柴油机电控燃油系统发展史

电控柴油机与传统柴油机的主要区别在于它的燃油供给系统的不同，前者采用的是电控燃油喷射系统，而后者采用的是机械式燃油喷射系统。从结构和功能的角度看，柴油机的电控系统包括燃油系统的电子控制和柴油机空气供给系统的电子控制。这些电子控制系统使得柴油机在动力性、经济性和排放性等方面都取得了巨大的进步。

早在20世纪70年代，人们就开始研究柴油机电子控制技术来替代机械控制，到目前为止，已经研究并生产出许多功能各异的柴油机电子控制技术，大部分已经产品化并投放市场。这期间经历了三代发展过程。

1.第一代——位置控制式

第一代柴油机电控燃油喷射系统——位置控制系统。这种系统的主要特点是保留了大部分传统的燃油系统部件，如喷油泵-高压油管-喷油器系统和喷油泵中齿条、齿圈、滑套、柱塞上的螺旋槽等零件，只是用电子伺服机构代替机械式调速器来控制供油滑套或燃油齿条的位置，使得供油量的调整更为灵敏和精确。位置控制式燃油喷射系统又分为位置控制式直列泵系统和位置控制式分配泵系统。图6-1所示为第一代电控柴油分配泵，最明显的特征就是具有用于调整控制油量的油量调节器及滑套位置传感器。

这类技术已发展到了可以同时控制定时和预喷射的TICS系统。

在第一代电控燃油系统中：

1）喷油量的控制：根据电控柴油发动机ECU的指令驱动油量调节器，从而改变齿杆或溢油环的位置来调节喷油量。

2）喷油时间的控制：根据ECU的指令由发动机驱动轴和凸轮轴的相位差进行控制。

发动机ECU根据各种传感器检测出的发动机运行状态及运行环境条件等，计算出适合发动机最佳状态的控制量，并向执行机构发出相应的指令。

2.第二代——时间控制式

这种系统可以保留原来的喷油泵-高压油管-喷油器系统，也可以采用新型高压燃油系统。其喷油量和喷油定时由电脑控制的强力高速电磁阀的开闭时刻所决定：电磁阀关闭，执行喷油；电磁阀打开，喷油结束。即喷油始点取决于电磁阀关闭时刻，喷油量取决于电磁阀

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图6-1 位置控制式电控柴油分配泵

关闭时间的长短，因此可以同时控制喷油量和喷油定时。传统喷油泵巾的齿条、滑套、柱塞上的斜槽和提前期等全部取消，对喷射定时和喷射油量控制的自由度更大。图6-2所示为时间控制式的径向柱塞分配泵，其明显特征是泵上装有油泵控制单元、用于控制喷油量的喷射控制电磁阀和控制喷油提前角的定时控制电磁阀。

图6-2 时间控制式径向柱塞分配泵

时间控制式的电控燃油系统是通过喷油泵或者发动机的凸轮泵油来使燃油升压的，升压开始的时间以及结束时间是由电磁阀的接通／断开控制的。

3．第三代——时间-压力控制式

第三代柴油机电控燃油喷射系统，也称电控共轨系统。这种系统包括了高压共轨系统和中压共轨系统。这是20世纪90年代国外最新推出的新型柴油机电控喷油技术。该系统摒弃了传统的喷油泵一高压油管一喷油器的脉动供油方式，代之以一个高压油泵在柴油机的驱动下，连续将高压燃油输送到共轨管内，高压燃油再由共轨送入各缸喷油器，通过控制喷油器上的电磁阀实现喷射的开始和终止。图6-3所示为典型的柴油机高压共轨系统。

为满足日益严格的尾气排放法规，要降低发动机的燃油消耗和减少废气排放中的有害成分，单靠传统的机械控制技术及其他简单电控系统不足以解决问题，目前满足我国国Ⅲ排放标准的柴油发动机主要采用的是电控高压共轨系统。

图6-3 柴油机高压共轨系统