)域滲透，引起了柴油機燃油系統(tǒng)的一場革命。而柴油機高壓共軌技術(shù)是柴油機的第三次技術(shù)突破;21世紀將是綠色柴油機的世紀，將是電控共軌燃油系統(tǒng)的世紀。

3、柴油機起動過程的研究和發(fā)展現(xiàn)狀

鑒于柴油的物理性能使得柴油機采用壓燃式的做功方式。它的燃點只有240攝氏度，所以比較容易著火。傳統(tǒng)的柴油機是在起動機的直接拖動下自行運轉(zhuǎn)直至起動成功。而電控柴油機在起動過程中需要檢測轉(zhuǎn)速傳感器、溫度傳感器、共軌軌壓傳感器等信號，再根據(jù)不同工況，采用不同的噴油量。電控柴油機在起動機的倒拖下開始轉(zhuǎn)動，從而帶動燃油供給系統(tǒng)、進排氣系統(tǒng)工作。

目前柴油機的起動性能是評價發(fā)動機優(yōu)劣指標的重要之一，現(xiàn)在各國已對柴油機的燃燒室設(shè)計、壓縮比、噴油參數(shù)、環(huán)境溫度和起動轉(zhuǎn)速等進行了深入研究，研究結(jié)果顯示這些因素對柴油機起動性能的影響都很重要。

環(huán)境溫度是影響柴油機冷起動性能的一個重要因素。因為環(huán)境的溫度越低，不但會使機體的機油粘度增大，還會使柴油霧化不良，而且氣缸壓縮終了后溫度也很低，都是會影響柴油機冷起動性能的。

4、水溫對起動控制策略的影響

4.1水溫傳感器電阻值對水溫信號的影響

試驗通過拔除發(fā)動機出水口上水溫傳感器的線束，插接上不同阻值的備用定值電阻，利用KT670故障解碼器讀取此時的數(shù)據(jù)流，其中包括水溫、電壓、當前噴油量、起動扭矩和額定軌壓等，試驗數(shù)據(jù)如下表一所示。

當拔出水溫傳感器線束，線路開路，冷起動機ECU控制策略進入缺省內(nèi)存替代值-5℃，水溫傳感器電壓4.98V，起動后控制策略替代值為水溫90℃，電壓4.98V，電子風(fēng)扇起動運行。冷起動時，噴油提前角不變，起動后立即進入90℃缺省替代值，噴油提前角推遲5°～6°曲軸角。

4.2水溫對起動油量的影響

水溫對起動油量的影響，隨著環(huán)境溫度的下降，水溫也下降，燃油蒸發(fā)性減小，為了保證發(fā)動機能夠順利起動，必須有較濃的混合氣，就需要增加噴油器的噴油量。如圖1所示，當水溫較高時，當前噴油量較少，而且水溫度的變化不大;當水溫低于0℃時，當前噴油量較大，而且隨溫度的變化較大?？梢娎淦饎訒r，水溫傳感器對最佳噴油量的確定有著非常重要的作用，是共軌系統(tǒng)中最重要的傳感器之一。

5、總結(jié)

高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)是柴油機電控的未來發(fā)展方向之一，它在各個方面都比常規(guī)柴油機具有優(yōu)勢。在柴油機起動方面，常規(guī)柴油機存在著起動困難，排放惡劣等問題，本文分析了水溫對高壓共軌柴油機在起動控制方面的優(yōu)勢，可以有效的使得柴油機順利的啟動。