道依茨柴油機(jī)電控技術(shù)培訓(xùn)ppt課件

1、電控系統(tǒng)技術(shù)培訓(xùn)電控系統(tǒng)技術(shù)培訓(xùn)2006.92006.9第一部分第一部分柴油機(jī)電控技術(shù)介紹柴油機(jī)電控技術(shù)介紹一、排放法規(guī)與柴油機(jī)電控技術(shù)的發(fā)展1 、排放法規(guī)排放法規(guī) 2000年達(dá)到歐洲一號(hào)標(biāo)準(zhǔn) 2004年達(dá)到歐洲二號(hào)標(biāo)準(zhǔn) （北京）2008年前實(shí)施歐洲三號(hào)標(biāo)準(zhǔn) 2010年將與國(guó)際排放標(biāo)準(zhǔn)接軌（歐洲2000年實(shí)施歐洲三號(hào)標(biāo)準(zhǔn)，2005年實(shí)施歐洲四號(hào)標(biāo)準(zhǔn)）歐洲排放標(biāo)準(zhǔn) HDV對(duì)電子柴油控制系統(tǒng)的要求隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)柴油機(jī)而言，要求提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率輸出和扭矩輸出嚴(yán)格限制柴油機(jī)排放的同時(shí)，進(jìn)一步降低發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗。這些因數(shù)使得燃油噴射系統(tǒng)的要求越來(lái)越高，要求燃油噴射系統(tǒng)的控制：-更高的噴射壓力-

2、可變的噴油速率-可變的噴油起始時(shí)刻-預(yù)噴射-隨發(fā)動(dòng)機(jī)狀況變化的合適的噴油量-隨溫度變化的起動(dòng)噴油量-不隨負(fù)荷變化的怠速調(diào)節(jié)-巡航控制-廢氣再循環(huán)（EGR）的閉環(huán)控制-在整個(gè)汽車(chē)壽命期內(nèi)較小的誤差及高的控制精度柴油機(jī)電子控制系統(tǒng)的基本功能?chē)娪土靠刂茋娪土靠刂茋娪土靠刂剖遣裼蜋C(jī)電子控制系統(tǒng)的一項(xiàng)主要功能。該系統(tǒng)由加速踏板位置傳感器和發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速傳感器的信號(hào)計(jì)算出基本噴油量。并由進(jìn)氣溫度、進(jìn)氣壓力、冷卻液溫度的修正信號(hào)對(duì)油量進(jìn)行修正，通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的快速響應(yīng)對(duì)噴油量進(jìn)行精確的控制。噴油正時(shí)控制噴油正時(shí)控制 噴油正時(shí)由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和燃油噴射量決定，由冷卻液溫度進(jìn)行修正，從而精確的計(jì)算出噴油起始點(diǎn)。通過(guò)燃油

3、噴射起始時(shí)刻傳感器（如針閥運(yùn)動(dòng)傳感器）檢測(cè)實(shí)際的噴射起始時(shí)刻，并將它與計(jì)算出噴油起始點(diǎn)進(jìn)行比較，如兩者發(fā)生偏離，則通過(guò)噴油起始時(shí)刻驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器進(jìn)行快速反應(yīng)，直到偏離值消除。 柴油機(jī)電子控制系統(tǒng)的基本功能怠速控制怠速控制 柴油機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于發(fā)電機(jī)、空調(diào)壓縮機(jī)、動(dòng)力轉(zhuǎn)向油泵等裝置的工作狀態(tài)變化將引起發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的變化，從而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化，柴油機(jī)電子控制系統(tǒng)通過(guò)反饋控制系統(tǒng)控制噴油量，把怠速控制在所設(shè)定的目標(biāo)轉(zhuǎn)速值上。平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)控制平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)控制在多缸柴油機(jī)工作時(shí)，即使噴油量控制指令值一致，但由于各缸機(jī)械性能的差異，從而引起發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的波動(dòng)。柴油機(jī)電子控制系統(tǒng)通過(guò)各缸在作功沖程的轉(zhuǎn)速的變化，自動(dòng)修

4、正各缸噴油量指令控制值，降低發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速的波動(dòng)，是發(fā)動(dòng)機(jī)平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。柴油機(jī)電子控制系統(tǒng)的基本功能 廢氣再循環(huán)廢氣再循環(huán) 系統(tǒng)通過(guò)控制參與再循環(huán)廢氣量已減少排氣中的NOX的排放量。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到一定的溫度時(shí)，ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷和轉(zhuǎn)速?zèng)Q定再循環(huán)的廢氣量，并由發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣溫度、進(jìn)氣流量、進(jìn)氣壓力來(lái)修正，ECU發(fā)出控制電子真空轉(zhuǎn)換裝置的開(kāi)關(guān)率信號(hào)，通過(guò)改變真空度控制EGR動(dòng)作。增壓控制增壓控制ECU根據(jù)增壓壓力傳感器的信號(hào)，控制電子真空轉(zhuǎn)換裝置的電磁法的開(kāi)關(guān)率，從而控制通往廢氣旁通閥或廢氣渦輪葉片的控制氣室的真空度，改變?cè)鰤簤毫?，以適應(yīng)負(fù)荷變化的需要。起動(dòng)預(yù)熱控制起動(dòng)預(yù)熱控制 在不同的啟動(dòng)條件下，系統(tǒng)

5、通過(guò)控制起動(dòng)預(yù)熱塞的通電時(shí)間，以改善柴油機(jī)的低溫起動(dòng)性能和穩(wěn)定低溫怠速運(yùn)轉(zhuǎn)。 柴油機(jī)電子控制系統(tǒng)的基本功能排氣制動(dòng)功能排氣制動(dòng)功能 當(dāng)排氣制動(dòng)動(dòng)作時(shí)，ECU估計(jì)排制制動(dòng)設(shè)定以便在“0”和怠速供油量之間調(diào)節(jié)供油量。防止過(guò)熱功能防止過(guò)熱功能 當(dāng)一定的冷卻液溫度超過(guò)后最大扭矩減小。防溜坡起動(dòng)防溜坡起動(dòng) 當(dāng)EDC關(guān)閉時(shí)，ECU時(shí)油量控制機(jī)構(gòu)處在零供油位置，這樣可以防止車(chē)輛在斜坡上停車(chē)時(shí)車(chē)輛不注意移動(dòng)而使以動(dòng)機(jī)滾動(dòng)起動(dòng)。鑰匙動(dòng)作停車(chē)鑰匙動(dòng)作停車(chē)停車(chē)功能通過(guò)使用啟動(dòng)鑰匙替代通常的機(jī)械熄火裝置。與切斷執(zhí)行裝置電流一樣，它切斷通向電子停車(chē)裝置（ELAB）的電流，這樣切斷向發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油供給。 與其他控制系統(tǒng)的通

6、訊與其他控制系統(tǒng)的通訊EDC通過(guò)信號(hào)線(xiàn)路，它可以將EDC相關(guān)的量（如噴油量、加速踏板設(shè)定）傳輸?shù)较駛鲃?dòng)控制等車(chē)輛的其他系統(tǒng)。使用一條獨(dú)立的線(xiàn)路，這些系統(tǒng)可以在怠速和全負(fù)荷之間規(guī)定噴油量（油量超過(guò)給定值）。與ASR（牽引力控制）一起動(dòng)作也是可能的。 柴油機(jī)電子控制系統(tǒng)的基本功能柴油機(jī)電子控制系統(tǒng)的基本功能安全概念安全概念*自我監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的安全概念包括廣泛功能的超靜定及由ECU對(duì)傳感器電磁線(xiàn)圈執(zhí)行機(jī)構(gòu)用微處理器的監(jiān)測(cè)。通過(guò)操縱一個(gè)給定開(kāi)關(guān)，診斷系統(tǒng)通過(guò)儀表板上的故障燈顯示故障。*跛行回家功能 廣泛的跛行回家功能在系統(tǒng)中是一體化的。如果一些次要的傳感器失效，ECU將用其他傳感器的信號(hào)來(lái)替代或用一個(gè)固定

7、的數(shù)值來(lái)控制。 如果是重要的傳感器失效，這個(gè)事實(shí)被故障燈顯示。*緊急停車(chē)功能 除了在停車(chē)位置時(shí)燃油模塊影響外，在油路上的電磁閥當(dāng)其斷電時(shí)也可以切斷燃油供給，這個(gè)獨(dú)立的電子停油機(jī)構(gòu)（ELAB）如果噴油量執(zhí)行機(jī)構(gòu)失效時(shí)也可以關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)。 l 2 、為滿(mǎn)足排放法規(guī)所采用的技術(shù)為滿(mǎn)足排放法規(guī)所采用的技術(shù)歐洲歐洲1號(hào)和號(hào)和2號(hào)標(biāo)準(zhǔn)：使用機(jī)械控制噴油系統(tǒng)即可達(dá)標(biāo)號(hào)標(biāo)準(zhǔn)：使用機(jī)械控制噴油系統(tǒng)即可達(dá)標(biāo)歐洲歐洲3號(hào)標(biāo)準(zhǔn)：必須使用電子控制噴油系統(tǒng)。共軌式系統(tǒng)、電控單體泵，電控泵噴嘴系統(tǒng)，號(hào)標(biāo)準(zhǔn)：必須使用電子控制噴油系統(tǒng)。共軌式系統(tǒng)、電控單體泵，電控泵噴嘴系統(tǒng)，蓄壓增壓電噴系統(tǒng)（蓄壓增壓電噴系統(tǒng)（HEUI)和直列泵

8、分配泵電控系統(tǒng)能夠滿(mǎn)足這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。和直列泵分配泵電控系統(tǒng)能夠滿(mǎn)足這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。二、柴油機(jī)電控系統(tǒng)的組成柴油機(jī)電控系統(tǒng)的組成電子柴油機(jī)控制系統(tǒng)由信號(hào)輸入裝置、電子控制單元、執(zhí)行裝置組成 。信號(hào)輸入裝置信號(hào)輸入裝置 主要由一系列傳感器和開(kāi)關(guān)組成，信號(hào)輸入裝置主要采集駕駛員的期望值及發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況、運(yùn)行環(huán)境的相關(guān)參數(shù)值。 傳感器有：加速踏板位置傳感器、轉(zhuǎn)速/參考相位傳感器、凸輪軸位置傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器、大氣壓力傳感器、增壓壓力傳感器、水溫傳感器、燃油溫度傳感器、空氣流量或空氣質(zhì)量傳感器、齒桿位置傳感器或油量控制套筒位置傳感器（用于電控直立泵或分配式噴油泵控制系統(tǒng)中）、針閥運(yùn)動(dòng)傳感器（用于可變預(yù)行程控

9、制及電控分配式噴油泵）、預(yù)行程控制套位置傳感器（用于可變預(yù)行程控制）、轉(zhuǎn)角傳感器。 開(kāi)關(guān)信號(hào)主要：離合器踏板開(kāi)關(guān)、制動(dòng)器開(kāi)關(guān)、怠速開(kāi)關(guān)、巡航控制開(kāi)關(guān)，此外可能還有空調(diào)開(kāi)關(guān)、動(dòng)力轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)、自動(dòng)變速器的空當(dāng)開(kāi)關(guān)。電子控制單元電子控制單元是一種電子綜合控制裝置，它具備以下幾項(xiàng)功能：（1） 接受傳感器或其他裝置的輸入信息，給傳感器提供參考（基準(zhǔn)）電壓；將輸入的信息變成微機(jī)所能接受的信號(hào)。（2） 存儲(chǔ)、計(jì)算、分析處理信息。計(jì)算出輸出值所用的程序；存儲(chǔ)該車(chē)型的特征參數(shù)；存儲(chǔ)運(yùn)算中的數(shù)據(jù)（隨機(jī)存?。?、存儲(chǔ)故障信息。（3） 運(yùn)算分析。根據(jù)信息參數(shù)求出執(zhí)行命令數(shù)值；將輸出信息數(shù)值與標(biāo)準(zhǔn)值比較，查處故障。（4）

10、輸出執(zhí)行命令。將弱信號(hào)變?yōu)閺?qiáng)的執(zhí)行命令；輸出故障信息。（5） 自我修正功能（自適應(yīng)功能）。執(zhí)行器執(zhí)行器是受ECU控制，具體執(zhí)行某項(xiàng)功能的裝置。一般是由ECU控制執(zhí)行器電磁線(xiàn)圈的搭鐵回路，也有的是由ECU控制的某些電子電路。在柴油機(jī)電子控制系統(tǒng)中，執(zhí)行器主要有：齒桿或油量控制套筒驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器、預(yù)行程控制套驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器、正時(shí)活塞行程驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器、油量控制電磁閥、廢氣再循環(huán)控制電磁閥、增壓控制電磁閥、冷起動(dòng)預(yù)熱塞繼電器、空調(diào)壓縮機(jī)繼電器、冷卻風(fēng)扇繼電器、冷卻水加熱裝置繼電器、進(jìn)氣拍門(mén)繼電器、自診斷顯示與報(bào)警裝置、儀表顯示器。 1、電控燃油系統(tǒng)2、電控單元（ECU）3、傳感器n曲軸轉(zhuǎn)速傳感器n凸輪軸位置傳感

11、器n冷卻液溫度傳感器n進(jìn)氣溫度、壓力傳感器n燃油溫度傳感器n機(jī)油壓力傳感器n油門(mén)踏板位置傳感器n大氣壓力傳感器4、線(xiàn)束三、柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)概述 柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng) 凸輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)凸輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 液力執(zhí)行系統(tǒng)液力執(zhí)行系統(tǒng) 泵 管 嘴泵 管 嘴 泵 噴 嘴泵 噴 嘴 分 配 泵分 配 泵 直 列 泵直 列 泵 單 體 泵單 體 泵 徑 向 柱 塞徑 向 柱 塞 軸 向 柱 塞軸 向 柱 塞 高 壓 共 軌 系 統(tǒng)高 壓 共 軌 系 統(tǒng) HEUI 系 統(tǒng)系 統(tǒng) 1、高壓共軌系統(tǒng)(CR)共軌系統(tǒng)模塊1=電動(dòng)輸油泵2=燃油濾清器3=回油閥4=回游儲(chǔ)存器5=CP1 高壓泵6=高壓控制閥

12、7=共管壓力傳感器 (RPS)8=共管9=噴油器10=EDC 15 C 控制單元11=油溫傳感器12=其它傳感器共軌管路布置低壓部分（油路）低壓部分（油路） 低壓部分（油路）為高壓部分（油路）供給足夠的油量，其中最重要的零部件有：油箱，帶有粗濾裝置的供油泵，低壓回路的進(jìn)、出油管，細(xì)濾器，噴油泵，高壓泵的低壓區(qū)。 高壓部分（油路）高壓部分（油路）除了產(chǎn)生高壓外，燃油分配和燃油計(jì)量也發(fā)生于高壓部分。最重要得零部件：配有元件關(guān)閉閥和高壓控制閥的高壓泵，高壓蓄能器，共軌壓力傳感器，壓力控制閥，流量控制閥和噴油器。 共軌系統(tǒng)控制功能工作狀態(tài)工作狀態(tài)參量參量控制參量控制參量起動(dòng)油量起動(dòng)油量曲軸轉(zhuǎn)速曲軸轉(zhuǎn)速

13、/發(fā)動(dòng)機(jī)溫度發(fā)動(dòng)機(jī)溫度供油量供油量/供油起始時(shí)刻供油起始時(shí)刻驅(qū)動(dòng)模式驅(qū)動(dòng)模式加速踏板位置加速踏板位置/發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速速供油量供油量怠速控制怠速控制檔位選擇檔位選擇/發(fā)動(dòng)機(jī)溫度發(fā)動(dòng)機(jī)溫度/額外負(fù)荷額外負(fù)荷供油量供油量平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)控制平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)控制發(fā)火時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化發(fā)火時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化單缸供油量單缸供油量車(chē)速控制車(chē)速控制車(chē)速車(chē)速/車(chē)速設(shè)定車(chē)速設(shè)定供油量供油量供油量限制調(diào)節(jié)供油量限制調(diào)節(jié)進(jìn)氣量進(jìn)氣量/發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速/冷冷卻液溫度等卻液溫度等供油量供油量主動(dòng)喘振控制主動(dòng)喘振控制加速踏板動(dòng)作加速踏板動(dòng)作供油量供油量(平穩(wěn)變化平穩(wěn)變化)發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)供油中斷供油中斷油泵共軌噴油器噴油器可以被拆

14、分為一系列功能部件：孔式噴油嘴，液壓伺服系統(tǒng)和電磁閥。燃油來(lái)自于高壓油路，經(jīng)通道流向噴油嘴，同時(shí)經(jīng)節(jié)流孔流向控制腔，控制腔與燃油回路相連，途徑一個(gè)受電磁閥控制其開(kāi)關(guān)的泄油孔。泄油孔關(guān)閉時(shí)，作用于針閥控制活塞的液壓力超過(guò)了它在噴油嘴針閥承壓面的力，結(jié)果，針閥被迫進(jìn)入閥座且將高壓通道與燃燒室隔離，密封。當(dāng)噴油器的電磁閥被觸發(fā)，泄油孔被打開(kāi)，這引起控制腔的壓力下降，結(jié)果，活塞上的液壓力也隨之下降，一旦液壓力降至低于作用于噴油嘴針閥承壓面上的力，針閥被打開(kāi)，燃油經(jīng)噴孔噴入燃燒室。這種對(duì)噴油嘴針閥的不直接控制采用了一套液壓力放大系統(tǒng)，因?yàn)榭焖俅蜷_(kāi)針閥所需的力不能直接由電磁閥產(chǎn)生，所謂的打開(kāi)針閥所需的控制

15、作用，是通過(guò)電磁閥打開(kāi)泄油孔使得控制腔壓力降低，從而打開(kāi)針閥。 此外，燃油還在針閥和控制柱塞處產(chǎn)生泄漏，控制和泄漏的燃油量，經(jīng)連接回油管，會(huì)同高壓泵和壓力控制閥的回油流回油箱。 共軌系統(tǒng)噴油器2、電控單體泵(EUP)傳感器工作原理溫度傳感器 根據(jù)其特定的應(yīng)用范圍，多種形式的溫度傳感器被使用，一種隨溫度變化的半導(dǎo)體測(cè)量電阻被安裝于傳感器的內(nèi)部。溫度傳感器中常常使用負(fù)阻系數(shù)的溫度電阻（NTC）,較少的溫度傳感器使用正阻系數(shù)的溫度電阻(PTC)。 溫度傳感器的溫度電阻作為5V分壓電路的一部分，溫度傳感器的兩端與受壓電路相連接，當(dāng)溫度傳感器的溫度電阻隨溫度發(fā)生變化時(shí)，受壓電路的電壓發(fā)生變化，該電壓被輸

16、入到ECU接口電路的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。電壓與溫度之間的關(guān)系特性曲線(xiàn)被存儲(chǔ)在發(fā)動(dòng)機(jī)的管理系統(tǒng)的ECU中。 四、傳感器工作原理傳感器工作原理壓力傳感器 當(dāng)有微小壓力作用于硅膜膜片上時(shí)它們的電阻值發(fā)生變化，測(cè)量元件的四周被一蓋子環(huán)繞，測(cè)量元件于蓋子一起將參考真空封閉。微機(jī)械壓力傳感器也可以與溫度傳感器制成一體，獨(dú)立的測(cè)量溫度和壓力。根據(jù)壓力測(cè)量的范圍，傳感器的膜片可以制成101000m厚度。壓力傳感器以惠斯登電橋（Wheatstone Bridge）原理工作,當(dāng)膜片在氣壓作用下發(fā)生變形時(shí)，四個(gè)測(cè)量電阻的其中的兩個(gè)電阻值升高而其他兩個(gè)電阻值降低，這將導(dǎo)致電橋的輸出端產(chǎn)生電壓，我們以該電壓值代表壓力。信號(hào)處

17、理電子電路被集成在傳感器內(nèi)部，該電路用于對(duì)電橋電壓進(jìn)行放大，同時(shí)補(bǔ)償溫度的影響，產(chǎn)生線(xiàn)性的壓力特性曲線(xiàn)。其輸出電壓在05V范圍，通過(guò)端子與發(fā)動(dòng)機(jī)的ECU連接，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU以此輸出電壓計(jì)算壓力。 壓力傳感器的測(cè)量元件安裝于其中心部位，它與一個(gè)被微機(jī)械蝕刻的硅膜制成一體，四個(gè)變形的電阻分布在硅膜的膜片上。傳感器工作原理感應(yīng)式發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器 傳感器安裝正對(duì)著鐵磁體的觸發(fā)輪，它們之間被較小的空氣間隙隔開(kāi)。在傳感器內(nèi)部有一個(gè)軟鐵芯，該鐵心被線(xiàn)圈包圍，并與一個(gè)永久磁鐵相連。 永久磁鐵發(fā)出的磁場(chǎng)通過(guò)軟鐵芯傳到觸發(fā)輪，磁場(chǎng)的強(qiáng)度受到觸發(fā)輪與傳感器間得磁隙的影響，當(dāng)觸發(fā)輪輪齒向傳感器接近時(shí)，磁場(chǎng)強(qiáng)度變強(qiáng)，當(dāng)觸發(fā)輪輪齒遠(yuǎn)離傳感器時(shí)尺長(zhǎng)強(qiáng)度變?nèi)?。?dāng)觸發(fā)輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)交變的磁場(chǎng)，從而使得電磁線(xiàn)圈產(chǎn)生一個(gè)正弦感應(yīng)電壓，交變電壓的振幅隨著觸發(fā)輪轉(zhuǎn)速的提高而加大（幾mV100V）,我們要求至少在30rpm時(shí)就能產(chǎn)生合適的信號(hào)電壓。傳感器工作原理霍爾效應(yīng)相位傳感器 霍爾線(xiàn)型傳感器使用霍爾效應(yīng)原理，一個(gè)鐵磁體的觸發(fā)輪隨凸輪軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，霍爾效應(yīng)的集成電路安裝于觸發(fā)論和永久磁鐵間，永久磁鐵產(chǎn)生垂直于霍爾元件的磁場(chǎng)。 如果其中一個(gè)觸發(fā)輪