第一章 概述講解

汽車柴油發(fā)動機(jī)控制技術(shù)張勝一章

柴油發(fā)動機(jī)控制技術(shù)概述*問題思考柴油和汽油怎么來的？柴油機(jī)和汽油機(jī)的不同之處有哪些？對比項(xiàng)目柴油發(fā)動機(jī)汽油發(fā)動機(jī)油氣混合氣缸內(nèi)進(jìn)氣道轉(zhuǎn)速控制噴油量空氣流入量點(diǎn)火方式燃油直接噴入高溫高壓氣體中自燃燃油靠高壓電火花點(diǎn)燃扭矩輸出低速時大低速時小熱效率較高（30～45%）較低（25～30%）燃油性能十六烷值越高越好（40～60）辛烷值越高越好（90～97）燃油標(biāo)號北方地區(qū)要求因季節(jié)而異四季不變壓縮比高（15:1～23:1）低（6:1～11:1）燃燒工況等壓循環(huán)（狄塞爾循環(huán)）等容循環(huán)（卡諾循環(huán)）啟動電機(jī)功率較大功率較小預(yù)熱裝置有（溫度≤9℃時需預(yù)熱）無結(jié)構(gòu)燃燒的爆發(fā)壓力高，故較堅固燃燒的爆發(fā)壓力低，故較輕巧兩大機(jī)構(gòu)曲柄連桿機(jī)構(gòu)配氣機(jī)構(gòu)

五大系統(tǒng)進(jìn)排氣系統(tǒng)燃料供給系統(tǒng)潤滑系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)起動系統(tǒng)骨架機(jī)體氣缸套曲軸箱氣缸蓋油底殼

柴油機(jī)的基本構(gòu)成汽油發(fā)動機(jī)與柴油發(fā)動機(jī)特征值比較：壓縮比壓縮壓力bar壓縮溫度℃燃燒最高壓力bar全負(fù)荷排氣溫度℃轉(zhuǎn)速（平均值）n/min低速扭矩升功率kw/l總效率%汽油發(fā)動機(jī)6~11：111~18400~60040~60700~10005000~6000小高15~30柴油發(fā)動機(jī)21~30：130~60700~90065~90500~6004000大低25~40柴油機(jī)的特點(diǎn)：1、壓縮比高：15-22,壓縮壓力達(dá)3.5-4.5MPa。2、熱效率高：達(dá)到30%-40%。3、燃油消耗低：比汽油機(jī)低30%左右，經(jīng)濟(jì)性好。4、沒有點(diǎn)火系，油路系統(tǒng)機(jī)件精密，故障相對減少，工作可靠性高。5、排放污染物少，但易產(chǎn)生碳煙。6、轉(zhuǎn)速低、質(zhì)量大、制造維修費(fèi)用高。柴油汽油冷卻液損失排氣損失總熱量損失有效熱效率摩擦損失柴油機(jī)與汽油機(jī)的不同：1、燃油不同。2、點(diǎn)火方式不同。3、供油方式不同。4、混合氣形成時間不同。5、所需要的過量空氣系數(shù)不同德國人卡爾·奔馳于1886年發(fā)明的世界上第一輛內(nèi)燃機(jī)汽車魯?shù)婪颉さ胰麪枺―isesel1858—1913）德國工程師，1893年發(fā)明世界上第一臺柴油動力壓燃式發(fā)動機(jī)被稱為“柴油機(jī)之父”。一、柴油發(fā)動機(jī)技術(shù)的發(fā)展過程Rudolf

Diesel（1858～1913）德國人魯?shù)婪?狄塞爾先生于1893年2月23日獲得柴油發(fā)動機(jī)的發(fā)明專利證書1894年柴油機(jī)之父狄塞爾先生展出世界上第一臺 柴油發(fā)動機(jī)，功率2kW 。 它的名字=他的名字=Diesel1897年狄塞爾先生制造成了18.4kW的柴油發(fā) 動機(jī)。該機(jī)為4沖程式，熱效率為26%Rudolf

Diesel（1858～1913）1894年柴油機(jī)之父狄塞爾先生展出世界上第一臺 柴油發(fā)動機(jī)，功率2kW 。 它的名字=他的名字=Diesel1897年狄塞爾先生制造成了18.4kW的柴油發(fā) 動機(jī)。該機(jī)為4沖程式，熱效率為26%1923年奔馳公司生產(chǎn)了第一輛柴油 機(jī)卡車，裝備36.75kW（50 馬力）發(fā)動機(jī)，載重5噸1936年世界第一輛柴油機(jī)轎車梅賽 德斯—奔馳260D制造成功1898年柴油發(fā)動機(jī)成功地用在汽車上1976年德國大眾開始批量生產(chǎn)1.5升自然吸氣渦流室式柴 油機(jī)，安裝在第一代高爾夫轎車上1989年大眾高爾夫柴油轎車獲得“低排放車”稱號1993TDI比汽油機(jī)節(jié)油25～30%噪聲比SDI小1995可變噴嘴截面的渦輪增壓器技術(shù)，提高了TDI 的適應(yīng)性,1.9升由90馬力提高到110馬力1998TDI-PD泵噴嘴，且燃油在主噴射開始之前有少量的預(yù) 噴，達(dá)到高性能柴油發(fā)動機(jī)平穩(wěn)燃燒的理想狀態(tài)1999經(jīng)濟(jì)環(huán)保3升大眾路波轎車是世界上第一輛排放達(dá)到歐4標(biāo)準(zhǔn)的柴油轎車，80天環(huán)球33,333km，均油耗2.38L/100km

2002中國第一輛柴油轎車---捷達(dá)SDIT--TURBO:渦輪增壓D--DIRECT：直接I--INJECTION：噴射S--SUCTION：吸氣式D--DIRECT：直接I --INJECTION：噴射SDI和TDI第一次飛躍——1927年，德國BOSCH公司研制出了直列式合成泵。第二次飛躍——1954年，瑞典VOLVO汽車公司將廢氣渦輪增壓技術(shù)應(yīng)用在汽車柴油發(fā)動機(jī)上。第三次飛躍——20世紀(jì)80年代，電子控制技術(shù)應(yīng)用于柴油發(fā)動機(jī)上。

先后經(jīng)歷了三個發(fā)展階段：

（1）“位置控制”（2）“時間控制”

（3）“時間-壓力控制（壓力控制）”一、柴油發(fā)動機(jī)技術(shù)的發(fā)展過程柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展經(jīng)歷了三個階段：第一代柴油機(jī)電控系統(tǒng)：采用“位置控制”，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)。以電控分配泵為代表。第二代柴油機(jī)電控系統(tǒng):采用“時間控制”“，采用電磁閥控制。以電控泵噴嘴和單體泵系統(tǒng)為代表的。第三代柴油機(jī)電控系統(tǒng)：采用“壓力控制”，以“高壓共軌系統(tǒng)”為代表。第四代柴油機(jī)電控系統(tǒng)：采用“壓力控制”，集成HCCI，改變排量，低溫等離子尾氣凈化燈技術(shù)。二、汽車柴油發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)的組成1．柴油電控系統(tǒng)的基本組成信號輸入傳感器電控單元（ECU）執(zhí)行器VE-EDC系統(tǒng)模塊圖捷達(dá)SDI柴油發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)捷達(dá)SDI柴油發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)奧迪A62.5LTDI柴油發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)二、汽車柴油發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)的組成運(yùn)行工況傳感器用來檢測柴油機(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、空氣流量計等。修正信號傳感器用來檢測柴油機(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。反饋信號傳感器閉環(huán)控制系統(tǒng)中用來檢測執(zhí)行元件實(shí)際位置的傳感器，包括供（噴）油量傳感器和供（噴）油正時傳感器兩大類。

2．柴油電控系統(tǒng)的傳感器二、汽車柴油發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)的組成3．柴油電控系統(tǒng)的電控單元功用：根據(jù)各傳感器輸入信號和內(nèi)存程序，計算出供（噴）油量和供（噴）油開始時刻，并向執(zhí)行元件發(fā)出執(zhí)令信號。組成：輸入回路、微型計算機(jī)和輸出回路。ECU的基本組成二、汽車柴油發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)的組成4．柴油電控系統(tǒng)的執(zhí)行器按結(jié)構(gòu)原理不同，可分為電磁式和電液（或電氣）式兩類執(zhí)行器。按對被控制對象實(shí)施調(diào)控的方式不同，可分為直接調(diào)控和間接調(diào)控兩種類型執(zhí)行器。按運(yùn)動狀態(tài)不同，柴油發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)執(zhí)行器可分開關(guān)式（如開關(guān)式電磁閥）和連續(xù)動作式（如占空比控制型電磁閥、直流電動機(jī)）兩類執(zhí)行器。三、汽車柴油發(fā)動機(jī)應(yīng)用的主要技術(shù)“共軌”技術(shù)

——指利用一個“公共油軌”向各缸噴油器供油，油壓可獨(dú)立控制?！皶r間控制”燃油噴射技術(shù)

——由ECU控制的高速電磁閥來直接控制供（