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1、毕业设计(论文) 常州机电职业技术学院毕业设计（论文）作 者： 学 号： 31021217 系 部： 汽车工程系 专 业： 汽车电子技术 题 目： 柴油机电控技术的发展与维修 指导者：评阅者： 2013年 4 月 目录1 绪论（或引言）31.1 国外柴油机电控技术的发展41.2 电控柴油机的基本结构和工作原理51.2.1三种主流电控燃油喷射系统简介51.2.2电子控制系统的组成71.2.3柴油机电控系统的喷油器及其工作原理71.2.4柴油机电控系统中的传感器91.3柴油机电控系统的功能132 电控柴油机新技术的应用142.1电控柴油机新技术的分析142.1.1 高压共轨喷油系统的工作原理和系统
2、特点172.1.2高压共轨燃油喷射系统的技术优势222.2 新型喷油系统的研发与应用223电控柴油机的发展方向及燃油系统的检修243.1电控柴油机的发展方向243.1.1共轨式电喷是柴油级发展的必然趋势243.1.2高压共轨系统中存在的问题253.2电控柴油机的燃油系统的检修263.2.1输油泵引起的燃油系统故障263.2.2供给系统高压部分引起的燃油系统故障263.2.3传感器引起的燃油系统故障264实际故障诊断274.1长城哈弗汽车柴油机无法启动的原因及故障维修274.2长城哈弗汽车柴油机功率不足的原因及故障维修29致谢33参考文献34千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。在目录上点右
3、键“更新域”，然后“更新整个目录”。English Catalog 千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。在目录上点右键“更新域”，然后“更新整个目录”。1 绪论（或引言）如今柴油机发展越来越完善,以它的高效、功率范围宽广,已广泛应用于工业、农业、军用和民用等领域。在今后相当长的时间内,柴油机还将占有极重要的地位。随着柴油机数量的不断增多,也引起了人们对柴油机燃油经济性和排放性能的关注，特别是当今排放性能已经被提到首要位。柴油机电控技术还面临着许多课题需要解决，特别是当采用高压电控喷油时，柴油机电控系统的成本几乎占发动机成本的一半。尽管如此,只有在汽车柴油机上广泛采用电控技术,才能面对越来
4、越严格的排放法规的挑战。近年来柴油机电控系统的发展势头是令人瞩目的。以柴油汽车用得最多的欧洲为例,由于欧洲道路车辆用多缸柴油机从2000年开始执行欧3排放标准，电控技术已在需满足欧3标准的柴油机上普遍使用,一些研究机构和大的厂商则早已着手研制满足欧4排放标准的电控柴油机,现在电控共轨系统和电控单体泵系统在多缸柴油机上的应用已明显增多。 柴油机电控是汽车发动机技术领域的一个重要研究方向。作为电控柴油机的核心部分,电控燃油喷射系统有多种多样的结构形式,分别应用于不同的领域,本文简述了柴油机电控的发展及现状,并根据高压共轨电控喷射系统的结构和工作原理分析了高压共轨电控喷射系统的特点和优势,指出了柴油
5、机发展前景。柴油机电控技术的发展过程与汽油机电控系统相似。自80年代开始进入市场的现代汽车柴油机电控系统也是随着控制项目的不断增多，控制任务从简单到复杂，直至全方位控制。例如,早期的电控燃油喷射系统都采用了“位置控制”,保持了传统的脉冲高压供油原理,只是通过以微机为核心的控制单元对位置伺服机构进行控制，改变油量调节齿条(直列泵)或油量调节滑套(VE型分配泵)等的位置，用以调节喷油泵的循环供(喷)油量。但由于位置伺服机构执行频率响应慢，控制频率低，控制精度不稳定，经过了近十年的发展,到90年代初,“时间控制”式电控燃油喷射系统开发成功,采用了新型高速强力电磁阀代替传统的油量调节齿条(直列泵)或油
6、量调节滑套(VE型分配泵)等,直接对高压燃油进行数字。图1柴油发动机图式的高频调节，由电磁阀的关闭时刻和闭合持续时间决定循环供(喷)油量和供(喷)油正时。尽管如此,这种“时间控制”式电控燃油喷射系统仍保持了传统的脉冲高压供油原理。直到90年代中期，一种新型的电控共轨式燃油喷射系统问世，抛弃了传统的脉冲高压供油原理，采用“时间-压力控制”式燃油计量原理，通过对公共油轨中油压的连续控制和各缸喷油过程的电磁阀控制相结合的方式实现对循环供油量的控制,才使柴油机的电控燃油喷射技术进入了一个新的发展阶段。 1.1 国外柴油机电控技术的发展现代的调整高性能柴油机由于热效率比汽油机高污染排放比汽油机少，作为汽
7、车动力应用日益广泛。经过多年研究大量新技术的应用，柴油机最大的问题烟度和噪声取得重大突破，达到了汽油机的水平。下面是国外柴油机应有的一些先进技术： （1）共轨四气门技术 国外柴油机一般采用共轨新技术四气门技术和涡轮增压中冷技术相结合，是发动机在性能和排放值方面取得较好的成效。能满足欧3排放限值法规的要求。 四气门结构（二进气二排气）不仅可以提高充气效率，由于喷油嘴可以居中布置，是多孔油束均匀分布，可为燃油和空气的良好混合创造条件；同时，可以在四气门缸盖上将进气道设计成两个独立的具有相同形状的结构，以实现可变涡流。这些因素的协调配合，可大大提高混合气的形成质量，有效降低烟颗粒HC和NOx排放并提
8、高热效率。（2）时间控制的柴油电喷技术柴油发动机的新一代电喷系统采用时间控制，用高速电磁阀取代传统的机械喷油阀，对高压燃油实现数字调节。现在这种喷射系统逐渐向高压化迈进，高压喷射可使柴油雾化得非常细，发动机的燃烧过程进行得相当完善，而且速度快，同时又不明显提高燃烧温度。提高了直喷式柴油发动机压力，全面降低HC、CO、NOx、微粒物和碳烟的排放，还能显著的降低油耗。 （3）共轨式电喷系统 它是柴油发动机高压喷射系统的一种，最高压力可达到220MPa。该系统不再采用通用的脉动原理，而是采用压力时间计量原理。这种喷油系统可保证喷油压力不随发动机转数变化，可降低颗粒物的排放，电控共轨喷射又称为压力时间
9、喷射或第三代喷射，它可分为中压共轨和高压共轨两大类。ECU产生的电脉冲按顺序触发喷油器电磁阀，确定发动机每次喷油的起始和关闭时刻，电控共轨喷射还可采用多次喷射的方式来灵活控制喷油的速率。（4）涡轮增压中冷技术 柴油发动机采用废气涡轮增压技术后，燃料能够完全燃烧，可降低CO和HC的生成量。但因进气温度升高,使NOx的排放量有所增加,若采用增压并附带中间冷却器可同时降低HC、CO、NOx的排放量采用涡轮增压中冷技术还可提高柴油发动机的功率，一台装有涡轮增压器的柴油发动机功率输出比未装增压器可增加20%30%。而采用增压中冷技术甚至可增加50%的功率。新型涡轮增压器的使用，意味着可以用小排量的发动机
10、替代大排量发动机，减轻发动机和整车质量，提高经济性和排放性。 （5）废气再循环（EGR）技术的应用据发动机的温度及负荷大小，适量地将一部分废气引入进气管，再送入汽缸，使燃烧反应速度减慢，降低燃烧的最高温度，从而降低NOx的排放量。尤其是中冷EGR技术，不仅降低NOx的排放，而且还能保持其污染排放物的低排放水平。1.2 电控柴油机的基本结构和工作原理1.2.1三种主流电控燃油喷射系统简介(1)高压共轨喷射系统。我国进口的约翰迪尔7820型拖拉机以及“一拖”生产的新型拖拉机燃油系统采用了高压共轨柴油喷射技术。传统柴油机的燃油系统是由燃油泵产生高压油，然后通过高压油管输送到各个喷油器。而高压共轨燃油
11、喷射系统是由燃油泵把高压油输送到公共的、具有较大容积的配油管油轨内，将高压油蓄积起来，再通过高压油管输送到喷油器，即把多个喷油器并联在公共油轨上。在公共油轨上，设置了油压传感器、限压阀和流量限制器。由于微电脑对油轨内的燃油压力实施精确控制，燃油系统供油压力因柴油机转速变化所产生的波动明显减小（这是传统柴油机的一大缺陷），喷油量的大小仅取决于喷油器电磁阀开启时间的长短。高压共轨燃油统具有以下特点：将燃油压力的产生与喷射过程完全分开，燃油压力的建立与喷油过程无关。燃油从喷油器喷出以后，油轨内的油压几乎不变。燃油压力、喷油过程和喷油持续时间由微电脑控制，不受柴油机负荷和转速的影响。喷油定时与喷油计量
12、分开控制，可以自由地调整每个气缸的喷油量和喷射起始角。(2)泵喷油器喷射系统。有的电控柴油机采用泵喷油器技术，它是燃油泵与喷油器组合为一体式结构，燃油泵位于喷油器的上方，柴油机每个气缸都有一个独立的小型泵喷油器，泵喷油器通过卡块固定在气缸盖上。泵喷油器与进气门、排气门一起被同一个凸轮轴驱动，凸轮轴推动油泵柱塞产生高压油，然后微电脑通过高速电磁阀打开和关闭喷油器的高压油腔，以控制喷油正时和喷油量。由于取消了燃油泵与喷油器之间的高压油管，因而降低了燃油压力损失，提高了油压的响应度，可以实现对燃油喷射周期的精确控制。同时，泵喷油器能够产生超高喷射压力，最高燃油压力可以达到200 MPa（是汽油机喷射
13、压力的几十倍），使燃油得以更好地雾化和燃烧，有利于提高柴油机功率、降低噪声和减少尾气排放。（3）单体泵喷射系统。例如玉柴YC4D120-30型电控柴油机的燃油喷射系统，它的特点是每个气缸都装配一个单体泵，柴油从燃油箱出来后，先经过低压输油泵对柴油初步加压，然后由单体泵正式加压，再由微电脑控制单体泵中电磁阀的动作时刻和通电时间的长短，来完成对喷油时刻和喷油量的精确控制。由此可见，该系统燃油的加压和喷射都是由单体泵完成的，在系统内不存在单独的喷油器。在以上3类电控燃油喷射系统中，要数高压共轨燃油喷射系统应用最为广泛。.1.2.2电子控制系统的组成电控柴油机的电子控制系统由传感器、电子控制单元（EC
14、U）和执行器等3部分组成。（1）传感器。传感器是电控柴油机的“触角”和“耳目”。传感器的功用是随时检测柴油机各主要装置工况的变化，并实时向电控单元（ECU）传送相应的电信号。电控柴油机上的传感器数量有几个、十几个甚至几十个。电控柴油机各项优良性能的发挥，在很大程度上依赖于各个传感器的正常工作，例如进气压力传感器对空燃比具有较大影响。（2）电控单元。电子控制单元（ECU）俗称微电脑，它是整个电子控制系统的神经中枢。ECU其实并不神秘它的外观是一个金属盒，盖子可以打开，内部有印刷电路板，上面有各种集成电路芯片、电子元件、单片微型计算机等。电子控制单元（ECU）通过传感器随时检测柴油机的转速、负荷、
15、机油压力、排气温度、增压器压力以及曲轴轴承温度等信息，并以此为基础，实现对柴油机的精确控制，以满足各种工况的需要。 （3）执行器。执行器是指执行电子控制单元（ECU）发出的指令，并做出某种具体动作的部件，例如电动输油泵、喷油器以及继电器等。 1.2.3柴油机电控系统的喷油器及其工作原理（1）博世公司电控喷油器结构如图 图1-2 博世喷油器的结 构及工作原理1.球阀 2.电枢轴 3.高压燃油连接管 4.线圈 5.回位弹簧 6.回油管 7.针阀控制活塞8.承压腔 9.喷油嘴 10.针阀 11.进油口 12.泄油孔13.针阀控制腔喷油器主要由控制柱塞、喷油嘴针阀和电磁阀等组成。燃油从高压接头经进油通道送往喷油嘴，经进油节流孔送
