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首页电控单体泵柴油机预喷射控制算法的研究与应用
"预喷射控制算法在电控单体泵柴油机上的应用 (2006年),由李启发、周明、张科勋、褚全红和刘生旺共同研究,发表在《清华大学学报(自然科学版)》2006年第46卷第11期。该研究涉及了预喷射技术在满足更高排放标准中的关键作用,并介绍了基于电控单体泵燃油喷射系统的预喷射控制算法的实现方法。" 预喷射控制算法在现代柴油机中扮演着至关重要的角色,尤其在电控单体泵柴油机上,它能够显著降低噪声和减少排放,以符合欧Ⅲ及以上排放法规的要求。预喷射是指在主喷射之前先进行的一次小量燃油喷射,它的主要目的是预热气缸,促进燃油的蒸发,进而改善燃烧过程,减少有害物质排放,如氮氧化物(NOx)和颗粒物(PM)。 该研究团队在DDC2000电控单体泵柴油机上进行了实验,通过安装缸压传感器和喷油嘴端压力传感器来收集数据,以实现对预喷射控制算法的精确控制。他们采用中断环方式设计控制算法,这种方法允许系统快速响应,确保预喷射的时间和量的精准控制。实验结果显示,这种控制策略能有效地在单体泵燃油喷射系统中实施预喷射,从而达到预期的减排和降噪效果。 值得注意的是,这个控制算法具有良好的硬件平台独立性,意味着它可以被应用于不同的电控单体泵柴油机,甚至可能扩展到共轨柴油机的喷射控制系统。这为未来柴油机技术的改进和升级提供了通用的解决方案。 该研究得到了国家“九七三”重点基础研究项目的资助,展示了学术界对提升内燃机效率和环保性能的持续关注。作者们通过深入研究和实践,为电控单体泵柴油机的预喷射控制提供了理论支持和技术参考,对于推动我国乃至全球的柴油机技术进步具有积极意义。
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ISSN 1000-0054
CN
11-2223/N
清华大学学报 (自然科学版)
J T singhua U niv (Sci& T ech),
2006 年 第 46 卷 第 11 期
2006, V ol.46, N o.11
27/39
1900-1903
预喷射控制算法在电控单体泵柴油机上的应用
李启发
1
, 周 明
1
, 张科勋
1
, 褚全红
2
, 刘生旺
2
(1. 清华大学 汽车工程系, 汽车 安全与节能国家重点实 验室, 北京 100084; 2. 中国北方发动机研究所, 大同 037036)
收稿日期: 2006-01-11
基金项目:国家“九七三”重点基础研究项目 (2001
CB
209205)
作者简介: 李启发 (1976-), 男 ( 汉), 江 苏, 硕士 研 究生。
通讯联系人: 周明, 副教授, E-m ail: zhoum ing@ tsinghua.edu.cn
摘 要: 预喷射技术可以降低噪声和排放,是满足欧Ⅲ以上
排放法规的主要解决途径之一。基于电控单体泵燃油喷射系
统柴油机进行研究,采用中断环方式实现预喷射控制算法,
通过在
DDC
2000 电控单体泵柴油机上安装缸压传感器和喷
油嘴端压力传感器进行试验。结果表明,在单体泵燃油喷射
系统上,采用合适的控制算法和执行器驱动,能很好地实现
预喷射并取得良好结果。该算法独立于硬件平台,可以用于
电控单体泵柴油机和共轨柴油机的喷射控制。
关键词: 柴油机; 电控单体泵; 预喷射; 控制算法
中图分类号:U 27 文献标识码:A
文章编号: 1000-0054(2006)11-1900-04
Pilo t injectio n contro l alg orithm for an
e lectronic unit pump diesel eng ine
LI Q i f a
1
,
ZHOU Mi ng
1
,
ZHANG Ke xun
1
,
CHU Quanhong
2
,
LI UShengwang
2
(
1
.
State K ey La bora tory for Automotive Safe ty and Energy
,
Depa rtme nt of Au tomotive E ngi nee ring
,
Tsinghua Univer sity
,
Beijing 100084
,
China
;
2
.
China North Engine Research Institute
,
Datong 037036
,
China
)
Abstract
: Pilotinjection technology is one ofthe m ain ap p ro ach es to
be used to m eet and exceed the E u ro pean III em ission criteria for
diesel engines, w hich reduces noise and N O
x
em issions. A n interrupt
loo p w a s u sed fo r th e in jectio n co n tro l a lg o r ith m fo r th e e lectro n ic
unit pum p. T ests of th e control algorith m m atched the algorith m
w ith m easurem ents of the cylinder p ressu re and injection pressure in
a D D C 2000 diesel engine. T he results indicate that pilot injection
can be im plem ented on an electronic unitpum p injection system w ith
a proper control algorithm and actuator driv e r . T h e a lg o rith m is
independent of h ardw are platform and can be used to contro l fuel
injection of electronic unit pum p diesel engines and rail diesel
engines.
Key words
: diesel engine; electronic unit pum p; pilot injection;
co n tro l alg o rith m
提高喷射压力可以降低碳烟的生成,预喷射可
以降低噪声和氮氧化物的生成
[1 3]
, 这是满足欧Ⅲ
以上排放法规的两种主要解决途径。电控单体泵和
共轨喷射系统同属于时间控制式燃油喷射系统,均
可实现高喷射压力、两次和多次喷射。在共轨系统上
实现预喷射,国内外都有相应的研究
[1 4]
,但对喷射
控制算法的介绍都非常简略,目前国内外未见在电
控单体泵上实现预喷射的相关报道。对于同为基于
时间的燃油喷射控制系统,单体泵预喷射控制除了
受凸轮轴供油段长度的限制以外,理论上完全可以
实现,并且可以对预喷射和主喷射的正时、油量以及
预喷和主喷时间间隔进行控制。
本文对电控单体泵预喷射算法进行研究,并在
电控单体泵柴油机上试验验证。
1
多次喷射控制的实现
本文研究在
DDC
2000 柴油机上进行。该柴油机
为 8 缸 V 型柴油机,排量 16.9 L , 有两路磁电式转
速传感器,一路为凸轮轴信号传感器,一路为曲轴信
号传感器。这两路信号用于喷射控制的输入。电控
单元(
ECU
)通过对凸轮轴信号和曲轴信号的处理,
计算喷油正时和喷油脉宽,按照给定的定时时序输
出喷油脉冲。
电控单元采用清华大学汽车工程系发动机控制
课题组研发的
CR
2005, 该
ECU
可以用于共轨系统
和单体泵系统,输出 8 路电磁阀喷射驱动电流。喷射
驱动电流采用双电压分时驱动,并且可以对喷射电
流进行硬件脉宽调制(PW M )
[5 ]
。电流的硬件调制方
式大大降低了控制算法的复杂性,不必通过软件对
喷射电流进行脉宽调制,只需要输出相应的控制信
号,喷射控制即可正常完成
[6]
。在本文研究中,将该
E C U 应用于 D D C 2000 柴油机电控单体泵燃油喷射
系统,完全能够满足其复杂的控制要求。
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