《汽车发动机电控技术 教学课件 ppt 作者 廖发良 第6章 柴油机电控系统》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汽车发动机电控技术 教学课件 ppt 作者 廖发良 第6章 柴油机电控系统（47页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、汽车发动机电控技术,主编廖发良,第6章 柴油机电控系统,6.1 柴油机电控系统概述 6.2 柴油机电控系统组成及原理 6.3 典型柴油机电控系统结构及工作原理,6.1 柴油机电控系统概述,6.1.1 柴油机电控技术的发展过程 6.1.2 柴油机电控系统分类 6.1.3 电控柴油机的优点,6.1.1 柴油机电控技术的发展过程,6.1.2 柴油机电控系统分类,1.第一代位置控制式电控柴油喷射系统 该系统保留了传统柴油机供给系统(直列柱塞泵、转子分配泵、泵喷嘴系统等)的基本组成和结构，将机械调速器和机械喷油提前器换成电子控制的机构，燃油的压送机构和机械式燃油系统相同。 2.第二代时间控制式电控柴油喷
2、射系统 它基本保留了传统燃油供给系统的组成和结构，燃油的压送机构和机械式燃油系统相同。 3.第三代共轨式电控柴油喷射系统 这是为了满足日益严格的节能和环保要求，20世纪90年代后期研制出的一种新型柴油机电控技术。,6.1.3 电控柴油机的优点,(1)提高了柴油机的经济性能和降低了排放：喷油提前角对柴油机的动力性、经济性及排放影响很大。 (2)有较强的适应性：柴油机电控系统的最大特点之一是控制策略的灵活性，对于各种不同用途的柴油机，电控系统须修改存储器中的程序，对系统本身基本上不须要做任何变更便能与不同类型的柴油机动力装置相匹配。 (3)提高了柴油机运行工况的控制精度：柴油机电控系统接收到一个输
3、入信号到处理完毕并输出相应的控制信号所需的时间一般为毫秒级，这时间远远小于柴油机或其他机械控制机构的响应时间。,6.1.3 电控柴油机的优点,(4)提高了柴油机的工作可靠性：柴油机电控系统可以实时监测影响发动机工作可靠性的一些参数，如机油压力、排气温度、轴承温度和发动机转速等，一旦这些参数或状态超出设定值的范围，柴油机电控系统会立即发出提示警告，同时通过控制执行器进行相应的调节，直到这些参数或状态恢复正常为止。,6.2 柴油机电控系统组成及原理,6.2.1 柴油机电控系统的组成 6.2.2 柴油机电控系统的主要控制功能,6.2.1 柴油机电控系统的组成,1.传感器及其他信号输入装置 它的作用是
4、实时检测柴油机与汽车运行状态，并把它输入到ECU中。 (1)加速踏板位置传感器：加速踏板位置传感器用以检测加速踏板的位置，即发动机的负荷信号，此信号输入ECU后，与转速信号共同决定柴油机的喷油量及喷油提前角，是柴油机电控系统的主控信号。 (2)发动机转速和曲轴位置传感器：用以检测发动机转速和曲轴位置，与加速踏板位置传感器共同决定喷油量和喷油提前角，是柴油机电控系统的主控信号。 (3)泵角传感器：检测喷油泵转角，与曲轴位置传感器配合共同控制喷油量，并保证在喷油正时改变时不影响喷油量。,6.2.1 柴油机电控系统的组成,(4)溢流环位置传感器：检测溢流控制电磁铁的电枢位置，以反馈控制溢流环的位置。
5、 (5)正时活塞位置传感器：检测电子控制定时器正时活塞的位置，将喷油正时提前量信号输入ECU中。 (6)控制杆位置传感器：检测电子控制柱塞式喷油泵调速器中控制杆的位置，将燃油喷射量的增减信号反馈给ECU。 (7)控制套筒位置传感器：检测电子控制分配式喷油泵调速器中控制套筒的位置，将燃油喷射量的增减信号反馈给ECU。 (8)着火正时传感器：检测燃烧室开始燃烧的时刻，修正喷油正时。 (9)冷却液温度传感器：检测发动机冷却水的温度，修正喷油量及喷油正时。,6.2.1 柴油机电控系统的组成,(10)进气压力传感器：检测进气压力，以修正喷油量及喷油正时。 (11)进气温度传感器：检测进气温度，以修正喷油
6、量及喷油正时。 (12)E/G开关：发动机点火开关，向ECU输出发动机工作状态信号。 (13)A/C开关：空调开关，向ECU输出空调工作状态信号，是怠速控制信号之一。 (14)动力转向油压开关：检测动力转向管路油压的变化，所获信号是怠速控制信号之一。 (15)空挡起动开关：向ECU输出自动变速器是否处于空挡位置的信号，是怠速控制信号之一。,6.2.1 柴油机电控系统的组成,2.ECU 其核心是单片微机系统，同时包括一些输入/输出(I/O)接口电路和输出通道接口电路等，其功用是负责信息的采集和处理，计算决策和执行程序，并将结果作为控制指令输出到执行器。 3.执行器 它由执行电器和机械执行机构两部
7、分组成的，其功用是根据ECU送来的执行命令，调节喷油量和喷油正时等，从而调节柴油机的运行状态。,6.2.2 柴油机电控系统的主要控制功能,1.燃油喷射控制 燃油喷射控制是柴油机电控系统最主要的控制功能，主要包括喷油量控制、喷油正时控制、喷油速率控制和喷油压力控制等。 (1)喷油量的控制：是柴油机电子控制系统的一项主要控制内容。 (2)喷油正时的控制：电控柴油喷射系统，能够精确地控制喷油正时。 (3)燃油喷射规律的控制：电控系统以柴油机转速和负荷为基本控制参数，按预设的喷油速率和喷油规律，完成循环的喷油过程。 (4)喷射压力的控制：在高压共轨式电控喷射系统中，利用共轨压力传感器测量共轨内的燃油压
8、力，通过调整高压供油泵的供油量，维持共轨内的压力在转速变化时的稳定，以控制喷射压力。,6.2.2 柴油机电控系统的主要控制功能,2.进气控制 进气控制是柴油机电控系统的第二个主要控制功能，它包括可变进气涡流控制、可变配气正时控制、进气截流控制和进气预热控制等。 (1)可变进气涡流控制：电控系统以柴油机转速和负荷为基本控制参数，按预设的最佳进气涡流比脉谱图对进气涡流强度进行控制，以满足高、低转速工况时对进气涡流强度的不同要求。 (2)可变配气正时控制：电控系统以柴油机转速和负荷为基本控制参数，按预设的最佳配气相位，通过各种电控可变配气正时机构改变柴油机的配气相位，以满足不同工况时对配气正时的不同
9、要求。,6.2.2 柴油机电控系统的主要控制功能,(3)进气节流控制：电控系统以柴油机转速和负荷为基本控制参数，通过对进气管中节流阀开度的控制，适应高、低速工况对进气流量的不同要求。 (4)进气预热控制：电控系统以柴油机冷却液的温度为基本控制参数，通过对加热塞通电时间的控制，对进气进行预热，以提高柴油机的低温起动性能和低温下的怠速稳定性。 3.怠速转速的控制 柴油机的低速怠速不稳，在传统柴油机中用两种调速器加以控制。 4.废气再循环控制 该系统通过控制参与再循环的废气量以减少废气中的NOx排放量，与汽油机电控系统相同。,6.2.2 柴油机电控系统的主要控制功能,5.废气涡轮增压压力控制 废气涡
10、轮增压压力控制的目的是为了防止增压压力过高使发动机爆发压力过高，或增压压力过低，造成空气量不足使排气温度过高。 6.故障自诊断和失效保护 当柴油机或电控系统出现故障时，ECU将会点亮仪表板上的故障指示灯，提醒驾驶员注意，并存储故障信息。,6.3 典型柴油机电控系统结构及工作原理,6.3.1 电子控制喷油泵 6.3.2 电控泵喷嘴 6.3.3 共轨式电控喷射系统,6.3.1 电子控制喷油泵,1.电子控制分配式喷油泵 它包括位置控制型和时间控制型两种。 (1)位置控制型电子控制分配式喷油泵：位置控制型电子控制分配式喷油泵的典型组成如图6-1所示。,图6-1 位置控制型电子控制分配式喷油泵的典型组成
11、,6.3.1 电子控制喷油泵,图6-2 位置控制型电子控制分配式喷油泵的工作原理,6.3.1 电子控制喷油泵,图6-3 喷油量控制用的电动调速器的构造 1控制套筒位置传感器 2线圈 3转子 4柱塞 5控制套筒 6滚珠 7轴,6.3.1 电子控制喷油泵,图6-4 喷油量控制用转子式 电磁执行器工作原理,6.3.1 电子控制喷油泵,图6-5 时间控制器的构造 1高压室(来自泵内) 2正时控制阀 3低压室(通往输油泵吸入端) 4提前作用 5复位弹簧 6正时活塞 7来自控制中心的驱动信号,6.3.1 电子控制喷油泵,图6-6 日本电装公司ECDV1电控喷油系统,6.3.1 电子控制喷油泵,图6-7 正
12、时控制电磁阀,(2)时间控制型电子控制分配式喷油泵：日本电装公司的ECDV3,6.3.1 电子控制喷油泵,系统是典型时间控制型电子控制分配式喷油泵。,图6-8 日本电装公司ECDV3系统,6.3.1 电子控制喷油泵,图6-9 喷油量控制原理图 a)原理图 b)油泵角度信号,6.3.1 电子控制喷油泵,图6-10 喷油正时变化时泵油角度与 柱塞行程原理图 a)泵油角度 b)柱塞行程,6.3.1 电子控制喷油泵,图6-11 电磁溢流阀构造 1电枢 2电磁线圈 3辅助阀 4主阀,6.3.1 电子控制喷油泵,图6-12 电磁溢流阀的工作过程 a)压缩喷射 b)辅助溢流 )主溢流,6.3.1 电子控制喷
13、油泵,图6-13 燃烧始点光电传感器 1信号导线 2光电晶体管 3壳体 4石英晶体棒,2.电子控制柱塞式喷油泵 电子控制柱塞式喷油泵保留了原直列泵的凸轮柱塞泵油、齿圈齿条控制供油量的结构，只是将原来控制齿条运动(喷油量控制)的机械调速器改为电子调速器，用电子液压喷油提前器代替原来的机械喷油提前器，整个系统如图6-14所示。,6.3.1 电子控制喷油泵,图6-14 电子控制柱塞式喷油泵的组成,(1)喷油量的控制：喷油量是由ECU控制电子调速器来实现的，,6.3.1 电子控制喷油泵,电子调速器的结构如图6-15所示。,图6-15 电子调速器的结构 1控制杆 2线束插接器 3来自控制器的驱动信号 4
14、向控制器输送的反馈信号 5控制杆位置传感器 6连杆机构 7电动助推器,6.3.1 电子控制喷油泵,(2)喷油提前角的控制：喷油提前角的控制是由ECU控制电磁阀，电磁阀控制发动机的机油泵进入时间控制器的油压，从而使时间控制器动作而改变喷油泵凸轮轴与油泵驱动轴(曲轴)的相对位置。,图6-16 电磁阀的结构 1线束插接器 2A管 3通往时间控制器 4R孔(回油孔) 5P孔(进油孔) 6来自发动机机油泵 7电磁阀,6.3.1 电子控制喷油泵,图6-17 时间控制器的结构 1活塞 2调时弹簧 3安装板 4凸轮轴法兰 5驱动盘 6驱动盘销 7大偏心凸轮 8小偏心凸轮 9销轴 10缸筒,6.3.2 电控泵喷
15、嘴,图6-18 电控泵喷嘴系统的组成,1.组成 电控泵喷嘴是指将泵油柱塞和喷油嘴合成一体，,6.3.2 电控泵喷嘴,安装在缸盖上。 2.泵喷嘴的结构原理 (1)结构：泵喷嘴安装在柴油机原普通喷油器的位置上(见图6-19)，其外形与普通喷油器相似。,图6-19 泵喷嘴的安装位置,6.3.2 电控泵喷嘴,图6-20 电控泵喷嘴的结构 1喷油凸轮 2摇臂 3球头螺栓 4泵油柱塞 5泵油柱塞复位弹簧 6电磁阀 7电磁阀阀体 8电磁阀针阀 9喷油针阀 10泵喷油器壳体 11喷油针阀阻尼器 12喷油针阀复位弹簧 13辅助柱塞 14电磁阀针阀复位弹簧 a高压油腔 b回油道 c低压油道,6.3.2 电控泵喷嘴
16、,(2)工作过程：泵喷油器的喷油过程分为预喷油、预喷油结束、主喷油、主喷油结束及高压油腔进油五个过程。,图6-21 预喷油开始 1喷油凸轮 2泵油柱塞 3电磁阀座 4电磁阀座针阀 5供油管 6喷油针阀 7摇臂,6.3.2 电控泵喷嘴,图6-22 预喷油结束 1泵油柱塞 2喷嘴电磁阀 3收缩活塞 4喷油针阀复位弹簧 5喷油针阀 6高压腔,6.3.2 电控泵喷嘴,图6-23 主喷油开始 1高压腔 2泵油柱塞 3喷嘴电磁阀 4喷油针阀复位弹簧 5喷油针阀,6.3.2 电控泵喷嘴,图6-24 主喷油结束 1电磁阀复位弹簧 2喷油针阀 3供油管 4收缩活塞 5喷嘴电磁阀 6电磁阀针阀 7泵油柱塞,6.3.2 电控泵喷嘴,图6-25 高压油腔进油 1摇臂 2泵油柱塞 3泵油柱塞复位弹簧 4电磁阀针阀 5喷嘴电磁阀 6供油管 7高压腔,6.3.3 共轨式电控喷射系统,1.日本电装公司的ECDU2系统
