柴油机电控的一般原理-ZB-思考题毕.ppt

2002.4.20,混合驱动汽车的技术分析与现状,1,上海交通大学卓斌2007.2,上海交通大学工程硕士课程,柴油机电子控制第一章：柴油机电控的一般原理,混合驱动汽车的技术分析与现状,2,第一章目录,第一章柴油机电控的一般原理柴油机电控与排放发动机电控的一般情况柴油机需要调节的参数典型的柴油机电控系统第二章传感器第三章控制器第四章电控单体泵EUP系统第五章电控高压共轨系统第六章ECU的控制策略第七章故障自诊断与诊断码第八章电控系统的系统开发与标定,混合驱动汽车的技术分析与现状,3,柴油机尾气排放的法规日益严格,混合驱动汽车的技术分析与现状,4,碳烟和NOx的形成区域及其技术,思考题：柴油机尾气排放有哪几样？形成原因？降低措施？,混合驱动汽车的技术分析与现状,5,柴油机技术近期的发展,混合驱动汽车的技术分析与现状,6,NGD3.0L柴油机-先进技术,混合驱动汽车的技术分析与现状,7,满足排放的发动机技术,混合驱动汽车的技术分析与现状,8,欧3及以后的排放技术途径,玉柴措施？,混合驱动汽车的技术分析与现状,9,欧3及以后的排放技术途径,混合驱动汽车的技术分析与现状,10,排放与发动机电控,排放法规是促成电喷系统的最大驱动力与排放相关的技术需要电子控制才能实现电控技术的发展使发动机电控成为可能,思考题1、柴油机尾气排放有哪几样？形成原因？降低措施？2、玉柴商用车柴油机达到国3排放的措施？国4呢？,混合驱动汽车的技术分析与现状,11,第一章目录,第一章柴油机电控的一般原理柴油机电控与排放发动机电控的一般情况柴油机需要调节的参数典型的柴油机电控系统第二章传感器第三章控制器第四章电控单体泵EUP系统第五章电控高压共轨系统第六章ECU的控制策略第七章故障自诊断与诊断码第八章电控系统的系统开发与标定,混合驱动汽车的技术分析与现状,12,自动控制系统,电控系统，或者说是电子(微机)自动控制系统，也是一种自动控制系统自动控制的例子（机械控制）：用在楼顶蓄水池中的浮子阀门抽水马桶的水位控制阀各种机构的动作是由机械的传动联系在一起的并没有什么信息在流动,混合驱动汽车的技术分析与现状,13,电控系统,电控系统一般都可分为传感器、控制器和执行器三部分。传感器：将装置的物理参数转换为电信号(数字式或模拟式)，用以监测装置的运行情况和环境条件，并将这些信号输送到控制器。换言之，传感器用各种电信号将一个虚拟的、与实际装置相同的“模拟装置”反映到控制系统中。视装置的复杂程度与控制需要的不同，传感器的数目也不同，一般可有几个至上百个。传感器可认为是控制系统的神经。控制器：接收和处理传感器发出的各种信息，并对这些信息进行分析，以了解装置的情况；利用事先制定的控制策略，决定在当前的状态下该如何控制这个装置；最后将这种决定转换成一条或多条指令输送到执行器。控制器含有一个微处理器，并在内存中贮存着设计者事先编制的程序或控制软件。控制器可认为是控制系统的大脑。执行器：接收控制器发来的各种指令，通过本身的设计，将电信号转变为执行元件的动作(可为电气的动作，也可为某种机械运动)。这些元件的动作将改变装置的运行条件，决定装置的运行和输出。执行器可认为是控制系统的肌肉。可以看出，整个控制系统中一直贯穿着大量信息的流动。电控系统正是从传感器的信息中了解装置的运行情况，用输入信息与自身贮存信息来决定控制的方式和指令，并将所产生的关于指令的信息输送到执行器来完成整个控制过程。,混合驱动汽车的技术分析与现状,14,对电控系统的要求,准确地执行它应有的功能。即使装置的输出准确地接近在一定输入条件下的理想输出；足够快的反应。对输入的变化引起足够快的反应，且准确地追随这种变化；稳定性好。在输入信号改变、特别是突然变化时控制系统的运作要稳定，而不是发散、振荡。要减少不稳定操作的变化幅度；只根据有效的输入来反应（抗干扰能力强）。电控系统的目的是将装置按与输入有关的方式来控制，并与运行特点和控制器本身协调。装置的特性常受执行器的电磁特性影响，简言之，执行器是从控制器接收电功率的电终端，然后经内部的能量转换，得到一个机械的输出来控制装置。,混合驱动汽车的技术分析与现状,15,发动机电控系统概念,传感器：将正在运行的发动机的一些机械参数和热力学参数转化为电信号传到控制器。电信号可为数字式，也可为模拟式，毫安级。控制器：将从传感器所收到的信息进行综合分析，决定发动机当前的运行模式，然后根据分析结果发出控制指令送到执行器。,执行器：按照控制指令进行动作，将电信号转换为某些机械运动，从而改变(或保持)发动机的某些运行条件。一般为数字式信号，安培级。,思考题：发动机电控系统分为几大部分？各有什么作用？,混合驱动汽车的技术分析与现状,16,第一章目录,第一章柴油机电控的一般原理柴油机电控与排放发动机电控的一般情况柴油机需要调节的参数典型的柴油机电控系统第二章传感器第三章控制器第四章电控单体泵EUP系统第五章电控高压共轨系统第六章ECU的控制策略第七章故障自诊断与诊断码第八章电控系统的系统开发与标定,混合驱动汽车的技术分析与现状,17,柴油机需要的控制,基本控制：喷油量提前角喷油压力较高要求的控制：喷油规律空气管理或增压压力可变的进气涡流以上调节必须：适应全转速、功率范围内的运行适应起动和怠速的特殊要求保护：最大喷油量限制：限定条件下的喷油量，如冒烟限制,思考题：柴油机电控系统的3个基本控制量是什么？,混合驱动汽车的技术分析与现状,18,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结论：机械喷油泵及其调速器不能满足要求，必须引入电子控制,混合驱动汽车的技术分析与现状,19,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和多次喷射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,混合驱动汽车的技术分析与现状,20,电控系统的其他重要功能,电控还能：更多的排放控制（EGR，VNT，进气管理，后处理等）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（A/T、停缸、排气制动，A/C、P/S、ABS、仪表指示等等）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、低油耗实现各种灵活的控制与车辆更好的匹配控制功能的取舍应与整车需要为原则,思考题：1、柴油机电控系统的功能有哪些？2、柴油机电控有什么优点？为什么？,混合驱动汽车的技术分析与现状,21,第一章目录,第一章柴油机电控的一般原理柴油机电控与排放发动机电控的一般情况柴油机需要调节的参数典型的柴油机电控系统第二章传感器第三章控制器第四章电控单体泵EUP系统第五章电控高压共轨系统第六章ECU的控制策略第七章故障自诊断与诊断码第八章电控系统的系统开发与标定,混合驱动汽车的技术分析与现状,22,世界上最先进的的燃油喷射系统,玉柴采用了世界先进的主流技术,混合驱动汽车的技术分析与现状,23,四种电控系统,目前在中国只有CRS和UPS实际应用,混合驱动汽车的技术分析与现状,24,几种常见的柴油机电控技术,电控高压共轨系统（轻型车，向中重型发展）电控高压油泵共轨管电控喷油嘴电控单体泵系统（中重型）电控单体泵（每缸一泵）电控喷油嘴或机械喷油嘴电控泵喷嘴系统（轻中重型市场，中国只宝来应用）泵嘴一体化，每缸一个其它（增压式共轨系统、可变预行程电控直列泵、电控VE泵）（已逐步被替代）,混合驱动汽车的技术分析与现状,25,随技术发展的喷射压力提高,混合驱动汽车的技术分析与现状,26,欧洲汽车柴油机喷油系统应用情况,混合驱动汽车的技术分析与现状,27,电控单体泵的发展,引用自博世公司资料,混合驱动汽车的技术分析与现状,28,高压共轨系统的发展,引用自博世公司资料,混合驱动汽车的技术分析与现状,29,媒体报道（中国汽车报2006.10.9）,主标题两大技术争食国III客车市场副标题高压共轨数量占优，单体泵适应性更强欧洲的多数派，成了中国的少数派高压共轨更先进，单体泵更皮实分清孰优孰劣，还要看使用条件,混合驱动汽车的技术分析与现状,30,高压共轨系统工作情况,结论电控喷油器根据ECU发出的喷油指令脉冲进行喷油喷油始点由指令脉冲起点控制喷油量由指令脉冲的宽度控制可以实现多次喷射喷油压力为共轨压力共轨压力可以由ECU发出的共轨压