目前，國(guó)內(nèi)工程機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)普遍采用渦輪增壓及中冷技術(shù)，高技術(shù)含量的電噴技術(shù)還沒(méi)有被廣泛應(yīng)用，發(fā)動(dòng)機(jī)性能沒(méi)有質(zhì)的提高，影響了我國(guó)工程機(jī)械行業(yè)的整體水平。歐美國(guó)家對(duì)工程機(jī)械(非公路用)已經(jīng)實(shí)施了相應(yīng)嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)(歐Ⅱ或TierⅡ)，雖然我國(guó)還沒(méi)有頒布相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但是頒布排放標(biāo)準(zhǔn)也勢(shì)在必行。在工程機(jī)械中采用電噴柴油機(jī)可以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，并獲得較高的動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性能，結(jié)合國(guó)內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)，宜采用中壓共軌或高壓共軌電控柴油機(jī)。
　　1、工程機(jī)械用柴油機(jī)的特殊要求
　　(1)柴油機(jī)負(fù)荷率高、沖擊大。
　　例如裝載機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)類(lèi)最大負(fù)荷工況與平均負(fù)荷之比為1.6～2.0，其中一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)大負(fù)荷時(shí)間為20～80s左右；推土機(jī)、單斗挖掘機(jī)類(lèi)最大負(fù)荷工況與平均負(fù)荷之比為2～3，一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)最大負(fù)荷時(shí)間為10～15s。
　　(2)柴油機(jī)性能要適應(yīng)變負(fù)荷工況。
　　當(dāng)阻力轉(zhuǎn)矩大于柴油機(jī)標(biāo)定轉(zhuǎn)矩時(shí)，柴油機(jī)進(jìn)入速度特性區(qū)工作，柴油機(jī)在較大范圍內(nèi)波動(dòng)。其中的低頻小周期波動(dòng)將使柴油機(jī)轉(zhuǎn)速處于不穩(wěn)定的工作狀態(tài)。由于機(jī)械式調(diào)速器的慣性滯后作用于載荷產(chǎn)生不適應(yīng)狀況，這種波動(dòng)將較大影響燃油供給系正常工作。
　　2、電控噴油柴油機(jī)的原理及優(yōu)點(diǎn)
　　原理如圖1所示。

　　通過(guò)各種傳感器檢測(cè)出發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，輸入到電子控制單元(ECU)，形成數(shù)據(jù)MAP，從數(shù)據(jù)MAP中計(jì)算目標(biāo)噴油量，向執(zhí)行器發(fā)出指令，進(jìn)行控制，并且反復(fù)循環(huán)操作。電噴系統(tǒng)有如下的優(yōu)點(diǎn)。
　　(1)自由控制噴油壓力。
　　電控噴油柴油機(jī)的噴油壓力不受曲軸轉(zhuǎn)速以及凸輪形狀的影響，可以根據(jù)需要靈活控制，能夠提高噴油壓力、提高供油能量、改善霧化質(zhì)量、縮短噴油延續(xù)時(shí)間，從而降低NOx排放。在大負(fù)荷工況下可以通過(guò)提高噴射壓力。推遲噴油定時(shí)的方法求得NOx和PM(顆粒)的折中關(guān)系。在低負(fù)荷工況下則需要減少混合燃料的比例，同時(shí)降低噴油初期的噴射壓力。
　　(2)精確控制噴油量。
　　根據(jù)傳感器的信息。ECU計(jì)算出目標(biāo)噴油量，計(jì)算出噴油裝置需要的供油時(shí)間，并向驅(qū)動(dòng)單元發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)，從而控制噴油量。在基本噴油量、怠速轉(zhuǎn)速控制、啟動(dòng)油量控制、各缸不均勻油量補(bǔ)償控制、恒定轉(zhuǎn)速控制等各種運(yùn)行狀況下，實(shí)現(xiàn)最佳噴油量制。
　　(3)精確控制噴油定時(shí)。
　　通過(guò)各種傳感器監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)時(shí)的工況條件和環(huán)境條件，并根據(jù)這些實(shí)時(shí)條件計(jì)算出最佳噴油時(shí)間，將結(jié)果送給執(zhí)行器(定時(shí)控制閥TCV)，控制流入或流出提前器的工作油。由于工作油對(duì)提前機(jī)構(gòu)的作用，改變?nèi)加蛪核屯馆喌南辔唤?，或提前、或延遲，從而控制噴油定時(shí)。
　　(4)自由控制噴油率。
　　電噴柴油機(jī)能夠自由地實(shí)現(xiàn)對(duì)噴油率的控制，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)靴形噴油率，還可以實(shí)現(xiàn)圖2所示的多段噴油。各段噴油的作用和效果如表1所示。

　　(5)擴(kuò)展了故障診斷、聯(lián)絡(luò)等功能。
　　自我故障診斷功能就是由ECU監(jiān)視、發(fā)現(xiàn)電子控制系統(tǒng)中故障產(chǎn)生的位置，并向駕駛員或修理人員提供故障信息的功能。同時(shí)可以解決運(yùn)行參數(shù)及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與傳遞，有利于對(duì)機(jī)械的動(dòng)態(tài)管理。
　　3、工程機(jī)械中裝配電噴柴油機(jī)的應(yīng)用狀況
　　采用電控噴射可以按照要求自由控制噴油時(shí)間、噴油壓力、噴油量和噴油規(guī)律，在一定的意義上實(shí)現(xiàn)了可控燃燒。在工程機(jī)械上使用電控柴油機(jī)，應(yīng)將柴油機(jī)電控系統(tǒng)與主機(jī)的控制系統(tǒng)結(jié)合，將機(jī)械的最大功率與一般功率等模態(tài)特征用程序?qū)懭肟刂茊卧?，并將工程機(jī)械液壓油油壓、油溫以及負(fù)載傳感器信號(hào)輸入到ECU中，可根據(jù)作業(yè)情況，選擇包括柴油機(jī)冷啟動(dòng)時(shí)的噴油量、低速加濃、最佳噴油提前角、調(diào)整特性、怠速、空燃比、正常壓力補(bǔ)償?shù)茸顑?yōu)化控制。達(dá)到較嚴(yán)的排放標(biāo)準(zhǔn)和更佳的經(jīng)濟(jì)性能，自我故障診斷能力可保證機(jī)械的可靠運(yùn)行。
　　國(guó)外的電噴柴油機(jī)技術(shù)比較成熟，表2列舉了常見(jiàn)的各種電控噴射系統(tǒng)的成熟產(chǎn)品。


　　工程機(jī)械中已經(jīng)開(kāi)始采用電控柴油機(jī)，如卡特彼勒公司生產(chǎn)的PM-102、PM-200、PM-201型路面冷銑刨機(jī)裝配了機(jī)械驅(qū)動(dòng)式電控單體噴油系統(tǒng)(MEUI)，它將電子控制技術(shù)的先進(jìn)性與機(jī)械直接控制燃油噴射的簡(jiǎn)單性互相結(jié)合，并且在整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行速度范圍內(nèi)對(duì)噴射壓力具有優(yōu)良的控制能力，精確控制的燃燒周期降低了燃燒室溫度，從而減少排放，燃燒更充分，使得燃油費(fèi)用轉(zhuǎn)換成更多的工作輸出，滿(mǎn)足TierⅡ和歐Ⅱ排放標(biāo)準(zhǔn)。PM-200型發(fā)動(dòng)機(jī)裝有HEUI電子噴射裝置及ADEM A-4模塊，可提高22%的噴射壓力．便于燃油完全、高效燃燒，燃燒效率可提高5%，NOx下降40%，轉(zhuǎn)矩增加35%，個(gè)別工程機(jī)械產(chǎn)品的機(jī)外噪聲已降至72dB(A)。如北京三環(huán)路改造工程為了提高施工速度和質(zhì)量，減少對(duì)環(huán)境的污染，采用了瑞典戴納派克公司最新一代PL2100S銑刨機(jī)，該機(jī)配備了康明斯QSX15型全電控柴油機(jī)，具有非常明顯的燃油經(jīng)濟(jì)性和超強(qiáng)動(dòng)力性，大大降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲，尾氣排放達(dá)到汽車(chē)排放的歐Ⅱ標(biāo)準(zhǔn)。如迪爾采用EUI系統(tǒng)(電控泵噴嘴)，康明斯采用IS系統(tǒng)(一種交互式共軌噴射系統(tǒng))等，并且有逐步擴(kuò)大應(yīng)用的趨勢(shì)。
　　在我國(guó)電控柴油機(jī)技術(shù)取得了