柴油機(jī)電控系統(tǒng)維修

1、柴油機(jī)電控系統(tǒng)柴油機(jī)電控系統(tǒng)概述柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)的基本組成第一代位置控制式電控燃油噴射系統(tǒng)第二代時(shí)間控制式電控燃油噴射系統(tǒng)第三代共軌式電控燃油噴射系統(tǒng)柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)實(shí)例概述柴油機(jī)電控技術(shù)的發(fā)展柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)的特點(diǎn)柴油機(jī)電控系統(tǒng)的功能柴油機(jī)電控技術(shù)的發(fā)展在柴油機(jī)的電子控制系統(tǒng)中，最早研究并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的是電子控制柴油噴射系統(tǒng)，到目前為止已經(jīng)經(jīng)歷了三代變化：1.1. 第一代電控柴油噴射系統(tǒng)：位置控制式。2.2. 第二代電控柴油噴射系統(tǒng)：時(shí)間控制式。3.3. 第三代電控柴油噴射系統(tǒng)：高壓共軌式系統(tǒng)。柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)的特點(diǎn)1.1.提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性2.2.降低氮氧化物

2、和微粒的排放3.3.提高發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性4.4.改善低溫起動(dòng)性5.5.控制渦輪增壓6.6.適應(yīng)性廣7.7.控制精度高、響應(yīng)快柴油機(jī)電控系統(tǒng)的功能1.1.燃油噴射控制 2.2.怠速控制 3.3.進(jìn)氣控制 4.4.增壓控制 5.5.排放控制 6.6.起動(dòng)控制 7.7.巡航控制 8.8.故障自診斷和失效保護(hù)9.9.柴油機(jī)與自動(dòng)變速器的綜合控制柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)的基本組成- -輸輸輸輸ECU入入油量規(guī)制齒桿油量規(guī)制齒桿 燃油消耗吐指示器燃油消耗吐指示器傳感器傳感器是柴油機(jī)實(shí)現(xiàn)電控的關(guān)鍵技術(shù)之一，其作用是感知和檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)與車輛的運(yùn)行狀態(tài)，并將檢測(cè)結(jié)果轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸送給 ECUECU。柴油機(jī)電控燃油噴

3、射系統(tǒng)所用的傳感器多數(shù)與汽油機(jī)電控系統(tǒng)相同。在柴油機(jī)電控系統(tǒng)中常用的傳感 器有壓力傳感器、溫度傳感器、位置傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、空氣流量傳感器及氧傳感器等。此外，在電控系統(tǒng)中還有 開關(guān)量采集電路，用于檢測(cè)空調(diào)、離合器、擋位、制動(dòng)、巡航控制等開關(guān)量的狀態(tài)信息。所有的信息經(jīng)過電控單元的 信號(hào)采集模塊處理后送到發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元，作為發(fā)動(dòng)機(jī)控制的依據(jù)。柴油機(jī)電控單元執(zhí)行器執(zhí)行器主要是接收 ECUECU 傳來的指令，并完成所需調(diào)控任務(wù)。不同柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)的執(zhí)行元件有很大差異，如 電控直列泵blbl和分配泵中的線性螺線管，電控單體泵和泵噴嘴中的電磁閥，電控共軌系統(tǒng)中的PCVPCV 閥和噴油器電磁閥，以

4、及空氣系統(tǒng)控制中的各種閥門控制器等。執(zhí)行器的水平?jīng)Q定了最終柴油機(jī)能夠達(dá)到的性能。第一代位置控制式電控燃油噴射系統(tǒng)位置控制式直列柱塞泵位置控制式電控分配泵系統(tǒng)第一代位置控制式電控燃油噴射系統(tǒng)的控制特點(diǎn)位置控制式直列柱塞泵ECUECU 根據(jù)加速踏板位置傳感器信號(hào) 即負(fù)荷信號(hào)）和柴油機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)，并參考供油齒條位置、冷卻液溫度、進(jìn)氣壓力 等傳感器信號(hào)，按內(nèi)存控制程序計(jì)算供油量和噴油提前角控制參數(shù)值，再通過ECUECU 中行程或位置伺服電路，使電子調(diào)速器內(nèi)的線性螺線管控制噴油泵供油齒條的行程或位置。1 1噴油量的控制線性螺線管安裝在原噴油泵供油齒條的一端，螺線管中的鐵心與噴油泵的供油齒條連成一體。當(dāng)控制

5、電流通過螺線管 時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)作用在鐵芯上的與螺線管中電流成正比的電磁力，推動(dòng)油量調(diào)節(jié)齒桿移動(dòng)，當(dāng)推力與復(fù)位彈簧力平衡時(shí) ，齒桿就停留在某一位置上。齒桿位置傳感器將信號(hào)傳給ECUECU，ECUECU 根據(jù)齒桿的實(shí)際位置和預(yù)定位置間的偏差量，發(fā)出改變輸入螺線管電流的驅(qū)動(dòng)信號(hào)就能精確控制齒桿的位置，從而改變噴油量位置控制式直列柱塞泵電子調(diào)速器結(jié)構(gòu)圖 6-56-5 電控直列柱塞泵供油正時(shí)系統(tǒng)組成1 1 -轉(zhuǎn)速表 2 2 -故障指示燈 3 3 -供油齒條位置傳感器4 4 -柴油機(jī) 5 5 -噴油泵 6 6 -正時(shí)傳感器 7 7轉(zhuǎn)速傳感器 9 9 -正時(shí)控制電磁閥 1010 -冷卻液溫度傳感器正時(shí)控制閥工

6、作原理圖齒桿位譴傳感器2.2.噴油正時(shí)的控制轉(zhuǎn)速傳感-正時(shí)控制閥 8 8 -傳感器放線性螺線往正時(shí)控制閥工作原理1 1 -凸輪軸 2 2 -液壓腔 3 3 -液壓活塞 4 4 -大偏心輪 5 5 -小偏心輪 6 6 -驅(qū)動(dòng)軸 7 7 -驅(qū)動(dòng)盤 8 8 -滑塊銷 9 9 -滑塊 1010 - 電磁閥位置控制式電控分配泵系統(tǒng)1.1.噴油量的控制ECDECD 型電控分配泵結(jié)構(gòu)噴油量的控制rT館心球ttw 2.2.供油正時(shí)的控制位置控制式電控分配泵電子調(diào)速器結(jié)構(gòu)噴油量的控制方式蠱油位賞愴猶囂線圈滑動(dòng)鐵芯正時(shí)控制閥結(jié)構(gòu)示意圖第一代位置控制式電控燃油噴射系統(tǒng)的控制特點(diǎn)1.1.保留了傳統(tǒng)的噴油泵噴油器系統(tǒng)，

7、只取消機(jī)械調(diào)速器，改用電子執(zhí)行器來完成分配轉(zhuǎn)子與滑套或柱塞和柱塞套之間的相對(duì)位置控制。2.2. 增加反饋位置的傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器以及燃油溫度傳感器等，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)油泵的精確控制。- -高壓油管- -3.3.電子控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于，不同轉(zhuǎn)速與負(fù)荷下的噴油量可以靈活標(biāo)定，因此在發(fā)動(dòng)機(jī)的整個(gè)穩(wěn)態(tài)工況范圍，發(fā)動(dòng)機(jī)的工作特性可以按照性能最佳的方式來確定，且響應(yīng)速度快。 第二代時(shí)間控制式電控燃油噴射系統(tǒng)電控分配泵噴射系統(tǒng)電控泵噴嘴系統(tǒng)第二代時(shí)間控制式電控燃油噴射系統(tǒng)的控制特點(diǎn)1.1.噴油量控制轉(zhuǎn)幣恂（1 1時(shí)間控制式轉(zhuǎn)子分配泵結(jié)構(gòu)時(shí)間控制式電桂i電倩“41（2 2轉(zhuǎn)子分配泵的供油量控制系統(tǒng)控制 ECUECU

8、 根據(jù)各種傳感器信號(hào)計(jì)算出供油量后，向控制器發(fā)出指令和相關(guān)信息控制器則根據(jù) 并參考燃油溫度傳感器信號(hào)對(duì)分配給各缸的供油量進(jìn)行平衡均勻性控制），并通過驅(qū)動(dòng)器電磁溢流閥工作。ECUECU 的指令和相關(guān)信息，放大電路）直接控制高速林沖發(fā)生F 油始點(diǎn)nn無因用infiniinnrinjimjmnnnniuvi噴油量控制原理圖電揑單元（3 3高速電磁溢流閥結(jié)構(gòu)41電磁溢流閥結(jié)構(gòu)示意圖1 1 -電樞 2 2 -電磁線圈 3 3 -輔助閥 4 4 -主閥電磁溢流閥工作原理2.2.噴油正時(shí)控制噴油正時(shí)控制機(jī)構(gòu)與位置控制式電控分配泵一樣，即通過正時(shí)活塞的移動(dòng)來改變端面凸輪與滾輪的相對(duì)位置來實(shí)現(xiàn)噴 油提前角的控制

9、的，而正時(shí)活塞的位置則由加在上面的液壓大小所決定。ECUECU 通過控制正時(shí)控制電磁閥線圈電流的通斷來控制作用在正時(shí)活塞上的油壓，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)噴油提前角控制，但取消了定時(shí)活塞位置傳感器，反饋信號(hào)來自于曲 軸位置信號(hào)和噴油泵轉(zhuǎn)角傳感器的無齒段信號(hào)間的相位差。在油泵驅(qū)動(dòng)軸上裝有泵角脈沖發(fā)生器，泵角傳感器向ECUECU輸入燃油何時(shí)開始噴射的信號(hào)，曲軸位置傳感器向ECUECU 輸入曲軸基準(zhǔn)位置的參考信號(hào)。ECUECU 根據(jù)這兩個(gè)信號(hào)才能確定噴油提前角。電控泵噴嘴系統(tǒng)1.1.電控泵噴嘴系統(tǒng)的組成2.2.泵噴嘴BoschBosch 公司電子控制泵噴嘴結(jié)構(gòu)電磁閥針閥 6-6-電磁閥閥腔 7-7-進(jìn)油通道 8-

10、8-回油通道 9-9-線圈 10-10-低壓腔第二代時(shí)間控制式電控燃油噴射系統(tǒng)的控制特點(diǎn)1.1.產(chǎn)生高壓的裝置與機(jī)械式噴油系統(tǒng)、第一代位置控制式系統(tǒng)相同，都需要用凸輪軸來驅(qū)動(dòng)柱塞，用壓縮燃油來產(chǎn)生噴 射需要的力。2.2.油量控制和調(diào)節(jié)裝置與第一代位置控制式系統(tǒng)已經(jīng)完全不同。第一代的位置電控中，油量調(diào)節(jié)裝置是油量控制套筒， 而第二代時(shí)間控制式的電控系統(tǒng)中，控制油量的執(zhí)行器是電磁閥，直接由電磁閥的動(dòng)作完成每個(gè)噴射過程。3.3.噴射過程更加直接和精確。噴射過程中，電磁閥關(guān)閉的時(shí)間決定噴油正時(shí)，電磁閥關(guān)閉的持續(xù)時(shí)間決定噴油量和噴射 壓力，電磁閥直接調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的工況。4.4.因?yàn)槿孕枰馆喰途€的驅(qū)動(dòng)來產(chǎn)

11、生噴射所需的高壓，其噴射壓力嚴(yán)重依賴于凸輪型線的設(shè)計(jì)，使得噴油壓力控制、噴 油速率控制和噴油定時(shí)控制都沒有得到充分發(fā)揮，從而也限制了發(fā)動(dòng)機(jī)性能的進(jìn)一步改善。控制岡1-1-凸輪 2-2-柱塞3-3-回位彈簧4-4-高壓腔fiE拄侔泵噴嘴工作原理a 吸油行稈b 預(yù)毎行程c 輸油行程d 殘余行程第三代共軌式電控燃油噴射系統(tǒng)從功能方面分析，電控共軌系統(tǒng)可分為兩部分：電控系統(tǒng)和燃油供給系統(tǒng)。1010 -1.1. 電控系統(tǒng)2.2. 燃油供給系統(tǒng)高壓供油泵結(jié)構(gòu)示意圖1 1 -出油閥 2 2 -密封件 3 3 -調(diào)壓閥 4 4 -球閥 5 5 -安全閥 6 6 -低壓油路 7 7 -驅(qū)動(dòng)軸 8 8 -偏心凸輪

12、 9 9 -柱塞泵油元件 柱塞腔 1111 -進(jìn)油閥 1212 -柱塞單向閥2.2.調(diào)壓閥 VPCVVPCV )噴油器I*櫥黑 苗強(qiáng)耀準(zhǔn)鑄感課建稱器握馨稱11）限壓閥 壓力限制閥）需壓曹頭活塞限位套通孔通孔I壓力彈簧閥座回油孔22）流量限制閥3.3.共軌組件調(diào)壓閥結(jié)構(gòu)謊蛍流恥謊址限制閥限制閥限制閥限制閥限制閥限制閥去囑油閹去囑油閹、帶傳感 器妁膜片高壓油道間定螺紋介共軟4.4.噴油器共軌式噴器結(jié)構(gòu)示意圖 a a 噴油器關(guān)閉狀態(tài) b b 噴油器噴射狀態(tài)高壓共軌系統(tǒng)的特點(diǎn)1.1. 可實(shí)現(xiàn)高壓噴射，噴射壓力比一般噴油泵高出一倍，最高已達(dá)200MPa200MPa。2.2. 可改善發(fā)動(dòng)機(jī)低速及低負(fù)荷性能

13、。3.3. 可優(yōu)化燃燒過程，使發(fā)動(dòng)機(jī)油耗、煙度、噪聲及排放等性能指標(biāo)得到明顯改善，并有利于改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩特性。33 ）共軌壓力傳感器端子半孚悴伍敏阮件進(jìn)酬曹直亂UH4.4.可實(shí)現(xiàn)共軌壓力的閉環(huán)控制。共軌上的壓力傳感器實(shí)時(shí)反饋共軌中的壓力，通過控制PCVPCV 的電流來調(diào)整進(jìn)入共軌的燃油量和軌道壓力，形成獨(dú)立的共軌壓力閉環(huán)子系統(tǒng)。4.4. 共軌沿發(fā)動(dòng)機(jī)縱向布置，高壓泵、共軌和噴油器各自的位置相互獨(dú)立，便于在發(fā)動(dòng)機(jī)安裝和布置。6.6.從技術(shù)總體實(shí)現(xiàn)難度上看，共軌系統(tǒng)組成較復(fù)雜，機(jī)械、液力和電子、電磁閥耦合程度高，加工制造、控制匹配要求的水平高，與第二代時(shí)間控制式相比，具有性能好的同時(shí)，開發(fā)難度也加

14、大。柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)實(shí)例SDISDI 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制軸向壓縮式分配泵系統(tǒng)1.1.電子控制軸向壓縮式分配泵系統(tǒng)的組成1 1 -加速踏板位置傳感器 2 2 -制動(dòng)燈開關(guān) 3 3 -離合器開關(guān) 4 4 -車速信號(hào) 5 5 -轉(zhuǎn)速信號(hào) 6 6 -電子節(jié)氣門 7 7 - 針閥升程傳感器 8 8 -冷卻液溫度傳感器9 9 -進(jìn)氣溫度傳感器 1010 -燃油溫度傳感器 1111 -噴油泵 1212 -EGR-EGR 閥 1313 - 故障指示燈2.2.電子控制單元加速踏板位加速踏板位 置傳感器置傳感器轉(zhuǎn)速傳感器轉(zhuǎn)速傳感器 針閥升程傳針閥升程傳 感器感器 氷溫倩感器氷溫倩感器. .進(jìn)氣溫度傳進(jìn)氣溫度傳感器感器.燃?xì)鉁囟葌魅細(xì)鉁囟葌鞲衅鞲衅骺諝鉂?jì)量計(jì)空氣濟(jì)量計(jì). .車速倩感器車速倩感器 離合器開離合器開關(guān)關(guān) 啣勵(lì)燈開關(guān)啣勵(lì)燈開關(guān)電控單元實(shí)物控制單元 ”,:噴油泵廢氣再 :循環(huán)1:渦輪増壓:故障燈:預(yù)熱系1 1 -燃油分配泵驅(qū)動(dòng)輪固定螺栓 2 2 -燃油分配泵驅(qū)動(dòng)輪 3 3 -輪轂螺母 4 4 -進(jìn)油管 5 5 -密封環(huán) 6 6 -燃油切斷控制閥 連接管 8