微機(jī)控制式捷達(dá)SDI（1.9L）電控柴油噴射系統(tǒng)測(cè)控試驗(yàn)臺(tái)電路設(shè)計(jì)畢業(yè)論文.doc

微機(jī)控制式捷達(dá)SDI（1.9L）電控柴油噴射系統(tǒng)測(cè)控試驗(yàn)臺(tái)電路設(shè)計(jì)南京林業(yè)大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院交通運(yùn)輸（汽車運(yùn)用工程）第1頁共31頁前言21世紀(jì)是綠色柴油機(jī)的時(shí)代，傳統(tǒng)的燃油系統(tǒng)已經(jīng)不能適應(yīng)柴油機(jī)技術(shù)發(fā)展的需要，柴油機(jī)電控系統(tǒng)是必然之選。到目前為止，世界上已經(jīng)有許多發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)研究并產(chǎn)生了很多功能各異的柴油機(jī)電控系統(tǒng)。柴油機(jī)電子控制的內(nèi)容已經(jīng)由當(dāng)初的燃油噴射系統(tǒng)單一控制，逐步發(fā)展到了柴油機(jī)各個(gè)系統(tǒng)控制，如可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、可變進(jìn)氣渦輪控制系統(tǒng)等。21世紀(jì)柴油機(jī)電子控制技術(shù)將進(jìn)入發(fā)展的鼎盛時(shí)期。目前我國(guó)生產(chǎn)的捷達(dá)、寶來、和奧迪A6轎車等已經(jīng)采用了柴油機(jī)電控技術(shù)，其中很多技術(shù)處于世界先進(jìn)水平，如共軌高壓噴射技術(shù)、泵噴嘴技術(shù)等。正因?yàn)殡娍夭裼蛧娚浼夹g(shù)有了如此大的發(fā)展，我們才更應(yīng)該再認(rèn)真的學(xué)習(xí)一下電控柴油噴射系統(tǒng)的一些知識(shí)，本論文就是以捷達(dá)汽車為例，設(shè)計(jì)了捷達(dá)汽車的電控柴油噴射系統(tǒng)測(cè)控試驗(yàn)臺(tái)，這種設(shè)備采用微機(jī)控制，分為試驗(yàn)臺(tái)主體部分，控制柜和顯示板三部分，通過對(duì)信號(hào)的采集、控制和顯示，可以使我們更好的了解電控柴油噴射系統(tǒng)的性能。這種試驗(yàn)臺(tái)的最主要優(yōu)點(diǎn)是微機(jī)控制，這不僅可以使我們進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，而且還節(jié)省了成本，并減小了電控噴射系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)的體積，觀察檢測(cè)方便，實(shí)用性強(qiáng)，優(yōu)化教學(xué)，操作方便，可靠性高。當(dāng)然，由于時(shí)間倉(cāng)促，不可避免的還有許多缺點(diǎn)和不足，也請(qǐng)各位老師給與批評(píng)和指正！微機(jī)控制式捷達(dá)SDI（1.9L）電控柴油噴射系統(tǒng)測(cè)控試驗(yàn)臺(tái)電路設(shè)計(jì)南京林業(yè)大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院交通運(yùn)輸（汽車運(yùn)用工程）第2頁共31頁第一章電控柴油噴射系統(tǒng)概述與現(xiàn)代汽車汽油機(jī)電控技術(shù)的發(fā)展背景一樣，即面對(duì)無法回避的局部和全球性的環(huán)境和能源問題，現(xiàn)代汽車柴油機(jī)不得不采用和發(fā)展電子控制系統(tǒng)，以便保持汽車柴油機(jī)的可持續(xù)發(fā)展，更充分發(fā)揮柴油機(jī)固有的優(yōu)點(diǎn)(低油耗和低CO2排放)。在保持柴油機(jī)卓越的燃油經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)，要想滿足越來越嚴(yán)格的排放法規(guī)，除了降低潤(rùn)滑油消耗、優(yōu)化渦輪增壓技術(shù)和使用先進(jìn)的廢氣后處理系統(tǒng)外，最主要還需進(jìn)一步改善柴油機(jī)的燃燒過程。而噴油系統(tǒng)性能是影響柴油機(jī)燃燒過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，利用微機(jī)電控技術(shù)改進(jìn)燃燒過程應(yīng)用了很多新技術(shù)，有的新技術(shù)雖然與電控技術(shù)沒有直接的關(guān)聯(lián)，但由于改善了整機(jī)性能，仍然與電控技術(shù)有間接的聯(lián)系。1.1概述1.1.1國(guó)外電控柴油噴射系統(tǒng)發(fā)展的動(dòng)態(tài)和趨勢(shì)電控柴油噴射系統(tǒng)有二大類，一類是位置控制，一類是時(shí)間控制。從發(fā)展的順序上講，首先發(fā)展的是位置控制系統(tǒng)。因此.日本人稱它為第一代電控系統(tǒng)，而把時(shí)間控制系統(tǒng)稱為第二代。位置控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是不僅保留了傳統(tǒng)的泵一管一嘴系統(tǒng)，而且還保留了原噴油泵中的齒條、滑套、柱塞上控制斜槽等控制油量的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，只是對(duì)齒條或滑套的運(yùn)動(dòng)位置予以電子控制。（一）卡特彼勒HEUT公共軌道系統(tǒng)HEUT(Hydraulicallyactuated，Electronicallycon-trolledUnitnjection系統(tǒng)山5部分組成：液壓制動(dòng)整體式噴油器；柴油泵；軌道壓力控制閥；電子控制組件(ECM)；機(jī)油泵。該系統(tǒng)的主要特性為時(shí)基噴油和噴油壓力控制。這種電子與液壓技術(shù)的結(jié)合使得燃油系統(tǒng)的工作不受發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的制約，并可在各種發(fā)動(dòng)機(jī)工況下保持較高而且穩(wěn)定的噴油壓力.HEUI系統(tǒng)的噴油壓力.日前可達(dá)150MPa。該系統(tǒng)還具有噴油比率成形功能。即可對(duì)初始供油期、著火延遲期及主噴油期的供油量進(jìn)行優(yōu)化控制。改善放熱率并有助于實(shí)現(xiàn)低排放和低噪聲。（二）日本電裝公司ECD-U2蓄壓共軌系統(tǒng)控制噴射壓力的方法有兩種，一種是對(duì)噴射壓力直接控制；另一種是結(jié)合控制噴油速率的間接控制。在共軌式電控噴射系統(tǒng)中，通過調(diào)節(jié)共軌中的高壓控制油的壓力可以對(duì)噴微機(jī)控制式捷達(dá)SDI（1.9L）電控柴油噴射系統(tǒng)測(cè)控試驗(yàn)臺(tái)電路設(shè)計(jì)南京林業(yè)大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院交通運(yùn)輸（汽車運(yùn)用工程）第3頁共31頁射壓力實(shí)現(xiàn)直接控制。在日木電裝公司研制的高壓共軌式電控噴射系統(tǒng)ECD-U2中，共軌壓力可以通過反饋控制保持在預(yù)定值，而共軌壓力預(yù)定值可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作負(fù)荷和轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)。共軌中的燃油直接進(jìn)入噴油嘴，這樣調(diào)節(jié)共軌壓力可直接控制燃油的噴射壓力。所以該共軌式電控噴射系統(tǒng)對(duì)噴射壓力的控制具有較大的靈活性，可以依照不同的工況要求噴射壓力的柔性控制。（三）電控蓄壓式噴油系統(tǒng)電控蓄壓式噴油系統(tǒng)，由供油系統(tǒng)、電控噴油器、電子控制器ECD和傳感器等部分組成。供油系統(tǒng)是該裝置的供油壓力源。電控壓力調(diào)節(jié)器采用閉環(huán)控制，以保證供油壓力的精度。油泵向系統(tǒng)連續(xù)供油，而控制器根據(jù)柴油機(jī)工況的要求，向電控壓力調(diào)節(jié)器發(fā)出指令要求不同的供油壓力。電子調(diào)節(jié)器則控制旁通油量，并根據(jù)壓力傳感器的反饋信號(hào)來調(diào)節(jié)供油壓力，以滿足要求。因此電控壓力調(diào)節(jié)器控制和決定了噴油器每循環(huán)的噴油量，這樣就電控了噴油器供油油壓和油量。日木三菱公司日前正積極開發(fā)研制蓄壓器式泵噴嘴燃油噴射系統(tǒng)。該蓄壓式噴油系統(tǒng)為全液壓無機(jī)械凸輪執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，從而使噴油特性完全不受發(fā)動(dòng)機(jī)工作轉(zhuǎn)速的影響，并可以在整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)工作轉(zhuǎn)速和負(fù)荷范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)噴油和燃燒特性的優(yōu)化匹配。其最高噴射壓力可達(dá)100MPa。1.1.2國(guó)內(nèi)柴油噴射電控系統(tǒng)的發(fā)展中國(guó)的傳統(tǒng)柴油柴油噴射在電控技術(shù)上與國(guó)外差距較大，在電控技術(shù)方面幾乎處于空白狀態(tài)在一個(gè)很長(zhǎng)的時(shí)期，中國(guó)的車用柴油機(jī)行業(yè)很難接近世界一流的電噴技術(shù)，某些國(guó)外公司在這方面曾設(shè)定了很高的門坎。國(guó)內(nèi)車用柴油機(jī)行業(yè)已有這樣的共識(shí)，國(guó)I時(shí)增壓技術(shù)時(shí)代，國(guó)II是中冷技術(shù)時(shí)代，國(guó)III則是電噴技術(shù)時(shí)代國(guó)III排放法規(guī)實(shí)施時(shí)期的臨近正促使國(guó)內(nèi)車用柴油機(jī)行業(yè)加速產(chǎn)品電控化的開發(fā)進(jìn)程，各主要企業(yè)都已推出或?qū)⒁瞥雠鋫潆妵娂夹g(shù)的柴油機(jī)產(chǎn)品，因?yàn)閷?duì)電噴技術(shù)的選擇則取決與柴油機(jī)產(chǎn)品本身有關(guān)的一些因素。我國(guó)對(duì)現(xiàn)代柴油柴油噴射電控技術(shù)的研究和開發(fā)尚處于起步階段，目前還主要集中在對(duì)柴油機(jī)電控噴射系統(tǒng)的研究與開發(fā)上。但隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)環(huán)保的要求越來越高，柴油柴油噴射電控系統(tǒng)的研究和相應(yīng)產(chǎn)品的開發(fā)必將成為我國(guó)汽車柴油機(jī)技術(shù)領(lǐng)域中的一個(gè)熱點(diǎn)，這將大大促進(jìn)我國(guó)汽車柴油機(jī)產(chǎn)品的更新?lián)Q代，為在未來不長(zhǎng)的時(shí)期里參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。微機(jī)控制式捷達(dá)SDI（1.9L）電控柴油噴射系統(tǒng)測(cè)控試驗(yàn)臺(tái)電路設(shè)計(jì)南京林業(yè)大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院交通運(yùn)輸（汽車運(yùn)用工程）第4頁共31頁柴油機(jī)電控技術(shù)的發(fā)展始于70年代，目前發(fā)達(dá)國(guó)家已從實(shí)驗(yàn)開發(fā)階段進(jìn)入產(chǎn)品推廣階段，美、英、日、德等國(guó)均已有較成熟的柴油機(jī)電控產(chǎn)品投入市場(chǎng)。電子技術(shù)的發(fā)展，已使柴油機(jī)從傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品發(fā)展為機(jī)電一體化技術(shù)密集型產(chǎn)品，隨著我國(guó)柴油機(jī)經(jīng)濟(jì)性和排放指標(biāo)的日益嚴(yán)格要求，電控技術(shù)也將在我國(guó)柴油機(jī)產(chǎn)品中有選擇地得到應(yīng)用，其中最主要、最基本的發(fā)展方向是對(duì)柴油機(jī)的噴油系統(tǒng)進(jìn)行電子控制。a)轉(zhuǎn)速控制采用電子調(diào)速器代替機(jī)械式調(diào)速器，只要通過更換軟件即可輕易變動(dòng)其調(diào)速特性，也能輕易地在全程式和二極式之間轉(zhuǎn)換。由于電子調(diào)速器中沒有飛球等零件，因而對(duì)機(jī)械振動(dòng)的敏感性比機(jī)械式調(diào)速器小得多。b)各轉(zhuǎn)速下最大噴油量的控制電子控制裝置可以通過各種傳感器把柴油機(jī)的進(jìn)氣壓力和溫度、冷卻水壓力和溫度、潤(rùn)滑油壓力和溫度、渦輪增壓器的出口壓力和流量等運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，輸入電控裝置后，就可以根據(jù)柴油機(jī)的運(yùn)行工況，控制各轉(zhuǎn)速下的最大供油量。c)噴油定時(shí)的電子控制傳統(tǒng)的噴油提前角自動(dòng)調(diào)節(jié)器都是機(jī)械離心式的，通過飛塊旋轉(zhuǎn)時(shí)離心力與彈簧力之間的平衡，使噴油提前角隨轉(zhuǎn)速而改變。這種噴油定時(shí)控制函數(shù)只有轉(zhuǎn)速一個(gè)自變量，這樣一種控制函數(shù)很難跟柴油機(jī)噴油提前角與轉(zhuǎn)速之間最優(yōu)化函數(shù)關(guān)系相一致，而且，一個(gè)轉(zhuǎn)速下的最佳噴油提前角還與柴油機(jī)的負(fù)荷有關(guān)。采用電子控制的噴油定時(shí)裝置，可以使這兩個(gè)間題同時(shí)得到解決。1.2柴油機(jī)電控噴油系統(tǒng)的組成和分類1.2.1柴油機(jī)電控噴油系統(tǒng)的組成柴油機(jī)電控系統(tǒng)由傳感器、執(zhí)行器和發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元（ECU）組成。傳感器檢測(cè)出發(fā)動(dòng)機(jī)或噴油泵本身的運(yùn)行狀態(tài)；發(fā)動(dòng)機(jī)電控