第1课电控直列泵与电控分配泵

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1、车辆电子控制技术讲授内容讲授内容：第五章：第五章 柴油机控制技术柴油机控制技术（第（第1 1课）课）主主 讲讲 人人：鲁植雄：鲁植雄 教授教授车辆电子控制技术车辆电子控制技术课件课件Email：电 话：1395171578020 七月 2024车辆电子控制技术车辆电子控制技术220 七月七月 2024本章内容安排第五章 柴油机控制技术第第1 1课课 电控直电控直列列泵与电控分配泵泵与电控分配泵第第2 2课课 电控泵喷嘴与共轨技术电控泵喷嘴与共轨技术本章主要介绍：本章主要介绍：u柴油机控制系统的特点、结构、分类和控制原理及方法；柴油机控制系统的特点、结构、分类和控制原理及方法；u柴油机主要电子控

2、制系统功能分析；柴油机主要电子控制系统功能分析；u电子控制直列泵喷射系统、电子控制分配泵喷射系统、电子控制泵电子控制直列泵喷射系统、电子控制分配泵喷射系统、电子控制泵喷嘴系统和电子控制共轨系统的基本原理、特性、组成结构、控制喷嘴系统和电子控制共轨系统的基本原理、特性、组成结构、控制方法和特性分析。方法和特性分析。车辆电子控制技术车辆电子控制技术320 七月七月 2024一一、柴油机电子控制技术的特点与类型柴油机电子控制技术的特点与类型二、电子控制直列泵喷射二、电子控制直列泵喷射系统系统三、三、电子控制分配泵喷射电子控制分配泵喷射系统系统本节课的主要内容第1课 电控直列泵与电控分配泵第五章 柴油

3、机控制技术车辆电子控制技术车辆电子控制技术420 七月七月 20241.1.柴油柴油机电子控制技术的特点机电子控制技术的特点柴油机燃油喷射具有高压、高频、脉动等特点，其喷射压力高达柴油机燃油喷射具有高压、高频、脉动等特点，其喷射压力高达6060150MPa150MPa，甚至甚至200MPa200MPa，为汽油喷射的几百倍，上千倍，为汽油喷射的几百倍，上千倍。u(1)(1)柴油柴油喷射电子控制喷射电子控制执行器：执行器：喷油量控制难度大、喷射正时的精度要求高喷油量控制难度大、喷射正时的精度要求高u(2)(2)柴油柴油电子控制喷射系统的电子控制喷射系统的多样化：直多样化：直列泵、分配泵、泵喷嘴、单

4、体泵列泵、分配泵、泵喷嘴、单体泵一、柴油机电子控制技术的特点与类型第1课 电控直列泵与电控分配泵第五章 柴油机控制技术车辆电子控制技术车辆电子控制技术520 七月七月 20242.2.柴油柴油机电子控制技术机电子控制技术的内容的内容u燃油控制燃油控制u进进气气控制控制u怠怠速速控制控制u增压控制增压控制u废气废气再循环再循环控制控制u配配气正时控制气正时控制等等一、柴油机电子控制技术的特点与类型第1课 电控直列泵与电控分配泵第五章 柴油机控制技术车辆电子控制技术车辆电子控制技术620 七月七月 20243.3. 电子电子控制柴油机的优点控制柴油机的优点具有具有发动机自动保护功能发动机自动保护功

5、能具有具有发动机故障诊断功能发动机故障诊断功能减小减小了发动机的维护工作量了发动机的维护工作量改进改进了发动机的调速控制了发动机的调速控制改善改善了发动机燃油经济性了发动机燃油经济性改善改善了发动机的冷起动性了发动机的冷起动性降低降低了发动机排气的烟度了发动机排气的烟度减少减少发动机的排气发动机的排气污染物污染物一、柴油机电子控制技术的特点与类型第1课 电控直列泵与电控分配泵第五章 柴油机控制技术车辆电子控制技术车辆电子控制技术720 七月七月 20244.4.柴油机电子控制燃油系统的开发柴油机电子控制燃油系统的开发u第第一代电子控制一代电子控制燃油系统：位置燃油系统：位置控制控制式（喷油量、

6、喷油式（喷油量、喷油时间的时间的控制）控制）u第二第二代电子控制代电子控制燃油系统：时间燃油系统：时间控制式控制式。泵管嘴脉动供油泵管嘴脉动供油形式。形式。u第三代电第三代电子控制子控制燃油系统：时间燃油系统：时间压力控制压力控制式。喷油式。喷油压力、喷油量及压力、喷油量及喷油喷油定时定时一、柴油机电子控制技术的特点与类型第1课 电控直列泵与电控分配泵第五章 柴油机控制技术车辆电子控制技术车辆电子控制技术820 七月七月 2024原理：由原理：由调速器执行机构控制调节齿杆的位置，从而控制供油量；由提前器执行调速器执行机构控制调节齿杆的位置，从而控制供油量；由提前器执行机构控制发动机驱动轴和喷油

7、器凸轮轴间的相位差，从而控制喷油时间机构控制发动机驱动轴和喷油器凸轮轴间的相位差，从而控制喷油时间。关键部件：调速器执行机构、提前关键部件：调速器执行机构、提前器器执行机构执行机构1.1.特点特点（1 1）对于机械控制燃油系统来说控制自由度较大。）对于机械控制燃油系统来说控制自由度较大。（2 2）可以检测控制对象，并可进行反馈控制。所以，因机械磨损而引起的时间）可以检测控制对象，并可进行反馈控制。所以，因机械磨损而引起的时间效应可以给予补偿，控制精度高。效应可以给予补偿，控制精度高。（3 3）为了提高服务性和安全性，可以追加故障诊断和故障应急等功能。）为了提高服务性和安全性，可以追加故障诊断和

8、故障应急等功能。（4 4）通过数据信息传输功能，可以提高全系统的功能，而且可使机构简单。）通过数据信息传输功能，可以提高全系统的功能，而且可使机构简单。（5 5）只要改变）只要改变ECUECU中的程序，就可以改变工作过程中的程序，就可以改变工作过程。二、电子控制直列泵燃油系统第1课 电控直列泵与电控分配泵第五章 柴油机控制技术车辆电子控制技术车辆电子控制技术920 七月七月 20242.2.基本基本组成与工作原理组成与工作原理u从从各个传感器传来的信号（图中各个传感器传来的信号（图中细线）用计算机控制中心的微型细线）用计算机控制中心的微型计算机处理。与发动机负荷及转计算机处理。与发动机负荷及转

9、速状态相适应的信号（图中粗线）速状态相适应的信号（图中粗线）送往电子调速器和电磁阀，使调送往电子调速器和电磁阀，使调速器和提前器动作速器和提前器动作。u另外另外，在提前调速器和提前器中，在提前调速器和提前器中，有检测实际动作值的传感器。把有检测实际动作值的传感器。把这些传感器送来的反馈信号输入这些传感器送来的反馈信号输入计算机，以控制最适当的喷油量计算机，以控制最适当的喷油量和喷油时间。和喷油时间。二、电子控制直列泵燃油系统第1课 电控直列泵与电控分配泵第五章 柴油机控制技术车辆电子控制技术车辆电子控制技术1020 七月七月 2024第1课 电控直列泵与电控分配泵第五章 柴油机控制技术图 Bo

10、sch电子控制直列泵燃油系统二、电子控制直列泵燃油系统车辆电子控制技术车辆电子控制技术1120 七月七月 2024第1课 电控直列泵与电控分配泵第五章 柴油机控制技术二、电子控制直列泵燃油系统图 电子控制直列泵燃油系统的控制框图车辆电子控制技术车辆电子控制技术1220 七月七月 20243.3.传感器传感器第1课 电控直列泵与电控分配泵第五章 柴油机控制技术二、电子控制直列泵燃油系统 线性线性螺线管。控制螺线管。控制线圈电流线圈电流，使喷油泵的，使喷油泵的调节齿杆移动。调节齿杆移动。 齿齿杆位置传感器杆位置传感器。检测。检测出调节齿杆的位置。出调节齿杆的位置。 转速传感器转速传感器。检测出发动

11、机的转速。检测出发动机的转速。 油门油门传感器、水温传感器和起动信号等。传感器、水温传感器和起动信号等。车辆电子控制技术车辆电子控制技术1320 七月七月 20244.4.电子调速器电子调速器u电子电子控制直列泵燃油燃油系统中，控制直列泵燃油燃油系统中，调速器执行机构的作用相当于飞调速器执行机构的作用相当于飞块块。u用用电磁作用力或液力代替离心力电磁作用力或液力代替离心力控制齿杆位移控制齿杆位移。第1课 电控直列泵与电控分配泵第五章 柴油机控制技术二、电子控制直列泵燃油系统电子调速器车辆电子控制技术车辆电子控制技术1420 七月七月 2024喷油喷油量量控制原理：控制原理：u喷油量由油门开度和

12、发动机转速决定。喷油量由油门开度和发动机转速决定。当电流流过线性螺线管线圈时，滑动当电流流过线性螺线管线圈时，滑动铁心被拉向图铁心被拉向图1-81-8所示箭头方向，在复所示箭头方向，在复位弹簧力的作用下，滑动铁心在某一位弹簧力的作用下，滑动铁心在某一个平衡位置停住。个平衡位置停住。u调节齿杆和滑动铁心是连在一起的和调节齿杆和滑动铁心是连在一起的和铁心一起连动，向增加喷油量的方向铁心一起连动，向增加喷油量的方向移动。如果铁心向箭头相反的方向移移动。如果铁心向箭头相反的方向移动，则调节齿杆使喷油量向减少的方动，则调节齿杆使喷油量向减少的方向移动向移动。第1课 电控直列泵与电控分配泵第五章 柴油机控

13、制技术二、电子控制直列泵燃油系统车辆电子控制技术车辆电子控制技术1520 七月七月 2024喷油喷油量量控制原理：控制原理：u假设假设调节齿杆向增加喷油量的方向移动，调节齿杆向增加喷油量的方向移动，和调节齿杆连动的连接杆则以支点和调节齿杆连动的连接杆则以支点A A为中为中心，向逆时针方向转动，连接杆的下端和心，向逆时针方向转动，连接杆的下端和齿杆位置传感器的传感器铁心连动，所以齿杆位置传感器的传感器铁心连动，所以传感器的铁心向右方（箭头方向）移动。传感器的铁心向右方（箭头方向）移动。因此，齿杆位置传感器的输出发生了变化。因此，齿杆位置传感器的输出发生了变化。u齿杆位置传感器送来的信号经过传感器

14、放齿杆位置传感器送来的信号经过传感器放大器进行整流、放大，输入到计算机中。大器进行整流、放大，输入到计算机中。然后，计算机将该信号和齿杆位置的目标然后，计算机将该信号和齿杆位置的目标值进行比较，根据两者的差值向线性螺线值进行比较，根据两者的差值向线性螺线管发出驱动信号，改变喷油量。管发出驱动信号，改变喷油量。第1课 电控直列泵与电控分配泵第五章 柴油机控制技术二、电子控制直列泵燃油系统车辆电子控制技术车辆电子控制技术1620 七月七月 20245.5.喷油定时器喷油定时器（或电子提前器）（或电子提前器）u功能：功能：通过通过改变发动机曲轴与喷改变发动机曲轴与喷油泵轴之间的相位角即喷油提前油泵轴

15、之间的相位角即喷油提前角，来实现对喷油定时控制的角，来实现对喷油定时控制的。u组成组成：由由带喷油泵转动的输入传带喷油泵转动的输入传动轴、输出转动轴和滑块组成。动轴、输出转动轴和滑块组成。滑块有一个内直花键和一个外螺滑块有一个内直花键和一个外螺旋花键，它们分别与输出轴的直旋花键，它们分别与输出轴的直花键与输入轴的螺旋花键相啮合。花键与输入轴的螺旋花键相啮合。此外，有一个环形接头装在输入此外，有一个环形接头装在输入轴的外部，它上面有油路直通滑轴的外部，它上面有油路直通滑块。块。第1课 电控直列泵与电控分配泵第五章 柴油机控制技术二、电子控制直列泵燃油系统图1-9 喷油定时器的结构车辆电子控制技术

16、车辆电子控制技术1720 七月七月 2024第1课 电控直列泵与电控分配泵第五章 柴油机控制技术二、电子控制直列泵燃油系统图1-10 转子子总成成车辆电子控制技术车辆电子控制技术1820 七月七月 2024喷油定时器的喷油定时器的控制原理控制原理u电磁阀电磁阀由由ECUECU驱动，控制作用在油压活驱动，控制作用在油压活塞上的油压。油压活塞左右移动使转塞上的油压。油压活塞左右移动使转换机上下运动，从而改变发动机驱动换机上下运动，从而改变发动机驱动轴输入轴和凸轮轴输出轴之间的相位。轴输入轴和凸轮轴输出轴之间的相位。u发动机驱动轴和凸轮轴上分别装有转发动机驱动轴和凸轮轴上分别装有转速脉冲发生器和提前

17、角脉冲发生器。速脉冲发生器和提前角脉冲发生器。u对英两个脉冲发生器分别装置了转速对英两个脉冲发生器分别装置了转速传感器和提前角传感器。从两个传感传感器和提前角传感器。从两个传感器的信号器的信号nene和和npnp可检测出两者的相位可检测出两者的相位差。差。第1课 电控直列泵与电控分配泵第五章 柴油机控制技术二、电子控制直列泵燃油系统图1-11 电子提前器的相位角子提前器的相位角检测原理原理车辆电子控制技术车辆电子控制技术1920 七月七月 2024除了发动机的转速外，电子除了发动机的转速外，电子提前器对于发动机的负荷也提前器对于发动机的负荷也可以通过适当改变喷油时间可以通过适当改变喷油时间而加

18、以控制而加以控制。第1课 电控直列泵与电控分配泵第五章 柴油机控制技术二、电子控制直列泵燃油系统液压执行器系统液压执行器系统车辆电子控制技术车辆电子控制技术2020 七月七月 2024u其主要元件是一个双其主要元件是一个双作用液压油缸和一个作用液压油缸和一个三位四通电磁换向阀。三位四通电磁换向阀。换向阀的工作原理见换向阀的工作原理见图图1-131-13。u通过通过该电磁换向阀控该电磁换向阀控制液压缸活塞的往复制液压缸活塞的往复运动，即可实现曲轴运动，即可实现曲轴与喷油泵凸轮轴旋转与喷油泵凸轮轴旋转相位角之间的改变，相位角之间的改变，实现喷油定时的调节。实现喷油定时的调节。第1课 电控直列泵与电

19、控分配泵第五章 柴油机控制技术二、电子控制直列泵燃油系统a）滑）滑阀在中位在中位 b）滑）滑阀在右位在右位 滑滑阀在右位在右位电磁换向阀的工作原理车辆电子控制技术车辆电子控制技术2120 七月七月 20241.1.组成组成u可可分为三大部分：传感器、分为三大部分：传感器、计算机（计算机（ECUECU）和执行器）和执行器第1课 电控直列泵与电控分配泵第五章 柴油机控制技术三、电子控制分配泵燃油系统图1-14 电子控制分配泵燃油系统的结构原理车辆电子控制技术车辆电子控制技术2220 七月七月 2024第1课 电控直列泵与电控分配泵第五章 柴油机控制技术三、电子控制分配泵燃油系统图1-15 电子控制

20、分配式子控制分配式喷油油泵燃油系燃油系统组成成车辆电子控制技术车辆电子控制技术2320 七月七月 2024第1课 电控直列泵与电控分配泵第五章 柴油机控制技术三、电子控制分配泵燃油系统图1-16 电子控制分配子控制分配泵燃油系燃油系统的控制框的控制框图车辆电子控制技术车辆电子控制技术2420 七月七月 2024第1课 电控直列泵与电控分配泵第五章 柴油机控制技术三、电子控制分配泵燃油系统图4-1 捷达SDI发动机电子控制系统的组成车辆电子控制技术车辆电子控制技术2520 七月七月 2024第1课 电控直列泵与电控分配泵第五章 柴油机控制技术三、电子控制分配泵燃油系统电子控制轴向压缩式分配泵电子

21、控制轴向压缩式分配泵的的特点特点：u灵活的匹配使发动机特性和排放控制达到最佳。灵活的匹配使发动机特性和排放控制达到最佳。u全负荷喷油量曲线与调速特性和液压配置无关。全负荷喷油量曲线与调速特性和液压配置无关。u对重要参数的进一步处理是目前机械泵无法实对重要参数的进一步处理是目前机械泵无法实现的。现的。u电子控制使发动机在整个运行期间都有极高的电子控制使发动机在整个运行期间都有极高的精确度。精确度。u进一步改善车辆的行车特性。进一步改善车辆的行车特性。u能与其它汽车电子系统相结合，使汽车更加舒能与其它汽车电子系统相结合，使汽车更加舒适、经适、经 济、环保和安全。济、环保和安全。u取消机械装置而显著

22、的减少了喷油泵所需空间。取消机械装置而显著的减少了喷油泵所需空间。车辆电子控制技术车辆电子控制技术2620 七月七月 20241.1.组成组成u进入进入2020世纪世纪8080年代以后，年代以后，各种电子控制式分配泵相各种电子控制式分配泵相继问世。电子控制分配泵继问世。电子控制分配泵都是在都是在VEVE型分配泵的基础型分配泵的基础上实现电子控制的。上实现电子控制的。u可可分为三大部分：传感器、分为三大部分：传感器、计算机（计算机（ECUECU）和执行器）和执行器第1课 电控直列泵与电控分配泵第五章 柴油机控制技术三、电子控制分配泵燃油系统图1-14 电子控制分配泵燃油系统的结构原理车辆电子控制

23、技术车辆电子控制技术2720 七月七月 20242.2.位置控制式电子控制分配泵位置控制式电子控制分配泵燃油系统燃油系统电磁铁电磁铁中控制轴旋转改变了控制轴下端偏中控制轴旋转改变了控制轴下端偏心球的位置，直接控制溢油环，控制喷油心球的位置，直接控制溢油环，控制喷油量。量。（1 1）喷油）喷油量的控制量的控制uECUECU根据发动机的状态计算出目标喷油根据发动机的状态计算出目标喷油量，并将结果输出到驱动回路；驱动回量，并将结果输出到驱动回路；驱动回路根据路根据ECUECU的指令一边反馈控制执行机的指令一边反馈控制执行机构的位置，一边控制输出。这样，构的位置，一边控制输出。这样，VEVE型型分配泵

24、的溢油环控制在目标位置，从而分配泵的溢油环控制在目标位置，从而控制喷油量。控制喷油量。第1课 电控直列泵与电控分配泵第五章 柴油机控制技术三、电子控制分配泵燃油系统图1-7 喷油量控制原理油量控制原理车辆电子控制技术车辆电子控制技术2820 七月七月 20242.2.控制原理控制原理（2 2）喷油）喷油时间控制时间控制uVEVE型分配泵的提前器活塞内设有连型分配泵的提前器活塞内设有连通高压腔和低压腔的通道，按占空通高压腔和低压腔的通道，按占空比控制定时调节阀，使定时活塞两比控制定时调节阀，使定时活塞两侧的压力差变化，从而控制喷油时侧的压力差变化，从而控制喷油时间间。u由由传感器检测出定时活塞的

25、位置，传感器检测出定时活塞的位置，从而进行反馈控制。从而进行反馈控制。第1课 电控直列泵与电控分配泵第五章 柴油机控制技术三、电子控制分配泵燃油系统图1-18 喷油时间控制原理车辆电子控制技术车辆电子控制技术2920 七月七月 20243.3.时间时间控制式电子分配燃油燃油系统控制式电子分配燃油燃油系统u微型计算机内设有时钟，通过时钟控微型计算机内设有时钟，通过时钟控制喷油终了时刻，从而控制喷油量制喷油终了时刻，从而控制喷油量。u控制控制喷油终了时刻的执行机构是电磁喷油终了时刻的执行机构是电磁阀，对每一次喷油都可以进行阀，对每一次喷油都可以进行控制。控制。u时间时间控制式电子控制分配泵燃油系统

26、控制式电子控制分配泵燃油系统的显著特点是取消了原的显著特点是取消了原VEVE型分配泵上型分配泵上的溢油环，在进油通路上设置一个电的溢油环，在进油通路上设置一个电磁溢流阀，其喷油量控制原理，如图磁溢流阀，其喷油量控制原理，如图1-191-19所示。所示。第1课 电控直列泵与电控分配泵第五章 柴油机控制技术三、电子控制分配泵燃油系统图1-19 喷油量的时间控制原理车辆电子控制技术车辆电子控制技术3020 七月七月 2024u在在柱塞泵油阶段，当电磁溢流阀断电时，溢柱塞泵油阶段，当电磁溢流阀断电时，溢流阀打开，高压燃油立即卸压，停止喷油流阀打开，高压燃油立即卸压，停止喷油。u喷油喷油始点并不取决于电

27、磁溢流阀关闭的时刻，始点并不取决于电磁溢流阀关闭的时刻，而是取决于分配泵端面凸轮的行程，与采而是取决于分配泵端面凸轮的行程，与采用用溢油溢油环改变喷油终点以控制油量的方式环改变喷油终点以控制油量的方式一样。电磁溢流阀打开得越晚，喷油量越一样。电磁溢流阀打开得越晚，喷油量越多多。u端面凸轮端面凸轮行程始点行程始点就是喷油泵就是喷油泵角度信号上的角度信号上的无齿段终点的信号。喷油泵角度传感器装无齿段终点的信号。喷油泵角度传感器装在滚轮环上。这样，即使喷油正时有变化，在滚轮环上。这样，即使喷油正时有变化，由于喷油泵角度信号传感器随着滚轮环一由于喷油泵角度信号传感器随着滚轮环一起移动，因此喷油泵角度并

28、不改变，泵油起移动，因此喷油泵角度并不改变，泵油始点与无齿段终点相对位置始终不变。始点与无齿段终点相对位置始终不变。第1课 电控直列泵与电控分配泵第五章 柴油机控制技术三、电子控制分配泵燃油系统图1-19 喷油量的时间控制原理车辆电子控制技术车辆电子控制技术3120 七月七月 20241.1.介绍了柴油介绍了柴油机电子控制技术的特点与类型机电子控制技术的特点与类型2.2.分析了电子分析了电子控制直列泵喷射控制直列泵喷射系统的组成与控制原理系统的组成与控制原理3.3.分析了电子分析了电子控制控制分配分配泵喷射泵喷射系统的组成与系统的组成与控制原理控制原理小结第1课 电控直列泵与电控分配泵第五章

29、柴油机控制技术车辆电子控制技术车辆电子控制技术32思考题20 七月七月 20241.柴油机电子控制技术有何特点？柴油机电子控制技术有何特点？2.简述柴油机电子控制燃油系统的历程。简述柴油机电子控制燃油系统的历程。3.分析电子控制直列泵喷射系统的喷油量控制原理分析电子控制直列泵喷射系统的喷油量控制原理4.分析电子控制分配泵喷射系统的喷油量控制原理分析电子控制分配泵喷射系统的喷油量控制原理第1课 电控直列泵与电控分配泵第五章 柴油机控制技术车辆电子控制技术车辆电子控制技术3320 七月七月 2024本节课内容结束下一讲第第2 2课课 电控泵喷嘴与共轨技术电控泵喷嘴与共轨技术第1课 电控直列泵与电控分配泵第五章 柴油机控制技术