汽车发动机电控系统发展历程

1.传统柴油机燃油系统存在的问题

传统的柴油机燃油系统采用机械式喷射系统，其可燃混合气形成的特点如下：

1）空间小、时间短。在压缩终了时，喷油器开始向气缸内喷油，喷油过程只占15°～30°曲轴转角，而且可燃混合气在狭小的燃烧室内形成，其过程是喷油—汽化—混合—燃烧，边喷油、边燃烧。

2）混合气不均匀、空燃比变化范围较大。混合气成分在燃烧室内分布很不均匀，在油雾喷射区的油粒多、混合气偏浓，其他区油粒少、混合气偏稀。为了完全燃烧，减少炭烟的产生，空气要过量10％～40％，空燃比可达16～20。各个工况下一般只改变喷油量的多少，空燃比将在较大的范围内变化，造成大负荷工况冒黑烟，怠速工况过稀而熄火，还需加装结构复杂的调速器。

3）边喷、边燃、成分不断变化。在空间方面，混合气浓区缺氧产生炭烟，稀区产生氮氧化物（NO_x）。在时间方面，燃烧前期氧多、油少，不易着火，延长了备燃期，造成压力升高率增大，振噪感增强。燃烧后期氧少、废气多，燃烧条件恶化，排气冒黑烟。

可见，柴油机动力性、燃油经济性、排放性和振噪感的好坏，取决于喷油压力、喷油正时、喷油质量、喷油规律、空气量的多少、混合情况等多方面因素。其中喷油时刻和喷油规律与燃烧过程的精确匹配问题是机械式喷射系统无法解决的。

2.汽车柴油机向环保电控方向发展

柴油机热效率高、功率范围宽、故障率低，是汽车的主要动力源。随着汽车应用领域的不断扩展，柴油机废气排放问题显得越来越突出。柴油机废气中包含有气态、液态和固态的污染物，其中一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化物（NO_x）及炭烟（PM）的有害性较强。相对汽油机而言，柴油机的一氧化碳（CO）和碳氢化合物（HC）排放量较少，主要污染物是氮氧化物（NO_x）和炭烟（PM）。(www.xing528.com)

与汽油机电控技术一样，柴油机电控技术也是在解决能源危机和排放污染两大难题的背景下，在飞速发展的电控技术平台上发展起来的。

实践证明，对喷油量、喷油压力、喷油正时和喷油持续时间等指标进行微型计算机控制是解决柴油机排放、耗油等一系列问题的有效方法。因此，在柴油机上应用电控技术已成为必然趋势。

电控技术在柴油机供给系统中的应用，按照对喷油量、喷油正时、喷油速率和喷油压力等的控制方式分类，目前柴油机电控系统已经发展了三代：

第一代称为位置控制系统，它用电子伺服机构代替调速器控制供油滑套位置，以实现供油量的调整。位置控制系统的优点是柴油机的结构几乎不需要改动，生产继承性好，便于对现有柴油机进行升级换代；缺点是该系统响应慢、控制频率低、控制自由度小、控制精度还不够高，喷油也无法独立控制。

第二代称为时间控制系统，它通过控制快速响应电磁阀的开闭时刻来调节柴油机的喷油量和喷油正时，控制的精度和自由度都是位置控制系统所无法比拟的，但供油压力无法独立控制。

第三代称为时间-压力控制系统或压力控制，它通过对共轨压力和喷油压力-时间的综合控制，实现柴油机的各种复杂供油特性。