柴油機(jī)電控系統(tǒng)控制方法(1)

1、o 第一章發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制技術(shù)概論第一章發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制技術(shù)概論 o 第二章第二章 內(nèi)燃機(jī)控制基礎(chǔ)內(nèi)燃機(jī)控制基礎(chǔ) o 第三章內(nèi)燃機(jī)電控系統(tǒng)的傳感器第三章內(nèi)燃機(jī)電控系統(tǒng)的傳感器 o 第四章第四章 內(nèi)燃機(jī)電控系統(tǒng)的電控單元內(nèi)燃機(jī)電控系統(tǒng)的電控單元 o 第五章汽油機(jī)電控系統(tǒng)和執(zhí)行器第五章汽油機(jī)電控系統(tǒng)和執(zhí)行器 o 第六章柴油機(jī)電控噴油系統(tǒng)和執(zhí)行器第六章柴油機(jī)電控噴油系統(tǒng)和執(zhí)行器 o 第七章汽油機(jī)電控系統(tǒng)的控制方法與策略第七章汽油機(jī)電控系統(tǒng)的控制方法與策略 o 第八章柴油機(jī)電控噴油系統(tǒng)的控制方法與策略第八章柴油機(jī)電控噴油系統(tǒng)的控制方法與策略 o 第九章內(nèi)燃機(jī)電控系統(tǒng)的故障自診斷系統(tǒng)第九章內(nèi)燃機(jī)電控系統(tǒng)的故

2、障自診斷系統(tǒng) o 第十章車用內(nèi)燃機(jī)集中控制系統(tǒng)實(shí)例第十章車用內(nèi)燃機(jī)集中控制系統(tǒng)實(shí)例 發(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)課程內(nèi)容發(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)課程內(nèi)容 u 柴油機(jī)電子控制系統(tǒng)柴油機(jī)電子控制系統(tǒng)內(nèi)容內(nèi)容 1.1.燃油噴射控制燃油噴射控制 （1 1）噴油量控制）噴油量控制 （2 2）噴油正時(shí)控制）噴油正時(shí)控制 （3 3）噴油速率的控制）噴油速率的控制 （4 4）噴油壓力的控制）噴油壓力的控制 3.3.增壓控制增壓控制 4.4.排放控制排放控制 5.5.故障自診斷和失效保護(hù)故障自診斷和失效保護(hù) 2.進(jìn)氣控制進(jìn)氣控制 （1）進(jìn)氣節(jié)流控制）進(jìn)氣節(jié)流控制 （2）可變進(jìn)氣渦流控制）可變進(jìn)氣渦流控制 （3）可變配氣正時(shí)控制）可變配

3、氣正時(shí)控制 第八章柴油機(jī)電控噴油系統(tǒng)的控制方法與策略第八章柴油機(jī)電控噴油系統(tǒng)的控制方法與策略 燃油噴射控制原理燃油噴射控制原理 第八章柴油機(jī)電控噴油系統(tǒng)的控制方法與策略第八章柴油機(jī)電控噴油系統(tǒng)的控制方法與策略 執(zhí)行器執(zhí)行器 第二代共軌第二代共軌 系統(tǒng)系統(tǒng) 第八章柴油機(jī)電控噴油系統(tǒng)的控制方法與策略第八章柴油機(jī)電控噴油系統(tǒng)的控制方法與策略 噴油噴油 壓力壓力 控制控制 噴油量控制噴油量控制 噴油正時(shí)控制噴油正時(shí)控制 噴油速率的控制噴油速率的控制 日本的電裝公司日本的電裝公司 高壓共軌系統(tǒng)高壓共軌系統(tǒng) Tq 噴油時(shí)間噴油時(shí)間 油軌壓力油軌壓力 噴油量噴油量 qV=f(Tq,pc) pc 第一節(jié)第一節(jié)

4、 噴油量控制噴油量控制 噴油量不僅取決于噴油脈寬噴油量不僅取決于噴油脈寬Tq，而且，而且 還與共軌中的燃油壓力還與共軌中的燃油壓力pc有關(guān)，因此，有關(guān)，因此， 它是一種壓力它是一種壓力-時(shí)間油量控制系統(tǒng)時(shí)間油量控制系統(tǒng) 基本噴油量，怠速噴油量，起動(dòng)噴油量，基本噴油量，怠速噴油量，起動(dòng)噴油量， 不均勻油量補(bǔ)償，巡航噴油量控制不均勻油量補(bǔ)償，巡航噴油量控制 1.基本噴油量控制基本噴油量控制 0 2() T vTc Fppq噴油量q MAP圖圖 pc p0 第一級(jí)是第一級(jí)是“計(jì)算噴油量計(jì)算噴油量”，在由各傳感器提供的信息基礎(chǔ)上，在由各傳感器提供的信息基礎(chǔ)上， 確定每次噴射的確定每次噴射的基本噴油量基

5、本噴油量qVfi,第二級(jí)確定驅(qū)動(dòng)第二級(jí)確定驅(qū)動(dòng)電磁閥的脈寬電磁閥的脈寬 1.基本噴油量控制基本噴油量控制 噴油泵噴油泵 允許的允許的 最大量最大量 qV=f(Tq,pc) MAP圖圖 MAP圖圖 MAP圖圖 日本的電裝公司日本的電裝公司 高壓共軌系統(tǒng)高壓共軌系統(tǒng) 1.基本噴油量控制基本噴油量控制 2.怠速噴油量控制 第一節(jié)第一節(jié) 噴油量控制噴油量控制 柴油機(jī)怠速噴油量控制的目的就是柴油機(jī)怠速噴油量控制的目的就是 在保證怠速穩(wěn)定的前提下，盡可能在保證怠速穩(wěn)定的前提下，盡可能 降低燃油消耗率和有害排放物降低燃油消耗率和有害排放物 o 3.起動(dòng)噴油量控制起動(dòng)噴油量控制 第一節(jié)第一節(jié) 噴油量控制噴油量

6、控制 汽車加速踏板和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速汽車加速踏板和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 決定決定基本噴油量基本噴油量，采用冷卻，采用冷卻 水溫度計(jì)算水溫度計(jì)算補(bǔ)償噴油量補(bǔ)償噴油量 第一級(jí)第一級(jí):確定目標(biāo)噴油時(shí)刻確定目標(biāo)噴油時(shí)刻fi 第二步第二步:確定電磁確定電磁閥通電時(shí)刻閥通電時(shí)刻Tc。 目標(biāo)噴油時(shí)刻目標(biāo)噴油時(shí)刻fifi=基本噴油時(shí)刻基本噴油時(shí)刻b b+修正噴油時(shí)刻修正噴油時(shí)刻 第二節(jié)第二節(jié) 噴油時(shí)刻（噴油提前角）控制噴油時(shí)刻（噴油提前角）控制 根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的變化，調(diào)節(jié)高壓油泵的輸出油量，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的變化，調(diào)節(jié)高壓油泵的輸出油量， 實(shí)現(xiàn)對(duì)噴油壓力控制實(shí)現(xiàn)對(duì)噴油壓力控制 第三節(jié)第三節(jié) 噴油壓力控制噴油壓力控制

7、 PVC供油供油 量控制閥量控制閥 第三節(jié)第三節(jié) 噴油壓力控制噴油壓力控制 柱塞上行時(shí)，控制閥未通柱塞上行時(shí)，控制閥未通 電，仍處于開(kāi)啟狀態(tài)，吸電，仍處于開(kāi)啟狀態(tài)，吸 進(jìn)的燃油又經(jīng)控制閥流回進(jìn)的燃油又經(jīng)控制閥流回 油箱油箱 供油柱塞下行，供油柱塞下行，PVC 控制閥開(kāi)啟，低壓燃控制閥開(kāi)啟，低壓燃 油經(jīng)控制閥流入柱塞油經(jīng)控制閥流入柱塞 腔。腔。 柱塞內(nèi)燃油被壓柱塞內(nèi)燃油被壓 縮而升壓，經(jīng)出縮而升壓，經(jīng)出 油閥進(jìn)入高壓共油閥進(jìn)入高壓共 軌軌 控制閥通控制閥通 電關(guān)閉電關(guān)閉 供油行程供油行程 油箱油箱 油軌油軌 未通電未通電 o 兩級(jí)控制：兩級(jí)控制： o 第一級(jí)第一級(jí)：確定目標(biāo)噴油壓力：確定目標(biāo)噴油

8、壓力 目標(biāo)噴油壓力目標(biāo)噴油壓力=基本噴油壓力基本噴油壓力+修正噴油壓力。修正噴油壓力。 o 第二級(jí)第二級(jí)：為實(shí)現(xiàn)目標(biāo)噴油壓力，確定接通噴油泵壓力控制：為實(shí)現(xiàn)目標(biāo)噴油壓力，確定接通噴油泵壓力控制 閥閥PCV的通電時(shí)間的通電時(shí)間 第三節(jié)第三節(jié) 噴油壓力控制噴油壓力控制 基本噴油壓力基本噴油壓力：由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 ne 和和 負(fù)荷負(fù)荷Qfi 來(lái)確定。來(lái)確定。 修正噴油壓力修正噴油壓力：根據(jù)進(jìn)氣壓力、進(jìn)氣：根據(jù)進(jìn)氣壓力、進(jìn)氣 溫度和冷卻水溫度等進(jìn)行修正溫度和冷卻水溫度等進(jìn)行修正 目標(biāo)目標(biāo) 噴油噴油 壓力壓力 目標(biāo)噴油壓力目標(biāo)噴油壓力 =基本噴油壓力基本噴油壓力+修正噴油壓力修正噴油壓力 基本

9、基本 噴油噴油 壓力壓力 修正噴油壓力修正噴油壓力 目標(biāo)噴油壓力目標(biāo)噴油壓力 Pc o 噴油規(guī)律：噴油規(guī)律：噴油率曲線的形狀噴油率曲線的形狀 最佳的噴油規(guī)律：前期緩慢，中期急速，后期快斷最佳的噴油規(guī)律：前期緩慢，中期急速，后期快斷 前期緩慢，減少柴油機(jī)的燃燒噪聲和前期緩慢，減少柴油機(jī)的燃燒噪聲和NOX排放的目的。排放的目的。 噴油中期，急速增加，提高熱效率。噴油中期，急速增加，提高熱效率。 后期的快速停油：防止燃燒惡化，碳煙及未燃碳?xì)渑欧旁黾雍笃诘目焖偻Ｓ停悍乐谷紵龕夯?，碳煙及未燃碳?xì)渑欧旁黾印?第四節(jié)第四節(jié) 噴油規(guī)律控制噴油規(guī)律控制 “靴形噴油規(guī)律靴形噴油規(guī)律” “多次噴射多次噴射”或或 “

10、預(yù)噴射預(yù)噴射”規(guī)律規(guī)律 第四節(jié)第四節(jié) 噴油規(guī)律控制噴油規(guī)律控制 二、噴油率控制原理 改變噴嘴有效流通面改變噴嘴有效流通面 積實(shí)現(xiàn)三角形、預(yù)噴積實(shí)現(xiàn)三角形、預(yù)噴 射和靴形三種噴油率射和靴形三種噴油率 二、噴油率控制原理二、噴油率控制原理 三角形噴油率三角形噴油率 單向閥單向閥 p噴油開(kāi)始時(shí)，電磁閥通電，開(kāi)通噴油開(kāi)始時(shí)，電磁閥通電，開(kāi)通 回油油路，由于只能通過(guò)節(jié)流孔實(shí)回油油路，由于只能通過(guò)節(jié)流孔實(shí) 現(xiàn)泄壓，使得泄壓過(guò)程延長(zhǎng)，現(xiàn)泄壓，使得泄壓過(guò)程延長(zhǎng)，噴油噴油 器針閥緩緩升起，器針閥緩緩升起，形成一個(gè)逐漸上形成一個(gè)逐漸上 升的噴油率模式升的噴油率模式 p當(dāng)噴油結(jié)束時(shí)，電磁閥斷電，共當(dāng)噴油結(jié)束時(shí)，電磁

11、閥斷電，共 軌高壓燃油經(jīng)單向閥迅速加壓到液軌高壓燃油經(jīng)單向閥迅速加壓到液 壓活塞上方，由于活塞直徑比針閥壓活塞上方，由于活塞直徑比針閥 直徑大得多，針閥很快落座，迅速直徑大得多，針閥很快落座，迅速 停止噴油。停止噴油。 p三角形噴油率是利用噴油器中三角形噴油率是利用噴油器中 設(shè)在電磁閥和液壓活塞之間的設(shè)在電磁閥和液壓活塞之間的 節(jié)流孔節(jié)流孔和和單向閥單向閥來(lái)實(shí)現(xiàn)的來(lái)實(shí)現(xiàn)的 共軌共軌 2靴形噴油率靴形噴油率 二、噴油率控制原理二、噴油率控制原理 針閥有一個(gè)小針閥有一個(gè)小 的停留行程的停留行程 電磁閥通電磁閥通 電電,噴油開(kāi)噴油開(kāi) 始時(shí)，液始時(shí)，液 壓活塞上壓活塞上 部開(kāi)始回部開(kāi)始回 油油 預(yù)預(yù)

12、行行 程程 3預(yù)噴射預(yù)噴射 在在ECDU2上實(shí)現(xiàn)預(yù)噴射比較簡(jiǎn)單，上實(shí)現(xiàn)預(yù)噴射比較簡(jiǎn)單，ECU在主噴前給一個(gè)小在主噴前給一個(gè)小 脈沖寬度信號(hào)。脈沖寬度信號(hào)。 （1）電控噴射系統(tǒng)的控制自由度大，控制精確：）電控噴射系統(tǒng)的控制自由度大，控制精確： 能實(shí)現(xiàn)噴油量、噴油時(shí)刻、噴油規(guī)律及噴油壓能實(shí)現(xiàn)噴油量、噴油時(shí)刻、噴油規(guī)律及噴油壓 力的精確控制；力的精確控制；壓力高壓力高（135200MPa），使），使 得噴油霧化極好，燃燒徹底，減少微粒得噴油霧化極好，燃燒徹底，減少微粒排放。改排放。改 善柴油機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性善柴油機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性 （2）電控噴射系統(tǒng)的控制精度高、響應(yīng)快；）電控噴射

13、系統(tǒng)的控制精度高、響應(yīng)快； （3）控制靈活。）控制靈活。 第六節(jié)第六節(jié) 柴油機(jī)電控系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)柴油機(jī)電控系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn) 柴油機(jī)電控高壓共軌系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)柴油機(jī)電控高壓共軌系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn) o 根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷狀況以及經(jīng)濟(jì)性和排放性的要求對(duì)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷狀況以及經(jīng)濟(jì)性和排放性的要求對(duì) 共軌腔內(nèi)的油壓共軌腔內(nèi)的油壓進(jìn)行靈活調(diào)節(jié)，尤其優(yōu)化了發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行靈活調(diào)節(jié)，尤其優(yōu)化了發(fā)動(dòng)機(jī) 的低速性能。的低速性能。 o 采用高速電磁閥控制燃油噴射，可以實(shí)現(xiàn)采用高速電磁閥控制燃油噴射，可以實(shí)現(xiàn)預(yù)噴射預(yù)噴射 （一個(gè)工作循環(huán)可以實(shí)現(xiàn)（一個(gè)工作循環(huán)可以實(shí)現(xiàn)46次燃油噴射），降次燃油噴射），降 低發(fā)動(dòng)機(jī)排放和噪聲。低發(fā)動(dòng)機(jī)排放和噪聲。 o

14、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性好，產(chǎn)品適應(yīng)性強(qiáng)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性好，產(chǎn)品適應(yīng)性強(qiáng)。 第六節(jié)第六節(jié) 柴油機(jī)電控系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)柴油機(jī)電控系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn) 第五節(jié)第五節(jié) 增壓控制增壓控制 o 普通的增壓器特性往普通的增壓器特性往 往不能夠兼顧柴油機(jī)往不能夠兼顧柴油機(jī) 的高速工況和低速工的高速工況和低速工 況。況。 o 為了克服普通廢氣渦為了克服普通廢氣渦 輪增壓系統(tǒng)在發(fā)動(dòng)機(jī)輪增壓系統(tǒng)在發(fā)動(dòng)機(jī) 高低速工況高低速工況的協(xié)調(diào)性的協(xié)調(diào)性 差的問(wèn)題，增壓壓力差的問(wèn)題，增壓壓力 必須是可變的。必須是可變的。 o 一旦增壓壓力對(duì)膜一旦增壓壓力對(duì)膜 片的作用超過(guò)彈簧片的作用超過(guò)彈簧 的預(yù)緊力，廢氣放的預(yù)緊力，廢氣放 氣閥打開(kāi)，一部分氣閥打

15、開(kāi)，一部分 廢氣不經(jīng)渦輪直接廢氣不經(jīng)渦輪直接 從渦輪出口排入大從渦輪出口排入大 氣中。氣中。 第五節(jié)第五節(jié) 增壓控制增壓控制 u帶廢氣放氣閥帶廢氣放氣閥 的渦輪增壓器的渦輪增壓器 。 o 噴嘴出口喉口面積的改變，噴嘴出口喉口面積的改變， 直接影響到噴嘴出口氣流直接影響到噴嘴出口氣流 速度，從而有效改變?cè)鰤核俣?，從而有效改變?cè)鰤?器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，達(dá)到調(diào)節(jié)壓器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，達(dá)到調(diào)節(jié)壓 力的目的。力的目的。 u（可變渦輪噴嘴（可變渦輪噴嘴VNT （Variable Nozzle Turbocharger，） p噴嘴又稱為葉片導(dǎo)向器，噴嘴又稱為葉片導(dǎo)向器， 其作用是使具有一定壓其作用是使具有一定壓 力和溫度的廢氣在其中力和溫度的廢氣在其中 膨脹、加速，按一定角膨脹、加速，按一定角 度噴向葉輪。度噴向葉輪。 第五節(jié)第五節(jié) 增壓控制增壓控制