柴油機(jī)電控技術(shù)講座Page

2電控柴油機(jī)原理概述電控柴油機(jī)電子控制系統(tǒng)的目的：1、降低柴油機(jī)的排放；2、改善柴油機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)性能；3、降低柴油機(jī)燃油消耗率，4、降低噪音。電控系統(tǒng)主要特點(diǎn)有以下三個(gè)方面：1、噴油正時(shí)與燃油計(jì)量完全分開，噴油壓力和噴油過程由ECU適時(shí)控制。2、可依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀況去調(diào)整噴油壓力，噴油始點(diǎn)、持續(xù)時(shí)間，從而達(dá)到噴油的最佳控制點(diǎn)。3、能實(shí)現(xiàn)很高的噴油壓力，并能實(shí)現(xiàn)柴油的預(yù)噴射。20世紀(jì)90年代后20世紀(jì)80年代后位置控制時(shí)間控制壓力控制第一代第二代柴油發(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)的發(fā)展

時(shí)間-壓力控制第三代柴油發(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)的發(fā)展DS-NF/EANP388059e500100015002000噴嘴壓力PressureatNozzlebar19912003199720000直列泵Inlinepump1994250020062009共軌CommonRail泵噴嘴UnitInjector單體泵UnitPump電控柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)應(yīng)用電控單體泵（UPS）

單體泵系統(tǒng)工作方式跟泵噴嘴相同，它是一種模塊式結(jié)構(gòu)的高壓噴射系統(tǒng)。與泵噴嘴系統(tǒng)不同的是，其噴油嘴和油泵用一根較短的噴射油管連接，單體泵系統(tǒng)中每個(gè)氣缸都設(shè)置一個(gè)帶電磁閥的單柱塞噴油泵，由發(fā)動(dòng)機(jī)的凸輪軸驅(qū)動(dòng)。電控柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)應(yīng)用

電控單元噴射EUI（電控泵噴嘴）：

在泵噴嘴系統(tǒng)中噴油泵和噴油嘴組成一個(gè)單元。每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸都在其缸蓋上裝有這樣一個(gè)單元，燃油的高壓噴射采用機(jī)械驅(qū)動(dòng)與電磁閥控制相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)。

電控柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)應(yīng)用高壓共軌燃油系統(tǒng)：

在共軌式蓄壓器噴射系統(tǒng)中，ECU通過接收各傳感器的信號(hào)，借助于噴油器上的電磁閥，定時(shí)、定量地控制噴油器噴射的油量，從而保證柴油機(jī)達(dá)到最佳的燃燒比和良好的霧化，以及最佳的噴油正時(shí)、足夠的著火能量和最少的污染排放。電控柴油機(jī)噴射系統(tǒng)與傳統(tǒng)柴油供給系統(tǒng)的區(qū)別：1、機(jī)械控制噴射系統(tǒng)的基本控制信息是柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速和加速踏板的位置；電控噴射系統(tǒng)通過許多傳感器檢測柴油機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和環(huán)境條件，并由電控單元控制每循環(huán)供油量。當(dāng)需要擴(kuò)大控制功能時(shí)，只需改變電控單元存儲(chǔ)的軟件，不需增加附加裝置。2、機(jī)械控制噴射系統(tǒng)由于設(shè)定錯(cuò)誤和磨損等原因，供油時(shí)刻會(huì)產(chǎn)生誤差；電控噴射系統(tǒng)中總是根據(jù)曲軸位置的基本信號(hào)進(jìn)行再檢查，因此供油提前角準(zhǔn)確。3、電控噴射裝置可以通過改變輸入裝置的程序或數(shù)據(jù)，改變控制特性，因此，一種電控噴射裝置可以適用于多種柴油機(jī)。電子控制系統(tǒng)功能及組成:

電控柴油噴射系統(tǒng)一般由傳感器、電控單元（ECU）和執(zhí)行器三部分組成。

傳感器的作用：傳感器是一種信號(hào)檢測與轉(zhuǎn)換裝置，安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)部位，其功能是檢測發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的各種電量參數(shù)、物理量和化學(xué)量等，并將這些參量轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的電信號(hào)輸入電控單元。

電控單元的作用：以微處理器(CPU)為核心，接收來自表示發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)的各個(gè)傳感器輸送來的信號(hào)；與軟件一起負(fù)責(zé)對(duì)接收到的信息進(jìn)行處理、計(jì)算；并將運(yùn)算結(jié)果轉(zhuǎn)換成電流或電壓形式作為控制指令通過放大器輸出，發(fā)送到執(zhí)行器。

執(zhí)行器的作用：接受電控單元的控制指令，完成具體的控制動(dòng)作，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)處于最佳的運(yùn)行狀態(tài)。

柴油機(jī)電控系統(tǒng)的功能柴油機(jī)電控系統(tǒng)的功能燃油噴射控制主要包括：噴油量控制、噴油正時(shí)控制、噴油速率控制和噴油壓力控制等。起動(dòng)控制主要包括基本噴油量控制、基本噴油正時(shí)控制和預(yù)熱裝置控制。怠速控制主要包括怠速轉(zhuǎn)速控制和怠速時(shí)各缸均勻性的控制。進(jìn)氣控制主要包括進(jìn)氣節(jié)流控制、可變進(jìn)氣渦流控制和可變配氣正時(shí)控制。柴油機(jī)電控系統(tǒng)的功能增壓控制根據(jù)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)、負(fù)荷信號(hào)、增壓壓力信號(hào)等，通過各種措施，實(shí)現(xiàn)對(duì)廢氣渦增壓器工作狀態(tài)和增壓壓力的控制。排放控制主要是廢氣再循環(huán)（EGR）控制。巡航控制ECU根據(jù)車速信號(hào)等自動(dòng)維持汽車以一定車速行駛。燃油切斷控制ECU可自動(dòng)檢測發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，負(fù)荷狀況以及油門踏板位置傳感器信號(hào)。對(duì)電控噴油器實(shí)施斷電控制。保證發(fā)動(dòng)機(jī)在有效轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)。確保發(fā)動(dòng)機(jī)安全運(yùn)行。故障自診斷包含故障自診斷和失效保護(hù)兩個(gè)子系統(tǒng)。一、供油量的控制

在電子控制單元中，首先根據(jù)加速踏板位置和進(jìn)氣壓力傳感器的輸入信號(hào)，計(jì)算出基本供油量，然后根據(jù)來自冷卻液溫度、進(jìn)氣溫度和大氣壓力等傳感器的信號(hào)進(jìn)行修正；再按轉(zhuǎn)速傳感器、車速傳感器信號(hào)進(jìn)行反饋修正后，確定最佳供油量。因此，電控單元系統(tǒng)對(duì)低溫起動(dòng)、加速、高原行駛等工況都能精確地確定柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的最佳供油量。

二、噴油正時(shí)控制：

由凸輪軸傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和加速踏板位置決定初始的噴油正時(shí)，并由冷卻液溫度、進(jìn)氣溫度、進(jìn)氣壓力等信號(hào)進(jìn)行修正。

通過凸輪軸傳感器檢測實(shí)際噴油開始時(shí)刻，實(shí)現(xiàn)對(duì)噴油正時(shí)的閉環(huán)控制。

大氣壓力傳感器信號(hào)，排除大氣條件變化引起噴油正時(shí)差異，實(shí)現(xiàn)對(duì)噴油正時(shí)的最佳控制。起動(dòng)控制

柴油機(jī)起動(dòng)控制主要包括供（噴）油量控制、供（噴）油正時(shí)控制和預(yù)熱裝置控制，其中供（噴）油量控制和供（噴）油正時(shí)控制與其他工況相同。

冷起動(dòng)控制

在不同的起動(dòng)條件下系統(tǒng)通過控制起動(dòng)預(yù)熱裝置的通電時(shí)間，改善柴油機(jī)低溫起動(dòng)和低溫怠速運(yùn)轉(zhuǎn)

三、怠速控制

進(jìn)氣壓力

油門踏板位置傳感器，

轉(zhuǎn)速信號(hào)，

ECU調(diào)整噴射壓力和噴射時(shí)間來調(diào)整噴油量。

ECU也監(jiān)控蓄電池的電壓應(yīng)在允許范圍內(nèi)。

另外，ECU還監(jiān)控發(fā)電機(jī)、空調(diào)、動(dòng)力轉(zhuǎn)向等輔助裝置工作引起柴油機(jī)負(fù)荷變化導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化。四、斷油

松開油門踏板時(shí)，ECU按以下方式控制斷油：斷開噴油器的控制電源。

降到怠速前，ECU短時(shí)間激活噴油器控制燃油調(diào)壓閥。限定最高轉(zhuǎn)速

發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在2300rpm時(shí)，ECU通過縮短噴嘴開啟時(shí)間而限制噴射量。

發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速超過3000rpm時(shí)，ECU使噴油器不再工作。五、增壓控制 電控系統(tǒng)控制增壓壓力和進(jìn)氣量、空燃比。六、故障自診斷及故障保護(hù)功能ECU電控單元接收各傳感器的信號(hào)并與ECU內(nèi)部設(shè)置的參數(shù)進(jìn)行比較。當(dāng)某個(gè)傳感器出現(xiàn)短路、開路或發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，ECU電控單元將進(jìn)入自保護(hù)狀態(tài)，限制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速甚至停機(jī)。并點(diǎn)亮EDC故障燈報(bào)警。

柴油機(jī)外形檢修供油系統(tǒng)一、供油系統(tǒng)的作用將燃油經(jīng)過濾后加壓，在ECU的控制下，定時(shí)定量噴入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)，供油系統(tǒng)組成檢修柴油發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)原理：電磁感應(yīng)功能：1、曲軸（發(fā)動(dòng)機(jī)）轉(zhuǎn)速2、氣缸上止點(diǎn)位置曲軸轉(zhuǎn)速傳感器1、永磁鐵2、傳感器殼體3、發(fā)動(dòng)機(jī)外蓋4、軟鐵芯5、線圈6、傳感線圈凸輪軸轉(zhuǎn)速傳感器原理：霍爾效應(yīng)相位確定：凸輪軸上安裝著一個(gè)用鐵磁性材料制成的齒，它隨著凸輪軸旋轉(zhuǎn)。當(dāng)這個(gè)齒經(jīng)過凸輪軸傳感器的半導(dǎo)體膜片的時(shí)候，它的磁場就會(huì)使半導(dǎo)體膜片中的電子以垂直于流過膜片的電流的方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)。產(chǎn)生一個(gè)短促的電壓信號(hào)（霍爾電壓），這個(gè)電壓信號(hào)告訴ECU，某1缸已經(jīng)進(jìn)入了壓縮階段水溫傳感器1、電子接頭2、殼體3、NTC電阻4、冷卻液原理：高靈敏度NTC（負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻）電阻阻值隨溫度下降而增大軌壓傳感器1、電子接頭2、評(píng)估電路3、帶傳感裝置的皮膜4、高壓接頭5、固定螺紋原理