柴油發(fā)動機電控系統檢測與修復

教學目的與要求了解柴油機電子控制燃油噴射系統的發(fā)展過程及發(fā)展趨勢能夠區(qū)別柴油機電控燃油噴射系統的類型并說明其組成。能夠說明不同電控系統中供油量和供油正時的控制方法。能夠說明柴油機電控燃油噴射系統主要傳感器和附件的功用及結構原理。能夠正確檢測柴油機電控燃油噴射系統的主要元件，并確定維修措施。教學重點柴油機的位置控制、時間控制、時間-壓力控制、共軌控制的控制原理及各控制方面的區(qū)別，柴油機電控燃油噴射系統主要傳感器和附件的功用、結構原理及檢修。難點柴油機的位置控制、時間控制、時間-壓力控制、共軌控制的控制原理及各控制方面的區(qū)別，柴油機電控燃油噴射系統主要傳感器和附件的功用、結構原理及檢修。2/4/20231施雯一、柴油機電控燃油噴射系統概述二、直列柱塞泵電控燃油噴射系統三、軸向柱塞式分配泵電控燃油噴射系統四、徑向柱塞式分配泵電控燃油噴射系統五、泵噴嘴電控燃油噴射系統六、單體泵電控燃油噴射系統七、共軌式電控燃油噴射系統八、柴油機電控燃油噴射系統傳感器九、柴油機電控燃油噴射系統主要附件十、柴油機電控燃油噴射系統主要元件的檢修2/4/20232施雯一、柴油機電控燃油噴射系統概述能源危機和生態(tài)環(huán)境污染問題是全世界人們關注的焦點。隨著汽車和動力機械的保有量迅速增加，汽車排放的有害氣體和微粒已超過工業(yè)污染物的排放量而成為一大公害，人們對這兩個問題越來越重視，各國都相繼制定了越來越嚴格的汽車排放規(guī)定。1973年的石油危機，使人們更深刻認識到了自然資源的有限性和合理利用的必要性。同時，隨著社會的發(fā)展，人們對汽車的經濟性和舒適性要求也越來越高。迫于各方面的壓力，人們開始尋找新的途徑來解決排放和油耗問題。其中排氣凈化和節(jié)能是決定汽車能否繼續(xù)生存發(fā)展的兩大課題。這樣內燃機的電子控制技術就蓬勃發(fā)展起來。和汽油機電控技術一樣，柴油機電控技術也是在解決能源危機和排放污染兩大難題的背景下，在飛速發(fā)展的電子控制技術平臺上發(fā)展起來的。2/4/20233施雯首先發(fā)展起來的是汽油機的電控技術。到目前為止，主要轎車生產國的汽油機已經全部實現了電子控制。而柴油機則可以通過改進燃燒系統和增壓中冷等技術措施來改善排放、降低油耗、提高功率。傳統的柴油機是采用機械控制系統來控制柴油機的噴油正時和噴油量，也具有優(yōu)越的控制性能。另一方面由于研制快速、大功率、高性能的電控執(zhí)行器技術要求高，難度大。所以柴油機電控技術的發(fā)展要晚于汽油機。20世紀80年代以來，微電子技術的迅速發(fā)展及其在汽油機電控方面的成功應用，解決了柴油機電控技術的瓶頸，使得柴油機電控技術也能夠發(fā)展起來。采用電控技術可以改善駕駛性能，降低噪聲和振動，提供舒適、易操作的行駛控制功能；可以借助于故障顯示和自診斷功能改善車輛的安全性和維護保養(yǎng)的方便性；可以改善冷起動、穩(wěn)定怠速和良好的加速等性能，從而推動和加速了柴油機電控的發(fā)展。

2/4/20234施雯1.柴油機電控技術的發(fā)展歷程柴油機的電子控制技術大致可分為3個階段：20世紀70年代的初始研發(fā)階段，此時電控主要用于發(fā)電機組用柴油機。20世紀80年代的實用階段，發(fā)展了多種位置控制式和時間控制式電噴系統，形成了現代汽車柴油機電控系統。20世紀90年代為成熟階段，功能更為強大的電噴系統可以控制噴油量、噴油正時、噴油壓力以及噴油率。從控制噴油量的方式來看，首先研制出來的是位置控制式，隨后是時間控制式，現在已經進入了研究得最多的是壓力時間控制式。電控技術在柴油機上應用日益增多，控制精度不斷提高，控制功能不斷擴大，提高了柴油機的競爭力。2000年歐洲轎車的柴油化率達到27%，到2005年增加到30%。2003年西歐柴油轎車產量達到400萬輛。一向對發(fā)展柴油轎車保持低姿態(tài)的美國，2000年也有10%的轎車裝用了柴油機。

2/4/20235施雯提高柴油機動力性，實現低污染、低油耗的中心任務就是改善柴油機的燃燒過程。也就是要保證組成燃燒過程的進氣、噴油、燃燒三要素中的油、氣良好混合和在不同工況下，滿足不同的燃燒和放熱要求。其中噴油是最重要的因素。因此噴油系統的控制成為柴油機電控的核心。2/4/20236施雯技術發(fā)展經歷了三個階段：第一代柴油機電控系統：采用“位置控制”和“時間控制”，供（噴）油壓力與傳統柴油機相同，稱為常規(guī)壓力電控系統。以電控泵為代表。第二代柴油機電控系統：采用“時間-壓力控制”或“壓力控制”，噴油壓力較高，稱為高壓電控系統。以共軌系統為代表。第三代柴油機電控系統：集“共軌”技術、“時間控制”燃油噴射技術、渦輪增壓中冷技術、多氣門技術、廢氣再循環(huán)技術、選擇性催化還原、過濾器再生技術、壓電技術等于一體，以壓電式高壓共軌系統為代表。2/4/20237施雯位置控制式

這種控制系統結構簡單，保留了傳統的泵--管--嘴系統，對原有噴油系統改裝較少。它保留了原直列噴油泵和分配泵的基本結構，只是在噴油泵上裝有齒桿位移傳感器和凸輪軸相對曲軸的轉角位移傳感器和微處理器組成的控制系統，分別對噴油量和噴油正時進行控制。根據其噴油泵結構以及高壓油管的連接長度不同可分為直列泵位置控制系統和分配泵位置控制系統。這種控制方式優(yōu)點是，柴油機的結構幾乎不需改動，生產繼承性好，便于對現有柴油機進行升級換代。

這種控制方式缺點是，控制過程比較慢，精度低，噴射壓力也難以進一步提高，無法改變原噴油系統中的噴油規(guī)律。

2/4/20238施雯時間控制式

時間控制系統是用高速強力電磁閥直接控制高壓燃油，噴油量由電磁閥開啟和切斷的時間來確定。一般情況下，電磁閥關閉，開始噴油；電磁閥打開，噴油結束。噴油始點取決于電磁閥關閉時刻，噴油量取決于電磁閥關閉的持續(xù)時間。傳統噴油泵中的齒條、滑套、柱塞上的斜槽和提前期等全部取消，對噴射定時和噴射油量控制的自由度更大。但這種控制方式仍然采用脈沖高壓供油原理，無法控制噴油壓力，對高速電磁閥的性能依靠度較大，制造有相當的困難。

2/4/20239施雯時間－壓力控制方式第二代柴油機電控燃油噴射系統中最典型的是電控共軌式燃油噴射系統。在電控共軌式燃油噴射系統中，對噴油量的控制采用“時間－壓力控制”或“壓力控制”，用的最多的是“時間－壓力控制”方式。在該系統中，ＥＣＵ控制供油壓力調節(jié)閥使噴油器的噴油壓差保持不變，再通過控制三通電磁閥工作實現噴油量和噴油正時的控制。電磁閥通電開始時刻決定了噴油的開始時刻，其通電時間決定噴油量。2/4/202310施雯壓力控制方式在后期開發(fā)的柴油機電控共軌式燃油噴射系統中，為降低對供油壓力的要求，噴油量的控制采用控制噴油壓力的方法實現，即噴油量的“壓力控制”方式。噴油器噴孔尺寸一定，噴油時間一定，控制噴油壓力即可控制噴油量；而在增壓活塞和柱塞尺寸一定時，噴油壓力（即增壓壓力）取決于共軌中的油壓，共軌中的油壓是由ＥＣＵ根據各種傳感器信號通過燃油壓力調節(jié)閥來控制的，所以將此種噴油量控制方式稱為“壓力控制”方式。在系統中，ＥＣＵ根據實際的共軌壓力信號對共軌壓力進行閉環(huán)控制。2/4/202311施雯共軌式電控噴油系統

20世紀90年代以后出現的共軌式噴油系統是柴油機電控技術發(fā)展過程中的一個大的飛躍。它改變了傳統的噴油系統的組成結構，最大的特點就是將燃油壓力產生和燃油噴射分離開來，通過對共軌管內的油壓實現精確控制，使高壓油管壓力大小與發(fā)動機的轉速基本無關。電磁閥控制的噴油器替代了傳統的機械式噴油器，共軌中的燃油壓力由一個高壓泵產生，壓力大小與發(fā)動機的轉速無關，可在一定范圍內自由設定。共軌中的燃油壓力由一個電磁壓力調節(jié)閥控制，根據發(fā)動機的工作需要進行連續(xù)壓力調節(jié)。電控單元作用于噴油器電磁閥上的脈沖信號控制燃油的噴射過程。噴油量的大小取決于燃油軌中的油壓和電磁閥開啟時間的長短，及噴油嘴液體流動特性。

按照噴油高壓形成的不同，共軌式電控燃油噴射系統有兩種基本型式，即高壓共軌式和中壓共軌式。

2/4/202312施雯

高壓共軌系統。高壓輸油泵(壓力在120MPa以上)直接產生高壓燃油后，輸送至共軌中消除壓力的脈動，再分送到各噴油器；當電子控制裝置按需要發(fā)出指令信號后，高速電磁閥迅速打開或關閉，進而控制噴油器工作，即按設定的要求噴出或停噴高壓燃油。

中壓共軌系統。中壓輸油泵(壓力為10-13MPa)將中壓燃油輸送到共軌中消除壓力的脈動，再分送至帶有增壓柱塞的噴油器中；當高速電磁閥開關閥接收到電子控制裝置發(fā)送的指令信號后，就迅速開啟或關閉，從而控制噴油器工作，隨即通過高壓柱塞的增壓作用，將從共軌中來的中壓燃油加壓至高壓(120-150MPa)后噴出或停噴。中壓共軌系統又包括共軌蓄壓式和共軌液壓式，共軌蓄壓式的控制油和噴射油均來自共軌管；而共軌液壓式的控制油來自共軌管，噴射油來自燃油輸油泵，所以該系統的控制油和噴射油可以采用不同物質。2/4/202313施雯一、柴油機電控燃油噴射系統概述2.柴油機與汽油機比較對混合氣濃度的控制方式不同：汽油機在理論混合氣濃度附近工作，柴油機對混合氣濃度沒有相對固定的要求。對噴油壓力的要求不同：汽油機多點系統壓力0.25～0.35MPa，單點系統壓力0.07～0.10MPa，而柴油機噴油壓力高達100～200MPa，建立更高的噴油壓力是重點和難點。對燃燒過程的控制途徑不同：汽油機通過控制點火正時和點火能量來控制，柴油機通過控制噴油正時、噴油持續(xù)時間和噴油速率來控制。柴油噴射的電控執(zhí)行器復雜：柴油機具有高壓、高頻、脈動等特點，而且對噴油正時的精度要求很高，這就導致了柴油噴射的電控執(zhí)行器要復雜得多。柴油機電控燃油噴射系統形式多樣：傳統的柴油機具有結構完全不同的系統，形成了柴油噴射系統的多樣化。2/4/202314施雯一、柴油機電控燃油噴射系統概述3.現代柴油機先進技術“共軌”技術指利用一個“公共油軌”向各缸噴油器供油，油壓可獨立控制。“時間控制”燃油噴射技術由ECU控制的高速電磁閥來直接控制供（噴）油的開始與結束時刻。渦輪增壓中冷技術廢氣渦輪增壓，冷卻器冷卻（50℃以下），從而最大程度地降低過高溫度對充氣效率及燃燒質量的不利影響。多氣門技術每個氣缸2個以上氣門，減少進、排氣阻力。廢氣再循環(huán)技術降低NOx的排放量。2/4/202315施雯一、柴油機電控燃油噴射系統概述4.柴油機電控燃油噴射系統的功能供（噴）油量控制：ECU根據轉速、加速踏板位置確定基本供（噴）油量；根據水溫、進氣溫度、起動開關、空調開關、反饋信號等對供（噴）油量進行修正。

供（噴）油正時控制：ECU根據轉速、負荷信號來確定基本的供（噴）油提前角；再根據反饋信號進行修正。

2/4/202316施雯4.柴油機電控燃油噴射系統的功能供（噴）油速率和供（噴）油規(guī)律ECU根據轉速和負荷信號作為主控信號，按預設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以轉速和負荷信號作為主控信號，按預設的程序確定最佳的噴油壓力，并對噴油壓力進行閉環(huán)控制。柴油機低油壓保護ECU根據機油壓力傳感器信號，當機油壓力低時減少供油量，降低轉速并報警；當機油壓力降到一定值時，切斷燃油供給，強制熄火。增壓器工作保護ECU根據增壓壓力信號適當調節(jié)供（噴）油量，并在增壓壓力過高或過低時報警。2/4/202317施雯一、柴油機電控燃油噴射系統概述5.柴油機電控燃油噴射系統的類型第一代：采用“位置控制”或“時間控制”方式，供(噴)油壓力與傳統柴油機相同，又稱常規(guī)壓力控制系統。主要包括直列柱塞泵電控系統和分配泵電控系統。第二代：采用“時間-壓力控制”或“壓力控制”方式，噴油壓力高，又稱高奪噴射系統。主要包括泵噴嘴電控系統和共軌系統。2/4/202318施雯二、直列柱塞泵電控燃油噴射系統1.直列柱塞泵燃油供給系統的組成燃油箱輸油泵燃油濾清器噴油泵噴油器功用：儲存、濾清柴油，提高油壓，高壓噴油、霧化。燃油箱輸油泵濾清器噴油泵噴油器2/4/202319施雯功用：儲存、濾清柴油，提高油壓，高壓噴油、霧化。要求：按需供油；定時噴油；良好的噴油質量；供油規(guī)律及供油持續(xù)時間合理、適當；防“高速飛車，低速熄火”。2/4/202320施雯高壓油路：噴油泵出口→噴油器油壓：10MPa以上，噴油泵建立低壓油路：油箱→噴油泵入口油壓：0.15～0.3Mpa，輸油泵建立回油2/4/202321施雯車用多缸柴油機對噴油泵的要求：各缸供油順序與發(fā)動機工作順序相同；各缸供油量均勻，不均勻度在標定工況下不大于3%~4%；各缸供油時刻一致，相差不大于0.5o曲軸轉角；供油迅速，停噴干脆；2/4/202322施雯組成柱塞分泵油量調節(jié)機構驅動機構泵體二、直列柱塞泵電控燃油噴射系統2.直列柱塞泵結構原理2/4/202323施雯2/4/202324施雯2/4/202325施雯組成：柱塞及柱塞套柱塞和柱塞套是一對精密偶件，經配對研磨后不能互換，要求有高的精度和光潔度和好的耐磨性，其配合間隙為0.002～0.003mm。柱塞頭部圓柱面上切有斜槽，并通過徑向孔、軸向孔與頂部相通，其目的是改變循環(huán)供油量；柱塞套上制有進、回油孔，均與泵體上低壓油腔相通，柱塞套裝入泵體后，應用定位螺釘定位。柱塞頭部斜槽的位置不同，供油量也不同。柱塞柱塞套2.直列柱塞泵結構原理2/4/202326施雯分以下三個階段進油過程：柱塞下行，當柱塞把柱塞套上的進油孔打開后，柴油經油孔進入泵油室。供油過程：柱塞上行關閉進油孔后，泵油室內的油壓迅速升高，推開出油閥，高壓柴油經出油閥進入高壓油管。

回油過程：柱塞繼續(xù)上行，當柱塞上的斜槽與回油孔相通時，高壓油經回油孔流回低壓油腔，出油閥關閉，供油結束。噴油泵的泵油過程2/4/202327施雯柱塞上行時的行程預備行程：柱塞從下止點開始上行至其上端面將進油孔關閉所移動的距離。增壓行程：從預備行程開始到出油閥開啟柱塞所移動的距離。有效行程：從出油閥開啟到柱塞打開回油孔時柱塞移動的距離。噴油泵每次泵出的油量取決于有效行程的長短。供油提前角：出油閥開啟時對應的曲拐位置至上止點間的曲軸轉角。剩余行程：從有效行程結束到到達上止點為止柱塞移動的距離。2/4/202328施雯出油閥偶件的結構組成：出油閥及座、出油閥彈簧、減壓環(huán)帶等。出油閥和出油閥座也是一對精密偶件，配對研磨后不能互換，其配合間隙為0.01。出油閥是一個單向閥，在彈簧壓力作用下，閥上部圓錐面與閥座嚴密配合。出油閥下部呈十字斷面，既能導向，又能通過柴油。出油閥的錐面下有一個小的圓柱面，稱為減壓環(huán)帶。出油閥出油閥及座減壓環(huán)帶2/4/202329施雯出油閥工作原理噴油泵停止供油，泵腔油壓小于出油閥彈簧力與高壓油管殘余油壓之和時，出油閥被緊壓在閥座上，防止柴油回流。并保持高壓油管一定的殘余油壓。柱塞上行壓油時，泵腔油壓大于出油閥彈簧力與高壓油管殘余油壓之和后，閥密封錐面先離座，隨后減壓環(huán)帶離開座孔，打開高壓油路，這樣，供油通路一開啟，油壓和噴射即可達理想值。柱塞開始回油，泵腔油壓迅速下降，出油閥下行落座，減壓環(huán)帶先進入座孔，隔斷高壓油路，隨后閥密封錐面落座，這樣，閥讓開的容積，使高壓油管油壓迅速降低，噴油器立即停止噴油。減壓環(huán)帶作用：使噴油器噴油迅速，停油干脆，防止噴油器噴前噴后滴漏。2/4/202330施雯油量調節(jié)機構作用：根據柴油機的轉速和負荷變化，相應地轉動柱塞改變供油有效行程，并保證各缸供油量均勻一致。分類：撥叉式、齒條齒圈式供油拉桿拔叉調節(jié)臂柱塞拔叉式組成及力傳遞：拉桿移動—撥叉移動—調節(jié)臂轉動—柱塞轉動。各缸供油量調整：改變撥叉在供油拉桿上的位置。拔叉式油量調節(jié)機構2/4/202331施雯齒條齒圈式油量調節(jié)機構組成及力傳遞：齒條移動—齒圈轉動—傳動套筒轉動—柱塞轉動。各缸供油量的調整：松開齒圈的緊固螺釘，轉動傳動套筒，帶動柱塞相對齒圈轉動一個角度，再將齒圈固定。齒條齒圈式油量調節(jié)機構齒條齒圈2/4/202332施雯驅動機構作用：驅動柱塞運動，并保證供油準時。組成：滾輪式挺桿和噴油泵內凸輪軸。類型：調整墊片式、調整螺釘式、不可調整式。分泵供油提前角和供油間隔角的調整：改變滾輪體的工作高度，即改變柱塞封閉柱塞套上進油孔的時刻，改變噴油泵供油時刻。2/4/202333施雯泵體功用：是噴油泵的基體。類型：分體式和整體式兩種。潤滑方式：獨立潤滑和壓力潤滑兩種。泵體上制有孔穴，以安裝分泵；泵體上有縱向油道，即柱塞套外低壓油腔；油道一端裝限壓閥；泵體上有放氣螺釘。泵體下端的凸輪室裝有傳動機構的潤滑油。2/4/202334施雯3、噴油器的結構原理作用：霧化柴油、合理分布油霧。要求：噴油質量好，供停迅速不滴漏，噴油規(guī)律好。分類：開式、閉式開式：高壓油腔與燃燒室相通。閉式：高壓油腔與燃燒室隔斷。閉式又分為孔式與軸針式?？资捷S針式2/4/202335施雯孔式噴油器適用：直接噴射燃燒室，孔數1~8個，孔徑0.2~0.8mm。特點：噴孔的位置和方向與燃燒室形狀相適應，以保證油霧直接噴射在球形燃燒室壁上。噴射壓力較高。噴油頭細長，噴孔小，加工精度高。調壓彈簧調壓螺釘回油管頂桿噴油器體針閥針閥體進油管接頭2/4/202336施雯孔式噴油器構造針閥偶件（針閥及針閥體）：高壓油腔、承壓錐面、密封錐面、噴孔等。調壓裝置：調壓彈簧、調壓螺釘護帽、頂桿等。噴油器體：進油管（帶縫隙式濾清器）、回油管接頭、定位銷等。2/4/202337施雯孔式噴油器工作原理噴油：噴油泵泵油→環(huán)形高壓油腔進油→（承壓錐面承受油壓推力）針閥上行→密封錐面離座→噴孔噴油。針閥最大升程：針閥關閉時其凸肩與針閥體下端面的距離，大小決定噴油量多少。一般為0.4~0.5mm。停噴：噴油泵停止泵油→高壓油腔油壓下降→調壓彈簧伸張→挺桿推針閥下行→密封錐面落座→噴孔關閉→不噴油?；赜停荷倭扛邏河徒涐橀y偶件間間隙擠上，經回油管流回柴油箱或柴油濾清器，潤滑、冷卻針閥偶件并防“背壓”增加。調壓：旋動調壓螺釘或增減墊片，改變調壓彈簧對針閥的壓緊力，即可改變噴油壓力。2/4/202338施雯軸針式噴油器工作原理與孔式相同。構造：針閥下端的密封錐面以下還向下延伸出一個軸針，其形狀有倒錐形和圓柱形，軸針伸出噴孔外，使噴孔成為圓環(huán)狀的狹縫。一般只有一個噴孔,直徑1～3mm，噴油壓力較低12～14MPa。軸針針閥針閥體高壓油腔進油道2/4/202339施雯軸針式噴油器特點不噴油時針閥關閉噴孔，使高壓油腔與燃燒室隔開，燃燒氣體不致沖入油腔內引起積炭堵塞。噴孔直徑較大，便于加工且不易堵塞。針閥在油壓達到一定壓力時開啟，供油停止時，又在彈簧作用下立即關閉，因此，噴油開始和停止都干脆利落，沒有滴油現象。不能滿足對噴油質量有特殊要求的燃燒室的需要。2/4/202340施雯3.噴油器的結構原理功用類型結構原理二、直列柱塞泵電控燃油噴射系統

調壓彈簧回油道針閥進油道噴油器體針閥體頂桿2/4/202341施雯4.直列柱塞泵電控系統供油量控制系統直列柱塞泵一般采用“位置控制”方式。ECU通過控制電子調速器來實現噴油量控制。常用電子調速器有直流電動機型和螺線管型。二、直列柱塞泵電控燃油噴射系統2/4/202342施雯4.直列柱塞泵電控系統供油量控制系統直流電機型電子調速器1-滑套2-杠桿3-拉桿位置傳感器4-線束連接器5-油量調節(jié)拉桿6-杠桿軸7-上殼8-鐵心9-可移動線圈10-永久磁鐵線圈通電時產生的磁場與永久磁鐵磁場相互作用，使線圈和滑套向上或向下移動；滑套則通過杠桿機構驅動直列柱塞泵油量調節(jié)拉桿左右移動。二、直列柱塞泵電控燃油噴射系統2/4/202343施雯4.直列柱塞泵電控系統供油量控制系統螺線管型電子調速器1-回位彈簧2-螺線管3-轉速傳感器電流通過螺線管時，產生一個與通電占空比成正比的電磁力，該電磁力使電樞和油量調節(jié)拉桿或齒條移動。電磁力與油量調節(jié)拉桿（或齒條）回位彈簧力平衡。改變螺線管的通電占空比即可調節(jié)油量調節(jié)拉桿（或齒條）的位置。二、直列柱塞泵電控燃油噴射系統2/4/202344施雯4.直列柱塞泵電控系統供油正時控制系統組成：正時控制器、電磁閥、柴油機轉速傳感器、正時傳感器和ECU等。3-供油齒條位置傳感器4-柴油機5-噴油泵6-正時傳感器7-正時控制器8-轉速傳感器1-轉速表2-故障指示燈9-電磁閥二、直列柱塞泵電控燃油噴射系統2/4/202345施雯4.直列柱塞泵電控系統供油正時控制系統ECU主要根據柴油機轉速和負荷信號確定基本供油提前角，再根據其它信號進行修正。ECU根據正時傳感器信號判斷實際的供油正時，并對供油正時進行閉環(huán)控制。正時控制器為電控液壓式，可改變泵驅動軸與凸輪軸的相對位置?？刂普龝r控制器的液壓油路的電控元件：電磁閥型、步進電機型。二、直列柱塞泵電控燃油噴射系統2/4/202346施雯4.直列柱塞泵電控系統供油正時控制系統電磁閥控制型正時控制器1-凸輪軸2-液壓腔3-液壓活塞4-大偏心輪5-小偏心輪6-驅動軸；7-驅動盤8-滑塊銷9-滑塊10-電磁閥驅動軸通過驅動盤、滑塊、滑塊銷、大小偏心輪驅動凸輪軸轉動正時推遲：進油通道關、回油通道開，液壓腔內油壓下降，回位彈簧使活塞右移，滑塊和滑塊銷內移，安裝在滑塊銷上的大小偏心輪轉動，使凸輪軸相對驅動盤沿轉動相反的方向轉過一定角度。二、直列柱塞泵電控燃油噴射系統2/4/202347施雯4.直列柱塞泵電控系統供油正時控制系統步進電機型正時控制器a)供油推遲；b)供油提前；c)控制框圖1-分泵驅動凸輪；2-彈簧；3-滑套；4-滾輪體；5-機油腔二、直列柱塞泵電控燃油噴射系統2/4/202348施雯1.分配泵燃油供給系統的組成三、軸向柱塞式分配泵電控燃油噴射系統1-高壓油管

2-VE型轉子泵

3-膜片式輸油泵

4、10、13-低壓油管

5-雙級柴油濾清器

6-積水傳感器7-油箱

8、11-回油管

12-三通接頭

2/4/202349施雯12.軸向壓縮式分配泵工作原理主要由葉片式輸油泵、分配泵驅動機構、分配泵、供油提前角自動調節(jié)器、調速器等組成。2/4/202350施雯燃油箱膜片式輸油泵柴油濾清器葉片式輸油泵供油提前角自動調節(jié)器泵腔分配泵噴油器三、軸向柱塞式分配泵電控燃油噴射系統2.軸向壓縮式分配泵工作原理主要由葉片式輸油泵、分配泵驅動機構、分配泵、供油提前角自動調節(jié)器、調速器等組成。2/4/202351施雯2．軸向壓縮式分配泵工作原理（1）葉片式輸油泵葉片式輸油泵組成葉片式輸油泵工作原理1－噴油泵軸2－彈性連接塊3－調速器驅動齒輪4－墊片5－端蓋6－轉子7－偏心環(huán)三、軸向柱塞式分配泵電控燃油噴射系統2/4/202352施雯2．軸向壓縮式分配泵工作原理（2）分配泵驅動機構三、軸向柱塞式分配泵電控燃油噴射系統1-噴油泵軸；2-滾輪架；3－聯軸器；4-端面凸輪；5-分配泵柱塞；使柱塞轉動的同時產生軸向移動！2/4/202353施雯2．軸向壓縮式分配泵工作原理（3）分配泵結構：柱塞上設有4個（四缸機）均布的進油軸向槽12、1個分配孔7、1個中心油道3和1個泄油孔5。柱塞套上均布4個與出油道8對應的出油孔。三、軸向柱塞式分配泵電控燃油噴射系統1-進油道；2-油量控制杠桿；3-柱塞中心油道；4-柱塞；5-泄油孔；6-油量控制滑套；7-分配孔；8-出油道；9-出油閥；10-噴油器；11-泵腔；12-軸向進油槽；13-斷油閥體；14-斷油電磁閥2/4/202354施雯2．軸向壓縮式分配泵工作原理（3）分配泵原理：吸油、泵油、回油三過程。三、軸向柱塞式分配泵電控燃油噴射系統吸油過程：泄油孔5、分配孔7關閉；柱塞4在回位彈簧作用下左移；柴油經進油道1、軸向進油槽進入泵腔。1-進油道；2-油量控制杠桿；3-柱塞中心油道；4-柱塞；5-泄油孔；6-油量控制滑套；7-分配孔；8-出油道；9-出油閥；10-噴油器；11-泵腔；12-軸向進油槽；13-斷油閥體；14-斷油電磁閥2/4/202355施雯2．軸向壓縮式分配泵工作原理（3）分配泵原理：吸油、泵油、回油三過程。三、軸向柱塞式分配泵電控燃油噴射系統泵油過程：泄油孔5、進油孔關閉；柱塞4在端面凸輪作用下右移；泵腔內高壓柴油經分配孔7供往噴油器。油壓平衡槽15的功用：在柱塞旋轉過程中分別與各出油道接通，以平衡各出油道內的壓力，保證各缸分油均勻。

1-進油道；2-油量控制杠桿；3-柱塞中心油道；4-柱塞；5-泄油孔；6-油量控制滑套；7-分配孔；8-出油道；9-出油閥；10-噴油器；11-泵腔；12-軸向進油槽；13-斷油閥體；14-斷油電磁閥；15-壓力平衡槽2/4/202356施雯2．軸向壓縮式分配泵工作原理（3）分配泵原理：吸油、泵油、回油三過程。三、軸向柱塞式分配泵電控燃油噴射系統回油過程：進油孔關閉；柱塞4在端面凸輪作用下右移；泵腔內高壓柴油經泄孔5流回低壓腔；滑套6的位置決定供油量。2/4/202357施雯2．軸向壓縮式分配泵工作原理（3）分配泵原理：吸油、泵油、回油三過程。三、軸向柱塞式分配泵電控燃油噴射系統熄火斷油：斷油電磁閥關閉進油道。2/4/202358施雯壓力平衡過程：分配柱塞上設有壓力平衡槽（在柱塞上燃油分配孔180度角對面），在分配柱塞旋轉和移動過程中，壓力平衡槽始終與噴油泵體內腔相通。在某一汽缸停止供油后，壓力平衡槽正好轉至與該汽缸對應的分配油道相通，于是兩處油壓相同，這樣就保證了各分配油道供油結束時的殘余油壓相等，從而保證了各缸供油的均勻性。(d)2/4/202359施雯2．軸向壓縮式分配泵工作原理（4）供油提前角自動調節(jié)器正時活塞左側承受彈簧力和來自濾清器的油壓，膜片式輸油泵的油壓基本不變。正時活塞右側承受葉片式輸油泵輸出的油壓，隨轉速而變化。隨轉速變化，正時活塞移動，并通過連接銷和傳動銷撥動滾輪架，改變供油提前角。（5）調速器傳統燃油供給系統中，利用機械調速器根據轉速變化自動調節(jié)供油量，以穩(wěn)定和限制柴油機轉速。

三、軸向柱塞式分配泵電控燃油噴射系統1－滾輪2－彈簧3－傳動銷4－連接銷5－正時活塞6－滾輪軸7－滾輪架2/4/202360施雯3．軸向壓縮式分配泵位置控制系統三、軸向柱塞式分配泵電控燃油噴射系統1-蓄電池；2-車輛開關；3-車速傳感器；4-加速踏板位置傳感器；5-泵角傳感器；6-電子調速器；7-滑套位置傳感器；8-燃油溫度傳感器；9-正時控制電磁閥；10-正時活塞位置傳感器2/4/202361施雯3．軸向壓縮式分配泵位置控制系統供油量控制利用電子調速器調節(jié)油量控制滑套位置。電子調速器有轉子螺線管型和螺線管型兩種。三、軸向柱塞式分配泵電控燃油噴射系統轉子螺線管型電子調速器a)結構圖；b)原理圖1-滑套位置傳感器；2-定子；3-轉子軸；4-偏心鋼球；5-滑套；6-線圈；7-回位彈簧2/4/202362施雯3．軸向壓縮式分配泵位置控制系統供油量控制利用電子調速器調節(jié)油量控制滑套位置。電子調速器有轉子螺線管型和螺線管型兩種。三、軸向柱塞式分配泵電控燃油噴射系統1-螺線管2-回位彈簧3-電樞4-滑套位置傳感器5-控制臂6-滑套螺線管型電子調速器2/4/202363施雯3．軸向壓縮式分配泵位置控制系統供油正時控制利用電磁閥控制正時活塞兩側油壓。利用正時活塞位置傳感器實現閉環(huán)控制。三、軸向柱塞式分配泵電控燃油噴射系統1-ECU2-滾輪3-滾輪架4-電磁閥5-正時活塞6-正時活塞位置傳感器正時控制系統2/4/202364施雯4．軸向壓縮式分配泵時間控制系統控制器：ECU與分配泵之間的信息中轉。驅動器：對控制器輸出的控制信號進行放大。高速電磁閥：控制分配泵供油開始與結束。類型：進油控制方式、回油控制方式。三、軸向柱塞式分配泵電控燃油噴射系統1-控制器2-驅動器3-泵角傳感器4-燃油溫度傳感器5-高速電磁閥6-電磁閥關閉時間傳感器7-噴油始點傳感器2/4/202365施雯4．軸向壓縮式分配泵時間控制系統回油控制方式進、回油通道相互獨立，用電磁閥取代傳統滑套控制回油過程，以實現供油量的時間控制。分配泵柱塞仍保留進油槽。三、軸向柱塞式分配泵電控燃油噴射系統1-高速電磁閥2–回油口3-進油口4-泵角傳感器5-正時控制電磁閥6-至噴油器2/4/202366施雯4．軸向壓縮式分配泵時間控制系統進油控制方式進、回油通道合二為一，用電磁閥控制進、回油過程，以實現供油量的時間控制。分配泵柱塞取消了進油槽。三、軸向柱塞式分配泵電控燃油噴射系統1-分配泵柱塞2-進回油口3-高速電磁閥4-噴油器2/4/202367施雯供油正時控制早期：與采用“位置控制”方式的分配泵相同，保留了電控液壓供油提前角自動調節(jié)器。共同點：供油的開始時刻取決于分配泵驅動裝置中滾輪架與端面凸輪的相對位置。不同點：供油結束時刻的控制方式不同。位置控制：供油結束時刻取決于供油量控制滑套的位置。時間控制：供油結束時刻取決于高速電磁閥的開啟時刻。后期：“時間控制”方式的分配泵中，取消了電控液壓供油提起角自動調節(jié)器，完全用高速電磁閥的關閉和開啟時刻來控制供油的開始和結束時刻，真正實現了供油正時的“時間控制”。ECU輸出的驅動脈沖與噴油器實際的噴油正時之間存在一定程度的時間延遲——解決方式：根據柴油機工況信息的各種傳感器控制信號控制噴油正時；采取兩種控制措施：一：采用電磁閥關閉時間傳感器二：采用各種形式的噴油始點傳感器2/4/202368施雯分配式噴油泵與柱塞式噴油泵相比，有如下特點：1）分配泵結構緊湊，零件數目少，體積小，重量輕，調速器與供油提前角自動提前器均裝在泵體內；2）分配泵凸輪升程小，有利于適應高速柴油機的要求；3）僅需一副柱塞偶件，因此容易保證各缸供油均勻性、供油定時一致性的要求；4）分配泵的運動件靠泵體內的柴油潤滑和冷卻，因此，對柴油的清潔度要求很高，發(fā)動機長時間大負荷工作時柴油溫度很高，柱塞容易咬死；5）對多缸機而言，油泵凸輪軸旋轉一周，柱塞往復運動幾次，線速度很高，柱塞容易咬死。總之，分配式噴油泵對柴油的品質要求很高，不允許有水分。2/4/202369施雯1．徑向分配泵結構原理四、徑向柱塞式分配泵電控燃油噴射系統1-聯軸器；2-調速器飛塊；3-內凸輪；4-滾柱；5-滾柱座；6-泵油柱塞；7-供油提前角自動調節(jié)器；8-分配轉子；9-分配套筒；10-葉片式輸油泵；11-噴油器；12-調壓閥；13-油量控制閥組成：葉片式輸油泵、驅動機構、分配泵、正時調節(jié)器。分配泵的供油量通過油量控制閥13控制進油量來實現。2/4/202370施雯四、徑向柱塞式分配泵電控燃油噴射系統徑向泵驅動機構a)結構圖；b)原理圖1-泵油柱塞；2-分配轉子；3-滾柱座；4-滾柱；5-內凸輪a－基圓段b－壓油段c－缷壓段d－吸油段1．徑向分配泵結構原理徑向分配泵的泵油原理2/4/202371施雯1．徑向分配泵結構原理徑向分配泵的泵油原理四、徑向柱塞式分配泵電控燃油噴射系統徑向分配泵工作原理a）壓油過程；b）吸油過程1-內凸輪；2-進油口；3-徑向油道；4-中心油道；5-分配口；6-出油道2/4/202372施雯徑向泵驅動機構a)結構圖；b)原理圖1-泵油柱塞；2-分配轉子；3-滾柱座；4-滾柱；5-內凸輪2/4/202373施雯四、徑向柱塞式分配泵電控燃油噴射系統1．徑向分配泵結構原理最大供油量調節(jié)2/4/202374施雯滾柱座的兩個凸耳嵌裝在前、后支架的偏心圓弧槽內，前支架上有兩個弧形螺栓孔并通過螺栓與分配轉子連接。松開前支架與分配轉子的連接螺栓，轉動前控制板，即可改變滾柱座在前、后支架偏心圓弧槽內的位置，使?jié)L柱與泵油柱塞一起徑向移動。隨泵油柱塞徑向移動，其泵油最大行程改變。四、徑向柱塞式分配泵電控燃油噴射系統最大供油量調節(jié)機構1-滾柱；2-滾柱座；3-滾柱座凸耳；4-壓油柱塞；5-前支架；6-弧形螺栓孔；7-后支架；8-螺栓偏心圓弧槽偏心圓弧槽凸耳1．徑向分配泵結構原理最大供油量調節(jié)2/4/202375施雯轉動閥體，改變控制閥直槽與分配泵殼體油道的相對位置，即可調節(jié)進油量（供油量）。柴油機小負荷時，經三角形缺口進油，缺口可在一定范圍內保證進油流通截面不發(fā)生急劇變化，有利于柴油機小負荷時的運轉穩(wěn)定。

四、徑向柱塞式分配泵電控燃油噴射系統油量控制閥1-閥體；2-拉桿銷；3-連接臂；4-分配泵殼體油道；5-閥體直槽1．徑向分配泵結構原理供油量控制2/4/202376施雯1．徑向分配泵結構原理供油提前角控制四、徑向柱塞式分配泵電控燃油噴射系統供油提前角自動調節(jié)機構1-內凸輪；2-傳動銷；3-調節(jié)器殼體調節(jié)器的結構原理與軸向壓縮式分配泵基本相同。調節(jié)器內的正時活塞在液壓作用下移動時，通過傳動銷使內凸輪相對泵油柱塞轉過一定角度。正時活塞來自葉片泵傳動銷2/4/202377施雯為實現供油量位置控制，裝有泵油柱塞座架。座架彎臂與柱塞斜面有相同配合角度。柱塞與座架相對運動時，柱塞沿其軸向移動，改變其泵油行程。利用電控液壓裝置控制座架或柱塞（裝在分配轉子內）的位置，即可實現供油量位置控制。四、徑向柱塞式分配泵電控燃油噴射系統泵油柱塞座架1-泵油柱塞；2-柱塞斜面；3-座架彎臂槽；4-座架2．徑向分配泵位置控制系統2/4/202378施雯座架軸向位置控制端面凸輪2與導向管10以曲面配合。端面凸輪2與導向管10相對轉動時，使端面凸輪軸向移動。端面凸輪可通過推力圈3、十字軸9、推桿8推動座架向右移動。座架彈簧7則可使座架向左移動。端面凸輪2與導向管10相對位置由電控液壓系統控制。四、徑向柱塞式分配泵電控燃油噴射系統座架軸向位置控制機構1-驅動軸；2-端面凸輪；3-推力圈；4-驅動軸；5-泵油柱塞；6-座架；7-座架彈簧；8-推桿；9-十字軸；10-導向管2．徑向分配泵位置控制系統2/4/202379施雯座架軸向位置控制步進電機6通過伺服閥5控制液壓油缸的油路。液壓油使活塞3上、下移動。液壓活塞驅動齒桿和端面凸輪外齒圈使端面凸輪轉動。

四、徑向柱塞式分配泵電控燃油噴射系統端面凸輪轉動位置控制機構1-端面凸輪位置傳感器；2-端面凸輪；3-液壓活塞；4-液壓油路；5-伺服閥；6-步進電動機

2．徑向分配泵位置控制系統2/4/202380施雯分配轉子軸向位置控制滾柱座10斜面與驅動軸1爪形槽斜面配合，使二者軸向相對移動時，滾柱座徑向移動。ECU通過回油電磁閥5和進油電磁閥6控制油腔8內油壓。油腔8內油壓使分配轉子左移時，滾柱座向內徑向移動，使柱塞最大行程（即泵油量）減小。油腔內泄壓時，彈簧2推動分配轉子右移，使柱塞泵油行程增大。四、徑向柱塞式分配泵電控燃油噴射系統分配轉子軸向位置控制1-驅動軸；2-分配轉子回位彈簧；3-驅動軸爪形槽斜面；4-內凸輪；5-回油電磁閥；6-進油電磁閥；7-轉子位置傳感器；8-油腔；9-分配轉子；10-滾柱座2．徑向分配泵位置控制系統2/4/202381施雯供油正時位置控制電磁閥或步進電動機控制供油提前角自動調節(jié)器的油道。通過控制正時活塞的位置來控制供油提前角。四、徑向柱塞式分配泵電控燃油噴射系統徑向泵供油正時位置控制1-步進電動機；2-伺服活塞；3-液壓油路；4-彈簧；5-傳動銷；6-正時活塞；7-分配泵內凸輪2．徑向分配泵位置控制系統2/4/202382施雯四、徑向柱塞式分配泵電控燃油噴射系統3．徑向分配泵時間控制系統1-燃油箱；2-輸油泵；3-電控徑向泵；4-分配泵控制器；5-噴油器；6-柴油濾清器奧迪A6轎車2.5LTDI柴油機電控燃油噴射系統

分配泵控制器功用：ECU與分配泵信息中轉。2/4/202383施雯四、徑向柱塞式分配泵電控燃油噴射系統3．徑向分配泵時間控制系統1-驅動軸；2-內凸輪；3-供油提前角調節(jié)器；4-正時控制電磁閥；5-供油量控制電磁閥；6-分配泵控制器；7-分配套筒；8-分配轉子；9-泵角傳感器；10-葉片式輸油泵奧迪A6轎車柴油機電控徑向柱塞式分配泵與軸向壓縮式分配泵“進油控制”方式類似！2/4/202384施雯1、直列柱塞泵與軸向柱塞式分配泵的區(qū)別？2、徑向柱塞式分配泵與軸向柱塞式分配泵的主要區(qū)別？3、直列柱塞泵“位置控制系統”的供油量和供油正時控制是如何實現的？4、軸向柱塞式分配泵“位置控制系統”和“時間控制系統”的供油量和供油正時控制是如何實現的，與傳統的供油量控制有何區(qū)別？5、位置控制系統和時間控制系統的區(qū)別？6、徑向柱塞式分配泵“位置控制系統”中的供油量控制是如何實現的？結合所學知識思考下列問題？2/4/202385施雯五、泵噴嘴電控燃油噴射系統1．P－T燃油系統主要特點：是利用燃油泵的供油壓力“P”和噴油器的計量時間“T”相互配合，來控制循環(huán)供油量。組成：主油箱、柴油濾清器、P-T燃油泵、P-T噴油器、進油管、回油管等組成。1-油箱；2-柴油濾清器；3-P-T燃油泵；4-P-T噴油器；5-進油管；6-回油管2/4/202386施雯五、泵噴嘴電控燃油噴射系統2．P-T噴油器P-T噴油器及其驅動機構1-進油口；2-進油量孔；3-噴油器體；4-柱塞；5-O形密封圈；6-調整墊片；7-噴油器錐體；8-計量量孔；9-回油量孔；10-回油道；11-柱塞回位彈簧；12-柱塞桿頭；13-調整螺釘；14-搖臂；15-推桿；16-挺桿調整墊片；17-滾輪；18-驅動凸輪2/4/202387施雯

五、泵噴嘴電控燃油噴射系統2．P-T噴油器1-上進油道；2-柱塞環(huán)槽；3-下進油道；4-環(huán)形油腔；5-計量量孔；6-回油量孔；7-回油道a)驅動凸輪b)柴油進入環(huán)形油腔c)柴油進入計量室d)噴油e)噴油結束2/4/202388施雯

五、泵噴嘴電控燃油噴射系統3．泵噴嘴電控系統電控泵噴嘴基本工作原理a）進油過程；b）壓油過程；C）噴油過程；ｄ）停油過程1-壓油柱塞；2-高速電磁閥；3-噴油嘴2/4/202389施雯

五、泵噴嘴電控燃油噴射系統3．泵噴嘴電控系統泵噴嘴組成：驅動部分壓力產生部分控制部分噴嘴2/4/202390施雯

五、泵噴嘴電控燃油噴射系統3．泵噴嘴電控系統泵噴嘴進油過程◆泵油柱塞在彈簧作用下上移，高壓腔容積增大?！舾咚匐姶砰y處于初始開啟狀態(tài)?！舨裼瓦M人高壓腔。2/4/202391施雯

五、泵噴嘴電控燃油噴射系統3．泵噴嘴電控系統泵噴嘴噴油過程：利用收縮活塞將噴射過程分為預噴射和主噴射兩個階段。利用緩沖活塞控制針閥上升時的升程變化。實現“先緩后急”的理想噴油規(guī)律。噴油規(guī)律對柴油機性能的影響：◆噴油速率：指噴油器在單位曲軸轉角（或時間）內的平均噴油量。◆噴油規(guī)律：指噴油器的噴油速率隨曲軸轉角（或時間）的變化規(guī)律?！糸_始噴油速率大，易工作粗暴，噪聲大?！艉笃趪娪退俾市?，補燃增加，經濟性差?！羝骄鶉娪退俾市。▏娪蜁r間長），燃燒速度慢，動力性和經濟性差?！衾硐雵娪鸵?guī)律：先緩后急，并盡量縮短噴油時間。2/4/202392施雯

五、泵噴嘴電控燃油噴射系統3．泵噴嘴電控系統泵噴嘴預噴射過程預噴射開始：◆噴射凸輪驅動泵油柱塞下移?！舫跗陔姶砰y仍未關閉，高壓腔內的部分柴油被壓回到進油管。◆ECU控制電磁閥通電、關閉高壓腔到進油管的通道時；高壓腔內開始產生壓力，當壓力達到18MPa時，針閥承壓錐面上承受的上升力高于噴嘴彈簧力，針閥上升開啟噴油孔，預噴射開始。2/4/202393施雯

五、泵噴嘴電控燃油噴射系統3．泵噴嘴電控系統泵噴嘴預噴射過程◆在預噴射過程中，緩沖活塞起到限制針閥上升速度的功用，借以實現理想噴油規(guī)律的“先緩”?！翎橀y上升、針閥室內的柴油被壓回彈簧室過程中，緩沖活塞使泄油間隙逐漸減小，節(jié)流增大，針閥上升速度變緩。緩沖活塞作用原理a）針閥上升初期；b）針閥上升后期2/4/202394施雯

五、泵噴嘴電控燃油噴射系統3．泵噴嘴電控系統泵噴嘴預噴射過程◆收縮活塞的功用：將噴射過程分成預噴射和主噴射兩階段?！纛A噴射開始后，高壓腔油壓隨著柱塞壓油繼續(xù)提高，達到一定壓力時，收縮活塞瞬間下移，使高壓腔油壓瞬間下降，針閥關閉噴油孔，預噴射結束?！纛A噴射后，由于收縮活塞的下移增加了噴嘴彈簧的預緊力，使主噴射階段時，針閥開啟所需的油壓比預噴射過程高。收縮活塞作用原理a）預噴射開始；b）預噴射結束2/4/202395施雯

五、泵噴嘴電控燃油噴射系統3．泵噴嘴電控系統泵噴嘴主噴射過程◆預噴射結束后，電磁閥仍然關閉，隨著泵油柱塞繼續(xù)壓油，高壓腔內油壓立即重新上升，當油壓上升到約30MPa時，針閥再次上升開啟噴油孔，主噴射階段開始?！粼谥鲊娚潆A段中，最高噴油壓力可達205MPa?！鬍CU控制電磁閥開啟時，高壓腔柴油回流到進油管，壓力迅速下降，噴嘴彈簧迅速使針閥關閉噴油孔，同時收縮活塞和緩沖活塞也回到初始位置，主噴射階段結束。主噴射階段2/4/202396施雯

五、泵噴嘴電控燃油噴射系統3．泵噴嘴電控系統泵噴嘴預回油過程◆進油階段高壓腔充滿油后，或高速電磁閥關閉進油通道后，來自進油管的柴油全部經回油管流回燃油箱?！舫苟嘤嗟牟裼徒浕赜凸芰骰厝加拖渫猓€可以冷卻泵噴嘴、排除泵油柱塞處泄出的柴油、通過回油管節(jié)流孔分離來自進油管內的氣泡?；赜途€路供油管回油管泵活塞節(jié)流孔泄油2/4/202397施雯六、單體泵電控燃油噴射系統1．單體泵電控系統的優(yōu)勢單體泵電控系統是在泵噴嘴的基礎上衍生出來，除了壓力較泵噴嘴稍低一點外，其它功能基本和泵噴嘴相近，在貨車、客車等大功率的中、低速柴油機上應用較普遍。與泵噴嘴電控系統和共軌系統相比，單體泵電控系統具有成本低、性能可靠、壽命長、故障率低、維修方便等優(yōu)點。2/4/202398施雯六、單體泵電控燃油噴射系統2．單體泵電控系統每個缸均配裝一個電控單體泵。經過一個低壓輸油泵將柴油加壓，再經過單體泵加壓，最高能夠達到200～250MPa的高壓。電磁閥控制其回油通道，電磁閥的關閉時刻即為單體泵供油的開始時刻，每次關閉的持續(xù)時間決定供油量。1-高速電磁閥；2-柴油機；3-泵油柱塞；4-柱塞彈簧；5-滾輪體；6-滾輪傳統電控單體泵2/4/202399施雯六、單體泵電控燃油噴射系統2．單體泵電控系統采用電控變量柱塞單體泵，使供油規(guī)律符合工作需要。泵油行程開始階段，由柱塞壓縮較小泵油腔A中的柴油，供油量較少；后期柱塞帶動增壓套筒壓縮較大泵油腔B中的柴油，供油量較多。利用高速電磁閥控制變量柱塞泵的回油通道，以控制其供油的開始與結束時刻。1-高速電磁閥；2-增壓套筒；3-泵油柱塞；4-柱塞套筒2/4/2023100施雯1、P-T燃油噴射系統和泵噴嘴電控燃油噴射系統的異同。2、泵噴嘴電控系統與直列柱塞泵電控系統和分配泵電控系統，供油量和供油正時控制的比較。3、單體泵電控系統供油量和供油正時控制。2/4/2023101施雯七、共軌式電控燃油噴射系統1．共軌式電控系統類型高壓共軌系統：由高壓輸油泵（壓力在120MPa以上）直接產生高壓燃油輸送至共軌中，一般采用“時間-壓力控制”方式，又稱第一代共軌式電控燃油噴射系統。中壓共軌系統：由中壓輸油泵（10～13MPa）將中壓燃油輸送到共軌中，采用帶有增壓作用的噴油器使噴油壓力達到120-150MPa。一般采用“壓力控制”方式，也是第二代共軌式電控燃油噴射系統。壓電式共軌系統：上述均屬電磁閥式共軌系統，壓電式共軌系統利用壓電晶體作為執(zhí)行元件，通過控制噴油器針閥的升程（或噴油開始與結束）來實現燃油噴射控制。壓電式共軌系統也被稱為第三代共軌式電控燃油噴射系統。2/4/2023102施雯七、共軌式電控燃油噴射系統2．高壓共軌系統由油箱、高壓輸油泵、共軌、噴油器和各種電子元件組成。1-ECU2-三通電磁閥3-油箱4-節(jié)流孔5-控制室6-控制活塞7-噴油器針閥偶件；8-噴油器9-共軌10-高壓輸油泵11-曲軸位置傳感器12-凸輪軸位置傳感器13-加速踏板位置傳感器14-調壓閥15-燃油壓力傳感器2/4/2023103施雯

2．高壓共軌系統二位三通電磁閥式高壓共軌噴油器a)電磁閥斷電不噴油；b)電磁閥通電噴油1-共軌；2-內閥；3-外閥；4-電磁線圈；5-回油管；6-閥體；7-控制室；8-控制活塞；9-針閥；10-量孔二位二通電磁閥式高壓共軌噴油器1-控制信號線；2-進油通道；3-控制室；4-針閥；5-控制活塞；6-節(jié)流孔；7-回油通道；8-電磁閥七、共軌式電控燃油噴射系統2/4/2023104施雯七、共軌式電控燃油噴射系統3．中壓共軌系統低壓輸油泵油箱燃油濾清器中壓輸油泵熱交換器調壓閥公共油軌回油管電磁閥和油壓增壓器噴油器蓄電池ECU2/4/2023105施雯

3．中壓共軌系統1-增壓活塞2-增壓柱塞3-單向閥4-蓄壓室5-針閥密封錐面6-噴油器針閥7-公共油軌8-電磁閥蓄壓式電/液控制噴油器工作原理七、共軌式電控燃油噴射系統2/4/2023106施雯七、共軌式電控燃油噴射系統4．壓電式共軌系統對現代柴油機電控燃油噴射系統的要求－實現預噴射、后噴射甚至多次噴射功能，關鍵就是要求電控系統的執(zhí)行元件必須有很好的靈敏性。預噴射是指主噴射前百萬分之一秒內向缸內噴射少量柴油。通過對預噴射量的控制來實現對著火延遲期內混合氣形成數量的控制，從而達到防止柴油機工作粗暴、減小噪聲的目的。后噴射是指在膨脹過程中進行的噴射。后噴射的柴油燃燒放出的熱量，可提高柴油機在緩燃期和補燃期的溫度，從而降低HC和CO的排放量。多次噴射是指在柴油機的1個工作循環(huán)內進行若干次（一般多于3次）噴射，可以根據柴油機工況對噴油速率和噴油規(guī)律進行精確控制。2/4/2023107施雯七、共軌式電控燃油噴射系統4．壓電式共軌系統壓電共軌系統的特點

壓電式共軌系統是指采用了壓電技術的共軌系統，主要是控制噴油器的執(zhí)行元件用壓電元件取代了電磁閥，稱為壓電式噴油器。噴射壓力高：20～200MPa彈性調節(jié)，最高噴射壓力達到180MPa?？刂凭雀?、切換頻率高：壓電式噴油器每個工作循環(huán)噴射次數可達5次（電磁閥式噴油器為3次），最小噴射間隔時間可達0.1ms，最小噴射量可控制在0.5mm3以下。響應速度快：壓電元件施加電壓以后的0.1ms內就會發(fā)生形變。節(jié)能、壽命長，可使噴油速率、噴射規(guī)律以及精確度達到最優(yōu)。2/4/2023108施雯

4．壓電式共軌系統奧迪V6轎車裝用的3.0LTDI柴油機壓電式共軌系統

七、共軌式電控燃油噴射系統2/4/2023109施雯

4．壓電式共軌系統壓電式噴油器（分兩類）用壓電元件控制油道的噴油器：此類噴油器的結構原理與前述采用電磁閥控制的噴油器基本相同，只是用壓電元件取代了電磁閥。用壓電元件控制針閥升程的噴油器：噴油器針閥中部無承壓錐面和相應的壓力室，稱之為無壓力室噴油器（VCO噴油器）。VCO噴油器無增壓功能，只適用高壓柴油共軌系統。此類噴油器在直噴式的汽油機和柴油機上均已得到應用。七、共軌式電控燃油噴射系統2/4/2023110施雯

4．壓電式共軌系統1-石英測量墊片2-壓電執(zhí)行器3-外殼4-密封墊5-緊固螺套6-針閥體；7-壓桿8-壓帽9-高壓油管10-差動螺紋VCO噴油器利用壓電元件直接控制針閥升程來改變噴油孔流通截面，從而實現對噴油量的控制。針閥升程與施加在壓電元件兩端的反向電壓成正比。七、共軌式電控燃油噴射系統2/4/2023111施雯

4．壓電式共軌系統VCO噴油器下部結構1-高壓油管2-壓電元件3-壓帽4-碟形彈簧5-膜片6-磁鐵；7-針閥位置傳感器8-壓桿9-針閥10-針閥體11-外殼給壓電元件施加正向電壓時，壓電元件膨脹使針閥關閉；施加反向電壓時，壓電元件收縮使針閥開啟。不噴油時，若依靠給壓電元件施加正向電壓將導致電能損耗，所以設有差動螺紋來調整壓電元件的預壓力。石英測量墊片則用來精確測量差動螺紋的調整量。七、共軌式電控燃油噴射系統2/4/2023112施雯5、機械柴油噴射與電控共軌柴油噴射的差異比較

機械柴油噴射與電控共軌柴油噴射的差異主要表現在燃油的供給方式和對噴油時刻的選擇上。

傳統機械式噴油系統高壓油管內的油壓是瞬間脈動高壓，主要是由柱塞連續(xù)供油形成的。這種脈動對于噴油器噴油的穩(wěn)定性有很大的影響，使得噴油器容易產生噴油波動，在高壓油管中使燃油產生壓力波，壓力波在高壓油管中來回振蕩，在下一循環(huán)中會產生波動的疊加或減弱效應。由此，噴出的油霧顆粒不均勻，易出現二次噴射或多次噴射，從而燃燒不充分，經濟性變差，動力性下降，熱效率降低，排放物增加。傳統機械式噴油系統的噴油量主要是受負荷的影響，負荷調整噴油量即通過提前器和調速器對此油量進行修正，但不能實現精確的控制。2/4/2023113施雯2種系統的系統示意圖比較如圖4所示，性能對比與分析如表2所示。

2/4/2023114施雯2/4/2023115施雯電控高壓共軌燃油噴射系統高壓油管內的壓力總是保持在比較恒定的范圍內，這是因為供油泵產生的脈動油壓在共軌管內的容積增加時，產生諧振效應，使壓力的波動減小和削弱，當油壓變化時，由壓力調節(jié)器起作用，將噴油器的燃油壓力調節(jié)到比較恒定。電控高壓共軌燃油噴射系統的噴油量是由多因素控制的，控制噴油量的基本因素有負荷（油門開度表示）、轉速、水溫、進氣溫度和油溫，以及燃油油壓「和尾氣中含氧量的多少。確定噴油量的同時，由ECU控制電磁閥開啟時間的長短，確定每次噴油量大小。電控高壓共軌燃油噴射系統的特點是：噴油定時與噴油量的控制相互獨立，噴油壓力和噴油持續(xù)期不受發(fā)動機負荷和轉速的影響；各缸的噴油壓力、噴油量和噴油始點可自由調整，從而實現對噴油正時、噴油量和噴油速率的最優(yōu)控制；噴射壓力很高且噴射可靠，能實現多種噴油規(guī)律等。這些特點對實現柴油機高效、清潔、低噪聲的燃燒過程起到了顯著的作用。2/4/2023116施雯電控高壓共軌燃油噴射系統的優(yōu)點是噴油壓力柔性可調，在不同負荷和轉速下都可確定所需的最佳噴油壓力。同時由于實現了對噴油正時、噴油量和噴油速率的最優(yōu)控制，因而改善了柴油機的燃燒過程，減少了排氣顆粒和NO-X的排放，降低了燃燒噪聲。另外它對燃油經濟性的改善也是十分明顯的。目前電控高壓共軌燃油噴射系統的發(fā)展趨勢是更高的噴射壓力（200MPa）、更小的噴孔直41（0.11～0.13mm）、更短的響應時間（0.1ms）、更低的功率消耗（采用壓電晶體噴油器）和功能更完善的軟件。電控高壓共軌燃油噴射系統的不足之處在于系統比較復雜；為了實現精確的控制，對傳感器的精度要求較高；隨著共軌壓力的不斷提高，對共軌系統各部件的性能要求也越來越苛刻。另外，來用電控共軌燃油噴射系統后，需對發(fā)動機結構進行相應的改進，尤其是對缸蓋的設計。以上這些決定了電控共軌燃油噴射系統的應用成本相對較高。2/4/2023117施雯1.加速踏板位置傳感器功用：又稱負荷傳感器，用來檢測加速踏板被駕駛員踩下的位置及位置變化。類型：電位計式、差動電感式和霍爾式。電位計式加速踏板位置傳感器ａ）傳感器外形；ｂ）內部電路八、柴油機電控燃油噴射系統傳感器2/4/2023118施雯差動電感式加速踏板位置傳感器：推桿與加速踏板聯動，銜鐵與推桿做成一體。當加速踏板的位置發(fā)生變化時，在兩個線圈中移動，使兩個線圈內的自感電動勢發(fā)生一增一減的變化，根據輸出端線圈的電壓信號即可確定加速踏板的位置。差動電感式加速踏板位置傳感器a）傳感器外形；b）內部結構

1-加速踏板；2-推桿；3-加速踏板位置傳感器；4-線束連接器；5-線圈；6-銜鐵2/4/2023119施雯霍爾式加速踏板位置傳感器：利用霍爾效應原理來檢測加速踏板的位置及其位置變化傳感器永久磁鐵安裝在與加速踏板聯動的軸上，霍爾元件則是固定的，見圖；當加速踏板位置變化時，與加速踏板聯動的軸就會帶動永久磁鐵轉動，從而改變永久磁鐵與霍爾元件之間的相對位置，使作用在霍爾元件上的磁場強度發(fā)生變化，結果導致霍爾元件輸出的電壓發(fā)生變化?；魻柺绞郊铀偬ぐ逦恢脗鞲衅?/4/2023120施雯2.凸輪軸/曲軸位置傳感器凸輪軸位置傳感器：檢測曲軸轉角基準（G信號）。曲軸位置傳感器：檢測曲軸轉角（Ne信號）。功用：產生的信號用于供（噴）油正時控制。安裝位置：曲軸、凸輪軸或飛輪處；安裝在直列柱塞泵中的正時傳感器，安裝在分配泵內的泵角傳感器，均是用來檢測泵軸轉角及其轉角基準位置的傳感器，與凸輪軸/曲軸位置傳感器結構原理相同。類型：電磁感應式、霍爾式兩種。八、柴油機電控燃油噴射系統傳感器與汽油機完全相同!2/4/2023121施雯3.供（噴）油量傳感器功用：用來檢測柴油機的實際供（噴）油量，產生的信號用來實現供（噴）油量的閉環(huán)控制。類型：直列柱塞泵供油齒條（或拉桿）位置傳感器分配泵油量控制滑套位置傳感器無壓力室噴油器針閥升程傳感器。供油齒條（或拉桿）和滑套位置傳感器通常采用差動電感式（分差動自感式和差動變壓器式）。針閥升程傳感器通常采用霍爾式。八、柴油機電控燃油噴射系統傳感器2/4/2023122施雯差動自感式位置傳感器自感傳感器2/4/2023123施雯差動自感式位置傳感器差動自感傳感器1-線圈；2-鐵心；3-銜鐵；4-連接桿兩個完全相同的線圈反向串接，并與兩個標準電阻器接成測量（電橋）電路，隨銜鐵移動，兩個線圈產生的自感電動勢一增一減；使測量電路輸出的電壓也隨之變化；此電壓信號大小與銜鐵位移量成正比。2/4/2023124施雯差動變壓器式位置傳感器由1個初級線圈和2個次級線圈組成，初級線圈通電時，在2個次級線圈內產生互感電動勢，2個次級線圈反向串接，輸出的差動電感隨銜鐵位移量而變化。

差動變壓器傳感器1、3-次級線圈；2-初級線圈；4-銜鐵差動變壓器傳感器輸出特性橫坐標：銜鐵位移縱坐標：互感電動勢2/4/2023125施雯霍爾式針閥升程傳感器1-傳感器線束2-線束連接器3-彈簧4-霍爾元件5-彈簧座和永久磁鐵6-噴嘴霍爾式針閥升程傳感器霍爾元件通電后，當與針閥彈簧座制成一體的永久磁鐵移動時，使通過霍爾元件的磁場強度發(fā)生變化，霍爾元件即輸出一個與針閥升程成正比的霍爾電壓。ECU根據此霍爾電壓即可確定針閥升程，進而確定實際噴油量，以便對噴油量進行閉環(huán)控制。2/4/2023126施雯4.供（噴）油正時傳感器功用：用來檢測柴油機的實際供（噴）油正時，產生的信號用來實現供（噴）油正時的閉環(huán)控制。類型：檢測供（噴）油正時的方法不同，所采用的傳感器也不同。

直列柱塞泵位置控制方式中的正時傳感器分配泵位置控制方式中的正時活塞位置傳感器分配泵時間控制方式和共軌系統中的：噴油器針閥開啟始點傳感器高速電磁閥關閉始點傳感器燃燒室著火始點傳感器

八、柴油機電控燃油噴射系統傳感器2/4/2023127施雯4.供（噴）油正時傳感器噴油器針閥開啟始點傳感器1-傳感器線束2-線束連接器3-彈簧4-霍爾元件5-彈簧座和永久磁鐵6-噴嘴霍爾式針閥升程傳感器電磁感應式針閥升程傳感器2/4/2023128施雯4.供（噴）油正時傳感器噴油器針閥開啟始點傳感器觸點式針閥升程傳感器1-導線2-導電支座3-墊片4-噴油器彈簧5-絕緣套筒6-彈簧座7-限位板8-絕緣鍍層9-針閥體10-針閥11-觸點12-針閥滑動面13-絕緣環(huán)14-接線片15-絕緣套16-噴油器體噴油器針閥經彈簧座、彈簧、墊片、導電支座、接線片與線束連接器上的導線連接，并利用塑料絕緣套、絕緣環(huán)、絕緣套筒和針閥滑動面上的絕緣鍍層與噴油器殼體和針閥體保持絕緣。噴油器體則直接搭鐵。噴油器工作時，針閥落座即觸點閉合，電路接通；針閥離座即觸點斷開，電路切斷。2/4/2023129施雯4.供（噴）油正時傳感器噴油器針閥開啟始點傳感器觸點式針閥升程傳感器的工作原理ａ）噴油器不噴油時；ｂ）噴油器噴油時2/4/2023130施雯4.供（噴）油正時傳感器高速電磁閥關閉始點傳感器

在利用高速電磁閥關閉回油通道的方法控制分配泵供油始點或噴油器噴油始點時，可通過檢測高速電磁閥關閉始點即可確定供（噴）油始點。高速電磁閥關閉始點傳感器通常采用觸點式，其結構原理與觸點式針閥傳感器基本相同，它將高速電磁閥的閥門與閥座作為觸點開關，閥桿上鍍有絕緣層與閥體保持絕緣，閥關閉時，傳感器輸出信號電壓為0；閥開啟時，傳感器輸出信號電壓不為0。2/4/2023131施雯高速電磁閥關閉始點傳感1-回位彈簧；2-鐵心；3-線圈；4-電樞；5-墊片；6-限位塊；7-閥桿；8-密封圈2/4/2023132施雯4.供（噴）油正時傳感器燃燒室著火始點傳感器

光電式著火正時傳感器1-殼體；2-石英晶體棒；3-光敏晶體管；4-線束連接器光電式著火正時傳感器安裝在氣缸蓋上并伸入燃燒室，用來檢測燃燒室內混合氣著火的開始時刻。2/4/2023133施雯5.壓力傳感器柴油機電控系統中的壓力傳感器包括：進氣管絕對壓力傳感器、增壓壓力傳感器、大氣壓力傳感器、排氣壓力傳感器、壓差傳感器、燃油壓力傳感器。常用類型：壓敏電阻式、壓電式和電容式三種。八、柴油機電控燃油噴射系統傳感器2/4/2023134施雯5.壓力傳感器壓電式壓力傳感器：壓電式壓力傳感器主要由壓電元件和電極引線等組成，當壓電零件受壓變形時，會在壓電零件的兩端產生電壓，此電壓與壓電元件承受的壓力成正比，ECU根據這一電壓信號確定被測壓力。壓電式壓力傳感器1-壓電元件組合；2-單片壓電元件；3-接線板；4-電極引線2/4/2023135施雯5.壓力傳感器壓差傳感器：壓差傳感器的結構原理與壓力傳感器基本相同，只是壓差傳感器的硅片兩側均為壓力氣室，一側為低壓氣室，另一側為高壓氣室。信號用以判斷濾清器或過濾器堵塞情況。

壓差傳感器1-壓差傳感器；2-線束連接器；3-低壓側接管；4-高壓側接管2/4/2023136施雯6.溫度傳感器功用:檢測進氣溫度傳感器、冷卻液溫度傳感器、燃油溫度傳感器、排氣溫度。類型：檢測進氣溫度、冷卻液溫度、燃油溫度通常用熱敏電阻式，檢測排氣溫度傳感器有熱敏電阻式、熱電偶式、熔絲式。進氣溫度傳感器安裝在進氣管中，其功用是檢測進氣溫度。冷卻液溫度傳感器一般安裝在氣缸體水道上或冷卻水出口處，其功用是檢測發(fā)動機冷卻液溫度信號。燃油溫度傳感器通常安裝在燃油箱中，其功用是檢測燃油溫度。排氣溫度傳感器安裝在排氣管中，其功用是檢測排氣溫度，主要用于排放控制。八、柴油機電控燃油噴射系統傳感器2/4/2023137施雯6.溫度傳感器熱電偶式溫度傳感器是利用熱電效應制成的溫度傳感器；熱電偶