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1、1电子控制柴油机燃油喷射系统交流座谈研讨班这个研讨班本来应该先由在座的各位领导和各位老师来指导学习，问题、共同交流，经过各位老师的谦让，这样由我先来汇报关于电子控制柴油机燃油喷射系统的认识和观点，确实有点班门弄斧，权当是抛砖引玉，正是：朽木请来金钥匙，打开锦囊万宝来。不对之处请批评指正。此次研讨班的宗旨是：相互学习、疑难会诊、经验交流、成果共享。第一章 电子控制柴油机概述一、电子控制柴油机发展状况1. 电子控制柴油机燃油喷射系统国外已有 20 多年的使用历史装用车型：小型客车 轻、中、重型货车主要目的：经济： 因为燃烧形式不同，柴油机是混合燃烧，汽油机等压燃烧，柴油机热效率高，寿命长，同等功率
2、柴油机比汽油机节省燃料 25-30%，环保： 排放量比汽油机低 30%左右，CH 的排放量也比汽油机低； 2CO清洁柴油车占有份额：意大利 47.3% ，今年 50%，柴油车销售量超过汽油车整个欧洲达 46.2%，且每年以 4%的速度增长2、电控燃油喷射技术 4 个垄断公司：德国：博世、西门子 美国：德尔福 日本：日本电装3、柴油电控技术发展历史：第一代：位置控制第二代：时间控制第三代：压力控制（高压共轨系统） 图片 14. 燃油喷射系统的发展方向高压喷射 135（1350bar 以上）aMP2控制类型 电控泵喷嘴 205aMP电控单体泵 205aMP电控高压共轨 180aMP5、国产主要厂家
3、生产的国柴油机 如图 26、我国柴油机排放污染防治技术政策中，达到国排放的技术措施：电控高压共轨电控单体泵电控泵喷嘴增压中冷废气再循环氧化型催化转换器等技术相结合的综合治理技术7.控制排放的三大趋势：中期、 长期、 未来。中期 增压中冷电控燃油喷射EGR废气后处理降低柴油含硫量在 50610长期 电控高压喷射改善 EGR 和增压完善废气后处理采用闭环捕捉器等先进的后处理技术降低柴油含硫量在 10610未来 采用均质燃烧采用可变喷口的燃油喷射系统3电力驱动和氧化柴油8、目前我国要求达标柴油含硫量优质柴油含硫量 500610北京地区国柴油含硫量 100610国、国 IV、柴油含硫量 50610国
4、V 156109、清洁能源：目前奔驰、通用、福特及日本部分汽车的混合动力第一级动力柴油 第二级动力电力 （柴油混合动力）第一级动力汽油 第二级动力电力 （汽油混合动力）10、能量转换模式：柴油发电充电电动； 汽油发电充电电动； 制动能量转换充电电力二、电控高压柴油喷射系统原理组成：同汽油机一样由电控单元 ECM、传感器、执行器柴油机传感器： 曲轴转速传感器凸轮轴位置传感器加速踏板位置传感器车速传感器燃油压力传感器进气温度传感器燃油温度传感器冷却水温度传感器增压压力传感器4空气流量、质量传感器电控单元 ECM 根据各传感器检测到的柴油机运转参数，与 ECM 中预先储存的参数值或脉图谱相比较，按其
5、最佳值或经过运算后目标值为指令输送到执行器。执行器 （喷油嘴电磁阀） 其根据 ECM 指令控制喷油量（电磁阀的开闭持续时间）和喷油正时（电磁阀的开闭始点）三、改善柴油机的燃油经济性和降低排放污染的 6 项技术措施1、电控高压柴油喷射技术驱使柴油机向高压、电子控制方向发展 欧已达 200以上aMP喷油器性能要求：耐高压、高频、高脉动电磁阀性能要求：控制喷油量、控制喷油正时、响应速度快、重现性极好ECM 控制喷油器：预喷、主喷、后喷柴油细化、更好燃烧、控制颗粒物和生成XNO喷射类型： 电控泵喷嘴 电控单体泵 电控高压共轨2、增压中冷技术增压目的：提高发动机功率输出，改善燃油雾化性能，降低燃油消耗，
6、降低 CO、HC 及颗粒物排放技术性能：增压后的柴油机热负荷增大，扫气过程的改善和过量空气系数的增加会使增多。XNO中冷性能：冷却进缸空气，提高进气密度，降低发动机热负荷，改善物的排放。XNO措施及效果：采用变截面涡轮增压器（VGT、VNT）或限压式涡轮增压器和 EGR 的应用，改善柴油机的低转速扭矩特性和响应性，是柴油机的性能和排放得到优化。3、EGR 废气再循环技术加热式 在进气系统中引入适量废气，降低燃烧开始的氧浓度，还通过降低燃烧速率，和放热率（降低燃烧过程中的高温持续区） ，有效控制物的生成。XNO冷却式 把排气管引入的废气进行冷却后再导入进气管，明显改善物的排放，但成本高XNO54
7、、排气后处理技术机外净化 减少柴油机颗粒物的后处理装置微粒捕集器微粒捕集器的作用：捕捉颗粒物使之燃烧掉，减少颗粒物和降低的排放XNO工作原理： 用微粒捕集器过滤废气中的颗粒物，然后通过氧化颗粒物来清洁捕集器使之再生。如：世博公司研制的微粒捕集器采用烧结的金属过滤体，具有很高的除尘功能，较小的压降，使用寿命长，比陶瓷材料过滤体寿命长一倍，可使微粒物在过滤体上有规律的堆积，有规律的燃烧。5、均质燃烧均质燃烧的优势：柴油机热效率高、排放最低、碳烟排放为零XNO采用均质燃烧的目的：由于电控柴油机喷油压力高，燃油在较大范围内同时燃烧，所以气缸内最大燃烧压力和压力燃烧率较大。混合气中的空气过量，使压缩比高
8、，燃烧剧烈，燃烧温度高，物生成大。XNO混合气均匀度差，局部燃烧不良，燃烧室温度高，氧气不足，容易在燃烧室生成微粒和碳烟，所以柴油机的柴油机的、微粒物、碳烟排放量比汽油机严重。、微粒物、碳烟排放量比汽油机严重。XNO和微粒物排放的控制是一对矛盾，降低的排放又会增加颗粒物排放；而降低颗粒物排XNOXNO放又会提高排放。其原因就是非均质燃烧。XNO 解决思路：降低局部燃烧温度，避免扩散燃烧，促进燃油空气的均匀混合采用预混合压缩技术（HCCI 均质燃烧）6、柴油机本身结构设计优化：多气门进气涡流优化燃烧室优化降低机油消耗如;上海日野发动机设计优化（图片）四气门技术 目的： 增加进气量，减少进气阻力，
9、加大进排气门通流面积，增大汽缸排空率，降低气门节流损失，利于发动机换气过程，增大废气能量利用率，提高涡轮效率。6提高喷射压力、增大进气涡流 目的：促进油气均匀混合，防止燃油过浓造成燃烧不良，可通过优化进气系统，适当增大进气涡流。过大会弱化火焰传播，增加进气阻力，影响发动机动力。汽缸盖燃烧室设计优化 合理匹配燃烧室与喷嘴位置、喷孔直径，喷孔形状，喷孔个数，油束形状的关系（如日野图）优化缸壁间隙、活塞环端隙、侧隙、背隙柴油机负荷重、压缩比大，缸壁润滑油燃烧（泵油） ，是润滑油烧损的主要原因。四、电控高压柴油喷射系统的种类1、位置控制 第一代电控燃油喷射 仍具有高压泵、高压管、喷油器、控制齿条、齿圈
10、、滑套、柱塞上的螺旋槽等油量控制机构。只是齿条滑套的移动位置由机械控制改为电子控制。喷油量控制：ECM 根据滑套位置传感器输入的信号调节供油量。喷油正时控制：由 ECM 根据安装在第三缸喷油器上针阀升程传感器信号，来确定喷油正时。注：若针阀升程传感器失效，发动机运转不稳，废气排放恶化冒黑烟，发动机预热灯闪烁。其喷油正时信号由 ECM 正常控制的发动机转速、负荷、温度等信号的闭环控制转换到开环控制。2、时间控制 第二代电控燃油喷射（1）电控泵喷嘴 喷油量控制：由安装在喷嘴总成上的电磁阀开闭持续时间决定。喷油正时控制：由电磁阀关闭时刻决定。即：时间控制电控泵喷嘴由凸轮摇臂机构驱动，将喷油泵、喷油嘴
11、、和电磁阀组合在一起，每缸一组。电控泵喷嘴没有高压油管，没有机械式供油齿条。机械强度高，喷油压力高达 200。aMP燃油压力由套筒内做往复运动的柱塞产生。喷油量：电磁阀关闭与开启持续时间。喷油正时：电磁阀关闭时刻。（2）电控单体泵 喷油量控制：由安装在喷嘴总成上的电磁阀开闭持续时间决定。7喷油正时控制：由电磁阀关闭时刻决定。即：时间控制电控单体泵由凸轮摇臂机构驱动，将喷油泵、喷油嘴、和电磁阀组合在一起，每缸一组。电控单体泵有高压油管，没有机械式供油齿条。机械强度高，喷油压力高达 180。aMP燃油压力由套筒内做往复运动的柱塞产生。喷油量：电磁阀关闭与开启持续时间。喷油正时：电磁阀关闭时刻。如：
12、美国、欧洲用博世技术，中国玉柴三型号发动机用德尔福技术，均达欧排放。3、压力时间控制高压共轨电控燃油喷射系统燃油压力的产生：由高压泵只向油轨提供所需油压，压力与发动机转速无关。轨压控制： 由共轨压力传感器、压力调节阀控制压力大小，高压燃油输送到喷油器，ECM指令电磁阀切断回油通路，高压燃油克服喷油器内的弹簧预紧力开启喷油，压力可达 135。aMP喷油量控制：电磁阀关闭与开启持续时间。喷油正时：电磁阀关闭时刻。可根据需要进行预喷、主喷二次喷射、提高燃烧效率、减少排放， 达到欧标准。XNO五、电控高压柴油喷射系统的优点1.燃油经济好，降低噪音，提高尾气排放标准喷射压力高、喷射过程分预喷、主喷二次喷
13、射，燃油雾化好，燃烧充分，降低噪声和燃油消耗，降低的排放。XNO2.电控柴油机运转平稳共轨压力有传感器检测，保持各缸压力一致，平衡压差，规避脉动，使发动机运转平稳。3. 电控柴油机工作可靠ECM 随时检测传感器输入信号是否正确，否则，ECM 立即报警，同时控制执行器进行调节修正，直到发动机正常工作为止。如检测到重要参数不正确，影响发动机工作可靠时，指令电8磁阀切断燃油通路，使发动机进入自我保护，避免造成损失。4.具有故障诊断功能，减少维修工作量ECM 对系统中的传感器、执行器、连接线路进行检测，当传感器和连接线路出现故障时，ECM 会确认故障，以代码形式储存，便于查找排除。5.对柴油机的调速可
14、精确控制电子调速器代替机械式调速器，喷油量只与发动机负荷、转速有关。与气量调节无关，所以柴油机调速控制精确度高。6.响应速度快，控制更为精确采用压电式喷油器，响应速度快，解决电磁阀开闭滞后问题，使喷油迅速，段有时间准确，控制精度高。7.电控柴油机应用广泛电控高压喷射柴油机采用直喷、涡轮增压、多气门、使排放颗粒物减少，广泛应用小客、轻客、大客、以及中重型货车。第二章 博时公司电控柴油机燃油喷射系统一、电控泵喷嘴（图示）1.系统结构组成 由喷油泵、喷油嘴、电磁阀组成一体，无高压油管，泵喷嘴直接按在缸盖上，每缸一组，既是泵又是嘴，有凸轮轴驱动工作，喷油器内部柱塞的移动是显然有压缩，起到油泵泵油作用，
15、 。高速电磁阀安装在喷油器中部，其针阀用于接通和切断高压腔和低压腔之间的通路。 高压燃油的产生主要依靠油泵柱塞和回位弹簧电磁阀主要用来控制喷油始点和喷油持续时间喷油嘴的任务是物化柴油，把燃油喷射到燃烧室中。优点：喷射压力高、燃油经济好、排放标准高、输出功率高、运转平稳。2.工作过程：电控泵喷嘴系统中，由凸轮摇臂机构直接驱动喷油器，高速电磁阀和喷油器组装在一起，喷油器中柱塞不再有螺旋槽其喷油量和喷油正时由 ECM 根据各传感器输入的信号、经过分析处理，计算出相应的最佳控9制参数值，输出指令控制高速电磁阀线圈的通、断时刻及通、断时间长短，达到控制喷油始点和停油时刻，从而实现喷油提前和喷油量控制。在一定转速下，电磁阀的激励时间越长，喷油量越多；相反，脉冲宽度调制信号持续时间越短，喷油量就越少。喷油过程可分为预喷、主喷二次喷射，以后可达 5 次喷射。预喷过程：凸轮运转到直线段和摇臂接触时，ECM 开始向电磁阀供电，使电磁阀中的针阀向左移动，切断高压腔与低压腔的通路，同时柱塞在摇臂的作用下，克服弹簧力向下运动，是高压腔油压迅速上升，当上升到当上升到 180180时，时，燃油在针阀中部锥面上产生的向上推力大于针阀复位弹aMP簧预紧力，顶起针阀，开始预喷。
