道依茨柴油機電控技術(shù)培訓ppt課件

1、電控系統(tǒng)技術(shù)培訓電控系統(tǒng)技術(shù)培訓2006.92006.9第一部分第一部分柴油機電控技術(shù)介紹柴油機電控技術(shù)介紹一、排放法規(guī)與柴油機電控技術(shù)的發(fā)展1 、排放法規(guī)排放法規(guī) 2000年達到歐洲一號標準 2004年達到歐洲二號標準 （北京）2008年前實施歐洲三號標準 2010年將與國際排放標準接軌（歐洲2000年實施歐洲三號標準，2005年實施歐洲四號標準）歐洲排放標準 HDV對電子柴油控制系統(tǒng)的要求隨著科學技術(shù)的進步，對柴油機而言，要求提高發(fā)動機的功率輸出和扭矩輸出嚴格限制柴油機排放的同時，進一步降低發(fā)動機的燃油消耗。這些因數(shù)使得燃油噴射系統(tǒng)的要求越來越高，要求燃油噴射系統(tǒng)的控制：-更高的噴射壓力-

2、可變的噴油速率-可變的噴油起始時刻-預(yù)噴射-隨發(fā)動機狀況變化的合適的噴油量-隨溫度變化的起動噴油量-不隨負荷變化的怠速調(diào)節(jié)-巡航控制-廢氣再循環(huán)（EGR）的閉環(huán)控制-在整個汽車壽命期內(nèi)較小的誤差及高的控制精度柴油機電子控制系統(tǒng)的基本功能噴油量控制噴油量控制噴油量控制是柴油機電子控制系統(tǒng)的一項主要功能。該系統(tǒng)由加速踏板位置傳感器和發(fā)動機的轉(zhuǎn)速傳感器的信號計算出基本噴油量。并由進氣溫度、進氣壓力、冷卻液溫度的修正信號對油量進行修正，通過執(zhí)行機構(gòu)的快速響應(yīng)對噴油量進行精確的控制。噴油正時控制噴油正時控制 噴油正時由發(fā)動機轉(zhuǎn)速和燃油噴射量決定，由冷卻液溫度進行修正，從而精確的計算出噴油起始點。通過燃油

3、噴射起始時刻傳感器（如針閥運動傳感器）檢測實際的噴射起始時刻，并將它與計算出噴油起始點進行比較，如兩者發(fā)生偏離，則通過噴油起始時刻驅(qū)動執(zhí)行器進行快速反應(yīng)，直到偏離值消除。 柴油機電子控制系統(tǒng)的基本功能怠速控制怠速控制 柴油機怠速運轉(zhuǎn)時，由于發(fā)電機、空調(diào)壓縮機、動力轉(zhuǎn)向油泵等裝置的工作狀態(tài)變化將引起發(fā)動機負荷的變化，從而導(dǎo)致發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化，柴油機電子控制系統(tǒng)通過反饋控制系統(tǒng)控制噴油量，把怠速控制在所設(shè)定的目標轉(zhuǎn)速值上。平穩(wěn)運轉(zhuǎn)控制平穩(wěn)運轉(zhuǎn)控制在多缸柴油機工作時，即使噴油量控制指令值一致，但由于各缸機械性能的差異，從而引起發(fā)動機轉(zhuǎn)速的波動。柴油機電子控制系統(tǒng)通過各缸在作功沖程的轉(zhuǎn)速的變化，自動修

4、正各缸噴油量指令控制值，降低發(fā)動機的轉(zhuǎn)速的波動，是發(fā)動機平穩(wěn)運轉(zhuǎn)。柴油機電子控制系統(tǒng)的基本功能 廢氣再循環(huán)廢氣再循環(huán) 系統(tǒng)通過控制參與再循環(huán)廢氣量已減少排氣中的NOX的排放量。當發(fā)動機達到一定的溫度時，ECU根據(jù)發(fā)動機的負荷和轉(zhuǎn)速決定再循環(huán)的廢氣量，并由發(fā)動機的進氣溫度、進氣流量、進氣壓力來修正，ECU發(fā)出控制電子真空轉(zhuǎn)換裝置的開關(guān)率信號，通過改變真空度控制EGR動作。增壓控制增壓控制ECU根據(jù)增壓壓力傳感器的信號，控制電子真空轉(zhuǎn)換裝置的電磁法的開關(guān)率，從而控制通往廢氣旁通閥或廢氣渦輪葉片的控制氣室的真空度，改變增壓壓力，以適應(yīng)負荷變化的需要。起動預(yù)熱控制起動預(yù)熱控制 在不同的啟動條件下，系統(tǒng)

5、通過控制起動預(yù)熱塞的通電時間，以改善柴油機的低溫起動性能和穩(wěn)定低溫怠速運轉(zhuǎn)。 柴油機電子控制系統(tǒng)的基本功能排氣制動功能排氣制動功能 當排氣制動動作時，ECU估計排制制動設(shè)定以便在“0”和怠速供油量之間調(diào)節(jié)供油量。防止過熱功能防止過熱功能 當一定的冷卻液溫度超過后最大扭矩減小。防溜坡起動防溜坡起動 當EDC關(guān)閉時，ECU時油量控制機構(gòu)處在零供油位置，這樣可以防止車輛在斜坡上停車時車輛不注意移動而使以動機滾動起動。鑰匙動作停車鑰匙動作停車停車功能通過使用啟動鑰匙替代通常的機械熄火裝置。與切斷執(zhí)行裝置電流一樣，它切斷通向電子停車裝置（ELAB）的電流，這樣切斷向發(fā)動機的燃油供給。 與其他控制系統(tǒng)的通

6、訊與其他控制系統(tǒng)的通訊EDC通過信號線路，它可以將EDC相關(guān)的量（如噴油量、加速踏板設(shè)定）傳輸?shù)较駛鲃涌刂频溶囕v的其他系統(tǒng)。使用一條獨立的線路，這些系統(tǒng)可以在怠速和全負荷之間規(guī)定噴油量（油量超過給定值）。與ASR（牽引力控制）一起動作也是可能的。 柴油機電子控制系統(tǒng)的基本功能柴油機電子控制系統(tǒng)的基本功能安全概念安全概念*自我監(jiān)測系統(tǒng)的安全概念包括廣泛功能的超靜定及由ECU對傳感器電磁線圈執(zhí)行機構(gòu)用微處理器的監(jiān)測。通過操縱一個給定開關(guān)，診斷系統(tǒng)通過儀表板上的故障燈顯示故障。*跛行回家功能 廣泛的跛行回家功能在系統(tǒng)中是一體化的。如果一些次要的傳感器失效，ECU將用其他傳感器的信號來替代或用一個固定

7、的數(shù)值來控制。 如果是重要的傳感器失效，這個事實被故障燈顯示。*緊急停車功能 除了在停車位置時燃油模塊影響外，在油路上的電磁閥當其斷電時也可以切斷燃油供給，這個獨立的電子停油機構(gòu)（ELAB）如果噴油量執(zhí)行機構(gòu)失效時也可以關(guān)閉發(fā)動機。 l 2 、為滿足排放法規(guī)所采用的技術(shù)為滿足排放法規(guī)所采用的技術(shù)歐洲歐洲1號和號和2號標準：使用機械控制噴油系統(tǒng)即可達標號標準：使用機械控制噴油系統(tǒng)即可達標歐洲歐洲3號標準：必須使用電子控制噴油系統(tǒng)。共軌式系統(tǒng)、電控單體泵，電控泵噴嘴系統(tǒng)，號標準：必須使用電子控制噴油系統(tǒng)。共軌式系統(tǒng)、電控單體泵，電控泵噴嘴系統(tǒng)，蓄壓增壓電噴系統(tǒng)（蓄壓增壓電噴系統(tǒng)（HEUI)和直列泵

8、分配泵電控系統(tǒng)能夠滿足這個標準。和直列泵分配泵電控系統(tǒng)能夠滿足這個標準。二、柴油機電控系統(tǒng)的組成柴油機電控系統(tǒng)的組成電子柴油機控制系統(tǒng)由信號輸入裝置、電子控制單元、執(zhí)行裝置組成 。信號輸入裝置信號輸入裝置 主要由一系列傳感器和開關(guān)組成，信號輸入裝置主要采集駕駛員的期望值及發(fā)動機的運行工況、運行環(huán)境的相關(guān)參數(shù)值。 傳感器有：加速踏板位置傳感器、轉(zhuǎn)速/參考相位傳感器、凸輪軸位置傳感器、進氣溫度傳感器、大氣壓力傳感器、增壓壓力傳感器、水溫傳感器、燃油溫度傳感器、空氣流量或空氣質(zhì)量傳感器、齒桿位置傳感器或油量控制套筒位置傳感器（用于電控直立泵或分配式噴油泵控制系統(tǒng)中）、針閥運動傳感器（用于可變預(yù)行程控

9、制及電控分配式噴油泵）、預(yù)行程控制套位置傳感器（用于可變預(yù)行程控制）、轉(zhuǎn)角傳感器。 開關(guān)信號主要：離合器踏板開關(guān)、制動器開關(guān)、怠速開關(guān)、巡航控制開關(guān)，此外可能還有空調(diào)開關(guān)、動力轉(zhuǎn)向開關(guān)、自動變速器的空當開關(guān)。電子控制單元電子控制單元是一種電子綜合控制裝置，它具備以下幾項功能：（1） 接受傳感器或其他裝置的輸入信息，給傳感器提供參考（基準）電壓；將輸入的信息變成微機所能接受的信號。（2） 存儲、計算、分析處理信息。計算出輸出值所用的程序；存儲該車型的特征參數(shù)；存儲運算中的數(shù)據(jù)（隨機存?。⒋鎯收闲畔?。（3） 運算分析。根據(jù)信息參數(shù)求出執(zhí)行命令數(shù)值；將輸出信息數(shù)值與標準值比較，查處故障。（4）

10、輸出執(zhí)行命令。將弱信號變?yōu)閺姷膱?zhí)行命令；輸出故障信息。（5） 自我修正功能（自適應(yīng)功能）。執(zhí)行器執(zhí)行器是受ECU控制，具體執(zhí)行某項功能的裝置。一般是由ECU控制執(zhí)行器電磁線圈的搭鐵回路，也有的是由ECU控制的某些電子電路。在柴油機電子控制系統(tǒng)中，執(zhí)行器主要有：齒桿或油量控制套筒驅(qū)動執(zhí)行器、預(yù)行程控制套驅(qū)動執(zhí)行器、正時活塞行程驅(qū)動執(zhí)行器、油量控制電磁閥、廢氣再循環(huán)控制電磁閥、增壓控制電磁閥、冷起動預(yù)熱塞繼電器、空調(diào)壓縮機繼電器、冷卻風扇繼電器、冷卻水加熱裝置繼電器、進氣拍門繼電器、自診斷顯示與報警裝置、儀表顯示器。 1、電控燃油系統(tǒng)2、電控單元（ECU）3、傳感器n曲軸轉(zhuǎn)速傳感器n凸輪軸位置傳感

11、器n冷卻液溫度傳感器n進氣溫度、壓力傳感器n燃油溫度傳感器n機油壓力傳感器n油門踏板位置傳感器n大氣壓力傳感器4、線束三、柴油機電控燃油噴射系統(tǒng)概述 柴油機燃油噴射系統(tǒng)柴油機燃油噴射系統(tǒng) 凸輪驅(qū)動系統(tǒng)凸輪驅(qū)動系統(tǒng) 液力執(zhí)行系統(tǒng)液力執(zhí)行系統(tǒng) 泵 管 嘴泵 管 嘴 泵 噴 嘴泵 噴 嘴 分 配 泵分 配 泵 直 列 泵直 列 泵 單 體 泵單 體 泵 徑 向 柱 塞徑 向 柱 塞 軸 向 柱 塞軸 向 柱 塞 高 壓 共 軌 系 統(tǒng)高 壓 共 軌 系 統(tǒng) HEUI 系 統(tǒng)系 統(tǒng) 1、高壓共軌系統(tǒng)(CR)共軌系統(tǒng)模塊1=電動輸油泵2=燃油濾清器3=回油閥4=回游儲存器5=CP1 高壓泵6=高壓控制閥

12、7=共管壓力傳感器 (RPS)8=共管9=噴油器10=EDC 15 C 控制單元11=油溫傳感器12=其它傳感器共軌管路布置低壓部分（油路）低壓部分（油路） 低壓部分（油路）為高壓部分（油路）供給足夠的油量，其中最重要的零部件有：油箱，帶有粗濾裝置的供油泵，低壓回路的進、出油管，細濾器，噴油泵，高壓泵的低壓區(qū)。 高壓部分（油路）高壓部分（油路）除了產(chǎn)生高壓外，燃油分配和燃油計量也發(fā)生于高壓部分。最重要得零部件：配有元件關(guān)閉閥和高壓控制閥的高壓泵，高壓蓄能器，共軌壓力傳感器，壓力控制閥，流量控制閥和噴油器。 共軌系統(tǒng)控制功能工作狀態(tài)工作狀態(tài)參量參量控制參量控制參量起動油量起動油量曲軸轉(zhuǎn)速曲軸轉(zhuǎn)速

13、/發(fā)動機溫度發(fā)動機溫度供油量供油量/供油起始時刻供油起始時刻驅(qū)動模式驅(qū)動模式加速踏板位置加速踏板位置/發(fā)動機轉(zhuǎn)發(fā)動機轉(zhuǎn)速速供油量供油量怠速控制怠速控制檔位選擇檔位選擇/發(fā)動機溫度發(fā)動機溫度/額外負荷額外負荷供油量供油量平穩(wěn)運轉(zhuǎn)控制平穩(wěn)運轉(zhuǎn)控制發(fā)火時發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化發(fā)火時發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化單缸供油量單缸供油量車速控制車速控制車速車速/車速設(shè)定車速設(shè)定供油量供油量供油量限制調(diào)節(jié)供油量限制調(diào)節(jié)進氣量進氣量/發(fā)動機轉(zhuǎn)速發(fā)動機轉(zhuǎn)速/冷冷卻液溫度等卻液溫度等供油量供油量主動喘振控制主動喘振控制加速踏板動作加速踏板動作供油量供油量(平穩(wěn)變化平穩(wěn)變化)發(fā)動機停機發(fā)動機停機供油中斷供油中斷油泵共軌噴油器噴油器可以被拆

14、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。燃油來自于高壓油路，經(jīng)通道流向噴油嘴，同時經(jīng)節(jié)流孔流向控制腔，控制腔與燃油回路相連，途徑一個受電磁閥控制其開關(guān)的泄油孔。泄油孔關(guān)閉時，作用于針閥控制活塞的液壓力超過了它在噴油嘴針閥承壓面的力，結(jié)果，針閥被迫進入閥座且將高壓通道與燃燒室隔離，密封。當噴油器的電磁閥被觸發(fā)，泄油孔被打開，這引起控制腔的壓力下降，結(jié)果，活塞上的液壓力也隨之下降，一旦液壓力降至低于作用于噴油嘴針閥承壓面上的力，針閥被打開，燃油經(jīng)噴孔噴入燃燒室。這種對噴油嘴針閥的不直接控制采用了一套液壓力放大系統(tǒng)，因為快速打開針閥所需的力不能直接由電磁閥產(chǎn)生，所謂的打開針閥所需的控制

15、作用，是通過電磁閥打開泄油孔使得控制腔壓力降低，從而打開針閥。 此外，燃油還在針閥和控制柱塞處產(chǎn)生泄漏，控制和泄漏的燃油量，經(jīng)連接回油管，會同高壓泵和壓力控制閥的回油流回油箱。 共軌系統(tǒng)噴油器2、電控單體泵(EUP)傳感器工作原理溫度傳感器 根據(jù)其特定的應(yīng)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(dǎo)體測量電阻被安裝于傳感器的內(nèi)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)。 溫度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

16、入到ECU接口電路的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。電壓與溫度之間的關(guān)系特性曲線被存儲在發(fā)動機的管理系統(tǒng)的ECU中。 四、傳感器工作原理傳感器工作原理壓力傳感器 當有微小壓力作用于硅膜膜片上時它們的電阻值發(fā)生變化，測量元件的四周被一蓋子環(huán)繞，測量元件于蓋子一起將參考真空封閉。微機械壓力傳感器也可以與溫度傳感器制成一體，獨立的測量溫度和壓力。根據(jù)壓力測量的范圍，傳感器的膜片可以制成101000m厚度。壓力傳感器以惠斯登電橋（Wheatstone Bridge）原理工作,當膜片在氣壓作用下發(fā)生變形時，四個測量電阻的其中的兩個電阻值升高而其他兩個電阻值降低，這將導(dǎo)致電橋的輸出端產(chǎn)生電壓，我們以該電壓值代表壓力。信號處

17、理電子電路被集成在傳感器內(nèi)部，該電路用于對電橋電壓進行放大，同時補償溫度的影響，產(chǎn)生線性的壓力特性曲線。其輸出電壓在05V范圍，通過端子與發(fā)動機的ECU連接，發(fā)動機ECU以此輸出電壓計算壓力。 壓力傳感器的測量元件安裝于其中心部位，它與一個被微機械蝕刻的硅膜制成一體，四個變形的電阻分布在硅膜的膜片上。傳感器工作原理感應(yīng)式發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器 傳感器安裝正對著鐵磁體的觸發(fā)輪，它們之間被較小的空氣間隙隔開。在傳感器內(nèi)部有一個軟鐵芯，該鐵心被線圈包圍，并與一個永久磁鐵相連。 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)輪與傳感器間得磁隙的影響，當觸發(fā)輪輪齒向傳感器接近時，磁場強度變強，當觸發(fā)輪輪齒遠離傳感器時尺長強度變?nèi)?。當觸發(fā)輪旋轉(zhuǎn)時，將會產(chǎn)生一個交變的磁場，從而使得電磁線圈產(chǎn)生一個正弦感應(yīng)電壓，交變電壓的振幅隨著觸發(fā)輪轉(zhuǎn)速的提高而加大（幾mV100V）,我們要求至少在30rpm時就能產(chǎn)生合適的信號電壓。傳感器工作原理霍爾效應(yīng)相位傳感器 霍爾線型傳感器使用霍爾效應(yīng)原理，一個鐵磁體的觸發(fā)輪隨凸輪軸一起轉(zhuǎn)動，霍爾效應(yīng)的集成電路安裝于觸發(fā)論和永久磁鐵間，永久磁鐵產(chǎn)生垂直于霍爾元件的磁場。 如果其中一個觸發(fā)輪