柴油机电子控制系统的主要特点
成都盘沣科技有限公司   2013-02-25 23:05:46 作者:PFCEO 来源: 文字大小:[][][]

柴油机电子控制的一个突出特点是借助单片机的功能,可以实现更为复杂的控制规律,而这在以前则是不可能的。在彩单片机电子控制系统之后,柴油机的面貌大为改观,且随着单片机电子控制系统的逐步发展和不断成熟,人们对柴油机所提出的种种苛刻要求逐步得以满足。下面介绍单片机电子控制系统的特点:

1.  改善柴油机的经济性和排放

关于这一点,前面已有说明,在此不再赘述。

2.  提高发动机的工作可靠性

当一个单片机控制系统建立以后,可以很方便地扩展其控制功能。如为柴油机提供各项保护功能就是一例。借助传感器的输入信号,单片机控制器可随时检测影响发动机工作可靠性的一些参数,如润滑系统的机油压力、排气温度、曲轴轴瓦温度及发动机的转速等。一旦某一项和或某些项的参数或状态超出或低于设定值,控制系统会立即显示报警,同时控制执行器进行相应的调节,直到这些参数哐状态正常为止。对于一些影响发动机运转可靠性的重要参数,控制系统还可为发动机提供双重甚至是多重保护,以免造成巨大损失。例如,当柴油机发生重大事故时,控制系统一方面控制直列式喃油泵调节齿杆迅速减油回复零位,同时也控制喷油泵进油管路上的电磁阀切断燃油通路或关闭进气阀,使发动机迅速停车。

3.  响应快、控制精度高

响应要快是对一个控制系统的基本要求。控制系统从接收到一个信息开始,到处理完毕并输出控制信号所需的时间一般为毫秒级。这个时间要远远小于发动机或其他机械控制机构的响应时间。因此,一旦发动机及其系统的运行参数或状态稍微偏离目标值,微机控制系统就能立即进行跟踪并予以实时调节和控制。正是由于响应快这一特点,使得单片机控制系统能实现机械控制系统所不能实现的一系列功能。

控制系统的控制精度越高,被控对象的性能指标就容易接近最优值。单片机控制系统的控制精度,远高于机械控制和模拟电路控制的主要原因是对输入、输出信号实现了数字化传输,且单片机控制系统中有关硬件的位数愈高 ,控制精度就愈高。单片机控制的高控制市精度主要体现在三个方面:

1)  输入信号的高保真。只要输入信号的模/数转换器(A/D)位数足够高,就能不失真地以数字形式描述输入信号(这里假定已消除了干扰信号)。因此,控制系统就能如实地了解被控对象的真实状态,这是实现高精度控制的一个重要基础。

2)  单片机控制器内部的数据处理或传输。在单片机控制器内部,信号均以数字形式传输,只要单片机的位数足够高,就能保证信号有足够的精度。

3)  高分辨北的输出信号。单片机控制系统的输出信号均是数码,这些数码的输出有两种形式:一种是数码直接输出;另一种是通过数/模(D/A)转换器输出。具体输出形式要依执行器形式而定。但不论采哪一种方式输出控制决策信号,均能实现高分辨率的输出。这就意味着能对被控对象实施微调。当然,控制精度高,意味着成本也高。过高的控制精度并没有什么实际意义,因此,通常是按满足一定的精度要求来选择单片机系统的位数的。

4.控制策略灵活

单片机电子控制系统的最大特点之一是其控制策略的灵活性。对于不同用途的柴油机,其控制策略往往不同,当需要改进或其他机型匹配时 ,传统办法是改变相应的机式式控制系统,重新设计、试制和加工,因而其周期长、成本高、极不方便。单片机电子控制系统则能很方便地与各种不同用途的柴油机或动力装置匹配,需要改变的仅仅是EPROM中的软件程序,而基本上不涉及硬件系统。在有些情况下,电子控制系统甚至不需要任何变更便能用于不同种类的柴油机。如全能电子调速器便是一例:在础厂前的软件编程中,已考虑了各种不同调速率的要求,控制盒上设有不同调速炫的转换开关,用户可根据发动机的工作性质设定调速率,这既增强了电子调速器的匹配适应能力,也大大地主便了用户,单片机电子控制系统的这种我,为系统的研制、改进、生产和调式带来了极大的方便,且大大地缩短了生产研制周期并降低了研制生产费用,为占领新的技术应用市场奠定了基础。

另外,柴油机电子控制技术与汽油机电子控制技术有许多想念之外,整个系统都是由传感器、电控单元,及控制器和很高行器三大部分组成。在电控柴油机上所用的传感器中,如转速、压力 、温度等传感器,以及加速踏板传感器,与汽油机电子控制系统都是一样的。控制器在硬件方面也很相似,在整车管理系统的软件方面也有近似处。汽油机电子控制技术在国外已经成熟,商品化程度已很高,因此大部分传感器和电控单元已不是难点,也不是柴油机电子控制技术的难点。柴油机电子控制技术有二个明显的特点:一是其关键技术和技术难点就在柴油喷射电控执行器上;二是柴油电控喷射系统的多样化。

柴油机采用高压喷油泵(包括提前器)和喷油嘴,将适量的燃油适当的时刻,以适当的窨状态喷 入柴油机的燃烧室,以造成最佳的燃油与空气混合和燃烧的最有利条件,实现柴油机在功率、转矩、转速、燃油消耗率、怠速、噪声、排放等多方面的要示。柴油机的燃油喷射具有高压、高频、脉动等特点,其喷射压力高达60-150MPA,。甚至200MPA,为汽油喷射的几百倍,上千倍。对于燃油高压喷高射系统实施喷油量的电子控制,困难大得多。而且柴油喷射对喷射定时的精度要求很高,相对于柴油机活塞压缩上止点的角度位置的测量,远比汽油机要求准确,这就导致了柴油喷射的电控执行器要复杂得多 。因此,柴油机电子控制技术的关键和难点,就是柴油喷射电控执行器,也即电控柴油喷射系统。主要控制量是喷油量和喷油定时。

柴油机在机械控制时代,就已经有直列泵、分配泵、泵喷嘴、单体泵等结构完全不同的系统,每个系统各有其特点和适用范围,每种系统中又有多种不同结构。实施电子控制技术的执行机构比较复杂,因此形式柴油机电控喷射系统的多样化。

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