降低電控柴油發動機排放污染技術研究分析

梁海明

摘要：本文詳細地介紹了電控式VE分配泵的結構特點和原理，試驗結果表明：按照不同的發動機轉速和負載選擇最合理的噴油提前角，可以大幅度地降低柴油發動機污染物排放，同時還可以改善發動機的動力性和經濟性。

關鍵詞：電控技術 柴油發動機 污染物

前言

進入21世紀中國經濟迅猛發展，柴油發動機的市場占有率越來越大，隨之而來的是其排放污染物對環境的影響也越來越大，為此把電子技術引入燃油系統并采用尾氣在循環技術和尾氣凈化技術，便可以大幅度降低柴油發動機的尾氣排放，本文所介紹的電控燃油系統就是把機械式VE分配泵引入電控技術，使用單片機直接對燃油噴射系統進行控制。還該系統還可以通過進氣量和燃油溫度等參數的變化對燃油噴射量進行調節，使柴油發動機達到最佳工作狀態。

一、電控式VE分配泵工作原理

1.1、電控式VE分配泵的結構特點

如圖1所示，電控式VE分配泵由輸油泵、驅動裝置和控制系統組成，和機械式VE分配泵相比較，電控式VE分配泵增加了電控油量驅動裝置、實時控制系統和溫度傳感器。這樣就可以實現油量自動調節并且數據十分準確。

1.2、自動控制原理

電控燃油系統主要由傳感器、控制器和驅動裝置組成，它們的作用分別是：傳感器用于檢測柴油發電機的運行狀態并把信號傳遞給控制器，具體的傳感器包括位移傳感器、溫度和流量傳感器。本系統主要使用單片機為控制器，它的主要作用是通過程序控制驅動部分。而驅動部分的作用是通過控制系統的指令去控制相應的機械部分。

1.3、噴油參數的控制

燃油在高壓腔內經過柱塞的壓縮經過噴油器進入燃燒室，當高壓腔和低壓腔壓力平衡時停止噴油，電控VE分配泵對回油孔的開啟進行進行控制，從而調節噴油量的大小，本系統采用線圈驅動器驅動控制套，控制套的位移由傳感器來測定，通過反饋信號來控制控制套的位置，和機械式VE分配泵相比，它的噴油量非常準確。

1.4、噴油正時控制

電控VE分配泵的正時控制分為二級控制，一級控制和機械式VE分配泵控制原理是一樣的，另一極控制是將高低壓腔用管路相連，并在管路上加一控制閥，通過控制閥來調節壓力大小，從而實現噴油正時控制。EDC通過傳感器信號控制噴油提前補償量，并以PWM來控制控制閥的開停，這樣就克服了機械泵提前角完全由柴油機轉速決定的缺陷，還可以大大降低柴油機的污染物排放量。

二、影響柴油機排放的參數

2.1、轉速和污染物排放之間的關系

從圖3中可以看出，雖然從理論上柴油機轉速對污染物的排放量影響很大，但實際上轉速對NOX的排放量影響并不是很大，圖4為HC與轉速的關系，HC在發動機剛啟動時變化比較明顯，其余時間基本沒有變化。

2.2、噴油正時和污染物之間的關系

圖5顯示隨著柴油發動機噴油提前角的增大，污染物的排放快速降低，但如果柴油發動機噴油提前角過小，但會導致燃燒推遲、爆發壓力降低和經濟性變差。

三、柴油發電機排放實驗研究分析

3.1、柴油發電機技術參數及設備

柴油發電機型號：BG493Q-1，最大扭矩172N.M，最大功率57KW，噴嘴型號：DLSA153P009，開啟壓力19.5MPa，噴油泵為無錫威浮電控VE分配泵，壓力參數見表1，用奧地利AVL公司測試儀器測試柴油機13工況排放，具體型號見表2.

3.2、柴油發電機排放實驗結果分析

從表3檢測數據中可以看出電控VE分配泵泵端壓力較低，只要根據發動機轉速和負荷選擇合適的提前角，就可以使柴油發動機各種排放物達到歐洲1號標準，電控VE分配泵和機械VE分配泵分配泵相比，不僅僅在污染物排放上有較大優勢，而且在噴油提前角調節方面的優勢也比較明顯，這對改善柴油機的性能十分有利。這是因為電控VE分配泵供油量在每一個工況下都可以調節，因此可以獲得柴油發動機比較優秀的供油曲線圖，而且可以根據污染物某個指標的變化自動調節供油提前角，正是這些優勢可以使電控VE分配泵在較低的壓力條件下降低污染物排放，并改善其動力和經濟性。

參考文獻：

[1]李元.柴油發動機技術研究分析[J]，中國科技縱橫，2015.

[2]費玉章.柴油發動機排放污染物對環境的影響[J]，四川水泥，2017.