水溫對高壓共軌柴油機起動控制策略

程盈盈 涂承

[摘要]為了滿足柴油機燃油經濟性和排放性的雙重要求，高壓共軌柴油機電控燃油系統以其所特有的優點獲得了越來越多的重視和研究。尤其是普通柴油機冷起動困難，因為冷起動時發動機的有害排放水平較高，高壓共軌柴油機能夠達到低油耗、低排放、高壓噴射、柔性噴油特性和噴油壓力控制等其他噴射系統很難達到的優點，使得起動油壓建立迅速，起動性能良好，有害排放水平大大降低。

[關鍵詞]柴油機 高壓共軌系統 噴射系統

1、前言

隨著全球范圍內的能源和世界性高標準環保法規的推出，都對車用汽油機燃油噴射技術、點火技術以及排放技術的要求越來越高;相對而言，經濟型好的柴油機在車上的應用也越來越多，很多產商推出柴油機轎車;同時隨著國際油價的高漲，代用燃料或雙燃料發動機也被各國大力推廣應用。這些技術的實現都可以包含在發動機電控技術中。柴油機具有經濟性、耐用性好，工作可靠、功率范圍廣的特點，因此，以柴油機作為動力的貨車、大中型客車和轎車，正逐年增加。大客車、工程機械、拖拉機及農業機械、客貨輪船的動力幾乎完全為柴油機。

2、柴油機電控技術的發展歷程

1894年2月17日狄塞爾發動機第一次運轉，雖然僅僅工作了一分鐘，卻迎來了一個新時代，1916年第一輛車用狄塞爾發動機在MAN公司裝車成功，開辟了柴油汽車的新紀元。在柴油機發展的100多年歷史中，有三次重大技術突破，使柴油機技術達到今天的水平。1927年德國工程師羅伯特·博世發明了世界上第一臺機械式柴油噴射泵，奠定了機械泵一一管一嘴燃油系統。柴油機從此進入了一個劃時代的歷史發展階段。1954年沃爾沃首先將增壓技術應用到汽車柴油機上，增壓技術是提高柴油機燃油經濟性的基本手段之一。渦輪增壓及中冷技術是柴油機的第二次技術飛躍為柴油機帶來了強大的生命力。從20世紀80年代開始柴油機電控噴油技術迅速發展，并向各個應用領域滲透，引起了柴油機燃油系統的一場革命。而柴油機高壓共軌技術是柴油機的第三次技術突破;21世紀將是綠色柴油機的世紀，將是電控共軌燃油系統的世紀。

3、柴油機起動過程的研究和發展現狀

鑒于柴油的物理性能使得柴油機采用壓燃式的做功方式。它的燃點只有240攝氏度，所以比較容易著火。傳統的柴油機是在起動機的直接拖動下自行運轉直至起動成功。而電控柴油機在起動過程中需要檢測轉速傳感器、溫度傳感器、共軌軌壓傳感器等信號，再根據不同工況，采用不同的噴油量。電控柴油機在起動機的倒拖下開始轉動，從而帶動燃油供給系統、進排氣系統工作。

目前柴油機的起動性能是評價發動機優劣指標的重要之一，現在各國已對柴油機的燃燒室設計、壓縮比、噴油參數、環境溫度和起動轉速等進行了深入研究，研究結果顯示這些因素對柴油機起動性能的影響都很重要。

環境溫度是影響柴油機冷起動性能的一個重要因素。因為環境的溫度越低，不但會使機體的機油粘度增大，還會使柴油霧化不良，而且氣缸壓縮終了后溫度也很低，都是會影響柴油機冷起動性能的。

4、水溫對起動控制策略的影響

4.1水溫傳感器電阻值對水溫信號的影響

試驗通過拔除發動機出水口上水溫傳感器的線束，插接上不同阻值的備用定值電阻，利用KT670故障解碼器讀取此時的數據流，其中包括水溫、電壓、當前噴油量、起動扭矩和額定軌壓等，試驗數據如下表一所示。

當拔出水溫傳感器線束，線路開路，冷起動機ECU控制策略進入缺省內存替代值-5℃，水溫傳感器電壓4.98V，起動后控制策略替代值為水溫90℃，電壓4.98V，電子風扇起動運行。冷起動時，噴油提前角不變，起動后立即進入90℃缺省替代值，噴油提前角推遲5°～6°曲軸角。

4.2水溫對起動油量的影響

水溫對起動油量的影響，隨著環境溫度的下降，水溫也下降，燃油蒸發性減小，為了保證發動機能夠順利起動，必須有較濃的混合氣，就需要增加噴油器的噴油量。如圖1所示，當水溫較高時，當前噴油量較少，而且水溫度的變化不大;當水溫低于0℃時，當前噴油量較大，而且隨溫度的變化較大。可見冷起動時，水溫傳感器對最佳噴油量的確定有著非常重要的作用，是共軌系統中最重要的傳感器之一。

5、總結

高壓共軌燃油噴射系統是柴油機電控的未來發展方向之一，它在各個方面都比常規柴油機具有優勢。在柴油機起動方面，常規柴油機存在著起動困難，排放惡劣等問題，本文分析了水溫對高壓共軌柴油機在起動控制方面的優勢，可以有效的使得柴油機順利的啟動。