單體泵發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)及部件功能概述

電控單體泵發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)（FEUP）研發(fā)部電氣電控室2015.82主要內(nèi)容一、電控單體泵系統(tǒng)的概述二、電控單體泵系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理三、電控單體泵系統(tǒng)的故障維修3一、電控單體泵系統(tǒng)的概述4隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，環(huán)境問題也越來越嚴(yán)重，國家法規(guī)對于汽車尾氣的排放要求也越來越嚴(yán)格。由于發(fā)動機(jī)電子控制技術(shù)能有效降低排放和噪音，和在改善發(fā)動機(jī)動力性、經(jīng)濟(jì)性方面的優(yōu)勢，電控技術(shù)已經(jīng)越來越多的應(yīng)用到發(fā)動機(jī)上。

目前，國內(nèi)常用的柴油機(jī)電控系統(tǒng)主要有高壓共軌系統(tǒng)和電控單體泵系統(tǒng)。我公司系統(tǒng)匹配如下：BOSCH高壓共軌系統(tǒng)：錫柴6DF、6DL、6DM，濰柴等FEUP電控單體泵系統(tǒng)：DEUTZBF6M等5單體泵系統(tǒng)框圖6電控單體泵電控單體泵供油系統(tǒng)，顧名思義，它的供油系統(tǒng)的核心部件噴油泵是單體的，單個的。與傳統(tǒng)的機(jī)械式噴油泵相比，在結(jié)構(gòu)形式上主要有兩點(diǎn)不同：

一是每個油泵都是獨(dú)立的，分別安裝在發(fā)動機(jī)氣缸體上，對應(yīng)每一氣缸在氣缸體上有安裝單體泵的孔，六缸柴油機(jī)就有六個單體泵，（四缸柴油機(jī)就有四個單體泵），這六個單體泵是由整個發(fā)動機(jī)的凸輪軸來驅(qū)動，也就是說單體泵一般作為整體部件裝在柴油機(jī)的氣缸體上，由配氣凸輪軸上的噴射凸輪驅(qū)動。而傳統(tǒng)的六缸柴油機(jī)的機(jī)械式噴油泵是布置在整機(jī)缸體的外側(cè)，通過外部托架固定在發(fā)動機(jī)缸體上，在噴油泵泵體內(nèi)，有一根凸輪軸，專門驅(qū)動六套柱塞，通常稱作一臺噴油泵。7第二點(diǎn)不同是電控單體泵的上部有電磁閥，電磁閥能夠按照特性圖譜的數(shù)據(jù)精確地控制噴射正時及噴油時間。最早一汽集團(tuán)公司（FAW）將德爾福的電控單體泵（EUP）集成（Integration）為FEUPI，即直列式電控合成單體泵，這種燃油噴射系統(tǒng)，使一汽集團(tuán)生產(chǎn)的柴油機(jī)達(dá)到歐III排放，順利實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的升級換代。后來用國產(chǎn)的電控單體泵代替了進(jìn)口德爾福的，為了加以區(qū)分，縮寫為FEUP。EUPFEUPE-electricalU-unitP-pumpFEUP的由來8目前采用合成式單體泵的發(fā)動機(jī)較少，F(xiàn)EUP也僅代表了所采用的電控系統(tǒng)。9二、電控單體泵系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理10◆單體泵系統(tǒng)電控框圖11◆燃油回路圖12電控單體泵系統(tǒng)組成：控制單元（ECU）執(zhí)行裝置（電控單體泵）傳感器ECU通過各種傳感器和開關(guān)，采集到發(fā)動機(jī)當(dāng)前的工作狀態(tài)信息，進(jìn)行分析計(jì)算并按此狀態(tài)下事先標(biāo)定好的最佳工作參數(shù)表，控制發(fā)動機(jī)的噴油量、噴油時刻及噴油壓力，從而調(diào)整發(fā)動機(jī)的工作狀態(tài)，達(dá)到省油、高效、低排放的目的。131、傳感器曲軸轉(zhuǎn)速傳感器凸輪軸轉(zhuǎn)速傳感器進(jìn)氣壓力溫度傳感器水溫傳感器機(jī)油壓力傳感器電子油門踏板（位置傳感器）電控單體泵系統(tǒng)的傳感器主要由以下幾種：14◆曲軸轉(zhuǎn)速傳感器注意：安裝間隙：（1.0±0.5）mm在轉(zhuǎn)速傳感器附近，不能放置磁電設(shè)備或大電流電線區(qū)別于BOSCH系統(tǒng)，F(xiàn)EUP系統(tǒng)的曲軸轉(zhuǎn)速傳感器信號是霍爾式的。15◆曲軸轉(zhuǎn)速傳感器作用：該傳感器可以確定活塞上止點(diǎn)位置，同時測量曲軸的轉(zhuǎn)速。信號產(chǎn)生：飛輪外端面360范圍內(nèi)按6度間隔打58個孔，剩下2孔未打形成間隙，作為判斷活塞上止點(diǎn)的依據(jù)。傳感器中的磁通量隨著通過的孔與間隙而變化，產(chǎn)生正弦交流電壓，其波幅隨著發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速而變化。設(shè)定間隙到傳感器位置的角度，可確定一缸上止點(diǎn)。結(jié)合凸輪軸傳感器正時凸輪，確定一缸發(fā)火上止點(diǎn)。16◆凸輪軸轉(zhuǎn)速傳感器17◆凸輪軸轉(zhuǎn)速傳感器

原理：霍爾效應(yīng)，凸輪軸上安裝著一個用鐵磁性材料制成的輪，有6+1個齒，它隨著凸輪軸旋轉(zhuǎn)。當(dāng)這個齒經(jīng)過凸輪軸傳感器的半導(dǎo)體膜片的時候，它的磁場就會使半導(dǎo)體膜片中的電子以垂直于流過膜片的電流的方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)，既而產(chǎn)生一個短促的電壓信號（霍爾電壓）。作用：用于判斷發(fā)動機(jī)第1缸壓縮上止點(diǎn)的到來時刻，作為噴油的基準(zhǔn)信號；另在曲軸轉(zhuǎn)速傳感器故障時可以維持發(fā)動機(jī)跛行功能。18◆判缸過程ECU根據(jù)電控柴油機(jī)曲軸信號盤與凸輪軸信號盤的相位關(guān)系判斷柴油機(jī)運(yùn)行的角度相位（也稱判缸），并計(jì)算柴油機(jī)轉(zhuǎn)速，僅在判缸成功后才能開始噴油。19◆起動模式

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(jié)合曲軸缺齒判斷與凸輪軸多齒判斷進(jìn)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(dāng)前柴油機(jī)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(dāng)ECU檢測到一個缺齒時，猜測柴油機(jī)此時處于第一缸上止點(diǎn)前，按照此假定的角度相位，以1-5-3-6-2-4的噴油時序持續(xù)一定次數(shù)的噴射，當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速升高的著火跡象，則重新假定一相位噴油以判缸。20◆進(jìn)氣溫度及壓力傳感器

功能：檢測進(jìn)氣的溫度與壓力，檢測進(jìn)氣的壓力就是檢測進(jìn)氣量的多少，避免碳煙的生成，在較低的進(jìn)氣量時限制噴油量。21◆進(jìn)氣壓力測量范圍：50-400KPa（絕壓）Uout=（0.8*P-5)*Us/350供電電壓：5.0±0.25V響應(yīng)時間：<1ms鉗位電壓：0.3±0.05V（低）

4.8±0.05（高）◆進(jìn)氣溫度測量范圍：40/130°C電阻（Ω）22◆水溫傳感器特性：高靈敏度NTC工作電壓：5±0.15V（ECU提供）額定電阻：在20°C2.5kΩ±6%在100°C0.186kΩ±2%電阻（Ω）溫度（°C）23◆機(jī)油壓力傳感器特性：供電電壓：5.0±0.1V測量范圍：0~128Psig(0~885.2KPa)綜合精度_：±2%F.SVout=（0.625*Psig+10）*Us/10024◆電子油門踏板駕駛員的加速信號由加速踏板傳感器探測記錄并傳輸給ECU，在傳感器中電位計(jì)上形成的電壓是加速踏板設(shè)定值的函數(shù)，通過特征曲線可計(jì)算出該電壓下的踏板位置。根據(jù)踏板位置及系統(tǒng)設(shè)定的駕駛特性MAP圖即可計(jì)算出所需扭矩，再由扭矩-油量轉(zhuǎn)換MAP圖來計(jì)算噴油量。252、控制單元（ECU）控制單元（ECU）是控制系統(tǒng)的核心，由硬件電路和控制軟件組成，負(fù)責(zé)信息的采集、處理、計(jì)算和執(zhí)行。通過傳感器、開關(guān)等采集的信息不斷的檢查發(fā)動機(jī)等的狀態(tài)，計(jì)算符合條件的燃油噴射量及相關(guān)控制等，執(zhí)行噴油與控制執(zhí)行器的動作等，使發(fā)動機(jī)工作在最佳狀態(tài)；具有診斷功能，及時的發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障并報(bào)警。26控制單元（ECU）可以實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)控制和整車控制的功能。發(fā)動機(jī)控制功能：發(fā)動機(jī)的啟動，停機(jī)發(fā)動機(jī)的怠速控制，冷機(jī)時提高怠速發(fā)動機(jī)扭矩和轉(zhuǎn)速的控制發(fā)動機(jī)的保護(hù)，比如根據(jù)水溫限制發(fā)動機(jī)的功率等整車控制功能：PTO功能；最大車速限制功能；排氣制動功能；CAN通訊功能；自動巡航；手油門等。27ECU針腳圖283、電控單體泵電控單體泵的主要功能是，在發(fā)動機(jī)各種工況下，按照整機(jī)要求定時、定量供給高壓燃油，使各缸能夠正常工作，發(fā)出要求的功率、扭矩，同時滿足排放標(biāo)準(zhǔn)。它對發(fā)動機(jī)的性能，工作可靠性和耐久性起到至關(guān)重要的作用，是燃油供給系統(tǒng)的核心部件。29電控單體泵的結(jié)構(gòu)30單體泵工作原理電控單體泵安裝在發(fā)動機(jī)缸體上，由發(fā)動機(jī)的配氣凸輪軸上的噴射凸輪通過挺柱總成驅(qū)動柱塞，挺柱壓縮柱塞彈簧.凸輪上行過程，壓縮柱塞彈簧，凸輪下行過程，柱塞彈簧釋放，凸輪連續(xù)旋轉(zhuǎn),使柱塞做往復(fù)直線運(yùn)動。電控單體泵噴射系統(tǒng)的工作過程如下：高速電磁閥設(shè)在單體泵的儲油端，電磁閥斷電時，回油道打開，單體泵內(nèi)的柱塞即使已開始泵油，也不能建立高壓，只有當(dāng)電磁閥通電，回油油道關(guān)閉，油壓才迅速升高；高壓燃油經(jīng)過一段很短的高壓油管進(jìn)入噴油器使其噴油。電磁閥斷電時，回油油道打開，迅速溢流卸壓，噴油停止。電磁閥通電的持續(xù)時間決定了循環(huán)供油量。31噴油斷油32機(jī)械式噴油泵EUP電控單體泵與機(jī)械式噴油泵相比，電控單體泵的主要改進(jìn)：1、增加電磁閥控制的溢流閥部件2、柱塞取消斜槽等油量調(diào)整結(jié)構(gòu)33噴油器噴油器結(jié)構(gòu)噴油器的主要功能是將單體泵提供的高壓燃油以一定的空間分布，霧狀噴入發(fā)動機(jī)燃燒室，以便燃油與空氣形成有利于燃燒的可燃混合氣。它是燃油供給系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。噴油器結(jié)構(gòu)如圖所示，在結(jié)構(gòu)上無回油管，可以避免回油管斷裂、不密封的弊端。工作過程：燃油經(jīng)電控單體泵加壓后，由高壓油管輸送到噴油器進(jìn)油端，經(jīng)噴油器濾芯孔、進(jìn)油道到達(dá)噴油嘴偶件，當(dāng)壓力室內(nèi)達(dá)到220bar時，高壓燃油使軸針抬起，燃油經(jīng)噴孔噴出。34泵體（CAM-BOX)油溫傳感器電控單體泵低壓輸油泵凸輪軸傳感器壓力潤滑機(jī)油進(jìn)油口高壓油泵進(jìn)油口

溢流閥

（OverFlowValve）機(jī)油回油口輸油泵進(jìn)油口輸油泵出油口合成式單體泵35FEUP36三、電控單體泵系統(tǒng)的故障維修37檢測工具38發(fā)動機(jī)故障的檢測將點(diǎn)火開關(guān)由“OFF”檔旋轉(zhuǎn)到“ON”檔的位置，不要起動發(fā)動機(jī)。這時儀表盤上的各種指示燈（包括發(fā)動機(jī)故障指示燈）應(yīng)閃爍一次，進(jìn)行自檢，一定時間后熄滅。如果發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)無故障，發(fā)動機(jī)故障燈應(yīng)保持熄滅狀態(tài)；如果發(fā)動機(jī)故障指