汽車發(fā)動機(jī)電控技術(shù)第七章課件

1、2022/7/19汽車發(fā)動機(jī)電控技術(shù)第7章柴油機(jī)電控技術(shù)簡介2022/7/19第7章 柴油機(jī)電控技術(shù)簡介教學(xué)目標(biāo)了解柴油機(jī)電控系統(tǒng)的組成與功能；了解柴油機(jī)電控分配泵噴射系統(tǒng)；了解電控泵噴嘴噴射系統(tǒng)；掌握電控共軌噴射系統(tǒng)；掌握柴油機(jī)電控系統(tǒng)的使用和維護(hù)注意事項。2022/7/19教學(xué)內(nèi)容柴油機(jī)電控系統(tǒng)基本組成與功能；電控分配泵噴射系統(tǒng)；電控泵噴嘴噴射系統(tǒng)；電控共軌噴射系統(tǒng)；柴油機(jī)電控系統(tǒng)的使用和維護(hù)。2022/7/19教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)柴油機(jī)電控分配泵噴射系統(tǒng)；電控泵噴嘴噴射系統(tǒng)；電控共軌噴射系統(tǒng)。教學(xué)方法講授、課件教學(xué)時數(shù)8學(xué)時2022/7/197.1.1 柴油機(jī)電控系統(tǒng)的特點(diǎn)提高了發(fā)動機(jī)的動力性

2、和經(jīng)濟(jì)性提高了發(fā)動機(jī)的工作可靠性控制速度快、控制精度高改善了低溫起動性降低氮氧化物和煙度的排放提高了發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性適應(yīng)性廣電控系統(tǒng)的主要控制量是噴油量和噴油正時電控系統(tǒng)的多樣化有利于控制渦輪增壓 7.1 柴油機(jī)電控系統(tǒng)基本組成與功能2022/7/197.1.2 柴油機(jī)電控系統(tǒng)的基本組成信號輸入裝置ECU執(zhí)行器2022/7/19加速踏板位置傳感器 電位計式加速踏板位置傳感器 差動電感式加速踏板位置傳感器 1-鐵芯 2-線圈 3-線束插接器 4-加速踏板位置傳感器 5-推桿2022/7/19轉(zhuǎn)速傳感器或曲軸位置傳感器 轉(zhuǎn)速傳感器或曲軸位置傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理與汽油機(jī)電控系統(tǒng)中的傳感器基本相同，

3、用來檢測發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速或曲軸位置，該信號與加速踏板位置傳感器信號一起作為ECU控制柴油機(jī)噴油量和噴油正時的主控制信號。 2022/7/19反饋信號傳感器 柴油機(jī)電控系統(tǒng)一般對噴油量和噴油正時采用閉環(huán)控制，反饋信號傳感器就是指閉環(huán)控制系統(tǒng)中用來檢測控制系統(tǒng)執(zhí)行器實際位置的傳感器。 光電式著火正時傳感器 1-線束連接器 2-殼體 3-石英晶體棒 4-光敏晶體管 2022/7/19冷卻液溫度傳感器 冷卻液溫度傳感器一般采用熱敏電阻式，用來檢測發(fā)動機(jī)冷卻液溫度的變化，ECU根據(jù)此傳感器信號對噴油量及噴油正時進(jìn)行修正。進(jìn)氣溫度傳感器 進(jìn)氣溫度傳感器的結(jié)構(gòu)原理與冷卻液溫度傳感器基本相同，用來檢測進(jìn)氣溫度的變化

4、，ECU根據(jù)此傳感器信號對噴油量及噴油正時進(jìn)行修正。燃油溫度傳感器 柴油的溫度直接影響其粘度。燃油溫度傳感器的結(jié)構(gòu)原理與冷卻液溫度傳感器基本相同，用來檢測柴油的溫度變化，ECU根據(jù)此傳感器信號對噴油量及噴油正時進(jìn)行修正。2022/7/19進(jìn)氣壓力傳感器 進(jìn)氣壓力傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理與汽油機(jī)電控系統(tǒng)中的傳感器基本相同，用來檢測進(jìn)氣壓力，ECU根據(jù)此傳感器信號對噴油量及噴油正時進(jìn)行修正。信號開關(guān) 信號開關(guān)包括E/G開關(guān)、A/C開關(guān)、空擋起動開關(guān)等。它們的功用、結(jié)構(gòu)和工作原理與汽油機(jī)電控系統(tǒng)基本相同。2022/7/19ECU2022/7/19執(zhí)行器 執(zhí)行器主要是執(zhí)行ECU的指令、調(diào)節(jié)柴油機(jī)的噴油量

5、和噴油正時。不同柴油機(jī)電控系統(tǒng)的執(zhí)行器有很大差異。常用的執(zhí)行器有：電子調(diào)速器、正時控制電磁閥、供油齒條控制電磁閥、滑套控制電磁閥、分配泵或噴油器回油控制電磁閥等。2022/7/197.1.3 柴油機(jī)電控系統(tǒng)的控制內(nèi)容與功能燃油噴射控制 噴油量控制噴油正時控制噴油速率和噴油規(guī)律的控制噴油壓力的控制增壓器工作保護(hù)柴油機(jī)低油壓保護(hù) 2022/7/19基本噴油量控制模型 2022/7/19基本噴油提前角控制模型 2022/7/19噴油速率和噴油規(guī)律的控制 在柴油機(jī)電控系統(tǒng)中，ECU以柴油機(jī)轉(zhuǎn)速信號和負(fù)荷信號作為主控制信號，按預(yù)設(shè)的程序確定最佳的噴油速率和噴油規(guī)律。噴油壓力的控制 在柴油機(jī)電控系統(tǒng)中EC

6、U以柴油機(jī)轉(zhuǎn)速信號和負(fù)荷信號作為主控制信號，按預(yù)設(shè)的程序確定最佳的噴油壓力，并對噴油壓力進(jìn)行閉環(huán)控制。增壓器工作保護(hù) 裝有增壓裝置的柴油機(jī)，增壓壓力過高會造成中冷器和汽缸內(nèi)最高壓力升高；增壓壓力過低則會導(dǎo)致進(jìn)氣量不足使排氣溫度升高。因此ECU根據(jù)增壓壓力信號適當(dāng)調(diào)節(jié)噴油量，并在增壓壓力過高或過低時報警。柴油機(jī)低油壓保護(hù) 柴油機(jī)機(jī)油壓力過低時ECU根據(jù)機(jī)油壓力傳感器信號減少噴油量，降低轉(zhuǎn)速并報警；當(dāng)機(jī)油壓力降到一定值以下時，則切斷燃油供給，強(qiáng)制使發(fā)動機(jī)熄火。2022/7/19怠速控制怠速轉(zhuǎn)速的控制 怠速工況時，ECU以柴油機(jī)轉(zhuǎn)速信號和負(fù)荷信號作為主控制信號，按內(nèi)存程序確定怠速時的噴油量，并根據(jù)冷

7、卻液溫度信號、進(jìn)氣溫度信號、空調(diào)開關(guān)信號、轉(zhuǎn)速（反饋）信號等，對怠速噴油量進(jìn)行修正控制，使怠速轉(zhuǎn)速保持穩(wěn)定。各缸均勻性的控制 在共軌式第二代柴油機(jī)電控系統(tǒng)中，由ECU分別對各缸的噴油器進(jìn)行控制（順序噴射控制），ECU可以通過精確測定曲軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)各缸做功行程中曲軸轉(zhuǎn)速的變化確定各缸噴油量的偏差，然后進(jìn)行補(bǔ)償調(diào)節(jié)。 2022/7/19進(jìn)氣控制進(jìn)氣節(jié)流控制 ECU主要根據(jù)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速信號和負(fù)荷信號控制設(shè)在進(jìn)氣管中的節(jié)氣門開度，以滿足不同工況對進(jìn)氣流量的不同要求?？勺冞M(jìn)氣渦流控制 ECU以柴油機(jī)轉(zhuǎn)速信號和負(fù)荷信號作為主控制信號，按內(nèi)存的程序?qū)M(jìn)氣渦流強(qiáng)度進(jìn)行控制，以滿足不同工況對進(jìn)氣渦流強(qiáng)度的不同要求

8、?？勺兣錃庹龝r控制 ECU根據(jù)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速信號和負(fù)荷信號，按內(nèi)存程序?qū)ε錃庹龝r進(jìn)行控制，以滿足不同工況對配氣正時的不同要求。 2022/7/19增壓控制 柴油機(jī)的增壓控制主要是由ECU根據(jù)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速信號、負(fù)荷信號及增壓壓力信號等，通過控制廢氣旁通閥的開度或廢氣噴射器的噴射角度及增壓器渦輪廢氣進(jìn)口截面大小等措施，實現(xiàn)對廢氣渦增壓器工作狀態(tài)和增壓壓力的控制，以改善柴油機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性、提高加速性能、降低排放和實現(xiàn)低噪聲。2022/7/19排放控制 柴油機(jī)的排放控制主要是廢氣再循環(huán)（EGR）控制。ECU主要根據(jù)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速信號和負(fù)荷信號，按內(nèi)存程序控制EGR閥開度，以調(diào)節(jié)EGR率。起動控制 柴油機(jī)起動控制主

9、要包括噴油量控制、噴油正時控制和預(yù)熱裝置控制，其中噴油量控制和噴油正時控制與其他工況相同。柴油機(jī)冷起動時的預(yù)熱裝置一般都是電加熱裝置（如進(jìn)氣預(yù)熱塞等），ECU根據(jù)柴油機(jī)起動時的冷卻液溫度決定電加熱裝置是否通電以及通電持續(xù)時間，并在柴油機(jī)起動后或起動溫度較高時，自動切斷電加熱裝置電源。2022/7/19巡航控制 帶有巡航控制功能的柴油機(jī)電控系統(tǒng)，當(dāng)通過巡航控制開關(guān)選定巡航控制模式后，ECU即可根據(jù)車速信號等自動維持汽車以一定車速行駛。故障自診斷和失效保護(hù) 柴油機(jī)電控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，自診斷系統(tǒng)將點(diǎn)亮儀表盤上的“發(fā)動機(jī)故障指示燈”，提醒駕駛員注意，并儲存故障碼，檢修時可通過一定的操作程序調(diào)取故障碼等

10、信息；同時失效保護(hù)系統(tǒng)啟動相應(yīng)保護(hù)程序，使柴油能夠繼續(xù)保持運(yùn)轉(zhuǎn)或強(qiáng)制熄火。柴油機(jī)與自動變速器的綜合控制 在裝用電控自動變速器的柴油車上，將柴油機(jī)控制ECU和自動變速器控制ECU合為一體，實現(xiàn)柴油機(jī)與自動變速器的綜合控制，以改善汽車的變速性能。2022/7/197.1.4 柴油機(jī)電控系統(tǒng)的分類按控制方式分類位置控制式時間控制式時間與壓力控制式-電控共軌式噴射系統(tǒng) 2022/7/197.2 電控分配泵噴射系統(tǒng)7.2.1 日本電裝公司ECD-V1系統(tǒng)2022/7/19燃油噴射控制 2022/7/19噴油正時控制 2022/7/19進(jìn)氣節(jié)流控制 2022/7/19預(yù)熱塞控制 在發(fā)動機(jī)冷起動時，ECU根

11、據(jù)起動開關(guān)信號和進(jìn)氣溫度傳感器信號決定是否需要對進(jìn)氣預(yù)熱，并通過直接控制預(yù)熱塞通電或斷電來實現(xiàn)。故障自診斷 與電控汽油機(jī)一樣，當(dāng)自診斷系統(tǒng)檢測到故障時，點(diǎn)亮“故障指示燈”來提示駕駛員。失效保護(hù) 當(dāng)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速超過5600r/min，或者發(fā)動機(jī)調(diào)速失靈時，ECD-V1系統(tǒng)具有使發(fā)動機(jī)自動熄火的安全功能。2022/7/197.3 電控泵噴嘴噴射系統(tǒng)l-燃油箱2-燃油濾清器3-帶單向閥的燃油泵4-壓力限制器5-燃油冷卻器 6-泵噴油器 7-燃油溫度傳感器 8-ECU 9-加速踏板位置傳感器 10-車速傳感器 11-制動接觸器12-進(jìn)氣溫度傳感器 13-凸輪軸位置傳感器14-進(jìn)氣溫度傳感器 15-增壓

12、壓力傳感器16-進(jìn)氣管活門17-空氣質(zhì)量計 18-冷卻液溫度傳感器 19-曲軸位置傳感器典型泵噴嘴系統(tǒng)圖2022/7/19泵噴嘴結(jié)構(gòu) 1-噴油器2-汽缸蓋3-柱塞4-凸輪5-高速電磁閥2022/7/19泵噴嘴的工作原理(四個行程）吸油行程預(yù)備行程輸油行程和噴油過程殘余行程 1-驅(qū)動凸輪 2-泵柱塞 3-回位彈簧 4-高壓腔（分泵腔） 5-電磁閥針閥 6-電磁閥閥腔 7-進(jìn)油通道 8-回油通道 9-線圈 10-電磁閥閥座 11-噴油嘴針閥2022/7/197.4 電控共軌噴射系統(tǒng)7.4.1 日本電裝公司ECD-U2系統(tǒng)1-ECU 2-三通電磁閥 3-油箱 4-節(jié)流孔 5-控制室 6-控制活塞 7

13、-噴油器針閥偶件 8-噴油器9-共軌 10-高壓輸油泵 11-轉(zhuǎn)速傳感器 12-曲軸位置傳感器 13-加速踏板位置傳感器 14-供油壓力調(diào)節(jié)閥 15-燃油壓力傳感器2022/7/191-接頭2-供油壓力調(diào)節(jié)閥 3-柱塞套4-柱塞 5-柱塞彈簧6-挺柱體 7-多凸起凸輪8-溢流閥 9-出油閥高壓輸油泵 2022/7/19ECD-U2系統(tǒng)的共軌 2022/7/191-噴油器針閥 2-控制室 3-進(jìn)油通道4-電磁閥 5-回油閥口 6-回油通道 7-節(jié)流孔8-液壓活塞 噴油器結(jié)構(gòu) 2022/7/197.5 柴油機(jī)電控系統(tǒng)的使用和維護(hù)7.5.1 柴油機(jī)選擇應(yīng)注意的問題柴油品質(zhì)的選擇 環(huán)境溫度與柴油的選擇

14、 柴油添加劑的使用 2022/7/19品質(zhì)的選擇使用符合發(fā)動機(jī)要求的合格燃油。燃油加入前要經(jīng)過沉淀和濾清，保證燃油清潔。加油用具要清潔。嚴(yán)禁在柴油中摻入汽油。 環(huán)境溫度與柴油的選擇5號輕柴油適用于最低氣溫在8以上的地區(qū)使用。0號輕柴油適用于最低氣溫在4以上的地區(qū)使用。10號輕柴油適用于最低氣溫在-5以上的地區(qū)使用。20號輕柴油適用于最低氣溫在-14以上的地區(qū)使用。35號輕柴油適用于最低氣溫在-29以上的地區(qū)使用。50號輕柴油適用于最低氣溫在-44以上的地區(qū)使用。2022/7/19柴油添加劑的使用 一汽大眾公司建議使用該公司生產(chǎn)柴油轎車的用戶，定期使用其推薦的燃油添加劑，零件號：N052PVW0

15、0。其具體使用方法如下： （1）在油箱內(nèi)油量少于1OL時，先將一罐添加劑加入油箱，然后加滿柴油。 （2）隨車攜帶的添加劑(6罐，用6次)，在走合期內(nèi)連續(xù)使用。 （3）以后每1000km連續(xù)使用3罐。 （4）其他見添加劑包裝上的使用說明。2022/7/197.5.2 電子控制柴油機(jī)使用應(yīng)注意的問題發(fā)動機(jī)長時間高速運(yùn)轉(zhuǎn)后切勿立即停機(jī)，應(yīng)以怠速繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)約兩分鐘，待溫度降低后方可停機(jī)。油箱中無油，添加燃油后，需將供油系統(tǒng)內(nèi)的空氣排掉，方可起動發(fā)動機(jī)。一般電控柴油機(jī)均裝有預(yù)熱塞指示燈，該指示燈亮起提示預(yù)熱塞正在加熱。當(dāng)發(fā)動機(jī)處于冷態(tài)時，打開點(diǎn)火開關(guān)，該燈亮起，指示燈熄滅時即可起動發(fā)動機(jī)。若發(fā)動機(jī)處于暖態(tài)

16、時，則該燈不亮，可直接起動發(fā)動機(jī)。同時，該燈還具有報警功能，在行駛過程中，該指示燈閃亮，則表明當(dāng)前發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)發(fā)生故障，須盡快檢修。2022/7/197.5.3 電子控制柴油機(jī)維修應(yīng)注意的事項維修安全注意事項 對廢氣渦輪增壓系統(tǒng)維修時清潔規(guī)則 路試加注燃油注意事項 2022/7/19維修安全注意事項在斷開噴油和預(yù)熱系統(tǒng)導(dǎo)線和插接器之前，必須關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)。進(jìn)行缸壓檢查之前，必須拔掉噴油泵的插頭。在斷開或連接蓄電池電纜之前，必須關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，否則可能損壞柴油機(jī)ECU。對于帶防盜密碼的音響系統(tǒng)，在斷開或連接蓄電池電纜之前，應(yīng)先獲得音響系統(tǒng) 2022/7/19對廢氣渦輪增壓系統(tǒng)維修時清潔規(guī)則 松開零

17、部件前，清潔連接部位及其周圍。拆下零部件置于干凈處，注意不用有絨毛的抹布。打開的部件要蓋好。只能裝用干凈的部件，安裝前才能打開備件包裝，不能使用散放的零件。盡可能不使用壓縮空氣，盡可能不移動車輛。2022/7/19路試中請注意下列事項檢測儀必須固定在后排座位上，由另一人進(jìn)行操作。檢測時必須將檢測儀固定在后排座椅，并在該位置操作。如在前排乘客座椅上操作檢測儀，發(fā)生事故觸發(fā)安全氣囊時，極易嚴(yán)重致傷該位置的操作人員。加注燃油注意事項加注燃油時一定要注意，不可誤加汽油，否則會造成高壓泵損壞。2022/7/19本 章 小 結(jié) 柴油機(jī)電控系統(tǒng)的特點(diǎn)有：提高了發(fā)動機(jī)的動力性和經(jīng)濟(jì)性、提高了發(fā)動機(jī)的工作可靠性

18、、控制速度快、控制精度高、改善了低溫起動性、降低氮氧化物和煙度的排放、提高發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性、適應(yīng)性廣、電控系統(tǒng)的主要控制量是噴油量和噴油正時、電控系統(tǒng)的多樣化和有利于控制渦輪增壓。 雖然柴油機(jī)電控系統(tǒng)存在多樣化、執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn)，但基本組成與汽油機(jī)電控系統(tǒng)一樣，也是由信號輸入裝置、ECU和執(zhí)行器三部分組成的。 隨著柴油機(jī)電控技術(shù)的發(fā)展，柴油機(jī)電控系統(tǒng)已經(jīng)從最基本的燃油噴射控制擴(kuò)展到包括怠速控制、進(jìn)氣控制、增壓控制、排放控制、起動控制、巡航控制、故障自診斷、失效保護(hù)、發(fā)動機(jī)與變速器的綜合控制等在內(nèi)的全方位集中控制。 柴油機(jī)電控系統(tǒng)除了控制噴油量外，對噴油正時和噴油的壓力都有很高的要求。 柴油機(jī)電控技術(shù)發(fā)展的三個階段：位置控制、時間控制、時間與壓力控制（壓力控制）。 柴油機(jī)電控系統(tǒng)按產(chǎn)生高壓燃油的機(jī)構(gòu)分類有：電控直列泵噴射系統(tǒng)、電控分配泵噴射系統(tǒng)、電控泵噴嘴噴射系統(tǒng)、電控單體泵噴射系統(tǒng)、電控共軌式噴射系統(tǒng)。2022/7/19復(fù) 習(xí) 思 考 題1. 柴油機(jī)電控系統(tǒng)的特點(diǎn)有哪些？2. 柴油機(jī)電控系統(tǒng)的功能有哪些？3. 柴油機(jī)電控系統(tǒng)有哪幾部分組成？4. 加速踏板位置傳感器的分類與工作原理是什么？5. 反饋信號傳感器的功用是什么？它包括哪些傳感器？6. 光電式著火