風冷柴油機用電控單體泵研究

張輝

摘要：新階段，為了對環境、能源和動力等需求進行滿足，小缸徑風冷柴油機設計開發顯得格外重要，而且相關設計問題也越來越多。本文根據以往工作經驗，對風冷柴油機用電控燃油系統設計內容進行總結，并從試驗臺性能試驗及分析、柴油機性能試驗及分析、硬件電路設計、控制單元軟件設計四方面，論述了風冷柴油機用電控單體泵設計情況。

關鍵詞：風冷柴油機;單體泵;軟件設計

0 ?引言

在風冷柴油機用電控單體泵運轉過程中，相關工作人員需要對其原理和結構進行全面分析，并提出控制單元硬件設計方案，為后續設計工作的執行創造基礎條件。一般來說，該項設計操作內容很多，除了升壓電路之外，還要避免設計程序占用太多的CPU資源。當硬件設計工作結束之后，整個單體泵對驅動的要求也會呈現出來，讓驅動電源趨于穩定。

1 ?風冷柴油機用電控燃油系統設計內容

1.1 對燃油系統的基本要求

首先，噴油壓力在柴油系統運行過程中具備重要意義，尤其是在大氣環保壓力作用下，需要做好移動污染治理操作，但柴油機作為移動污染源，讓該項治理工作的執行顯得尤為重要，避免與污染排放標準不相符。另外，在實際機械式燃油噴射系統設計過程中，需要設計相應的噴油定時裝置，還可以借助于提前期開展有效的調節工作。相比之下，該種調節精度十分有限，而且和速度存在直接關系，這也導致整個系統無法適應于適時變化。為此，人們需要將高速電磁閥應用到電控燃油系統之中，讓整個噴油定時操作變得更加簡單，隨著負荷具體情況產生變化。再次，對于噴油規律的掌控，能夠對實際柴油機的燃燒過程產生很大影響，對其經濟性和排放指標同樣起著決定性作用。最后，工作人員還要根據發動機實際情況，如轉速、負荷等等，實現對噴油量的精準操控。

1.2 電控單體泵設計

從實際裝置之中噴油泵的安裝位置上可以看出，由于柴油機本體在設計過程中顯得非常緊湊，降低了噴油泵的安裝控件，而且對于新設計的電控噴油泵外形尺寸也產生了極大限制，相關工作人員需要在設計之前，對機械噴油泵能否成功進入裝置內部進行全面考慮。為了保證設計的合理性，相關設計工作人員應根據實際情況，對柱塞、電磁閥以及電控泵體等進行合理設計，尤其是在關鍵零部件外形尺寸的把握上，同樣需要展示出合理性特點。另外，為了強化設計工作的科學性，工作人員可以采用凸輪+柱塞式燃油機加壓方式，來提升主體結構的抗壓能力，確保裝置能夠在后續實現高壓噴射。另外，電控單體泵屬于是脈動式范疇，在該系統之中能夠瞬間產生高壓，做到特性的時間為系統提供供油壓力，并提升其供油速度。

1.3 凸輪型線設計

從以往噴油泵設計角度來說，噴油泵凸輪設計顯得尤為重要，尤其是在供油規律和凸輪型線把握上，二者之間存在明顯聯系。更為重要的是，凸輪和從動件之間會存在相對運動情況，工作人員可以加強日常系統運行的觀察力度，將柱塞的運動規律總結出來，開展有效的供油定時操作。需要注意的是，噴油泵的供油壓力和供油規律與實際型線情況存在直接關系，如果噴油泵的工作能力越強，與型線關系程度也就越緊密，并且還能對供油泵的使用壽命產生極大影響。

2 ?風冷柴油機用電控單體泵設計情況

2.1 試驗臺性能試驗及分析

為了對電控單體泵供油特征進行了解和統計，設計人員需要確保設計工作的執行與相關要求相符，借助于上油泵試驗臺對不同轉速下的耗油量進行測試，還要做好標定操作。本文所選擇的研究設備，來源于某設備公司，該設備能夠進行噴油泵常規參數的采集和測量等操作，還能對控制參數進行修改，十分智能。從實際操作過程中能夠看出，由于進油方式不同，不同壓力和噴油器對油量等參數會產生不同程度的影響。如果能夠保證單端進油與噴油量要求相符，可以確保整個進油方式能夠得到合理性簡化，此時，整個進油控制壓力應保持在0.1到0.3MPa范圍內。對不同平底推桿體和滾輪體的應用，主要是針對于不同凸輪型線對噴油量的影響。由于滾輪挺柱對優良和泵端壓力影響極大，人們可以通過具體柱塞速度，對不同噴油速率進行研究，避免主體柱塞壽命產生影響。

2.2 柴油機性能試驗及分析

首先，在發動機試驗臺架的選擇上，同樣來源于該公司的FC2000發動機測控系統，相關工作人員需要根據實際發動機轉速、排溫以及機油壓力等，實現對相關數據的有效采集和控制，并對變速變負荷等模式進行選擇，選定最佳的控制方式，并可以采用其他類型的控制性，開展主體PID調節操作，還可以根據不同轉速，對不同功率段發動機進行選擇，根據實際情況選擇自動、手動存儲實驗數據形式。例如，在電渦流測功器應用時，能夠將高精度和高穩定性等特點呈現出來，模擬發動機的實際使用工況，只有這樣，整個測試設備將會顯得更加完善。又如，對于AVL部分的排放測試系統檢查，工作人員可以通過對污染物排放情況的檢查，實現實時監測操作，具體污染物有CO、HC等等，通過對不同功率段的應用，各種柴油機的檢測需求均能得到滿足。

2.3 硬件電路設計

對于柴油機電控單體泵系統設計，硬件電路屬于其中一項重要組成部分，可以通過集成高速電磁閥，讓電控單體泵得到全年控制，將感性負載特性展示出來。首先，在設計工作執行時，相關工作人員需要對系統可靠性進行全面考慮，并對單片機最小系統進行單獨設計，為后續調試和拆卸操作創造更多有利條件。由于不同控制芯片內容存在，所涉及到的供電電源也不同，導致整個系統被分割。其次，該硬件系統在設計時應用的脈寬調制控制方為PMW，能夠促使高速電磁閥實現快速開啟和關閉。整個系統硬件電路的劃分，主要涉及到的內容有單片機工作運行、轉速信號采集、電流信號實時反饋等等。例如，在整個轉速信號通道設計時，主要涉及到的內容有1路曲軸信號、5V電壓脈沖系統等等。為避免主體電磁波受到干擾，系統中央控制單元電路需要進行獨立設計，將單片機最小系統應用其中，并發揮出作用。

2.4 控制單元軟件設計

整個系統控制軟件功能的發揮，能夠與實際硬件電路功能實現相互結合，而且在編寫控制軟件之前，工作人員還要對控制系統的控制過程進行深入性分析，將控制軟件進行模塊化分類，與實際系統硬件內容結合在一起，讓控制軟件功能分析顯得更加明顯。對于系統控制軟件的設計，工作人員首先要做的就是對目標轉速信號進行研究，通過對其運行情況的判斷，調整好不同工況的運行策略。更為重要的是，通過對CPU輸入情況，工作人員能夠將整個凸輪位置傳感器內容呈現出來，確保凸輪軸齒號能夠得到有效判斷，人們也可以根據實際傳感器信號采集，將曲軸齒號情況展示出來，了解曲軸轉角的轉化情況，這也是計量時間的主要操作內容。

3 ?總結

綜上所述，電控單體泵在控制工作執行上能夠展示出良好的優良特性，而且在噴油量和噴油定時操作過程中，可以根據實際負荷情況進行標定操作。對于整個外特性曲線內容的理解，可以將主體靈活特點展示出來，將調速率降低到1%以下，進而將發電機的應用優勢更好的展示出來。

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