1、柴油機(jī)電控噴油技術(shù),概述,電控柴油機(jī)發(fā)展的三個(gè)階段 第一代：凸輪壓油、位置控制 第二代：凸輪壓油、時(shí)間控制 第三代：共軌蓄壓、電磁閥時(shí)間控制,概述,電控柴油機(jī)的優(yōu)點(diǎn) 輸出功率大 油耗低 排放水平明顯提高 噪聲降低 穩(wěn)定性強(qiáng)等,概述,柴油機(jī)電控燃油系統(tǒng)的組成 輸入設(shè)備（傳感器和開(kāi)關(guān)） 電子控制單元ECU 執(zhí)行器,概述,油門信號(hào)電壓在略大于0伏和小于5伏之間的電壓變化 單刀雙擲開(kāi)關(guān)的作用是向ECM提供怠速與非怠速信號(hào),概述,進(jìn)氣溫度傳感器：檢測(cè)進(jìn)氣溫度。 冷卻水度傳感器：檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度。 燃油溫度傳感器：檢測(cè)燃油溫度。 機(jī)油溫度傳感器：檢測(cè)機(jī)油溫度。,概述,機(jī)油壓力傳感器 進(jìn)氣壓力傳感器 燃油壓力

2、傳感 大氣壓力傳感器,壓力傳感器,概述,用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行速度與凸輪軸位置的傳感器,速度和位置傳感器,概述,單刀單擲開(kāi)關(guān) 單刀雙擲開(kāi)關(guān) 雙刀單擲開(kāi)關(guān),開(kāi)關(guān) -用于向ECM輸入司機(jī)的操作指令,概述,電磁閥類型 常開(kāi)/常閉型（ON/OFF） 脈寬調(diào)制型（PWM）,執(zhí)行器-電磁閥,概述,用于實(shí)現(xiàn)小電流對(duì)大電流的控制 或者一個(gè)電路對(duì)多個(gè)電路的控制,執(zhí)行器-繼電器,概述,故障指示燈 停機(jī)警告指示燈 等待啟動(dòng)指示燈 保養(yǎng)提醒指示燈,執(zhí)行器-指示燈,概述,電控燃油系統(tǒng)的主要功能,概述,噴油量控制-基本噴油量控制,概述,噴油量控制-怠速轉(zhuǎn)速控制,概述,噴油量控制-怠速轉(zhuǎn)速控制,概述,噴油量控制-不均勻油量補(bǔ)償

3、控制,概述,噴油量控制-恒定車速控制,概述,噴油時(shí)間控制,概述,噴油時(shí)間控制,概述,噴油時(shí)間控制-修正,概述,噴油壓力,概述,噴油率控制 多次噴射控制,概述,附加功能-故障自診斷功能,概述,如果汽車萬(wàn)一發(fā)生故障，ECU應(yīng)將其故障部位控制在安全范圍內(nèi)，使駕駛員能夠?qū)⑵囬_(kāi)到最近的修理廠去，這就是故障應(yīng)急功能。,附加功能-應(yīng)急功能,概述,隨著計(jì)算機(jī)的普及，已經(jīng)開(kāi)發(fā)成功許多種車輛用電控系統(tǒng)。但是，各個(gè)系統(tǒng)都有自己的專用傳感器，這是非常不經(jīng)濟(jì)的，而且系統(tǒng)很復(fù)雜。利用數(shù)據(jù)通訊可促進(jìn)各控制系統(tǒng)的綜合化。,附加功能-數(shù)據(jù)通訊,電控分配泵系統(tǒng),概述,代表產(chǎn)品,日本電裝公司的ECD-V系列電控分配泵 日本杰克塞

4、爾公司的COVEC-F電控分配泵 德國(guó)博世公司的ECD、VP系列電控分配泵,上述的電控分配泵都是在VE型分配泵的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)電子控制的，基本上大同小異,電控分配泵系統(tǒng),概述,分類-按噴油量、噴油時(shí)間的控制方法,位置控制 時(shí)間控制,電控分配泵系統(tǒng),電控分配泵系統(tǒng)的組成和工作原理,傳感器 ECU 執(zhí)行器,電控分配泵系統(tǒng),位置控制式電控分配泵系統(tǒng),電控分配泵系統(tǒng),位置控制式電控分配泵系統(tǒng)-ECDV1電控分配泵,特點(diǎn)： 采用線性電磁鐵，通過(guò)杠桿來(lái)控制溢油環(huán)位置，從而實(shí)現(xiàn)噴油量控制，并由溢油環(huán)位置傳感器作為反饋信號(hào)，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。 采用一個(gè)定時(shí)控制閥進(jìn)行噴油正時(shí)控制 設(shè)置了供油提前器活塞位置傳感器，形成噴

5、油正時(shí)閉環(huán)控制,電控分配泵系統(tǒng),時(shí)間控制式電控分配泵系統(tǒng),特點(diǎn)： 計(jì)算機(jī)內(nèi)設(shè)有時(shí)鐘，通過(guò)利用時(shí)鐘，控制噴油終了時(shí)間，從而控制噴油量。控制噴油量終了的執(zhí)行機(jī)構(gòu)是電磁閥，對(duì)每一次噴油都進(jìn)行控制，因此，可以取消其他的噴油量控制機(jī)構(gòu)。另外，在時(shí)間控制方式中，電子回路計(jì)較簡(jiǎn)單。典型的時(shí)間控制式電控分配泵廠品有：日本電裝ECDV3分配泵、德國(guó)博世公司的VP44型分配泵,電控分配泵系統(tǒng),時(shí)間控制式電控分配泵系統(tǒng)-ECDV3電控分配泵,工作原理： 在柱塞泵油階段，當(dāng)電磁溢流閥斷電時(shí)，溢流閥打開(kāi)，高壓燃油立即泄壓，停止噴油。噴油始點(diǎn)并不取決于電磁溢流閥關(guān)閉的時(shí)刻，而是取決于分配泵斷面凸輪的行程，與采用溢油環(huán)改變

6、噴油終點(diǎn)以控制油量的方式一樣。電磁溢流閥打開(kāi)越晚，噴油量越多。端面凸輪行程始點(diǎn)就是圖上噴油泵角度信號(hào)上的無(wú)齒段終點(diǎn)的信號(hào),電控分配泵系統(tǒng),時(shí)間控制式電控分配泵系統(tǒng)-ECDV3電控分配泵,電磁溢流閥工作原理 ： 電磁溢流閥由一個(gè)小電磁閥（導(dǎo)向閥）和一個(gè)液壓自動(dòng)閥（主閥）組成。當(dāng)電磁溢流閥通電時(shí)，高壓燃油通過(guò)主閥上的小孔同時(shí)作用于主閥的背面。由于電磁溢流閥通電過(guò)程中線圈產(chǎn)生激磁，導(dǎo)向閥壓在閥座上。主閥座面的密封截面小于主閥直徑，作用于主閥背面的力大于作用于主閥正面的力，故主閥壓向閥座。此時(shí)高壓燃油不會(huì)溢流；當(dāng)電磁溢流閥中沒(méi)有電流流過(guò)時(shí)，導(dǎo)向閥在彈簧力作用下開(kāi)啟，主閥背面的燃油溢流，主閥正面的燃油壓

7、力由于有小孔節(jié)流，下降比較慢，這樣主閥就自動(dòng)開(kāi)啟，高壓腔內(nèi)燃油迅速泄壓，停止噴油,電控分配泵系統(tǒng),時(shí)間控制式電控分配泵系統(tǒng)-ECDV3電控分配泵,主要特點(diǎn)： 內(nèi)凸輪結(jié)構(gòu) 采用新設(shè)計(jì)的 具有高響應(yīng)特性的電磁溢流閥 電控驅(qū)動(dòng)單元（EDUElectronic Driving Unit） 修正用ROM,電控分配泵系統(tǒng),時(shí)間控制式電控分配泵系統(tǒng)-ECDV4電控分配泵,主要特點(diǎn)： 內(nèi)凸輪結(jié)構(gòu) 采用新設(shè)計(jì)的 具有高響應(yīng)特性的電磁溢流閥 電控驅(qū)動(dòng)單元（EDUElectronic Driving Unit） 修正用ROM,電控分配泵系統(tǒng),時(shí)間控制式電控分配泵系統(tǒng)-ECDV4電控分配泵,主要區(qū)別： 內(nèi)凸輪結(jié)構(gòu) 端

8、面凸輪,電控分配泵系統(tǒng),時(shí)間控制式電控分配泵系統(tǒng)-ECDV4電控分配泵,電控分配泵系統(tǒng),時(shí)間控制式電控分配泵系統(tǒng)-ECDV4電控分配泵,電控分配泵系統(tǒng),時(shí)間控制式電控分配泵系統(tǒng)-ECDV4電控分配泵,ROM中記錄著各種修正參數(shù)，用于噴油量、噴油時(shí)間的控制?；旧虾虴CDV3相同，但是，修正值（數(shù)據(jù)的數(shù)量）比ECDV3增加了，修正精度更高了,電控分配泵系統(tǒng),時(shí)間控制式電控分配泵系統(tǒng)-ECDV4電控分配泵,壓油回路,工作原理如下： 發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)凸輪軸，同時(shí)驅(qū)動(dòng)內(nèi)部的輸油泵。燃油從油箱中被吸上來(lái)以后，送入內(nèi)部的輸油腔內(nèi)。輸油腔內(nèi)的壓力為1.52.0MPa 溢油閥開(kāi)啟（SPV：OFF），燃油進(jìn)入轉(zhuǎn)子內(nèi)部

9、。 溢油閥關(guān)閉（SPV：ON），驅(qū)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，內(nèi)凸輪和柱塞對(duì)被關(guān)閉在轉(zhuǎn)子內(nèi)部的燃油進(jìn)行加壓，在出油閥開(kāi)啟的時(shí)候流向高壓油管、噴油器，噴有開(kāi)始。 溢油閥開(kāi)啟（SPV：OFF），轉(zhuǎn)子部分的壓力降低，出油閥關(guān)閉，噴油結(jié)束,電控分配泵系統(tǒng),時(shí)間控制式電控分配泵系統(tǒng)-ECDV5電控分配泵,在ECDV5電控分配泵系統(tǒng)中，主要有下列三種執(zhí)行機(jī)構(gòu)： 控制噴油量的電磁溢流閥（SPV） 控制噴油時(shí)間的定時(shí)控制閥（TCV） 切斷供油的斷油閥（FCV）,電控分配泵系統(tǒng),時(shí)間控制式電控分配泵系統(tǒng)-ECDV5電控分配泵,電控分配泵系統(tǒng),時(shí)間控制式電控分配泵系統(tǒng)-ECDV5電控分配泵,電控分配泵系統(tǒng),時(shí)間控制式電控分配泵系統(tǒng)

10、-ECDV5電控分配泵,電磁溢流閥,當(dāng)電流流過(guò)線圈時(shí)，電樞吸引鐵芯。同時(shí)，溢流閥滑動(dòng)，和滑閥體緊密結(jié)合，保持柱塞腔內(nèi)密封。由于柱塞滑動(dòng)，完成壓油和噴射。 一旦線圈中沒(méi)有電流流過(guò)時(shí)，在彈簧力的作用下，滑閥開(kāi)啟，柱塞腔內(nèi)燃油經(jīng)過(guò)溢流閥內(nèi)的通路開(kāi)始溢油，噴油結(jié)束。當(dāng)柱塞反向滑動(dòng)時(shí)，燃油又被吸入閥腔內(nèi)。 電磁溢流閥開(kāi)啟后，柱塞腔內(nèi)的高壓燃油流回噴油泵腔中，燃油噴射結(jié)束。,電控分配泵系統(tǒng),時(shí)間控制式電控分配泵系統(tǒng)-ECDV5電控分配泵,定時(shí)控制閥,定時(shí)控制閥安裝在噴油泵腔內(nèi)，根據(jù)計(jì)算機(jī)送來(lái)的信號(hào)，適時(shí)開(kāi)啟或關(guān)閉噴油泵壓力腔和定時(shí)活塞低壓腔之間的燃油通道。當(dāng)電流流過(guò)線圈時(shí)，定子磁芯被磁化，可動(dòng)鐵芯被吸引而

11、壓縮彈簧，燃油通路開(kāi)啟。TCV的開(kāi)啟程度是根據(jù)計(jì)算機(jī)送來(lái)的通過(guò)線圈的電流的ONOFF時(shí)間比（占空比）進(jìn)行控制。如果ON時(shí)間長(zhǎng)，則閥的開(kāi)啟時(shí)間亦長(zhǎng)。 TCV的開(kāi)啟時(shí)間長(zhǎng)，從噴油泵腔內(nèi)流入提前器低壓腔內(nèi)的燃油多，提前器低壓腔內(nèi)的壓力就高，因此，提前器活塞橡膠度延遲方向移動(dòng)。反之，TCV開(kāi)啟時(shí)間短，提前器活塞向角度提前的方向移動(dòng)。,電控分配泵系統(tǒng),時(shí)間控制式電控分配泵系統(tǒng)-ECDV5電控分配泵,斷油閥,在發(fā)動(dòng)機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，斷油閥將燃油切斷。通電后，斷油閥開(kāi)啟，燃油被吸入柱塞腔內(nèi)。,電控分配泵系統(tǒng),時(shí)間控制式電控分配泵系統(tǒng)-ECDV5電控分配泵 （ECDV5型分配泵的電子驅(qū)動(dòng)單元EDU）,為了高速

12、驅(qū)動(dòng)在高壓下工作的電磁溢流閥，采用了EDU?？蓪?shí)現(xiàn)減少排氣中的顆粒和有害成分 EDU的狀態(tài)是由ECU監(jiān)管的，萬(wàn)一發(fā)生異常時(shí)，則令發(fā)動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。,電控分配泵系統(tǒng),時(shí)間控制式電控分配泵系統(tǒng)-ECDV5電控分配泵 （ECDV5型分配泵的電子驅(qū)動(dòng)單元EDU）,EDU的工作原理： 蓄電池電壓通過(guò)高電壓發(fā)生回路（DC/DC變換）變換成高電壓。EDU根據(jù)個(gè)傳感器送來(lái)的信息將信號(hào)送到EDU的EMU端子。這樣，大約150V的高電壓由SPV+端子輸出到電磁溢流閥。這時(shí)，EDUF端子上輸出噴油確認(rèn)信號(hào)。,電控直列泵系統(tǒng),電子控制技術(shù)應(yīng)用到直列泵中的基本方案首先是實(shí)現(xiàn)噴油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和噴油定時(shí)控制機(jī)構(gòu)的電子控制。這就

13、是電子調(diào)速器和電子提前器。而噴油泵本體基本不變。 電控直列泵比較有代表的產(chǎn)品有： 日本電裝公司電控直列泵：ECDP、ECDP2、ECDP3等 德國(guó)博世公司電控直列泵：H系列 日本杰克塞爾電控直列泵：COPEC、TICS（可變預(yù)行程直列泵） 美國(guó)Caterpilar公司PEEC系統(tǒng) 日本小松公司的KP21型電控直列泵,電控直列泵系統(tǒng),概 念 圖,電控直列泵系統(tǒng),電控直列泵系統(tǒng),電控直列泵系統(tǒng),電子調(diào)速器的內(nèi)部主要有以下4部分構(gòu)成： （1）線性螺線管控制線圈中的電流，使噴油泵的調(diào)節(jié)齒桿移動(dòng)。 （2）齒桿位置傳感器由線圈和鐵芯構(gòu)成，檢測(cè)出調(diào)節(jié)齒桿的位置。 （3）轉(zhuǎn)速傳感器檢測(cè)出發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 （4）傳

14、感器放大器將檢測(cè)到的齒桿位置傳感器的信號(hào)放大后送到計(jì)算機(jī)中。 此外還有，油門踏板位置傳感器、水溫傳感器和啟動(dòng)信號(hào)等。,電控直列泵系統(tǒng),電子提前器,電磁閥由ECU驅(qū)動(dòng)，控制作用在油壓活塞上的油壓。油壓活塞左右移動(dòng)使轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)上下運(yùn)動(dòng)，從而改變發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)軸和凸輪軸之間的相位。,電控直列泵系統(tǒng),發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)軸和凸輪軸上分別裝有轉(zhuǎn)速脈沖發(fā)生器和進(jìn)角脈沖發(fā)生器如圖所示。對(duì)應(yīng)兩個(gè)脈沖發(fā)生器分別裝置了傳感器。從這兩個(gè)傳感器的信號(hào)ne和n可檢出兩者的相位差。,電控共軌系統(tǒng),20世紀(jì)90年代，博世公司和日本電裝公司先后研制出一種全新的燃油噴射系統(tǒng)電控共軌燃油系統(tǒng)。從此開(kāi)始了綠色柴油機(jī)時(shí)代。,電控共軌系統(tǒng),典型共軌系

15、統(tǒng),電控共軌燃油系統(tǒng)主要由 ECU 高壓燃油泵 噴油器 空氣流量計(jì) 共軌組件、限壓閥和調(diào)壓閥 油門位置傳感器 電磁斷油閥等組成,電控共軌系統(tǒng),電控共軌燃油系統(tǒng)的特點(diǎn)有： （1）共軌壓力高達(dá)135200MPa，使得噴油霧化極好，燃燒徹底，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性好。 （2）采用高速電磁閥控制燃油噴射，可以實(shí)現(xiàn)預(yù)噴射（一個(gè)工作循環(huán)可以實(shí)現(xiàn)46次燃油噴射）是柴油燃燒更徹底。 （3）閉環(huán)控制,電控共軌系統(tǒng),電控共軌系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)： （1）自由調(diào)節(jié)噴油壓力：利用共軌壓力傳感器測(cè)量共軌內(nèi)的燃油壓力，從而調(diào)整高壓燃油泵的供油量來(lái)控制共軌壓力（共軌壓力就是噴油壓力）。 （2）自由調(diào)節(jié)噴油量：以發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和油門開(kāi)度

16、信息等為基礎(chǔ)，由計(jì)算機(jī)計(jì)算出最佳噴油量，通過(guò)控制噴油器電磁閥的通電、斷電時(shí)刻直接控制噴油參數(shù)。 （3）自由調(diào)節(jié)噴油率：根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)用途的需要，設(shè)置并控制噴油率：預(yù)噴射、后噴射、多段噴射等。 （4）自由調(diào)節(jié)噴油時(shí)間：根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷等參數(shù)，計(jì)算出最佳噴油時(shí)間，并控制噴油電磁閥的開(kāi)啟時(shí)刻，從而準(zhǔn)確控制噴油時(shí)間。,電控共軌系統(tǒng),基本工作原理： 燃油從油箱經(jīng)輸油泵供入高壓油泵中，在高壓油泵中提升壓力后，送入共軌，共軌內(nèi)的燃油壓力在25MPa（怠速） 160MPa（額定轉(zhuǎn)速）。共軌內(nèi)的高壓燃油供給各個(gè)氣缸所對(duì)應(yīng)的噴油器，設(shè)置在噴油器上的電磁閥根據(jù)ECU的指令動(dòng)作，控制各個(gè)氣缸的噴油時(shí)間和噴油量。,電

17、控共軌系統(tǒng),高壓油泵,電控共軌系統(tǒng),高壓油泵,組成急工作原理： 驅(qū)動(dòng)周、柱塞、進(jìn)、出油閥、電磁斷油閥、壓力調(diào)節(jié)閥和機(jī)體組成。 驅(qū)動(dòng)柱塞有發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，其偏心凸輪有三個(gè)凸輪，分別驅(qū)動(dòng)三組柱塞，驅(qū)動(dòng)軸每轉(zhuǎn)一圈，三柱塞分別上下運(yùn)動(dòng)一次。 當(dāng)柱塞下行時(shí)，燃油從吸油管經(jīng)單向閥、進(jìn)油閥被吸入，如下圖所示。當(dāng)柱塞克服彈簧上行時(shí)，油壓將進(jìn)油閥關(guān)閉，由于柱塞與套的高精度及高速壓油，因此，能產(chǎn)生很高的壓力。頂開(kāi)出油閥，從高壓油管壓出。柱塞的復(fù)位是靠受壓彈簧壓動(dòng)與之鑲嵌的彈簧座而實(shí)現(xiàn)的。,電控共軌系統(tǒng),高壓油泵,電控共軌系統(tǒng),高壓油泵,HP0型供油泵工作原理： 柱塞下行，控制閥開(kāi)啟，低壓燃油經(jīng)控制閥流入柱塞腔。 柱塞

18、上行，但控制閥中尚未通電，控制閥仍處于開(kāi)啟狀態(tài)，吸進(jìn)了燃油但并未升壓，經(jīng)控制閥流回低壓油腔。 ECU計(jì)算出滿足必要的供油量的定時(shí)，適時(shí)地向控制閥通電，并使之開(kāi)啟，切斷回油通路，柱塞腔內(nèi)燃油壓力升高。因此，高壓油經(jīng)出油閥（單向閥）壓入共軌內(nèi)；控制閥開(kāi)啟后的柱塞行程與供油量對(duì)應(yīng)。如果使控制閥的開(kāi)啟時(shí)間（柱塞預(yù)行程）改變，則供油量隨之改變，從而可以控制共軌壓力。 凸輪越過(guò)最大升程后，則柱塞進(jìn)入下降行程，柱塞腔內(nèi)的壓力降低；這時(shí)出油閥關(guān)閉，壓油停止；控制閥處于停止通電狀態(tài)，控制閥開(kāi)啟，低壓燃油將被吸入柱塞腔內(nèi)，即回復(fù)到狀態(tài)。,電控共軌系統(tǒng),壓力調(diào)節(jié)閥,當(dāng)壓力過(guò)高時(shí)，ECU控制壓力調(diào)節(jié)閥打開(kāi)溢油閥泄壓,電控共軌系統(tǒng),電控共軌燃油系統(tǒng)中噴油器中的電磁閥由ECU直接控制其噴油始點(diǎn)、噴油間隔和噴油終點(diǎn)，從而直接控制噴油量、噴油時(shí)間和噴油率。電磁閥實(shí)際上完成了傳統(tǒng)噴油裝置中的噴油器、調(diào)速器和提前器的功能,電控共軌系統(tǒng),作用是接受從高壓油泵來(lái)的高壓燃油，并按照ECU的指令向各個(gè)氣缸分配燃油。共軌組件中有壓力限制器、流動(dòng)緩沖器和壓力傳感器等,電控共軌系統(tǒng),故障診斷,要檢查是否存在現(xiàn)