2.4.3　電控分配泵供油提前角的控制

對(duì)比電控高壓共軌系統(tǒng)和電控單體泵系統(tǒng)的供油提前角參數(shù)控制方式,電控分配泵對(duì)于供油提前角的調(diào)整有很大不同。

(1)分配泵供油提前角調(diào)節(jié)方式

機(jī)械分配泵原本是通過(guò)內(nèi)腔油壓推動(dòng)提前角調(diào)節(jié)活塞,壓迫彈簧使供油提前角向正方向調(diào)整。內(nèi)腔油壓會(huì)隨轉(zhuǎn)速和每次供油量增加而增加。而電控分配泵是在此基礎(chǔ)上,通過(guò)對(duì)內(nèi)腔的泄流,使調(diào)節(jié)活塞在彈簧的作用下,向減小提前角的方向移動(dòng)。在此,通過(guò)對(duì)內(nèi)腔的泄流量的調(diào)整,相比原機(jī)械泵,可以向減小提前角方向定量地對(duì)供油提前角做調(diào)整。

(2)分配泵供油提前角的調(diào)節(jié)范圍

在柴油機(jī)啟動(dòng)時(shí),由于分配泵內(nèi)腔油壓尚未建立,供油提前角處在最小的位置(初始值)。這一位置是在分配泵安裝時(shí)確定的,一般為5°~8°曲軸轉(zhuǎn)角。柴油機(jī)啟動(dòng)進(jìn)入怠速后,分配泵內(nèi)腔油壓初步建立,如果不加調(diào)節(jié),供油提前角也會(huì)穩(wěn)定在一個(gè)新的位置上。隨著轉(zhuǎn)速上升和每次供油量的增加,供油提前角會(huì)隨內(nèi)腔油壓升高而加大,亦可隨著卸壓閥的調(diào)節(jié)強(qiáng)度升高而減小,但其最小值不會(huì)小于初始值。因此,分配泵供油提前角可能的調(diào)整范圍,只是在當(dāng)前工況下的最大提前角和初始值之間。

(3)目前分配泵供油提前角調(diào)節(jié)中的問(wèn)題

目前分配泵供油提前角的調(diào)節(jié)機(jī)制中存在較突出的問(wèn)題:一是傳動(dòng)路線存在柔性,也就是液壓傳動(dòng)部分;二是存在周期性的反作用,這是由分配泵的滾輪與凸輪傳動(dòng)的特點(diǎn)造成的。這兩個(gè)因素的共同作用使分配泵的供油提前角始終不穩(wěn)定,而是在一個(gè)平均位置做振動(dòng),這是影響分配泵性能調(diào)整的重要因素。日前正在開(kāi)展的某些改進(jìn)性的研究和設(shè)計(jì)規(guī)劃,可能會(huì)對(duì)分配泵這種性能的改進(jìn)帶來(lái)有益作用。

(4)分配泵供油提前角調(diào)節(jié)的特點(diǎn)

由上所述可知,分配泵的供油提前角調(diào)整不同于共軌和單體泵系統(tǒng)。對(duì)于后兩者,對(duì)供油提前角的調(diào)整只是調(diào)整在供油階段的起始時(shí)間,只要在執(zhí)行前確定時(shí)間,就可以在本次供油中實(shí)現(xiàn)所要求的供油位置。可以說(shuō)這是一種無(wú)慣性的調(diào)整。但對(duì)于分配泵系統(tǒng),由于它的供油提前角具有位置調(diào)整的特征,任何調(diào)整都只能隨著驅(qū)動(dòng)活塞的逐漸運(yùn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn),調(diào)整過(guò)程可能在若干個(gè)工作循環(huán)內(nèi)才能完成,不可能做到像共軌和單體泵系統(tǒng)那樣在希望調(diào)整后的下一次供油就能得以實(shí)現(xiàn)。

(5)分配泵供油提前角的測(cè)量

如圖2?19所示,分配泵的軸上固定裝有信號(hào)齒輪,這一信號(hào)齒輪上有8個(gè)信號(hào)齒。在泵信號(hào)齒輪體的固定位置上裝有一個(gè)霍爾傳感器,一般將它稱(chēng)為轉(zhuǎn)速傳感器。因?yàn)樗闹饕饔檬谦@得泵軸的轉(zhuǎn)速。分配泵軸上還套裝有滾輪盤(pán),滾輪盤(pán)可以在提前角控制活塞和彈簧驅(qū)動(dòng)下在小范圍內(nèi)做往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng),這種轉(zhuǎn)動(dòng)造成了滾輪盤(pán)與凸輪盤(pán)相對(duì)位置的改變,從而改變了供油提前角的相位。

當(dāng)滾輪盤(pán)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),安裝在滾輪盤(pán)上的另一個(gè)霍爾傳感器(稱(chēng)為供油相位傳感器)相對(duì)于信號(hào)齒輪的圓周向位置也會(huì)發(fā)生改變,因此它測(cè)得的相位也發(fā)生了變化。通過(guò)比較兩傳感器信號(hào)相位的變化,可以得到滾輪盤(pán)角度改變量的值,如圖2?20所示。

針對(duì)轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)的處理固然可以得到轉(zhuǎn)速信號(hào),但同時(shí)轉(zhuǎn)速傳感器的信號(hào)也被作為信號(hào)基點(diǎn)。當(dāng)ECU同時(shí)采集到轉(zhuǎn)速傳感器和相位傳感器信號(hào)時(shí),會(huì)選定兩個(gè)相鄰的上升沿(當(dāng)然也可以是下降沿)信號(hào)計(jì)算出的相位差。圖2?20中的相位傳感器信號(hào)1和信號(hào)2,就是當(dāng)滾輪盤(pán)處在不同位置時(shí),采樣得到的信號(hào)。

設(shè)相位傳感器信號(hào)1與轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)的相位差為P₁,相位傳感器信號(hào)2與轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)的相位差為P₂,則兩次采樣間供油提前角相位差的時(shí)間量為:

ΔP=P₂-P₁?(μs)

而此時(shí)曲軸轉(zhuǎn)速為A_ShSPeCrl,得兩次采樣間供油提前角改變?yōu)?

Δθ=A_ShSPeCr1×360/(60×106)×ΔP　(°)

由此算法可看出,要實(shí)現(xiàn)對(duì)分配泵供油提前角的測(cè)算,必須在剛啟動(dòng)時(shí)就測(cè)定一個(gè)初始信號(hào)1,才能通過(guò)其后的改變做出測(cè)算。

(6)供油提前角的調(diào)控

供油提前角的實(shí)際改變通過(guò)對(duì)分配泵供油提前角調(diào)整泄流閥的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。在控制上應(yīng)使用EDBM_ECU的PWM輸出功能來(lái)完成。PWM的占空比較大時(shí),泄流作用較大,供油提前角會(huì)變得較小。具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程類(lèi)似于前面介紹的對(duì)EGR閥控制方式,先設(shè)定供油提前角目標(biāo)位置,然后通過(guò)PID控制對(duì)泄流閥的驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)整,使供油提前角逐步接近目標(biāo)值。分配泵供油提前角控制問(wèn)題還有其他的復(fù)雜影響因素,這里不做進(jìn)一步的敘述了。