目前，國內(nèi)工程機械發(fā)動機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)還沒有被廣泛應(yīng)用，發(fā)動機性能沒有質(zhì)的提高，影響了我國工程機械行業(yè)的整體水平。歐美國家對工程機械(非公路用)已經(jīng)實施了相應(yīng)嚴格的排放標準(歐Ⅱ或TierⅡ)，雖然我國還沒有頒布相應(yīng)的行業(yè)標準，但是頒布排放標準也勢在必行。在工程機械中采用電噴柴油機可以達到排放標準，并獲得較高的動力經(jīng)濟性能，結(jié)合國內(nèi)外經(jīng)驗，宜采用中壓共軌或高壓共軌電控柴油機。
　　1、工程機械用柴油機的特殊要求
　　(1)柴油機負荷率高、沖擊大。
　　例如裝載機、鏟運機類最大負荷工況與平均負荷之比為1.6～2.0，其中一個工作循環(huán)內(nèi)大負荷時間為20～80s左右；推土機、單斗挖掘機類最大負荷工況與平均負荷之比為2～3，一個工作循環(huán)內(nèi)最大負荷時間為10～15s。
　　(2)柴油機性能要適應(yīng)變負荷工況。
　　當阻力轉(zhuǎn)矩大于柴油機標定轉(zhuǎn)矩時，柴油機進入速度特性區(qū)工作，柴油機在較大范圍內(nèi)波動。其中的低頻小周期波動將使柴油機轉(zhuǎn)速處于不穩(wěn)定的工作狀態(tài)。由于機械式調(diào)速器的慣性滯后作用于載荷產(chǎn)生不適應(yīng)狀況，這種波動將較大影響燃油供給系正常工作。
　　2、電控噴油柴油機的原理及優(yōu)點
　　原理如圖1所示。

　　通過各種傳感器檢測出發(fā)動機的實際運行狀態(tài)，輸入到電子控制單元(ECU)，形成數(shù)據(jù)MAP，從數(shù)據(jù)MAP中計算目標噴油量，向執(zhí)行器發(fā)出指令，進行控制，并且反復(fù)循環(huán)操作。電噴系統(tǒng)有如下的優(yōu)點。
　　(1)自由控制噴油壓力。
　　電控噴油柴油機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)時間，從而降低NOx排放。在大負荷工況下可以通過提高噴射壓力。推遲噴油定時的方法求得NOx和PM(顆粒)的折中關(guān)系。在低負荷工況下則需要減少混合燃料的比例，同時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計算出目標噴油量，計算出噴油裝置需要的供油時間，并向驅(qū)動單元發(fā)送驅(qū)動信號，從而控制噴油量。在基本噴油量、怠速轉(zhuǎn)速控制、啟動油量控制、各缸不均勻油量補償控制、恒定轉(zhuǎn)速控制等各種運行狀況下，實現(xiàn)最佳噴油量制。
　　(3)精確控制噴油定時。
　　通過各種傳感器監(jiān)測發(fā)動機當時的工況條件和環(huán)境條件，并根據(jù)這些實時條件計算出最佳噴油時間，將結(jié)果送給執(zhí)行器(定時控制閥TCV)，控制流入或流出提前器的工作油。由于工作油對提前機構(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。
　　(4)自由控制噴油率。
　　電噴柴油機能夠自由地實現(xiàn)對噴油率的控制，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)靴形噴油率，還可以實現(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。同時可以解決運行參數(shù)及監(jiān)測數(shù)據(jù)的存儲與傳遞，有利于對機械的動態(tài)管理。
　　3、工程機械中裝配電噴柴油機的應(yīng)用狀況
　　采用電控噴射可以按照要求自由控制噴油時間、噴油壓力、噴油量和噴油規(guī)律，在一定的意義上實現(xiàn)了可控燃燒。在工程機械上使用電控柴油機，應(yīng)將柴油機電控系統(tǒng)與主機的控制系統(tǒng)結(jié)合，將機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?，并將工程機械液壓油油壓、油溫以及負載傳感器信號輸入到ECU中，可根據(jù)作業(yè)情況，選擇包括柴油機冷啟動時的噴油量、低速加濃、最佳噴油提前角、調(diào)整特性、怠速、空燃比、正常壓力補償?shù)茸顑?yōu)化控制。達到較嚴的排放標準和更佳的經(jīng)濟性能，自我故障診斷能力可保證機械的可靠運行。
　　國外的電噴柴油機技術(shù)比較成熟，表2列舉了常見的各種電控噴射系統(tǒng)的成熟產(chǎn)品。


　　工程機械中已經(jīng)開始采用電控柴油機，如卡特彼勒公司生產(chǎn)的PM-102、PM-200、PM-201型路面冷銑刨機裝配了機械驅(qū)動式電控單體噴油系統(tǒng)(MEUI)，它將電子控制技術(shù)的先進性與機械直接控制燃油噴射的簡單性互相結(jié)合，并且在整個發(fā)動機運行速度范圍內(nèi)對噴射壓力具有優(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，使得燃油費用轉(zhuǎn)換成更多的工作輸出，滿足TierⅡ和歐Ⅱ排放標準。PM-200型發(fā)動機裝有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%，個別工程機械產(chǎn)品的機外噪聲已降至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，該機配備了康明斯QSX15型全電控柴油機，具有非常明顯的燃油經(jīng)濟性和超強動力性，大大降低了發(fā)動機的噪聲，尾氣排放達到汽車排放的歐Ⅱ標準。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，并且有逐步擴大應(yīng)用的趨勢。
　　在我國電控柴油機技術(shù)取得了