柴油机电控技术发展概述
论柴油机电控技术发展概述
论柴油机电控技术发展概述作者：方淞闫鹏来源：《商情》2016年第36期一直以来柴油机被广泛应用于各个领域，其电动控制技术是决定柴油机产品核心竞争力的主要因素。
文章从当前形势出发，系统论述了柴油机电控技术的发展现状，面临问题及其发展趋势。
柴油机电控技术发展现状趋势不容置疑，柴油机与汽油机等其他动力设备相比具有成本低、效率高、能耗少、寿命长、污染弱、维修使用便捷等优点，因此被广泛应用于各个领域。
但随着能源紧缺，环境污染等问题出现，传统柴油机已不能满足需求，人们对柴油机各方面性能要求更加严格，柴油机的发展应用面临前所未有的机遇和挑战，柴油机电控技术应运而生并得到了广泛应用。
一、柴油机电控技术的发展现状1905年，德国的狄塞尔发明了柴油机，并将其应用于汽车行业，由于柴油机具备成本低、效率高、能耗少、寿命长、污染小、维修使用便捷等特点，使其成为汽车行业及工程机械行业最主要的最节能的动力设备，并逐渐推广至国民经济的各个领域。
随着各行业对柴油机的广泛应用及研发，柴油机的性能不断提高，人们对于柴油机的高性能、低能耗、低污染、低成本等各方面都提出了更高的要求，传统的机械控制柴油机已不能满足需求，20世纪70年代柴油机电子控制技术应运而生。
20世纪80年代以来，能源紧缺问题出现并日益突出，最终导致了世界能源危机的爆发，并随之带来了严重的环境污染问题，成为当时世界面临的两大主要问题，排放标准更加严格，柴油机的节能减排被提上议程，得到了各行业专业人士的关注，各大公司争相开发柴油机电控技术新产品并投放市场，以满足日益严格的排放标准。
自此开始进入以电控技术为核心的柴油机电控时代。
近年来，信息化技术、计算机技术以及传感技术的发展为柴油机电控技术的突飞猛进奠定了坚实基础，使电子控制燃油喷射成为可能。
经过多年的研究，应用先进的计算机技术，现代化先进电控柴油机诞生。
与传统柴油机不同，现代化先进电控柴油机在工作原理上采用了电控喷射及高压共轨等技术，在性能方面，无论是污染物的排放量还是能耗值都有大幅改进。
第一章柴油机电控技术简介
第二节 柴油机电控系统功能与组成
（七）柴油机电控系统的分类 ① ② ③ ④ ⑤ 电控直列泵式柴油机 分配泵式柴油机 单体泵式柴油机 泵喷嘴式柴油机 共轨式柴油机
第二节 柴油机电控系统功能与Hale Waihona Puke 成（七）柴油机电控系统的分类
① 电控直列泵式柴油机： 电控直列泵是在机械式直列泵的基础上嫁接了 一整套电子控制系统，最高130MP。
第二节 柴油机电控系统功能与组成
（四）柴油电控技术发展的三个阶段：
4.压力-时间控制方式
在后期开发的柴油机电控共轨式燃油喷射系统中，为降 低对供油压力的要求，喷油量的控制采用控制喷油压力 的方法实现，即喷油量的“压力控制”方式。 喷油器喷孔尺寸一定，喷油时间一定，控制喷油压力即 可控制喷油量；而在增压活塞和柱塞尺寸一定时，喷油 压力（即增压压力）取决于共轨中的油压，共轨中的油 压是由ＥＣＵ根据各种传感器信号通过燃油压力调节阀 来控制的，所以将此种喷油量控制方式称为“压力控制 ”方式。在系统中，ＥＣＵ根据实际的共轨压力信号对 共轨压力进行闭环控制。
第二节 柴油机电控系统功能与组成
（四）柴油电控技术发展的三个阶段：
1.位置控制式 这种控制系统结构简单，保留了传统的泵--管--嘴系统，对 原有喷油系统改装较少。它保留了原直列喷油泵和分配泵的 基本结构，只是在喷油泵上装有齿杆位移传感器和凸轮轴相 对曲轴的转角位移传感器和微处理器组成的控制系统，分别 对喷油量和喷油正时进行控制。 这种控制方式优点是，柴油机的结构几乎不需改动，生产继 承性好，便于对现有柴油机进行升级换代。 这种控制方式缺点是，控制过程比较慢，精度低，喷射压 力也难以进一步提高，无法改变原喷油系统中的喷油规律。
柴油机电控技术
柴油机电控技术
• 五、柴油机供（喷）油量控制 1. 直列柱塞泵位置控制方式
• 一般采用占空比控制型电磁阀 式或直流电机式电子调速器， 调节供油齿条的位置。
电磁阀式 电子调速
器
1-回位弹簧 2-电磁阀 3-转速传感器
柴油机电控技术
• 五、柴油机供（喷）油量控制 2. 转子分配泵位置控制方式
• 一般采用占空比控制型 电磁阀式或转子式电子 调速器，调节油量控制 滑套的位置。
柴油机电控技术
•一、柴油机电控技术的发展
–在解决能源危机和排放污染两大难题背景下，在飞速发展 的电子控制技术平台上发展起来的。 – 20世纪80年代以来，以微机为电控单元的电子控制技术 在柴油机上的应用，形成了现代汽车柴油机电控系统 。 –1998年德国大众汽车公司推出的三缸TDI型柴油机微型轿 车，被专业人士预测为今后家用轿车的发展主流； –2000年欧洲轿车的柴油化率达到27%，到2005年增加 到30%； –2003年西欧柴油轿车产量达到400万辆； –一向对发展柴油轿车保持低姿态的美国，2000年也有 10%的轿车装用了柴油机。
柴油机电控技术
1．传感器 – 反馈信号传感器
图 光电式着火正时传感器 1-壳体 2-石英晶体棒 3-光敏晶体管 4-线束连接器
柴油机电控技术
• 1．传感器
– 来检测 柴油的温度变化，ECU根据此传感器信号对喷油量 进行修正；一般采用热敏电阻式。
12-ECU
电磁阀控制喷油时间不变； 调节共轨油压控制喷油量； 喷油压力在喷油器内建立。
柴油机电控技术
• 六、喷油正时控制 – 第一代柴油机电控系统中，在原喷油泵基础上，增加 电控元件来实现对供油正时控制。 – 第二代柴油机电控系统和部分采用“时间控制”的第 一代柴油机电控系统中，由ECU控制的高速电磁阀 控制喷油的开始时刻（即正时），并增加喷油正时传 感器，实现了喷油正时的闭环控制。
柴油机电控技术简介PPT课件
动力性与舒适性需求
电控技术可优化柴油机动力输出，提 高驾驶舒适性。
燃油经济性要求
提高柴油机燃油经济性，降低油耗， 是电控技术发展的重要驱动力。
柴油机电控系统组成
1 2
传感器 用于检测柴油机运行状态，如温度、压力、转速 等。
控制单元（ECU） 根据传感器信号进行运算处理，输出控制信号。
3
执行器 根据控制信号调节柴油机燃油喷射、进气、排气 等参数。
可靠性增强策略
强化结构设计 对柴油机关键零部件进行结构优化和强
化设计，提高承载能力和耐久性。
完善故障诊断系统 建立完善的故障诊断系统，实时监测 柴油机运行状态，及时发现并处理潜
在故障。
严格质量控制
加强生产过程中的质量监控和检验， 确保柴油机出厂时符合相关标准和规 范。
提供专业维护支持
为柴油机用户提供专业的维护指导和 支持，确保设备在长期使用过程中保 持良好状态。
说明电控系统具有故障诊断与保护功能，提高轻型载货汽车的可靠性。
重型载货汽车应用案例
重型载货汽车电控系统概述
介绍重型载货汽车电控系统的基本 架构、功能及优势。
动力性与经济性优化
阐述如何通过电控技术优化重型载 货汽车的动力性和经济性。
智能化与网联化趋势
探讨重型载货汽车电控技术的智能 化与网联化发展趋势。
发动机与液压泵匹配控制
阐述发动机与液压泵匹配控制策略，提高机械的 作业效率。
智能化与自动化趋势
探讨非道路移动机械电控技术的智能化与自动化 发展趋势。
船舶动力装置应用案例
船舶动力装置电控系统概述
介绍船舶动力装置电控系统的基本组成、功 能及特点。
燃油喷射与进气控制
阐述燃油喷射与进气控制策略，优化船舶动 力装置的性能。
简论柴油机电控技术的发展
简论柴油机电控技术的发展一柴油机电控技术的背景柴油机电控技术是在解决能源危机和排放污染两大难题的背景下，在飞速发展的电子控制技术平台上发展起来的。
汽油机电控技术的发展为柴油机电控技术的发展提供了宝贵经验。
从船用扩大到机车、IT 程机械和发电等多种领域.同时由于柴油机具有的独特优点，其使用率仍在不断扩大，而且在质量、性能方面.也经历了飞速发展，单机功率不断扩大，油耗不断降低。
目前，柴油机仍然是各种动力装置中热效率最高的一种.具有广阔的应用范围。
目前，在载重货车和大型客车的动力源中，柴油机在数量上占有绝对的优势。
在小型客车和轿车的动力源中也已经出现了柴油机化的趋势。
车辆排放法规日趋严格随着世界范围内的能源危机和环境污染问题的日益严重，人们对于汽车发动机在节约能源和控制污染物排放方面的要求日趋严格。
柴油机在排放方面，虽然柴油机排气中CO、HC 等的排放量相当低，但其微粒的排放量很高，是汽油机的几十倍甚至更多。
因此，世界各国在采用柴油机汽车的同时对其排放（尤其是微粒排放）控制提出了越来越高的要求。
作为满足柴油机排放、节能和提高性能的重要途径，柴油机电控技术已成为当前柴油机技术的主要发展方向。
燃油喷射压力不断提高实现高压燃油喷射一直是柴油机研究中的关键环节。
提高燃油喷射压力，可以直接改善直喷式柴油机的燃油雾化效果，促进混合气的形成和充分燃烧，降低油耗和排放。
十几年来，提高喷油压力一直被作为直喷式柴油机降低排放的关键手段。
在柴油机上，燃油喷射系统作为保障高压燃油喷射的核心部件，传统的机械式燃油喷射系统存在着严重的缺陷和不足。
随着高速微处理器及专用芯片技术、机电一体化技术和其它相关技术的共同发展，带动了柴油机燃油喷射系统的变革：从机械供油装置的改进逐步发展到电控燃油喷射系统，继而发展到柴油机电控技术。
二柴油机电控技术的发展历程1）位置控制方式柴油机供（喷）油量的控制方法随供给系统的类型而异。
第一代柴油机电控燃油喷射系统主要以电控直列柱塞泵或电控转子分配泵为特征。
柴油发动机电控系统—柴油机电控系统概述
二、柴油机发动机电控技术的应用背景
• 日益紧迫的能源与环境问题迫使人们对越造越多的汽车进行严格的排放 控制和提出更高的节能要求；
• 每天频繁发生的交通事故，给人们的生命和财产带来极大的威胁，这对 汽车行驶的安全性能提出了更高要求。
• 随着科技的进步和计算机、新材料及新工艺等在发动机上的应用，已使 发动机的结构和性能焕然一新
时和喷油量。 • 独立控制喷油时间 • 燃油喷射能力加强 • 不能独立控制油压
第3页
一、电控技术的发展及优缺点
第三代，时间—压力控制式 • 利用电磁阀控制喷油正时和喷油量，高压泵控及
控制阀来控制喷油压力。 • 高压油泵供油 • 控制阀控制燃油压力 • 高压柴油存贮在共轨 • 电磁阀独立控制喷油
量、喷油正时和喷油 速率
第一章 认识柴油机电控系统
1.1 柴油机电控技术概述
第1页
一、柴油机电控技术的发展及优缺点
第一代，位置控制式 • 电子调速器替代机械式离心调速器 • 电机驱动油量控制套筒 • 控制油喷量 术的发展及优缺点
第二代，时间控制式 • 利用高速电磁阀的开启或闭合时间来控制喷油正
第7页
Cx Hy Sz + O2 + N2
CO2 + H2O + N2 + O2 + NOx + HC + CO + SOx + C
柴油 空气
主要排气成分 排气中的微量成分
微粒排放物( PM) 可见污染物排放
柴油机：主要是 NOx, PM 第5页
三、 柴油机电控系统的应用特点
• 电子装置运行精确 • 容易实现自动控制系统 • 电子装置能向车辆提供广泛的信息 • 电子部件比机械部件更容易装到发动机上 • 采用电子电路能够做到更高的集中程度 • 电子部件很少受原材料的限制，从长远看，电控发动机的成本将降
柴油机电控技术课件
优化燃烧过程，降低尾气中的有害 物质排放。
柴油机电控技术的优势与特点
• 提升动力性能：改善发动机的燃烧过程，提高发动机的功 率和扭矩。
柴油机电控技术的优势与特点
01
02
03
精确控制
采用先进的传感器和执行 器，实现燃油喷射的精确 控制。
多功能集成
将多个控制功能集成在一 个电控单元中，简化系统 结构。
20世纪70年代末至80年代，随着电子技术的发展，柴油 机电控技术开始萌芽，出现了电子控制燃油喷射系统。
20世纪90年代至今，随着计算机技术和传感器技术的飞 速发展，柴油机电控技术进入智能化时代，实现了燃油 喷射的精确控制和优化。
柴油机电控技术的优势与特点
提高燃油经济性
通过精确控制燃油喷射量，降低燃 油消耗。
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进气与排气系统
进气系统的组成与工作原理
空气滤清器
清除空气中的杂质和灰尘，保证 进入气缸的空气清洁。
进气管道
将空气从空气滤清器引导到气缸， 同时减少进气阻力和噪音。
进气歧管
将空气分配到各个气缸，保证各 缸进气均匀。
进气温度传感器
检测进气温度，为ECU提供修正 喷油量的依据。
进气压力传感器
检测进气歧管内的压力变化，为 ECU提供负荷信号。
柴油机电控系统的组成与工作原理
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工作原理
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传感器检测发动机的运行状态 和环境条件，并将信号传递给
电控单元。
电控单元根据预设的控制策略 和算法进行计算和处理，输出
相应的控制指令。
执行器根据电控单元的指令， 控制燃油喷射量、进气量等参 数，实现发动机的精确控制。
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柴油机电控技术发展三个阶段的技术简介.doc
柴油机电控技术发展三个阶段的技术简介柴油机电控技术的发展柴油机电控技术是在解决能源危机和排放污染两大难题的背景下，在飞速发展的电子控制技术平台上发展起来的。
汽油机电控技术的发展为柴油机电控技术的发展提供了宝贵经验。
柴油机电控技术发展的三个阶段：位置控制、时间控制、时间—压力控制（压力控制）第一代柴油机电控燃油喷射系统（常规压力电控喷油系统）优点：结构不需改动，生产继承性好，便于对现有柴油机进行升级换代。
缺点：系统响应慢、控制频率低、控制自由度小、控制精度不够高，喷油压力无法独立控制。
第二代柴油机电控燃油喷射系统（高压电控喷油系统）改变了传统燃油供给系统的组成和结构，主要以电控共轨（各缸喷油器共用一个高压油管）式喷油系统为特征，直接对喷油器的喷油量、喷油正时、喷油速率和喷油规律、喷油压力等进行“时间－压力控制”或“压力控制”。
特点：通过设置传感器、电控单元、高速电磁阀和相关电/液控制执行元件等，组成数字式高频调节系统，有电磁阀的通、断电时刻和通、断电时间控制喷油泵的供油量和供油正时。
但供油压力还无法独立控制。
●柴油机电控燃油喷射系统的优点1.改善低温起动性。
电子控制系统能够以最佳的程序替代驾驶员进行这种麻烦的起动操作，使柴油机低温起动更容易。
2.降低氮氧化物和烟度的排放。
采用柴油机电控技术，可精确地将喷油量控制在不超过冒烟界限的适当范围内，同时根据发动机工况调节喷油时刻，从而有效地抑制排烟。
3.提高发动机运转稳定性。
4.提高发动机的动力性和经济性。
采用柴油机电控系统，无论负荷怎样增减，都能保证发动机怠速工况下以最低的转速稳定运转，有利于提高其经济性。
5.控制涡轮增压。
柴油机电控系统中，ECU根据传感器信号精确计算喷油量和喷油正时。
从而提高发动机的动力性和经济性。
采用电子控制技术可以对增压装置进行精确的控制。
6.适应性广。
只要改变ECU的控制程序和数据，一种喷油泵就能广泛用在各种柴油机上，而且柴油机燃油喷射控制可与变速器控制、怠速控制等各种控制系统进行组合实现集中控制，有利于缩短柴油机电控系统开发周期，并降低成本，从而扩大柴油机电控系统的应用范围。
柴油机电控技术的发展历程、现状及发展趋势
柴油机电控技术的发展历程、现状及发展趋势柴油机电控技术的发展历程、现状及发展趋势一、柴油机电控技术出现的背景1. 石油危机要降低柴油机油耗，必须在各种工况下对循环供油量和喷油提前角精确控制。
2. 环境污染要降低NOx和PM排放，必须对喷油正时精确控制3. 电子技术的发展单片机技术发展，提高了控制精度和处理信息的能力.同时汽油机电控技术的发展为柴油机提供了宝贵的经验。
二、柴油机电控技术的发展历程柴油机电控燃油喷射系统的发展分为：位置控制式，时间控制式，时间压力控制式三个阶段。
1、位置控制式保留了传统的喷油泵-高压油管-喷油嘴系统，只是对齿条（直列泵）或滑套（分配泵）的运动位置实现电子控制。
同时，使用了电磁式供油定时控制阀。
图一如图一所示，为位置控制式的分配泵，它通过采集加速踏板位置信号，转速传感器信号等，确定一个喷油量跟一个合适的喷油提前角。
然后给执行器供油时间控制阀和溢油控制线圈通电，在电磁力和机械作用下，调整凸轮盘跟驱动轴的相对位置，同时也能改变滑套相对于回油口的一个相对位置。
整个过程中，通过两个电磁阀分别控制喷油量和喷油提前角。
同理，位置控制式的柱塞泵也是一样的道理，电磁阀只是控制齿条的相对运动，从而控制柱塞相对于柱塞套的位置，增大或减小喷油量。
位置控制式电控柴油喷射系统与机械控制柴油喷射系统相比，控制精度和响应速度都有所提高。
将机械控制系统改造成为位置型电控系统时，柴油机的机构无需改动，生产继承性好。
但是，这种系统的控制频率低，喷油压力跟喷油规律不能独立控制。
2、时间控制式用高速电磁阀直接控制高压燃油的适时喷射。
通过高速电磁阀关闭时刻和关闭时间长短控制喷油正时和喷油量。
可保留了传统的喷油泵-高压油管-喷油嘴系统。
图二图三如图二，图三所示，为VE分配泵部分结构简图。
如图二所示，当需要喷油时，电控单元ECU 根据加速踏板位置传感器和柴油机转速传感器的输入信号，首先算出基本供油量，然后根据来自冷却液温度、气温度、进气压力等传感器信号进行反馈修正后，确定最佳供油量。
柴油机电控技术
（4）降低发动机的排烟。电控单元根据油门开度、水温、机油温度以及涡轮增压器的进气压力， 精确地控制喷油量和喷油正时，使尾气排放更加理想化。
（5）减少发动机排气污染。为了实现这一目标，提高了喷油器的制造精度，提高了燃油的喷射压 力，提高了发动机各缸喷油量的一致性，可以在电磁阀的标牌上查到校准码，通过仪器向电控单元输 入每个喷油器电磁阀的校准码。
普通柴油机
电控柴油机
电控柴油机与电控汽油机的区别：
电控柴油机：控制喷油时间。 电控汽油机：控制空燃比。
1.2 柴油机电控技术的发展历程 到目前为止，柴油机电控技术已经历了3代技术变化： 第一代为凸轮压油、位置控制技术。 该技术保留了传统柴油机供给系统的基本组成和结构，只是取消了机械控制部件（调速器 等），增加了传感器、ECU、执行器等组成的控制系统，使控制精度和响应速度得以提高。 其缺点是：响应速度慢，控制精度不够高，供油压力不能精确控制。
第二代为凸轮压油、时间控制技术。 该技术基本保留了传统燃油供给系统的组成和结构，通过高速电磁阀直接控制高压燃油的适 时喷射。 其缺点是：供油压力无法精确控制。
第三代为共轨蓄压、电磁阀时间控制技术。 高压共轨系统的特点突出： ①高压共轨系统的燃油喷射压力独立于柴油机转速和负荷。 ②高压共轨系统对喷油时机和喷油量的控制非常自由。 ③高压共轨系统对喷油规律的调节能力很强。 ④高压共轨系统能够实现很高的燃油喷射压力。目前已达到160～200Mpa。 ⑤高压共轨系统适应性较强，可以用于多种柴油机机型。
执行元件发出执行令信号。 ①ECU的控制功能。 ②ECU的硬件。 ③ECU的软统的功能
柴油机电控技术全解
2023-11-08
目 录
• 柴油机电控技术概述 • 柴油机燃油喷射电控系统 • 柴油机进气电控系统 • 柴油机排放电控系统 • 柴油机电控技术的实现与应用案例
01
柴油机电控技术概述
柴油机电控技术的发展历程
20世纪80年代
柴油机电控技术的初步探索和 研究
20世纪90年代
柴油机电控技术的快速发展和初步 应用
进气电控系统的组成与工作原理
进气电控系统概述：柴油机进气电控 系统是利用电子控制技术对柴油机进 气过程进行精确控制，优化进气过程 ，提高柴油机的动力性、经济性和排 放性能。
进气电控系统组成：柴油机进气电控 系统主要包括传感器、控制器和执行 器三部分。传感器包括进气压力传感 器、进气温度传感器、空气流量计等 ，用于采集进气系统的状态参数；控 制器是进气电控系统的核心，接收来 自传感器的信号，根据控制策略计算 出控制指令，发送给执行器；执行器 包括进气阀、EGR阀等，根据控制器 的指令调节进气系统的参数。
电磁阀技术
电磁阀是进气电控系统中的关键部件之一。电磁阀的响应速度和动作精度直接影响到系统的控制效果。因此，需要研发高响应速度、高动作精度的电磁阀，以 实现快速、准确的控制。
系统集成技术
进气电控系统涉及到多个部件和多种技术，需要将各个部件和技术进行集成，形成完整的系统。因此，需要研发系统集成技术，以实现进气电控系统的整体 优化。
通信协议
柴油机电控系统需要与车辆其他系统进行通信，如车速传感器、油门踏板等。通信协议通 常采用CAN（控制器局域网）或LIN（局部互联网）等标准协议。
柴油机电控技术的应用案例分析
欧洲重型商用车
欧洲重型商用车制造商如奔驰、沃尔沃等在柴油机电控技术 方面具有较高的水平。他们采用了先进的电控喷油技术、增 压技术和后处理技术等，以提高柴油机的动力性、经济性和 排放性能。
柴油机电控技术的发展毕业论文
山西省交通技师学院毕业设计(论文)论电控柴油机发展研究系名：（四号宋体）专业班级：（四号宋体）教师姓名：马大伟年月目录摘要 (2)前言 (4)第一章电控柴油机的发展概述 (5)1.1 柴油机电控技术的发展 (5)1.2 国外柴油机技术的现状与发展 (5)1.3 柴油机电控系统的功能 (6)第二章柴油机电控系统的新技术 (8)2.1 电控柴油机的结构 (9)2.2 高压共轨燃油喷射系统工作原理 (10)2.3 高压共轨燃油喷射系统结构特点 (10)2.4 共轨式电控燃油喷射技术的优势 (12)第三章电控柴油机新技术应用 (12)3.1 电控柴油机新技术的分析 (13)3.2 新型喷油系统的研发及应用 (16)第四章电控柴油机的发展方向 (17)4.1 共轨式电喷是柴油机发展的必然趋势 (18)4.2 高压共轨系统中存在的问题 (19)结论 (20)致谢 (23)参考文献 (21)摘要柴油机电控技术是在解决能源危机和排放污染两大难题的背景下，在飞速发展的电子控制技术平台上发展起来的。
汽油机电控技术的发展为柴油机电控技术的发展提供了宝贵经验。
随着世界各国城市交通运输车辆的急剧增加，柴油机排放的尾气已经成为对地球环境的主要污染源。
世界各国业已开始寻找和采取有效的技术措施主动地减少和控制污染物的排放。
柴油机共轨式电控燃油喷射技术是一项较为成功的控制污染排放的新技术。
近年来，柴油机电控技术得到了快速发展和应用，大大促进了柴油机性能的提高。
本文介绍了电控柴油机的结构和工作原理以及国外柴油机电控技术的发展情况和我国柴油机电控技术的研究现状，指出我国在柴油机电控技术发展过程中存在的问题，分析了今后柴油机电控技术的发展方向。
关键词：柴油机电控技术发展前言如今柴油机发展越来越完善,以它的高效、功率范围宽广,已广泛应用于工业、农业、军用和民用等领域。
在今后相当长的时间内,柴油机还将占有极重要的地位。
随着柴油机数量的不断增多,也引起了人们对柴油机燃油经济性和排放性能的关注，特别是当今排放性能已经被提到首要位。
柴油机电控技术ppt课件
传感器与执行器
温度传感器
监测发动机冷却液温度、进气温度等。
压力传感器
监测燃油压力、进气压力等。
传感器与执行器
位置传感器
监测加速踏板位置、节气门位置等。
转速传感器
监测发动机转速、曲轴位置等。
传感器与执行器
喷油器
点火线圈
怠速控制阀
EGR阀
根据ECU指令，精确控 制喷油量和喷油时刻。
根据ECU指令，控制点 火时刻和点火能量。
执行器测试
通过诊断仪对执行器进行测试，判断 其工作是否正常。
工作原理及流程
闭环控制
通过传感器实时监测发动机状态，ECU根 据反馈信号调整控制参数，实现精确控制。
VS
开环控制
在某些特定工况下，ECU根据预设的控制 策略进行开环控制，以满足发动机性能需 求。
工作原理及流程
01
启动阶段
ECU接收启动信号，控制喷油器喷油、点火线圈点火等执行器工作，使
可靠性高
电控系统采用先进的传感器和执 行器，提高了系统的可靠性和稳
定性。
柴油机电控技术的应用领域
乘用车
商用车
工程机械
农业机械
随着环保法规的日益严格和消 费者对汽车性能要求的提高， 柴油机电控技术在乘用车领域 的应用越来越广泛。
商用车对燃油经济性和动力性 要求较高，柴油机电控技术可 以满足这些要求，因此在商用 车领域也有广泛应用。
控制发动机怠速时的进 气量。
控制废气再循环量，降 低NOx排放。
控制单元（ECU）
微处理器
进行数据处理和运算。
存储器
存储程序和数据。
控制单元（ECU）
输入/输出接口
与传感器和执行器进行通信。
柴油机电控技术全解课件
喷油控制技术
喷油定时控制
喷油量控制
根据发动机转速和负荷确定最佳喷油 时间，确保燃油与空气混合均匀，提 高燃烧效率。
根据发动机转速、负荷和进气温度等 参数，精确计算并控制燃油喷射量， 实现最佳的燃油经济性和动力性。
喷油压力控制
通过调节喷油泵的供油压力，控制燃 油喷射的雾化效果和流量，以适应不 同工况需求。
EGR温度控制
02
通过加热或冷却EGR气流，提高废气再循环的效率，进一步降
低氮氧化物排放。
EGR时机控制
03
根据发动机工况和排放要求，选择最佳的EGR时机，以实现最
佳的燃油经济性和排放性能。
排放后处理技术
01
02
03
氧化催化器
通过催化剂的作用，将发 动机排放中的一氧化碳和 碳氢化合物转化为二氧化 碳和水蒸气。
柴油机电控技术的发展历程
总结词：发展阶段
详细描述：柴油机电控技术经历了从机械控制、液压控制到电子控制的发展历程。随着微处理器和传感器技术的不断进步， 现代柴油机电控系统已经实现了高度集成化和智能化。
柴油机电控技术的应用领域
总结词：应用领域
详细描述：柴油机电控技术广泛应用于汽车、船舶、发电机组和工程机械等领域。通过采用柴油机电 控技术，这些设备能够实现更高效、更环保和更可靠的动力输出。
高效能
追求更高的燃油效率和排 放控制，降低能耗和环境 污染。
集成化
将发动机控制、变速器 控制、车身控制等多方 面集成于一体，实现整 体优化。
可靠性
提升柴油机电控系统的 可靠性和耐久性，确保 长期稳定运行。
柴油机电控技术面临的挑战
技术更新快
随着科技的不断进步，柴油机电控技 术需要不断更新和升级以适应市场需 求。
我国柴油机电控技术概况
参考文献： ［】 １ 周立 功． Ｒ 嵌入 式 系统基础教 程 ［】 北 京： ＡＭ Ｍ． 北京
境 参 数 检 测 仪 的软 硬 件研 发 ，通 过 嵌 入 式操 作 系
统 １ｃ ｏ －Ｉ 增 强 监 测 仪 的 实 时性 、 可 靠 性 ， 同 ． ／ｓ Ｉ １
航 空航 天大学 出版社， ０ ５ ２ ０ ２ ８ ２ ０ ： ０－ ０ ．
１２执 行 器 ． 柴 油机 电控 系 统 的执 行 器 主 要 有 电控 高压 燃
１ 柴油机 电控系统 的硬件 常 见 的柴 油 机 电控 系 统 逻 辑 结 构 主 要 由传 感
器 、执 行 器 和 控 制 器 组成 ， 与 常见 的 自动 控 制 系
统 相似 。
油设备 、控制 开关 、废气再循环阀、可调喷嘴增 压 器 等 。 电控 高压 燃 油 设 备 可 以根 据 供 油控 制 电
最 新 技 术 已经 由 电控 共 轨 发 展 到 电控 液 力放 大 系 统 ，博 世 在 中国 市场 主 推 高 压 共 轨 系统 ； 电装 目 前 正在研 发 第３ 、第４ 代 代共 轨系 统 。
技 术 的难 点和 瓶 颈是 在 电控 单元 Ｅ Ｕ Ｃ 的制造 和 开 发 上 ，在 传 感 器 和 执 行器 上 我 国 已有 条 件 和 技 术 能 力 实 现 产 品 的 国产 化 ， 但 Ｅ Ｕ 术 一 般 还 是 选 用 Ｃ技
控 制 器 是 发 动 机 控 制 模 块 ，被 称 为 Ｅ Ｕ Ｃ ，是
柴 油机 电控 系统 的大 脑 ， 由相 应 的 硬件 和 软 件 组
成 。 电控 柴 油机 的所 有 机 械 部 件 只 有 在 它 的控 制
４ 结 束 语
基 于 Ｌ Ｃ ７ ２ ｌｃ ｏ —Ｉ 的手 持 农 用 空气 环 Ｐ １５ 和 ａ ／ ｓ Ｉ
柴油机电控系统发展概述
） ３ 容错性 系统对各类故障具有屏蔽和自 修复功能。 ） ４ 实时性 这对于该系统也是至关重要的一个特性。 采 用此算法， 使系统具有相当的在线实时响应能力。 ． ３ 控单元硬件的选择 ３电 由于系统除了 要完成常规的数据采样和ＰＤ Ｉ 控制以 还 外， 要采用混合优化算法进行ＰＤ Ｉ 控制参数的在线寻优。 常规的８ 位或 １ 位单片机系统很难完成如此复杂的工作。因此采用了 ６ 双控制器的结构， 同时也可提高其可靠性。组成柴油机电控系 统的元器件必须选择满足车用要求的可靠性高、 工作温度范围 适于车用的 元器件。根据系统需求分析以 及成本估算， 控制系 统从控制器采用了 基于Ａ Ｍ核的ＳＣ ５０ ， Ｒ ３ Ａ １Ｂ主控制器采用 了Ｉ ｅ公司的８Ｃ 单片机。双Ｃ Ｕ ｔ ｎ ｌ ０ ３ １ Ｐ 之间的 通信通过双口 Ｒ ＭＩＴ １ｏ Ａ Ｄ ７４ 来实现， 达到实时数据交换的目 以 的。
高 共轨喷 统２喷 力可 ２ Ｍ ； 压 油系 ， 射压 达１ Ｐ 德国Ｄ ｍｅ－ ｏａ ｌ ｒ ａｌ
Ｂ ： ｎ ｅ 公司开发的共轨式喷油系统， 喷射压力可达 １ Ｍ 。 ５ ａ ３ Ｐ 喷 射压力有逐年增加的趋势。如Ｈ Ｕ 系统 １９ 年时的喷射压 Ｅ Ｉ ９３ 力为１２ Ｐ， １９ 年提高到 １７ Ｐ， ０ 年， ３Ｍ ａ 到 ９５ ４Ｍ ａ ００ 新一代 ２ Ｈ Ｕ 系统喷射压力将提高到 １１ Ｐ ， Ｅ Ｉ ７ Ｍ 而且不同 ａ 工况下要求 的喷射压力也不同。 另外， 还可以通过控制燃油喷射率以改善燃烧性能。因为 燃油喷射率对 Ｎ 、黑烟、 Ｏ 噪声的影响也很大 。 在低负荷时， 降 低平均喷射率可以降低Ｎ ｘ Ｏ 的排放； 而在高负荷时， 相对提高 平均喷射率则有助于减少黑烟。 喷射初期的喷射率是决定预混 合气量的 重要因素之一， 降低Ｎ ｘ 为了 Ｏ 和噪声， 喷射初期希望 喷射率低一些。喷射中 为了降低黑烟， 期， 则希望喷射率高一 些， 而喷射后期则希望尽量短。喷油提前角对柴油机的排放性 和经济性影响也较大， 而且影响结果有时是相 互矛盾的。 如， 比 喷油提前角增大，Ｃ Ｈ 排放量减少， 但又增加了Ｎ ｘ Ｏ 的排放量。 所以， 现代直喷式柴油机燃油喷射系统必须具备以 下要求： ． ａ 具有高的喷射压力， 且压力灵活可调； ｂ ．能够精确控制喷油定时和喷油量； Ｃ ．能够最优控制燃油喷射率；
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价值工程
0引言
不容置疑，柴油机与汽油机等其他动力设备相比具有成本低、效率高、能耗少、寿命长、污染弱、维修使用便捷等优点，因此被广泛应用于各个领域。
但随着能源紧缺，环境污染等问题出现，传统柴油机已不能满足需求，人们对柴油机各方面性能要求更加严格，柴油机的发展应用面临前所未有的机遇和挑战，柴油机电控技术应运而生并得到了广泛应用。
1柴油机电控技术的发展现状
1905年，德国的狄塞尔发明了柴油机，并将其应用于汽车行
业，由于柴油机具备成本低、
效率高、能耗少、寿命长、污染小、维修使用便捷等特点，使其成为汽车行业及工程机械行业最主要的最节能的动力设备，并逐渐推广至国民经济的各个领域。
随着各行业对柴油机的广泛应用及研发，柴油机的性能不断提高，人们对于柴油机的高性能、低能耗、低污染、低成本等各方面都提出了更高的要求，传统的机械控制柴油机已不能满足需求，20世纪70年代柴油机电子控制技术应运而生。
20世纪80年代以来，能源紧缺问题出现并日益突出，最终导致了世界能源危机的爆发，并随之带来了严重的环境污染问题，成为当时世界面临的两大主要问题，排放标准更加严格，柴油机的节能减排被提上议程，得到了各行业专业人士的关注，各大公司争相开发柴油机电控技术新产品并投放市场，以满足日益严格的排放标准。
自此开始进入以电控技术为核心的柴油机电控时代。
近年来，信息化技术、计算机技术以及传感技术的发展为柴油机电控技术的突飞猛进奠定了坚实基础，使电子控制燃油喷射成为可能。
经过多年的研究，应用先进的计算机技术，现代化先进电控柴油机诞生。
与传统柴油机不同，现代化先进电控柴油机在工作原理上采用了电控喷射及高压共轨等技术，在性能方面，无论是污染物的排放量还是能耗值都有大幅改进。
总的来讲，柴油机电控技术是柴油机应用和发展的核心技术，是解决当前问题的主要手段，是在挑战中处于不败之地的有效方
法，是衡量柴油机先进性的重要标志。
因此，开展柴油机控制技术的探讨，研发新产品，应用新技术势在必行。
但是，要突破柴油机电控技术瓶颈，研发具有自主知识产权的柴油机综合电控系统，还面临很多问题。
综合电控系统功能要求多，结构和逻辑关系复杂，虽然我们多年来一直从事相关领域技术研究，但与国外相比，在电控系统设计经验、数据积累、研究条件等方面，都存在较大差距。
2柴油机电控技术的发展趋势
2.1执行器设计技术所谓执行器，指的是柴油机控制系统中的执行部件，其直接关系到控制系统的功能消耗、安全可靠性以及工作能力，换句话说执
行器的优劣是决定柴油机电控系统性能的关键。
国内外的研究人员不断进行执行器的研究，并根据执行器的性能，创立了电磁和力矩电机执行器中电磁场、电磁力与温度场关系的理论，并进行了相关仿真计算。
通过研究电磁以及有限转角直流力矩电机，开发了新的规范化算法，验证了与之相匹配的系统参数。
基于相关理论和算法，电磁化执行器和有限转角直流力矩电机执行器已经问世。
随着科技的进步，相关理论的完善和成熟，更多的执行器会应用到柴油机电控技术中。
2.2可靠性与工程化技术
柴油机电控技术需要不断应用于工程中去，当前很多技术手段只能在实验室进行原理的验证，所以可靠性以及工程技术是柴油机电控技术的另一发展趋势。
首先，可靠性指的是技术层面，也属于组
织管理的范畴。
尤其在设计阶段，
全面分析系统中可能存在的故障以及危险，进行危险预评估和终评估，同时提出理论上的技术改进措施，精细化优化系统中的软件和硬件指标。
在柴油机电控系统的结构设计中，传统的设计开发模式必然具有高风险以及长周期等问
题，有必要建立全新的开发模式——
—“V ”模式，即从概念设计开始，一直到试验验证整个周期过程中，实现一体化仿真开发模式，用以全面提高柴油机电控系统的效率、精度要求。
可靠性在技术上将复杂的技术问题进行详细的分解，建立模块，利用智能化相关原则，合理优化相关技术，对于电控系统在工程中的应用有着十分重要的作用。
工程化属于应用范畴，只有电控系统在满足可靠性基础上，才能充分发挥其在工程上的应用。
根据电控系统中各部分功能、工作条件与可靠性要求，利用核心部件冗余，特别是控制器，达到热备份，利用冗余技术，充分满足柴油机综合电控系统的可靠性，提高柴油机电控系统的工程应用水平。
随着新的排放标准出台，对柴油机电控系统以及电控技术的要求更高，可靠性与工程化技术将是今后柴油机电控技术研究的终极目标。
3结语
近年来柴油机电控技术的发展令人瞩目，但是所面临的问题也不容忽视。
只有不断深化对电控技术理论研究及相关产品研发，才能适应新的要求，使柴油机在国民经济发展中继续发挥核心作用。
参考文献：
[1]宋恩哲.柴油机电控技术研究及应用[J].柴油机，2011，（4）：16-20.
[2]夏山宏.柴油机电控技术应用的前景[J].黑龙江交通科技，2007，（9）：79-80.
[3]池建军，
侯妮娜.国内柴油机电控技术的现状及发展方向[J].机械管理开发，2007，（2）：15-17.
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—作者简介：霍本林（1973-），男，重庆人，中级工程师，工学学士，主要研究方
向为内燃机发供电技术。
柴油机电控技术发展概述
Overview of the Development of Electronic Control Technology of Diesel
霍本林Huo Benlin
（69026部队69分队，乌鲁木齐830000）
（69Branch of 69026Troops of PLA ，
Urumqi 830000，China ）摘要：一直以来柴油机被广泛应用于各个领域，其电动控制技术是决定柴油机产品核心竞争力的主要因素。
文章从当前形势出发，系统论
述了柴油机电控技术的发展现状，面临问题及其发展趋势。
Abstract:Diesel has been widely used in various areas of China's economic construction.Electric control technology of diesel is the main factor determined the core competitiveness of diesel products.From the current situation,the paper discussed the development status,the facing problems and the development trends of diesel electronic control technology.
关键词：柴油机；电控技术；发展现状；趋势Key words:diesel ；electronic control technology ；development status ；trend
中图分类号：TK42
文献标识码：A
文章编号：1006-4311（2012）15-0044-01
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DOI:10.14018/13-1085/n.2012.15.089。