柴油机电控技术1

1、 发动机构造课教学柴油机电控技术引言：为什么柴油机需采用电控技术引言：为什么柴油机需采用电控技术第一节第一节 柴油机电控技术概述柴油机电控技术概述 第二节第二节 柴油机供（喷）油量控制柴油机供（喷）油量控制第三节第三节 常见的柴油机电控系统常见的柴油机电控系统第四节第四节 柴油机电系统总结柴油机电系统总结柴油机电控技术第五节第五节 柴油机电控系统实例柴油机电控系统实例为什么柴油机需采用电控技术为什么柴油机需采用电控技术1 柴油机面临的问题柴油机面临的问题v与汽油机比较：与汽油机比较： HC和和CO排放相对较少排放相对较少 CO2少少 NOx排放和汽油机基本相当，但是汽油排放和汽油机基本相当，但

2、是汽油机可以加三效催化装置机可以加三效催化装置 微粒排放较高微粒排放较高 噪声较大噪声较大 2 解决方案：解决方案：电子控制：电子控制： 电子控制燃油喷射电子控制燃油喷射 电子控制可变截面涡轮电子控制可变截面涡轮 电子控制废气再循环电子控制废气再循环 电动进排气门电动进排气门 电子控制单元电子控制单元 实现理想的喷油速率是解决柴油机排放的实现理想的喷油速率是解决柴油机排放的基础，配合空气系统和电子控制，是柴油机基础，配合空气系统和电子控制，是柴油机发展的根本途径。发展的根本途径。 3电控是柴油机技术的发展需要电控是柴油机技术的发展需要 目前对柴油机的动力性能、经济性能、控制废气排目前对柴油机的

3、动力性能、经济性能、控制废气排放和噪声污染的要求也越来越高。依靠传统的机械控放和噪声污染的要求也越来越高。依靠传统的机械控制喷油系统已无法满足上述要求，也难以实现喷油量、制喷油系统已无法满足上述要求，也难以实现喷油量、喷油压力和喷射正时完全按最佳工况运转的求。喷油压力和喷射正时完全按最佳工况运转的求。近年来，随着计算机、传感器及信息技术的迅速近年来，随着计算机、传感器及信息技术的迅速发展，使电子产品的可靠性、成本、体积等各方面都发展，使电子产品的可靠性、成本、体积等各方面都能满足柴油机进行电子控制的要求，并且电子控制燃能满足柴油机进行电子控制的要求，并且电子控制燃油喷射很容易实现。油喷射很容易

4、实现。因此，柴油机电控技术是在解决能源危机和排放因此，柴油机电控技术是在解决能源危机和排放污染两大难题的背景下，在飞速发展的电子控制技术污染两大难题的背景下，在飞速发展的电子控制技术平台上发展起来的。平台上发展起来的。第一节第一节 柴油机电控技术概述柴油机电控技术概述一、柴油机电控技术的发展一、柴油机电控技术的发展v柴油机电控技术柴油机电控技术是在解决能源危机和排放污染两大是在解决能源危机和排放污染两大难题的背景下，在飞速发展的电子控制技术平台上发难题的背景下，在飞速发展的电子控制技术平台上发展起来的。汽油机电控技术的发展为柴油机电控技术展起来的。汽油机电控技术的发展为柴油机电控技术的发展提供

5、了宝贵经验。的发展提供了宝贵经验。v柴油机电控系统的开发研究从柴油机电控系统的开发研究从2020世纪世纪7070年代开始，年代开始，共经历了三代：共经历了三代：第一代第一代位置控制位置控制第二代第二代时间控制时间控制第三代第三代时间压力控制（时间压力控制（共轨式共轨式）1.1 1.1 第一代位置控制式第一代位置控制式系统不仅保留了传统的泵管嘴系统，还保留了原喷系统不仅保留了传统的泵管嘴系统，还保留了原喷油泵中的齿条、滑套、柱塞上的斜槽等控制油量的机械油泵中的齿条、滑套、柱塞上的斜槽等控制油量的机械传动机构，只是取消了机械控制部件（调速器等），增传动机构，只是取消了机械控制部件（调速器等），增加

6、了传感器、加了传感器、ECU、执行器等组成的控制系统，对齿条、执行器等组成的控制系统，对齿条或者滑套的运动位置予以电子控制。使控制精度和响应或者滑套的运动位置予以电子控制。使控制精度和响应速度得以提高。速度得以提高。优点：柴油机的结构几乎不需改动，便于对现有柴优点：柴油机的结构几乎不需改动，便于对现有柴油机进行升级换代。油机进行升级换代。缺点：响应慢，控制精度不高，供油压力不能控制。缺点：响应慢，控制精度不高，供油压力不能控制。例：例：带电子调速器的直列泵、电控分配泵等带电子调速器的直列泵、电控分配泵等 位置控制电喷系统工作示意图位置控制电喷系统工作示意图1.2 1.2 第二代时间控制式第二代

7、时间控制式基本保留了传统燃油供给系统的组成和结构，通过基本保留了传统燃油供给系统的组成和结构，通过高速电磁阀高速电磁阀直接控制高压燃油的适时喷射。一般情直接控制高压燃油的适时喷射。一般情况下，电磁阀关闭，执行喷油；电磁阀打开，喷油况下，电磁阀关闭，执行喷油；电磁阀打开，喷油结束。因此可实现供油量控制，又可实现供油正时结束。因此可实现供油量控制，又可实现供油正时的控制。的控制。优点优点：控制自由度更大，供油加压与供油调节在：控制自由度更大，供油加压与供油调节在结构上相互独立，使喷油泵结构得以简化，强度结构上相互独立，使喷油泵结构得以简化，强度得到提高。高压喷油能力大大加强。得到提高。高压喷油能力

8、大大加强。缺点缺点：供油压力无法控制。：供油压力无法控制。 例：例：电控单体泵、电控泵喷嘴电控单体泵、电控泵喷嘴1.2.11.2.1时间控制电喷系统工作示意图时间控制电喷系统工作示意图1.3 1.3 第三代高压共轨系统第三代高压共轨系统l国外于国外于20世纪世纪90年代中期研制的一种新型柴油机电控术。年代中期研制的一种新型柴油机电控术。基本改变了传统燃油供给系统的组成和结构，主要以电控共基本改变了传统燃油供给系统的组成和结构，主要以电控共轨（各缸喷油器共用一个高压油管）式喷油系统为特征，直轨（各缸喷油器共用一个高压油管）式喷油系统为特征，直接对喷油器的喷油量、喷油正时、喷油速率和喷油规律、喷接

9、对喷油器的喷油量、喷油正时、喷油速率和喷油规律、喷油压力等进行时间油压力等进行时间-压力控制。压力控制。油压油泵并部直接控制喷油，而仅仅向共轨供油以维持所需油压油泵并部直接控制喷油，而仅仅向共轨供油以维持所需的共轨压力，并通过连续调节共轨压力来控制喷射压力。的共轨压力，并通过连续调节共轨压力来控制喷射压力。共轨喷射系统是柴油机燃油系统的一个发展方向。目前在卡共轨喷射系统是柴油机燃油系统的一个发展方向。目前在卡车和轿车柴油机上得到广泛应用，发展速度十分惊人。车和轿车柴油机上得到广泛应用，发展速度十分惊人。优点：可实现高压喷射（最高达优点：可实现高压喷射（最高达200Mpa），喷射压力独），喷射压

10、力独立于发动机转速，可实现理想喷油规律，具有良好的喷立于发动机转速，可实现理想喷油规律，具有良好的喷射特性射特性例：例：高压共轨系统高压共轨系统、HEUI2.1 2.1 柴油机电控系统的总体构成柴油机电控系统的总体构成二、柴油机电控系统的组成二、柴油机电控系统的组成柴油机电控系统主要由柴油机电控系统主要由传感器、电控元件（传感器、电控元件（ECU）执行元件执行元件三部分组成三部分组成。2.22.2柴油机电控系统的组成柴油机电控系统的组成v柴油机控制ECU根据各传感器输入信号和内存程序，计算出供根据各传感器输入信号和内存程序，计算出供（喷）油量和供（喷）油开始时刻，并向执行元（喷）油量和供（喷）

11、油开始时刻，并向执行元件发出执行令信号。件发出执行令信号。v执行元件执行执行ECUECU的指令，调节柴油机的供（喷）油量和的指令，调节柴油机的供（喷）油量和供（喷）油正时。供（喷）油正时。v传感器包括加速踏板位置传感器、反馈信号传感器、包括加速踏板位置传感器、反馈信号传感器、燃油温度传感器等和信号开关燃油温度传感器等和信号开关2.32.3电控柴油机控制系统元件组成电控柴油机控制系统元件组成三、柴油机电控系统的优点三、柴油机电控系统的优点v改善发动机低温起动性电子控制系统能够以最佳的程序替代驾驶员进行这种麻烦电子控制系统能够以最佳的程序替代驾驶员进行这种麻烦的起动操作，使柴油机低温起动更容易。的

12、起动操作，使柴油机低温起动更容易。v降低发动机氮氧化物和烟度的排放采用柴油机电控技术，可精确地将喷油量控制在不超过冒采用柴油机电控技术，可精确地将喷油量控制在不超过冒烟界限的适当范围内，同时根据发动机工况调节喷油时刻，烟界限的适当范围内，同时根据发动机工况调节喷油时刻，从而有效地抑制排烟。从而有效地抑制排烟。v提高发动机运转稳定性采用柴油机电控系统，无论负荷怎样增减都能保证发动机采用柴油机电控系统，无论负荷怎样增减都能保证发动机怠速工况下以最低转速稳定运转，有利于提高其经济性。怠速工况下以最低转速稳定运转，有利于提高其经济性。三、柴油机电控系统的优点三、柴油机电控系统的优点v提高发动机动力性和

13、经济性柴油机电控系统中，柴油机电控系统中，ECUECU根据传感器信号精确计算喷油量根据传感器信号精确计算喷油量和喷油正时。从而提高发动机的动力性和经济性。和喷油正时。从而提高发动机的动力性和经济性。v控制涡轮增压采用电子控制技术可以对增压装置进行精确的控制。采用电子控制技术可以对增压装置进行精确的控制。v适应范围广只要改变只要改变ECUECU的控制程序和数据，一种喷油泵就能广泛用的控制程序和数据，一种喷油泵就能广泛用在各种柴油机上，而且柴油机燃油喷射控制可与变速器控在各种柴油机上，而且柴油机燃油喷射控制可与变速器控制、怠速控制等各种控制系统进行组合实现集中控制，有制、怠速控制等各种控制系统进行

14、组合实现集中控制，有利于缩短柴油机电控系统开发周期，并降低成本，从而扩利于缩短柴油机电控系统开发周期，并降低成本，从而扩大柴油机电控系统的应用范围。大柴油机电控系统的应用范围。四、柴油机电控系统的功能四、柴油机电控系统的功能燃油喷射控制主要包括：供（喷）油量控制、供（喷）油正时控制、供主要包括：供（喷）油量控制、供（喷）油正时控制、供（喷）油速率控制和喷油压力控制等。（喷）油速率控制和喷油压力控制等。怠速控制主要包括怠速转速控制和怠速时各缸均匀性的控制。主要包括怠速转速控制和怠速时各缸均匀性的控制。进气控制主要包括进气节流控制、可变进气涡流控制和可变配气正时主要包括进气节流控制、可变进气涡流控

15、制和可变配气正时控制。控制。增压控制根据柴油机转速信号、负荷信号、增压压力信号等，通过各根据柴油机转速信号、负荷信号、增压压力信号等，通过各种措施，实现对废气涡增压器工作状态和增压压力的控制。种措施，实现对废气涡增压器工作状态和增压压力的控制。排放控制主要是废气再循环（主要是废气再循环（EGREGR）控制。）控制。起动控制包括供（喷）油量、正时控制和预热装置控制。包括供（喷）油量、正时控制和预热装置控制。巡航控制ECUECU根据车速信号等自动维持汽车以一定车速行驶。根据车速信号等自动维持汽车以一定车速行驶。故障自诊断包含故障自诊断和失效保护两个子系统。包含故障自诊断和失效保护两个子系统。柴油机

16、与自动变速器的综合控制五、柴油机与汽油机电控技术的比较五、柴油机与汽油机电控技术的比较1.1.对混合气浓度的控制方式不同对混合气浓度的控制方式不同 汽油机为1左右;柴油机没有严格要求2.2.对喷油压力的要求不同对喷油压力的要求不同 汽油机为0.250.35Mpa;柴油机的喷油压力达100200Mpa.3.3.对燃烧过程的控制途径不同对燃烧过程的控制途径不同 汽油机用点火正时和点火能量来控制燃烧过程;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燃烧过程。4.4.柴油机的电控执行器复杂柴油机的电控执行器复杂5.5.柴油机电控燃油喷射系统形式多样柴油机电控燃油喷射系统形式多样一、位置控制方式

17、一、位置控制方式第二节柴油机供（喷）油量控制第二节柴油机供（喷）油量控制v位置控制系统位置控制系统不仅保留了传统的泵管嘴系统，还保留不仅保留了传统的泵管嘴系统，还保留了原喷油泵中的齿条、滑套、柱塞上的斜槽等控制油量的机了原喷油泵中的齿条、滑套、柱塞上的斜槽等控制油量的机械传动机构，只是对齿条或者滑套的运动位置予以电子控制。械传动机构，只是对齿条或者滑套的运动位置予以电子控制。v供（喷）油量控制特点供（喷）油量控制特点u用用电子调速器电子调速器取代传统取代传统机械离心式调速器机械离心式调速器。u用发动机转速传感器和加速踏板位置传感器代替原有用发动机转速传感器和加速踏板位置传感器代替原有的转速和负

18、荷传感机构（如离心飞块、真空室等）；的转速和负荷传感机构（如离心飞块、真空室等）；u用用ECUECU控制的电子执行元件来代替机械离心式调速执行控制的电子执行元件来代替机械离心式调速执行机构和加速踏板传动机构。机构和加速踏板传动机构。（一）（一）直列式柱塞泵直列式柱塞泵位置控制方式位置控制方式v执行元件：控制型电磁阀控制型电磁阀v反馈元件：齿条位置传感器齿条位置传感器 v工作中工作中ECUECU控制电磁阀线圈的控制电磁阀线圈的占空比占空比铁芯产生电磁力铁芯产生电磁力铁铁芯推动供油齿条移动至与回位芯推动供油齿条移动至与回位弹簧平衡弹簧平衡改变供油量改变供油量v通过齿条位置传感器的反馈信通过齿条位置

19、传感器的反馈信号，得到齿条的实际位置，以号，得到齿条的实际位置，以此进行反馈控制。此进行反馈控制。( (一一) )直列式柱塞泵油量控制元件直列式柱塞泵油量控制元件（一）直列式柱塞泵位置控制方式（一）直列式柱塞泵位置控制方式位置控制过程位置控制过程v通过滑套位置传感器的反馈信号得到通过滑套位置传感器的反馈信号得到滑套的实际位置，以此进行反馈控制。滑套的实际位置，以此进行反馈控制。（二）转子分配泵位置控制方式转子分配泵位置控制方式vECUECU控制电磁阀线圈控制电磁阀线圈的占空比的占空比线圈的输入线圈的输入电流变化电流变化转子轴转动转子轴转动的电磁力矩变化的电磁力矩变化偏心偏心钢球绕转子轴中心线左

20、钢球绕转子轴中心线左右转动右转动滑套左右移动滑套左右移动改变柱塞的回油时间改变柱塞的回油时间改变供油量。改变供油量。二、时间控制方式二、时间控制方式（以（以VEVE泵为例）泵为例）u在回油通道中安装一个由在回油通道中安装一个由ECUECU控制的高速强力电磁控制的高速强力电磁阀来取代滑套控制回油通道的开闭。阀来取代滑套控制回油通道的开闭。二、时间控制方式二、时间控制方式（以（以VEVE泵为例）泵为例）u一般情况下，电磁阀关闭开始喷油；电磁阀打开一般情况下，电磁阀关闭开始喷油；电磁阀打开喷油结束。喷油结束。u喷油始点取决于电磁阀关闭时刻，喷油量取决于喷油始点取决于电磁阀关闭时刻，喷油量取决于电磁阀

21、关闭的持续时间。电磁阀关闭的持续时间。u可取消油量控制滑套，还可取消泵油柱塞上的回可取消油量控制滑套，还可取消泵油柱塞上的回油槽。油槽。三、时间压力控制方式三、时间压力控制方式v第三代柴油机电控系统中最典型的是电控共轨式第三代柴油机电控系统中最典型的是电控共轨式燃油喷射系统。在电控共轨式燃油喷射系统中，各燃油喷射系统。在电控共轨式燃油喷射系统中，各缸喷油器共用一个高压油轨（即高压油管）。对喷缸喷油器共用一个高压油轨（即高压油管）。对喷油量的控制采用时间压力控制或压力控制，用的油量的控制采用时间压力控制或压力控制，用的最多的是时间压力控制方式。最多的是时间压力控制方式。三、时间压力控制方式三、时

22、间压力控制方式高压供油泵高速电磁阀喷油器共轨（Common-rail）燃油压力传感器三、时间压力控制方式三、时间压力控制方式四、压力控制方式四、压力控制方式v在后期开发的柴油机电控共轨式燃油喷射系统中，为降低在后期开发的柴油机电控共轨式燃油喷射系统中，为降低对供油压力的要求，喷油量的控制采用控制喷油压力的方法对供油压力的要求，喷油量的控制采用控制喷油压力的方法实现，即喷油量的实现，即喷油量的“压力控制压力控制”方式。方式。v喷油器喷孔尺寸一定，喷油时间一定，控制喷油压力即可喷油器喷孔尺寸一定，喷油时间一定，控制喷油压力即可控制喷油量；而在增压活塞和柱塞尺寸一定时，喷油压力控制喷油量；而在增压活

23、塞和柱塞尺寸一定时，喷油压力（即增压压力）取决于共轨中的油压，共轨中的油压是由（即增压压力）取决于共轨中的油压，共轨中的油压是由ECUECU根据各种传感器信号通过燃油压力调节阀来控制的，所以将根据各种传感器信号通过燃油压力调节阀来控制的，所以将此种喷油量控制方式称为此种喷油量控制方式称为“压力控制压力控制”方式。在系统中，方式。在系统中，ECUECU根据实际的共轨压力信号对共轨压力进行闭环控制。根据实际的共轨压力信号对共轨压力进行闭环控制。v共轨式电控喷射系统改变了传统的柱塞泵脉动供油的原理，共轨式电控喷射系统改变了传统的柱塞泵脉动供油的原理，通过油锤响应、液力增压、共轨蓄压或者高压共轨等形式

24、形通过油锤响应、液力增压、共轨蓄压或者高压共轨等形式形成高压。采用压力时间式燃油计量原理，用电磁阀控制喷射成高压。采用压力时间式燃油计量原理，用电磁阀控制喷射过程，可以实现对喷射油量和喷射定时的灵活控制。过程，可以实现对喷射油量和喷射定时的灵活控制。第三节第三节 常见的柴油机电控系统常见的柴油机电控系统1 1、直列泵的位置控制式系统、直列泵的位置控制式系统2 2、分配泵系统、分配泵系统3 3、带电控调速器的直列泵、电控、带电控调速器的直列泵、电控VEVE泵系统泵系统4 4、PPVIPPVI液力系统液力系统5 5、电控单体泵、电控单体泵/ / 泵喷嘴系统泵喷嘴系统6 6、共轨系统、共轨系统 （1

25、 1）HEUIHEUI蓄压式系统（液力放大式）蓄压式系统（液力放大式） 中压中压共轨、增压式喷油器，利用发动机润滑油作为燃油共轨、增压式喷油器，利用发动机润滑油作为燃油增压的工作介质增压的工作介质 （2 2）电控高压共轨系统）电控高压共轨系统3.13.1常见柴油机电控系统常见柴油机电控系统3.1.13.1.1直列柱塞泵供油正时电控系统直列柱塞泵供油正时电控系统1、组成v由正时控制器、由正时控制器、电磁阀、柴油电磁阀、柴油机转速传感器、机转速传感器、正时传感器和正时传感器和ECUECU等组成。等组成。2、工作过程3.1.13.1.1直列柱塞泵电控系统直列柱塞泵电控系统 装用直流电动机式电子调速装

26、用直流电动机式电子调速 器的直列柱塞泵电控系统，用器的直列柱塞泵电控系统，用电子调速器电子调速器取代原有的机械调取代原有的机械调速器，以实现对喷油量的控制；速器，以实现对喷油量的控制；用用正时控制器正时控制器取代原有的机构取代原有的机构离离心式供油提前角自动调节器，心式供油提前角自动调节器，来来对喷油正时进行控对喷油正时进行控 制；制； 设有设有油量调节拉杆（或齿油量调节拉杆（或齿 条）条）位置传感器位置传感器和和正时传感正时传感器器，对油量和喷油正时的控制对油量和喷油正时的控制均均采用闭环控制方式。采用闭环控制方式。 3.1.23.1.2直列泵的电控系统方框图直列泵的电控系统方框图 3.2.

27、23.2.2转子分配泵供油正时电控系统转子分配泵供油正时电控系统1、组成v在原供油提前在原供油提前角自动调节器活角自动调节器活塞两侧油腔之间塞两侧油腔之间增加一条液压通增加一条液压通道，并由道，并由ECUECU通过通过电磁阀控制该液电磁阀控制该液压通道来实现。压通道来实现。 3.2.23.2.2转子分配泵供油正时电控系统转子分配泵供油正时电控系统2、工作过程vECUECU控制电磁阀的控制电磁阀的占空比占空比正时活塞两正时活塞两端的压力差变化端的压力差变化正正时活塞左右移动时活塞左右移动由由滑销带动滚轮架转动滑销带动滚轮架转动改变供油正时；改变供油正时；v通过正时传感器的通过正时传感器的信号，得

28、到实际的供信号，得到实际的供油正时，以进行反馈油正时，以进行反馈控制。控制。3.33.3另一种位置电控另一种位置电控VEVE泵泵4 PPVI4 PPVI液力系统结构框图液力系统结构框图PPVIPPVI系统的特点：系统的特点：传统的齿条被取消；传统的齿条被取消； 柱塞斜槽被取消，柱塞斜槽被取消，只起加压的作用；只起加压的作用； 喷油量控制和喷油量控制和喷油脉宽完全由电喷油脉宽完全由电磁阀控制；磁阀控制； 电磁阀关闭时刻电磁阀关闭时刻决定喷射定时；决定喷射定时；电磁阀关闭持续时电磁阀关闭持续时间决定喷油量间决定喷油量；5 5 泵喷嘴和单体泵系统泵喷嘴和单体泵系统5.1 5.1 泵喷嘴和单体泵系统方

29、框图泵喷嘴和单体泵系统方框图5.2 5.2 电控单体泵系统的功能电控单体泵系统的功能5.35.3单体泵高低压油路剖面单体泵高低压油路剖面低压油路低压油路高压油路高压油路单体泵工作原理单体泵工作原理溢油泵油预泵油充油6 6 共轨控制系统共轨控制系统1 1 中压共轨中压共轨HEUIHEUI系统、喷油器系统、喷油器2 2 高压共轨高压共轨线圈电磁阀喷油器线圈电磁阀喷油器3 3 高压共轨高压共轨压电晶体喷油器压电晶体喷油器共轨控制系统的类型共轨控制系统的类型6.1.1 HEUI6.1.1 HEUI的控制系统的控制系统 6.1.2 HEUI6.1.2 HEUI系统组成与工作过程系统组成与工作过程6.1.

30、3 HEUI6.1.3 HEUI的预喷射、主喷射功能的预喷射、主喷射功能预喷射主喷射6.1.4 HEUI6.1.4 HEUI的机油压力控制的机油压力控制控制实际工作压力6.1.6 HEUI6.1.6 HEUI的控制特点的控制特点1. 1. 机油压力和增压活塞配合完成喷射压力控机油压力和增压活塞配合完成喷射压力控 制，以较低的共轨压力来实现高压喷射；制，以较低的共轨压力来实现高压喷射；2. 2. 需要活塞增压，增压过程响应慢；需要活塞增压，增压过程响应慢；30ms30ms3. 3. 可以实现预喷射，但是预喷射不能灵活调可以实现预喷射，但是预喷射不能灵活调节；节；4. 4. 电磁阀采用高电压驱动，

31、实现电磁阀的快电磁阀采用高电压驱动，实现电磁阀的快速闭合控制。速闭合控制。5. 5. 整个控制系统的复杂程度较高整个控制系统的复杂程度较高。6.2 BOSCH6.2 BOSCH的高压共轨系统的高压共轨系统6.2.16.2.1高压供油泵高压供油泵v结构和传统的直列柱塞泵相似（以结构和传统的直列柱塞泵相似（以VEVE泵为例）。泵为例）。高压供油泵的控制（1 1）高压供油泵）高压供油泵v通过压力控制阀通过压力控制阀PCVPCV调整供油泵供调整供油泵供入共轨内的燃油量入共轨内的燃油量来调整共轨内的燃来调整共轨内的燃油压力。油压力。vPCVPCV阀断电和通电阀断电和通电时刻决定了高压供时刻决定了高压供油

32、泵向共轨内供入油泵向共轨内供入的燃油量。的燃油量。6.2.26.2.2共轨（共轨（Common-railCommon-rail）v高压溢流阀常闭，当共轨内油压超过设高压溢流阀常闭，当共轨内油压超过设定值时，阀门打开泄压。定值时，阀门打开泄压。v燃油压力传感器检测共轨内的燃油压力。燃油压力传感器检测共轨内的燃油压力。v溢流缓冲器通过高压油管与喷油器相连，溢流缓冲器通过高压油管与喷油器相连，可使共轨内和高压油管内的油压波动减小，可使共轨内和高压油管内的油压波动减小，且一旦流出油量过多时，切断燃油通道，且一旦流出油量过多时，切断燃油通道，停止供油。停止供油。（3 3）电）电/ /液控制喷油器液控制喷

33、油器v在传统闭式孔式喷油器基在传统闭式孔式喷油器基础上增加有电磁阀。础上增加有电磁阀。v早期早期ECDECDU2U2系统的电控系统的电控喷油器采用二位三通电磁阀喷油器采用二位三通电磁阀结构；在新结构的结构；在新结构的ECDECDU2U2系统中，电控喷油器都采用系统中，电控喷油器都采用二位二通电磁阀结构。二位二通电磁阀结构。附有附有二位三通阀的二位三通阀的电控喷油器电控喷油器v电磁阀通电，外阀上移打开泄油口，关闭进油口，液压活塞电磁阀通电，外阀上移打开泄油口，关闭进油口，液压活塞上方油泄压，针阀打开，喷油。上方油泄压，针阀打开，喷油。电磁阀脉冲波形电/液控制喷油器工作过程v电磁阀断电，外阀落座，

34、关闭泄油口，打开进油口，液压活电磁阀断电，外阀落座，关闭泄油口，打开进油口，液压活塞下移将针阀关闭，喷油结束。塞下移将针阀关闭，喷油结束。6.2.56.2.5压电式高压喷嘴压电式高压喷嘴6.2.66.2.6压电共轨喷油器工作原理示意图压电共轨喷油器工作原理示意图 压电执行器处于原始压电执行器处于原始位置，伺服阀关闭，高位置，伺服阀关闭，高压和低压相互隔断。此压和低压相互隔断。此时，时， 液压接杆补偿可能液压接杆补偿可能存在间隙，喷嘴保持关存在间隙，喷嘴保持关闭状态。压电执行器起闭状态。压电执行器起作用时就将伺服阀打开，作用时就将伺服阀打开，从而使控制室中的压力从而使控制室中的压力降低，喷嘴开启

35、。若伺降低，喷嘴开启。若伺服阀关闭，控制室中的服阀关闭，控制室中的压力随之增大，喷嘴针压力随之增大，喷嘴针阀阀也随之关闭。也随之关闭。6.2.76.2.7喷嘴模块的工作原理图喷嘴模块的工作原理图6.2.16.2.1高压共轨系统结构示意图高压共轨系统结构示意图6.2.36.2.3高压共轨系统工作情况高压共轨系统工作情况6.2.46.2.4高压共轨燃油系统示意图高压共轨燃油系统示意图第四节第四节 柴油机电控系统的总结柴油机电控系统的总结 间接控制喷油量间接控制喷油量位置饲服位置饲服 间接控制喷油定时间接控制喷油定时液力系统饲服控制液力系统饲服控制 喷射压力大小控制喷射压力大小控制取决于原有机械系统

36、的性能取决于原有机械系统的性能 喷油速率控制喷油速率控制取决于原有机械系统的性能取决于原有机械系统的性能 优点：技术难度小，改动工作量小，成本低，可以优点：技术难度小，改动工作量小，成本低，可以 实现机械混合运行，安全可靠；实现机械混合运行，安全可靠； 缺点：间接控制，响应慢，对发动机性能改善有限缺点：间接控制，响应慢，对发动机性能改善有限(一一) 第一代电控系统特点总结第一代电控系统特点总结( (二二) ) 第二代电控系统总结第二代电控系统总结(1)(1)第二代控制系统的包括：第二代控制系统的包括：电控分配泵、直列泵、泵喷嘴、单体泵；电控分配泵、直列泵、泵喷嘴、单体泵；共有的控制特点：共有的

37、控制特点：依靠传统的脉动泵产生高压；依靠传统的脉动泵产生高压；喷油量控制和喷油脉宽完全由电磁阀控制；喷油量控制和喷油脉宽完全由电磁阀控制；电磁阀关闭时刻决定喷射定时；电磁阀关闭时刻决定喷射定时；电磁阀关闭持续时间决定喷油量；电磁阀关闭持续时间决定喷油量；(2)(2)与第一代的差别：与第一代的差别： 采用电磁阀实现对喷射过程的直接数采用电磁阀实现对喷射过程的直接数字控制字控制 ，不但可以控制喷油量，而且可，不但可以控制喷油量，而且可以控制喷射定时，实现高频和更加灵活以控制喷射定时，实现高频和更加灵活的控制功能；而且可以实现分缸独立控的控制功能；而且可以实现分缸独立控制。制。(3)(3)第二代电控

38、系统的缺点：第二代电控系统的缺点：（1 1）仍然依赖于传统的脉动高压系统，使得）仍然依赖于传统的脉动高压系统，使得 高压喷射的区间受到凸轮型线的限制，无法高压喷射的区间受到凸轮型线的限制，无法实现大范围的喷射定时控制；实现大范围的喷射定时控制；（2 2）喷射压力的大小只和凸轮型线以及发动）喷射压力的大小只和凸轮型线以及发动 机转速等结构参数有关，不能根据发动机的机转速等结构参数有关，不能根据发动机的工况灵活调节；工况灵活调节；（3 3）无法实现灵活的预喷射和多次喷射。）无法实现灵活的预喷射和多次喷射。( (三三) ) 共轨系统的总结共轨系统的总结1. 1. 共轨压力反馈控制共轨压力反馈控制PC

39、V/PCV/高压传感器；高压传感器；2. 2. 喷油量、喷射定时、喷射压力和喷油速喷油量、喷射定时、喷射压力和喷油速 率的综合控制；率的综合控制； 3. 3. 燃烧噪声、排放、动力性和经济性的综燃烧噪声、排放、动力性和经济性的综 合优化控制；合优化控制；4. 4. 系统最复杂、制造成本最高、技术水平系统最复杂、制造成本最高、技术水平最高最高谢谢 !日本电装公司ECD-V3系统图EDU=Electronic Driver Unit 电子驱动单元SPV=Spill Control Valve 溢流控制阀 TCV=Timing Control Valve 正时控制阀1、ECD-V3系统工作示意图光电

40、式着火正时传感器光电式着火正时传感器2、着火正时传感器v着火正时传感器着火正时传感器用以检测气缸内混合气燃烧的实际开始时刻，用以检测气缸内混合气燃烧的实际开始时刻，以此信号对供油正时进行反馈控制。以此信号对供油正时进行反馈控制。v混合气燃烧混合气燃烧石英晶体棒检测到光的变化石英晶体棒检测到光的变化光敏晶体管将光光敏晶体管将光信号变成电压信号信号变成电压信号信号输出到信号输出到ECUECU。3、电磁溢流控制阀工作原理4、喷油量控制原理四、直列柱塞泵电控系统四、直列柱塞泵电控系统v装用直流电动机式电子调速器装用直流电动机式电子调速器的直列柱塞泵电控系统，用的直列柱塞泵电控系统，用电子电子调速器调速

41、器取代原有的机械调速器，取代原有的机械调速器，以实现对喷油量的控制；以实现对喷油量的控制；v用用正时控制器正时控制器取代原有的机构取代原有的机构离心式供油提前角自动调节器，离心式供油提前角自动调节器，来对喷油正时进行控制；来对喷油正时进行控制；v设有设有油量调节拉杆（或齿条）油量调节拉杆（或齿条）位置传感器位置传感器和和正时传感器正时传感器，对喷对喷油量和喷油正时的控制均采用闭油量和喷油正时的控制均采用闭环控制方式。环控制方式。 2 2、HEUIHEUI系统的工作特点系统的工作特点v为中压共轨电控液压式喷射系统；为中压共轨电控液压式喷射系统；v系统共轨中采用系统共轨中采用燃油燃油和柴油机和柴油机润滑油两条共轨润滑油两条共轨，因此系统中有润滑油和燃油因此系统中有润滑油和燃油两套油路两套油路；v采用采用机油共轨油道驱动燃油增压活塞机油共轨油道驱动燃油增压活塞对燃油增压，对燃油增压，实现高压喷油；实现高压喷油；v利用利用高速开关电磁阀高速开关电磁阀控制共轨油道中机油进出增控制共轨油道中机油进出增压活塞，实现燃油压力的上升与下降，从而实现喷压活塞，实现燃油压力的上升与下降，从而实现喷油的定时控制