柴油機(jī)電控技術(shù)(沒講)課件

1、 長(zhǎng)安大學(xué)工程機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造課教學(xué)制作：展朝勇第六章 柴油機(jī)電控技術(shù)第一節(jié) 柴油機(jī)電控技術(shù)概述 第二節(jié) 柴油機(jī)供（噴）油量控制第三節(jié) 柴油機(jī)供（噴）油正時(shí)控制第四節(jié) 柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)實(shí)例第六章 柴油機(jī)電控技術(shù)第一節(jié) 柴油機(jī)電控技術(shù)概述一、柴油機(jī)電控技術(shù)的發(fā)展v柴油機(jī)電控技術(shù)柴油機(jī)電控技術(shù)是在解決能源危機(jī)和排放污染兩大是在解決能源危機(jī)和排放污染兩大難題的背景下，在飛速發(fā)展的電子控制技術(shù)平臺(tái)上發(fā)難題的背景下，在飛速發(fā)展的電子控制技術(shù)平臺(tái)上發(fā)展起來的。汽油機(jī)電控技術(shù)的發(fā)展為柴油機(jī)電控技術(shù)展起來的。汽油機(jī)電控技術(shù)的發(fā)展為柴油機(jī)電控技術(shù)的發(fā)展提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。的發(fā)展提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。v柴油機(jī)電控系統(tǒng)的

2、開發(fā)研究從柴油機(jī)電控系統(tǒng)的開發(fā)研究從2020世紀(jì)世紀(jì)7070年代開始，年代開始，共經(jīng)歷了三代：共經(jīng)歷了三代：第一代第一代位置控制位置控制第二代第二代時(shí)間控制時(shí)間控制第三代第三代時(shí)間壓力控制（時(shí)間壓力控制（共軌式共軌式）二、電控柴油機(jī)控制系統(tǒng)組成（一）位置控制方式三、電控柴油機(jī)控制方式保留了傳統(tǒng)柴油機(jī)供給系統(tǒng)的基本組成和結(jié)構(gòu)，只是取消了保留了傳統(tǒng)柴油機(jī)供給系統(tǒng)的基本組成和結(jié)構(gòu)，只是取消了機(jī)械控制部件（調(diào)速器等），增加了傳感器、機(jī)械控制部件（調(diào)速器等），增加了傳感器、ECUECU、執(zhí)行器等、執(zhí)行器等組成的控制系統(tǒng)，使控制精度和響應(yīng)速度得以提高。組成的控制系統(tǒng)，使控制精度和響應(yīng)速度得以提高。優(yōu)點(diǎn)：柴

3、油機(jī)結(jié)構(gòu)幾乎不需改動(dòng)，便于對(duì)現(xiàn)有柴油機(jī)進(jìn)優(yōu)點(diǎn)：柴油機(jī)結(jié)構(gòu)幾乎不需改動(dòng)，便于對(duì)現(xiàn)有柴油機(jī)進(jìn)行升級(jí)換代。行升級(jí)換代。缺點(diǎn)：響應(yīng)慢，控制精度不高，供油壓力不能控制。缺點(diǎn)：響應(yīng)慢，控制精度不高，供油壓力不能控制。v應(yīng)用在在直列柱塞泵上的有：日本電裝公司的應(yīng)用在在直列柱塞泵上的有：日本電裝公司的ECD-P1ECD-P1、ECD-P2ECD-P2、ECD-P3ECD-P3系統(tǒng)；德國波許公司的系統(tǒng)；德國波許公司的EDREDR系統(tǒng)；美國的系統(tǒng)；美國的PEECPEEC系統(tǒng)等。系統(tǒng)等。v應(yīng)用在分配泵上的有：日本電裝公司的應(yīng)用在分配泵上的有：日本電裝公司的ECD-V1ECD-V1系統(tǒng)；德國波許系統(tǒng)；德國波許的的ED

4、CEDC系統(tǒng)；美國的系統(tǒng)；美國的PCFPCF系統(tǒng)等。系統(tǒng)等。位置控制電噴系統(tǒng)工作示意圖（二）時(shí)間控制方式v在分配泵上實(shí)施時(shí)間控制的有：日本電裝公司的在分配泵上實(shí)施時(shí)間控制的有：日本電裝公司的ECD-V3ECD-V3系統(tǒng)；系統(tǒng)；美國美國StanadyneStanadyne公司的公司的DSDS型和型和RSRS型（型（DSDS型已用于型已用于GMGM公司公司19941994年年的增壓柴油機(jī)上，的增壓柴油機(jī)上，RSRS型已用于型已用于GMGM公司的客貨兩用車和越野車）；公司的客貨兩用車和越野車）；日本豐田公司的日本豐田公司的ECD-2ECD-2系統(tǒng)等。系統(tǒng)等。v電控泵噴嘴系統(tǒng)有：德國波許公司的電控泵噴

5、嘴系統(tǒng)有：德國波許公司的PDE27/PDE28PDE27/PDE28系統(tǒng)等。系統(tǒng)等?；颈Ａ袅藗鹘y(tǒng)燃油供給系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu)，通過高速電磁基本保留了傳統(tǒng)燃油供給系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu)，通過高速電磁閥直接控制高壓燃油的適時(shí)噴射。一般情況下，電磁閥關(guān)閉，閥直接控制高壓燃油的適時(shí)噴射。一般情況下，電磁閥關(guān)閉，執(zhí)行噴油；電磁閥打開，噴油結(jié)束。因此可實(shí)現(xiàn)供油量控制，執(zhí)行噴油；電磁閥打開，噴油結(jié)束。因此可實(shí)現(xiàn)供油量控制，又可實(shí)現(xiàn)供油正時(shí)的控制。又可實(shí)現(xiàn)供油正時(shí)的控制。優(yōu)點(diǎn)：控制自由度更大，供油加壓與供油調(diào)節(jié)在結(jié)構(gòu)上相優(yōu)點(diǎn)：控制自由度更大，供油加壓與供油調(diào)節(jié)在結(jié)構(gòu)上相互獨(dú)立，使噴油泵結(jié)構(gòu)得以簡(jiǎn)化，強(qiáng)度得到提高。高壓

6、噴油互獨(dú)立，使噴油泵結(jié)構(gòu)得以簡(jiǎn)化，強(qiáng)度得到提高。高壓噴油能力大大加強(qiáng)。能力大大加強(qiáng)。缺點(diǎn)：供油壓力無法控制。缺點(diǎn)：供油壓力無法控制。時(shí)間控制電噴系統(tǒng)工作示意圖（三）時(shí)間-壓力控制方式（共軌式）優(yōu)點(diǎn)：可實(shí)現(xiàn)高壓噴射（最高達(dá)優(yōu)點(diǎn)：可實(shí)現(xiàn)高壓噴射（最高達(dá)200Mpa200Mpa），噴射壓力獨(dú)立于），噴射壓力獨(dú)立于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，可實(shí)現(xiàn)理想噴油規(guī)律，具有良好的噴射特性。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，可實(shí)現(xiàn)理想噴油規(guī)律，具有良好的噴射特性。v國外典型共軌噴射系統(tǒng)有：日本電裝公司的國外典型共軌噴射系統(tǒng)有：日本電裝公司的ECD-U2ECD-U2系統(tǒng)；美系統(tǒng)；美國國BKMBKM公司的公司的servojetservojet系統(tǒng)；美國

7、卡特匹勒（系統(tǒng)；美國卡特匹勒（CaterpillerCaterpiller）公）公司的司的HEUIHEUI系統(tǒng)，等等。系統(tǒng)，等等。v共軌噴射系統(tǒng)是柴油機(jī)燃油系統(tǒng)的一個(gè)發(fā)展方向。目前在共軌噴射系統(tǒng)是柴油機(jī)燃油系統(tǒng)的一個(gè)發(fā)展方向。目前在卡車和轎車柴油機(jī)上得到廣泛應(yīng)用，發(fā)展速度十分驚人?？ㄜ嚭娃I車柴油機(jī)上得到廣泛應(yīng)用，發(fā)展速度十分驚人。l國外于國外于2020世紀(jì)世紀(jì)9090年代中期研制的一種新型柴油機(jī)電控技術(shù)。年代中期研制的一種新型柴油機(jī)電控技術(shù)?；靖淖兞藗鹘y(tǒng)燃油供給系組成和結(jié)構(gòu)，主要以基本改變了傳統(tǒng)燃油供給系組成和結(jié)構(gòu)，主要以電控共軌電控共軌（各缸噴油器共用一個(gè)高壓油管）式噴油系統(tǒng)為特征，直接對(duì)

8、（各缸噴油器共用一個(gè)高壓油管）式噴油系統(tǒng)為特征，直接對(duì)噴油器的噴油量、噴油正時(shí)、噴油速率和噴油規(guī)律、噴油壓力噴油器的噴油量、噴油正時(shí)、噴油速率和噴油規(guī)律、噴油壓力等進(jìn)行時(shí)間等進(jìn)行時(shí)間- -壓力控制。壓力控制。油壓油泵并非直接控制噴油，而僅僅向共軌供油以維持所需油壓油泵并非直接控制噴油，而僅僅向共軌供油以維持所需的共軌壓力，并通過連續(xù)調(diào)節(jié)共軌壓力來控制噴射壓力。的共軌壓力，并通過連續(xù)調(diào)節(jié)共軌壓力來控制噴射壓力?！半娍仉娍亍敝竾娪拖到y(tǒng)由電腦指噴油系統(tǒng)由電腦(ECU)(ECU)控制，控制，ECUECU對(duì)每個(gè)噴對(duì)每個(gè)噴油嘴的噴油量、噴油時(shí)刻進(jìn)行精確控制，能使柴油機(jī)油嘴的噴油量、噴油時(shí)刻進(jìn)行精確控制，能

9、使柴油機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性達(dá)到最佳的平衡，而傳統(tǒng)的柴的燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性達(dá)到最佳的平衡，而傳統(tǒng)的柴油機(jī)則是由機(jī)械控制，控制精度無法得以保障。油機(jī)則是由機(jī)械控制，控制精度無法得以保障。 “高壓高壓”指噴油系統(tǒng)壓力比傳統(tǒng)柴油機(jī)要高得多，最指噴油系統(tǒng)壓力比傳統(tǒng)柴油機(jī)要高得多，最高能達(dá)到高能達(dá)到200MPa200MPa（傳統(tǒng)柴油機(jī)噴油壓力（傳統(tǒng)柴油機(jī)噴油壓力606070 MPa70 MPa），），壓力大霧化好燃燒充分，從而提高了動(dòng)力性，最終達(dá)壓力大霧化好燃燒充分，從而提高了動(dòng)力性，最終達(dá)到省油的目的。到省油的目的。 “共軌共軌”是通過公共供油管同時(shí)供給各個(gè)噴油嘴，噴是通過公共供油管同時(shí)供給各個(gè)噴油嘴

10、，噴油量經(jīng)過油量經(jīng)過ECUECU精確的計(jì)算，同時(shí)向各個(gè)噴油嘴提供同精確的計(jì)算，同時(shí)向各個(gè)噴油嘴提供同樣質(zhì)量、同樣壓力的燃油，使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)更加平順，樣質(zhì)量、同樣壓力的燃油，使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)更加平順，從而優(yōu)化柴油機(jī)綜合性能。從而優(yōu)化柴油機(jī)綜合性能。（三）時(shí)間-壓力控制方式（共軌式）四、柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)v改善發(fā)動(dòng)機(jī)低溫起動(dòng)性電子控制系統(tǒng)能夠以最佳的程序替代駕駛員進(jìn)行這種麻煩電子控制系統(tǒng)能夠以最佳的程序替代駕駛員進(jìn)行這種麻煩的起動(dòng)操作，使柴油機(jī)低溫起動(dòng)更容易。的起動(dòng)操作，使柴油機(jī)低溫起動(dòng)更容易。v降低發(fā)動(dòng)機(jī)氮氧化物和煙度的排放采用柴油機(jī)電控技術(shù)，可精確地將噴油量控制在不超過冒采用柴油機(jī)電控技術(shù)

11、，可精確地將噴油量控制在不超過冒煙界限的適當(dāng)范圍內(nèi)，同時(shí)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況調(diào)節(jié)噴油時(shí)刻，煙界限的適當(dāng)范圍內(nèi)，同時(shí)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況調(diào)節(jié)噴油時(shí)刻，從而有效地抑制排煙。從而有效地抑制排煙。v提高發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性采用柴油機(jī)電控系統(tǒng)，無論負(fù)荷怎樣增減都能保證發(fā)動(dòng)機(jī)采用柴油機(jī)電控系統(tǒng)，無論負(fù)荷怎樣增減都能保證發(fā)動(dòng)機(jī)怠速工況下以最低轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，有利于提高其經(jīng)濟(jì)性。怠速工況下以最低轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，有利于提高其經(jīng)濟(jì)性。四、柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)v提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性柴油機(jī)電控系統(tǒng)中，柴油機(jī)電控系統(tǒng)中，ECUECU根據(jù)傳感器信號(hào)精確計(jì)算噴油量根據(jù)傳感器信號(hào)精確計(jì)算噴油量和噴油正時(shí)。從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)

12、性。和噴油正時(shí)。從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。v控制渦輪增壓采用電子控制技術(shù)可以對(duì)增壓裝置進(jìn)行精確的控制。采用電子控制技術(shù)可以對(duì)增壓裝置進(jìn)行精確的控制。v適應(yīng)范圍廣只要改變只要改變ECUECU的控制程序和數(shù)據(jù)，一種噴油泵就能廣泛用的控制程序和數(shù)據(jù)，一種噴油泵就能廣泛用在各種柴油機(jī)上，而且柴油機(jī)燃油噴射控制可與變速器控在各種柴油機(jī)上，而且柴油機(jī)燃油噴射控制可與變速器控制、怠速控制等各種控制系統(tǒng)進(jìn)行組合實(shí)現(xiàn)集中控制，有制、怠速控制等各種控制系統(tǒng)進(jìn)行組合實(shí)現(xiàn)集中控制，有利于縮短柴油機(jī)電控系統(tǒng)開發(fā)周期，并降低成本，從而擴(kuò)利于縮短柴油機(jī)電控系統(tǒng)開發(fā)周期，并降低成本，從而擴(kuò)大柴油機(jī)電控系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。大

13、柴油機(jī)電控系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。五、柴油機(jī)電控系統(tǒng)的功能與組成（一）柴油機(jī)電控系統(tǒng)的功能燃油噴射控制主要包括：供（噴）油量控制、供（噴）油正時(shí)控制、供主要包括：供（噴）油量控制、供（噴）油正時(shí)控制、供（噴）油速率控制和噴油壓力控制等。（噴）油速率控制和噴油壓力控制等。怠速控制主要包括怠速轉(zhuǎn)速控制和怠速時(shí)各缸均勻性的控制。主要包括怠速轉(zhuǎn)速控制和怠速時(shí)各缸均勻性的控制。進(jìn)氣控制主要包括進(jìn)氣節(jié)流控制、可變進(jìn)氣渦流控制和可變配氣正時(shí)主要包括進(jìn)氣節(jié)流控制、可變進(jìn)氣渦流控制和可變配氣正時(shí)控制?？刂?。（一）柴油機(jī)電控系統(tǒng)的功能增壓控制根據(jù)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)、負(fù)荷信號(hào)、增壓壓力信號(hào)等，通過各根據(jù)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)、負(fù)荷信號(hào)

14、、增壓壓力信號(hào)等，通過各種措施，實(shí)現(xiàn)對(duì)廢氣渦增壓器工作狀態(tài)和增壓壓力的控制。種措施，實(shí)現(xiàn)對(duì)廢氣渦增壓器工作狀態(tài)和增壓壓力的控制。排放控制主要是廢氣再循環(huán)（主要是廢氣再循環(huán)（EGREGR）控制。）控制。起動(dòng)控制包括供（噴）油量、正時(shí)控制和預(yù)熱裝置控制。包括供（噴）油量、正時(shí)控制和預(yù)熱裝置控制。巡航控制ECUECU根據(jù)車速信號(hào)等自動(dòng)維持汽車以一定車速行駛。根據(jù)車速信號(hào)等自動(dòng)維持汽車以一定車速行駛。故障自診斷包含故障自診斷和失效保護(hù)兩個(gè)子系統(tǒng)。包含故障自診斷和失效保護(hù)兩個(gè)子系統(tǒng)。柴油機(jī)與自動(dòng)變速器的綜合控制（二）柴油機(jī)電控系統(tǒng)的組成v柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)除了控制噴油量外，對(duì)柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)除

15、了控制噴油量外，對(duì)噴油正時(shí)和噴油的壓力都有很高的要求（柴油機(jī)電噴油正時(shí)和噴油的壓力都有很高的要求（柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)的噴油壓力較高約控燃油噴射系統(tǒng)的噴油壓力較高約19.6MPa19.6MPa） 。v柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)主要由主要由傳感器、電控元傳感器、電控元件（件（ECUECU）、執(zhí)行元件）、執(zhí)行元件三部分組成三部分組成。（二）柴油機(jī)電控系統(tǒng)的組成v柴油機(jī)控制ECU根據(jù)各傳感器輸入信號(hào)和內(nèi)存程序，計(jì)算出供根據(jù)各傳感器輸入信號(hào)和內(nèi)存程序，計(jì)算出供（噴）油量和供（噴）油開始時(shí)刻，并向執(zhí)行元（噴）油量和供（噴）油開始時(shí)刻，并向執(zhí)行元件發(fā)出執(zhí)行令信號(hào)。件發(fā)出執(zhí)行令信號(hào)。v執(zhí)

16、行元件執(zhí)行執(zhí)行ECUECU的指令，調(diào)節(jié)柴油機(jī)的供（噴）油量和的指令，調(diào)節(jié)柴油機(jī)的供（噴）油量和供（噴）油正時(shí)。供（噴）油正時(shí)。v傳感器包括加速踏板位置傳感器、反饋信號(hào)傳感器、包括加速踏板位置傳感器、反饋信號(hào)傳感器、燃油溫度傳感器等和信號(hào)開關(guān)燃油溫度傳感器等和信號(hào)開關(guān)一、位置控制方式第二節(jié)柴油機(jī)供（噴）油量控制v位置控制系統(tǒng)位置控制系統(tǒng)不僅保留了傳統(tǒng)的泵管嘴系統(tǒng)，還保留不僅保留了傳統(tǒng)的泵管嘴系統(tǒng)，還保留了原噴油泵中的齒條、滑套、柱塞上的斜槽等控制油量的機(jī)了原噴油泵中的齒條、滑套、柱塞上的斜槽等控制油量的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，只是對(duì)齒條或者滑套的運(yùn)動(dòng)位置予以電子控制。械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，只是對(duì)齒條或者滑套的運(yùn)動(dòng)位

17、置予以電子控制。v供（噴）油量控制特點(diǎn)供（噴）油量控制特點(diǎn)u用電子調(diào)速器取代傳統(tǒng)機(jī)械離心式調(diào)速器。用電子調(diào)速器取代傳統(tǒng)機(jī)械離心式調(diào)速器。u用發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器和加速踏板位置傳感器代替原有用發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器和加速踏板位置傳感器代替原有的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷傳感機(jī)構(gòu)（如離心飛塊、真空室等）；的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷傳感機(jī)構(gòu)（如離心飛塊、真空室等）；u用用ECUECU控制的電子執(zhí)行元件來代替機(jī)械離心式調(diào)速執(zhí)行控制的電子執(zhí)行元件來代替機(jī)械離心式調(diào)速執(zhí)行機(jī)構(gòu)和加速踏板傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)和加速踏板傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。（一）直列式柱塞泵位置控制方式v執(zhí)行元件：控制型電磁閥控制型電磁閥v反饋元件：齒條位置傳感器齒條位置傳感器 v工作中工作中ECU

18、ECU控制電磁閥線圈的控制電磁閥線圈的占空比占空比鐵芯產(chǎn)生電磁力鐵芯產(chǎn)生電磁力鐵鐵芯推動(dòng)供油齒條移動(dòng)至與回位芯推動(dòng)供油齒條移動(dòng)至與回位彈簧平衡彈簧平衡改變供油量改變供油量v通過齒條位置傳感器的反饋信通過齒條位置傳感器的反饋信號(hào)，得到齒條的實(shí)際位置，以號(hào)，得到齒條的實(shí)際位置，以此進(jìn)行反饋控制。此進(jìn)行反饋控制。（一）直列式柱塞泵位置控制方式位置控制過程v通過滑套位置傳感器的反饋信號(hào)得到通過滑套位置傳感器的反饋信號(hào)得到滑套的實(shí)際位置，以此進(jìn)行反饋控制?；椎膶?shí)際位置，以此進(jìn)行反饋控制。（二）轉(zhuǎn)子分配泵位置控制方式vECUECU控制電磁閥線圈控制電磁閥線圈的占空比的占空比線圈的輸入線圈的輸入電流變化電

19、流變化轉(zhuǎn)子軸轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子軸轉(zhuǎn)動(dòng)的電磁力矩變化的電磁力矩變化偏心偏心鋼球繞轉(zhuǎn)子軸中心線左鋼球繞轉(zhuǎn)子軸中心線左右轉(zhuǎn)動(dòng)右轉(zhuǎn)動(dòng)滑套左右移動(dòng)滑套左右移動(dòng)改變柱塞的回油時(shí)間改變柱塞的回油時(shí)間改變供油量。改變供油量。二、時(shí)間控制方式（以（以VEVE泵為例）泵為例）u在回油通道中安裝一個(gè)由在回油通道中安裝一個(gè)由ECUECU控制的高速強(qiáng)力電磁控制的高速強(qiáng)力電磁閥來取代滑套控制回油通道的開閉。閥來取代滑套控制回油通道的開閉。二、時(shí)間控制方式（以（以VEVE泵為例）泵為例）u一般情況下，電磁閥關(guān)閉開始噴油；電磁閥打開一般情況下，電磁閥關(guān)閉開始噴油；電磁閥打開噴油結(jié)束。噴油結(jié)束。u噴油始點(diǎn)取決于電磁閥關(guān)閉時(shí)刻，噴油量取決

20、于噴油始點(diǎn)取決于電磁閥關(guān)閉時(shí)刻，噴油量取決于電磁閥關(guān)閉的持續(xù)時(shí)間。電磁閥關(guān)閉的持續(xù)時(shí)間。u可取消油量控制滑套，還可取消泵油柱塞上的回可取消油量控制滑套，還可取消泵油柱塞上的回油槽。油槽。三、時(shí)間壓力控制方式v第三代柴油機(jī)電控系統(tǒng)中最典型的是電控共軌式第三代柴油機(jī)電控系統(tǒng)中最典型的是電控共軌式燃油噴射系統(tǒng)。在電控共軌式燃油噴射系統(tǒng)中，各燃油噴射系統(tǒng)。在電控共軌式燃油噴射系統(tǒng)中，各缸噴油器共用一個(gè)高壓油軌（即高壓油管）。對(duì)噴缸噴油器共用一個(gè)高壓油軌（即高壓油管）。對(duì)噴油量的控制采用時(shí)間壓力控制或壓力控制，用的油量的控制采用時(shí)間壓力控制或壓力控制，用的最多的是時(shí)間壓力控制方式。最多的是時(shí)間壓力控制方

21、式。三、時(shí)間壓力控制方式三、時(shí)間壓力控制方式高壓供油泵高速電磁閥噴油器共軌（Common-rail）燃油壓力傳感器三、時(shí)間壓力控制方式四、壓力控制方式v在后期開發(fā)的柴油機(jī)電控共軌式燃油噴射系統(tǒng)中，為降低在后期開發(fā)的柴油機(jī)電控共軌式燃油噴射系統(tǒng)中，為降低對(duì)供油壓力的要求，噴油量的控制采用控制噴油壓力的方法對(duì)供油壓力的要求，噴油量的控制采用控制噴油壓力的方法實(shí)現(xiàn)，即噴油量的實(shí)現(xiàn)，即噴油量的“壓力控制壓力控制”方式。方式。v噴油器噴孔尺寸一定，噴油時(shí)間一定，控制噴油壓力即可噴油器噴孔尺寸一定，噴油時(shí)間一定，控制噴油壓力即可控制噴油量；而在增壓活塞和柱塞尺寸一定時(shí)，噴油壓力控制噴油量；而在增壓活塞和柱

22、塞尺寸一定時(shí)，噴油壓力（即增壓壓力）取決于共軌中的油壓，共軌中的油壓是由（即增壓壓力）取決于共軌中的油壓，共軌中的油壓是由ECUECU根據(jù)各種傳感器信號(hào)通過燃油壓力調(diào)節(jié)閥來控制的，所以將根據(jù)各種傳感器信號(hào)通過燃油壓力調(diào)節(jié)閥來控制的，所以將此種噴油量控制方式稱為此種噴油量控制方式稱為“壓力控制壓力控制”方式。在系統(tǒng)中，方式。在系統(tǒng)中，ECUECU根據(jù)實(shí)際的共軌壓力信號(hào)對(duì)共軌壓力進(jìn)行閉環(huán)控制。根據(jù)實(shí)際的共軌壓力信號(hào)對(duì)共軌壓力進(jìn)行閉環(huán)控制。v共軌式電控噴射系統(tǒng)改變了傳統(tǒng)的柱塞泵脈動(dòng)供油的原理，共軌式電控噴射系統(tǒng)改變了傳統(tǒng)的柱塞泵脈動(dòng)供油的原理，通過油錘響應(yīng)、液力增壓、共軌蓄壓或者高壓共軌等形式形通過

23、油錘響應(yīng)、液力增壓、共軌蓄壓或者高壓共軌等形式形成高壓。采用壓力時(shí)間式燃油計(jì)量原理，用電磁閥控制噴射成高壓。采用壓力時(shí)間式燃油計(jì)量原理，用電磁閥控制噴射過程，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)噴射油量和噴射定時(shí)的靈活控制。過程，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)噴射油量和噴射定時(shí)的靈活控制。第三節(jié) 柴油機(jī)供（噴）油正時(shí)控制一、直列柱塞泵供油正時(shí)電控系統(tǒng)1、組成v由正時(shí)控制器、由正時(shí)控制器、電磁閥、柴油電磁閥、柴油機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、正時(shí)傳感器和正時(shí)傳感器和ECUECU等組成。等組成。2、工作過程二、轉(zhuǎn)子分配泵供油正時(shí)電控系統(tǒng)1、組成v在原供油提前角在原供油提前角自動(dòng)調(diào)節(jié)器活塞兩自動(dòng)調(diào)節(jié)器活塞兩側(cè)油腔之間增加一側(cè)油腔之間增加一條液壓通

24、道，并由條液壓通道，并由ECUECU通過電磁閥控通過電磁閥控制該液壓通道來實(shí)制該液壓通道來實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)。二、轉(zhuǎn)子分配泵供油正時(shí)電控系統(tǒng)2、工作過程vECUECU控制電磁閥的控制電磁閥的占空比占空比正時(shí)活塞兩正時(shí)活塞兩端的壓力差變化端的壓力差變化正正時(shí)活塞左右移動(dòng)時(shí)活塞左右移動(dòng)由由滑銷帶動(dòng)滾輪架轉(zhuǎn)動(dòng)滑銷帶動(dòng)滾輪架轉(zhuǎn)動(dòng)改變供油正時(shí)；改變供油正時(shí)；v通過正時(shí)傳感器的通過正時(shí)傳感器的信號(hào)，得到實(shí)際的供信號(hào)，得到實(shí)際的供油正時(shí)，以進(jìn)行反饋油正時(shí)，以進(jìn)行反饋控制?？刂啤Ｒ?、日本電裝公司ECDV1系統(tǒng)第四節(jié) 柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)實(shí)例v日本豐田公司柴油轎車最早裝的就是日本電裝公司開發(fā)的日本豐田公司柴油轎車最早裝

25、的就是日本電裝公司開發(fā)的ECDECDV1V1系統(tǒng)。系統(tǒng)。v該系統(tǒng)是在轉(zhuǎn)子分配式噴油泵的基礎(chǔ)上，加裝電子控制裝置該系統(tǒng)是在轉(zhuǎn)子分配式噴油泵的基礎(chǔ)上，加裝電子控制裝置而形成的。而形成的。v主要傳感器包括：發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、加速踏板位置傳感器、主要傳感器包括：發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、加速踏板位置傳感器、滑套位置傳感器、正時(shí)活塞位置傳感器、進(jìn)氣壓力傳感器、進(jìn)滑套位置傳感器、正時(shí)活塞位置傳感器、進(jìn)氣壓力傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器、冷卻液溫度傳感器、車速傳感器、空檔開關(guān)、氣溫度傳感器、冷卻液溫度傳感器、車速傳感器、空檔開關(guān)、起動(dòng)開關(guān)、空調(diào)開關(guān)等。起動(dòng)開關(guān)、空調(diào)開關(guān)等。v控制功能包括：燃油噴射控制、進(jìn)氣節(jié)流控制、預(yù)熱

26、塞控制、控制功能包括：燃油噴射控制、進(jìn)氣節(jié)流控制、預(yù)熱塞控制、自診斷和安全保護(hù)功能等。自診斷和安全保護(hù)功能等。 日本電裝公司ECD-V1系統(tǒng)圖日本電裝公司ECD-V1系統(tǒng)圖二、日本電裝公司ECDV3系統(tǒng)v日本電裝公司開發(fā)的日本電裝公司開發(fā)的ECDECDV3V3系統(tǒng)是在轉(zhuǎn)子分配式噴油泵基系統(tǒng)是在轉(zhuǎn)子分配式噴油泵基礎(chǔ)上，增加電子控制裝置形成的柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)。礎(chǔ)上，增加電子控制裝置形成的柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)。v與與ECDECDV1V1系統(tǒng)相比，主要是噴油量控制方法不同，系統(tǒng)相比，主要是噴油量控制方法不同，ECDECDV3V3系統(tǒng)是通過控制噴油時(shí)間來實(shí)現(xiàn)對(duì)噴油量控制的，即系統(tǒng)是通過控制噴油時(shí)

27、間來實(shí)現(xiàn)對(duì)噴油量控制的，即ECUECU在確在確定噴油器的噴油開始時(shí)刻后，再通過溢流控制電磁閥來控制柱定噴油器的噴油開始時(shí)刻后，再通過溢流控制電磁閥來控制柱塞泵回油的時(shí)刻（即停止噴油的時(shí)刻），以此來控制噴油量。塞泵回油的時(shí)刻（即停止噴油的時(shí)刻），以此來控制噴油量。v為控制噴油時(shí)間，在轉(zhuǎn)子分配式噴油泵內(nèi)增設(shè)了泵角傳感器。為控制噴油時(shí)間，在轉(zhuǎn)子分配式噴油泵內(nèi)增設(shè)了泵角傳感器。泵角傳感器采用電磁感應(yīng)式，向泵角傳感器采用電磁感應(yīng)式，向ECUECU提供噴油泵凸輪軸位置和提供噴油泵凸輪軸位置和轉(zhuǎn)角信號(hào)。轉(zhuǎn)角信號(hào)。vECDECDV3V3系統(tǒng)裝用光電式著火正時(shí)傳感器，對(duì)噴油正時(shí)實(shí)施系統(tǒng)裝用光電式著火正時(shí)傳感器，

28、對(duì)噴油正時(shí)實(shí)施反饋控制。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器安裝在曲軸上。反饋控制。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器安裝在曲軸上。日本電裝公司ECD-V3系統(tǒng)圖EDU=Electronic Driver Unit 電子驅(qū)動(dòng)單元SPV=Spill Control Valve 溢流控制閥 TCV=Timing Control Valve 正時(shí)控制閥1、ECD-V3系統(tǒng)工作示意圖光電式著火正時(shí)傳感器光電式著火正時(shí)傳感器2、著火正時(shí)傳感器v著火正時(shí)傳感器著火正時(shí)傳感器用以檢測(cè)氣缸內(nèi)混合氣燃燒的實(shí)際開始時(shí)刻，用以檢測(cè)氣缸內(nèi)混合氣燃燒的實(shí)際開始時(shí)刻，以此信號(hào)對(duì)供油正時(shí)進(jìn)行反饋控制。以此信號(hào)對(duì)供油正時(shí)進(jìn)行反饋控制。v混合氣燃燒混合氣燃燒石英晶

29、體棒檢測(cè)到光的變化石英晶體棒檢測(cè)到光的變化光敏晶體管將光光敏晶體管將光信號(hào)變成電壓信號(hào)信號(hào)變成電壓信號(hào)信號(hào)輸出到信號(hào)輸出到ECUECU。3、電磁溢流控制閥工作原理4、噴油量控制原理三、日本五十鈴公司LTEC系統(tǒng)v五十鈴公司五十鈴公司L LTECTEC（全電子控制式）是在轉(zhuǎn)子分（全電子控制式）是在轉(zhuǎn)子分配式噴油泵基礎(chǔ)上，增加電子控制裝置形成的全電配式噴油泵基礎(chǔ)上，增加電子控制裝置形成的全電子控制式柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)。子控制式柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)。v系統(tǒng)的主要特點(diǎn)：具有巡航控制功能，設(shè)有燃油系統(tǒng)的主要特點(diǎn)：具有巡航控制功能，設(shè)有燃油溫度傳感器，不對(duì)噴油正時(shí)進(jìn)行反饋控制。此外，溫度傳感器，不對(duì)

30、噴油正時(shí)進(jìn)行反饋控制。此外，加速踏板位置傳感器采用差動(dòng)電感式；進(jìn)氣節(jié)流加速踏板位置傳感器采用差動(dòng)電感式；進(jìn)氣節(jié)流（節(jié)氣門）不受（節(jié)氣門）不受ECUECU控制。控制。四、直列柱塞泵電控系統(tǒng)v裝用直流電動(dòng)機(jī)式電子調(diào)速器裝用直流電動(dòng)機(jī)式電子調(diào)速器的直列柱塞泵電控系統(tǒng)，用的直列柱塞泵電控系統(tǒng)，用電子電子調(diào)速器調(diào)速器取代原有的機(jī)械調(diào)速器，取代原有的機(jī)械調(diào)速器，以實(shí)現(xiàn)對(duì)噴油量的控制；以實(shí)現(xiàn)對(duì)噴油量的控制；v用用正時(shí)控制器正時(shí)控制器取代原有的機(jī)構(gòu)取代原有的機(jī)構(gòu)離心式供油提前角自動(dòng)調(diào)節(jié)器，離心式供油提前角自動(dòng)調(diào)節(jié)器，來對(duì)噴油正時(shí)進(jìn)行控制；來對(duì)噴油正時(shí)進(jìn)行控制；v設(shè)有設(shè)有油量調(diào)節(jié)拉桿（或齒條）油量調(diào)節(jié)拉桿（或齒

31、條）位置傳感器位置傳感器和和正時(shí)傳感器正時(shí)傳感器，對(duì)噴對(duì)噴油量和噴油正時(shí)的控制均采用閉油量和噴油正時(shí)的控制均采用閉環(huán)控制方式。環(huán)控制方式。 五、美國Caterpillar公司HEUI系統(tǒng)vHEUIHydraulic Electronic Unit Injectorv該系統(tǒng)具有該系統(tǒng)具有共軌式共軌式柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)的基本組成和結(jié)柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)的基本組成和結(jié)構(gòu)，屬構(gòu)，屬第三代第三代電控共軌式燃油噴射系統(tǒng)。電控共軌式燃油噴射系統(tǒng)。v系統(tǒng)控制功能包括：燃油噴射控制、進(jìn)氣控制、起動(dòng)控制、系統(tǒng)控制功能包括：燃油噴射控制、進(jìn)氣控制、起動(dòng)控制、故障自診斷、失效保護(hù)和應(yīng)急備用，同時(shí)還具有與其他控制

32、系故障自診斷、失效保護(hù)和應(yīng)急備用，同時(shí)還具有與其他控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?。統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?。v噴油量控制采用了噴油量控制采用了壓力控制壓力控制方式，通過由傳感器、方式，通過由傳感器、ECUECU和執(zhí)行和執(zhí)行元件等組成的控制系統(tǒng)，對(duì)循環(huán)噴油量、噴油正時(shí)、噴油速率元件等組成的控制系統(tǒng)，對(duì)循環(huán)噴油量、噴油正時(shí)、噴油速率和噴油壓力進(jìn)行控制。和噴油壓力進(jìn)行控制。1、HEUI系統(tǒng)組成與工作過程2、HEUI系統(tǒng)的工作特點(diǎn)v為中壓共軌電控液壓式噴射系統(tǒng)；為中壓共軌電控液壓式噴射系統(tǒng)；v系統(tǒng)共軌中采用系統(tǒng)共軌中采用燃油燃油和柴油機(jī)和柴油機(jī)潤(rùn)滑油兩條共軌潤(rùn)滑油兩條共軌，因此系統(tǒng)中有潤(rùn)滑油和燃油因此系統(tǒng)中有

33、潤(rùn)滑油和燃油兩套油路兩套油路；v采用采用機(jī)油共軌油道驅(qū)動(dòng)燃油增壓活塞機(jī)油共軌油道驅(qū)動(dòng)燃油增壓活塞對(duì)燃油增壓，對(duì)燃油增壓，實(shí)現(xiàn)高壓噴油；實(shí)現(xiàn)高壓噴油；v利用利用高速開關(guān)電磁閥高速開關(guān)電磁閥控制共軌油道中機(jī)油進(jìn)出增控制共軌油道中機(jī)油進(jìn)出增壓活塞，實(shí)現(xiàn)燃油壓力的上升與下降，從而實(shí)現(xiàn)噴壓活塞，實(shí)現(xiàn)燃油壓力的上升與下降，從而實(shí)現(xiàn)噴油的定時(shí)控制；油的定時(shí)控制；v通過采用通過采用預(yù)噴射量孔預(yù)噴射量孔控制初期噴油率實(shí)現(xiàn)預(yù)噴；控制初期噴油率實(shí)現(xiàn)預(yù)噴；v噴油壓力與柴油機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷無關(guān)。噴油壓力與柴油機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷無關(guān)。3、HEUI系統(tǒng)的噴油器具有預(yù)噴射的噴油器4、HEUI的系統(tǒng)響應(yīng)六、日本電裝公司ECDU2系統(tǒng)v該

34、系統(tǒng)主要用于載重汽車裝用的柴油機(jī)上，日本日該系統(tǒng)主要用于載重汽車裝用的柴油機(jī)上，日本日野汽車公司、三菱汽車公司和日產(chǎn)汽車公司生產(chǎn)的野汽車公司、三菱汽車公司和日產(chǎn)汽車公司生產(chǎn)的載重汽車柴油機(jī)多數(shù)采用載重汽車柴油機(jī)多數(shù)采用ECDECDU U2 2系統(tǒng)。系統(tǒng)。v系統(tǒng)具有共軌式噴油系統(tǒng)的基本組成和結(jié)構(gòu)，屬于系統(tǒng)具有共軌式噴油系統(tǒng)的基本組成和結(jié)構(gòu)，屬于第三代柴油機(jī)第三代柴油機(jī)高壓共軌式高壓共軌式電控燃油噴射系統(tǒng)。電控燃油噴射系統(tǒng)。 v系統(tǒng)組成：由各種傳感系統(tǒng)組成：由各種傳感 器、器、ECUECU、燃油壓力控制閥、燃油壓力控制閥和三通電磁閥等組成的控制系統(tǒng)，對(duì)噴油量、噴油和三通電磁閥等組成的控制系統(tǒng)，對(duì)噴

35、油量、噴油正時(shí)、噴油速率和噴油壓力進(jìn)行時(shí)間壓力控制正時(shí)、噴油速率和噴油壓力進(jìn)行時(shí)間壓力控制 。 1、ECD-U2高壓共軌式噴油系統(tǒng)組成供油壓力調(diào)節(jié)電磁閥控制噴油壓力、降低驅(qū)動(dòng)功率、降低噪音2、ECD-U2噴油系統(tǒng)工作過程二位三通閥電磁閥控制噴油量（代替調(diào)速器）、噴油時(shí)間（代替提前器）及噴油率2、ECD-U2噴油系統(tǒng)工作過程v供油泵將供油泵將120MPa120MPa高壓燃高壓燃油輸入共軌。其供油量是油輸入共軌。其供油量是實(shí)際噴油量的幾倍。供油實(shí)際噴油量的幾倍。供油泵上裝有通過供油量增減泵上裝有通過供油量增減來調(diào)節(jié)共軌中油壓的供油來調(diào)節(jié)共軌中油壓的供油壓力調(diào)節(jié)電磁閥壓力調(diào)節(jié)電磁閥(PCV(PCV閥

36、閥) )，共軌上設(shè)有油壓傳感器，共軌上設(shè)有油壓傳感器，將共軌油壓的信號(hào)輸送給將共軌油壓的信號(hào)輸送給電控單元，由電控單元對(duì)電控單元，由電控單元對(duì)PCVPCV閥實(shí)施反饋控制，使共閥實(shí)施反饋控制，使共軌油壓穩(wěn)定于目標(biāo)值。軌油壓穩(wěn)定于目標(biāo)值。v當(dāng)共軌油壓低于目標(biāo)值時(shí)，當(dāng)共軌油壓低于目標(biāo)值時(shí)，PCVPCV閥提前關(guān)閉，供油泵提前供閥提前關(guān)閉，供油泵提前供油，而供油終點(diǎn)位于凸輪升程雖高點(diǎn)是不變的。所以，供油，而供油終點(diǎn)位于凸輪升程雖高點(diǎn)是不變的。所以，供油泵提前供油就使供油量增加共軌油壓也就升高。油泵提前供油就使供油量增加共軌油壓也就升高。vECUECU根據(jù)柴油機(jī)工況的根據(jù)柴油機(jī)工況的要求確定共軌壓力要求確定共軌壓力( (它決它決定了噴油壓力定了噴油壓力) )和電磁閥和電磁閥(TWV(TWV閥閥) )通電持續(xù)時(shí)間通電持續(xù)時(shí)間( (作用在電磁閥上的控制作用在電磁閥上的控制脈沖寬度脈沖寬度)