博世EDC17電控高壓共軌系統(tǒng)介紹

1、博世EDC17電控高壓共軌系統(tǒng)介紹內培資料 標定部 柴油科室高壓共軌燃油系統(tǒng) 低壓油路 高壓油路高壓共軌電控系統(tǒng) 傳感器 執(zhí)行器 ECU控制功能電控高壓共軌系統(tǒng)電控高壓共軌系統(tǒng)高壓共軌燃油系統(tǒng)低壓油路油箱輸油管路回油管路燃油濾清器燃油泵（低壓泵）齒輪式燃油泵電動燃油泵高壓油路高壓油泵燃油計量計（MeUn）階躍回油閥柱塞泵零油量節(jié)流閥共軌限壓閥噴油器電磁閥液壓伺服系統(tǒng)噴油嘴高壓共軌燃油系統(tǒng)高壓共軌燃油系統(tǒng)高壓共軌燃油系統(tǒng)結構示意圖高壓共軌燃油系統(tǒng)結構示意圖A來自燃油濾器內部壓力 (4.5 6 bar)潤滑用燃油BC內部燃油回油高壓油燃油回油DEFABBBCCDEFFCP3.3回油閥燃油濾清器(電

2、磁比例調節(jié)閥)MPROP高壓共軌燃油系統(tǒng)工作原理圖（高壓共軌燃油系統(tǒng)工作原理圖（1 1）高壓共軌燃油系統(tǒng)工作原理圖（高壓共軌燃油系統(tǒng)工作原理圖（2 2）帶油水分離裝置濾清器1-濾清器蓋 2-進油口 3-紙質濾芯 4-殼體 5-水分收集器 6-放水螺塞 7-出油口 u 燃油中若含有雜質，將導致油泵零部件、出油閥、噴油嘴的損壞。因此必須裝用燃油濾清器，燃油濾清器必須符合噴射系統(tǒng)的特定要求，否則燃油供給系統(tǒng)正常運轉和相關元件的使用壽命將無法得到保證。u 柴油中含有水分，若這些水分水進入噴射系統(tǒng)，將會引起燃油系統(tǒng)元件的穴蝕。作用：分離雜質、水，防止損壞，銹蝕共軌系統(tǒng)零部件燃油濾清器燃油濾清器手動輸油泵

3、油水分離器水量傳感器燃油加熱器手動輸油泵是為保證發(fā)動機首次起動或開放維修后低壓油路后初次起動提供燃油 而設計的部件，當發(fā)動機燃油耗盡時、進行油水分離器內排水工作和更換燃油 濾清器后重新起動發(fā)動機前，需要通過手動輸油泵進行排氣，先按壓手動輸油 泵直到按不動為止油水分離器可以濾去燃油中的污染物、雜質、顆粒物和水分水量傳感器是燃油濾清器中必配的電子元件，根據(jù)水量傳感 器反饋的信息，ECU使儀表上警告燈適時點亮燃油加熱器是由一個溫度開關來控制，不是由ECU控制燃油濾清器組成部分及功用1-吸油端 2-驅動齒輪 3-壓力端u 齒輪式燃油泵是用來為共軌高壓油泵提供燃油的。它既可以集成在高壓油泵中，由高壓油泵

4、驅動軸驅動，也可以直接連接到發(fā)動機上，由發(fā)動機驅動。u 在殼體內安裝有兩個互相嚙合的齒輪，一個是主動齒輪，而另一個為被動齒輪。u 利用互相嚙合反向轉動的齒輪，將齒隙中的燃油從吸油端送往壓油端。 吸入負吸入負 壓、輸出油壓和回油流量是齒輪式燃油泵壓、輸出油壓和回油流量是齒輪式燃油泵輸出性能的相關參數(shù)！輸出性能的相關參數(shù)！齒輪式燃油泵齒輪式燃油泵 電動燃油泵只用于轎車和輕型商務汽車。它并不是只負責將燃油供給至高壓泵，還可能在監(jiān)控系統(tǒng)的控制下，當有緊急情況發(fā)生時，它必須切斷燃油供給。電動燃油泵和齒輪式燃油泵的區(qū)別？A 圖：A-油泵元件 B-電動機 C-后蓋 1-壓力端 2-電動機樞軸 3-滾子泵 4

5、-限壓閥 5-進油端B 圖： 1-進油端 2-轉子 3-滾子 4-基盤 5-壓力端 電動燃油泵電動燃油泵CP2.2高壓泵零供油節(jié)流閥表面滲碳柱塞凹面凸輪齒輪泵 ZP52 體型I/O 閥滲碳滾輪銷潤滑油進油口HP 出油口MPROP 進油計量比例閥小齒輪柱塞彈簧內齒輪高壓泵高壓泵1= 進油2= 計量單元 / 比例電磁閥3= 高壓聯(lián)接4 = 齒輪式輸油泵5= 出油閥6= 進油閥7= 多邊環(huán)8= 偏心軸 12345678CP3.2高壓泵當點火開關旋至“Start”檔時，在起動機的帶動下低壓輸油泵的齒輪開始旋轉泵油 （起動后由發(fā)動機自身帶動）當輸油泵的泵油壓力大于安裝在高壓油泵上的調壓閥彈簧彈力時便頂開

6、調壓閥 ，低壓燃油便進入高壓油泵的油道內當高壓泵的柱塞在吸油行程且輸油泵供油壓力超過進油閥開啟壓力時(進油閥開啟壓力為0.5-1.5bar)，燃油進入油泵柱塞室當柱塞經(jīng)過下止點時，進油閥關閉柱塞上升行程時燃油被升壓當被升壓的燃油壓力大于當前共軌壓力時，被升壓的燃油就進入了高壓油路柱塞下降吸油行程時，只要柱塞腔內的壓力低于輸油泵壓力時，進油閥又開啟，泵油過程又開始徑向柱塞式高壓油泵工作原理徑向柱塞式高壓油泵工作原理階躍回油閥（溢流閥）階躍回油閥（溢流閥）進油計量比例閥（流量計進油計量比例閥（流量計Metering UnitMetering Unit）零供油位置最大供油位置從齒輪泵來至高壓油泵進油

7、計量比例閥工作原理高壓油軌（高壓蓄壓器）和高壓油管高壓油軌（高壓蓄壓器）和高壓油管u共軌管（蓄壓器）存貯高壓燃油并抑制壓力波動，高壓蓄壓器為所有氣缸所共有 ，因此將其稱作“共軌”。即使大量燃油排出時，共軌也能將其內部壓力保持基本不 變。燃油壓力由共軌壓力傳感器測定并發(fā)送到ECU，ECU分析后，通過高壓泵上的調 壓閥（流量計）調節(jié)到規(guī)定數(shù)值。u高壓油管必須能夠經(jīng)受噴油系統(tǒng)的最大壓力和噴油間歇時的局部高頻壓力波動。該油管是由鋼管制成, 通常外徑為6mm，內徑為2.4mm。u各缸的高壓油管長度是完全相同的，共軌與各缸噴油器之間的不同間距是通過各缸高壓油管的彎曲程度進行長度補償?shù)?，但油管長度應盡可能短

8、一些。噴油器噴油器針閥彈簧針閥腔噴油器可以被拆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。噴油器工作原理噴油器工作原理u 當電控單元向噴油器的電磁閥通電時，滑閥在電磁力的作用下升起，控制室的共軌油壓頂開回油球閥，使控制腔的上腔回油。由于噴油器的進油節(jié)油孔小于回油節(jié)流孔，所以柱塞上腔的油壓降低，使噴油器針閥向下的壓力迅速降低，于是針閥在針閥腔的共軌油壓的作用下升起，噴油器開始噴油。（下圖中噴嘴開啟所示）u 當電控單元停止向噴油器的電磁閥送電時，電磁閥的滑閥在彈簧力的作用下壓在球閥上，球閥此時受上下兩個力的作用，向下的力是共軌油壓通過回油節(jié)流孔作用在球閥的力，因回油節(jié)流孔徑很小，所以球閥

9、受到的共軌油壓向上的推力小于滑閥彈簧的彈力，使球閥緊壓在閥滑閥座上，使控制柱塞上腔停止回油，此時針閥腔的壓力要等于控制室的壓力，加之針閥彈簧向下的壓力使針閥緊壓在針閥座上，使針閥腔的共軌油壓無力升起針閥，使噴油器停止噴油。（下圖中噴嘴關閉所示）綜上可見：l當電磁閥通電，回油球閥升起回油，噴油器針閥抬起噴油；l電磁閥斷電，球閥關閉，針閥落座停止噴油。l電磁閥通電時刻，便是噴油開始時刻， 電磁閥斷電的時刻，便是噴油器停止噴油時刻，噴油量的多少由電磁閥通電的時 間，也就是由噴油脈寬來決定的。高壓共軌電控系統(tǒng)傳感器冷卻液溫度傳感器曲軸轉速傳感器凸輪軸轉速傳感器增壓壓力傳感器進氣流量傳感器進氣溫度傳感器

10、環(huán)境溫度傳感器大氣壓力傳感器軌壓傳感器車速傳感器加速踏板開度傳感器油水分離器水位傳感離合器信號開關空檔信號開關制動信號開關點火信號（T15）排輔控制開關空調開關信號中壓壓力開關信號定速巡航控制開關壓差傳感器執(zhí)行器EGR閥節(jié)流閥渦輪增壓器（VGT、旁通閥）燃油計量單元（MeUn）噴油器（電磁閥）電動燃油泵預熱系統(tǒng)排輔控制 空調控制電子防盜儀表指示燈高壓共軌電控系統(tǒng)高壓共軌電控系統(tǒng)ECU控制功能車速、檔位判定扭矩路徑計算確定各種控制量和控制參數(shù)的基礎空氣系統(tǒng)增壓壓力控制、空氣量控制軌壓控制噴油壓力噴油控制噴油量、噴油時刻、預噴次數(shù)、預噴油量、預噴時刻、后噴動態(tài)油量修正IQA、FBC、ZFC、QWC

11、、FMA、FMO起動控制預熱控制怠速控制高、低怠速、工作怠速（PT0）主動減震控制定速巡航 、限速控制排輔控制、防盜控制空調、風扇控制保護限制煙度限制、外特性限制、過熱保護限制、增壓器保護限制故障診斷管理（DSM） 故障分類、故障監(jiān)控、故障診斷、故障存儲、故障處理ECUECUp 電子控制單元ECU（Electronic Control Unit）：是整個柴油機電控系統(tǒng)的“計算機與控制中心”，它是電控系統(tǒng)的“大腦”，是這個電控系統(tǒng)的核心。它承擔整個電控系統(tǒng)的信號采集與處理、數(shù)據(jù)運算與分析、控制策略的實現(xiàn)、控制指令的產(chǎn)生、數(shù)據(jù)的通信與交換等功能。p電子控制單元（ECU）通過各種傳感器和開關，采集到

12、發(fā)動機當前的工作狀態(tài)信息，進行分析計算并按此狀態(tài)下預先標定好的最佳參數(shù)，控制發(fā)動機的噴油量、噴油時間及噴油壓力等，從而調整發(fā)動機的工作狀態(tài)，達到省油、高效、低排放、安全、舒適等目的。ECU傳感器傳感器p定義：能感受（或響應）規(guī)定的被測量并按照一定規(guī)律轉換成可用信號輸出的器件或裝置。p傳感器是一種轉換器，作用是進行信號變換。柴油機電控系統(tǒng)中常用的傳感器有溫度、壓力、轉速等，在整個系統(tǒng)中的作用就好像人的五官一樣，ECU也就相當與人的大腦。p電控共軌系統(tǒng)中的傳感器一般有位置傳感器（加速踏板）、轉速（曲軸、凸輪軸）傳感器、壓力（軌壓、進氣壓力）傳感器、溫度傳感器（水溫、進氣溫度）、車速傳感器、大氣壓力

13、傳感器等。執(zhí)行器執(zhí)行器執(zhí)行器功能噴油器通過控制電磁閥開啟時間，從而控制噴油量燃油計量單元控制進入高壓泵的燃油量，從而控制軌壓EGR閥控制進氣量（在空氣系統(tǒng)中詳細介紹）VNT渦輪增壓器控制增壓壓力（在空氣系統(tǒng)中詳細介紹）節(jié)流閥控制進氣量指示燈預熱指示燈、EPC燈、OBD燈等等繼電器繼電器通俗的意義上來說就是開關，在條件滿足的情況下關閉或者開啟。（排輔控制、空調控制、風扇控制、預熱控制）u 根據(jù)其特定的應用范圍，多種形式的溫度傳感器被使用，一種隨溫度變化的半導體測量電阻被安裝于傳感器的內部。溫度傳感器中常常使用負阻系數(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)。u 溫度

14、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，當溫度傳感器的溫度電阻隨溫度發(fā)生變化時，受壓電路的電壓發(fā)生變化，該電壓被輸入到ECU接口電路的模數(shù)轉換電路。電壓與溫度之間的關系特性曲線被存儲在發(fā)動機的管理系統(tǒng)的ECU中。 水溫傳感器水溫傳感器曲軸位置轉速傳感器曲軸位置轉速傳感器u 永久磁鐵發(fā)出的磁場通過軟鐵芯傳到觸發(fā)輪，磁場的強度受到觸發(fā)輪與傳感器間的磁隙的影響（磁阻發(fā)生變化）： 當觸發(fā)輪輪齒向傳感器接近時，磁隙減小，磁阻減小，磁場強度變強 當觸發(fā)輪輪齒遠離傳感器時，磁隙增大，磁阻增大，磁場強度變弱。 因此，當觸發(fā)輪旋轉時，將會產(chǎn)生一個交變的磁場，從而使得電磁線圈產(chǎn)

15、生一個正弦感應電壓，交變電壓的振幅隨著觸發(fā)輪轉速的提高而加（mV100V）,我們要求至少30rpm時就能產(chǎn)生合適的信號電壓。u 永磁鐵：安裝在信號盤的邊緣，產(chǎn)生永磁場，穿過信號盤、電磁線圈等。u 電磁線圈：當磁場變化時，產(chǎn)生感應電動勢，輸出信號。u 氣隙(小于2mm)：過大，信號弱；過小，碰撞。u 信號盤：安裝在曲軸上霍爾效應是霍爾霍爾效應是霍爾 (Hall)24 (Hall)24歲時在美國霍普金斯大學研究歲時在美國霍普金斯大學研究生期間，研究關于載流導體在生期間，研究關于載流導體在磁場中的受力性質時發(fā)現(xiàn)的一磁場中的受力性質時發(fā)現(xiàn)的一種現(xiàn)象。種現(xiàn)象。Edwin Hall（18551938） 霍

16、爾效應霍爾效應u 現(xiàn)象現(xiàn)象 霍爾效應霍爾效應在在長方形導體薄板上通以電流，沿電流的垂直方向施加長方形導體薄板上通以電流，沿電流的垂直方向施加磁磁 場，場， 就就會在與電流和磁場兩者垂直的方向上產(chǎn)生電勢差，這種現(xiàn)會在與電流和磁場兩者垂直的方向上產(chǎn)生電勢差，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應，所產(chǎn)生的電勢差稱為霍爾電壓。象稱為霍爾效應，所產(chǎn)生的電勢差稱為霍爾電壓。u 理論理論分析分析磁場中運動載流子受洛倫茲力作用磁場中運動載流子受洛倫茲力作用電荷聚集形成電場電荷聚集形成電場電場力與洛倫茲力電場力與洛倫茲力達到平衡，形成穩(wěn)達到平衡，形成穩(wěn)定電壓定電壓UHBfSIvbdEfHUbUqBqHv凸輪軸位置傳感器凸輪軸位

17、置傳感器u工作原理：相位傳感器PG 安裝在凸輪軸端部，與轉速傳感器配合，可區(qū)分1 缸的壓縮上止點和排氣上止點。如果其中一個觸發(fā)輪齒通過載流線型傳感器元件（半導體晶片），它改變了垂直于霍爾元件的磁場強度，這將使得在長軸方向電壓下驅動的電子向垂直于電流的方向偏離，從而在該方向產(chǎn)生mV級電壓信號，其幅值與傳感器相對于觸發(fā)輪的轉速有關。與傳感器霍爾集成電路制成一體的計算電路對信號進行處理并以方波信號輸出。 霍爾線型傳感器使用霍爾效應原理，一個鐵磁體的觸發(fā)輪隨凸輪軸一起轉動，霍爾效應的集成電路安裝于觸發(fā)輪和永久磁鐵間，永久磁鐵產(chǎn)生垂直于霍爾元件的磁場。 曲軸位置轉速傳感器，一種功能是用來計算曲軸運行轉速

18、；另外一種功能是判缸技術， 信號盤上2個缺齒可以明確的通知你這是1缸的2個上止點。但單獨靠它還不能準確判斷，曲軸傳感器只能確定氣缸在上止點，但不知道是壓縮上止點還是排氣上止點，需要其它傳感器信息作為輔助或加ECU程序計算。 目前分有兩個技術派： 1、BOSCH：曲軸位置傳感器+凸輪軸位置傳感器 近年這一派開始取消凸輪軸位置，而且采用曲軸位置傳感器+預噴ECU計算來輔助判缸。 2、DELPHI : 曲軸位置傳感器+TMAP（MAP） 判缸判缸多齒多齒缺齒缺齒曲軸位置傳感器+凸輪軸位置傳感器進行判缸通過曲軸位置傳感器+凸輪軸位置傳感器進行判缸過程：ECU根據(jù)電控柴油機曲軸信號盤與凸輪軸信號盤的相位

19、關系判斷柴油機運行的角度相位（也稱判缸）并計算柴油機轉速。僅在判缸成功后才能開始噴油（電噴發(fā)動機起動不一定比常規(guī)發(fā)動機快）A、正常模式（曲軸/凸輪軸傳感器均正常）在起動過程中，曲軸信號與凸輪軸信號均正常時，ECU結合曲軸缺齒判斷與凸輪軸多齒判斷進行判缸。判缸過程迅速、可靠。B、后備模式1（僅有凸輪軸傳感器）在起動過程中，僅有凸輪軸信號時， ECU通過檢測判缸齒（第一缸前的多余齒）確定當前柴油機的正確相位，從而按照正確的噴油時序噴射。C、后備模式2（僅有曲軸傳感器）在起動過程中，僅有曲軸信號時，當ECU檢測到一個缺齒時，猜測柴油機此時處于第一缸上止點前，按照此假定的角度相位，以1-5-3-6-2

20、-4的噴油時序持續(xù)一定次數(shù)的噴射，當發(fā)動機轉速超過一定閾值時，可以判斷此相位正確，從而判缸成功；若沒有轉速升高的著火跡象，則重新假定一相位噴油以判缸。u 信號盤齒數(shù)（Z為汽缸數(shù)）： 曲軸轉速信號盤：60-2=58齒（2為缺齒部分）； 凸輪軸信號盤： Z +1 ；通常情況下,凸輪軸脈沖信號用于相位判斷,曲軸脈沖信號用于燃油噴射控制。當識別到曲軸缺齒位置時,根據(jù)凸輪多齒信息即可判別發(fā)動機具體相位,即出現(xiàn)缺齒時若凸輪軸多齒標志已置位,則發(fā)動機處于第1缸壓縮上止點前108 曲軸轉角,否則處于第3缸壓縮上止點前108 曲軸轉角。舉例：本研究試驗對象為YC4E3000發(fā)動機,該發(fā)動機為4缸柴油機,配備高壓

21、共軌燃油噴射系統(tǒng),其凸輪軸信號為4+1齒,即4個正常齒加1個多齒,曲軸信號為60-2齒,其中2齒為缺齒;曲軸缺齒后再過108度曲軸轉角為壓縮上止點,凸輪的第0齒距第1缸壓縮上止點90度曲軸轉角,第4齒為多齒。電位計型加速踏板位置傳感器以分壓電路原理工作，計算機供給傳感器電路5V電壓。加速踏板通過轉軸與傳感器內部的滑動變阻器的電刷連接，加速踏板位置傳感器的位置改變時，電刷與接地端的電壓發(fā)生改變，計算機內部的受壓電路將該電壓轉變成加速踏板的位置信號。傳感器檢測范圍傳感器檢測范圍踏板操控范圍踏板操控范圍完全關閉完全打開充分打開完全關閉EP2EP1VPA2VPA1VCP2VCP1加速踏板打開角度完全關

22、閉 完全打開5V0輸出電壓急速踏板位置傳感器急速踏板位置傳感器( (電位計式電位計式/ /接觸式）接觸式）急速踏板位置傳感器急速踏板位置傳感器( (霍爾式霍爾式/ /非接觸式）非接觸式）1-磁軛 2-定子（1,2軟鐵）3-轉子 4-空氣氣隙 5-霍爾感應元件 -轉角u 由轉動的磁環(huán)和許多的固定的軟磁感應元件組成，轉動的磁場直接通過位于兩個半圓感應元件間的霍爾元件，流經(jīng)霍爾元件的磁場的強度為一個轉角函數(shù)。1-霍爾感應傳感器 2-踏板軸 3-永久磁鐵加速踏板位置傳感器發(fā)動機ECM磁鐵磁鐵霍爾IC霍爾ICVPAEPAVCPAVPA2EPA2VCPA2完全關閉完全打開輸出電壓50VPA2VPAV1-蓋板 2-轉子（永久磁鐵）3-帶有霍爾感應傳感器的計算電路 4-殼體 5-回位彈簧 6-連接元件1-轉子（永久磁鐵）2-極靴 3-感應元件 4-空氣氣隙 5-霍爾效應傳感器 6-踏板軸（軟磁）空氣流量傳感器（空氣流量傳感器（HFM5HFM5、6 6） 熱膜式空氣流量計是一個帶有邏輯輸出的空氣質量傳感器，為了獲得空氣流量，傳感器元件上的傳感器膜片被中間安裝的加熱電阻加熱，膜片上的溫度分配被與加熱電阻平行安裝的溫度電阻測量。通過傳感器的氣流改變了膜片上的溫度分配，從而使得兩個溫度電阻的電阻值產(chǎn)生