张辉

摘要：新阶段，为了对环境、能源和动力等需求进行满足，小缸径风冷柴油机设计开发显得格外重要，而且相关设计问题也越来越多。本文根据以往工作经验，对风冷柴油机用电控燃油系统设计内容进行总结，并从试验台性能试验及分析、柴油机性能试验及分析、硬件电路设计、控制单元软件设计四方面，论述了风冷柴油机用电控单体泵设计情况。

关键词：风冷柴油机;单体泵;软件设计

0  引言

在风冷柴油机用电控单体泵运转过程中，相关工作人员需要对其原理和结构进行全面分析，并提出控制单元硬件设计方案，为后续设计工作的执行创造基础条件。一般来说，该项设计操作内容很多，除了升压电路之外，还要避免设计程序占用太多的CPU资源。当硬件设计工作结束之后，整个单体泵对驱动的要求也会呈现出来，让驱动电源趋于稳定。

1  风冷柴油机用电控燃油系统设计内容

1.1 对燃油系统的基本要求

首先，喷油压力在柴油系统运行过程中具备重要意义，尤其是在大气环保压力作用下，需要做好移动污染治理操作，但柴油机作为移动污染源，让该项治理工作的执行显得尤为重要，避免与污染排放标准不相符。另外，在实际机械式燃油喷射系统设计过程中，需要设计相应的喷油定时装置，还可以借助于提前期开展有效的调节工作。相比之下，该种调节精度十分有限，而且和速度存在直接关系，这也导致整个系统无法适应于适时变化。为此，人们需要将高速电磁阀应用到电控燃油系统之中，让整个喷油定时操作变得更加简单，随着负荷具体情况产生变化。再次，对于喷油规律的掌控，能够对实际柴油机的燃烧过程产生很大影响，对其经济性和排放指标同样起着决定性作用。最后，工作人员还要根据发动机实际情况，如转速、负荷等等，实现对喷油量的精准操控。

1.2 电控单体泵设计

从实际装置之中喷油泵的安装位置上可以看出，由于柴油机本体在设计过程中显得非常紧凑，降低了喷油泵的安装控件，而且对于新设计的电控喷油泵外形尺寸也产生了极大限制，相关工作人员需要在设计之前，对机械喷油泵能否成功进入装置内部进行全面考虑。为了保证设计的合理性，相关设计工作人员应根据实际情况，对柱塞、电磁阀以及电控泵体等进行合理设计，尤其是在关键零部件外形尺寸的把握上，同样需要展示出合理性特点。另外，为了强化设计工作的科学性，工作人员可以采用凸轮+柱塞式燃油机加压方式，来提升主体结构的抗压能力，确保装置能够在后续实现高压喷射。另外，电控单体泵属于是脉动式范畴，在该系统之中能够瞬间产生高压，做到特性的时间为系统提供供油压力，并提升其供油速度。

1.3 凸轮型线设计

从以往喷油泵设计角度来说，喷油泵凸轮设计显得尤为重要，尤其是在供油规律和凸轮型线把握上，二者之间存在明显联系。更为重要的是，凸轮和从动件之间会存在相对运动情况，工作人员可以加强日常系统运行的观察力度，将柱塞的运动规律总结出来，开展有效的供油定时操作。需要注意的是，喷油泵的供油压力和供油规律与实际型线情况存在直接关系，如果喷油泵的工作能力越强，与型线关系程度也就越紧密，并且还能对供油泵的使用寿命产生极大影响。

2  风冷柴油机用电控单体泵设计情况

2.1 试验台性能试验及分析

为了对电控单体泵供油特征进行了解和统计，设计人员需要确保设计工作的执行与相关要求相符，借助于上油泵试验台对不同转速下的耗油量进行测试，还要做好标定操作。本文所选择的研究设备，来源于某设备公司，該设备能够进行喷油泵常规参数的采集和测量等操作，还能对控制参数进行修改，十分智能。从实际操作过程中能够看出，由于进油方式不同，不同压力和喷油器对油量等参数会产生不同程度的影响。如果能够保证单端进油与喷油量要求相符，可以确保整个进油方式能够得到合理性简化，此时，整个进油控制压力应保持在0.1到0.3MPa范围内。对不同平底推杆体和滚轮体的应用，主要是针对于不同凸轮型线对喷油量的影响。由于滚轮挺柱对优良和泵端压力影响极大，人们可以通过具体柱塞速度，对不同喷油速率进行研究，避免主体柱塞寿命产生影响。

2.2 柴油机性能试验及分析

首先，在发动机试验台架的选择上，同样来源于该公司的FC2000发动机测控系统，相关工作人员需要根据实际发动机转速、排温以及机油压力等，实现对相关数据的有效采集和控制，并对变速变负荷等模式进行选择，选定最佳的控制方式，并可以采用其他类型的控制性，开展主体PID调节操作，还可以根据不同转速，对不同功率段发动机进行选择，根据实际情况选择自动、手动存储实验数据形式。例如，在电涡流测功器应用时，能够将高精度和高稳定性等特点呈现出来，模拟发动机的实际使用工况，只有这样，整个测试设备将会显得更加完善。又如，对于AVL部分的排放测试系统检查，工作人员可以通过对污染物排放情况的检查，实现实时监测操作，具体污染物有CO、HC等等，通过对不同功率段的应用，各种柴油机的检测需求均能得到满足。

2.3 硬件电路设计

对于柴油机电控单体泵系统设计，硬件电路属于其中一项重要组成部分，可以通过集成高速电磁阀，让电控单体泵得到全年控制，将感性负载特性展示出来。首先，在设计工作执行时，相关工作人员需要对系统可靠性进行全面考虑，并对单片机最小系统进行单独设计，为后续调试和拆卸操作创造更多有利条件。由于不同控制芯片内容存在，所涉及到的供电电源也不同，导致整个系统被分割。其次，该硬件系统在设计时应用的脉宽调制控制方为PMW，能够促使高速电磁阀实现快速开启和关闭。整个系统硬件电路的划分，主要涉及到的内容有单片机工作运行、转速信号采集、电流信号实时反馈等等。例如，在整个转速信号通道设计时，主要涉及到的内容有1路曲轴信号、5V电压脉冲系统等等。为避免主体电磁波受到干扰，系统中央控制单元电路需要进行独立设计，将单片机最小系统应用其中，并发挥出作用。

2.4 控制单元软件设计

整个系统控制软件功能的发挥，能够与实际硬件电路功能实现相互结合，而且在编写控制软件之前，工作人员还要对控制系统的控制过程进行深入性分析，将控制软件进行模块化分类，与实际系统硬件内容结合在一起，让控制软件功能分析显得更加明显。对于系统控制软件的设计，工作人员首先要做的就是对目标转速信号进行研究，通过对其运行情况的判断，调整好不同工况的运行策略。更为重要的是，通过对CPU输入情况，工作人员能够将整个凸轮位置传感器内容呈现出来，确保凸轮轴齿号能够得到有效判断，人们也可以根据实际传感器信号采集，将曲轴齿号情况展示出来，了解曲轴转角的转化情况，这也是计量时间的主要操作内容。

3  总结

综上所述，电控单体泵在控制工作执行上能够展示出良好的优良特性，而且在喷油量和喷油定时操作过程中，可以根据实际负荷情况进行标定操作。对于整个外特性曲线内容的理解，可以将主体灵活特点展示出来，将调速率降低到1%以下，进而将发电机的应用优势更好的展示出来。

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