项目六电控柴油机系统

1、课题项目六 电控柴油机系统教学目标【知识目标】了解电控柴油发动机的基本结构和工作原理 教学重点电控柴油发动机的基本结构和工作原理教学难点电控柴油发动机的基本结构和工作原理教学时间2课时（第14周）教具准备教学组织与实施教师活动学生活动【新课导入】1、电控汽油发动机由哪几大机构和系统组成？各机构和系统的控制元件和执行元件分别有哪些？2、汽油机电控燃油喷射系统的组成如何？ 【新课讲授】一、电控柴油机喷射系统的优点 1机械控制喷射系统的基本控制信息是柴油机的转速和加速踏板的位置，而电控喷射系统则通过许多传感器检测柴油机运行状况的控制量然后由执行器实施。因此；电控喷射系统控制精确、灵敏，而且在需要扩大

2、控制功能时，只需改变电控单元的存储软件，便可实现综合控制。， 2机械控制喷射系统往往由于设定错误和磨损等原因使喷油时刻产生误差。但是，在电控喷射系统中，总是根据曲轴位置的基本信号进行再检查，因此，不存在产生失调的可能性。 3在电控喷射系统中，通过改换输入装置的程序和数据，可以改变控制特性，一种喷射系统可用于多种柴油机。在此过程中不需要机械加工；，故可缩短开发新产品的周期，有利于降低成本。 二、电控柴油喷射系统的分类 对于电控柴油喷射系统，分为位置控制式系统，时间控制式系统和压力时间控制式系统三大类。 1位置控制式系统 位置控制式系统实际是电控喷油泵系统。这种系统在喷油泵上增设由传感器、执行器和

3、微处理器所组成的控制系统，对齿杆或滑套的运动位置予以电子控制，分别对喷油量和喷油定时进行调节。 2时间控制式系统 利用柱塞泵可承载高压的特性提供高的供油压力，用高速电磁阀控制回油代替传统的机械方法控制回油，根据电磁阀起作用的时刻控制供油提前角，从而实现对喷油量，喷油定时的直接数字式高频控制。这种控制系统的泵油机构和控制机构完全分开，燃油的计量按时间控制方式，因此，称为时间控制式系统。 3压力时间控制式系统 利用一个设置在喷油泵和喷油器之间的具有较大容积的共轨管把高压油泵输出的燃油蓄积起来并消除压力波动，再输送到每个喷抽器上，通过拄制喷油器上的电磁阀实现喷油的开始和终止，电磁阀起作用的时刻决定喷

4、油定时，起作用的挣续时问和共轨压力共同决定喷油量。由于这种系统采用压力时间式燃油计量原理，因此，可称为压力时间控制式系统。 三、位置控制式电喷系统结构与工作原理 下面以日本丰田汽车公司的ECD系统为例，介绍VE分配泵上位置控制式系统的工作原理。 1、ECD系统的控制功能及组成。ECD系统的组成如图630所示。电控柴油喷射系统一般由传感器、电控单元(Ecu)和执行器三部分组成。传感器的作用是实时检测柴油机与汽车的运行状态，以及驾驶员的操作意向和操作量等信息，并将其输送到电控单元。电控单元的核心部分是计算机，它与系统中设置的软件一起，负责信息的采集、处理、计算和程序执行，并将运行结果作为控制指令输

5、出到执行器。执行器的作用是按照电控单元输送来的控制指令，调节供油量和供油定时，以达到调节柴油机运行状态的目的。 控制功能如图631所示，最主要的是供油量和供油定时的控制，其他扩展功能往往也需要通过供油量与供油定时的控制来实现。 2、ECD系统的控制原理 1)供油量的控制 在ECD系统中，电控单元(ECD)根据加速踏板位置传感器和柴油机转速传感器的输入信号，首先算出基本供油量；然后根据来自冷却液温度、进气温度和进气压力等传感器的信号以及启动机的信号，对基本供油量进行修正；再按供油量调节套筒位置传感器信号反馈修正，确定最佳供油量，如图632所示。 因此，不论汽车是低温启动加速还是在高原行驶，ECD

6、系统都能精确地确定柴油机运转时的最佳供油量。 电控单元把计算和修正的最后结果作为控制信号传送至供油量控制电磁阀，产生磁力，吸引可动铁心i控制信号的电流越大，磁场超强，可动铁心向左移动的量就越大，通过杠杆将供油量调节套筒向右推移的越多，供油量也就越多。 2)怠速转速的控制 电控单元根据加速踏板位置传感器、车速传感器等输入信号以及启动桃信号，决定何时开始怠速控制，并根据冷却液温度传感器、空调及空挡开关等信号，计算出设定的怠速转速及相应的供油量。为了使设定的怠速转速保持稳定，还需根据柴油机转速的反馈信号，不断对供油量进行修正。 、， 3)供油定时的控制 ， 电控单元首先根据柴油机转速和加速踏板位置等

7、传感器的输入信号，初步确定一个供油时刻，然后再根据进气压力、冷却液温度等传感器的信号和启动机信号进行修正，如图633所示。 喷油泵喷油提前角控制器活塞位置传感器的铁心与喷油提前器的活塞相连。喷油是前器活塞位置信号传回电控单元，以实行反馈控制。电控单元根据最后确定的供油时刻，向供油定时控制阀的线圈通电，可动铁心被电磁铁吸引，压缩弹簧向右移动，打开喷油提前器由高压腔通往低压腔的油路，使喷油提前器活塞两则的压差缩小，活塞向右移动，供油时刻推迟，即供油提前角减小。通往供油定时控制阀线圈的电流是脉冲电流，电控单元通过改变脉冲信号的占空比来控制供油时刻。喷油提前器活塞位置传感器为非接触式电感传感器，其可动

8、铁心随活塞一启动作。当线圈内的可动铁心移动时，引起线圈电感的变化，借以检测活塞的位置。供油定时控制阀是电磁阀，通过改变电磁线圈的脉冲电流的大小，改变由喷油提前器的高压腔到低压腔的流通截面积，以调整喷油提前器活塞两侧的压力差，使活塞产生不同的位移，达到控制供油时刻的目的。 4)自诊断系统 为保证电子控制喷射系统的柴油发动机运行可靠，在电子控制系统中增加了自诊断系统，以便对各元件或整个系统的故障能自动发现和识别，同时根据故障的性质限制柴由机性能或使发动机停机。 四、时间控制式电喷系统 日本Zexel公司的Model 1电控喷射系统采用了时间控制式电控喷射系统。它在VE泵的泄油通路上装置一个调速电磁

9、阀，如图634所示。电磁阀的关闭时刻与关闭的持续时间分别控制喷射正时和喷油量。但是由于电磁阀的晌应速度受电瓶电压的波动、环境温度和机械部件的磨损等因素影响，必须用一种DVC传感器来精确测定阀的关闭始点和终点，作反馈修正。Dvc传感器就用电磁阀本身，在阀的滑动表面采用离子镀技术获得很耐磨的Zr02绝缘层，而阀座则成为与阀体间的触点，这就能精确测定电磁阀的关闭与打开，如图635所示。由于高速电磁阀在每缸供油时关闭一次，因此，ECU控制下可实施对各缸供油量的分别控制。 五、压力时间控制式电喷系统(共轨喷射系统)共轨喷射系统主要由高压泵、公共供油管、喷油器、电控单元(Ecu)和一些管道压力传感器组成。

10、系统中的每个喷油器通过各自的高压油管与公共供油管相连。公共供油管对喷油器起压力蓄压作用。工作时。高压油泵以高压将燃油输送到公共供油管，高压油泵、压力传感器和ECU组成闭环控制，对公共供油管的油压实行精确控制，彻底改变了供油压力随发动机转速变化的格局。 (1)共轨喷射系统的主要特点 1)喷油正时与燃油计量完全分开，喷油压力和喷油过程由ECU适时控制。 2)可依据发动机其钵情况调整各缸喷油压力、喷油始点、喷油持续时间，以追求喷油的最佳控制。 3)能实现很高的喷油压力，并能实现柴油的预喷射。 (2)共轨喷射系统的工作原理 如图636所示为共轨喷射系统的掖压油路，整体式输油泵将燃油从汽车油箱经滤清器输

11、往高压泵。在油泵进油口装有电磁线圈控制的计量阀，用于控制进油高压油泵油缸中的燃油量。油轨上的压力传感器监测其中的燃油压力。ECU利用该油压信号将油轨中的油压调节到所需要的数值，同时控制进油计量阀，在任何发动机运转工况下都能将喷油压力控制在23160MPa的范围内。油轨在恒定压力下将燃油经高压油管供给喷油器。由ECU产生的电流脉冲按顺序控制每缸喷油器的电磁阀，确定发动机每个循 环每个喷射过程的开始和终止。 【课堂小结】对于电控柴油喷射系统，分为位置控制式系统，时间控制式系统和压力时间控制式系统三大类。电控柴油喷射系统一般由传感器、电控单元(Ecu)和执行器三部分组成。不论汽车是低温启动加速还是在

12、高原行驶，ECD系统都能精确地确定柴油机运转时的最佳供油量。电控单元根据加速踏板位置传感器、车速传感器等输入信号以及启动桃信号，决定何时开始怠速控制，并根据冷却液温度传感器、空调及空挡开关等信号，计算出设定的怠速转速及相应的供油量。为保证电子控制喷射系统的柴油发动机运行可靠，在电子控制系统中增加了自诊断系统，以便对各元件或整个系统的故障能自动发现和识别，同时根据故障的性质限制柴由机性能或使发动机停机。 【布置作业】简述位置控制式电喷系统结构与工作原理说说电控柴油喷射系统的分类有哪些简述位置控制式电喷系统结构与工作原理简述ECD系统的控制原理简述供油定时的控制的控制过程简述压力时间控制式电喷系统的特点