电控燃油喷射系统的技术发展趋势

高压喷油的基本目的是改善雾化质量, 是满足不同阶段排放法规要求的有效技术之一。目前, 泵喷嘴系统喷油压力可达200MPa以上, 美国威斯康辛大学开发的电控泵喷嘴系统( UH IP－S) 最高喷油压力已达260MPa，而BOSCH 公司新型电控喷油系统的最高喷油压力已超过150MPa, 超高压电控喷油系统的最大喷射压力可达300MPa。

泵喷嘴系统在喷油压力方面有比较明显的优势, 而电控共轨燃油系统在柔性控制性方面优点突出。因此, 将高喷油压力和柔性控制集于一身的喷油系统则代表了未来柴油机电控喷油系统的发展方向。

电控高压共轨燃油喷射系统的应用使柴油机的排放、噪声及燃烧性能都得到了很大改善，远远超过了传统内燃机，大大增强了柴油机的竞争力。除上面的发展趋势外，进一步的研究主要体现在以下趋势：

（1）设计开发新的执行器，以及通过对高压油泵、喷嘴材料和加工过程的改进进一步提高燃油喷射压力及其精确性，使燃烧更充分。

（2）通过最优控制、自适应控制、预测控制等控制理论的研究，将模糊控制、人工神经网络、基于非线性的滑模控制、基于辨识模型的自适应控制等运用到电控高压共轨燃油喷射系统中，改进其控制策略。

（3）研究新的喷油规律。欧洲早在1999年就已经制订出严格的欧VI排放法规，并预定在2013年开始实施。因此，必须不断研究满足新的排放标准的喷油规律，进一步降低柴油机的排放。

（4）燃油喷射系统的数值模拟技术。通过仿真软件建立电控高压共轨燃油系统的数值模型，分析燃油的喷射过程及系统参数对燃油喷射特性的影响，为燃油系统的优化设计、故障分析提供理论依据，降低产品开发成本，缩短开发周期。

（ 5 ） 传感器技术。随着喷射压力的不断提高，要求有更高精度和响应速度的新型智能传感器。

（6）解决高压共轨系统的恒高压密封问题。高压共轨系统的密封性能影响燃油喷射压力的提高和柴油机性能。传统燃油系统和电控泵只在20～30 ℃A内高压供油，油泵驱动扭矩的峰值很高，但泄漏时间很短，而高压共轨燃油系统在一个循环内都高压供油，喷油器中的针阀偶件和控制活塞偶件长期处于恒定高压中，泄漏量大幅增加，因此，必须进一步解决零部件的恒高压密封问题。

（7）解决共轨压力的微小波动造成的喷油量不均匀问题。高压共轨系统的动态压力稳定性直接影响系统理想喷油规律的实现，因此，对高压共轨系统压力波动性的研究已经成为当前的热点之一。

（8）解决高压共轨系统的多MAP优化问题。电控燃油系统中，ECU 根据其内部存储的MAP 控制喷射过程。普通的电控泵ECU中只有喷油量MAP和喷油定时MAP，而高压共轨燃油系统除这两者外，还有喷油压力MAP和预喷射MAP 等，控制数据较多，要根据排放和燃油耗进行优化，工作量很大。因此需要研究统计学方法、神经网络模型映射MAP 数据、自学习优化方法等很多关键技术，以解决多MAP 优化问题。

目前我国对高压共轨燃油喷射系统的研究与开发尚处于起步阶段，发动机燃油喷射系统由机械式喷射系统向电控式喷射系统过渡还主要依靠国外技术来实现。为尽快提高我国的自主开发和核心竞争力，应不遗余力地在电控喷油器、液力控制阀、喷油嘴偶件和高速执行器、ECU 软硬件等关键技术，以及控制策略和功能、匹配标定技术、产品可靠性和安全、制造成本等方面开展研究。