第七章 柴油机电控喷射技术Microsoft Word 文档.docVIP

汽车发动机构造与维修精品课第七章 柴油机电控喷射技术概述一、 电控柴油机发展的必要性石油短缺已是全球性的问题，但经济增长对能源有强劲的需求。汽车数量的增长将成为工业增长最重要的拉动力之一。我国汽车消耗燃油约占全国石油消耗的三分之一。我国机动车燃油经济水平普遍偏低。节能型汽车的发展。推广和宣传柴油轿车。二、 电控柴油机发展情况1、电控直列式喷油泵：在直列泵基础上发展起来的，具有喷油量与喷油定时控制功能或具备其中一个功能。喷油量的控制装置为电控调速器。2、电控单体泵系统：德国bosch公司的电控单体泵系统，采用较短的高压油管，可实现较高的喷油压力，采用高速电磁阀控制喷油定时及喷油量。3、电控分配泵：采用高速电磁阀控制喷油定时及喷油量，电磁阀的闭合时刻对应着喷油定时，电磁阀从闭合到开启的时间确定了喷油量。4、电控泵喷嘴系统：分为机械驱动和蓄压式两种，目前发展最完善的是机械驱动是电控泵喷嘴系统。5、电控共轨燃油系统：通过各种传感器检测出发动机的实际运行状态，通过计算机的计算和处理，可以对喷油时间、喷油压力和喷油率进行最佳控制。三、国内外电控柴油机轿车现状1、国际柴油轿车现状：2、国内柴油轿车现状：不容乐观。电控柴油机的主要特点一、特点1、改善柴油机的经济性和降低排放。（1）节能优势：同等排量下节能30% 以上。（2）经济优势：成本低。（3）环保优势：达到欧4标准的柴油轿车，排放与汽油机相差无几。2、提高了发动机的工作可靠性。3、控制速度快。4、控制精度高。对输入、输出信号实现了数字化传输，主要表现在：（1）输入信号高保真。（2）控制器内部的数据处理或传输。（3）高分辨率的输出信号。5、控制策略灵活。6、电子控制。有传感器、电控单元和执行器组成。二、国内柴油轿车技术参数1、捷达1.9L SDI 47kw柴油发动机 （略）2、一汽大众公司宝来柴油轿车3、一汽大众公司奥迪A6柴油轿车电控柴油机的使用与维护一、柴油机选择应注意的问题1、柴油品质的选择（1）发火性：燃油的自燃能力，用十六烷值表示。（2）蒸发性：（3）黏度:燃油的流动性。（4）凝点：柴油冷却开始失去流动性的温度。（5）柴油的净化程度。选择时注意以下问题：（1）合格燃油。（2）保证燃油清洁。（3）加油用具要清洁。（4）严禁在柴油中加入汽油。2、环境温度与柴油的选择3、柴油添加剂的使用如一汽大众推荐使用N052FVW00，具体方法参阅使用说明书。二、 电控柴油机使用注意事项（1）发动机长时间高速运行后切勿立即关机，应以怠速运转两分钟再关机。（2）油箱中要保持有油。（3）预热塞的使用。三、维修注意事项1、维修安全注意事项。（1）在断开喷油和余热系统导线和插接器之前，必须关闭点火开关。（2）进行缸压检查之前，必须拔掉喷油器插头。（3）断开蓄电池电缆之前，先关闭点火开关。（4）对于带防盗密码的音响系统， 在断开蓄电池电缆之前，应先获得音响系统的防盗密码。2、对废气涡轮增压系统维修时注意：（1）拆卸前，先清洁周围。（2）摘下零件至于干净处，不用有绒毛的抹布。（3）打开的零件要盖好。（4）只能装用干净的部件，安装前才能打开备用包装。（5）尽可能不使用压缩空气，尽可能不移动车辆。3、路试4、加注燃油注意事项 ：不能误加汽油。第一节 组成和分类一、组成：传感器、执行器和电控单元（ECU）组成。传感器：检测发动机或喷油泵本身的运行状态；电控单元：根据个传感器提供的信息，控制发动机的最佳喷油量、最佳喷油时间。执行器：根据计算机的指令，准确控制喷油量和喷油时间。一汽宝来为例，传感器包括：发动机转速、加速踏板位置、车速及进气压力、进气温度、燃油温度、冷却液温度等。二、分类1、控制方式：第一代时位置控制式，即传统的喷油泵-高压油管-喷油嘴系统，简称泵-管-嘴系统，只是对齿条或滑套的运动位置，由原来的机械调速器控制改成了电子控制。第二代是时间控制。用高速电磁阀直接控制高压燃油的适时喷射。喷油始点取决于电磁阀关闭时刻，喷油量取决于电磁阀关闭时间长短。一般情况下，电磁阀关闭，执行喷油，电磁阀打开，喷油结束。因此，时间控制式既可以实现喷油量控制又可以实现喷油定时控制。第三代是时间压力控制式。电控共轨系统。用一个高压油泵在柴油机的驱动下，以一定的速比连续将高压燃油输送到共轨内，再由共轨送到喷油器。特点如下：（1）可实现高压喷射；（2）喷射压力独立于发动机转速，可以改善发动机低速/低负荷性能。（3）可以实现预喷射，实现理想的喷射规律。（4）喷油定时和喷油量可自由选定。（5）具有良好的喷射特征。（6）结构简单，可靠性好，适应性强。2、按产生高压的机构分：（1）直列泵电控喷射系统；（2）电控分配泵喷射系统；（3）泵喷嘴电控喷射系统；（4）单体泵电控喷射系统；（5）共轨式电控喷射系统。第二节 电控分配泵喷射系统二、 电控分配泵喷射系统结构和原理1、典型构成如图所示。传感器有：增压压力、油门、转速、水温、进气温度、燃油温度、曲轴转角等传感器。其他信号有：车速、空调、起动机信号。2、位置控制电控分配泵系统 就是将VE分配泵中的机械调速器换成电子控制的执行器。（1）喷油量控制：如图所示。将VE分配泵的溢流环控制在目标位置，从而控制喷油量。（2）喷油时间控制：VE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，是定时活塞两侧的压力差变化，从而控制喷油时间。3、时间控制式电控分配泵系统 微机内设有时钟，利用时钟，控制喷油终了时间，从而控制喷油量。二、COVEC-F2.5型电控分配泵1、概述 参数见教材15页。特点： （1）动力性高；（2）舒适性好；（3）加速时烟度降低；（4）不要其他附加装置。2、结构控制框图见图。（1） 分配泵泵体（2）执行器（3）定时控制阀（4）喷油泵转速传感器（NP传感器）（5）提前器活塞传感器（TPS传感器）：安装在提前器低压侧，将提前器活塞的位置作为电信号输出。（6）溢流阀：泵腔内压力上升到一定压力之后，单向阀打开溢流。（7）电控单元：接受传感器信息，并将这些信号与计算机内部保存的设置值进行比较、运算，及时向各个控制部分发送控制信号。故障诊断系统也在控制单元内。3、工作原理（1）电子调速器（2）定时控制阀：位于定时活塞的高压腔和低压腔之间，通过针阀的开启和关闭调节高压腔内的压力。通过控制流过定时阀的电流的占空比，可以方便的改变喷油定时。占空比是指单位时间内（一个周期）定时阀关闭所占的时间比。 占空比=T0/T100 T0-定时阀关闭时间 T-时间周期（3）转速传感器 驱动轴转动的时候，传感器齿轮盘的凸起部分通过旋转传感器的磁场，再现圈内产生交变电压，送到控制器内变成脉冲信号，作为转速信号使用。（4）提前器活塞传感器：由芯杆检测出电感的变化，从而测出提前器活塞的位置。（5）单向阀（6）电控单元第三节 电控泵喷嘴嘴系统一、泵喷嘴结构和工作原理泵喷嘴，顾名思义就是喷油泵与控制单元和喷油嘴组合在一起，即高压油管长度为零的燃油系统。它安装在缸盖上，每个缸都有一个。由于无高压油管，所以可消除长的高压油管中的压力波和燃油压缩的现象，高压容积大大减少，因此可产生所需的高喷射压力。二、宝来轿车TDI系统电控泵喷嘴1、结构组成（如图）控制单元精确控制喷嘴电磁阀激活时刻和激活时间长短，从而精确调节泵喷嘴的喷射始点和喷射量。喷射凸轮有一个陡峭上升面和一个平面下画面，当喷射凸轮转到陡峭面与摇臂接触时，泵活塞被高速向下压并迅速获得一个高喷射压力；当喷射凸轮转到下降面与摇臂接触时，泵活塞缓慢、平稳地上下移动，允许无气泡的燃油流入泵喷嘴的高压腔。回有管的作用：（1）来自供油管的燃油冲刷通往回油管的泵喷嘴油道，冷却泵喷嘴。（2）排出泵活塞出泄出的燃油。（3）通过回油管内节流孔分离来自供油管内的气泡。2、混合气的形成和燃烧要求泵喷嘴技术的喷射循环包括高压腔充注燃油、预喷射循环、主喷射循环和喷射结束四个阶段。高压腔充注燃油：为喷射循环作准备。预喷射循环：在主喷射开始之前，少量燃油在低压下喷入燃烧室。可以减少点火延迟。主喷射循环：以高喷射压力将燃油喷入燃烧室。喷射结束：压力迅速下降喷嘴迅速关闭。防止燃油在低压下以大颗粒滴入燃烧室，造成燃烧不完全，排放污染严重。3、工作过程（1）高压腔充注燃油阶段 泵活塞在活塞弹簧作用下向上移动，高压腔内容积增大。喷嘴电磁阀不动作，阀针处于静止位置，供油管到高压腔通道打开，供油管内的油压使燃油流入高压腔。（2）预喷射循环阶段1）预喷射循环开始。喷射凸轮将泵活塞压下，将高压腔内的燃油排出到供油管。控制单元激活喷嘴电磁阀来启动喷射循环，在此过程中，电磁阀阀芯被压入到阀座内，关闭高压腔到油管的通道。高压腔内开始产生压力，当压力达到18兆帕，喷射针阀上升，预喷射循环开始。喷嘴针阀阻尼：在预喷射循环，喷嘴针阀行程被液力“阻尼垫”阻尼。因此，可以准确测量喷射量。2）预喷射循环结束。喷嘴针阀打开后，预喷射立即结束。（3）主喷射循环阶段1）主喷射循环开始 燃油压力高于喷嘴弹簧作用力，喷嘴针阀再次上升，主喷射开始。压力上升205兆帕，进入高压腔的燃油多于经喷孔喷出的燃油。发动机最大功率时的喷有压力最高，高转速时，喷入的油量也大。2）主喷射循环结束。控制单元停止激活喷嘴电磁阀后，电磁阀弹簧打开电磁阀针阀，燃油被泵活塞排出到供油管，压力下降。喷嘴针阀关闭，喷嘴弹簧将旁通活塞压回到初始位置，主喷射循环结束。（4）泵喷嘴回油。第四节 电控共轨燃油系统特点：（1）自由调节喷油压力（共轨压力控制）。通过控制共轨压力而控制喷油压力。（2）自由调节喷油量。以发动机的转速及加速踏板开度信号为基础，发动机电控单元计算出最佳喷油量，并控制喷油器的通断时间。（3）自由调节喷油率形状。预喷射、主喷射、后喷射。（4）自由调节喷油时间。一、组成和工作原理1、组成按功能分成两大部分：电控系统和燃油供给系统。（1）电控系统 根据各个传感器的信息，发动机电控单元计算出最佳喷油时间和最合适的喷油量，并且计算出在什么时刻、多长时间范围内向喷油器发出开启和关闭电磁阀的指令，从而精确控制发动机的工作过程。（2）