360項目七柴油機電控噴油系361任務(wù)柴油機電控噴油系概述3621.能講述燃油共軌式電控噴油系的組成。2.能講述電控柴油機傳感器的原理。3.能講述燃油共軌式電控噴油系的工作原理。4.依據(jù)汽車維修操作要求，熟練、規(guī)范地完成共軌總成的拆裝。5.依據(jù)汽車維修操作要求，熟練、規(guī)范地完成高壓油泵總成的拆裝。6.依據(jù)汽車維修操作要求，熟練、規(guī)范地完成噴油器總成的拆裝。7.依據(jù)汽車維修操作要求，熟練、規(guī)范地完成柴油機主要傳感器的拆裝。學習目標363某重型載貨汽車的柴油機故障指示燈常亮，原地緩踩加速踏板時少量冒黑煙，急加速時大量冒黑煙，發(fā)動機動力不足。經(jīng)檢查，初步判定為進氣壓力溫度傳感器損壞，進氣壓力信號異常，ECU無法接收到正確的進氣量信息，導致噴油量異常，燃燒不充分。通過本任務(wù)的學習，能否了解柴油機電控噴油系呢？情境導入364一、柴油機電控技術(shù)的發(fā)展1.第一代系統(tǒng)（1）結(jié)構(gòu)特點第一代系統(tǒng)是位置控制系統(tǒng)，它用電子伺服機構(gòu)代替機械調(diào)速器控制供油滑套位置以實現(xiàn)對供油量的調(diào)整。其特點是保留了傳統(tǒng)的噴油泵—高壓油管—噴油器系統(tǒng)，只是對齒條或滑套的運動位置由原來的機械調(diào)速器控制改為計算機控制，如圖所示。相關(guān)知識365位置控制系統(tǒng)（2）工作原理電控單元ECU根據(jù)各種信號輸入裝置檢測柴油機的工作狀態(tài)，計算出最適合柴油機工作的噴油量和噴油正時，并向電磁執(zhí)行器發(fā)出相應的指令。3662.第二代系統(tǒng)（1）結(jié)構(gòu)特點第二代系統(tǒng)是時間控制系統(tǒng)，如圖所示，其特點是供油仍維持傳統(tǒng)的脈動式柱塞泵供油方式，但供油量和噴油定時的調(diào)節(jié)則由電磁閥（計算機控制）的開閉時刻所決定。時間控制系統(tǒng)367（2）工作原理ECU根據(jù)各種信號輸入裝置檢測柴油機的工作狀態(tài)，計算出最適合柴油機工作的噴油量和噴油正時，并向高速電磁閥發(fā)出是否供油的指令，高速電磁閥即可單獨完成供油量、供油正時的控制任務(wù)。一般情況下，電磁閥關(guān)閉執(zhí)行噴油，電磁閥打開噴油結(jié)束。噴油始點取決于電磁閥關(guān)閉時刻，噴油量則取決于電磁閥關(guān)閉時間的長短。3683.第三代系統(tǒng)（1）結(jié)構(gòu)特點第三代系統(tǒng)是燃油共軌式電控噴油系統(tǒng)，這是一種新型電控噴油系統(tǒng)，代表著柴油機噴油系的發(fā)展方向，如圖所示。燃油共軌式電控噴油系統(tǒng)369燃油共軌式電控噴油系統(tǒng)取消了傳統(tǒng)的噴油泵—高壓油管—脈動供油結(jié)構(gòu)，采用一個柴油機驅(qū)動的高壓油泵，連續(xù)將高壓燃油輸送到共軌內(nèi)，并通過調(diào)節(jié)以滿足壓力要求，共軌內(nèi)的高壓燃油通向各缸的電控噴油器，如圖所示。燃油共軌式電控噴油系統(tǒng)370（2）工作原理ECU根據(jù)各種信號輸入裝置檢測柴油機的工作狀態(tài)，計算出最適合柴油機工作的噴油量和噴油正時，并向電控噴油器發(fā)出是否打開的指令，電控噴油器可單獨完成供油量、供油時間控制兩個任務(wù)。電控噴油器打開，執(zhí)行噴油；電控噴油器關(guān)閉，噴油結(jié)束。噴油始點取決于電控噴油器打開的時刻，噴油量則取決于電控噴油器打開時間的長短。371二、柴油機電控系統(tǒng)的組成及原理1.柴油機電控系統(tǒng)的組成柴油機電控系統(tǒng)由信號輸入裝置、電子控制單元（ECU）和執(zhí)行器三個部分組成，如圖所示。柴油機電控系統(tǒng)的基本組成372（1）信號輸入裝置信號輸入裝置的作用是通過各種傳感器或其他控制裝置將各種控制信號輸入給電子控制單元（ECU），它包括各種傳感器和信號開關(guān)。（2）電子控制單元（ECU）電子控制單元是整個柴油機電控系統(tǒng)的核心，它利用內(nèi)部存儲的軟件與硬件，分析各傳感器輸入的動態(tài)數(shù)據(jù)，制定出各種控制命令送到各個執(zhí)行器，從而實現(xiàn)對柴油機的控制。（3）執(zhí)行器執(zhí)行器是接受ECU控制信號指令，具體執(zhí)行某項控制功能的裝置。3732.柴油機電控系統(tǒng)的工作原理如圖所示為柴油機電控系統(tǒng)的原理圖。柴油機上的各種信息通過傳感器及其他信號開關(guān)輸送到ECU，經(jīng)過與存儲器中柴油機的各種調(diào)控參數(shù)或狀態(tài)的目標數(shù)據(jù)進行運算比較，由ECU給執(zhí)行器發(fā)出控制指令信號，使柴油機按照最佳的狀態(tài)運行。柴油機電控系統(tǒng)原理圖374三、柴油機電控系統(tǒng)的控制內(nèi)容1.燃油噴射控制燃油噴射控制主要包括噴油量控制、噴油正時控制、噴油速率控制和噴油壓力控制等。2.怠速控制怠速控制主要包括怠速轉(zhuǎn)速控制和怠速時各缸均勻性控制。3.進氣控制進氣控制主要包括進氣節(jié)流控制、可變進氣渦流控制和可變配氣正時控制。3754.增壓控制增壓控制主要包括廢氣旁通控制和渦流通流面積控制。5.排放控制排放控制主要是廢氣再循環(huán)（ExhaustGasRecirculation，EGR）控制。ECU主要根據(jù)柴油機的轉(zhuǎn)速和負荷信號，按內(nèi)存程序控制EGR閥的開度，以調(diào)節(jié)EGR率。3766.起動控制起動控制主要包括供（噴）油量控制、供（噴）油正時控制和預熱裝置控制，其中供（噴）油量控制和供（噴）油正時控制與其他工況相同。7.巡航控制帶有巡航控制功能的柴油機電控系統(tǒng)，當通過巡航控制開關(guān)選定巡航控制模式后，ECU即可根據(jù)車速信號等自動維持汽車以一定車速行駛。3778.故障自診斷和失效保護柴油機電控系統(tǒng)中包含故障自診斷和失效保護兩個子系統(tǒng)。柴油機電控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，故障自診斷系統(tǒng)將點亮儀表盤上的“故障指示燈”，提醒駕駛員注意，并儲存故障碼，檢修時可通過一定的操作程序調(diào)取故障碼等信息；同時失效保護系統(tǒng)啟動相應保護程序，使柴油機能夠繼續(xù)保持運轉(zhuǎn)或強制熄火。9.柴油機與自動變速器的綜合控制在裝有自動變速器的柴油車上，將柴油機控制ECU和自動變速器控制ECU合為一體，實現(xiàn)柴油機與自動變速器的綜合控制，以改善汽車的變速性能。378四、燃油共軌式電控噴油系的組成燃油共軌式電控噴油系由液力系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)組成。其中，液力系統(tǒng)又分低壓液力系統(tǒng)和高壓液力系統(tǒng)，如圖所示。燃油共軌式電控噴油系的組成379低壓液力系統(tǒng)包含油箱、輸油泵、燃油濾清器和低壓油管。高壓液力系統(tǒng)包含噴油泵、高壓油軌、噴油器和高壓油管。電子控制系統(tǒng)由傳感器、電控單元、執(zhí)行器以及線束組成。其中，噴油器、噴油泵、高壓油軌、電控單元為柴油共軌式電控噴油系統(tǒng)的四大核心部件，如圖所示。柴油共軌式電控噴油系統(tǒng)的四大核心部件3801.低壓液力系統(tǒng)低壓液力系統(tǒng)向高壓液力系統(tǒng)提供足夠的燃油。（1）輸油泵輸油泵在任何工況下，為燃油提供所需的壓力，并在整個使用壽命期內(nèi)，向高壓油泵提供足夠的燃油。輸油泵有兩種類型，即電動輸油泵（滾子葉片泵）和機械驅(qū)動的齒輪輸油泵。3811）電動輸油泵電動輸油泵如圖所示，適用于乘用車和輕型商用車。除了向高壓油泵輸送燃油外，電動輸油泵在監(jiān)控系統(tǒng)中還起到在必要時中斷燃油輸送的作用。電動輸油泵3822）齒輪輸油泵齒輪輸油泵如圖所示，適用于乘用車和輕型商用車的共軌噴油系統(tǒng)中，向高壓油泵輸送燃油。齒輪輸油泵裝在高壓油泵中，與高壓油泵共用驅(qū)動裝置；或裝在柴油機旁，有單獨的驅(qū)動裝置。驅(qū)動裝置一般為聯(lián)軸節(jié)、齒輪或齒帶。齒輪輸油泵383（2）柴油濾清器柴油過濾不當可能導致泵元件、出油閥以及噴油嘴的損傷。因此，需要通過柴油濾清器來滿足電控噴油系的要求。柴油可能以黏結(jié)形式（乳液）或游離形式而含水分，如果這些水分進入電控噴油系，可能導致元件腐蝕性損傷。柴油粗濾器下部安裝了柴油含水率傳感器，水位到達一定高度時，報警燈亮，提示駕駛員放水。柴油濾清器上蓋有手動泵（燃油系統(tǒng)放氣用），并可以根據(jù)需要安裝燃油溫度傳感器及燃油加熱器，如圖所示。柴油濾清器3842.高壓液力系統(tǒng)高壓液力系統(tǒng)中除了產(chǎn)生高壓力的組件外，還有燃油分配和計量組件等。（1）高壓油泵1）作用高壓油泵位于低壓液力系統(tǒng)和高壓液力系統(tǒng)之間，其作用是在車輛所有工作范圍和整個使用壽命期間，在共軌中持續(xù)產(chǎn)生符合系統(tǒng)壓力要求的高壓燃油，以及在快速啟動過程和共軌中壓力迅速升高時提供所需的燃油儲備。3852）結(jié)構(gòu)高壓油泵的結(jié)構(gòu)如圖所示。高壓油泵裝在柴油機上，以齒輪、鏈條或齒形帶連接在柴油機上，最高轉(zhuǎn)速為3000r/min，靠燃油潤滑。根據(jù)安裝空間大小的不同，調(diào)壓閥可直接裝在高壓油泵旁或固定在共軌上。高壓油泵3863）工作過程燃油通過輸油泵加壓經(jīng)帶水分離器的預濾器送往單向閥，通過單向閥上的節(jié)流孔將燃油壓到高壓油泵的潤滑和冷卻回路中。帶偏心凸輪的驅(qū)動軸或彈簧根據(jù)凸輪形狀相位的變化將泵柱塞推上或壓下。如果供油壓力超過了安全閥的開啟壓力（0.05～0.15MPa），則輸油泵可通過高壓油泵的進油閥將燃油壓入柱塞腔（吸油行程）。當柱塞達到下止點后而上行時，進油閥被關(guān)閉，柱塞腔內(nèi)的燃油被壓縮，只要達到共軌壓力就立即打開排油閥，被壓縮的燃油進入高壓回路。到上止點前，柱塞一直泵送燃油（供油行程）。達到上止點后，壓力下降，排油閥關(guān)閉。柱塞向下運動時，剩下的燃油降壓，直到柱塞腔中的壓力低于輸油泵的供油壓力時，吸油閥再次被打開，重復進入下一工作循環(huán)。387（2）調(diào)壓閥1）作用調(diào)壓閥的作用是根據(jù)發(fā)動機的負荷狀況調(diào)整和保持共軌中的壓力。共軌壓力過高時，調(diào)壓閥打開，一部分燃油經(jīng)回油管返回油箱；共軌壓力過低時，調(diào)壓閥關(guān)閉，高壓端對回油管封閉。3882）結(jié)構(gòu)調(diào)壓閥（見下圖）固定在高壓油泵或共軌上。銜鐵銷將球閥壓在密封座上，以使高壓端對低壓端密封。一方面彈簧將銜鐵銷往下壓，另一方面電磁線圈還對銜鐵銷有作用力。為進行潤滑和散熱，整個電磁閥周圍都有燃油流過。調(diào)壓閥389（3）共軌油管1）作用共軌油管的作用是存儲高壓燃油，高壓油泵的供油和噴油所產(chǎn)生的壓力波動由共軌油管的容積進行緩沖。在輸出較大燃油量時，所有氣缸共用的共軌壓力也應保持恒定，確保噴油器打開時噴油壓力不變。3902）結(jié)構(gòu)由于柴油機的安裝條件不同，流量限制器（選裝件）、共軌壓力傳感器、調(diào)壓閥和限壓閥的共軌油管的結(jié)構(gòu)設(shè)計不同，其一般結(jié)構(gòu)如圖所示。共軌油管的結(jié)構(gòu)391（4）限壓閥1）作用限壓閥限制共軌油管中的壓力，當壓力過高時，打開放油孔卸壓。共軌油管內(nèi)允許的短時最高壓力為150MPa。2）結(jié)構(gòu)及工作原理限壓閥是按機械原理工作的，其結(jié)構(gòu)有便于擰在共軌上的外螺紋外殼、通往油箱的回油管接頭、可活動的活塞、壓力彈簧等，如圖所示。限壓閥的結(jié)構(gòu)392（5）噴油器1）作用噴油器通過電子控制系統(tǒng)控制噴油始點和噴油量。與直噴式柴油機中的噴油器相似，噴油器用卡夾裝在氣缸蓋中。393噴油器的結(jié)構(gòu)和工作原理a）噴油器的結(jié)構(gòu)b）噴油器開啟c）噴油器關(guān)閉2）結(jié)構(gòu)噴油器由噴油孔、液壓伺服系統(tǒng)、電磁閥組件等構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)和工作原理如圖所示。394五、電控柴油機的傳感器電控柴油機上的傳感器大致分為壓力傳感器、溫度傳感器、速度與位置傳感器三類，有十余種，其作用、結(jié)構(gòu)及安裝位置見下表。電控柴油機傳感器的作用、結(jié)構(gòu)及安裝位置395電控柴油機傳感器的作用、結(jié)構(gòu)