汽车柴油发动机电控燃油喷射系统培训课件（可编辑）

汽车柴油发动机电控燃油喷射系统培训课件一柴油机电控燃油喷射系统概述二直列柱塞泵电控燃油喷射系统三轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统四径向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统五泵喷嘴电控燃油喷射系统六单体泵电控燃油喷射系统七共轨式电控燃油喷射系统八柴油机电控燃油喷射系统传感器九柴油机电控燃油喷射系统主要附件十柴油机电控燃油喷射系统主要元件的检修一柴油机电控燃油喷射系统概述1柴油机电控技术的发展历程20世纪80年代电控技术在柴油机上的应用形成了现代汽车柴油机电控系统20世纪90年代电控技术在柴油机上应用日益增多控制精度不断提高控制功能不断扩大提高了柴油机的竞争力2000年欧洲轿车的柴油化率达到27到2005年增加到302003年西欧柴油轿车产量达到400万辆一向对发展柴油轿车保持低姿态的美国2000年也有10的轿车装用了柴油机技术发展经历了三个阶段第一代柴油机电控系统采用位置控制和时间控制供喷油压力与传统柴油机相同称为常规压力电控系统以电控泵为代表第二代柴油机电控系统采用时间压力控制或压力控制喷油压力较高称为高压电控系统以共轨系统为代表的第三代柴油机电控系统集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再循环技术选择性催化还原过滤器再生技术压电技术等于一体以压电式高压共轨系统为代表一柴油机电控燃油喷射系统概述2柴油机与汽油机比较对混合气浓度的控制方式不同汽油机在理论混合气浓度附近工作柴油机对混合气浓度没有相对固定的要求对喷油压力的要求不同汽油机多点系统压力025035MPA单点系统压力007010MPA而柴油机喷油压力高达100200MPA建立更高的喷油压力是重点和难点对燃烧过程的控制途径不同汽油机通过控制点火正时和点火能量来控制柴油机通过控制喷油正时喷油持续时间和喷油速率来控制柴油喷射的电控执行器复杂柴油机具有高压高频脉动等特点而且对喷油正时的精度要求很高这就导致了柴油喷射的电控执行器要复杂得多柴油机电控燃油喷射系统形式多样传统的柴油机具有结构完全不同的系统形成了柴油喷射系统的多样化一柴油机电控燃油喷射系统概述3现代柴油机先进技术共轨技术指利用一个公共油轨向各缸喷油器供油油压可独立控制时间控制燃油喷射技术由ECU控制的高速电磁阀来直接控制供喷油的开始与结束时刻涡轮增压中冷技术废气涡轮增压中冷却器冷却50以下多气门技术每个气缸2个以上气门废气再循环技术降低NOX的排放量一柴油机电控燃油喷射系统概述4柴油机电控燃油喷射系统的功能供喷油量控制ECU根据转速加速踏板位置确定基本供喷油量根据水温进气温度起动开关空调开关反馈信号等对供喷油量进行修正供喷油正时控制ECU根据转速负荷信号来确定基本的供喷油提前角再根据反馈信号进行修正4柴油机电控燃油喷射系统的功能供喷油速率和供喷油规律ECU根据转速和负荷信号作为主控信号按预设的程序确定最佳的供喷油速率和规律喷油压力的控制ECU以转速和负荷信号作为主控信号按预设的程序确定最佳的喷油压力并对喷油压力进行闭环控制柴油机低油压保护ECU根据机油压力传感器信号当机油压力低时减少供油量降低转速并报警当机油压力降到一定值时切断燃油供给强制熄火增压器工作保护ECU根据增压压力信号适当调节供喷油量并在增压压力过高或过低时报警一柴油机电控燃油喷射系统概述5柴油机电控燃油喷射系统的类型第一代采用位置控制或时间控制方式供喷油压力与传统柴油机相同又称常规压力控制系统主要包括直列柱塞泵电控系统和分配泵电控系统第二代采用时间压力控制或压力控制方式喷油压力高又称高夺喷射系统主要包括泵喷嘴电控系统和共轨系统二直列柱塞泵电控燃油喷射系统1直列柱塞泵燃油供给系统的组成燃油箱输油泵燃油滤清器喷油泵喷油器二直列柱塞泵电控燃油喷射系统2直列柱塞泵结构原理二直列柱塞泵电控燃油喷射系统2直列柱塞泵结构原理二直列柱塞泵电控燃油喷射系统2直列柱塞泵结构原理二直列柱塞泵电控燃油喷射系统2直列柱塞泵结构原理二直列柱塞泵电控燃油喷射系统2直列柱塞泵结构原理二直列柱塞泵电控燃油喷射系统二直列柱塞泵电控燃油喷射系统二直列柱塞泵电控燃油喷射系统二直列柱塞泵电控燃油喷射系统二直列柱塞泵电控燃油喷射系统二直列柱塞泵电控燃油喷射系统二直列柱塞泵电控燃油喷射系统二直列柱塞泵电控燃油喷射系统三轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统三轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统三轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统2轴向压缩式分配泵工作原理1叶片式输油泵三轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统2轴向压缩式分配泵工作原理2分配泵驱动机构三轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统三轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统三轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统三轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统三轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统三轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统三轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统三轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统三轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统三轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统三轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统三轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统三轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统四径向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统四径向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统四径向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统四径向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统四径向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统四径向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统四径向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统四径向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统四径向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统四径向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统四径向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统四径向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统四径向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统五泵喷嘴电控燃油喷射系统五泵喷嘴电控燃油喷射系统五泵喷嘴电控燃油喷射系统五泵喷嘴电控燃油喷射系统五泵喷嘴电控燃油喷射系统五泵喷嘴电控燃油喷射系统五泵喷嘴电控燃油喷射系统五泵喷嘴电控燃油喷射系统五泵喷嘴电控燃油喷射系统五泵喷嘴电控燃油喷射系统五泵喷嘴电控燃油喷射系统五泵喷嘴电控燃油喷射系统六单体泵电控燃油喷射系统六单体泵电控燃油喷射系统六单体泵电控燃油喷射系统七共轨式电控燃油喷射系统七共轨式电控燃油喷射系统七共轨式电控燃油喷射系统七共轨式电控燃油喷射系统七共轨式电控燃油喷射系统1加速踏板位置传感器功用又称负荷传感器用来检测加速踏板被驾驶员踩下的位置及位置变化类型电位计式差动电感式和霍尔式差动电感式加速踏板位置传感器推杆与加速踏板联动衔铁与推杆做成一体当加速踏板的位置发生变化时在两个线圈中移动使两个线圈内的自感电动势发生一增一减的变化根据输出端线圈的电压信号即可确定加速踏板的位置霍尔式加速踏板位置传感器利用霍尔效应原理来检测加速踏板的位置及其位置变化传感器永久磁铁安装在与加速踏板联动的轴上霍尔元件则是固定的见图当加速踏板位置变化时与加速踏板联动的轴就会带动永久磁铁转动从而改变永久磁铁与霍尔元件之间的相对位置使作用在霍尔元件上的磁场强度发生变化结果导致霍尔元件输出的电压发生变化2凸轮轴曲轴位置传感器凸轮轴位置传感器检测曲轴转角基准G信号曲轴位置传感器检测曲轴转角NE信号功用产生的信号用于供喷油正时控制安装位置曲轴凸轮轴或飞轮处安装在直列柱塞泵中的正时传感器安装在分配泵内的泵角传感器均是用来检测泵轴转角及其转角基准位置的传感器与凸轮轴曲轴位置传感器结构原理相同类型电磁感应式霍尔式两种3供喷油量传感器功用用来检测柴油机的实际供喷油量产生的信号用来实现供喷油量的闭环控制类型直列柱塞泵供油齿条或拉杆位置传感器分配泵油量控制滑套位置传感器无压力室喷油器针阀升程传感器供油齿条或拉杆和滑套位置传感器通常采用差动电感式分差动自感式和差动变压器式针阀升程传感器通常采用霍尔式差动自感式位置传感器差动变压器式位置传感器霍尔式针阀升程传感器4供喷油正时传感器功用用来检测柴油机的实际供喷油正时产生的信号用来实现供喷油正时的闭环控制类型检测供喷油正时的方法不同所采用的传感器也不同直列柱塞泵位置控制方式中的正时传感器分配泵位置控制方式中的正时活塞位置传感器分配泵时间控制方式和共轨系统中的喷油器针阀开启始点传感器高速电磁阀关闭始点传感器燃烧室着火始点传感器4供喷油正时传感器喷油器针阀开启始点传感器4供喷油正时传感器喷油器针阀开启始点传感器4供喷油正时传感器喷油器针阀开启始点传感器4供喷油正时传感器高速电磁阀关闭始点传感器4供喷油正时传感器燃烧室着火始点传感器5压力传感器柴油机电控系统中的压力传感器包括进气管绝对压力传感器增压压力传感器大气压力传感器排气压力传感器压差传感器燃油压力传感器常用类型压敏电阻式压电式和电容式三种5压力传感器压电式压力传感器压电式压力传感器主要由压电元件和电极引线等组成当压电零件受压变形时会在压电零件的两端产生电压此电压与压电元件承受的压力成正比ECU根据这一电压信号确定被测压力5压力传感器压差传感器压差传感器的结构原理与压力传感器基本相同只是压差传感器的硅片两侧均为压力气室一侧为低压气室另一侧为高压气室信号用以判断滤清器或过滤器堵塞情况6温度传感器功用检测进气温度传感器冷却液温度传感器燃油温度传感器排气温度类型检测进气温度冷却液温度燃油温度通常用热敏电阻式检测排气温度传感器有热敏电阻式热电偶式熔丝式进气温度传感器安装在进气管中其功用是检测进气温度冷却液温度传感器一般安装在气缸体水道上或冷却水出口处其功用是检测发动机冷却液温度信号燃油温度传感器通常安装在燃油箱中其功用是检测燃油温度排气温度传感器安装在排气管中其功用是检测排气温度主要用于排放控制6温度传感器热电偶式温度传感器是利用热电效应制成的温度传感器热电偶亦称温差电偶由端点彼此紧密接触的两种不同材料金属丝组成当两种不同材料金属丝的两个接点处于不同温度时在回路中就有直流电动势产生该电动势称温差电动势或热电动势当组成热电偶的材料一定时温差电动势仅与两接点处的温度有关主要缺点是灵敏度比较低抗干扰能力差不适合测量微小的温度变化6温度传感器熔丝式温度传感器是利用金属材料受热为熔解特性制成的温度传感器主要用来控制高温报警装置主要缺点是一旦熔丝熔断传感器不能继续使用7空气流量传感器功用测量进气量用于进气控制和废气再循环控制类型叶片式热式和卡门旋涡式三种九柴油机电控燃油喷射系统主要附件九柴油机电控燃油喷射系统主要附件九柴油机电控燃油喷射系统主要附件九柴油机电控燃油喷射系统主要附件九柴油机电控燃油喷射系统主要附件九柴油机电控燃油喷射系统主要附件九柴油机电控燃油喷射系统主要附件九柴油机电控燃油喷射系统主要附件九柴油机电控燃油喷射系统主要附件九柴油机电控燃油喷射系统主要附件九柴油机电控燃油喷射系统主要附件九柴油机电控燃油喷射系统主要附件九柴油机电控燃油喷射系统主要附件九柴油机电控燃油喷射系统主要附件九柴油机电控燃油喷射系统主要附件十柴油机电控燃油喷射系统主要元件的检修十柴油机电控燃油喷射系统主要元件的检修十柴油机电控燃油喷射系统主要元件的检修十柴油机电控燃油喷射系统主要元件的检修十柴油机电控燃油喷射系统主要元件的检修十柴油机电控燃油喷射系统主要元件的检修十柴油机电控燃油喷射系统主要元件的检修十柴油机电控燃油喷射系统主要元件的检修八柴油机电控燃油喷射系统传感器八柴油机电控燃油喷射系统传感器与汽油机完全相同1低压输油泵低压输油泵的输出油压一般在1MPA以下常用类型活塞式输油泵膜片式输油泵齿轮式输油泵封闭叶片式输油泵电动输油泵1低压输油泵活塞式输油泵1进油管接头螺栓2滤网3进油阀4进油阀弹簧5手泵体6手泵活塞7手泵杆8手泵盖9手泵销10手泵柄11出油管接头螺套12保护套13油管接头14出油阀弹簧15出油阀16滚轮17滚轮架18滚轮弹簧19活塞20活塞弹簧21螺塞22进油管接头23泵体24推杆25滚轮销常用于直列柱塞泵电控系统1低压输油泵膜片式输油泵1膜片2输油泵下体3摇臂轴4摇臂5偏心轮6摇臂回位弹簧7膜片拉杆8膜片弹簧9泵腔10进油阀11进油室12出油阀13出油室常用于转子分配泵电控系统1低压输油泵齿轮式输油泵1进油腔2出油腔3泄压槽常用于共轨系统1低压输油泵封闭叶片式输油泵宝来泵喷嘴电控系统1低压输油泵封闭叶片式输油泵宝来柴油机低压输油泵在宝来柴油机轿车上封闭叶片式输油泵与制动系统的助力器真空泵组合成一体安装在气缸盖上由发动机凸轮轴驱动1低压输油泵电动输油泵与汽油机电控燃油喷射系统相同2高压输油泵常用由凸轮轴驱动的带有多个分泵的直列柱塞式油泵一般用于大型柴油机或径向柱塞式油泵一般用于小型柴油机驱动高压输油泵的凸轮轴上可布置一个或几个凸轮按每个凸轮上的凸起数可分为单作用型双作用型三作用型和四作用型等多种型式分泵的数量凸轮的凸起数量应与发动机的气缸数量相匹配为保证共轨中的压力稳定一般要求高压油泵的供油频率与喷油频率一致2高压输油泵直列柱塞式高压输油泵三作用型1进油控制电磁阀2出油阀3调压阀4凸轮轴5滚轮体6柱塞回位弹簧7柱塞8柱塞套筒2高压输油泵径向柱塞式高压输油泵三作用型1调压阀2凸轮轴3进油控制电磁阀4出油阀5输油泵6泵油腔7柱塞8柱塞回位弹簧3柴油滤清器功用滤除柴油中的杂质和水分轿车常用的柴油滤清器为整体不可拆式它旋装在泚清器座上1出油口2进油口3滤芯4放水螺塞5集水腔6滤芯支管7滤清器壳体8滤清器盖4共轨功用贮存高压输油泵提供的高压燃油并根据需要分配给各喷油器即起蓄压器的作用此外共轨应能抑制高压油泵供油和喷油器喷油时引起的压力波动以保持共轨中压力的稳定1共轨2进油管口3燃油压力传感器4限压阀5回油管口6流量限制器7喷油器供油口4共轨流量限制器功用在非常情况下防止喷油器常开并持续喷油即一旦某喷油器常开并持续喷油导致共轨输出的油量超过一定限值流量限制器则会关闭该喷油器的供油通道上原理由于弹簧和节流孔的作用使限制阀向下移动的量随喷油速率增加而增大喷油器异常泄漏使喷油速率和喷油量超过正常喷油最大值限制阀完全关闭停止给喷油器供油1进油孔2堵头3限制阀4弹簧5壳体6出油孔7阀座8节流孔4共轨限压阀位置一般安装在输油泵内或共轨上功用限制共轨中的最高压力原理弹簧的预紧力根据规定的共轨最高压力调定阀左侧承受的共轨压力超过右侧的弹簧力时阀右移离开阀座共轨中的燃油经限压阀流回油箱或输油泵进油侧使共轨压力下降1共轨侧进油口2阀头3油孔4阀5弹簧6空心螺塞7阀体8回油口5调压阀位置一般安装在输油泵出口或共轨上功用根据ECU的指令实现对共轨压力的闭环控制原理占空比控制型电磁阀与限压阀的主要区别限压阀限制的最高压力取决于弹簧力只能在其限制的最高压力附近调节压力且响应速度慢调压阀则可在宽广的范围内按ECU指令调节油压且响应速度快1球阀2电枢3电磁线圈4弹簧5线束连接器1主要传感器的检测燃油温度传感器的检测宝莱柴油机燃油温度传感器电路A电路图B线束连接器燃油温度传感器的检测方法从发动机上拆下传感器用万用表分别测量传感器两端子与传感器壳体之间的电阻其电阻应为无穷大将燃油温度传感器和温度计放到盛水的烧杯中用加热器加热烧杯中的水用万用表测量传感器两端子之间的电阻其电阻值随温度变化规律应符合特性曲线相应温度下的电阻值1主要传感器的检测进气管绝对压力和温度传感器的检测宝莱柴油机进气管绝对压力和温度传感器电路A电路图B线束连接器进气管绝对压力和温度传感器的检测方法拆开传感器的线束连接器在传感器侧测量进气温度信号端子与搭铁端子之间的电阻用电吹风加热时阻值应符合其特性打开点火开关在线束侧测量电源端子与搭铁端子之间应有约为5V的电压插接好线束连接器拆下传感器上的真空软管打开点火开关用万用表测量进气压力信号端子与搭铁端子之间的电压应在4V左右用手动真空泵对传感器施加真空度再用万用表测量进气压力信号端子与搭铁端子之间的的电压该电压值应随真空度的增大而降低1主要传感器的检测加速踏板位置传感器的检测宝莱柴油机电位计式加速踏板位置传感器电路3泵喷嘴电控系统泵喷嘴预回油过程进油阶段高压腔充满油后或高速电磁阀关闭进油通道后来自进油管的柴油全部经回油管流回燃油箱除使多余的柴油经回油管流回燃油箱外还可以冷却泵喷嘴排除泵油柱塞处泄出的柴油通过回油管节流孔分离来自进油管内的气泡回油线路供油管回油管泵活塞节流孔泄油1单体泵电控系统的优势单体泵电控系统是在泵喷嘴的基础上衍生出来除了压力较泵喷嘴稍低一点外其它功能基本和泵喷嘴相近在货车客车等大功率的中低速柴油机上应用较普遍与泵喷嘴电控系统和共轨系统相比单体泵电控系统具有成本低性能可靠寿命长故障率低维修方便等优点2单体泵电控系统每个缸均配装一个电控单体泵经过一个低压输油泵将柴油加压再经过单体泵加压最高能够达到200250MPA的高压电磁阀控制其回油通道电磁阀的关闭时刻即为单体泵供油的开始时刻每次关闭的持续时间决定供油量1高速电磁阀2柴油机3泵油柱塞4柱塞弹簧5滚轮体6滚轮传统电控单体泵2单体泵电控系统采用电控变量柱塞单体泵使供油规律符合工作需要泵油行程开始阶段由柱塞压缩较小泵油腔A中的柴油供油量较少后期柱塞带动增压套筒压缩较大泵油腔B中的柴油供油量也较多利用高速电磁阀控制变量柱塞泵的回油通道以控制其供油的开始与结束时刻1高速电磁阀2增压套筒3泵油柱塞4柱塞套筒1共轨式电控系统类型高压共轨系统由高压输油泵压力在120MPA以上直接产生高压燃油输送至共轨中一般采用时间压力控制方式又称第一代共轨式电控燃油喷射系统中压共轨系统由中压输油泵1013MPA将中压燃油输送到共轨中采用带有增压作用的喷油器使喷油压力达到120150MPA一般采用压力控制方式也是第二代共轨式电控燃油喷射系统压电式共轨系统上述均属电磁阀式共轨系统压电式共轨系统利用压电晶体作为执行元件通过控制喷油器针阀的升程或喷油开始与结束来实现燃油喷射控制压电式共轨系统也被称为第三代共轨式电控燃油喷射系统2高压共轨系统由油箱高压输油泵共轨喷油器和各种电子元件组成1ECU2三通电磁阀3油箱4节流孔5控制室6控制活塞7喷油器针阀偶件8喷油器9共轨10高压输油泵11曲轴位置传感器12凸轮轴位置传感器13加速踏板位置传感器14调压阀15燃油压力传感器2高压共轨系统二位三通电磁阀式高压共轨喷油器A电磁阀断电不喷油B电磁阀通电喷油1共轨2内阀3外阀4电磁线圈5回油管6阀体7控制室8控制活塞9针阀10量孔二位二通电磁阀式高压共轨喷油器1控制信号线2进油通道3控制室4针阀5控制活塞6节流孔7回油通道8电磁阀七共轨式电控燃油喷射系统3中压共轨系统低压输油泵油箱燃油滤清器中压输油泵热交换器调压阀公共油轨回油管电磁阀和油压增压器喷油器蓄电池ECU3中压共轨系统1增压活塞2增压柱塞3单向阀4蓄压室5针阀密封锥面6喷油器针阀7公共油轨8电磁阀蓄压式电液控制喷油器工作原理七共轨式电控燃油喷射系统4压电式共轨系统对现代柴油机电控燃油喷射系统的要求实现预喷射后喷射甚至多次喷射功能关键就是要求电控系统的执行元件必须有很好的灵敏性预喷射是指主喷射前百万分之一秒内向缸内喷射少量柴油通过对预喷射量的控制来实现对着火延迟期内混合气形成数量的控制从而达到防止柴油机工作粗暴减小噪声的目的后喷射是指在膨胀过程中进行的喷射后喷射的柴油燃烧放出的热量可提高柴油机在缓燃期和补燃期的温度从而降低HC和CO的排放量多次喷射是指在柴油机的1个工作循环内进行若干次一般多于3次喷射可以根据柴油机工况对喷油速率和喷油规律进行精确控制4压电式共轨系统压电共轨系统的特点压电式共轨系统是指采用了压电技术的共轨系统主要是控制喷油器的执行元件用压电元件取代了电磁阀称为压电式喷油器喷射压力高20200MPA弹性调节最高喷射压力达到180MPA控制精度高切换频率高压电式喷油器每个工作循环喷射次数可达5次电磁阀式喷油器为3次最小喷射间隔时间可达01MS最小喷射量可控制在05MM3以下响应速度快压电元件施加电压以后的01MS内就会发生形变节能寿命长可使喷油速率喷射规律以及精确度达到最优4压电式共轨系统奥迪V6轿车装用的30LTDI柴油机压电式共轨系统七共轨式电控燃油喷射系统4压电式共轨系统压电式喷油器分两类用压电元件控制油道的喷油器此类喷油器的结构原理与前述采用电磁阀控制的喷油器基本相同只是用压电元件取代了电磁阀用压电元件控制针阀升程的喷油器喷油器针阀中部无承压锥面和相应的压力室称之为无压力室喷油器VCO喷油器VCO喷油器无增压功能只适用高压柴油共轨系统此类喷油器在直喷式的汽油机和柴油机上均已得到应用七共轨式电控燃油喷射系统4压电式共轨系统1石英测量垫片2压电执行器3外壳4密封垫5紧固螺套6针阀体7压杆8压帽9高压油管10差动螺纹VCO喷油器利用压电元件直接控制针阀升程来改变喷油孔流通截面从而实现对喷油量的控制针阀升程与施加在压电元件两端的反向电压成正比七共轨式电控燃油喷射系统4压电式共轨系统VCO喷油器下部结构1高压油管2压电元件3压帽4碟形弹簧5膜片6磁铁7针阀位置传感器8压杆9针阀10针阀体11外壳给压电元件施加正向电压时压电元件膨胀使针阀关闭施加反向电压时压电元件收缩使针阀开启不喷油时若依靠给压电元件施加正向电压将导致电能损耗所以设有差动螺纹来调整压电元件的预压力石英测量垫片则用来精确测量差动螺纹的调整量七共轨式电控燃油喷射系统电位计式加速踏板位置传感器传感器外形内部电路八柴油机电控燃油喷射系统传感器差动电感式加速踏板位置传感器A传感器外形B内部结构1加速踏板2推杆3加速踏板位置传感器4线束连接器5线圈6衔铁霍尔式式加速踏板位置传感器八柴油机电控燃油喷射系统传感器与汽油机完全相同八柴油机电控燃油喷射系统传感器差动自感传感器1线圈2铁心3衔铁4连接杆两个完全相同的线圈反向串接并与两个标准电阻器接成测量电桥电路随衔铁移动两个线圈产生的自感电动势一增一减使测量电路输出的电压也随之变化此电压信号大小与衔铁位移量成正比由1个初级线圈和2个次级线圈组成初级线圈通电时在2个次级线圈内产生互感电动势2个次级线圈反向串接输出的差动电感随衔铁位移量而变化差动变压器传感器13次级线圈2初级线圈4衔铁差动变压器传感器输出特性横坐标衔铁位移纵坐标互感电动势1传感器线束2线束连接器3弹簧4霍尔元件5弹簧座和永久磁铁6喷嘴霍尔式针阀升程传感器霍尔元件通电后当与针阀弹簧座制成一体的永久磁铁移动时使通过霍尔元件的磁场强度发生变化霍尔元件即输出一个与针阀升程成正比的霍尔电压ECU根据此霍尔电压即可确定针阀升程进而确定实际喷油量以便对喷油量进行闭环控制八柴油机电控燃油喷射系统传感器1传感器线束2线束连接器3弹簧4霍尔元件5弹簧座和永久磁铁6喷嘴霍尔式针阀升程传感器电磁感应式针阀升程传感器触点式针阀升程传感器1导线2导电支座3垫片4喷油器弹簧5绝缘套筒6弹簧座7限位板8绝缘镀层9针阀体10针阀11触点12针阀滑动面13绝缘环14接线片15绝缘套16喷油器体喷油器针阀经弹簧座弹簧垫片导电支座接线片与线束连接器上的导线连接并利用塑料绝缘套绝缘环绝缘套筒和针阀滑动面上的绝缘镀层与喷油器壳体和针阀体保持绝缘喷油器体则直接搭铁喷油器工作时针阀落座即触点闭合电路接通针阀离座即触点断开电路切断触点式针阀升程传感器的工作原理喷油器不喷油时喷油器喷油时高速电磁阀关闭始点传感1回位弹簧2铁心3线圈4电枢5垫片6限位块7阀杆8密封圈在利用高速电磁阀关闭回油通道的方法控制分配泵供油始点或喷油器喷油始点时可通过检测高速电磁阀关闭始点即可确定供喷油始点高速电磁阀关闭始点传感器通常采用触点式其结构原理与触点式针阀传感器基本相同它将高速电磁阀的阀门与阀座作为触点开关阀杆上镀有绝缘层与阀体保持绝缘阀关闭时传感器输出信号电压为0阀开启时传感器输出信号电压不为0光电式着火正时传感器1壳体2石英晶体棒3光敏晶体管4线束连接器光电式着火正时传感器安装在气缸盖上并伸入燃烧室用来检测燃烧室内混合气着火的开始时刻八柴油机电控燃油喷射系统传感器压电式压力传感器1压电元件组合2单片压电元件3接线板4电极引线压差传感器1压差传感器2线束连接器3低压侧接管4高压侧接管2轴向压缩式分配泵工作原理4供油提前角自动调节器正时活塞左侧承受弹簧力和来自滤清器的油压膜片式输油泵的油压基本不变正时活塞右侧承受叶片式输油泵输出的油压随转速而变化随转速变化正时活塞移动并通过连接销和传动销拨动滚轮架改变供油提前角5调速器传统燃油供给系统中利用机械调速器根据转速变化自动调节供油量以稳定和限制柴油机转速1滚轮2弹簧3传动销4连接销5正时活塞6滚轮轴7滚轮架3轴向压缩式分配泵位置控制系统1蓄电池2车辆开关3车速传感器4加速踏板位置传感器5泵角传感器6电子调速器7滑套位置传感器8燃油温度传感器9正时控制电磁阀10正时活塞位置传感器3轴向压缩式分配泵位置控制系统供油量控制利用电子调速器调节油量控制滑套位置电子调速器有转子螺线管型和螺线管型两种转子螺线管型电子调速器A结构图B原理图1滑套位置传感器2定子3转子轴4偏心钢球5滑套6线圈7回位弹簧3轴向压缩式分配泵位置控制系统供油量控制利用电子调速器调节油量控制滑套位置电子调速器有转子螺线管型和螺线管型两种1螺线管2回位弹簧3电枢4滑套位置传感器5控制臂6滑套螺线管型电子调速器3轴向压缩式分配泵位置控制系统供油正时控制利用电磁阀控制正时活塞两侧油压利用正时活塞位置传感器实现闭环控制1ECU2滚轮3滚轮架4电磁阀5正时活塞6正时活塞位置传感器正时控制系统4轴向压缩式分配泵时间控制系统控制器ECU与分配泵之间的信息中转驱动器对控制器输出的控制信号进行放大高速电磁阀控制分配泵供油开始与结束类型进油控制方式回油控制方式1控制器2驱动器3泵角传感器4燃油温度传感器5高速电磁阀6电磁阀关闭时间传感器7喷油始点传感器4轴向压缩式分配泵时间控制系统回油控制方式进回油通道相互独立用电磁阀取代传统滑套控制回油过程以实现供油量的时间控制分配泵柱塞仍保留进油槽1高速电磁阀2回油口3进油口4泵角传感器5正时控制电磁阀6至喷油器4轴向压缩式分配泵时间控制系统进油控制方式进回油通道合二为一用电磁阀控制进回油过程以实现供油量的时间控制分配泵柱塞取消了进油槽1分配泵柱塞2进回油口3高速电磁阀4喷油器1径向分配泵结构原理1联轴器2调速器飞块3内凸轮4滚柱5滚柱座6泵油柱塞7供油提前角自动调节器8分配转子9分配套筒10叶片式输油泵11喷油器12调压阀13油量控制阀组成叶片式输油泵驱动机构分配泵正时调节器分配泵的供油量通过油量控制阀13控制进油量来实现1径向分配泵结构原理径向泵驱动机构A结构图B原理图1泵油柱塞2分配转子3滚柱座4滚柱5内凸轮A基圆段B压油段C缷压段D吸油段1径向分配泵结构原理径向分配泵工作原理A压油过程B吸油过程1内凸轮2进油口3径向油道4中心油道5分配口6出油道滚柱座的两个凸耳嵌装在前后支架的偏心圆弧槽内前支架上有两个弧形螺栓孔并通过螺栓与分配转子连接松开前支架与分配转子的连接螺栓转动前控制板即可改变滚柱座在前后支架偏心圆弧槽内的位置使滚柱与泵油柱塞一起径向移动随泵油柱塞径向移动其泵油最大行程改变最大供油量调节机构1滚柱2滚柱座3滚柱座凸耳4压油柱塞5前支架6弧形螺栓孔7后支架8螺栓偏心圆弧槽偏心圆弧槽凸耳1径向分配泵结构原理转动阀体改变控制阀直槽与分配泵壳体油道的相对位置即可调节进油量供油量柴油机小负荷时经三角形缺口进油缺口可在一定范围内保证进油流通截面不发生急剧变化有利于柴油机小负荷时的运转稳定油量控制阀1阀体2拉杆销3连接臂4分配泵壳体油道5阀体直槽1径向分配泵结构原理1径向分配泵结构原理供油提前角自动调节机构1内凸轮2传动销3调节器壳体调节器的结构原理与轴向压缩式分配泵基本相同调节器内的正时活塞在液压作用下移动时通过传动销使内凸轮相对泵油柱塞转过一定角度正时活塞来自叶片泵传动销为实现供油量位置控制装有泵油柱塞座架座架弯臂与柱塞斜面有相同配合角度柱塞与座架相对运动时柱塞沿其轴向移动改变其泵油行程利用电控液压装置控制座架或柱塞装在分配转子内的位置即可实现供油量位置控制泵油柱塞座架1泵油柱塞2柱塞斜面3座架弯臂槽4座架2径向分配泵位置控制系统端面凸轮2与导向管10以曲面配合端面凸轮2与导向管10相对转动时使端面凸轮轴向移动端面凸轮可通过推力圈3十字轴9推杆8推动座架向右移动座架弹簧7则可使座架向左移动端面凸轮2与导向管10相对位置由电控液压系统控制座架轴向位置控制机构1驱动轴2端面凸轮3推力圈4驱动轴5泵油柱塞6座架7座架弹簧8推杆9十字轴10导向管2径向分配泵位置控制系统步进电机6通过伺服阀5控制液压油缸的油路液压油使活塞3上下移动液压活塞驱动齿杆和端面凸轮外齿圈使端面凸轮转动端面凸轮转动位置控制机构1端面凸轮位置传感器2端面凸轮3液压活塞4液压油路5伺服阀6步进电动机2径向分配泵位置控制系统滚柱座10斜面与驱动轴1爪形槽斜面配合使二者轴向相对移动时滚柱座径向移动ECU通过回油电磁阀5和进油电磁阀6控制油腔8内油压油腔8内油压使分配转子左移时滚柱座向内径向移动使柱塞最大行程即泵油量减小油腔内泄压时弹簧2推动分配转子右移使柱塞泵油行程增大分配转子轴向位置控制1驱动轴2分配转子回位弹簧3驱动轴爪形槽斜面4内凸轮5回油电磁阀6进油电磁阀7转子位置传感器8油腔9分配转子10滚柱座2径向分配泵位置控制系统电磁阀或步进电动机控制供油提前角自动调节器的油道通过控制正时活塞的位置来控制供油提前角径向泵供油正时位置控制1步进电动机2伺服活塞3液压油路4弹簧5传动销6正时活塞7分配泵内凸轮2径向分配泵位置控制系统3径向分配泵时间控制系统1燃油箱2输油泵3电控径向泵4分配泵控制器5喷油器6柴油滤清器奥迪A6轿车25LTDI柴油机电控燃油喷射系统分配泵控制器功用ECU与分配泵信息中转3径向分配泵时间控制系统1驱动轴2内凸轮3供油提前角调节器4正时控制电磁阀5供油量控制电磁阀6分配泵控制器7分配套筒8分配转子9泵角传感器10叶片式输油泵奥迪A6轿车柴油机电控径向柱塞式分配泵与轴向压缩式分配泵进油控制方式类似1PT燃油系统主要特点是利用燃油泵的供油压力P和喷油器的计量时间T相互配合来控制循环供油量组成主油箱柴油滤清器PT燃油泵PT喷油器进油管回油管等组成1油箱2柴油滤清器3PT燃油泵4PT喷油器5进油管6回油管2PT喷油器PT喷油器及其驱动机构1进油口2进油量孔3喷油器体4柱塞5O形密封圈6调整垫片7喷油器锥体8计量量孔9回油量孔10回油道11柱塞回位弹簧12柱塞杆头13调整螺钉14摇臂15推杆16挺杆调整垫片17滚轮18驱动凸轮2PT喷油器1上进油道2柱塞环槽3下进油道4环形油腔5计量量孔6回油量孔7回油道A驱动凸轮B柴油进入环形油腔C柴油进入计量室D喷油E喷油结束3泵喷嘴电控系统泵喷嘴组成驱动部分压力产生部分控制部分喷嘴3泵喷嘴电控系统电控泵喷嘴基本工作原理A进油过程B压油过程C喷油过程停油过程1压油柱塞2高速电磁阀3喷油嘴3泵喷嘴电控系统泵喷嘴进油过程泵油柱塞在弹簧作用下上移高压腔容积增大高速电磁阀处于初始开启状态柴油进人高压腔3泵喷嘴电控系统泵喷嘴喷油过程利用收缩活塞将喷射过程分为预喷射和主喷射两个阶段利用缓冲活塞控制针阀上升时的升程变化实现先缓后急的理想喷油规律喷油规律对柴油机性能的影响喷油速率指喷油器在单位曲轴转角或时间内的平均喷油量喷油规律指喷油器的喷油速率随曲轴转角或时间的变化规律开始喷油速率大易工作粗暴噪声大后期喷油速率小补燃增加经济性差平均喷油速率小喷油时间长燃烧速度慢动力性和经济性差理想喷油规律先缓后急并尽量缩短喷油时间3泵喷嘴电控系统泵喷嘴预喷射过程预喷射开始喷射凸轮驱动泵油柱塞下移初期电磁阀仍未关闭高压腔内的部分柴油被压回到进油管ECU控制电磁阀通电关闭高压腔到进油管的通道时高压腔内开始产生压力当压力达到18MPA时针阀承压锥面上承受的上升力高于喷嘴弹簧力针阀上升开启喷油孔预喷射开始3泵喷嘴电控系统泵喷嘴预喷射过程在预喷射过程中缓冲活塞起到限制针阀上升速度的功用借以实现理想喷油规律的先缓针阀上升针阀室内的柴油被压回弹簧室过程中缓冲活塞使泄油间隙逐渐减小节流增大针阀上升速度变缓缓冲活塞作用原理A针阀上升初期B针阀上升后期3泵喷嘴电控系统泵喷嘴预喷射过程收缩活塞的功用将喷射过程分成预喷射和主喷射两阶段预喷射开始后高压腔油压随着柱塞压油继续提高达到一定压力时收缩活塞瞬间下移使高压腔油压瞬间下降针阀关闭喷油孔预喷射结束预喷射后由于收缩活塞的下移增加了喷嘴弹簧的预紧力使主喷射阶段时针阀开启所需的油压比预喷射过程高收缩活塞作用原理A预喷射开始B预喷射结束3泵喷嘴电控系统泵喷嘴预喷射过程预喷射结束后电磁阀仍然关闭随着泵油柱塞继续压油高压腔内油压立即重新上升当油压上升到约30MPA时针阀再次上升开启喷油孔主喷射阶段开始在主喷射阶段中最高喷油压力可达205MPAECU控制电磁阀开启时高压腔柴油回流到进油管压力迅速下降喷嘴弹簧迅速使针阀关闭喷油孔同时收缩活塞和缓冲活塞也回到初始位置主喷射阶段结束主喷射阶段第四章柴油机电控燃油喷射系统辽宁省交通高等专科学校张西振2009年4月燃油箱输油泵滤清器喷油泵喷油器组成柱塞分泵油量调节机构驱动机构泵体柱塞分泵作用泵油组成柱塞偶件出油阀偶件柱塞分泵作用泵油组成柱塞偶件出油阀偶件原理吸油泵油回油油量调节机构作用执行驾驶员或调速器指令调节供油量类型拨叉式齿条式和球销角板式分泵驱动机构作用驱动柱塞泵完成供油过程组成凸轮轴和滚轮体泵体作用喷油泵的基体类型分体式整体式3喷油器的结构原理类型结构原理调压弹簧回油道针阀进油道喷油器体针阀体顶杆4直列柱塞泵电控系统供油量控制系统直列柱塞泵