第1课电控直列泵与电控分配泵

车辆电子控制技术 讲授内容：第五章 柴油机控制技术（第1课） 主 讲 人：鲁植雄 教授 车辆电子控制技术课件 Email： 电 话* 车辆电子控制技术 2* 本章内容安排 第五章 柴油机控制技术 第1课 电控直列泵与电控分配泵 第2课 电控泵喷嘴与共轨技术 本章主要介绍： u 柴油机控制系统的特点、结构、分类和控制原理及方法； u 柴油机主要电子控制系统功能分析； u 电子控制直列泵喷射系统、电子控制分配泵喷射系统、电子控制泵 喷嘴系统和电子控制共轨系统的基本原理、特性、组成结构、控制 方法和特性分析。 车辆电子控制技术 3* 一、柴油机电子控制技术的特点与类型 二、电子控制直列泵喷射系统 三、电子控制分配泵喷射系统 本节课的主要内容 第1课 电控直列泵与电控分配泵 第五章 柴油机 控制技术 车辆电子控制技术 4* 1.柴油机电子控制技术的特点 柴油机燃油喷射具有高压、高频、脉动等特点，其喷射压力高达60150MPa， 甚至200MPa，为汽油喷射的几百倍，上千倍。 u (1)柴油喷射电子控制执行器：喷油量控制难度大、喷射正时的精度要求高 u (2)柴油电子控制喷射系统的多样化：直列泵、分配泵、泵喷嘴、单体泵 一、柴油机电子控制技术的特点与类型 第1课 电控直列泵与电控分配泵 第五章 柴油机 控制技术 车辆电子控制技术 5* 2.柴油机电子控制技术的内容 u 燃油控制 u 进气控制 u 怠速控制 u 增压控制 u 废气再循环控制 u 配气正时控制等 一、柴油机电子控制技术的特点与类型 第1课 电控直列泵与电控分配泵 第五章 柴油机 控制技术 车辆电子控制技术 6* 3. 电子控制柴油机的优点 具有发动机自动保护功能 具有发动机故障诊断功能 减小了发动机的维护工作量 改进了发动机的调速控制 改善了发动机燃油经济性 改善了发动机的冷起动性 降低了发动机排气的烟度 减少发动机的排气污染物 一、柴油机电子控制技术的特点与类型 第1课 电控直列泵与电控分配泵 第五章 柴油机 控制技术 车辆电子控制技术 7* 4.柴油机电子控制燃油系统的开发 u 第一代电子控制燃油系统：位置控制式（喷油量、喷油时间的控制） u 第二代电子控制燃油系统：时间控制式。泵管嘴脉动供油形式。 u 第三代电子控制燃油系统：时间压力控制式。喷油压力、喷油量及 喷油定时 一、柴油机电子控制技术的特点与类型 第1课 电控直列泵与电控分配泵 第五章 柴油机 控制技术 车辆电子控制技术 8* 原理：由调速器执行机构控制调节齿杆的位置，从而控制供油量；由提前器执行 机构控制发动机驱动轴和喷油器凸轮轴间的相位差，从而控制喷油时间。 关键部件：调速器执行机构、提前器执行机构 1.特点 （1）对于机械控制燃油系统来说控制自由度较大。 （2）可以检测控制对象，并可进行反馈控制。所以，因机械磨损而引起的时间 效应可以给予补偿，控制精度高。 （3）为了提高服务性和安全性，可以追加故障诊断和故障应急等功能。 （4）通过数据信息传输功能，可以提高全系统的功能，而且可使机构简单。 （5）只要改变ECU中的程序，就可以改变工作过程。 二、电子控制直列泵燃油系统 第1课 电控直列泵与电控分配泵 第五章 柴油机 控制技术 车辆电子控制技术 9* 2.基本组成与工作原理 u 从各个传感器传来的信号（图中 细线）用计算机控制中心的微型 计算机处理。与发动机负荷及转 速状态相适应的信号（图中粗线 ）送往电子调速器和电磁阀，使 调速器和提前器动作。 u 另外，在提前调速器和提前器中 ，有检测实际动作值的传感器。 把这些传感器送来的反馈信号输 入计算机，以控制最适当的喷油 量和喷油时间。 二、电子控制直列泵燃油系统 第1课 电控直列泵与电控分配泵 第五章 柴油机 控制技术 车辆电子控制技术 10* 第1课 电控直列泵与电控分配泵 第五章 柴油机 控制技术 图 Bosch电子控制直列泵燃油系统 二、电子控制直列泵燃油系统 车辆电子控制技术 11* 第1课 电控直列泵与电控分配泵 第五章 柴油机 控制技术 二、电子控制直列泵燃油系统 图 电子控制直列泵燃油系统的控制框图 车辆电子控制技术 12* 3.传感器 第1课 电控直列泵与电控分配泵 第五章 柴油机 控制技术 二、电子控制直列泵燃油系统 线性螺线管。控制线圈电流，使喷油泵的 调节齿杆移动。 齿杆位置传感器。检测出调节齿杆的位置 。 转速传感器。检测出发动机的转速。 油门传感器、水温传感器和起动信号等。 车辆电子控制技术 13* 4.电子调速器 u 电子控制直列泵燃油燃油系统中 ，调速器执行机构的作用相当于 飞块。 u 用电磁作用力或液力代替离心力 控制齿杆位移。 第1课 电控直列泵与电控分配泵 第五章 柴油机 控制技术 二、电子控制直列泵燃油系统 电子调速器 车辆电子控制技术 14* 喷油量控制原理： u 喷油量由油门开度和发动机转速决定 。当电流流过线性螺线管线圈时，滑 动铁心被拉向图1-8所示箭头方向，在 复位弹簧力的作用下，滑动铁心在某 一个平衡位置停住。 u 调节齿杆和滑动铁心是连在一起的和 铁心一起连动，向增加喷油量的方向 移动。如果铁心向箭头相反的方向移 动，则调节齿杆使喷油量向减少的方 向移动。 第1课 电控直列泵与电控分配泵 第五章 柴油机 控制技术 二、电子控制直列泵燃油系统 车辆电子控制技术 15* 喷油量控制原理： u 假设调节齿杆向增加喷油量的方向移动， 和调节齿杆连动的连接杆则以支点A为中 心，向逆时针方向转动，连接杆的下端和 齿杆位置传感器的传感器铁心连动，所以 传感器的铁心向右方（箭头方向）移动。 因此，齿杆位置传感器的输出发生了变化 。 u 齿杆位置传感器送来的信号经过传感器放 大器进行整流、放大，输入到计算机中。 然后，计算机将该信号和齿杆位置的目标 值进行比较，根据两者的差值向线性螺线 管发出驱动信号，改变喷油量。 第1课 电控直列泵与电控分配泵 第五章 柴油机 控制技术 二、电子控制直列泵燃油系统 车辆电子控制技术 16* 5.喷油定时器（或电子提前器） u 功能：通过改变发动机曲轴与喷 油泵轴之间的相位角即喷油提前 角，来实现对喷油定时控制的。 u 组成：由带喷油泵转动的输入传 动轴、输出转动轴和滑块组成。 滑块有一个内直花键和一个外螺 旋花键，它们分别与输出轴的直 花键与输入轴的螺旋花键相啮合 。此外，有一个环形接头装在输 入轴的外部，它上面有油路直通 滑块。 第1课 电控直列泵与电控分配泵 第五章 柴油机 控制技术 二、电子控制直列泵燃油系统 图1-9 喷油定时器的结构 车辆电子控制技术 17* 第1课 电控直列泵与电控分配泵 第五章 柴油机 控制技术 二、电子控制直列泵燃油系统 图图1-10 转转子总总成 车辆电子控制技术 18* 喷油定时器的控制原理 u 电磁阀由ECU驱动，控制作用在油压活 塞上的油压。油压活塞左右移动使转 换机上下运动，从而改变发动机驱动 轴输入轴和凸轮轴输出轴之间的相位 。 u 发动机驱动轴和凸轮轴上分别装有转 速脉冲发生器和提前角脉冲发生器。 u 对英两个脉冲发生器分别装置了转速 传感器和提前角传感器。从两个传感 器的信号ne和np可检测出两者的相位 差。 第1课 电控直列泵与电控分配泵 第五章 柴油机 控制技术 二、电子控制直列泵燃油系统 图图1-11 电电子提前器的相位角检测检测原理 车辆电子控制技术 19* 除了发动机的转速外，电子 提前器对于发动机的负荷也 可以通过适当改变喷油时间 而加以控制。 第1课 电控直列泵与电控分配泵 第五章 柴油机 控制技术 二、电子控制直列泵燃油系统 液压执行器系统 车辆电子控制技术 20* u 其主要元件是一个双 作用液压油缸和一个 三位四通电磁换向阀 。换向阀的工作原理 见图1-13。 u 通过该电磁换向阀控 制液压缸活塞的往复 运动，即可实现曲轴 与喷油泵凸轮轴旋转 相位角之间的改变， 实现喷油定时的调节 。 第1课 电控直列泵与电控分配泵 第五章 柴油机 控制技术 二、电子控制直列泵燃油系统 a）滑阀阀在中位 b）滑阀阀在右位 滑阀阀在右位 电磁换向阀的工作原理 车辆电子控制技术 21* 1.组成 u 可分为三大部分：传感器 、计算机（ECU）和执行 器 第1课 电控直列泵与电控分配泵 第五章 柴油机 控制技术 三、电子控制分配泵燃油系统 图1-14 电子控制分配泵燃油系统的结构原理 车辆电子控制技术 22* 第1课 电控直列泵与电控分配泵 第五章 柴油机 控制技术 三、电子控制分配泵燃油系统 图图1-15 电电子控制分配式喷喷油泵泵燃油系统组统组 成 车辆电子控制技术 23* 第1课 电控直列泵与电控分配泵 第五章 柴油机 控制技术 三、电子控制分配泵燃油系统 图图1-16 电电子控制分配泵泵燃油系统统的控制框图图 车辆电子控制技术 24* 第1课 电控直列泵与电控分配泵 第五章 柴油机 控制技术 三、电子控制分配泵燃油系统 图4-1 捷达SDI发动机电子控制系统的组成 车辆电子控制技术 25* 第1课 电控直列泵与电控分配泵 第五章 柴油机 控制技术 三、电子控制分配泵燃油系统 电子控制轴向压缩式分配泵的特点： u 灵活的匹配使发动机特性和排放控制达到最佳 。 u 全负荷喷油量曲线与调速特性和液压配置无关 。 u 对重要参数的进一步处理是目前机械泵无法实 现的。 u 电子控制使发动机在整个运行期间都有极高的 精确度。 u 进一步改善车辆的行车特性。 u 能与其它汽车电子系统相结合，使汽车更加舒 适、经 济、环保和安全。 u 取消机械装置而显著的减少了喷油泵所需空间 。 车辆电子控制技术 26* 1.组成 u 进入20世纪80年代以后， 各种电子控制式分配泵相 继问世。电子控制分配泵 都是在VE型分配泵的基础 上实现电子控制的。 u 可分为三大部分：传感器 、计算机（ECU）和执行 器 第1课 电控直列泵与电控分配泵 第五章 柴油机 控制技术 三、电子控制分配泵燃油系统 图1-14 电子控制分配泵燃油系统的结构原理 车辆电子控制技术 27* 2.位置控制式电子控制分配泵燃油系统 电磁铁中控制轴旋转改变了控制轴下端偏 心球的位置，直接控制溢油环，控制喷油 量。 （1）喷油量的控制 u ECU根据发动机的状态计算出目标喷油 量，并将结果输出到驱动回路；驱动回 路根据ECU的指令一边反馈控制执行机 构的位置，一边控制输出。这样，VE型 分配泵的溢油环控制在目标位置，从而 控制喷油量。 第1课 电控直列泵与电控分配泵 第五章 柴油机 控制技术 三、电子控制分配泵燃油系统 图图1-7 喷喷油量控制原理 车辆电子控制技术 28* 2.控制原理 （2）喷油时间控制 u VE型分配泵的提前器活塞内设有连 通高压腔和低压腔的通道，按占空 比控制定时调节阀，使定时活塞两 侧的压力差变化，从而控制喷油时 间。 u 由传感器检测出定时活塞的位置， 从而进行反馈控制。 第1课 电控直列泵与电控分配泵 第五章 柴油机 控制技术 三、电子控制分配泵燃油系统 图1-18 喷油时间控制原理 车辆电子控制技术 29* 3.时间控制式电子分配燃油燃油系统 u 微型计算机内设有时钟，通过时钟控 制喷油终了时刻，从而控制喷油量。 u 控制喷油终了时刻的执行机构是电磁 阀，对每一次喷油都可以进行控制。 u 时间控制式电子控制分配泵燃油系统 的显著特点是取消了原VE型分配泵上 的溢油环，在进油通路上设置一个电 磁溢流阀，其喷油量控制原理，如图1 -19所示。 第1课 电控直列泵与电控分配泵 第五章 柴油机 控制技术 三、电子控制分配泵燃油系统 图1-19 喷油量的时间控制原理 车辆电子控制技术 30* u 在柱塞泵油阶段，当电磁溢流阀断电时， 溢流阀打开，高压燃油立即卸压，停止喷 油。 u 喷油始点并不取决于电磁溢流阀关闭的时 刻，而是取决于分配泵端面凸轮的行程， 与采用溢油环改变喷油终点以控制油量的 方式一样。电磁溢流阀打开得越晚，喷油 量越多。 u 端面凸轮行程始点就是喷油泵角度信号上 的无齿段终点的信号。喷油泵角度传感器 装在滚轮环上。这样，即使喷油正时有变 化，由于喷油泵角度信号传感器随着滚轮 环一起移动，因此喷油泵角度并不改变， 泵油始点与无齿段终点相对位置始终不变 。 第1课 电控直列泵与电控分配泵 第五章 柴油机 控制技术 三、电子控制分配泵燃油系统 图1-19 喷油量的时间控制原理 车辆电子控制技术 31* 1.介绍了柴油机电子控制技术的特点与类型 2.分析了电子控制直列