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1、道依茨发动机 电控系统技术培训 2005.4第一部分 柴油机电控技术介绍一、排放法规与柴油机电控技术的发展1 、排放法规2000年达到欧洲一号标准 2004年达到欧洲二号标准 （北京）2008年前实施欧洲三号标准 2010年将与国际排放标准接轨（欧洲2000年实施欧洲三号标准，2005年实施欧洲四号标准）欧洲排放标准 HDV对电子柴油控制系统的要求随着科学技术的进步，对柴油机而言，要求提高发动机的功率输出和扭 矩输出严格限制柴油机排放的同时，进一步降低发动机的燃油消耗。这些因 素使得燃油喷射系统的要求越来越高，要求燃油喷射系统的控制： -更高的喷射压力 -可变的喷油速率 -可变的喷油起始时刻
2、-预喷射 -随发动机状况变化的合适的喷油量 -随温度变化的起动喷油量 -不随负荷变化的怠速调节 -巡航控制 -废气再循环（EGR）的闭环控制 -在整个汽车寿命期内较小的误差及高的控制精度柴油机电子控制系统的基本功能喷油量控制喷油量控制是柴油机电子控制系统的一项主要功能。该系统由加速踏板位 置传感器和发动机的转速传感器的信号计算出基本喷油量。并由进气温度、进 气压力、冷却液温度的修正信号对油量进行修正，通过执行机构的快速响应对 喷油量进行精确的控制。喷油正时控制喷油正时由发动机转速和燃油喷射量决定，由冷却液温度进行修正，从而 精确的计算出喷油起始点。通过燃油喷射起始时刻传感器（如针阀运动传感器
3、）检测实际的喷射起始时刻，并将它与计算出喷油起始点进行比较，如两者发 生偏离，则通过喷油起始时刻驱动执行器进行快速反应，直到偏离值消除。柴油机电子控制系统的基本功能怠速控制柴油机怠速运转时，由于发电机、空调压缩机、动力转向油泵等装置的 工作状态变化将引起发动机负荷的变化，从而导致发动机转速的变化，柴油 机电子控制系统通过反馈控制系统控制喷油量，把怠速控制在所设定的目标 转速值上。平稳运转控制在多缸柴油机工作时，即使喷油量控制指令值一致，但由于各缸机械性 能的差异，从而引起发动机转速的波动。柴油机电子控制系统通过各缸在作 功冲程的转速的变化，自动修正各缸喷油量指令控制值，降低发动机的转速 的波动
4、，是发动机平稳运转。柴油机电子控制系统的基本功能废气再循环系统通过控制参与再循环废气量已减少排气中的NOX的排放量。当发动 机达到一定的温度时，ECU根据发动机的负荷和转速决定再循环的废气量， 并由发动机的进气温度、进气流量、进气压力来修正，ECU发出控制电子真 空转换装置的开关率信号，通过改变真空度控制EGR动作。增压控制ECU根据增压压力传感器的信号，控制电子真空转换装置的电磁阀的开 关率，从而控制通往废气旁通阀或废气涡轮叶片的控制气室的真空度，改变 增压压力，以适应负荷变化的需要。起动预热控制在不同的启动条件下，系统通过控制起动预热塞的通电时间，以改善柴 油机的低温起动性能和稳定低温怠速
5、运转。 柴油机电子控制系统的基本功能排气制动功能当排气制动动作时，ECU估计排气制动设定以便在“0”和怠速供油量之间 调节供油量。防止过热功能当一定的冷却液温度超过后最大扭矩减小。防溜坡起动当EDC关闭时，ECU时油量控制机构处在零供油位置，这样可以防止车辆 在斜坡上停车时车辆不注意移动而使起动机滚动起动。钥匙动作停车停车功能通过使用启动钥匙替代通常的机械熄火装置。与切断执行装置 电流一样，它切断通向电子停车装置（ELAB）的电流，这样切断向发动机的 燃油供给。 与其他控制系统的通讯EDC通过信号线路，它可以将EDC相关的量（如喷油量、加速踏板设定 ）传输到像传动控制等车辆的其他系统。使用一条
6、独立的线路，这些系统可 以在怠速和全负荷之间规定喷油量（油量超过给定值）。与ASR（牵引力控 制）一起动作也是可能的。 柴油机电子控制系统的基本功能柴油机电子控制系统的基本功能安全概念*自我监测系统的安全概念包括广泛功能的超静定及由ECU对传感器电磁线圈执 行机构用微处理器的监测。通过操纵一个给定开关，诊断系统通过仪表板 上的故障灯显示故障。*跛行回家功能广泛的跛行回家功能在系统中是一体化的。如果一些次要的传感器失 效，ECU将用其他传感器的信号来替代或用一个固定的数值来控制。如果是重要的传感器失效，这个事实被故障灯显示。*紧急停车功能除了在停车位置时燃油模块影响外，在油路上的电磁阀当其断电时
7、也 可以切断燃油供给，这个独立的电子停油机构（ELAB）如果喷油量执行 机构失效时也可以关闭发动机。 l 2 、为满足排放法规所采用的技术欧洲1号和2号标准：使用机械控制喷油系统即可达标。欧洲3号标准：必须使用电子控制喷油系统。共轨式系统、电控单体泵，电控泵喷嘴系统，蓄压增压电喷系统（HEUI)和直列泵分配泵电控系统能够满足这个标准。二、柴油机电控系统的组成柴油机电控系统的组成电子柴油机控制系统由信号输入装置、电子控制单元、执行装置组成 。信号输入装置电子控制单元执行器1、电控燃油系统2、电控单元（ECU）3、传感器n曲轴转速传感器n凸轮轴位置传感器n冷却液温度传感器n进气温度、压力传感器n燃
8、油温度传感器n机油压力传感器n油门踏板位置传感器n大气压力传感器4、线束三、柴油机电控燃油喷射系统概述1、高压共轨系统(CR)共轨系统模块1=电动输油泵 2=燃油滤清器 3=回油阀 4=回油储存器 5=CP1 高压泵 6=高压控制阀 7=共管压力传感器 (RPS) 8=共管 9=喷油器 10=EDC 15 C 控制单元 11=油温传感器 12=其它传感器共轨管路布置低压部分（油路） 低压部分（油路）为高压部分（油路）供给足够的油量，其中最 重要的零部件有：油箱，带有粗滤装置的供油泵，低压回路的进、出油管，细滤器， 喷油泵，高压泵的低压区。 高压部分（油路）除了产生高压外，燃油分配和燃油计量也发
9、生于高压部分。最重要 的零部件：配有元件关闭阀和高压控制阀的高压泵，高压蓄能器，共轨压力传感器， 压力控制阀，流量控制阀和喷油器。 共轨系统控制功能工作状态态参量控制参量起动动油量曲轴转轴转 速/发动发动 机温度供油量/供油起始时时刻驱动驱动 模式加速踏板位置/发动发动 机转转 速供油量怠速控制档位选择选择 /发动发动 机温度/ 额额外负负荷供油量平稳稳运转转控制发发火时发动时发动 机转转速变变化单单缸供油量车车速控制车车速/车车速设设定供油量供油量限制调节调节进进气量/发动发动 机转转速/冷 却液温度等供油量主动动喘振控制加速踏板动动作供油量(平稳变稳变 化)发动发动 机停机供油中断油泵共轨
10、喷油器喷油器可以被拆分为一系列功能部件：孔式喷油嘴，液压伺 服系统和电磁阀。燃油来自于高压油路，经通道流向喷油嘴，同时经节流孔流 向控制腔，控制腔与燃油回路相连，途径一个受电磁阀控制 其开关的泄油孔。泄油孔关闭时，作用于针阀控制活塞的液压力超过了它在喷 油嘴针阀承压面的力，结果，针阀被迫进入阀座且将高压通 道与燃烧室隔离，密封。当喷油器的电磁阀被触发，泄油孔被打开，这引起控制腔的 压力下降，结果，活塞上的液压力也随之下降，一旦液压力 降至低于作用于喷油嘴针阀承压面上的力，针阀被打开，燃 油经喷孔喷入燃烧室。这种对喷油嘴针阀的不直接控制采用 了一套液压力放大系统，因为快速打开针阀所需的力不能直 接由电磁阀产生，所谓的打开针阀所需的控制作用，是通过 电磁阀打开泄油孔使得控制腔压力降低，从而打开针阀。此外，燃油还在针阀和控制柱塞处产生泄漏，控制和泄 漏的燃油量，经连接回油管，会同高压泵和压力控制阀的回 油流回油箱。 共轨系统喷油器2、电控单体泵(EUP)
