柴油发动机电控系统.ppt

汽车发动机电控技术,河南交通职业技术学院,张俊hnzj361,第九章柴油发动机电控系统,学习目标：了解柴油机电控技术的发展与应用现状；了解柴油机电控系统的特点、基本组成和工作原理；了解柴油机电控燃油喷射系统的组成和分类；掌握电控分配泵喷射系统、电控泵喷嘴系统、电控共轨燃油系统的结构特点与检修。,第九章柴油发动机电子控制系统,本章主要内容：一、概述二、柴油机电子控制系统三、典型柴油机电控燃油喷射系统四、典型柴油发动机电子控制系统电路图五、柴油机电控系统检修,前言,随着电控技术在汽车柴油机上应用的日益增多，控制精度不断提高，控制功能不断强大，加上共轨技术、“时间控制”燃油喷射技术、涡轮增压中冷技术、多气门技术、废气在循环技术等在汽车柴油机上应用的逐渐成熟。在轿车和轻型车动力竞争中，柴油机的发展势头令人瞩目，重型汽车中，柴油机更是一统天下。,1.柴油机电控技术的发展2.柴油机电控系统的优点,一、概述,1.柴油机电控技术的发展,按对供（喷）油量、供（喷）油正时、供（喷）油速率和喷油压力等的控制方式，电控技术在柴油机供给系统中的应用，经历了“位置控制”、“时间控制”、“时间一压力控制”或“压力控制”3个阶段。,1.柴油机电控技术的发展,常规压力电控喷油系统或第一代柴油机电控燃油喷射系统：采用“位置控制”和“时间控制”的柴油机电控系统中的供（喷）油压力与传统柴油机供给系统相同。高压电控喷油系统或第二代柴油机电控燃油喷射系统：采用“时间-压力控制”或“压力控制”的柴油机电控系统可对喷油压力进行控制，且喷油压力较高。,2.柴油机电控系统的优点,柴油机电控技术（EDC）与汽油机电控技术（EFI）有许多相似之处，整个系统都是由传感器、电控单元和执行器三大部分组成。柴油机电控技术有二个明显的特点：一个特点是其关键技术和技术难点就在柴油喷射电控执行器上；另一个特点是柴油电控喷射系统的多样化。,2.柴油机电控系统的优点,而与传统柴油机相比，采用电控技术的现代柴油机的主要优势如下：（1）提高燃油经济性和排放性；（2）改善工作可靠性；（3）低温起动更容易；（4）运转更稳定；（5）适应性能更强；（6）精确动力输出和负荷匹配；（7）增压控制的实现；（8）结构紧凑，维修方便。,1.柴油机电子控制系统的基本组成和工作原理2.现代柴油机电子控制系统,二、柴油机电子控制系统,1.柴油机电子控制系统的基本组成和工作原理,由于柴油机与汽油机使用的燃料不同，结构(尤其燃料供给系统)和工作特点也存在很大差异，为此采用的电控技术也各有特点。,（1）柴油机电子控制系统的组成,柴油机电子控制系统由信号输入装置、电子控制单元(ECU)和执行元件三部分组成。,柴油机电控系统常用传感器,（2）柴油机电子控制系统基本工作原理,柴油机电子控制系统与汽油机电子控制系统一样，各种输入信号通过传感器及其他信号输入装置输入电子控制单元，经输入回路输入微机。,2.现代柴油机电子控制系统,（1）燃油喷射控制系统,2.现代柴油机电子控制系统,（2）怠速控制系统,2.现代柴油机电子控制系统,（3）进气控制系统,2.现代柴油机电子控制系统,（4）增压控制系统（5）排放控制系统（6）起动控制系统（7）巡航控制系统（8）故障自诊断和失效保护系统（9）柴油机与自动变速器的综合控制系统,三、典型柴油机电控燃油喷射系统,1.柴油机电控燃油喷射系统的组成和分类2.电控分配泵喷射系统3.电控泵喷嘴系统4.电控共轨燃油系统,1.柴油机电控燃油喷射系统组成和分类,（1）柴油机电控燃油喷射系统的组成柴油机电控系统由传感器、执行器和发动机电控单元(ECU)组成。传感器检测出发动机或喷油泵本身的运行状态；发动机电控单元(ECU)根据各个传感器的信息，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。,1-发动机转速传感器；2-油量控制齿杆；3-齿杆控制电磁线圈；4-齿杆位置传感器；5-功率放大器；6-发动机润滑油控制,（2）柴油机电控燃油喷射系统的分类,柴油机电控燃油喷射系统根据其直接控制的量(喷油量)控制方式可分为位置控制和时间控制两类。柴油机电控系统根据其产生高压燃油的机构，分为：直列泵电控喷射系统、电控分配泵喷射系统、泵喷嘴电控喷射系统、单体泵电控喷射系统、共轨式电控喷射系统。,2.电控分配泵喷射系统,（1）电控分配泵喷射系统结构和原理电控分配泵燃油喷射系统根据各种传感器的信息检测出发动机的实际运行状态，由计算机完成喷油量控制、喷油时间控制和怠速转速控制。电控分配泵系统按喷油量、喷油时间的控制方法可分为两类：位置控制式和时间控制式。,2.电控分配泵喷射系统,（2）时间控制式电控分配泵系统,2.电控分配泵喷射系统,（3）电控轴向压缩式分配泵系统,电控轴向压缩式分配泵的特点如下：对重要参数的进一步处理是目前机械泵无法实现的，电子控制使发动机在整个运行期间都有极高的精确度；灵活的匹配使发动机特性和排放控制达到最佳，全负荷喷油量曲线与调速特性和液压配置无关；取消机械装置而显著地减少了喷油泵所需空间；进一步改善车辆的行车特性，能与其他汽车电子系统相结合，使汽车更加舒适、经济、环保和安全。,2.电控分配泵喷射系统,（3）电控轴向压缩式分配泵系统,3.电控泵喷嘴系统,（1）泵喷嘴结构和工作原理泵喷嘴，就是喷油泵与控制单元和喷嘴组合在一起，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压力波和燃油压缩的影响，高压容积大大减少，因此可产生所需的高喷射压力。同带喷嘴的分配式喷射系统一样，泵喷嘴具有如下功能：（1）产生燃油喷射所需的压力；（2）按正确的时间和正确的喷油量喷油。,3.电控泵喷嘴系统,（2）TDI系统电控泵喷嘴电控泵喷嘴的结构（如右图所示）,4.电控共轨燃油系统,（1）电控共轨系统的组成和工作原理从功能方面分析，电控共轨系统可以分成两大部分：电控系统和燃料供给系统。,共轨管,（1）共轨系统的组成和工作原理,供油泵将燃油加压成高压，供入共轨内，储存在共轨内的燃油在适当的时刻通过喷油器喷人发动机气缸内。,（2）喷油器,压电喷油器利用压电效应来控制的。,（3）供油泵,作用是:将低压燃油加压成高压燃油，储存在共轨内，等待ECU的喷射指令。,（4）康明斯ISBe高压共轨柴油机燃油系统,由四个主要部件构成:燃油齿轮泵（与高压油泵固装在一起）高压油泵（博世VP44分配式电控泵）燃油油轨电磁喷油器。,1-由燃油箱来的燃油；2燃油/分离器；3-ECM冷却板；4-至齿轮泵；5-至燃油滤清器；6-燃油滤清器座；7-燃油滤清器；8-至高压油泵；9-分配高压油泵(博世P44型）；10-燃油油轨；11-燃油油轨；12-至喷油器；13-压油管；14-喷油器；15-燃油从喷油器和油轨流回滤清器座；16-燃油从高压油泵流向燃油滤清器座；17-至燃油箱,三、典型柴油发动机电控系统电路图,1.捷达轿车柴油机电路图2.康明斯ISBe电控柴油机电路图,1.捷达轿车柴油机电路图,捷达轿车柴油机电路图,2.康明斯ISBe电控柴油机电路图,康明斯ISBe电控柴油机电路图,五、柴油机电控系统检修,1.电控分配泵的维修2.电控共轨燃油系统的维修,1.电控分配泵的维修,（1）柴油发动机的喷射系统部件（以捷达为例）捷达柴油发动机的喷射系统部件的安装位置示意图（如图所示）。部件A未在图中显示：A-加速踏板位置传感器(G79)，位于加速踏板上。,1-进气歧管(上部)；2-喷油器；3-进气连接件；4-废气再循环阀(机械)；5-废气再循环阀(N18)；6-低热输出继电器(J359)与高热输出继电器(J360)；7-进气歧管温度传感器(G72)；8-柴油直喷系统控制单元(J248)；9-制动踏板开关(F47)；10-制动灯开关(F)；11-离合器踏板开关(F36)；12-冷却液温度传感器(G62)；13-紧固螺栓(10Nm)；14-发动机转速传感器(G28)；15-O形环；16-2脚连接器；17-3脚连接器；18-10针插头；19-喷油提前角调节阀(N108)；20-燃油切断阀(N109)；21-喷射泵,1.电控分配泵的维修,（2）电子控制轴向压缩式分配泵喷油泵维修时应注意：喷油泵链轮紧固螺栓有两种。带有倒棱和尖角，拧紧力矩：20N.m+90，拆卸后必须更换；不带有倒棱和尖角，拧紧力矩：25N.m，拆卸后不须更换。紧固螺母3不能松脱，否则喷油泵的基本设定会被改变。喷油泵6重新装配时，需动态检查并调整喷油初始信号。喷油管需用专用工具拆卸，喷油管只能成组更换，不要改变其形状。连接管12带有压力阀。拆卸O形圈20时，应更换新件。滤网21应清洁干净。,1-喷油泵链轮固定螺栓；2-喷油泵链轮；3一紧固螺母；4-密封圈；5一连接管部分(25N.m)；6-喷油泵7-燃油切断阀；8-连接管；9=回油管；10-连接接头；11-喷油管；12-连接管(25N.m)；13-喷油嘴；14-紧固螺栓(20Nm)；15一支架；16-底座；17-隔热密封环；18一紧固螺栓(1ON.m)；19-喷油始点阀；20-O形环；21-滤网；22-正时装置护盖；23-衬套；24一组合支架,1.电控分配泵的维修,（3）拆卸、检查和安装喷油泵（4）动态检查并调整喷油提前角调节阀喷油始点注意：测试过程中，如果喷油泵喷油始点位于标定范围C中，则不需新的调整。在完成诸如拆装喷油泵或调整喷油泵正时的维修后，将喷油提前角调节阀喷油始点信号设置在标定范围C中的平均值(虚线)上。,1.电控分配泵的维修,（5）拆卸和安装喷油器说明：喷油器失效可能导致下述故障：失火，一缸或多缸敲缸，发动机过热，动力损失，尾气冒黑烟，燃油消耗高，冷起动时尾气冒蓝烟。失效喷油器可以通过下述方法进行判断：逐一松开每个喷油器上的高压管接头，如果松开一个管路接头后，发动机怠速仍然保持不变，则说明该喷油器失效。,1.电控分配泵的维修,（6）检查喷油器警告：检测喷油器喷射压力时，确保喷射口与手不能有任何接触，否则高压燃油会射穿皮肤造成严重伤害。,2.电控共轨燃油系统的维修,（1）电子燃油控制执行器(EFC)的检查当接通和断开钥匙开关后，检查燃油控制执行器有无“咔哒”声。如果断开钥匙开关时没有听到“咔哒”声，应更换燃油控制执行器。,2.电控共轨燃油系统的维修,（2）电子燃油加热器电子燃油加热器安装在燃油滤清器座上，滤清器上的双金属片起节温器的作用。燃油加热器在大约l时接通，在18时断开。检查燃油加热器的电压是否正确，对于12V系统，加热电压应为12V；对于24V系统，加热电压应为24V。如果电压不在规定范围，则应进行维修。,2.电控共轨燃油系统的维修,（3）燃油压力测试测量怠速时的燃油压力。燃油滤清器进口处的压力应为0.51.3MFPa。测量发动机起动期间燃油压力，应为0.31.1MPa。燃油滤滤清器两端的最大压降为02MPa。,2.电控共轨燃油系统的维修,（4）齿轮式燃油泵从齿轮室壳体上拆下高压油泵。从高压油泵上拆下与之固连的齿轮式油泵。检查齿轮泵驱动联轴节和驱动轴轴端是否过度磨损。,2.电控共轨燃油系统的维修,（5）燃油回油管阻力测试从燃油滤清器座接头处，拆下回油管，连接好压力表，重新连接好油管。在发动机起动或低怠速运转时，测量燃油回油管阻力。允许的燃油回油管阻力为120kPa。如果燃油管回油管阻力太高，应检查燃油管尺寸是否正确，油管有无泄漏，是否存在弯曲或堵塞(如图8-31所示)。,2.电控共轨燃油系统的维修,（6）燃油进油阻力测试从齿轮泵上拆下连接ECM冷却板与齿轮泵的燃油管，安装燃油压力表，重新安装好燃油管。安装量程为0508.0mmHg真空表，运转发动机，测量燃油进油限力。高怠速时允许的进油阻力最大值为50.8kPa。如果燃油进油阻力太高，应检查油管中OEM燃油管尺寸正确与否，燃油管是否存在弯曲或堵塞。应保证燃油滤清器过油畅通，单向阀未发生故障。,2.电控共轨燃油系统的维修,（7）喷油器拆下燃油油轨与高压油管。拆下摇臂室盖和排气摇臂。拆下电磁阀导线。拆下8mm的喷油器压板螺栓。使用喷油器拆卸工具从缸盖上拆下喷油器。用安全溶剂和清洁软布清理喷油器，但不能使钢丝刷清洁喷油器。检查喷油器端部是否有积炭，可使用黄铜丝刷清理