柴油機(jī)電控系統(tǒng)概述

1、柴油機(jī)電控系統(tǒng)概述作者:日期:江蘇省技工學(xué)校教案首頁(yè)授課日期班級(jí)課 題：模塊一 柴油機(jī)電控系統(tǒng)概述教學(xué)目的、要求：1、了解柴油機(jī)電控技術(shù)的發(fā)展2 、掌握柴油機(jī)電控技術(shù)的特點(diǎn)3 、掌握應(yīng)用在柴油機(jī)上的電控系統(tǒng)4、掌握柴油機(jī)電控系統(tǒng)的基本組成教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)：1、柴油機(jī)電控技術(shù)的特點(diǎn)2 、柴油機(jī)電控系統(tǒng)的基本組成難點(diǎn)：應(yīng)用在柴油機(jī)上的電控系統(tǒng)授課方法： 問(wèn)答法、引入法、講授法、歸納法、示范操作法、巡回指導(dǎo)法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法教學(xué)參考及教具（含電教設(shè)備）：電控柴油機(jī)臺(tái)架拆裝工具授課執(zhí)行情況及分析:板書設(shè)計(jì)或授課提綱:模塊一柴油機(jī)電控系統(tǒng)概述第一節(jié) 柴油機(jī)電控技術(shù)的發(fā)展 柴油機(jī)技術(shù)的發(fā)展歷程柴油機(jī)電控技

2、術(shù)的發(fā)展歷程現(xiàn)代柴油機(jī)的先進(jìn)技術(shù)第二節(jié) 柴油機(jī)電控技術(shù)的特點(diǎn) 柴油機(jī)米用電控技術(shù)的優(yōu)勢(shì) 柴油及其與汽油機(jī)電控技術(shù)的比較 電控柴油機(jī)的技術(shù)參數(shù)第三節(jié)應(yīng)用在柴油機(jī)上的電控系統(tǒng) 組成： 功用：第四節(jié) 柴油機(jī)電控系統(tǒng)的基本組成 基本組成及類型柴油機(jī)電控系統(tǒng)傳感器柴油機(jī)控制ECU柴油機(jī)控制系統(tǒng)執(zhí)行元件講授法17問(wèn)答法2/引入法17任務(wù)驅(qū) 動(dòng)法2/講授法 問(wèn)答法4/講授法5/組織教學(xué)1、組長(zhǎng)進(jìn)行點(diǎn)名并檢查學(xué)生穿戴情況2、強(qiáng)調(diào)安全注意事項(xiàng)及上課的紀(jì)律知識(shí)回顧1、汽油機(jī)電控燃料供給系有哪幾部分組成？換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)的作 用？2、汽油機(jī)和柴油機(jī)混合氣的形成方式有什么不同？模塊一柴油機(jī)電控系統(tǒng)概述 第一節(jié)柴油機(jī)電控技

3、術(shù)的發(fā)展 新課引入以前我們學(xué)習(xí)了汽油機(jī)燃料供給系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和工作原 理，以及供給系統(tǒng)的基本組成，那么柴油機(jī)的燃料供給系統(tǒng)又是 如何工作的呢？這就是我們這節(jié)課要開始學(xué)習(xí)的內(nèi)容。學(xué)習(xí)任務(wù)描述：任務(wù)實(shí)施一、柴油機(jī)技術(shù)的發(fā)展歷程德國(guó)工程師魯?shù)婪虻屹悹?Rudolf Diesel )首創(chuàng)的壓縮 點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)于1897年研制成功，這種內(nèi)燃機(jī)以后大多用柴油 作為燃料，故又稱為柴油機(jī)。1913年第一臺(tái)以柴油機(jī)為動(dòng)力的 內(nèi)燃機(jī)車制成。升功率低、比質(zhì)量大、振動(dòng)和噪聲大、起動(dòng)性能 差、成本高始終是限制柴油機(jī)在汽車上廣泛應(yīng)用的瓶頸。20 世紀(jì)50年代出現(xiàn)的廢氣渦輪增壓技術(shù)，帶來(lái)了柴油機(jī)技 術(shù)的第二次飛躍。20 世紀(jì)

4、80年代電子控制技術(shù)在柴油機(jī)上的應(yīng)用，帶來(lái)了柴 油機(jī)技術(shù)的第三次飛躍，形成了現(xiàn)代汽車柴油機(jī)電控系統(tǒng)。20 世紀(jì)90年代，電控技術(shù)在柴油機(jī)上應(yīng)用日益增多，控制精度不斷提咼，控制功能不斷擴(kuò)大，提咼了柴油機(jī)的競(jìng)爭(zhēng)力。 2000年歐洲轎車的柴油化率達(dá)到 27%到2005年增加到30% 2003年西歐柴油轎車產(chǎn)量達(dá)到 400萬(wàn)輛。一向?qū)Πl(fā)展柴油轎車 保持低姿態(tài)的美國(guó)，2000年也有10%的轎車裝用了柴油機(jī)。二、柴油機(jī)電控技術(shù)的發(fā)展歷程 技術(shù)發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段：強(qiáng)調(diào)安全注 意事項(xiàng)上課 紀(jì)律個(gè)別提問(wèn)，提問(wèn)2-3個(gè)學(xué)生提出本次課 的任務(wù)通過(guò)隨機(jī)提 問(wèn)來(lái)了解學(xué) 生的掌握情 況視頻教學(xué)第一代柴油機(jī)電控系統(tǒng)：米用“

5、位置控制”和“時(shí)間控 制”，供（噴）油壓力與傳統(tǒng)柴油機(jī)相同，稱為常規(guī)壓力電控系 統(tǒng)。以電控泵為代表。第二代柴油機(jī)電控系統(tǒng)： 采用“時(shí)間-壓力控制”或“壓力 控制”，噴油壓力較高，稱為高壓電控系統(tǒng)。以共軌系統(tǒng)為代表 的。第三代柴油機(jī)電控系統(tǒng)：集“共軌”技術(shù)、“時(shí)間控制”燃 油噴射技術(shù)、渦輪增壓中冷技術(shù)、多氣門技術(shù)、廢氣再循環(huán)技術(shù)、選擇性催化還原、過(guò)濾器再生技術(shù)、壓電技術(shù)等于一體，以 壓電式高壓共軌系統(tǒng)為代表。三、現(xiàn)代柴油機(jī)先進(jìn)技術(shù)“共軌”技術(shù)：指利用一個(gè)“公共油軌”向各缸噴油器供 油，油壓可獨(dú)立控制?！皶r(shí)間控制”燃油噴射技術(shù)：由ECU控制的高速電磁閥來(lái)直接控制供（噴）油的開始與結(jié)束時(shí)刻。渦輪增壓

6、中冷技術(shù)： 廢氣渦輪增壓，中冷卻器冷卻（50 C 以下）。多氣門技術(shù)：每個(gè)氣缸2個(gè)以上氣門。廢氣再循環(huán)技術(shù)：降低NOx的排放量。第二節(jié) 柴油機(jī)電控系統(tǒng)的特點(diǎn)一、柴油機(jī)采用電控技術(shù)的優(yōu)勢(shì)1燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性更好2、工作可靠性更高3、低溫起動(dòng)更容易4、運(yùn)轉(zhuǎn)更穩(wěn)定5、適應(yīng)性強(qiáng)6、動(dòng)力輸出和負(fù)荷匹配更精確7、實(shí)現(xiàn)增壓控制8結(jié)構(gòu)緊湊，維修方便二、柴油機(jī)與汽油機(jī)比較對(duì)混合氣濃度的控制方式不同：汽油機(jī)在理論混合氣濃度附 近工作，柴油機(jī)對(duì)混合氣濃度沒(méi)有相對(duì)固定的要求。對(duì)噴油壓力的要求不同：汽油機(jī)多點(diǎn)系統(tǒng)壓力0.250.35MPa,單點(diǎn)系統(tǒng)壓力0.07O.lOMPa,而柴油機(jī)噴油壓力高 達(dá)100200MPa,建

7、立更高的噴油壓力是重點(diǎn)和難點(diǎn)。對(duì)燃燒過(guò)程的控制途徑不同：汽油機(jī)通過(guò)控制點(diǎn)火正時(shí)和點(diǎn) 火能量來(lái)控制，柴油機(jī)通過(guò)控制噴油正時(shí)、噴油持續(xù)時(shí)間和噴油 速率來(lái)控制。柴油噴射的電控執(zhí)行器復(fù)雜：柴油機(jī)具有咼壓、咼頻、脈動(dòng) 等特點(diǎn)，而且對(duì)噴油正時(shí)的精度要求很高，這就導(dǎo)致了柴油噴射 的電控執(zhí)行器要復(fù)雜得多。柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)形式多樣：傳統(tǒng)的柴油機(jī)具有結(jié)構(gòu)完全不同的系統(tǒng)，形成了柴油噴射系統(tǒng)的多樣化。第三節(jié)應(yīng)用在柴油機(jī)上的電控系統(tǒng)一、燃油噴射控制系統(tǒng)供（噴）油量控制：ECU根據(jù)轉(zhuǎn)速、加速踏板位置確定基 本供（噴）油量；根據(jù)水溫、進(jìn)氣溫度、起動(dòng)開關(guān)、空調(diào)開關(guān)、 反饋信號(hào)等對(duì)供（噴）油量進(jìn)行修正。供（噴）油正時(shí)控制

8、：ECU根據(jù)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷信號(hào)來(lái)確定基 本的供（噴）油提前角；再根據(jù)反饋信號(hào)進(jìn)行修正。供（噴）油速率和供（噴）油規(guī)律： ECU根據(jù)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷 信號(hào)作為主控信號(hào)，按預(yù)設(shè)的程序確定最佳的供（噴）油速率和 規(guī)律。噴油壓力的控制：ECU以轉(zhuǎn)速和負(fù)荷信號(hào)作為主控信號(hào)， 按預(yù)設(shè)的程序確定最佳的噴油壓力，并對(duì)噴油壓力進(jìn)行閉環(huán)控 制。柴油機(jī)低油壓保護(hù)：ECU根據(jù)機(jī)油壓力傳感器信號(hào)， 當(dāng)機(jī) 油壓力低時(shí)減少供油量，降低轉(zhuǎn)速并報(bào)警；當(dāng)機(jī)油壓力降到一定 值以下時(shí)，則切斷燃油供給，強(qiáng)制熄火。增壓器工作保護(hù)：ECU根據(jù)增壓壓力信號(hào)適當(dāng)調(diào)節(jié)供（噴） 油量，并在增壓壓力過(guò)高或過(guò)低時(shí)報(bào)警。控制”，供（噴）油壓力與傳統(tǒng)柴油機(jī)相同，稱

9、為常規(guī)壓。二、怠速控制怠速轉(zhuǎn)速的控制：怠速工況時(shí)，通過(guò)對(duì)供（噴）油量的調(diào)節(jié) 使怠速轉(zhuǎn)速保持穩(wěn)定。各缸均勻性的控制：通過(guò)精確測(cè)定曲軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)各缸作功 行程中曲軸轉(zhuǎn)速的變化確定各缸供 （噴）油量的偏差，然后進(jìn)行 補(bǔ)償調(diào)節(jié)。三、進(jìn)氣控制進(jìn)氣節(jié)流控制：ECU根據(jù)轉(zhuǎn)速信號(hào)和負(fù)荷信號(hào)，控制設(shè)在進(jìn) 氣管中的節(jié)氣門開度。可變進(jìn)氣渦流控制：ECU以柴油機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷作為主控制信 號(hào)，對(duì)進(jìn)氣渦流強(qiáng)度進(jìn)行控制。可變配氣正時(shí)控制：ECU根據(jù)轉(zhuǎn)速信號(hào)和負(fù)荷信號(hào)，對(duì)配氣正時(shí)進(jìn)行控制。廢氣再循環(huán)技術(shù)：降低 NOX的排放量。四、增壓控制對(duì)廢氣渦輪增壓器工作狀態(tài)和增壓壓力的控制。五、排放控制主要是EGF系統(tǒng)控制。六、起動(dòng)控制起

10、動(dòng)時(shí)供油量、供油正時(shí)、預(yù)熱裝置控制七、巡航控制八、故障自診斷和失效保護(hù)九、柴油機(jī)與自動(dòng)變速器的綜合控制第四節(jié) 柴油機(jī)電控系統(tǒng)的基本組成一、基本組成及類型組成：傳感器、ECU和執(zhí)行元件組成。類型：開環(huán)控制、閉環(huán)控制。、二、柴油機(jī)電控系統(tǒng)傳感器（三類）運(yùn)行工況傳感器：用來(lái)檢測(cè)柴油機(jī)運(yùn)行工況基本參數(shù) 的傳 感器，如加速踏板位置傳感器、凸輪軸/曲軸位置傳感器、空氣 流量計(jì)等。修正信號(hào)傳感器：用來(lái)檢測(cè)柴油機(jī)運(yùn)行工況非基本參數(shù)的傳 感器，如冷卻液溫度傳感器、燃油溫度傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器、 進(jìn)氣壓力傳感器等。反饋信號(hào)傳感器：閉環(huán)控制系統(tǒng)中用來(lái)檢測(cè)執(zhí)行元件實(shí)際位 置的傳感器，包括供（噴）油量傳感器（如供油齒

11、條位置傳感器、 滑套位置傳感器、燃油壓力傳感器等）和供（噴）油正時(shí)傳感器 （如分配泵正時(shí)活塞位置傳感器、著火正時(shí)傳感器等）兩大類。三、柴油機(jī)電控ECU功用：是根據(jù)各傳感器輸入信號(hào)和內(nèi)存程序，計(jì)算出供（噴） 油量和供（噴）油開始時(shí)刻，并向執(zhí)行元件發(fā)出執(zhí)令信號(hào)。組成：輸入回路、微型計(jì)算機(jī)和輸出回路ECU的基1.輸入回路作用：對(duì)各種傳感器的輸入信號(hào)進(jìn)行處理 ：濾波、 整形、分頻等。Ml人回JLTL*A mJTP I2V傳感器信號(hào)3、輸出回路作用將微機(jī)的處理結(jié)果放大，生成能控制執(zhí)行元件工作的控制信號(hào)t入回路2、微型計(jì)算機(jī)作用中央處理器：讀出命令并執(zhí)行數(shù)據(jù)處理任務(wù)存儲(chǔ)器：存儲(chǔ)信息資料，包括隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM和只讀存儲(chǔ)器ROM輸入/輸出接口：微機(jī)與外界進(jìn)行信息交流的紐帶，具有數(shù)據(jù)緩 沖、電平匹配、時(shí)序匹配等多種功能。四、柴油機(jī)電控執(zhí)行元件（兩類）對(duì)被控制對(duì)象直接實(shí)施調(diào)控的執(zhí)行元件：如在采用“時(shí)間控 制”的柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)中所用的高速電磁閥，它的通、 斷電時(shí)刻和通、斷電時(shí)間直接調(diào)控供（噴）油量和供（噴）油正時(shí)；對(duì)被控制對(duì)象間接實(shí)施調(diào)控的執(zhí)行元件：如在采用“位置控