玉柴电控单体泵发动机培训资料0641minimiz.ppt

2019/7/11,1,玉柴欧III机培训资料 （Delphi单体泵系统）,玉柴客户服务中心,2019/7/112006-4,2,对玉柴欧III柴油机电控系统的说明,1、欧III发动机的一些零部件在外观上与欧II发动机相同或相似，如 喷油器、高压油管、柴油滤清器、单体泵螺栓等，严禁用其它型号 的零部件替换。 2、保持欧III发动机燃油系统的清洁非常重要，否则会导致单体泵柱塞磨损。 3、对于维修来说，电控系统我们没办法进行拆修，只能更换。 4、丰富的欧II柴油机维修知识和经验对欧III柴油机的维修非常重要，欧III柴油机的工作原理和欧II柴油机差不多，只是欧III柴油机用电控技术来控制供油，并非想象中的那么神秘。经过适当培训后也可以来维修欧III柴油机。 5、不是所有的故障都出在电控系统上。 6、故障诊断仪只能检测到电控元件出的故障，并不能直接检测到机械故障，可通过相关参数变化来推断大致故障部位。 7、并非所有故障都要通过故障诊断仪进行判断。 8、出现机械类故障时按欧II机的维修方法就可以修复，要注意对好正时。,2019/7/112006-4,3,内容,1、柴油机电控技术是高效率低排放技术的必然发展趋势 2、玉柴欧III电控柴油机产品介绍 3、玉柴电控发动机的技术路线 4、玉柴电控单体泵系统结构及原理 5、主要零部件结构及特性 6、单体泵控制策略 7、整车配套信息 8、电控线束原理及结构 9、ECU安装方式 10、欧III柴油机的故障诊断,2019/7/112006-4,4,1.1柴油机尾气排放的法规日益严格,2019/7/112006-4,5,1.2柴油机技术、材料和工艺水平的发展,燃烧过程的改善（进气、燃烧室和喷油） 从自然吸气、到涡轮增压、再到涡轮增压中冷 从两气阀到四气阀 从机械控制到电子控制（基于转速、负荷和温度的独立控制） 提高喷油压力 材料和工艺的改善 油品的改善（目前国内油品还比较差）,2019/7/112006-4,6,1.3欧洲汽车柴油机喷油系统应用情况,2019/7/112006-4,7,1.4柴油机燃烧特点,预混合燃烧 与涡流比、燃烧室形状、空燃比有关（比汽油机复杂） 很大程度上受控于喷油 喷注质量是影响燃烧性能、排放的重要因素 喷油的要素：喷压、喷嘴、提前角、喷射率（多次喷射） 一旦柴油机设计定型，唯一能够采用的控制手段，就是改变喷油 喷油量 提前角 喷油压力,2019/7/112006-4,8,1.5机械泵的调节和缺点,喷油量 由驾驶员通过调速器拉动齿条控制 已经考虑了各种补偿和保护（增压补偿、怠速限制、最高转速限制、最大供油量限制等) 由于属机械设定，主要考虑两点稳态工况，无法兼顾 瞬态工况无法控制（急加速冒烟，加减速过程超调） 不能自动调节各缸喷油量平衡 提前角 提前器决定 特性：只随转速而变，且只能线性单调变化 不能实现理想的变化规律（整个运行区独立可调） 喷油压力 随转速而变，不可调。低转速时喷油压力低 不能实现理想的变化规律（整个运行区独立可调） 怠速 怠速弹簧控制，一旦设定，不可改变 不能适应水温变化 不能适应车辆附件功率变化要求,2019/7/112006-4,9,1.6电控系统的调节特点,喷油量 驾驶员通过电子油门提供驾驶意图(电信号) 控制器ECU决定整个运行范围内的喷油量 可以有几十种喷油量控制模式（稳态和瞬态） 喷油规律 在系统设计时考虑了适当的喷油规律 喷油提前角 完全由控制器ECU自动控制 喷油压力 完全由控制器ECU自动控制 怠速 可根据水温进行实时修正 可根据附件功率进行实时修正(如空调怠速提升),2019/7/112006-4,10,1.7电控系统的其它重要功能,电控还能： 提供附加的控制（各缸平衡、可变怠速和闭环控制、减速断油、起动控制等等） 与车辆有更多的联系，提供更多的功能（停缸、排气制动、 ABS、电子仪表指示、自动变速箱等等 ） 提高柴油机本身的一致性和可靠性（故障诊断、失效安全策略、自学习与自适应等等） 结论 更好的燃烧导致低排放、高性能、低油耗（不是与欧II机比较） 实现各种灵活的控制 与车辆更好的匹配,2019/7/112006-4,11,1、柴油机电控技术是高效率低排放技术的必然发展趋势 2、玉柴欧III电控柴油机产品介绍 3、玉柴电控发动机的技术路线 4、玉柴电控单体泵系统结构及原理 5、主要零部件结构及特性 6、单体泵控制策略 7、整车配套信息 8、电控线束原理及结构 9、ECU安装方式 10、欧III柴油机的故障诊断,内容,2019/7/112006-4,12,2.1 YC6G-30系列柴油机,13,YC6G-30柴油机特性参数,2019/7/112006-4,14,2.2 YC4G-30系列柴油机,2019/7/112006-4,15,YC4G-30柴油机特性参数,2019/7/112006-4,16,2.3 YC6L-30系列柴油机,2019/7/112006-4,17,YC6L-30柴油机特性参数,2019/7/112006-4,18,2.4.1玉柴欧III柴油机配套情况 注：玉柴目前已经配套的汽车（底盘）厂共有21家，上国家公告的车型有53个。同其它的汽车厂也正在积极配套中。,2019/7/112006-4,19,2.4.2玉柴欧III柴油机配套情况,2019/7/112006-4,20,2.4.3玉柴欧III柴油机配套情况,2019/7/112006-4,21,1、柴油机电控技术是高效率低排放技术的必然发展趋势 2、玉柴欧III电控柴油机产品介绍 3、玉柴电控发动机的技术路线 4、玉柴电控单体泵系统结构及原理 5、主要零部件结构及特性 6、单体泵控制策略 7、整车配套信息 8、电控线束原理及结构 9、ECU安装方式 10、欧III柴油机的故障诊断,内容,2019/7/112006-4,22,3.1.1电控单体泵系统（EUP）的技术特点,电控单体泵系统是一种模块化、时间控制的单缸高压泵系统，喷油始点与喷油量分别由电磁阀关闭时刻与关闭的持续时间决定，可达到2000bar的喷射压力。 电控单体泵系统完全具备满足现行及未来排放限制、保持低油耗的技术能力。电控单体泵系统的技术特点如下： 技术先进：不但现在欧洲大部分欧III欧IV商用车采用了电控单体泵系统，而且一年前奔驰公司采用电控单体泵系统SCR已经实现了欧排放，并正式投产。而其它系统的欧应用才刚刚露头，电控单体泵系统的先进性不容置疑。 技术成本低：电控单体泵技术加上机械喷油器即可达到欧排放标准； 易于升级：从欧升级到欧，可通过更换电控喷油器来实现，无需对发动机的结构进行大规模修改；通过凸轮轴设计和采用电控喷油器可实现23 次喷射； 继承性好：对原机械喷油系统发动机结构改动小，可以共用同一个机体、缸盖等重要零部件；整车厂便利、用户便利、售后维修便利且零部件更换成本低；,2019/7/112006-4,23,3.1.2电控单体泵系统（EUP）的技术特点,喷油压力高：可满足欧、欧排放所需的高压喷射（现在最新的单体泵喷射压力已达2500bar），大大改善了燃油经济性、提高了缸内净化程度； 喷油规律：喷油规律先缓后急，符合理想放热规律要求，有利于降低排放与燃烧噪音； 供油能力强：可进行各缸独立控制，特别适用于升功率大的重型柴油机；对中重型来说系统零部件比共轨系统更成熟，并且有长期使用考核验证； 适应能力强：由于内部结构特点的不同。相对于共轨系统而言，单体泵系统对燃油品质的要求相对较低，对燃油灰份杂质、水分的敏感性大大优于共轨系统； 安全可靠性好：没有持续的喷射高压源带来的安全隐患，排放稳定性好；对中重型来说，系统零部件比共轨系统成熟，使用寿命长； 维修成本低：可进行单缸零部件更换，机械喷油器成本较电控喷油器成本低；,2019/7/112006-4,24,3.1.3电控单体泵系统（EUP）的技术特点,一致性控制好：缸平衡控制策略提供了很好的各缸一致性控制，单体泵自校正策略确保了生产一致性控制，电控系统自学习、自诊断策略确保了寿命期内的性能一致性控制。 上述特点决定了电控单体泵系统不如高压共轨系统娇气，更适应目前中国市场的燃油品质、维修、使用环境。 目前，电控单体泵系统的主要国外生产商为德国博世和美国德尔福，两家公司的EUP系统已经被欧洲主流重型车诸如DAF、BENZ、NISSAN、VOLVO等公司作为发动机电喷系统推出市场。,2019/7/112006-4,25,3.2.1电控高压共轨系统的技术特点,电控高压共轨技术是指在高压油泵、共轨管、压力传感器和ECU组成的闭环系统中，将喷射压力的产生和喷射过程彼此分开的一种技术，由高压油泵把高压燃油输送到共轨管，通过对共轨管内的油压进行闭环控制，喷压独立可调。 这种系统具有以下特点： 可靠性：对轻型车来说系统零部件成熟且有长期使用考核验证、中型比较成熟；但是对重型柴油机使用寿命未经验证（单体泵供应商声称100万公里，而共轨供应商尚无一敢承诺30万公里）； 继承性：结构简单，安装方便。 灵活性：共轨油压独立于发动机转速控制、整车控制功能强，适应轻型车特别是乘用车的要求； 优化噪声：预喷技术可以降低怠速噪声； 喷油规律：共轨系统的初始喷射率太高，不符合柴油机燃烧所需要的先缓后急的规律，不利于排放控制； 喷油压力：一代共轨喷油压力13501450bar，二代做到1600bar，总体来说比单体泵和泵喷嘴要低，所以在油耗上有3%左右的劣势；将来要做到1800bar 以上但是需要采用增压共轨技术，还没有成熟，成本增加较大。,2019/7/112006-4,26,3.2.2电控高压共轨系统的技术特点,多次喷射：可以实现多次喷射，目前最好的共轨系统可以进行6 次喷射；共轨系统的灵活性好，但是势必带来匹配工作的难度。时间和技术人员的水平，决定了一定阶段在中国使用太灵活的系统不一定能达到预期的效果； 升级潜力：多次喷射特别是后喷能力使得共轨系统特别方便地和后处理系统配合，具有实现欧、欧排放法规的潜力； 适应能力：燃油（水、灰份杂质）适应能力差，对用户使用条件要求高 复杂性：系统特别是控制系统和控制策略复杂对整车厂、用户、售后维修均带来挑战；零部件更换成本高，特别是电控喷油器和电控喷油泵； 相对于电控单体泵系统，高压共轨更轻巧、更适用于中轻型发动机。目前，广泛应用于市场的电控高压共轨系统国外生产商主要有德国博世、美国德尔福、日本电装和德国西门子VDO。其中，BOSCH用于中型柴油机的CRSN2共轨系统支持1400bar的喷油压力；DELPHI用于轻型柴油机的DCR共轨系统支持1600bar的喷油压力；日本电装公司的共轨系统支持1800bar的喷油压力。可对喷油规律进行柔性控制。,2019/7/112006-4,27,3.3玉柴电控欧III柴油机的技术路线和应用情况,电控单体泵和高压共轨技术是当前应用较为广泛的的电喷技术。二者均可实现高压喷射和灵活的分缸独力控制，大大改善了柴油机的排放控制。同时两者又因各自的结构特点而各具优缺点。下表列举了高压共轨系统和电控单体泵系统的主要特征。,2019/7/112006-4,28,3.3.1.1玉柴电控欧发动机的技术路线,玉柴电控欧柴油机项目的研发早在上个世纪末期已经开始，当时国内在这方面还是一片空白，为了确定将来采用的电控系统形式，玉柴对国外的市场情况和相关企业做了详细的调研，根据中国国情和玉柴产品系列广的特点，确定了如下技术路线： 1、中重型采用电控单体泵系统（EUP），中轻型采用电控高压共轨系统（CR），符合欧洲主流技术发展趋势； 2、先推出中重型单体泵系统柴油机，随后推出中轻型电控高压共轨系统柴油机。率先推出中重型电控单体泵发动机，满足公交市场提前实现欧排放的要求，适应当前中国市场燃油品质，培育用户信心和使用习惯。 这样，在产品型谱的技术路线方面，充分适应了单体泵和共轨系统的特点，又符合欧洲主流技术的发展趋势。在推出的时间顺序上，先推出中重型的单体泵系统，既可以满足公交市场提前实现欧排放的要求，又可以适应当前中国燃油品质。现在电控柴油机对于国内大部分用户来说还是不熟悉的，无论从使用、维修、保养、零部件供应来说，如果一开始就推出很复杂又很娇嫩的共轨系统，势必对用户造成极大的技术和成本的压力。而单体泵系统相对较为简单、比较成熟、结实，用户接受起来比较容易。这也是玉柴中重型电控单体泵柴油机问世以来颇受用户赞赏的原因。事实证明，玉柴采取的这一技术路线是完全正确的。,2019/7/112006-4,29,3.3.1.2玉柴电控欧发动机的技术路线2,由上表可知，由于高压共轨系统比较复杂，对驾驶人员的使用要求较高，并且对燃油品质要求较高。但是中国市场用户和维修人员对电控发动机，尤其是对复杂的高压共轨发动机还不熟悉，市场燃油品质也还不能完全满足共轨系统的使用要求。面对如此使用环境，玉柴选择了首先在使用环境恶劣的中、重型柴油机领域推出电控单体泵技术，满足公交市场提前进入欧的要求，并适应当前中国市场的燃油品质。 玉柴自从2004 年初，推出了国内第一款具有批量能力的6G（DELPHI 电控单体泵）柴油机以来，已经有6L（DELPHI 电控单体泵）、4G（DELPHI 电控单体泵）欧发动机批量投放市场，并已有超过1000台电控单体泵欧发动机投入运营。之后陆续有4W（DELPHI 共轨）、4F（DELPHI 共轨）、4G（BOSCH 共轨）、4E（BOSCH共轨）、6J（BOSCH 共轨）和6M（DELPHI 单体泵）等欧3 柴油机相继点火成功，正在进行严格的台架可靠性试验和整车道路试验，将在06年下半年陆续投放市场,2019/7/112006-4,30,3.3.2玉柴目前欧III柴油机型谱表,2019/7/112006-4,31,3.3.3.1玉柴欧III发动机的技术升级与改进,从欧II到欧III，发动机技术必须有一个大的提升。在这种技术升级中，电控系统的运用只是其中的关键技术之一。玉柴欧III发动机从设计、材料、生产控制等多方面对欧II机进行了综合性优化，主要包括以下几点： 1、发动机整机技术升级：要实现柴油机的排放水平达到国III 标准，电控系统的运用只是其中的关键技术之一，发动机整机技术的持续升级与改进是完成欧向欧升级的必经之路。 2、全方位的燃烧开发技术：是配合高压喷射改善燃烧、优化缸内排放控制、实现欧的关键技术之一； 3、深度机械开发：是保证提高喷射压力后的发动机强度、可靠性的重要手段； 4、外挂单体泵总成技术：这是玉柴的专利，有利于最大限度的共用常规发动机零部件，降低国发动机的制造成本； 5、降低机油耗技术：集合国内外先进技术改进结构和摩擦副设计，极大地优化了机油消耗量，机油燃油消耗率低至0.45，为国、排放的控制提供了充足的空间； 6、生产一致性控制：采用包含热试台架综合信息系统等多项先进技术来加强生产过程中对零部件、严控各缸一致性、生产一致性等的控制，确保每一台发动机的出厂性能优越并且满足批量生产节拍；,2019/7/112006-4,32,3.3.3.2玉柴欧III发动机的技术升级与改进,7、匹配标定技术：国内第一家独立掌握应用电控系统的发动机系统集成和整车匹配标定技术，确保实现发动机优化匹配的同时，向整车厂提供优秀的整车匹配服务，并实现整车厂的个性化、菜单式功能要求。通过精细的整车优化标定，实现完美的车-机匹配，最大化地优化实现整车功能，为最终用户提供满意的、极富效益创造的运输工具； 8、故障检测技术：集合国内最优秀的电控技术团队，拥有近10年的电控应用经验，开发了最先进故障诊断工具，编撰了最详尽的故障诊断及排除用户手册，建立了远程故障诊断系统，随时提供及时、到位的故障检测服务。,2019/7/112006-4,33,3.4玉柴电控发动机的开发能力,玉柴拥有国内一流的国家级企业技术中心、国家重点试验室，并与国内外多家国际知名的研究院和企业合作，创建了一流的发动机开发基地。尤其在电控发动机的开发中，玉柴倾注的了最大的关注，投入了大量的人力、物力资源，建立了国内顶尖的电控发动机开发能力。 高素质的人才队伍：组建了以国家级教授专家为核心的，拥有12名博士、35名硕士及众多中高级职称工程技术人员的欧技术开发、攻关小组。 雄厚的设备资源：拥有国际一流的欧、排放测试台架、喷油系统测试设备、国内唯一的深度冷热冲击试验台、国内唯一的双动力输出试验台、国内领先的低温性能试验内体、国内先进的半消声试验室、以及自主开发的电控欧、发动机台架标定试验台、HIL硬件在环仿真试验台。 世界一流的开发程序和规范：针对欧、欧发动机专门设计并开发了具有玉柴特色的、符合中国特殊国情的深度机械开发程序、苛刻的开发验证规范，确保玉柴机器能够适应各种恶劣的使用条件。 主研发的关键技术运用：满足欧洲、号排放标准的排放控制技术、具有自主知识产权的电控技术、适应新噪声法规的NVH、应对能源策略和排放控制的替代燃料技术。,2019/7/112006-4,34,内容,1、柴油机电控技术是高效率低排放技术的必然发展趋势 2、玉柴欧III电控柴油机产品介绍 3、玉柴电控发动机的技术路线 4、玉柴电控单体泵系统结构及原理 5、主要零部件结构及特性 6、单体泵控制策略 7、整车配套信息 8、电控线束原理及结构 9、ECU安装方式 10、欧III柴油机的故障诊断,2019/7/112006-4,35,4柴油机电喷系统的总体构成,2019/7/112006-4,36,4.1德尔福单体泵系统,2019/7/112006-4,37,4.2电控单体泵系统的功能,2019/7/112006-4,38,4.3欧III系统单体泵机械喷油器,产品介绍 电控单体泵 驱动器集成到泵体内 机械喷油器 2,000 bar 喷射压力 独立的EUP电控特性系统 可编程的喷射控制系统 100万公里的耐久性 快速安装 客户利益 系统满足欧3排放要求 快速空气、燃油混合 低烟度和颗粒排放 相对低的油耗,2019/7/112006-4,39,4.4欧IV系统单体泵电控喷油器,产品特征 2阀系统 2,000 bar 喷油压力 喷油速率形状 多次喷射 喷油器彼此独立， EUP 电控特性 在整个转速、负荷内高喷射压力可选择 可编程的多次喷射控制 客户利益 满足美国02和欧4、欧5排放法规 快速空气、燃油混合 低烟度、颗粒排放 改进 EGR 精度使 NOx 下降 相对低的油耗,2019/7/112006-4,40,4.5单体泵总成和控制器,总成部件解释（分解图）,2019/7/112006-4,41,4.6德尔福单体泵控制系统,2019/7/112006-4,42,4.7德尔福控制器（ECU）,产品特征 可用12V和24V供电 采用Power PC微处理器 橡胶绝缘隔垫 可以驱动单阀的燃油喷射系统 国际先进的CAN现场总线通信技术 可选择的燃油冷却功能 内置大气压力和ECU温度传感器 可以满足欧4、欧5的排放要求 满足客户匹配要求的开放式软件结构,2019/7/112006-4,43,4.7控制器的硬/软件功能,2019/7/112006-4,44,1、柴油机电控技术是高效率低排放技术的必然发展趋势 2、玉柴欧III电控柴油机产品介绍 3、玉柴电控发动机的技术路线 4、玉柴电控单体泵系统结构及原理 5、主要零部件结构及特性 6、单体泵控制策略 7、整车配套信息 8、电控线束原理及结构 9、ECU安装方式 10、欧III柴油机的故障诊断,内容,2019/7/112006-4,45,5.1单体泵及挺柱滚轮总成,柱塞直径冲程：1116mm 50V执行器 2针接插件 激光点阵修正码 单油槽低压进油，独立泄油 外置燃油滤网(玉柴目前配装 的暂时没有) 独立的挺柱总成导向定位 欧III & IV排放潜力 高达2000bar的喷射压力 独立的电气控制特性 1.52.6 l/缸的典型应用范围 单体泵安装螺钉力矩是6570N.m，分三次 交叉拧紧；拆卸时要注意：进行交叉拧松并要 适当地敲松，不能全部拆掉螺钉后再拔单体泵 否则会将单体泵的柱塞弄断,2019/7/112006-4,46,5.2电控单体泵系统的工作情况,K3是指液力延时,2019/7/112006-4,47,5.3体泵修正码（Trim code）,2019/7/112006-4,48,查代码对应的时间参补偿系数数表，就可以得到它对应的补偿系数，每个代码对应两个参数，任选一个,5.3.1Trim code 说明,2019/7/112006-4,49,5.3.2Trim code 补偿系数表,2019/7/112006-4,50,5.4单体泵室外观,2019/7/112006-4,51,5.4.1单体泵室外观,2019/7/112006-4,52,5.4.2单体泵室油路分布,2019/7/112006-4,53,5.4.3改进后的金属模泵室,2019/7/112006-4,54,5.4.4改进后的泵室加装了两个贯穿螺钉,相对低的油耗,2019/7/112006-4,55,5.5燃油系统,2019/7/112006-4,56,5.5.1燃油低压油路,考虑：足够的压力防穴蚀，足够的流量冷却 进油压力：36bar，输油泵流量：79L/min 泄漏燃油管路压力：0.3bar 试验台安装时应将此回油管接到低压处，如燃油冷却器进口 整车上应将此回油管接到输油泵进口 如发现此回油管有大量回油，表明单体泵密封不正常，应停机检查,2019/7/112006-4,57,5.5.2燃油滤清要求,滤清器要求： 主滤清器 滤清效率： 85 3-5m (single-pass) （ISO 13353） 98,5% 3-5m (multi-pass) 粗滤器 滤清效率： 85 25m 水分离： 7080 （ISO4020） 燃油系统清洁度要求 任何与燃油接触的表面清洁度要求： BSISO4406:1999 code -/16/12 定义：每1ml燃油样本所含的颗粒数： 颗粒尺寸 颗粒数范围 小于6 微米（micron） 320 - 640 小于14 微米（micron） 20 40 最大颗粒尺寸：100 微米（micron） 水含量： 2%,2019/7/112006-4,58,5.6电控单体泵柴油机传感器汇总,曲轴传感器 发动机安装 凸轮轴传感器 发动机安装 增压压力传感器 发动机安装 进气温度传感器 发动机安装 冷却水温传感器 发动机安装 燃油温度传感器 发动机安装 大气压力传感器 控制器ECU内置 环境温度传感器 控制器ECU内置 电子油门传感器 整车安装,2019/7/112006-4,59,5.6.1电控单体泵柴油机传感器功能汇总,2019/7/112006-4,60,5.6.2液温传感器（冷却水温&燃油温度）,热敏电阻式NTC 感应元件为外壳屏蔽 两个输出端子: 信号，接地 接插件锁紧方式 温度越高阻值越小,2019/7/112006-4,61,5.6.3进气温度传感器,热敏电阻式NTC 感应元件暴露 两个输出端子: 信号，接地 接插件锁紧方式 温度越高阻值越小,2019/7/112006-4,62,5.6.4增压压力传感器,三个输出端子: 5Vref，信号，接地 工作温度范围：30125度 工作压力范围：10250 kPa 输出电压：05V 输出电压 Vout = Vref*(0.01059*P-0.10941) 接插件锁紧方式 M6螺栓上紧,2019/7/112006-4,63,5.6.5曲轴传感器和凸轮轴传感器,可变磁阻式(VR) 两个输出端子 空气间隙：1.30.3 mm 输出电压：400mV PK-PK A TARGET SPEED = 55 rpm 电阻值：825 100 Ohms 25 工作温度：- 40150,2019/7/112006-4,64,5.6.5曲轴传感器和凸轮轴传感器,传感器及其接插件 主要接插件的锁紧方式,转速传感器,2019/7/112006-4,65,5.6.6相位关系图示,相位关系：,2019/7/112006-4,66,5.6.7相位关系图示,信号相位关系,2019/7/112006-4,67,5.7电子油门传感器,将驾驶员意图传递到ECU 怠速或正常运行 Smart Power 诊断与Limp Home 单电位器式 带怠速开关 五个输出端子 信号Signal （A） 接地GND （B） 5Vref（C） IVS（D） IVS_GND（F）,2019/7/112006-4,68,5.7.1电子油门传感器,目前的油门传感器及其接插件,2019/7/112006-4,69,5.7.2电子油门传感器特性,注：油门接插件上标注为 A信号；B信号地；C参考电压；D，F怠速开关； 当油门开度16左右时，怠速标志位（F_IDL_Valid_sw）由1变为0，发动机脱离怠速状态。,2019/7/112006-4,70,5.8控制器（ECU）,图1 ECU及其接插件外观图,2019/7/112006-4,71,5.8.2ECU物理特性,运行温度范围 40 +105 ； 最大功率消耗：35W 28V； 如果ECU电源线反接，主电源继电器不会接通； 为减少电磁干扰，ECU外壳必须与车体或发动机体良好接地，以疏导反电动势； 装车运行时通常的供电电压范围：,ECU为各传感器信号提供参考电压，其中5V参考电压包括2类，特性如下表所示：,2019/7/112006-4,72,1、柴油机电控技术是高效率低排放技术的必然发展趋势 2、玉柴欧III电控柴油机产品介绍 3、玉柴电控发动机的技术路线 4、玉柴电控单体泵系统结构及原理 5、主要零部件结构及特性 6、单体泵控制策略 7、整车配套信息 8、电控线束原理及结构 9、ECU安装方式 10、欧III柴油机的故障诊断,内容,2019/7/112006-4,73,6电控单体泵控制策略,常用控制功能 起动控制策略 怠速控制策略 油门油量标定及其实现 热保护控制策略 冒烟极限,2019/7/112006-4,74,6.1.1玉柴电控单体泵发动机常用控制功能,2019/7/112006-4,75,6.1.2玉柴电控单体泵发动机常用控制功能,2019/7/112006-4,76,6.2.1起动控制策略,判缸 起动油量标定 冷起动预热控制(现在暂时没使用) 起动时黑烟问题,2019/7/112006-4,77,6.2.2起动控制策略,判缸 EUC根据电控柴油机曲轴转速信号盘与凸轮轴信号盘的相位关系（参见P59）判断柴油机运行的角度相位（也称判缸）并计算柴油机转速。 仅在判缸成功后才开始喷油。（电喷发动机起动不一定比常规发动机快） A. CAM AND CRANK 模式 在起动过程中，曲轴转速信号与凸轮轴转速信号均存在时，ECU结合曲轴缺齿判断与凸轮轴多齿判断进行判缸。判缸过程更迅速、更可靠。 B. Crank Only模式 在起动过程中，仅有曲轴转速信号时，当ECU检测到一个缺齿时，猜测柴油机此时处于第一缸上止点前，按照此假定的角度相位，以153624的喷油时序持续一定次数的喷射，当发动机转速超过一定阈值时，可以判断此相位正确，从而判缸成功；若没有转速升高的着火迹象，则重新假定一相位喷油以判缸。 C. Cam Only模式 在起动过程中，仅有凸轮轴转速信号时， ECU通过检测判缸齿（第一缸前的多余齿）确定当前柴油机的正确相位，从而按照正确的喷油时序喷射。,2019/7/112006-4,78,6.2.3起动控制策略,起动油量标定 起动油量的标定主要分为两部分：一是基本油量的计算，另一个是补偿油量的计算。起动油量是两部分油量的和，单独由最大起动油量限制。 A. 起动基本油量的计算 起动基本油量是柴油机转速与冷却水温度的函数，水温越低，转速越低，起动油量越大。起动基本油量的标定工作的重点是冷起动油量与热起动油量，在保证起动迅速可靠的前提下，必须避免冷起动冒白烟、黑烟、与热起动冒黑烟。 B. 起动补偿油量的计算 当起动运行超过一定时间后仍然没有起动成功，ECU会以一定步长增加起动油量，以促进柴油机顺利起动。在标定过程中，应仔细调整此步长值，太大则引起较大的起动冲击与冒黑烟，较小则起动迟缓。,2019/7/112006-4,79,6.2.3起动控制策略,冷起动预热控制 冷起动预热功能的目的是减少白烟排放，并将柴油机进气温度尽快地提高至正常水平。在柴油机拖转前后，预热装置开始加热柴油机的进气，可分为Preheat与Postheat两种预热。 Preheat用于拖转前的进气加热， Postheat用于起动成功后的进气加热，以利于柴油机稳定地过渡到怠速工况。预热时间的长短是冷却水温度的函数，水温越低，预热时间越长。同时，预热指示灯将提示司机预热装置当前的工作状态。,2019/7/112006-4,80,6.2.4起动控制策略,起动时黑烟问题 柴油机的起动过程是一个非常复杂的过程，其中一个重要方面是冒黑烟问题。对于电控柴油机而言，对柴油机喷油量、喷油正时与喷油压力的控制较机械泵灵活。 若出现喷油器启喷压力下降与雾化不良、高压油管泄漏、齿轮系正时关系错误等机械方面的故障，则难免在起动过程中冒黑烟，因此，避免柴油机起动冒黑烟的首要条件是柴油机机械部分的状态良好。 在柴油机机械部分状态良好的条件下，若标定数据不匹配，则柴油机起动也会冒黑烟，因此，必须对柴油机的起动过程进行精细标定。起动过程的优化标定涉及到起动基本油量、起动补偿油量、起动正时以及进气预热等方面，其原则是适时、适量地喷油，在不冒黑烟的前提下迅速、平稳地实现柴油机起动。,2019/7/112006-4,81,6.3.1怠速控制策略,闭环控制原理（怠速开环与闭环，转速反馈） 理想怠速表格 怠速补偿 I调节和D调节 （确保追随性，无过调）,2019/7/112006-4,82,6.3.2怠速控制策略,1.闭环控制原理 怠速闭环控制器根据目标怠速与实际发动机转速之间的差异，利用PI闭环控制原理计算出怠速喷油量，使发动机转速维持在目标怠速附近，并稳定运转。 2.目标怠速的计算 计算目标怠速时应考虑以下几个方面： a. 高怠速暖机（冷却水温度越低，目标怠速越高） b. 带空调怠速（使用空调时，目标怠速自动增高） c. 蓄电池充电怠速（蓄电池电压低时，提高目标怠速以充电） d. 怠速微调确定的怠速偏移量（根据怠速微调开关确定的偏移量，则目标怠速会加上此偏移量） e. Limp home状态的怠速（例如油门Limp home 时，目标怠速会提高至8001000rpm，高于正常怠速） f. 当目标怠速变化时，会采用一定步长逐步过渡到新值。,2019/7/112006-4,83,6.3.3怠速控制策略,3.怠速闭环控制参数的调节 怠速闭环控制器采用PI调节方式，其控制目标是柴油机转速在目标怠速附近平稳地运行，同时在起动至怠速、减速至怠速等动态过程中过渡平缓，没有较大的超调量。要达到此控制效果，必须精细地调节P与I这两个控制参数。 a. P参数的调节 P是比例控制器的增益，其大小决定了柴油机怠速转速控制的稳定性。 b. I参数的调节 I是积分控制器的增益，其大小决定了柴油机怠速转速控制的精确性，即目标怠速与实际转速之间差异的大小。积分控制器只是在某些情况下起作用，否则容易引起怠速控制的超调。 c. 调整PI参数的方法 首先将I参数置零，停止积分作用，然后调节P参数，使怠速转速非常稳定，此时实际转速是不是目标怠速不重要；然后，逐步增大I参数，当怠速转速开始趋向不稳定时，回调I参数至怠速稳定运行时临界值即可。,2019/7/112006-4,84,6.4热保护控制策略,1.热保护的必要性： 过高的工作温度将导致过高的热负荷，从而损坏发动机，如拉缸、拉单体泵柱塞等严重故障； 冷却液沸腾、汽化； 冷却水泄露导致冷却水温水温迅速升高； 油路阻塞、设计不合理导致的回油不畅导致燃油温度过高。 2.几种热保护及其策略（高水温保护，燃油温度过高保护） 高水温保护； 燃油温度过高保护； 进气温度过高保护。 3.需要热标定才能精确标定 4.热保护发生时就要降低发动机功率,并非都是发动机的问题,2019/7/112006-4,85,6.5.1冒烟极限控制,目的： 对于增压中冷柴油机，由于增压器的迟滞效应，在柴油机加速过程中易引起进气量不足，空燃比下降，燃油不能完全燃烧，从而产生冒黑烟的现象。 下图是实测的自由加速过程中柴油机转速、进气管内的增压压力的变化情况。 在油门完全踩到底后约0.8秒，增压压力才开始迅速上升，而转速已升至1450rpm。因此，必须根据增压压力对柴油机喷油量进行限制，以满足空燃比的要求，从而防止在瞬态加速过程中冒黑烟。,2019/7/112006-4,86,6.5.2冒烟极限,2019/7/112006-4,87,6.5.3冒烟极限控制,自由加速时，油门在短短的不足2s时间内，迅速由0踩至100%，指令油量则迅速由怠速油量增加至外特性油量，而增压压力则由于增压器惯性的滞后反应，并不能迅速的达到足够的压力，导致进气量不足，如果不采用冒烟极限控制，或控制不好，则会出现空燃比偏小，混合气过浓，从而产生黑烟。 对于载重卡车、城市公交车，往往要求较大的低速扭矩，低速大扭矩所需要的大油量和增压器低速惯量限制的低增压压力之间因冒烟限制而存在一定的折中关系。 如增压压力不足，冒烟限制策略将使扭矩比自然吸气发动机还要差（引起的原因可能为：管漏、中冷器脏、弯管太多且直角转、增压器失效、。）,2019/7/112006-4,88,1、柴油机电控技术是高效率低排放技术的必然发展趋势 2、玉柴欧III电控柴油机产品介绍 3、玉柴电控发动机的技术路线 4、玉柴电控单体泵系统结构及原理 5、主要零部件结构及特性 6、单体泵控制策略 7、整车配套信息 8、电控线束原理及结构 9、ECU安装方式 10、欧III柴油机的故障诊断,内容,2019/7/112006-4,89,7.1电控发动机的整车匹配,用户的期望 高水平高价格应伴随高性能高可靠性和高耐久性 尽可能简单的操作和维护保养 整车匹配要点 车辆主要参数的确定 发动机布置（同常规发动机） 车辆附加功能的确定与策略 与车辆其它控制器的通讯方式 仪表要求 整车线束的改动设计 整车的标定 应制定玉柴的企业规范、表格等(可按玉柴的来执行),2019/7/112006-4,90,7.2控柴油机整车配套程序,访问整车厂，填写“整车配套信息表” 编制并与用户签订“？技术协议”（应根据“整车配套信息表”加上电控部分，并制定明确的整车标定计划） 确认整车线束、仪表盘、电子油门安装的设计和改制 提供电控发动机样机 确认整车燃油箱和燃油管路的洁净度 根据技术协议中约定的方式支持制造厂安装电控发动机样机 根据技术协议中约定的方式提供技术培训 根据技术协议，在制造厂支持下完成商定的整车标定 提供批产机 根据技术协议中约定的方式，参与整车出厂检测 根据技术协议中约定的方式提供最终用户的技术培训 对于新配套的整车，按玉柴“整车配套确认测试管理办法”进行相应的测试，确认配套或提出整改意见。,2019/7/112006-4,91,7.3整车配套流程,2019/7/112006-4,92,1、柴油机电控技术是高效率低排放技术的必然发展趋势 2、玉柴欧III电控柴油机产品介绍 3、玉柴电控发动机的技术路线 4、玉柴电控单体泵系统结构及原理 5、主要零部件结构及特性 6、单体泵控制策略 7、整车配套信息 8、电控线束原理及结构 9、ECU安装方式 10、欧III柴油机的故障诊断,内容,2019/7/112006-4,93,8.1.1发动机控制线束,1、线束基本知识 11 什么是发动机线束 发动机线束是将控制单元ECU、传感器、电气电子执行器、电源和地、起动系、以及车辆控制装置（仪表盘、A/T、空调、各种控制开关等）等，根据他们各自的内在特性和内在联系，通过开关、保险、继电器、导线、接插件、紧固件、橡胶件及绝缘、屏蔽套管等有机连接起来，构成一个完整的发动机电控系统。 为了不零乱，安装方便和保护导线的绝缘，一般部将同路的不同规格的导线用绵纱编织或用薄聚氯乙烯带半叠缠绕包扎成束，称为线束。,2019/7/112006-4,94,8.1.2发动机控制线束,12 线束的作用 （1）发动机线束是整个发动机控制系统的神经枢纽，是汽车能源、各种信号输运的载体，是控制单元ECU与车辆和发动机进行信息交换和控制的桥梁： 传感器、开关等将采集到的车辆和发动机运行状态如温度、压力、转速、驾驶意图等转化为电信号通过线束传递到ECU。 ECU通过预先存储的控制程序，根据输入的信息利用制定的控制策略进行判断、分析、计算和处理，然后转换成电信号控制指令通过线束输送到执行器。 将蓄电池电源提供给发动机控制系统。 （2）熟悉整车和发动机电气线路，了解汽车电器间的内在联系，为正确使用汽车电气设备，并能迅速地分析与排除电气故障提供了方便,2019/7/112006-4,95,8.1.3发动机控制线束,13 线束组成与布置 线束的基本组成： 接插件：主要是用于与传感器、执行器等连接，以及线束过渡连接。接插件必须于相应的连接对象匹配，保证连接可靠，接插件有专门的标准和Pin、防水部件、放松部件、定位部件等附件。 端子：端子一般由黄铜、紫铜、铝材料制成，它与导线的连接均采用冷铆压合的方法 导线：有低压导线和高压导线两种。低压线中又有普通线、起动电缆和蓄电池搭铁电缆之分；高压线又有铜芯线和阻尼线（15kV，6-25k/m）之分。 包裹带：编织带或塑料包裹胶带 保护套：波纹管 紧固件：线卡、扎带等 安装固定：卡簧、绊订 防水接头：用于密封波纹管端 线束分支：如两通、三通接头、四通接头等 继电器及继电器座：如主继电器等 保险及座：一般采用插片式,2019/7/112006-4,96,8.1.4发动机控制线束,线束的布置安装： 线束的布置应结合发动机的结构进行合理的优化，如根据对象的不同进行分类，根据对象位置进行合理分支。 线束应远离排气管等高温部件，以及起动机和发电机等部件。 线束应用卡簧或绊订固定，以免松动磨坏。 线束不可拉得太紧，尤其在拐弯处更要注意，在绕过锐角或穿过金属孔时，应用橡皮或套管保护否则容易磨坏线束而发生短路、搭铁，并有烧毁整个线束，酿成火灾的危险。 连接电器时，应根据插接件的规格以及导线的颜色或接头处套管的颜色，分别接于电器上，若不易辨别导线的头尾时，一般可用试灯区分，最好不用刮火法。,2019/7/112006-4,97,8.1.5发动机控制线束,14 线束的分类 对于整个汽车来说，主要有： 车身总成线束，电喷发动机线束，仪表板线束，门控系统线束，手动及自动变速箱线束，组合尾灯线束，大灯线束，冷却风扇线束，起动马达线束，发电机线束，空调线束，ABS线束，手制动灯线束，扬声器线束，后风窗加热线束,电动后视镜线束，电动摇窗机线束，出租车顶灯装置专用线束，LPG（液化气）线束，安全气囊系统线束，电池线束，电动座椅线束，自动天窗配置雨量传感，电话线束，故障诊断线束，GPS线束等等 对于发动机控制来说，主要有： 与ECU的连接 与传感器的连接 与执行器的连接 与车辆的连接 与标定工具的连接 与诊断工具的连接 电源和地,2019/7/112006-4,98,8.1.6发动机控制线束,15 线束表达方式 线束电路图的表达方法有线路图、原理图、线束图三种。 线路图是传统的线束电路表达方法，它是把汽车电器在汽车上的实际位置用线从电源到开关至搭铁一一连接起来所构成的线路图。这种画法的优点是由于电器设备的外形、安装位置都与实际情况一致，因此可以循线跟踪地查线，导线中间的分支、接点容易找到，便于制作线束，故仍有不少厂家沿用。缺点是线路图中线束密集、纵横交错、读图和查找、分析故障不便。 原理图是用简明的图形符号按电路原理将每个系统由上到下合理地连接起来，再将每个系统排列起来而成。这种画法对线路图作了高度地简化，图面清晰、电路简单明了、通俗易懂、电路连接控制关系清楚，因此对迅速分析排除电气设备的故障十分有利。 线束图是将有关电器的导线汇合在一起组成线束，以便于在发动机上安装。,2019/7/112006-4,99,8.2ECU外围线路图,2019/7/112006-4,100,8.3电控单体泵发动机车辆电路连接图,2019/7/112006-4,101,8.4发动机控制线束所需相关工具,16 线束专用工具 断线工具：如大型断线设备，断线钳等 压线工具：如大型压线设备，压线钳等 工具包：如钟表螺丝刀工具包等 线束胶带：如3M胶带 线路连接器 线路标识,2019/7/112006-4,102,8.5发动机和整车线束及其接口,2 线束形式 发动机采用独立的线束（出厂时已装配在发动机上）。发动机线束通过一个双方约定的接插件与整车线束相连接。该接插件由玉柴指定，并由玉柴有偿提供给整车厂的线束供应商以制作相应的整车线束（必须写明谁负责，方式如何。推荐方式由玉柴指定，如整车厂坚持也可由整车厂指定并有偿提供给玉柴的发动机线束供应商。如为整车厂指定，需得到玉柴确认。） 发动机与整车线束接插件的端子可能包含下表所含的全部或部分，视整车所要求的控制功能而定。,2019/7/112006-4,103,8.6整车线束和接插件的端子内容,2019/7/112006-4,104,8.7线束的安排和要求,3 线束的安排和要求 整车厂提供整车有关线束图，玉柴对该线束设计进行确认（包括对国产接插件可靠性要求，考虑线束走向，应防干扰如大电流突然接入使电压降低波动，电感接入使电压波动，电源要求为18V34V）； 玉柴强调要保证整车线束可靠性，包括接插件、防水、防尘、防油污、防擦损等。设计时必须考虑到整车运行几年后的老化、污损等情况； 玉柴强调主继电器电流与线径的要求，现控制器功耗30W，要降低线路损失保证控制器工作电压。制造厂将考虑将该主继电器安装在发动机舱附近； 整车厂将确保怠速微调开关（三个开关，高电平输入控制器），空调开关（高电平输入控制器）、故障指示灯的正确接线。,2019/7/112006-4,105,8.8.1仪表板,开关类： 怠速微调开关：用于调整目标怠速 ，为三路组合开关： 怠速微调使能开关，为ON/OFF手动复位开关，同时兼作故障指示灯使能开关 怠速微调 ，为点动式自动复位开关 怠速微调，为点动式自动复位开关 空调请求开关：ON/OFF开关或通过继电器来自动控制。,2019/7/112006-4,106,8.8.2仪表板,指示灯类： 水温过高指示灯：整车匹配。 故障指示灯：整车匹配。,2019/7/112006-4,107,8.9线束制作的注意事项,6、线束制作的注意事项 线束的连接必须牢固、可靠。 线束的定义和连接必须正确，和ECU的引脚定义保持一致。 线束制作时要根据定义做好标记。 线束的所有连线要相互绝缘，不该连通的引脚不要出现短接现象。 所有的导线尽可能采用一根完整的线，如果实在需要转接则采用线卡连接牢固，并采用热缩管或绝缘胶带包好。 同一传感器或执行器的导线人工绞线成一束，以增强线束的E