单体泵发动机控制系统及部件功能概述

电控单体泵发动机控制系统（FEUP）研发部电气电控室2015.82主要内容一、电控单体泵系统的概述二、电控单体泵系统的构成及工作原理三、电控单体泵系统的故障维修3一、电控单体泵系统的概述4随着社会经济的发展，环境问题也越来越严重，国家法规对于汽车尾气的排放要求也越来越严格。由于发动机电子控制技术能有效降低排放和噪音，和在改善发动机动力性、经济性方面的优势，电控技术已经越来越多的应用到发动机上。

目前，国内常用的柴油机电控系统主要有高压共轨系统和电控单体泵系统。我公司系统匹配如下：BOSCH高压共轨系统：锡柴6DF、6DL、6DM，潍柴等FEUP电控单体泵系统：DEUTZBF6M等5单体泵系统框图6电控单体泵电控单体泵供油系统，顾名思义，它的供油系统的核心部件喷油泵是单体的，单个的。与传统的机械式喷油泵相比，在结构形式上主要有两点不同：

一是每个油泵都是独立的，分别安装在发动机气缸体上，对应每一气缸在气缸体上有安装单体泵的孔，六缸柴油机就有六个单体泵，（四缸柴油机就有四个单体泵），这六个单体泵是由整个发动机的凸轮轴来驱动，也就是说单体泵一般作为整体部件装在柴油机的气缸体上，由配气凸轮轴上的喷射凸轮驱动。而传统的六缸柴油机的机械式喷油泵是布置在整机缸体的外侧，通过外部托架固定在发动机缸体上，在喷油泵泵体内，有一根凸轮轴，专门驱动六套柱塞，通常称作一台喷油泵。7第二点不同是电控单体泵的上部有电磁阀，电磁阀能够按照特性图谱的数据精确地控制喷射正时及喷油时间。最早一汽集团公司（FAW）将德尔福的电控单体泵（EUP）集成（Integration）为FEUPI，即直列式电控合成单体泵，这种燃油喷射系统，使一汽集团生产的柴油机达到欧III排放，顺利实现产品的升级换代。后来用国产的电控单体泵代替了进口德尔福的，为了加以区分，缩写为FEUP。EUPFEUPE-electricalU-unitP-pumpFEUP的由来8目前采用合成式单体泵的发动机较少，FEUP也仅代表了所采用的电控系统。9二、电控单体泵系统的构成及工作原理10◆单体泵系统电控框图11◆燃油回路图12电控单体泵系统组成：控制单元（ECU）执行装置（电控单体泵）传感器ECU通过各种传感器和开关，采集到发动机当前的工作状态信息，进行分析计算并按此状态下事先标定好的最佳工作参数表，控制发动机的喷油量、喷油时刻及喷油压力，从而调整发动机的工作状态，达到省油、高效、低排放的目的。131、传感器曲轴转速传感器凸轮轴转速传感器进气压力温度传感器水温传感器机油压力传感器电子油门踏板（位置传感器）电控单体泵系统的传感器主要由以下几种：14◆曲轴转速传感器注意：安装间隙：（1.0±0.5）mm在转速传感器附近，不能放置磁电设备或大电流电线区别于BOSCH系统，FEUP系统的曲轴转速传感器信号是霍尔式的。15◆曲轴转速传感器作用：该传感器可以确定活塞上止点位置，同时测量曲轴的转速。信号产生：飞轮外端面360范围内按6度间隔打58个孔，剩下2孔未打形成间隙，作为判断活塞上止点的依据。传感器中的磁通量随着通过的孔与间隙而变化，产生正弦交流电压，其波幅随着发动机转速而变化。设定间隙到传感器位置的角度，可确定一缸上止点。结合凸轮轴传感器正时凸轮，确定一缸发火上止点。16◆凸轮轴转速传感器17◆凸轮轴转速传感器

原理：霍尔效应，凸轮轴上安装着一个用铁磁性材料制成的轮，有6+1个齿，它随着凸轮轴旋转。当这个齿经过凸轮轴传感器的半导体膜片的时候，它的磁场就会使半导体膜片中的电子以垂直于流过膜片的电流的方向发生偏转，既而产生一个短促的电压信号（霍尔电压）。作用：用于判断发动机第1缸压缩上止点的到来时刻，作为喷油的基准信号；另在曲轴转速传感器故障时可以维持发动机跛行功能。18◆判缸过程ECU根据电控柴油机曲轴信号盘与凸轮轴信号盘的相位关系判断柴油机运行的角度相位（也称判缸），并计算柴油机转速，仅在判缸成功后才能开始喷油。19◆起动模式

A、正常模式（曲轴/凸轮轴传感器均正常）在起动过程中，曲轴信号与凸轮轴信号均正常时，ECU结合曲轴缺齿判断与凸轮轴多齿判断进行判缸。判缸过程迅速、可靠。B、后备模式1（仅有凸轮轴传感器）在起动过程中，仅有凸轮轴信号时，ECU通过检测判缸齿（第一缸前的多余齿）确定当前柴油机的正确相位，从而按照正确的喷油时序喷射。C、后备模式2（仅有曲轴传感器）在起动过程中，仅有曲轴信号时，当ECU检测到一个缺齿时，猜测柴油机此时处于第一缸上止点前，按照此假定的角度相位，以1-5-3-6-2-4的喷油时序持续一定次数的喷射，当发动机转速超过一定阈值时，可以判断此相位正确，从而判缸成功；若没有转速升高的着火迹象，则重新假定一相位喷油以判缸。20◆进气温度及压力传感器

功能：检测进气的温度与压力，检测进气的压力就是检测进气量的多少，避免碳烟的生成，在较低的进气量时限制喷油量。21◆进气压力测量范围：50-400KPa（绝压）Uout=（0.8*P-5)*Us/350供电电压：5.0±0.25V响应时间：<1ms钳位电压：0.3±0.05V（低）

4.8±0.05（高）◆进气温度测量范围：40/130°C电阻（Ω）22◆水温传感器特性：高灵敏度NTC工作电压：5±0.15V（ECU提供）额定电阻：在20°C2.5kΩ±6%在100°C0.186kΩ±2%电阻（Ω）温度（°C）23◆机油压力传感器特性：供电电压：5.0±0.1V测量范围：0~128Psig(0~885.2KPa)综合精度_：±2%F.SVout=（0.625*Psig+10）*Us/10024◆电子油门踏板驾驶员的加速信号由加速踏板传感器探测记录并传输给ECU，在传感器中电位计上形成的电压是加速踏板设定值的函数，通过特征曲线可计算出该电压下的踏板位置。根据踏板位置及系统设定的驾驶特性MAP图即可计算出所需扭矩，再由扭矩-油量转换MAP图来计算喷油量。252、控制单元（ECU）控制单元（ECU）是控制系统的核心，由硬件电路和控制软件组成，负责信息的采集、处理、计算和执行。通过传感器、开关等采集的信息不断的检查发动机等的状态，计算符合条件的燃油喷射量及相关控制等，执行喷油与控制执行器的动作等，使发动机工作在最佳状态；具有诊断功能，及时的发现系统故障并报警。26控制单元（ECU）可以实现发动机控制和整车控制的功能。发动机控制功能：发动机的启动，停机发动机的怠速控制，冷机时提高怠速发动机扭矩和转速的控制发动机的保护，比如根据水温限制发动机的功率等整车控制功能：PTO功能；最大车速限制功能；排气制动功能；CAN通讯功能；自动巡航；手油门等。27ECU针脚图283、电控单体泵电控单体泵的主要功能是，在发动机各种工况下，按照整机要求定时、定量供给高压燃油，使各缸能够正常工作，发出要求的功率、扭矩，同时满足排放标准。它对发动机的性能，工作可靠性和耐久性起到至关重要的作用，是燃油供给系统的核心部件。29电控单体泵的结构30单体泵工作原理电控单体泵安装在发动机缸体上，由发动机的配气凸轮轴上的喷射凸轮通过挺柱总成驱动柱塞，挺柱压缩柱塞弹簧.凸轮上行过程，压缩柱塞弹簧，凸轮下行过程，柱塞弹簧释放，凸轮连续旋转,使柱塞做往复直线运动。电控单体泵喷射系统的工作过程如下：高速电磁阀设在单体泵的储油端，电磁阀断电时，回油道打开，单体泵内的柱塞即使已开始泵油，也不能建立高压，只有当电磁阀通电，回油油道关闭，油压才迅速升高；高压燃油经过一段很短的高压油管进入喷油器使其喷油。电磁阀断电时，回油油道打开，迅速溢流卸压，喷油停止。电磁阀通电的持续时间决定了循环供油量。31喷油断油32机械式喷油泵EUP电控单体泵与机械式喷油泵相比，电控单体泵的主要改进：1、增加电磁阀控制的溢流阀部件2、柱塞取消斜槽等油量调整结构33喷油器喷油器结构喷油器的主要功能是将单体泵提供的高压燃油以一定的空间分布，雾状喷入发动机燃烧室，以便燃油与空气形成有利于燃烧的可燃混合气。它是燃油供给系统的关键部件。喷油器结构如图所示，在结构上无回油管，可以避免回油管断裂、不密封的弊端。工作过程：燃油经电控单体泵加压后，由高压油管输送到喷油器进油端，经喷油器滤芯孔、进油道到达喷油嘴偶件，当压力室内达到220bar时，高压燃油使轴针抬起，燃油经喷孔喷出。34泵体（CAM-BOX)油温传感器电控单体泵低压输油泵凸轮轴传感器压力润滑机油进油口高压油泵进油口

溢流阀

（OverFlowValve）机油回油口输油泵进油口输油泵出油口合成式单体泵35FEUP36三、电控单体泵系统的故障维修37检测工具38发动机故障的检测将点火开关由“OFF”档旋转到“ON”档的位置，不要起动发动机。这时仪表盘上的各种指示灯（包括发动机故障指示灯）应闪烁一次，进行自检，一定时间后熄灭。如果发动机电控系统无故障，发动机故障灯应保持熄灭状态；如果发动机故障指