第四章 分配泵講解

汽車柴油發(fā)動機(jī)控制技術(shù)第四章

分配泵式柴油控制系統(tǒng)§4-1

傳統(tǒng)軸向柱塞式分配泵供油系統(tǒng)◎

分配泵供油系統(tǒng)與直列柱塞式噴油泵相比，具有以下主要特點：結(jié)構(gòu)簡單，精密零件少、體積小、重量輕、成本低；能夠保證各缸供油的均勻性和供油時間的一致性，分配泵單缸供油量和供油提前角不需調(diào)整。凸輪升程小，柱塞行程小，有利于提高轉(zhuǎn)速。一、傳統(tǒng)軸向柱塞式分配泵供油系統(tǒng)的組成軸向柱塞式VE泵供給系統(tǒng)的組成

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燃油箱膜片式輸油泵濾清器

噴油泵葉片式輸油泵調(diào)速器提前裝置斷油電磁閥噴油器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(diào)節(jié)器泵腔分配泵噴油器回油供油供油正時調(diào)節(jié)二、傳統(tǒng)軸向柱塞式分配泵的結(jié)構(gòu)原理

葉片式輸油泵驅(qū)動機(jī)構(gòu)高壓泵斷油電磁閥調(diào)速器提前裝置（一）傳統(tǒng)軸向柱塞式分配泵的組成提前裝置軸向柱塞電磁閥輸油泵調(diào)速器找一找VE泵各組成部件（名稱）？（二）傳統(tǒng)軸向柱塞式分配泵的工作原理1.葉片式輸油泵調(diào)壓閥柱塞油箱2.驅(qū)動機(jī)構(gòu)1-噴油泵軸2-滾輪架3－聯(lián)軸器4-端面凸輪5-分配泵柱塞使柱塞轉(zhuǎn)動的同時產(chǎn)生軸向移動！噴油泵軸的轉(zhuǎn)速為曲軸轉(zhuǎn)速的一半，柱塞隨噴油泵軸每轉(zhuǎn)一圈，往復(fù)運動的次數(shù)與端面凸輪數(shù)（汽缸數(shù)）相等。柱塞每往復(fù)運動一次，即完成一次吸油和泵油過程。3.高壓泵（軸向柱塞式分配泵）驅(qū)動軸齒輪葉片泵滾輪凸輪盤柱塞彈簧出油閥斷油電磁閥柱塞柱塞套端面凸輪控制滑套柱塞上均布著與發(fā)動機(jī)氣缸數(shù)相等個數(shù)的進(jìn)油軸向槽、1個分配孔、1個中心油道和1個泄油孔。柱塞套上均布著與發(fā)動機(jī)氣缸數(shù)相等個數(shù)的、與各出油道分別對應(yīng)的出油孔。（1）分配泵的結(jié)構(gòu)出油孔進(jìn)油槽分配孔泄油孔中心油道（1）分配泵的結(jié)構(gòu)吸油過程泄油孔、分配孔關(guān)閉；柱塞在回位彈簧作用下左移；柴油經(jīng)進(jìn)油道、軸向進(jìn)油槽進(jìn)入泵腔。（2）分配泵的工作原理出油分配口出油管路油壓平衡槽泵油過程泄油孔、進(jìn)油孔關(guān)閉；柱塞在端面凸輪作用下右移；泵腔內(nèi)高壓柴油經(jīng)分配孔供往噴油器。泵油過程中油壓平衡槽的功用：在柱塞旋轉(zhuǎn)過程中分別與各出油道接通，以平衡各出油道內(nèi)的壓力，保證各缸分油均勻?；赜瓦^程進(jìn)油孔關(guān)閉；柱塞在端面凸輪作用下右移（泄油孔從滑套中露出）；泵腔內(nèi)高壓柴油經(jīng)泄油孔流回低壓腔；滑套的位置決定供油量?；紫ɑ饠嘤蛿嘤碗姶砰y關(guān)閉進(jìn)油道。X4.離心式調(diào)速器5.供油提前角自動調(diào)節(jié)器正時活塞左側(cè)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(cè)承受葉片式輸油泵輸出的油壓，隨轉(zhuǎn)速而變化。隨轉(zhuǎn)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?！?-2

電控軸向柱塞式分配泵供油系統(tǒng)其分配泵的驅(qū)動機(jī)構(gòu)和軸向壓縮式柱塞泵與傳統(tǒng)式分配泵相同；調(diào)速器和供油提前角調(diào)節(jié)器（正時裝置）變成電控形式（或已取消）；增加了ECU和各種傳感器，ECU接收各相關(guān)傳感器的信號對供油量和供油正時進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。一、電控軸向柱塞式分配泵“位置控制”系統(tǒng)

1.組成葉片式輸油泵驅(qū)動機(jī)構(gòu)高壓泵斷油電磁閥電子調(diào)速器電控提前裝置2.供油量控制利用電子調(diào)速器調(diào)節(jié)油量控制滑套位置。電子調(diào)速器有轉(zhuǎn)子螺線管型和螺線管型兩種。轉(zhuǎn)子螺線管式電子調(diào)速器滑套位置傳感器定子轉(zhuǎn)子偏心鋼球滑套ECU通過控制定子線圈的通電占空比來控制轉(zhuǎn)子軸轉(zhuǎn)動的角度；滑套位置傳感器安裝在轉(zhuǎn)子軸上，ECU通過該傳感器檢測的轉(zhuǎn)子軸位置信號確定油量控制滑套的實際位置，并對滑套位置（即供油量）進(jìn)行閉環(huán)控制。螺線管式電子調(diào)速器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-滑套當(dāng)螺線管通電時，電樞通過控制臂帶動滑套移動到電磁力與回位彈簧力平衡的位置；螺線管通電占空比不同，產(chǎn)生的磁場強度不同，電樞、控制臂和滑套的位置不同，分配泵的供油量也就不同；ECU通過控制螺線管的通電占空比來完成對供油量的控制。ECU根據(jù)差動電感式的滑套位置傳感器的感應(yīng)電壓信號來確定油量控制滑套的實際位置以實現(xiàn)供油量的閉環(huán)控制。供油提前角調(diào)節(jié)油缸

彈簧提前滯后滾輪傳動銷壓力腔（輸油泵出油端）與輸油泵吸入端相通供油提前角調(diào)節(jié)閥供油提前角自動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)3.供油正時控制利用電磁閥控制正時活塞兩側(cè)油壓。供油提前角調(diào)節(jié)閥正時活塞位置傳感器ECU利用正時活塞位置傳感器實現(xiàn)閉環(huán)控制?！?/p>

電控軸向柱塞式VE泵“位置控制”原理VE-EDC系統(tǒng)模塊圖二、電控軸向柱塞式分配泵“時間控制”系統(tǒng)主要組成部件：控制器：ECU與分配泵之間的信息中轉(zhuǎn)。驅(qū)動器：對控制器輸出的控制信號進(jìn)行放大。高速電磁閥：控制分配泵供油開始與結(jié)束。1-控制器2-驅(qū)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(guān)閉時間傳感器7-噴油始點傳感器1.供油量控制控制類型：回油控制方式進(jìn)油控制方式回油控制方式—

進(jìn)、回油通道相互獨立；

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用電磁閥取代傳統(tǒng)滑套控制回油過程，以實現(xiàn)供油量的時間控制；

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分配泵柱塞仍保留進(jìn)油槽。1-高速電磁閥2-回油口3-進(jìn)油口4-泵角傳感器5-正時控制電磁閥6-至噴油器進(jìn)油控制方式

—進(jìn)、回油通道合二為一；—用電磁閥控制進(jìn)、回油過程，以實現(xiàn)供油量的時間控制；

—分配泵柱塞取消了進(jìn)油槽。1-分配泵柱塞2-進(jìn)回油口3-高速電磁閥4-噴油器2.供油正時控制控制類型：電控液壓供油提前角自動調(diào)節(jié)器高速電磁閥的通、斷時刻控制電控液壓供油提前角自動調(diào)節(jié)器

—與采用“位置控制”方式的分配泵相同，通過改變分配泵驅(qū)動裝置中滾輪架與端面凸輪的相對位置，實現(xiàn)供油正時的控制。

—“時間控制”與“位置控制”方式在供油（量和正時）控制方面，兩者的共同特點是：供油的開始時刻均取決于分配泵驅(qū)動裝置中滾輪架與端面凸輪的相對位置。

—兩者的不同之處是供油的結(jié)束時刻的控制方式不同：采用“位置控制”方式的分配泵供油結(jié)束時刻取決于油量控制滑套的位置；采用“時間控制”方式的分配泵供油結(jié)束時刻取決于高速電磁閥的開啟時刻。

高速電磁閥的通、斷時刻控制

—取消了電控液壓供油提前角自動調(diào)節(jié)器?！酶咚匐姶砰y的關(guān)閉和開啟時刻來控制供油的開始和結(jié)束時刻，真正實現(xiàn)了供油正時的“時間控制”。

—為提高供油正時的“時間控制”精度，需要傳感器信號修正：一種方式是采用電磁閥關(guān)閉時間傳感器來精確測定電磁閥關(guān)閉始點和終點時刻；另一種方式是采用噴油器始點傳感器，精確測定噴油器的實際噴油始點。

ECU根據(jù)傳感器的信號，對供油（噴油）正時實施閉環(huán)控制?！獮闇?zhǔn)確控制各缸的供油順序，一般設(shè)有供油信號發(fā)生器，通常該信號發(fā)生器與CMP/CKP傳感器制成一體。

三、捷達(dá)SDI柴油發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)信號的作用：用于檢測電子調(diào)速器中轉(zhuǎn)子軸的位置以此確定油量控制滑套的實際位置，ECU利用該信號對滑套位置（即供油量）進(jìn)行閉環(huán)控制。

信號失效的后果：行駛特性惡化直至發(fā)動機(jī)熄火；預(yù)熱時間控制燈K29閃爍。

G149滑套位置傳感器（二）系統(tǒng)傳感器信號的作用：為ECU提供發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號，作為用于計算供油量的一個因素，同時，其所監(jiān)測的上止點信號被用于柴油噴射起始的控制。

信號失效的后果：發(fā)動機(jī)不能起動；發(fā)動機(jī)熄火；預(yù)熱時間控制燈-K29閃爍；轉(zhuǎn)速表不顯示轉(zhuǎn)速。G28發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器位于發(fā)動機(jī)3缸噴油器。信號的作用：用來確定噴油始點信號。

信號失效的后果：噴油始點控制進(jìn)入開環(huán)控制；功率損失；廢氣排放惡化；預(yù)熱時間控制燈K29閃爍；無廢氣再循環(huán)功能；發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)粗暴；出現(xiàn)“聳車”現(xiàn)象。

G80針閥升程傳感器即油門位置傳感器

。信號的作用：檢測油門開度，其測得的數(shù)值作為發(fā)動機(jī)控制器用于供油量計算的重要參數(shù)。信號失效的后果：維持較高的怠速轉(zhuǎn)速；預(yù)熱時間控制燈K29閃爍。

G79加速踏板位置傳感器安裝在電子調(diào)速器上

。信號的作用：檢測燃油溫度，所測值將作為發(fā)動機(jī)控制器計算供油量的修正值使用。信號失效的后果：功率損失；廢氣排放惡化；發(fā)動機(jī)ECU用替代溫度（-5.4°C）工作。G81燃油溫度傳感器安裝在發(fā)動機(jī)冷卻水道上

。信號的作用：檢測冷卻液（即發(fā)動機(jī)）溫度，所測值將作為發(fā)動機(jī)控制器計算供油量的修正值使用。信號失效的后果：起動時有黑煙；總是有約20秒的預(yù)熱；發(fā)動機(jī)ECU利用燃油溫度傳感器的測量值作為替代。

G62冷卻液溫度傳感器§4-3

傳統(tǒng)徑向柱塞式分配泵供油系統(tǒng)組成：葉片式輸油泵驅(qū)動機(jī)構(gòu)分配泵調(diào)速器正時調(diào)節(jié)器

分配泵的供油量通過油量控制閥控制進(jìn)油量來實現(xiàn)。

1-聯(lián)軸器2-調(diào)速器飛塊3-內(nèi)凸輪4-滾柱5-滾柱座6-泵油柱塞7-供油提前角自動調(diào)節(jié)器8-分配轉(zhuǎn)子9-分配套筒10-葉片式輸油泵11-噴油器12-調(diào)壓閥13-油量控制閥一、傳統(tǒng)徑向柱塞式分配泵的結(jié)構(gòu)原理1-泵油柱塞2-分配轉(zhuǎn)子3-滾柱座4-滾柱5-內(nèi)凸輪a－基圓段b－壓油段c－缷壓段d－吸油段結(jié)構(gòu)圖原理圖分配泵轉(zhuǎn)子中有1條軸向的中心油道、與氣缸數(shù)相等且均勻分布的徑向油道和1條徑向分配口，三者之間相互連通。分配套筒中有1條進(jìn)油道和與氣缸數(shù)相等且均勻分布的徑向出油道。柴油機(jī)工作時，分配泵轉(zhuǎn)子、泵油柱塞、滾柱座和滾柱一起在內(nèi)凸輪中逆時針旋轉(zhuǎn)。1-內(nèi)凸輪2-進(jìn)油口3-徑向油道4-中心油道5-分配口6-出油道7-分配套筒吸油過程壓油過程7當(dāng)滾柱轉(zhuǎn)至基圓段a時，兩個泵油柱塞之間的泵油腔充滿柴油。在壓油段b，兩個對置的泵油柱塞壓向分配轉(zhuǎn)子中心，泵油腔內(nèi)的柴油被壓縮，此時，分配套筒進(jìn)油口與分配轉(zhuǎn)子上各徑向油道錯開，而分配轉(zhuǎn)子的分配口與分配套筒上對應(yīng)某缸噴油器的出油道接通，泵油腔內(nèi)被壓縮的高壓柴油輸送給該缸噴油器，當(dāng)滾柱轉(zhuǎn)到壓油段b的最高點時，供油結(jié)束。進(jìn)入卸壓段c后，泵油柱塞在離心力的作用下向外甩開，使泵油腔容積增大，油壓迅速降低，分配泵停止供油。當(dāng)滾柱轉(zhuǎn)到吸油段d時，泵油柱塞進(jìn)一步被迅速甩開，泵油腔內(nèi)產(chǎn)生較大的真空度，此時，分配轉(zhuǎn)子的分配口與分配套筒上各出油道錯開，而分配套筒進(jìn)油口與分配轉(zhuǎn)子某一徑向油道接通，低壓柴油被吸入泵油腔。二、供油量控制1-閥體2-拉桿銷3-連接臂4-分配泵殼體油道5-閥體直槽轉(zhuǎn)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(diào)節(jié)進(jìn)油量（供油量）。柴油機(jī)小負(fù)荷時，經(jīng)三角形缺口進(jìn)油，缺口可在一定范圍內(nèi)保證進(jìn)油流通截面不發(fā)生急劇變化，有利于柴油機(jī)小負(fù)荷時的運轉(zhuǎn)穩(wěn)定。

三、供油提前角控制調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)原理與軸向壓縮式分配泵基本相同。調(diào)節(jié)器內(nèi)的正時活塞在液壓作用下移動時，通過傳動銷使內(nèi)凸輪相對泵油柱塞轉(zhuǎn)過一定的角度。1-內(nèi)凸輪2-傳動銷3-調(diào)節(jié)器殼體正時活塞來自葉片泵傳動銷供油提前角自動調(diào)節(jié)器§4-4

電控徑向柱塞式分配泵供油系統(tǒng)其分配泵的驅(qū)動機(jī)構(gòu)和徑向壓縮式柱塞泵與傳統(tǒng)式分配泵相同；供油量和供油正時裝置變成電控形式；增加了ECU和各種傳感器，ECU接收各相關(guān)傳感器的信號對供油量和供油正時進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。一、電控徑向分配泵“位置控制”系統(tǒng)泵油柱塞座架1-泵油柱塞2-柱塞斜面3-座架彎臂槽4-座架為實現(xiàn)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(zhuǎn)子內(nèi)）的位置，即可實現(xiàn)供油量位置控制。（一）供油量控制座架軸向位置控制機(jī)構(gòu)1-驅(qū)動軸2-端面凸輪3-推力圈4-驅(qū)動軸5-泵油柱塞6-座架7-座架彈簧8-推桿9-十字軸10-導(dǎo)向管端面凸輪2與導(dǎo)向管10以曲面配合。端面凸輪2與導(dǎo)向管10相對轉(zhuǎn)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(dǎo)向管10相對位置由電控液壓系統(tǒng)控制。1.供油量控制—座架軸向位置控制步進(jìn)電機(jī)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(qū)動齒桿和端面凸輪外齒圈使端面凸輪轉(zhuǎn)動。端面凸輪轉(zhuǎn)動位置控制機(jī)構(gòu)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(jìn)電動機(jī)1.供油量控制—座架軸向位置控制滾柱座10斜面與驅(qū)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(jìn)油電磁閥6控制油腔8內(nèi)油壓。油腔8內(nèi)油壓使分配轉(zhuǎn)子左移時，滾柱座向內(nèi)徑向移動，使柱塞最大行程（即泵油量）減小。油腔內(nèi)泄壓時，彈簧2推動分配轉(zhuǎn)子右移，使柱塞泵油行程增大。2.供油量控制—分配轉(zhuǎn)子軸向位置控制分配轉(zhuǎn)子軸向位置控制1-驅(qū)動軸2-分配轉(zhuǎn)子回位彈簧3-驅(qū)動軸爪形槽斜面4-內(nèi)凸輪5-回油電磁閥6-進(jìn)油電磁閥7-轉(zhuǎn)子位置傳感器8-油腔9-分配轉(zhuǎn)子10-滾柱座（二）供油正時控制步進(jìn)電機(jī)1通過伺服閥2控制提前角調(diào)節(jié)器的液壓油路。進(jìn)而控制正時活塞6的位置。正時活塞6帶動傳動銷5使內(nèi)凸輪7相對分配轉(zhuǎn)子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)供油正時調(diào)整。徑向泵供油正時位置控制1-步進(jìn)電動機(jī)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(nèi)凸輪二、電控徑向分配泵“時間控制”系統(tǒng)奧迪A6轎車2.5LTDI柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)

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-柴油濾清器分配泵控制器功用：ECU與分配泵信息中轉(zhuǎn)。（一）供油量控制控制方式：

與軸向壓縮式分配泵“進(jìn)油控制”方式類似！

用電磁閥控制進(jìn)、回油過程，以實現(xiàn)供油量的時間控制。

充油過程供油量控制電磁閥打開，燃油從泵的膜片腔進(jìn)入到壓縮腔。

壓縮過程通過驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)動，滾子運動到凸輪環(huán)的凸輪上，同時推動柱塞向內(nèi)運動，兩個柱塞之間的燃油被壓縮。

噴射準(zhǔn)備供油量控制電磁閥在分配泵控制器的控制下關(guān)閉進(jìn)油通道。在電磁閥關(guān)閉的情況下，燃油一直處于被壓縮狀態(tài)，并被輸送到噴油器。

噴射在分配器套筒上有與各個氣缸分別對應(yīng)的出油孔。分配柱塞和驅(qū)動軸一起轉(zhuǎn)動，和分配套筒上的出油孔一起形成壓縮腔，并經(jīng)過噴油器噴射。（二）供油正時控制控制方式：電控液壓供油提前角自動調(diào)節(jié)器

供油正時控制正時控制電磁閥控制供油提前角調(diào)節(jié)器（噴射調(diào)節(jié)器）中活塞兩側(cè)的油壓壓差，以此改變凸輪環(huán)與泵油柱塞之間的轉(zhuǎn)角位置。三、奧迪A62.5LTDI柴油發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)

從發(fā)動機(jī)控制器來的信號由噴射泵控制器轉(zhuǎn)換成電磁閥的信號用于控制供油量。供油正時（噴射起始）控制發(fā)動機(jī)控制器的信號由噴射泵控制器轉(zhuǎn)換成控制噴射開始時間的信號。噴射起