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汽车发动机原理 课件 第八章发动机电控技术 目录 第一节柴油机电控喷射系统第二节汽油机电控喷射系统 第一节柴油机电控喷射系统 一 柴油机电控燃油喷射系统的类型1 位置控制系统2 时间控制系统3 共轨式电控高压喷射系统 柴油机电控燃油喷射系统的组成图 柴油机电控系统脉冲 map 图 喷油正时与喷油量随转速与负荷变化的三维曲面图 二 典型的柴油机电控燃油喷射系统1 直列式喷油泵的电子控制直列式喷油泵的电子控制属于电控早期的产品 主要用在载货车用柴油机的领域 以改善节能与排放性能 利用电子调速器可以对供油始点和供油量进行调节 直列式喷油泵的电子控制原理图 a 柱塞下止点b 供油始点c 供油终点d 柱塞上止点1 出油阀2 柱塞顶部空间3 柱塞套筒4 滑套5 控制斜槽6 油孔 控制供油始点 7 柱塞8 柱塞弹簧9 挺柱滚轮10 凸轮11 溢流孔 2 分配泵的电子控制分配泵的电子控制也开始得比较早 而且应用得较为广泛 主要用于轿车和轻型车辆的高速柴油机上 早期的分配泵在油量控制方面采用位置控制方式 目前 分配泵的电控在油量控制方面已逐渐采用时间控制方式 位置控制的分配泵结构与工作原理图 1 供油提前器2 滚轮3 端面凸轮4 轴向柱塞5 油量调节套6 高压腔7 通往喷油器的燃油8 分配油道x 有效行程 时间控制的分配泵结构与工作原理图 1 供油提前器2 滚轮3 内凸轮环4 径向柱塞5 电磁阀6 高压腔7 通往喷油器的燃油8 分配油道 单体泵和泵 喷嘴的电子控制电控单体泵系统 ups 和电控泵一喷嘴系统 uis 均为适应柴油机高压喷射而发展起来的新型燃料供给系统 ups的电控单体泵由于机械结构刚性较好并采用较短的高压油管 其喷射压力可达140 160mpa 用于船舶和机车等柴油机用途的大型单体泵 其压力更高 主要用在载货车用柴油机上 uis由于采用了泵 嘴合一的电控泵 喷嘴 完全省去了高压油管 因而成为目前喷射压力最高的燃料供给系统 其喷射压力可达200一220mpa 不仅可用在各种载货汽车 也广泛应用在轿车柴油机上 电控单体泵系统和泵 喷嘴系统的简图 带两个ecu的uis系统1 电控泵 喷嘴2 高压电磁阀3 电控器4 电控单体泵 电控泵一喷嘴系统图 1 球头销2 回位弹簧3 柱塞4 壳体5 电插口6 电磁阀芯7 平衡弹簧8 针阀9 衔铁10 电磁阀线圈11 回油孔12 密封圈13 进油孔14 阻尼器15 针阀座16密封垫圈17 柴油机燃烧室18 针阀19 锁紧螺帽20 喷油嘴21 柴油机气缸头22 针阀弹簧23 蓄压室阀24 蓄压室25 柱塞顶部高压腔26 弹簧27 凸轮28 摇臂 电控泵 喷嘴产生预喷射的工作原理图 起始位置b 预喷射开始c 预喷射结束d 主喷射1 柱塞2 柱塞头部高压腔3 蓄压室阀4 蓄压室5 针阀弹簧6 弹簧腔7 针阀 喷油器预喷射对柴油机放热率和噪声水平的影响 3 高压共轨系统的电子控制柴油机高压共轨 commonrail 缩写cr 系统的特点是将产生高压燃油和进行喷油调节的功能分开 即工作时 不仅能对喷油量和喷油正时进行控制 而且也可以对喷油压力进行调节 喷油压力可以不受转速和负荷的影响并在各种工况下保持最佳值 从而使系统的控制柔性和精度更高 高压共轨系统结构简图 1 热膜式空气质量流量计2 电控器3 高压泵4 高压油轨 蓄压室 5 喷油器6 曲轴转角信号与转速传感器7 柴油机冷却液温度传感器8 燃油滤清器9 油门踏板位置传感器 高压电控共轨系统的径向柱塞高压泵 a 纵剖面b 横剖面1 驱动轴2 偏心凸轮3 径向柱塞4 径向柱塞顶部空间5 进油阀6 停油电磁阀7 出油阀8 密封件9 高压泵出口10 调压阀11 球阀12 回油路13 进油孔 高压电控共轨系统的电控喷油器 a 喷油器针阀关闭 待喷状态 b 喷油器针阀开启 喷油状态 1 回油道2 电缆接口3 电磁阀4 高压进油 来自共轨 5 球阀6 回油节流阀7 进油节流孔8 上腔9 控制柱塞10 高压油道11 针阀 高压电控共轨系统各种可控多次喷射的示意图 a 预喷射b 先导喷射c 后喷射 带液压伺服机构的压电式电控喷油器结构简图 1 压电晶体堆 执行器 2 液力传送器3 控制阀4 喷嘴5 喷孔 第二节汽油机电控喷射系统 一 汽油机电控喷射系统的分类及特点1 电喷系统的分类 按系统控制模式分类1 开环控制2 闭环控制 按系统控制方式分类1 机械式燃油喷射系统 k系统 2 机电混合式燃油喷射系统 ke系统 3 电子控制式燃油喷射系统 e系统 按喷油器数目分类1 单点喷射 single point injection简称spi 2 多点喷射 multi point lnjection简称mpi 按喷油器的喷射方式分类1 连续喷射2 间歇喷射 按喷油器的喷射部位分类1 缸内直喷2 缸外喷射 按空气量的检测方式分类1 质量一流量方式2 速度一密度方式3 节气门一速度方式 二 汽油机电控喷射系统1 电控单点汽油喷射系统 spi 电控单点喷射 spi 系统是一种低压中央喷射系统 即在原来传统汽油发动机安装化油器的部位安装一个或二个电磁喷油器进行集中喷射 电控单点喷射 spi 系统通常采用质量一流量方式或速度一密度方式来测量发动机的进气量 目前 这种具有兼顾减少排放 提高性能 简化结构 降低成本诸多优越性的电控单点汽油喷射系统 在低排量的普通轿车和货车上得到了广泛的应用 单点汽油喷射系统图 1 油箱2 电动汽油泵3 滤清器4 压力调节器5 喷油器6 进气温度传感器7 控制单元 ecu 8 节气门执行机构9 节气门位置传感器10 氧传感器11 发动机温度传感器12 分电器13 蓄电池14 点火开关15 继电器 电动汽油泵结构图 1 进油口2 转子3 磁铁4 电刷5 出油口6 单向阀7 电枢 中央喷射单元结构图 1 压力调节器2 空气温度传感器3 电磁喷油器4 节气门体5 节气门 喷油器结构图 1 接头2线圈3 斜置的喷孔4球型阀5 扁平衔铁基板6 9 圆通道7 燃油入口8 燃油出口 2 电控多点汽油喷射系统 efi 电控多点汽油喷射系统 efi 通常通过对燃油喷射时间的控制来控制喷油量的多少 从而改变混合气浓度 为了实现空燃比的高精度控制 就必须对进入气缸的空气量进行精确的计量 目前 在汽车上应用的电控多点汽油喷射系统根据进气量检测方式的不同可以分为d型efi和l型efi两种类型 l型电控汽油喷射系统图 1 油箱2 油泵3 滤清器4 分配管5 压力调节器6电控单元7 喷油器8 冷启动阀9 怠速调节螺钉10 节气门开关11 节气门12 空气流量计13 继电气组14 氧传感器15 发动机温度传感器16 温度时间开关17 分电器18 怠速控制阀19 怠速混合气调节螺钉20 蓄电池21启动开关 空气流量计 1 调节螺钉2摆板3 单向阀4 空气温度传感器5 电位器6 缓冲室7 缓冲板 电动汽油泵构成图 1 安全阀2 外壳3 单向阀4出油口5永磁电动机6 电连接器7 泵体 压力调节器 1 燃油入口2 燃油出口3阀支承4 膜片5 弹簧6 进气管接口7 阀门 喷油器 a 顶供式b 底供式 冷启动阀的结构图 1 插头2 进油口3 垫圈4线圈衔铁5 线圈6 旋流式喷嘴 思考与练习 1 介绍柴油机电