汽車系畢業(yè)論文---柴油機(jī)電子控制系統(tǒng)發(fā)展

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一、引言……………………………………………………………..（1）</p><p>　　二.柴油機(jī)的誕生.........................................（2）</p><p>　　三. 柴油機(jī)的基本概述......................

2、..............（3）</p><p>　　（一）柴油機(jī)的分類……………………….………….……….（3）</p><p>　?。ǘ┎裼蜋C(jī)的燃燒過程………………………………….…….（4）</p><p>　?。ㄈ┎裼蜋C(jī)電控系統(tǒng)的組成…………………………….…….（4）</p><p>　?。ㄋ模┎裼蜋C(jī)電控技術(shù)的特點(diǎn) …………

3、……………….……..（6）</p><p>　　四. 柴油機(jī)電子控制技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r……………………………..（7）</p><p>　?。ㄒ唬┌l(fā)展與環(huán)保政策…………………………………………..（7）</p><p>　?。ǘ┪覈裼蜋C(jī)應(yīng)用技術(shù)現(xiàn)狀……………….……….…..（11）</p><p>　?。ㄈ﹪獠裼蜋C(jī)應(yīng)用的先進(jìn)技術(shù)………

4、…………..…….（12）</p><p>　　五. 柴油機(jī)電子控制技術(shù)的發(fā)展趨勢…………………….…..…（12）</p><p>　?。ㄒ唬?電子控制技術(shù)的發(fā)展趨勢……………………………..（12）</p><p>　?。ǘ┎裼蜋C(jī)電控系統(tǒng)發(fā)展趨勢..……………………….……（14）</p><p>　　（三）柴油機(jī)的推廣和應(yīng)用發(fā)展………

5、………………………（16）</p><p>　　六.總結(jié)………………………………………………………………（18）</p><p>　　參考文獻(xiàn)...............................................（19）</p><p>　　柴油機(jī)電子控制系統(tǒng)發(fā)展</p><p>　　摘要：柴油機(jī)是目前產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的各種

6、動力機(jī)械中熱效率最高、能量利用率最好、最節(jié)能的機(jī)型，它已經(jīng)成為汽車、農(nóng)業(yè)機(jī)械、工程機(jī)械、船舶、內(nèi)燃機(jī)車、地質(zhì)和石油鉆機(jī)、軍用、通用設(shè)備、移動和備用電站等裝備的主要配套動力。本論文分析的主要方向是汽車柴油發(fā)動機(jī)電子控制技術(shù)的發(fā)展。</p><p>　　關(guān)鍵詞：柴油機(jī)、電子控制系統(tǒng)、發(fā)展趨勢、環(huán)保政策</p><p>　　Key words: diesel engine、electronic

7、 control system、Development trend 、environmental protection policy </p><p><b>　　一、引言</b></p><p>　　汽車是人類物質(zhì)文明重要的一個組成部分，隨著電子技術(shù)在汽車行業(yè)的廣泛滲透和應(yīng)用，使得現(xiàn)代汽車產(chǎn)品已不再是單純的機(jī)械結(jié)構(gòu)，而是機(jī)械、電子、信息、計(jì)算機(jī)與自動控制等集成機(jī)電一

8、體化產(chǎn)品。</p><p>　　國外汽車運(yùn)用電子技術(shù)從20世紀(jì)60年代開始，而大規(guī)模的運(yùn)用在90年代后。從汽車電子化發(fā)展進(jìn)程看，可分為三個階段，從20世紀(jì)60年代中期到70年代末期，汽車上運(yùn)用電子技術(shù)主要是對汽車電器產(chǎn)品進(jìn)行電子技術(shù)改造，以改善部分性能。進(jìn)入70年代，隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，汽車需求數(shù)量呈直線增長，汽車排放公害日益嚴(yán)重，能源危機(jī)問題日益突出，以及汽車的安全問題迫使各國政府出臺相應(yīng)的法規(guī)，使各國汽車

9、生產(chǎn)廠無不感到巨大壓力。所幸的是從70年代末期到90年代中期，由于電子工業(yè)的長足發(fā)展，別特是集成電路、大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展，為人們在汽車上廣泛采用電子技術(shù)提供了可能，形成汽車電子技術(shù)發(fā)展的第二階段。這一階段的主要特征是，廣泛采用機(jī)電一體化裝置，解決機(jī)械系統(tǒng)無法解決的復(fù)雜的自動控制問題，強(qiáng)調(diào)解決汽車的安全、環(huán)保及節(jié)能三大問題，從而引發(fā)世界的汽車技術(shù)革命。第三階段，從20世紀(jì)90念叨中期至今，其特征是強(qiáng)調(diào)以人—車—

10、環(huán)境為主線的系統(tǒng)工程整體優(yōu)化，主要體現(xiàn)在智能化上?？梢韵嘈牛S著電子技術(shù)、信息技術(shù)、能源技術(shù)、新材料技術(shù)、人類科學(xué)及其他新科學(xué)技術(shù)的近一步發(fā)展，汽車將更好地為人類服務(wù)。</p><p><b>　　二、柴油機(jī)的誕生</b></p><p>　　柴油機(jī)的名稱，至今在很多地方仍然被稱為“狄塞爾發(fā)動機(jī)”。那是因?yàn)槭澜绲谝慌_柴油機(jī)的發(fā)明者是德國工程師魯?shù)婪?#183;狄塞爾(

11、Rudofl Diesel)，1892年他首創(chuàng)了壓縮點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)，為內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展開拓了新途徑。</p><p>　　第二年，MAN公司根據(jù)這一專利，制造出了世界上第一臺柴油發(fā)動機(jī)的原型機(jī)，并取名叫“狄塞爾”發(fā)動機(jī)。然而，狄塞爾并不滿足于這一發(fā)明，經(jīng)過5年的試驗(yàn)，1897年制成了第一臺具有實(shí)用價值的高壓縮型自動點(diǎn)火內(nèi)燃機(jī)，即壓燃式柴油機(jī)。氣缸直徑為15厘米，活塞沖程為40厘米。它加長了燃燒過程前的壓縮過程，這是內(nèi)燃

12、機(jī)技術(shù)的第二次突破。歷史上第一臺柴油機(jī)就此誕生了。這款發(fā)動機(jī)能將26％的燃料潛能轉(zhuǎn)變成動力。</p><p>　　1924年，美國的康明斯公司正式采用了泵噴油器，這一發(fā)明有效地降低了柴油機(jī)的質(zhì)量。</p><p>　　1936年，奔馳公司制造出第一臺裝有狄塞爾發(fā)動機(jī)的轎車。一直到1950年左右，柴油機(jī)才得以廣泛應(yīng)用。</p><p>　　三、柴油機(jī)的基本概述<

13、/p><p><b>　　（一）柴油機(jī)的分類</b></p><p>　　柴油機(jī)可按不同特征分類：按轉(zhuǎn)速分為高速、中速和低速柴油機(jī)；按燃燒室的型式分為直接噴射式、渦流室式和預(yù)燃室式柴油機(jī)等；按氣缸進(jìn)氣方式分為增壓和非增壓柴油機(jī)；按氣體壓力作用方式分為單作用式、雙作用式和對置活塞式柴油機(jī)等；按用途分為船用柴油機(jī)、機(jī)車柴油機(jī)等。</p><p>　　低

14、速柴油機(jī)和部分中、高速柴油機(jī)主要用無渦流的開式燃燒室。小型高速柴油機(jī)大多采用有渦流的半開式燃燒室。</p><p>　　（二）柴油機(jī)的燃燒過程</p><p>　　柴油發(fā)動機(jī)的燃燒過程一般分為著火延遲期、速燃期、緩燃期和后燃期四個階段。</p><p>　　著火延遲期是指從燃料開始噴射到著火，其間經(jīng)過噴散、加熱蒸發(fā)、擴(kuò)散、混合和初期氧化等一系列物理的和化學(xué)的準(zhǔn)備過程

15、。它是燃燒過程的一個重要參數(shù)，對燃燒放熱過程的特性有直接影響。在著火延遲期內(nèi)噴入燃燒室的燃料，在速燃期內(nèi)幾乎是同時燃燒，所以放熱速度很高，壓力升高也特別快。</p><p>　　緩燃期階段中燃料的燃燒取決于混合的速度。因此，加強(qiáng)燃燒室內(nèi)的空氣擾動和加速空氣與燃料的混合，對保證燃料在上止點(diǎn)附近迅速而完全地燃燒有重要作用。</p><p>　　柴油機(jī)的混合和燃燒時間很短，以致有些燃料不能在上止

16、點(diǎn)附近及時燒完，而拖到膨脹行程的后期放出的熱量不能得到充分利用，因此應(yīng)盡量避免燃料在后燃期燃燒。燃燒室的優(yōu)劣對柴油機(jī)的性能有決定性的作用，因此是柴油機(jī)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。燃燒室按組織燃燒過程的特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)不同分為開式、半開式、預(yù)燃室式和渦流室式四類。前兩類屬于直接噴射式燃燒室；后兩類屬于分隔式燃燒室。</p><p>　?。ㄈ┎裼蜋C(jī)電控系統(tǒng)的組成</p><p>　　柴油機(jī)電控系統(tǒng)通常由傳感器及信

17、號輸入裝置、電子控制單元（ECU）和執(zhí)行器三部分組成。下面是柴油機(jī)電控系統(tǒng)組成的電路圖。</p><p>　　1.傳感器及信號輸入裝置</p><p>　　它是檢測柴油機(jī)與汽車的運(yùn)行狀態(tài)，并將其輸入到ECU中去。在柴油機(jī)上使用的傳感器主要有：加速踏板位置傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、泵角傳感器、溢流環(huán)位置傳感器、正時活塞位置傳感器、控制拉桿位置傳感器、控制套筒位置傳感器、著火正時傳感器、水溫傳感器、

18、進(jìn)氣壓力傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器、E/G開關(guān)、A/C開關(guān)、動力轉(zhuǎn)向油壓開關(guān)、空擋啟動開關(guān)等。</p><p>　　2.電子控制單元（ECU）</p><p>　　它負(fù)責(zé)信號的采集和處理，計(jì)算決策和執(zhí)行程序，并將結(jié)果為控制指令輸出到執(zhí)行器。此外，它還有通訊功能，和其他的控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和交換，再根據(jù)汽車運(yùn)行實(shí)情對執(zhí)行器輸出指令作適當(dāng)?shù)男拚?lt;/p><p>　　圖2

19、 柴油機(jī)電控系統(tǒng)組成框架圖</p><p><b>　　3.執(zhí)行器</b></p><p>　　執(zhí)行器由執(zhí)行電器和機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，主要有：電動調(diào)速器、溢流控制電磁鐵、電子控制正時控制閥、電子控制正時器、電磁溢流閥、高速電磁閥和電子液力控制噴油閥器等。這些執(zhí)行器實(shí)質(zhì)上是電磁鐵、螺旋管、直流電動機(jī)、步進(jìn)電動機(jī)和力矩電動機(jī)等電器。</p><p>

20、<b>　　圖3 系統(tǒng)控制系統(tǒng)</b></p><p>　?。ㄋ模┎裼蜋C(jī)電控技術(shù)的特點(diǎn) </p><p>　　柴油機(jī)的電控噴射系統(tǒng)是通過控制噴油時間來調(diào)節(jié)輸出油量的大小，且柴油機(jī)噴油控制是由發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速和加速踏板位置(油門、供油拉桿位置)來決定的。柴油機(jī)電控技術(shù)有兩個明顯的特點(diǎn)：一是柴油噴射電控執(zhí)行器復(fù)雜，二是柴油電控噴射系統(tǒng)的多樣化。 </p><

21、;p>　　1.柴油機(jī)是一種熱效率比較高的動力機(jī)械 </p><p>　　柴油機(jī)燃油噴射具有高壓、高頻、脈動等特點(diǎn)。其噴射壓力高達(dá)200MPa，為汽油機(jī)噴射壓力的百倍以上。對燃油高壓噴射系統(tǒng)實(shí)施噴油量的電子控制，困難大得多。而且柴油噴射對噴射正時的精度要求很高，相對于柴油機(jī)活塞上止點(diǎn)的角度位置遠(yuǎn)比汽油機(jī)要求準(zhǔn)確，這就導(dǎo)致了柴油噴射的電控執(zhí)行器要復(fù)雜得多。 </p><p>　　2.由于

22、柴油機(jī)的噴射系統(tǒng)形式多樣 </p><p>　　傳統(tǒng)的柴油機(jī)具有直列泵、分配泵、泵噴油器、單缸泵等結(jié)構(gòu)完全不同的系統(tǒng)。實(shí)施電控技術(shù)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜，形成了柴油噴射系統(tǒng)的多樣化；同時柴油機(jī)需要對油量、定時、噴油壓力等多參數(shù)進(jìn)行綜合控制，其軟件的</p><p>　　四、柴油機(jī)電子控制技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r</p><p>　?。ㄒ唬┌l(fā)展與環(huán)保政策</p>&l

23、t;p>　　柴油機(jī)電子控制技術(shù)始于20世紀(jì)70年代，20世紀(jì)80年代以來，英國盧卡斯公司、德國博世公司、奔馳汽車公司、美國通用的底特律柴油機(jī)公司、康明斯公司、卡特彼勒公司、日本五十鈴汽車公司及小松制作所等都競相開發(fā)新產(chǎn)品并投放市場，以滿足日益嚴(yán)格的排放法規(guī)要求。但在20世紀(jì)90年代后半期，柴油機(jī)發(fā)生了一次重大的技術(shù)變化，即有柴油發(fā)動機(jī)心臟之稱的燃油噴射系統(tǒng)從機(jī)械式轉(zhuǎn)向電子控制式。這個變化極大地改善了柴油發(fā)動機(jī)的技術(shù)性能。</

24、p><p>　　由于柴油機(jī)具備高扭矩、高壽命、低油耗、低排放等特點(diǎn)，柴油機(jī)成為解決汽車及工程機(jī)械能源問題最現(xiàn)實(shí)和最可靠的手段。因此柴油機(jī)的使用范圍越來越廣，數(shù)量越來越多。同時對柴油機(jī)的動力性能、經(jīng)濟(jì)性能、控制廢氣排放和噪聲污染的要求也越來越高。依靠傳統(tǒng)的機(jī)械控制噴油系統(tǒng)已無法滿足上述要求，也難以實(shí)現(xiàn)噴油量、。近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感噴油壓力和噴射正時完全按最佳工況運(yùn)轉(zhuǎn)的要求器技術(shù)及信息技術(shù)的迅速發(fā)展，使電子產(chǎn)品的

25、可靠性、成本、體積等各方面都能滿足柴油機(jī)進(jìn)行電子控制的要求，并且電子控制燃油噴射很容易實(shí)現(xiàn)。 </p><p>　　實(shí)際上，柴油機(jī)排氣中CO和HC比汽油機(jī)少得多，NOX排放量與汽油機(jī)相近，只是排氣微粒較多，這與柴油機(jī)燃燒機(jī)理有關(guān)。柴油機(jī)是一種非均質(zhì)燃燒，可燃混合氣形成時間很短，而且可燃混合氣形成與燃燒過程交錯在一起。通過分析柴油機(jī)噴油規(guī)律得到：噴入燃料的霧化質(zhì)量、汽缸內(nèi)氣體的流動以及燃燒室形狀等均直接影響燃燒過程

26、的進(jìn)展以及有害排放物的生成。提高噴油壓力和柴油霧化效果、使用預(yù)噴射、分段噴射等可以有效的改善排放。 </p><p>　　面對市場需求的壓力和重要的技術(shù)突破，國際上有關(guān)的大公司都對開發(fā)新一代燃油噴射系統(tǒng)進(jìn)行了大量投入。上世紀(jì)80年代末到90年代，德國博世、日本杰克賽爾、美國Stanadyne等公司分別推出了基于不同設(shè)計(jì)理念的電控柴油噴射系統(tǒng)。1987年前后，由菲亞特首先提出的電控高壓共軌系統(tǒng)后來逐步成為一個主流的

27、方向。從1993年前后，博世從菲亞特手中買斷專利，開始了共軌系統(tǒng)的研發(fā)。電控共軌系統(tǒng)是解決柴油機(jī)排放問題和進(jìn)一步改善性能的關(guān)鍵。 </p><p>　　電控噴射系統(tǒng)的革命大大擴(kuò)展了柴油發(fā)動機(jī)的應(yīng)用范圍。由于電控高壓共軌等一系列燃油噴射技術(shù)的出現(xiàn)，柴油機(jī)的噪音大大降低、舒適性大大提高，加上柴油機(jī)在能源效率上的固有優(yōu)勢，原來為汽油機(jī)所統(tǒng)治的轎車行業(yè)呈現(xiàn)出明顯的“柴油機(jī)化”趨勢，尤其是在歐洲。隨著國際各大汽車廠商不斷推

28、出柴油機(jī)配置的轎車產(chǎn)品，這一趨勢大有被不斷加速的可能。  </p><p>　　經(jīng)過多年的研究和新技術(shù)應(yīng)用，柴油機(jī)的現(xiàn)狀已與以往大不相同。現(xiàn)代先進(jìn)的柴油機(jī)一般采用電控噴射、高壓共軌、渦輪增壓中冷等技術(shù)，在重量、噪音、煙度等方面已取得重大突破，達(dá)到了汽油機(jī)的水平。隨著國際上日益嚴(yán)格的排放控制標(biāo)準(zhǔn)的頒布與實(shí)施，無論是柴油機(jī)還是汽油機(jī)都面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，解決的辦法之一是采用電子控制燃油噴射的技術(shù)?，F(xiàn)在，柴油電

29、子控制技術(shù)在發(fā)達(dá)國家的應(yīng)用率已達(dá)到60%以上。</p><p>　　最近10年間，一次重大技術(shù)變化大幅度改變了柴油發(fā)動機(jī)的性能。 技術(shù)變化的第一個動力來自政府管制下的市場需求變化。隨著環(huán)保意識高漲，1982年至1998年間，美國政府對汽車柴油機(jī)氮氧化物和顆粒的允許排放值降低了三次；歐洲的排放法規(guī)也從1993年開始執(zhí)行的歐洲I號標(biāo)準(zhǔn)迅速提高到歐洲II號和歐洲III號標(biāo)準(zhǔn)，目前乘用車已經(jīng)開始執(zhí)行歐洲IV號標(biāo)

30、準(zhǔn)，而商用車在2006年1月也開始執(zhí)行歐洲IV號標(biāo)準(zhǔn)。各國法規(guī)都對柴油機(jī)的發(fā)展形成了越來越大的壓力，迫使企業(yè)尋求技術(shù)解決之道。技術(shù)變化的第二個動力來自新技術(shù)供給的變化。進(jìn)入上世紀(jì)80年代之后，電子技術(shù)和精密加工技術(shù)的長足進(jìn)步，特別是電磁控制手段的加入，新的電控噴射系統(tǒng)得以徹底替代傳統(tǒng)機(jī)械式噴油系統(tǒng)。一般認(rèn)為，經(jīng)過改進(jìn)的機(jī)械控制噴射系統(tǒng)最多可以滿足歐I、歐II排放標(biāo)準(zhǔn)，但如果要達(dá)到歐III甚至更為嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)就須采用電控噴油系統(tǒng)。隨著控

31、制手段更加精確，柴油機(jī)的震動、噪音被大大減小，舒適性大大提高，進(jìn)而使柴油機(jī)經(jīng)濟(jì)性好、動力大等優(yōu)點(diǎn)充分凸現(xiàn)。  </p><p>　　在我國，1999年國家環(huán)保總局制定了車用汽油有害物質(zhì)控制標(biāo)準(zhǔn)和相當(dāng)于歐洲1號和歐洲2號排放法規(guī)的國家第一、二階段輕型汽車和重型車用壓燃式發(fā)動機(jī)排氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，使中國的汽車污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的控制水平向前推進(jìn)了20年。</p><p>　　目前我國擬

32、在2007年和2010年分別實(shí)施國家第三、四階段機(jī)動車排放標(biāo)準(zhǔn)。若按計(jì)劃實(shí)施這兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，從2008年到2012年，僅道路車輛就將減少氧化氮排放量180萬噸、碳?xì)浠衔?20萬噸、一氧化碳1600萬噸，將給社會帶來重大的環(huán)境效益，并將進(jìn)一步推動技術(shù)升級，縮短與國際先進(jìn)水平的差距，增強(qiáng)國際競爭力，有利于相關(guān)產(chǎn)品出口。國家污染物排放標(biāo)準(zhǔn)在優(yōu)化機(jī)動車工業(yè)發(fā)展環(huán)境中發(fā)揮著重要的作用。就每臺發(fā)動機(jī)而言，每實(shí)施一個新階段排放標(biāo)準(zhǔn)，其單機(jī)污染物排放量就

33、會降低30%以上。國家環(huán)保總局科技標(biāo)準(zhǔn)司司長趙英民說：“與國外先進(jìn)水平相比，中國生產(chǎn)汽車的排放控制技術(shù)水平差距將由2000年的8年縮短到2010年的5年?！保ㄗⅲ捍涡畔碓从诘酪来牟裼蜋C(jī)維修服務(wù)網(wǎng)http://www.cyjzywx.com）</p><p>　　目前，世界范圍內(nèi)總質(zhì)量大于3.5噸的汽車90％都采用的是柴油發(fā)動機(jī)，2004年歐洲國家新生產(chǎn)的轎車48.2％采用了柴油發(fā)動機(jī)。寶馬的柴油發(fā)動機(jī)轎車比例已

34、達(dá)60％，而奔馳新車型也提高了柴油機(jī)比例。在我國，中重型卡車和大客市場一直是柴油機(jī)的主要陣地，這個市場大約占據(jù)了柴油機(jī)產(chǎn)銷量的70％以上，國產(chǎn)轎車中，只有捷達(dá)、寶來和奧迪等有柴油機(jī)產(chǎn)品，但采用的都不是國際最先進(jìn)技術(shù)。</p><p>　　（二）我國柴油機(jī)應(yīng)用技術(shù)現(xiàn)狀</p><p>　　1.我國重型柴油車的產(chǎn)量在逐年增加，中型、輕型車柴油化步伐也在加快。</p><p&

35、gt;　　2.柴油品質(zhì)差、柴油標(biāo)準(zhǔn)的制修訂嚴(yán)重滯后于汽車工業(yè)發(fā)展的需要，對柴油機(jī)技術(shù)的發(fā)展以及各種新技術(shù)、 改善柴油機(jī)排放措施的應(yīng)用造成障礙。</p><p>　　3.柴油機(jī)行業(yè)投入不足，嚴(yán)重制約了生產(chǎn)工藝水平、規(guī)模發(fā)展和自主開發(fā)能力的提高。</p><p>　　4.我國柴油機(jī)技術(shù)的落后、產(chǎn)品質(zhì)量差以及車輛使用中維修保養(yǎng)措施不力，導(dǎo)致低性能、 高排放柴油車在使用中對城市環(huán)境和大氣質(zhì)量造成不

36、良影響。</p><p>　?。ㄈ﹪獠裼蜋C(jī)應(yīng)用的先進(jìn)技術(shù)</p><p>　　目前，柴油機(jī)電控技術(shù)已經(jīng)成熟，功能各異的柴油機(jī)電控系統(tǒng)相繼研發(fā)成功并投放市場，國外的應(yīng)用率已達(dá)到60% — 90%。美、歐、日等地的大部分柴油機(jī)轎車和輕型客車都使用直列式轉(zhuǎn)子式電控柴油噴射系統(tǒng)，并向更新型的電控高壓共軌系統(tǒng)轉(zhuǎn)化。重型載貨柴油車也廣泛使用了泵嘴型或單體泵型的電控裝置。下表是目前先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用。&

37、lt;/p><p>　　五、柴油機(jī)電子控制技術(shù)的發(fā)展趨勢</p><p>　?。ㄒ唬╇娮涌刂萍夹g(shù)的發(fā)展趨勢</p><p>　　汽車由人駕駛并在道路上行駛。這樣，人－車－道路三位一體，便構(gòu)成了一個有機(jī)的、完整的汽車交通系統(tǒng)。為了適應(yīng)現(xiàn)代觀念的要求，就必須使汽車及其使用環(huán)境智能化、高科技化。而高科技對該系統(tǒng)的支持技術(shù)之一就是傳感器技術(shù)。汽車所需求的信息都是依靠傳感器來獲取

38、的。那么，汽車對信息的需求目前都有哪些呢？ </p><p>　　車輛本身所需的信息包括檢測車輛運(yùn)動狀態(tài)的信息、檢測駕駛操縱狀態(tài)所需的信息、車輛控制所需的信息、運(yùn)動環(huán)境檢測所需的信息、異常狀態(tài)監(jiān)控所需的信息等。 </p><p>　　1.運(yùn)動狀態(tài)的信息：</p><p>　　這類信息包括車速、加速度、回轉(zhuǎn)角速度等參數(shù)。它們不僅是各種車輛控制基礎(chǔ)，且對駕駛員的心理狀態(tài)

39、和駕駛操縱等都有影響，同時也是駕駛支持系統(tǒng)和各種情報提供系統(tǒng)的重要組成部分。 </p><p>　　2.操縱狀態(tài)的信息： 這類信息包括轉(zhuǎn)向、加速、制動等參數(shù)。它是檢測駕駛員操縱意志以及操縱狀態(tài)的重要數(shù)據(jù)。 </p><p>　　3.車輛控制的信息： 其中包括發(fā)動機(jī)的控制、變速器的控制、驅(qū)動力矩控制、懸架控制、轉(zhuǎn)向控制等各種參數(shù)。 </p><p>　　4.動環(huán)境檢測

40、的信息： 這里包括行駛環(huán)境識別、空調(diào)器功效等參數(shù)。 </p><p>　　5.常狀態(tài)監(jiān)控的信息： 包括單側(cè)車輪制動狀態(tài)、燃油殘留量、輪胎氣壓等參數(shù)。 </p><p>　?。ǘ┎裼蜋C(jī)電控系統(tǒng)發(fā)趨</p><p><b>　　1.高的噴射壓力 </b></p><p>　　為滿足排放法規(guī)的要求，柴油噴射壓力從10MPa提

41、高到200MPa。如此高的噴射壓力可明顯改善柴油和空氣的混合質(zhì)量，縮短著火延遲期，使燃燒更迅速、更徹底，并且控制燃燒溫度，從而降低廢氣排放。</p><p>　　2.獨(dú)立的噴射壓力控制 </p><p>　　傳統(tǒng)柴油機(jī)的供油系統(tǒng)的噴射壓力與柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速負(fù)荷有關(guān)。這種特性對于低轉(zhuǎn)速、部分負(fù)荷條件下的燃油經(jīng)濟(jì)性和排放不利。若供油系統(tǒng)具有不依賴轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的噴射壓力控制能力，就可選擇最合適的噴射壓

42、力使噴射持續(xù)期、著火延遲期最佳，使柴油機(jī)在各種工況下的廢氣排放最低而經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)。 </p><p>　　3.改善柴油機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性 </p><p>　　用戶對柴油機(jī)的燃油消耗率非常關(guān)注。高噴射壓力、獨(dú)立的噴射壓力控制、小噴孔、高平均噴油壓力等措施都能降低燃油消耗率，從而提高了柴油機(jī)的燃油使用經(jīng)濟(jì)性。 </p><p>　　4.獨(dú)立的燃油噴射正時控制 </p&g

43、t;<p>　　噴射正時直接影響到柴油機(jī)活塞上止點(diǎn)前噴入汽缸的油量，決定著汽缸的峰值爆發(fā)壓力和最高溫度。高的汽缸壓力和溫度可以改善燃油使用經(jīng)濟(jì)性，但導(dǎo)致NOX增加。而不依賴于轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的噴射正時控制能力，是在燃油消耗率和排放之間實(shí)現(xiàn)最佳平衡的關(guān)鍵措施。 </p><p>　　5.可變的預(yù)噴射控制能力 </p><p>　　預(yù)噴射可以降低顆粒排放，又不增加NOX排放，還可改善柴

44、油機(jī)冷啟動性能、降低冷態(tài)工況下白煙的排放，降低噪聲，改善低速扭矩。但是預(yù)噴射量、預(yù)噴射與主噴射之間的時間間隔在不同工況下的要求是不一樣的。因此具有可變的預(yù)噴射控制能力對柴油機(jī)的性能和排放十分有利。 </p><p>　　6.最小油量的控制能力 </p><p>　　供油系統(tǒng)具有高噴射壓力的能力與柴油機(jī)怠速所需要的小油量控制能力發(fā)生矛盾。當(dāng)供油系統(tǒng)具有預(yù)噴射能力后將會使控制小油量的能力進(jìn)一步

45、降低。由于工程機(jī)械用柴油機(jī)的工況很復(fù)雜，怠速工況經(jīng)常出現(xiàn)，而電噴柴油機(jī)容易實(shí)現(xiàn)最小油量控制。 </p><p><b>　　7.快速斷油能力 </b></p><p>　　噴射結(jié)束時必須快速斷油，如果不能快速斷油，在低壓力下噴射的柴油就會因燃燒不充分而冒黑煙，增加HC排放。電噴柴油機(jī)噴油器上采用的高速電磁開關(guān)閥很容易實(shí)現(xiàn)快速斷油。 </p><p&

46、gt;　　8.降低驅(qū)動扭矩沖擊載荷 </p><p>　　燃油噴射系統(tǒng)在很高的壓力下工作，既增加了驅(qū)動系統(tǒng)所需要的平均扭矩，也加大了沖擊載荷。燃油噴射系統(tǒng)對驅(qū)動系統(tǒng)平穩(wěn)加載和卸載的能力，是一種衡量噴射系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)。而電噴柴油機(jī)技術(shù)中的高壓共軌技術(shù)則大大降低了驅(qū)動扭矩沖擊載荷。</p><p>　?。ㄈ┎裼蜋C(jī)的推廣和應(yīng)用發(fā)展</p><p>　　柴油機(jī)的推廣和應(yīng)用對柴

47、油機(jī)的新技術(shù)發(fā)展非常重要，在今后勢必會朝以下十個方面發(fā)展。</p><p>　　1、應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)和現(xiàn)代設(shè)計(jì)手段，縮短產(chǎn)品開發(fā)周用。提高產(chǎn)品智能化水平，改善綜合性能。</p><p>　　2、不斷降低有客排放物和噪聲，滿足起來越嚴(yán)格的環(huán)保要來。車用柴油機(jī)的有害排放物包括CO、HC、NOx及顆粒物等，汽油機(jī)主要是CO和HC，柴油機(jī)主要是NOx及顆粒物。現(xiàn)在歐洲各國實(shí)施歐洲II號排放法規(guī)，美

48、國加利福利亞洲排放法規(guī)是世界上最嚴(yán)格的排放法規(guī)，日本排放法規(guī)與歐洲法規(guī)大致相當(dāng)。排放法規(guī)將進(jìn)一步強(qiáng)化，需要采取更先進(jìn)的機(jī)內(nèi)和機(jī)外凈化措施。噪聲法規(guī)也將進(jìn)一步強(qiáng)化，需要從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選用和加工工藝上采取措施才能達(dá)到法規(guī)要求。</p><p>　　3、開發(fā)全電控車用柴油機(jī)產(chǎn)品。利用微電子技術(shù)的成果對內(nèi)燃機(jī)燃油、進(jìn)氣、排氣、冷卻等系統(tǒng)進(jìn)行控制，并對環(huán)境、工況和故障等作出反應(yīng)，實(shí)施全自動的管理。也是車用柴油機(jī)達(dá)到排放法

49、規(guī)必要的技術(shù)措施。</p><p>　　4、進(jìn)一步發(fā)展高效率、高壓比渦輪增壓系統(tǒng)及中冷技術(shù)。增壓和中冷技術(shù)已在多缸機(jī)上普遍采用，并成為滿足現(xiàn)代排放法規(guī)和噪聲法規(guī)必須的技術(shù)措施之一。</p><p>　　5、開發(fā)高速小型直噴燃燒系統(tǒng)柴油機(jī)。由于在噴燃燒系統(tǒng)能夠降低10％左右的燃油耗，并降低氣缸蓋的熱負(fù)荷，所以在大中型柴油機(jī)上全部采用。在小型高速轎車柴油機(jī)上也更多的采用，目前歐洲和美國研制開發(fā)

50、中的3L（100km油耗）車，就是首選小型直噴柴油機(jī)。</p><p>　　6、采用先進(jìn)技術(shù)，進(jìn)一步降低車用柴油機(jī)產(chǎn)品能耗。提高內(nèi)燃機(jī)的效率，降低內(nèi)燃機(jī)能耗的研究工作，是內(nèi)燃機(jī)永恒的主題。目前，大型柴油機(jī)的有效效率已近50％。車用汽油機(jī)燃油耗為260－340g／kw·h，車用柴油機(jī)為200－270g／kw·h。要進(jìn)一步改善車用柴油機(jī)的能耗，需要采取更先進(jìn)的技術(shù)，提高燃燒效率和機(jī)械效率。<

51、/p><p>　　7、發(fā)展新型噴油系統(tǒng)，提高噴油系統(tǒng)的噴射壓力。這是改進(jìn)燃燒過程，降低燃油消耗、減少廢氣排放和降低噪聲的有效措施。目前，開發(fā)應(yīng)用的有可調(diào)預(yù)行程泵、電控泵噴嘴及共軌噴油系統(tǒng)等。</p><p>　　8、發(fā)展排氣后處理技術(shù)。當(dāng)排放法規(guī)進(jìn)一步強(qiáng)化到歐洲II號法規(guī)水平以后，就需要采用機(jī)外凈化措施，包括廢氣再循環(huán)、氧化催化技術(shù)、脫NOX催化劑等。</p><p>

52、　　9、推廣應(yīng)用汽油機(jī)缸內(nèi)噴射技術(shù)。汽油缸內(nèi)噴射是大幅度提高汽油機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性、減少有害氣體排放的有效措施。目前，日本已有產(chǎn)品問世。</p><p>　　10、推廣應(yīng)用清潔能源內(nèi)燃機(jī)（LPG、CNG等替代燃料發(fā)動機(jī)）。汽車是城市大氣污染的主要污染源，除了不斷強(qiáng)化內(nèi)燃機(jī)汽車的排放法規(guī)，盡可能減少其有害排放物外，采用清潔燃料也是一種有效的措施，可以使主要排放物減少30％－90％。目前，國外已有600萬輛左右的氣體燃料（

53、LPG、CNG）汽車。</p><p><b>　　六、總結(jié)</b></p><p>　　柴油機(jī)具有熱效率高的顯著優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用范圍越來越廣?，F(xiàn)代汽車柴油發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)的控制項(xiàng)目將從僅有循環(huán)供(噴)油量控制、噴油正時控制等最基本的控制項(xiàng)目的燃油噴射控制，擴(kuò)展到包括對噴油速率控制和噴油壓力控制在內(nèi)的多項(xiàng)目標(biāo)控制的燃油噴射控制;從單一的燃油噴射控制擴(kuò)展到包括怠速控制、進(jìn)氣控

54、制、增壓控制、排放控制、啟動控制、故障自診斷、失效保險、發(fā)動機(jī)與變速器的綜合控制等在內(nèi)的全方位控制。 </p><p>　　我國對現(xiàn)代柴油發(fā)動機(jī)電控技術(shù)的研究和開發(fā)尚處于起步階段，目前還主要集中在對柴油發(fā)動機(jī)電控噴射系統(tǒng)的研究與開發(fā)上。但隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對環(huán)保的要求越來越高，柴油發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)的研究和相應(yīng)產(chǎn)品的開發(fā)必將成為我國汽車柴油發(fā)動機(jī)技術(shù)領(lǐng)域中的一個熱點(diǎn)，這將大大促進(jìn)我國汽車柴油發(fā)動機(jī)產(chǎn)品的更新?lián)Q代，為

55、在未來不長的時期里參與國際競爭奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。隨著強(qiáng)化程度的提高，柴油機(jī)單位功率的重量也顯著降低。為了節(jié)能，各國都在注重改善燃燒過程，研究燃用低質(zhì)燃油和非石油制品燃料。此外，降低摩擦損失、廣泛采用廢氣渦輪增壓并提高增壓度、進(jìn)一步輕量化、高速化、低油耗、低噪聲和低污染，都是柴油機(jī)的重要發(fā)展方向。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　凌擁成