論文微機(jī)控制式捷達(dá)SDI19L電控柴油噴射系統(tǒng)測(cè)控試驗(yàn)臺(tái)電路設(shè)計(jì)

1、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(mén)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(lái)、和奧迪A6轎車(chē)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)，

2、本論文就是以捷達(dá)汽車(chē)為例，設(shè)計(jì)了捷達(dá)汽車(chē)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(guò)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！第一章 電控柴油噴射系統(tǒng)概述與現(xiàn)代汽車(chē)汽油機(jī)電控技術(shù)的發(fā)展背景一樣，即面對(duì)無(wú)法回避的局部和全球性的環(huán)境和能源問(wèn)題，現(xiàn)代汽車(chē)柴油機(jī)不得不采用和發(fā)展

3、電子控制系統(tǒng)，以便保持汽車(chē)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(mǎn)足越來(lái)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(guò)程。而噴油系統(tǒng)性能是影響柴油機(jī)燃燒過(guò)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(guò)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(méi)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(lèi)，一類(lèi)是位置控制，一類(lèi)是時(shí)間控制。從發(fā)展的順序上講，首先發(fā)展的是

4、位置控制系統(tǒng)。因此.日本人稱(chēng)它為第一代電控系統(tǒng)，而把時(shí)間控制系統(tǒng)稱(chēng)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， Electronically con-trolled U nit njection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

5、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)150 MPa。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(guò)調(diào)節(jié)共軌中的高壓控制油的壓力可以對(duì)噴射壓力實(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(guò)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)

6、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(lái)調(diào)節(jié)供油壓力，以滿(mǎn)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

7、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(kāi)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(wú)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)100 MPa。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(chē)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(mén)坎。國(guó)內(nèi)車(chē)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

8、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(chē)用柴油機(jī)行業(yè)加速產(chǎn)品電控化的開(kāi)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(kāi)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(kāi)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(lái)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(kāi)發(fā)必將成為我國(guó)汽車(chē)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(chē)柴油機(jī)產(chǎn)品的更新?lián)Q代，為在未來(lái)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)。柴油機(jī)電控技術(shù)的發(fā)展始于70年代，目前發(fā)

9、達(dá)國(guó)家已從實(shí)驗(yàn)開(kāi)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(guò)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(méi)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(guò)各種傳感器把柴油機(jī)的進(jìn)

10、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(guò)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(lèi)1.2.1 柴油機(jī)電控噴油系統(tǒng)的組成

11、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)電控單元（ECU）根據(jù)各個(gè)傳感器的信息，控制發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳噴油量、最佳噴油時(shí)間；執(zhí)行器根據(jù)計(jì)算機(jī)的命令，準(zhǔn)確控制噴油量和噴油時(shí)間。下面以日本電器公司ECD-U2系統(tǒng)為例，介紹一下柴油機(jī)的燃料電控噴射系統(tǒng)。ECD-U2系統(tǒng)已于1995年用于日本日野公司J系統(tǒng)轎車(chē)上，同時(shí)日本三菱、五十鈴、日產(chǎn)等公司的多種車(chē)型上也有應(yīng)用。    一、柴油機(jī)燃料電控噴射系統(tǒng)的組成圖1 柴油機(jī)電控噴射系統(tǒng)的組成該系統(tǒng)（如圖1所示）主要有噴油泵、噴油器、公共油槽、ECU及轉(zhuǎn)速、曲軸轉(zhuǎn)角

12、位置等傳感器等。此系統(tǒng)通過(guò)各傳感器檢測(cè)出的發(fā)動(dòng)機(jī)不同工況的轉(zhuǎn)速、油門(mén)、水溫等信號(hào)，由ECU來(lái)決定燃油的噴油量、噴油時(shí)刻、噴油壓力，使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行最佳；并且ECU不斷進(jìn)行自我檢測(cè)。如果發(fā)現(xiàn)有任何異常，就會(huì)發(fā)出警告信號(hào)提醒駕駛員，同時(shí)ECU具有自我保護(hù)程序，能自動(dòng)地停機(jī)或使發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入安全的作業(yè)模式運(yùn)行。1.2.2 柴油機(jī)電控噴油系統(tǒng)的分類(lèi)1、按控制方式分研究從20世紀(jì)70年代開(kāi)始，已經(jīng)經(jīng)歷了三代。第一代電控噴油系統(tǒng)是位置控制式。即傳統(tǒng)的噴油泵-高壓油管 噴油最系統(tǒng)，還保留了噴油泵中的齒條、齒圈、滑套、柱塞 上空有螺旋槽等控制油量的機(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，由原來(lái)的機(jī)械調(diào)速器 控制改為

13、電子控制，使控制精度和響應(yīng)速度得以提高。第二代電控噴油系統(tǒng)是時(shí)間控制。時(shí)間控制是指用高速電磁閥直接控制高壓燃油的適時(shí)噴射。時(shí)間控制式可以是保留原來(lái)的噴油泵-高壓油管-噴油嘴系統(tǒng)，也可以采用新型的產(chǎn)生高壓的燃油系統(tǒng)，用高速電磁閥直接控制高壓燃油的噴射，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)閉時(shí)間的長(zhǎng)短。一般情況下，電磁閥關(guān)閉，執(zhí)行噴油；電磁閥打開(kāi)，噴油結(jié)束。因此，時(shí)間控制室 既可實(shí)現(xiàn)噴油量控制又u可實(shí)現(xiàn)噴油定時(shí)的控制。時(shí)間控制式電控噴油系統(tǒng)中，噴油泵仍采取傳統(tǒng)直列泵、單體泵、分配泵供油的原理，即通過(guò)由柴油機(jī)曲軸驅(qū)動(dòng)的噴油泵凸輪軸，使柱塞壓縮燃油，從而產(chǎn)生高壓脈沖，這一脈沖以壓力波的形

14、成傳至噴油嘴，并頂開(kāi)針閥。柱塞只承擔(dān)供油加壓的功能，供油量、供油時(shí)刻則由高速電磁閥單獨(dú)完成。因此供油加壓與供油調(diào)節(jié)在結(jié)構(gòu)上就相互獨(dú)立。傳統(tǒng)的噴油泵結(jié)構(gòu)得以簡(jiǎn)化，強(qiáng)度得以提高，而且傳統(tǒng)噴油泵中的齒圈、滑套、柱塞上的斜槽、提前器、齒桿等全部取消。電控分配泵上采用時(shí)間控制式的有：日本豐田ECD-2型，電控公司ECD-V3型等；電控?zé)魢娮焐喜捎脮r(shí)間控制式的有：德國(guó)Robert Bosch公司研制的電控泵噴嘴系統(tǒng)(PDE27/PDE28)；電控單體泵上采用時(shí)間控制式的有：德國(guó)Robert Bosch公司研制的電控單體泵。第三代電控噴油系統(tǒng)是時(shí)間-壓力控制式。電控共軌噴油系統(tǒng)，是目前國(guó)際上最先進(jìn)的燃油系統(tǒng)

15、。共軌噴油系統(tǒng)可分為高壓共軌噴油系統(tǒng)和中壓共軌噴油系統(tǒng)。高壓共軌噴油系統(tǒng)的特點(diǎn)是：高壓輸油泵直接輸出高壓燃油到共軌容器 ，壓力可達(dá)120MPa以上，然后再?lài)娙肫?。目前已投入使用的宮桂系統(tǒng)中，大多數(shù)都是高壓共軌噴油系統(tǒng)。共軌噴油系統(tǒng)摒棄了以往傳統(tǒng)使用的泵-管-嘴脈動(dòng)供油的形式，代之用一個(gè)高壓油泵在柴油機(jī)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，以一定的速比連續(xù)高壓油輸送到共軌（即公共容器）內(nèi)，高壓燃油 再由共軌送入各缸噴油器。在這里，高壓油泵并不直接控制噴油，而僅僅是向共軌供油以維持所需的共軌壓力，并通過(guò)連續(xù)調(diào)節(jié)共軌壓力來(lái)控制噴射壓力，采用壓力-時(shí)間式燃油計(jì)量原理，用高速電磁閥控制噴射過(guò)程。噴油壓力、噴油量及噴油定時(shí)由電控

16、單元（ECU）靈活控制.電控共軌噴射系統(tǒng)代表著未來(lái)柴油機(jī)燃油系統(tǒng)的一個(gè)發(fā)展方向，這是因?yàn)樗哂腥缦绿攸c(diǎn)：1）可實(shí)現(xiàn)高壓噴射.2)噴射壓力獨(dú)立于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，可以改善發(fā)動(dòng)機(jī)低速/低負(fù)荷性能.3)可以實(shí)現(xiàn)預(yù)噴射，調(diào)節(jié)噴油速率形狀，實(shí)現(xiàn)理想噴油規(guī)律.4)噴油定時(shí)和噴油量可自由選定.5)具有良好的噴射特性.6)結(jié)夠簡(jiǎn)單，可靠性好，適應(yīng)性強(qiáng).2、按產(chǎn)生高壓燃油的機(jī)構(gòu)分柴油機(jī)電提噴油系統(tǒng)除了上述分類(lèi)之外，還可以抿據(jù)其產(chǎn)生高壓燃油的機(jī)構(gòu)分為直列泵電控噴射系統(tǒng)、電控分配泵噴射系統(tǒng)、泵噴嘴電控噴射系統(tǒng)、單體泵電控噴射系統(tǒng)、共軌式電控噴射系統(tǒng).從后將詳細(xì)介紹，這里不再重復(fù).1.3 捷達(dá)電控柴油噴射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和原理1

17、.3.1捷達(dá)SDI簡(jiǎn)介SDI是英文Suction Direct Injection 的縮寫(xiě)，意為自然吸氣直接噴射(柴油發(fā)動(dòng)機(jī))。捷達(dá)SDI是國(guó)際成熟柴油動(dòng)力技術(shù)首先應(yīng)用于中國(guó)的轎車(chē)，它采用德國(guó)博世公司的柱塞式燃油分配泵噴射系統(tǒng)。裝備了該系統(tǒng)的捷達(dá)SDI是我國(guó)第一輛行駛一千公里無(wú)需加油的轎車(chē)。捷達(dá)SDI是具有卓越燃油經(jīng)濟(jì)性和高技術(shù)性?xún)r(jià)比的轎車(chē)，捷達(dá)SDI是大大超越目前中國(guó)汽車(chē)環(huán)保法規(guī)要求的轎車(chē)，捷達(dá)SDI是高使用壽命，并大幅降低使用成本的轎車(chē)。因此，捷達(dá)SDI是中國(guó)轎車(chē)工業(yè)劃時(shí)代的，具有優(yōu)異綜合經(jīng)濟(jì)性的大眾化轎車(chē)。捷達(dá)SDI具有優(yōu)異的綜合經(jīng)濟(jì)性，超凡的燃油經(jīng)濟(jì)性：捷達(dá)SDI柴油轎車(chē)采用德國(guó)領(lǐng)先技

18、術(shù)的自然吸氣式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，在燃燒過(guò)程中，柴油機(jī)的熱損耗和廢氣損耗都大大降低，熱轉(zhuǎn)化效率高出汽油發(fā)動(dòng)機(jī)15%，百公里耗油比汽油機(jī)低30%以上，90公里等速油耗為4.6L，城市工況下百公里油耗只有5.3L。超凡的使用經(jīng)濟(jì)性：由于柴油車(chē)氣缸燃燒溫度比汽油車(chē)低，機(jī)件磨損程度大大降低，發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命高出汽油機(jī)至少20%，零部件損壞及更換頻率也隨之降低，同時(shí)柴油機(jī)采取直噴供油方式，維修更為簡(jiǎn)單方便，可節(jié)約可觀的維修費(fèi)用。超凡的環(huán)保經(jīng)濟(jì)性：與德國(guó)原裝進(jìn)口氧化型催化反應(yīng)器合理匹配，氮氧化合物排放比汽油機(jī)降低5-32%。1.3.2 捷達(dá)柴油轎車(chē)電子控制軸向壓縮式分配泵系統(tǒng)1、電子控制軸向壓縮式分配泵系統(tǒng) 一汽大

19、眾捷達(dá)柴油轎車(chē)電子控制軸向壓縮式分配泵系統(tǒng)由電控系統(tǒng)和燃油系統(tǒng)組成，電控系統(tǒng)如圖2：圖2 電子控制軸向壓縮式分配泵系統(tǒng)F36 離合器踏板開(kāi)關(guān) G79/ G185加速踏板位置傳感器 G28 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器G80 針閥升程傳感器 G62冷卻液溫度傳感器 G71/ G72進(jìn)氣壓力/進(jìn)氣溫度傳感器 G149 調(diào)節(jié)活塞位置傳感器 G81 燃油溫度傳感器 J 預(yù)熱塞繼電器 F 制動(dòng)燈開(kāi)關(guān) F47 制動(dòng)踏板開(kāi)關(guān) Q6 預(yù)熱塞 N18EGR閥 N146 油量調(diào)節(jié)器 N108 供油提前角調(diào)節(jié)閥 K29 預(yù)熱報(bào)警燈 K28 自診斷故障報(bào)警燈 分析：（1） 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器G28 作用 快速啟動(dòng)識(shí)別。為了讓發(fā)動(dòng)機(jī)

20、快速啟動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元計(jì)算霍爾傳感器和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器的信號(hào)。發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元利用來(lái)自霍爾傳感器的信號(hào)識(shí)別個(gè)各缸，利用來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)識(shí)別發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和各相關(guān)缸確切的曲軸位置。（2） 針閥升程傳感器G80 它是捷達(dá)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中重要的傳感器之一，與三缸噴油器和成一體。他采集噴油始點(diǎn)信號(hào)和噴油持續(xù)時(shí)間信號(hào)。作用：1）作為調(diào)整柴油發(fā)動(dòng)機(jī)正時(shí)活塞及噴油時(shí)刻的主要信號(hào)； 2）感知噴油持續(xù)時(shí)間； 3）可以作為判缸信號(hào)。如果傳感器失效，噴油閥噴油始點(diǎn)信號(hào)轉(zhuǎn)換到開(kāi)環(huán)控制（根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷）。在正常操作過(guò)程中，噴油閥始點(diǎn)信號(hào)由閉環(huán)功能控制（根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷和溫度）。（3） 冷卻液溫度傳感

21、器G62作用：發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元利用冷卻液溫度傳感器信號(hào)修正噴油量。信號(hào)失效的影響：信號(hào)失效時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元利用燃油溫度傳感器產(chǎn)生的信號(hào)修正噴油量。（4） 進(jìn)氣溫度傳感器G72作用：由于不同溫度下增壓空氣密度不同，發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元利用該信號(hào)來(lái)修正增壓壓力。該傳感器安裝在進(jìn)氣管內(nèi)與進(jìn)氣壓力傳感器集成一體。信號(hào)失效的影響：信號(hào)失效時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元用一個(gè)固定的替代之來(lái)計(jì)算增壓壓力，使發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降。（5） 進(jìn)氣壓力傳感器G71作用：進(jìn)氣壓力傳感器提供的信號(hào)用于檢查增壓壓力。發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元將實(shí)際測(cè)量值與增壓壓力圖上的設(shè)定值進(jìn)行比較。若實(shí)際值偏離設(shè)定值，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元通過(guò)電磁閥以?shī)W杰增壓壓力，實(shí)現(xiàn)增壓壓力

22、。該傳感器安裝在進(jìn)氣管內(nèi)與進(jìn)氣溫度傳感器集成一體。信號(hào)失效的影響：信號(hào)失效時(shí)，增壓壓力不能被調(diào)節(jié)，發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降。（6） 加速踏板位置傳感器G79作用：發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元利用該信號(hào)識(shí)別加速踏板的位置。在自動(dòng)變速器車(chē)輛上，強(qiáng)制降減檔開(kāi)關(guān)提供給發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元車(chē)輛加速的信息。該傳感器安裝在加速踏板上，怠速開(kāi)關(guān)和強(qiáng)制降減檔開(kāi)關(guān)也集成在該傳感器上。信號(hào)失效的影響：信號(hào)失效時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元不能識(shí)別及速踏板的位置。此時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)在很高的怠速轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)。（7） 燃油溫度傳感器G81作用：檢測(cè)燃油溫度。因?yàn)闇囟炔煌?，燃油密度也不同。發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元利用這個(gè)信號(hào)來(lái)計(jì)算噴油始點(diǎn)和噴油量，另一個(gè)作用是利用此信號(hào)來(lái)控制燃油冷

23、卻泵開(kāi)關(guān)結(jié)合。該傳感器安裝在油泵到燃油冷卻器間回油管中。它是負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻。當(dāng)燃油溫度升高時(shí)，傳感器電阻值下降。信號(hào)失效的影響：信號(hào)失效時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元利用來(lái)自冷卻液溫度傳感器的信號(hào)計(jì)算出一個(gè)替代值。（8） 調(diào)節(jié)活塞位置傳感器G149 該傳感器被油量調(diào)節(jié)器軸驅(qū)動(dòng)，采集分配泵油量控制套的位置信號(hào)，反饋給發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元，實(shí)現(xiàn)油量的精確控制。（9） 離合器踏板開(kāi)關(guān)F36 作用：發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元利用該信號(hào)識(shí)別離合器處于分離還是結(jié)合狀態(tài)。若處于分離狀態(tài)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元段時(shí)間少?lài)娪土?，以防換檔時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)。同時(shí)還防止巡航系統(tǒng)打開(kāi)，離合器分離，發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)。此傳感器安裝在離合器踏板上。信號(hào)失效的影響：如果

24、信號(hào)失效，換檔時(shí)可能出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)熄火現(xiàn)象。（10） 制動(dòng)燈開(kāi)關(guān)F和制動(dòng)踏板開(kāi)關(guān)F47作用：兩個(gè)開(kāi)關(guān)將“制動(dòng)動(dòng)作”信號(hào)提供給發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元。當(dāng)加速踏板位置傳感器失效并施加制動(dòng)時(shí)，為了安全發(fā)動(dòng)機(jī)將被調(diào)節(jié)。制動(dòng)燈開(kāi)關(guān)和制動(dòng)踏板開(kāi)關(guān)集成一體，位于制動(dòng)踏板上。 2、軸向壓縮式分配泵燃油系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ，如圖3所示 圖3 軸向壓縮式分配泵燃油噴射系統(tǒng) 圖（4）（1）電子控制軸向壓縮式分配泵具有如下特點(diǎn)： 1） 對(duì)重要參數(shù)的進(jìn)一步處理是目前機(jī)械泵無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，電子控制使發(fā)動(dòng)機(jī)在整個(gè)運(yùn)行期間都有極高的精確度。2） 靈活的匹配使發(fā)動(dòng)機(jī)特性和排放控制達(dá)到最佳，全負(fù)荷噴油量曲線(xiàn)與調(diào)速機(jī)構(gòu)特性和液壓配置無(wú)關(guān)。3） 取消機(jī)械裝置

25、而顯著的減少了噴油泵所需空間。4） 進(jìn)一步改善車(chē)輛的行車(chē)特性，能與其他汽車(chē)電子系統(tǒng)相結(jié)合，使汽車(chē)更加舒適、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和安全。（2）VE泵的結(jié)構(gòu)圖如圖4所示滑套位置傳感器G149燃油切斷電磁閥N109油量調(diào)節(jié)器N146噴油提前角調(diào)節(jié)電磁閥N108圖4 VE泵結(jié)構(gòu)示意圖3、電子控制式軸向壓縮式分配泵系統(tǒng)的工作原理如圖5所示，以ECU為核心的電子柴油控制系統(tǒng)的閉環(huán)控制功能框圖如圖所示?，F(xiàn)將主要的控制功能說(shuō)明如下：圖5 分配泵系統(tǒng)電控部分的控制框圖Q1 空氣流量 na 發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速 Pa 大氣壓力 Sa 滑套信號(hào) Sv 正時(shí)裝置信號(hào)（實(shí)際值） tR 燃油溫度 T1近期溫度 tm 發(fā)動(dòng)機(jī)溫度ti噴射起

26、始時(shí)刻（實(shí)際值）(1)噴油量控制 由于噴油量對(duì)啟動(dòng)、怠速、功率特性、運(yùn)行舒適性和廢氣排放部有決定性的影啊，因此預(yù)先將啟動(dòng)油量、怠速、全負(fù)荷特性、油門(mén)踏板特性、排煙限制和油泵特性等的特性曲線(xiàn)編程井存儲(chǔ)到ECU的存儲(chǔ)器中。駕駛員可通過(guò)油門(mén)踏板傳感器輸入他對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩和轉(zhuǎn)速的要求，ECU根據(jù)已存入的特性曲線(xiàn)值和傳感器的實(shí)際輸入值就能計(jì)算出此時(shí)電磁調(diào)速機(jī)構(gòu)位置的設(shè)定值，井根據(jù)電磁調(diào)速機(jī)構(gòu)中的角度傳感器(控制套位置傳感器)的反饋信號(hào)用來(lái)校正控制套的位置，就能使噴油量始終很精確，有利于降低燃油消耗和廢氣排放。（2）噴油始點(diǎn)控制 噴油始點(diǎn)對(duì)啟動(dòng)、噪聲、燃油耗和排放都有決定性的影啊，因此編入到ECU存儲(chǔ)器中的

27、噴油始點(diǎn)特性曲線(xiàn)是考慮了這些相互關(guān)系的最佳數(shù)據(jù)的?？刂苹芈反_保了噴油始點(diǎn)的高精度控制：噴油始點(diǎn)傳感器從噴油嘴中獲得實(shí)際的噴油始點(diǎn)，并將其與程序中的噴油始點(diǎn)額定值進(jìn)行比較；如有偏差，ECU就會(huì)改變輸送給提前器脈沖電磁閥的信號(hào)占空比，以改變提前器活塞上的燃油壓力，直到噴油始點(diǎn)控制偏差為零為止。在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)和發(fā)動(dòng)機(jī)倒拖(此時(shí)噴油中斷)工況，噴油始點(diǎn)信號(hào)部足或沒(méi)有噴油始點(diǎn)信號(hào)，此時(shí)ECU就會(huì)轉(zhuǎn)換到另一種控制工作狀態(tài)，從ECU已編程的特性曲線(xiàn)中來(lái)獲取控制提前器脈沖電磁閥所需的信號(hào)占空比。(3)廢氣再循環(huán)(EGR)控制 EGR是目前降低柴油機(jī)NOx排放最有效的方法。它通過(guò)EG閥按一定的比例將發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢

28、氣部分地返回到發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣總管，與吸入的新鮮空氣混合后進(jìn)入汽缸，以降低燃燒溫度，達(dá)到降低柴油機(jī)NOx排放的目的。ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量和其他運(yùn)行參數(shù)計(jì)算出此時(shí)所需的EGR量，并與所存入的EGR特性曲線(xiàn)值進(jìn)行比較。在比較結(jié)果有偏差的情況下，ECU就會(huì)改變輸送到EGR閥的信號(hào)，調(diào)節(jié)EGR閥的升啟行程，達(dá)到所要求的EGR量。（4）啟動(dòng)油量控制/怠速轉(zhuǎn)速控制 啟動(dòng)油量控制和怠速轉(zhuǎn)速控制都是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的實(shí)際值與EC U中的額定值進(jìn)行比較所得到的偏差大小來(lái)調(diào)節(jié)噴油量(油量控制套筒的位置)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制的，因此才得以順利啟動(dòng)、怠速運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定、發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)很小。(5)附加功能 在系統(tǒng)中還具有許多高級(jí)的附加功能例

29、如當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器壞了的時(shí)候，EC U就會(huì)從噴油始點(diǎn)傳感器發(fā)出的噴油始點(diǎn)信號(hào)的時(shí)問(wèn)問(wèn)隔中算出替代轉(zhuǎn)速的信號(hào)在發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中某些部件發(fā)生故障時(shí)，采取諸如此類(lèi)的提代方法來(lái)保證發(fā)動(dòng)機(jī)能繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)(即使此時(shí)發(fā)不出全部功率)。這種功能被稱(chēng)為“跛行回家功能”又如當(dāng)噴油量調(diào)節(jié)器發(fā)生故障時(shí)，EC U就會(huì)使斷油電磁閥關(guān)閉，使發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)。只有當(dāng)重要的傳感器發(fā)生故障時(shí)，報(bào)警燈才會(huì)亮(6)自診斷 EC U具有自診斷功能在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，EC U對(duì)系統(tǒng)中的傳感器、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和微處理器等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。一旦發(fā)生故障，就會(huì)以故障代碼的形式存儲(chǔ)起來(lái)，井通過(guò)儀表板上的報(bào)警燈提示汽車(chē)司機(jī)。在修理時(shí)，可以采用故障診斷儀與汽車(chē)上的診斷插

30、座連接，讀出故障代碼得知發(fā)生故障的部件，井可按特定的測(cè)試程序，系統(tǒng)地檢查所有的傳感器、插頭和電控單元的功能。4、結(jié)構(gòu)（1） 出油閥 出油閥有兩種形式：帶回油節(jié)流的出油閥和等壓閥式出油閥。（2） 調(diào)速機(jī)構(gòu) 調(diào)速機(jī)構(gòu)，與機(jī)械式分配泵相比取消了機(jī)械式調(diào)速器，增加了調(diào)節(jié)活塞位置傳感器、噴有提前角調(diào)節(jié)提前角和油量調(diào)節(jié)器等裝置。調(diào)節(jié)活塞位置傳感器的作用是檢測(cè)活塞的位置并以電信號(hào)輸出到電控單元。油量調(diào)節(jié)器是一個(gè)電磁轉(zhuǎn)動(dòng)電位計(jì)，通過(guò)定向的占空循環(huán)（開(kāi)關(guān)比例）由電控單元控制。油量調(diào)節(jié)器上的偏心軸在高壓活塞上移動(dòng)調(diào)節(jié)活塞，因此達(dá)到噴油量的作用。（3） 供油提前角自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 供油提前角自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的重要元件，噴油

31、提前角調(diào)節(jié)閥N108。噴油提前角調(diào)節(jié)閥N108失效引起：發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速時(shí)爆燃和功率損失。噴油提前角調(diào)節(jié)不準(zhǔn)引起：形式特性惡化，廢氣排放惡化，冷啟動(dòng)困難，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)粗暴，功率損失等故障。第二章 電控柴油噴射系統(tǒng)測(cè)控試驗(yàn)臺(tái)的簡(jiǎn)介2.1試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)的意義隨著社會(huì)的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)的繁榮，科技決定國(guó)家的命運(yùn)，從而促使教育領(lǐng)域不斷的發(fā)展進(jìn)步。在教育領(lǐng)域，已經(jīng)從以前僅僅局限于書(shū)本到多媒體演示，從過(guò)去的理論到現(xiàn)在的理論聯(lián)系實(shí)際，已經(jīng)有了智的飛躍。汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展是國(guó)家科技發(fā)展的代表，汽車(chē)在很多系統(tǒng)已是電腦控制，從手動(dòng)的變成自動(dòng)地，由機(jī)械的向電控方向轉(zhuǎn)換。我國(guó)在教育條件方面也取得了相當(dāng)?shù)某删停?，需要改進(jìn)教育條件的還是

32、有很多的。對(duì)于汽車(chē)運(yùn)用工程專(zhuān)業(yè)，對(duì)于汽車(chē)結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)是相當(dāng)重要，盡管有著書(shū)本與實(shí)物本體的相接合學(xué)習(xí)，但并不能讓學(xué)生認(rèn)識(shí)以及學(xué)到太多的知識(shí)，尤其是現(xiàn)在的電控系統(tǒng)，從外部結(jié)構(gòu)上根本是無(wú)從學(xué)起。因此就因該改進(jìn)我們的教學(xué)方式，這就是將實(shí)物主體臺(tái)架化，也就是為了方便教學(xué)以及加強(qiáng)學(xué)生的認(rèn)識(shí)將實(shí)物主體的電控系統(tǒng)ECU、執(zhí)行器、傳感器以及蓄電池及點(diǎn)火開(kāi)關(guān)用導(dǎo)線(xiàn)將其引出，接到試驗(yàn)臺(tái)架上，完全顯示電控系統(tǒng)的顯示電路，更加方便教學(xué)、測(cè)量其參數(shù)值、實(shí)現(xiàn)故障模擬。我所做的課題即為捷達(dá)電控柴油噴射系統(tǒng)的試驗(yàn)臺(tái)架。2.2實(shí)驗(yàn)臺(tái)的整體構(gòu)造電控柴油噴射系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)主要是將實(shí)車(chē)電控柴油噴射系統(tǒng)臺(tái)架化即設(shè)計(jì)的電控柴油機(jī)（電控柴油

33、噴射系統(tǒng)）用臺(tái)架支撐起來(lái)，再是將電控柴油噴射系統(tǒng)的控制控制柜化，即將實(shí)車(chē)內(nèi)的控制系統(tǒng)元件或故障設(shè)置裝置、顯示裝置、控制裝置布置在控制柜內(nèi)部或面板上。因此整個(gè)試驗(yàn)臺(tái)的組成由三個(gè)部分組成：試驗(yàn)臺(tái)的主體部分、試驗(yàn)臺(tái)的控制部分和顯示模板部分。顯示板準(zhǔn)確、直觀、完整、形象地顯示電控柴油噴射系統(tǒng)電路的情況，并且實(shí)現(xiàn)故障的檢測(cè)和診斷。主體部分主要是安放實(shí)驗(yàn)對(duì)象的臺(tái)架。控制柜主要是采集、控制、反映柴油噴射系統(tǒng)的工作情況。2.3實(shí)驗(yàn)臺(tái)的基本工作原理及特點(diǎn)2.2.1 工作原理 實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)有檢測(cè)孔、指示燈、故障設(shè)置、顯示器等，實(shí)驗(yàn)臺(tái)已經(jīng)在主體部分和控制柜部分之間建立了聯(lián)系，主要是通過(guò)對(duì)主體部分中的實(shí)驗(yàn)對(duì)象的操作，控制

34、部分將主體部分的工作體現(xiàn)出來(lái)。而控制柜中設(shè)有的故障設(shè)置和傳感器信號(hào)仿真可以對(duì)主體部分的元件設(shè)置故障，也可以模擬傳感器的信號(hào)送入電控柴油噴射系統(tǒng)ECU來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。故障設(shè)置主要是通過(guò)不同線(xiàn)路的通斷來(lái)模擬故障的，主要是傳感器與執(zhí)行器，在其每一格線(xiàn)路上都設(shè)置了一個(gè)雙聯(lián)開(kāi)關(guān)、一故障燈和兩個(gè)檢測(cè)口，可以通過(guò)雙聯(lián)開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)故障模擬，主要是線(xiàn)路的通斷，還可以檢測(cè)線(xiàn)路的短路或短路問(wèn)題，也可以檢測(cè)傳感器或執(zhí)行器本身的故障。實(shí)驗(yàn)臺(tái)的故障設(shè)置可以采用普通開(kāi)關(guān)控制式也可以采用微機(jī)控制式設(shè)置。而顯示方式有指針儀表顯示、數(shù)碼管顯示、智能儀表顯示。2.2.2 特點(diǎn)試驗(yàn)臺(tái)是用單片機(jī)（J248等）將捷達(dá)SDI型柴油機(jī)的噴射系統(tǒng)有機(jī)

35、相連，利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)更多的自動(dòng)控制。我所做的是開(kāi)關(guān)控制的試驗(yàn)臺(tái)架，這樣設(shè)計(jì)，更容易控制，方便學(xué)生的操作與理解。優(yōu)勢(shì)：1、通過(guò)試驗(yàn)臺(tái)讓學(xué)生對(duì)柴油機(jī)燃油噴射的結(jié)構(gòu)有了感性的認(rèn)識(shí)，減輕了在教學(xué)中的困難，提高教學(xué)質(zhì)量，使控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)定量化、可視化。2、可以任意對(duì)燃油系統(tǒng)設(shè)置故障，如傳感器可以設(shè)置本生故障、地線(xiàn)、信號(hào)線(xiàn)等故障，并方便檢測(cè)。3、它能將發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的諸信號(hào)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)于動(dòng)態(tài)顯示；并通過(guò)屏幕按鈕設(shè)定，改變控制系統(tǒng)輸入/輸出參數(shù)參與電控系統(tǒng)的工作。4、試驗(yàn)臺(tái)原理清晰明了，操作方便，提高教學(xué)質(zhì)量。5、本試驗(yàn)臺(tái)是鍵盤(pán)實(shí)現(xiàn)故障模擬，只要輸入個(gè)故障碼，即可實(shí)現(xiàn)故障的設(shè)置。第三章 試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)過(guò)程

36、3.1 方案的選擇和確定在黃銀娣老師的指導(dǎo)下，以及多次的參觀實(shí)驗(yàn)室已有的試驗(yàn)臺(tái)架和謝老師的多次指導(dǎo)，并根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求，對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的方案進(jìn)行思考。參考在實(shí)驗(yàn)室參觀得到的對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的了解，結(jié)合電控柴油噴射系統(tǒng)本身及其主要部件的工作原理，初步確定實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)方案。實(shí)驗(yàn)臺(tái)采用微機(jī)控制式，并用發(fā)光二極管來(lái)顯示電路的通斷。用數(shù)碼管顯示傳感器的情況。電控柴油噴射系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)由顯示板、主體部分、控制柜部分三部分組成。主體部分包括柴油機(jī)（噴射系統(tǒng)）、起動(dòng)機(jī)、蓄電池等，因?yàn)槭乾F(xiàn)有的SDI型發(fā)動(dòng)機(jī)，因此柴油機(jī)上的主要傳感器和執(zhí)行器都按照實(shí)際位置布置在實(shí)體上。 顯示板，是實(shí)驗(yàn)臺(tái)的關(guān)鍵，它將噴射系統(tǒng)的工作電路清晰明

37、了、完整直觀地表示出來(lái)。通過(guò)接口與控制柜相連。控制柜部分，安裝著各個(gè)電控單元，設(shè)檢測(cè)孔、指示燈、故障設(shè)置、仿真系統(tǒng)等。本章小結(jié)：電控柴油噴射系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)必須在熟練掌握電控柴油噴射系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理和實(shí)驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理的基礎(chǔ)上，確定其初步方案，為電控柴油噴射系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)各部分電路設(shè)計(jì)作好鋪墊。本章主要是介紹了電控柴油噴射系統(tǒng)和實(shí)驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)和原理，并提出了實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)初步方案。3.2顯示模板的電路設(shè)計(jì)3.2.1電路分析顯示板的電路使整個(gè)試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，也是最基本的原理，是我們以后設(shè)計(jì)其它兩部分的基礎(chǔ)。因此先進(jìn)行顯示模板電路的設(shè)計(jì)。根據(jù)已有資料，捷達(dá)SDI（1.9L）型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的

38、電控單元J248為121個(gè)引腳，下面就依次分析。首先從傳感器開(kāi)始分析（1） 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器G28線(xiàn)圈產(chǎn)生的交變電壓信號(hào) 接插器T3/1、T3/2 J248的110和102引腳，T3/3端子與0.35sw導(dǎo)線(xiàn)相連，屏蔽于發(fā)動(dòng)機(jī)室線(xiàn)束內(nèi)搭鐵。（2） 燃油溫度傳感器G81 G81產(chǎn)生的信號(hào)通過(guò)傳感器接線(xiàn)端子 T10a/7、 T10a/4 J248的103和111端子。（3） 調(diào)節(jié)活塞位置傳感器G149 G149產(chǎn)生的信號(hào)由接插器端子T10a/1 、T10a/2、T10a/3 J248的108、106、99端子。（4） 冷卻液溫度傳感器G62 G62通過(guò)接插器接線(xiàn)端子3、 4 0.

39、35bl/br導(dǎo)線(xiàn)與發(fā)動(dòng)機(jī)直接燃油噴射系統(tǒng)控制單元J248的T121/104、T121/112接口相連。（5） 加速踏板位置傳感器G79 G79通過(guò)接插器接線(xiàn)端子T6/3、T6/2、T6/4 分別到0.35br/bl、0.35ge/gn、0.35gr/gn導(dǎo)線(xiàn)與直接燃油噴射系統(tǒng)電控單元J248的T1/21/50、T121/12、T121/69接口相連。（6） 進(jìn)氣岐管壓力傳感器G71與進(jìn)氣歧管溫度傳感器G72 G72通過(guò)接線(xiàn)端子1、2 0.35br/bl導(dǎo)線(xiàn)、0.5gr/gn導(dǎo)線(xiàn)與發(fā)動(dòng)機(jī)直接燃油噴射系統(tǒng)電控單元的T121/52、T121/73相連，輸入進(jìn)氣溫度信號(hào)，G71通過(guò)接線(xiàn)端子3、4 0

40、.35li/ro導(dǎo)線(xiàn)、0.35ge/sw導(dǎo)線(xiàn)與發(fā)動(dòng)機(jī)直接燃油噴射系統(tǒng) 電控單元的T121/31、T121/71端子相連，輸入進(jìn)氣壓力信號(hào)。（7） 針?lè)ㄉ虃鞲衅鱃80 G80 產(chǎn)生的信號(hào)通過(guò)接插器T2/1、T2/2 分別到0.35gr、0.5bl導(dǎo)線(xiàn)與直接燃油噴射系統(tǒng)電空單元的T121/109、T121/101接口相連，屏蔽于發(fā)動(dòng)機(jī)室線(xiàn)束內(nèi)搭鐵。（8） 制動(dòng)燈開(kāi)關(guān)F和制動(dòng)踏板開(kāi)關(guān)F47 電源正極 熔絲S162 50A 接到線(xiàn)8.0ro 接1.0ro導(dǎo)線(xiàn) 制動(dòng)燈開(kāi)關(guān)F 通過(guò)接導(dǎo)線(xiàn)0.35sw/ro與發(fā)動(dòng)機(jī)直接燃油噴射系統(tǒng)電控單元的T121/32端子相連，向發(fā)動(dòng)機(jī)直接燃油噴射系統(tǒng)控制單元發(fā)送F的接

41、通和斷開(kāi)信號(hào)。（制動(dòng)燈F）電源正極 熔絲S176 110A 接到線(xiàn)6.0ro 柴油直噴繼電器 J322 接2.5ro/sw導(dǎo)線(xiàn) 接h線(xiàn) 制動(dòng)踏板開(kāi)關(guān) 通過(guò)接導(dǎo)線(xiàn)1.0ro/sw與發(fā)動(dòng)機(jī)直接燃油噴射系統(tǒng)電控單元的T121/65端子相連，向發(fā)動(dòng)機(jī)直接燃油噴射系統(tǒng)控制單元發(fā)送F47的接通和斷開(kāi)信號(hào)。（制動(dòng)踏板開(kāi)關(guān)F47）（9） 電源正極 熔絲S176 110A 接到線(xiàn)6.0ro 柴油直噴繼電器 J322 接2.5ro/sw導(dǎo)線(xiàn) 接h線(xiàn) 通過(guò)接導(dǎo)線(xiàn)1.0ro/sw 離合器踏板開(kāi)關(guān) F36 接導(dǎo)線(xiàn)0.35sw/ro 與發(fā)動(dòng)機(jī)直接燃油噴射系統(tǒng)電控單元的T121/66端子相連，向發(fā)動(dòng)機(jī)直接燃油噴射系統(tǒng)控制單

42、元發(fā)送F36的接通和斷開(kāi)信號(hào)。（離合器踏板開(kāi)關(guān)F36）（10） 預(yù)熱塞繼電器J52 電源正極 熔絲S176 110A 點(diǎn)火開(kāi)關(guān)D 預(yù)熱塞繼電器J52 接導(dǎo)線(xiàn)0.35li 電控柴油噴射系統(tǒng)的電控單元的T121/42端子。 其次是執(zhí)行器電路分析：（1）油量調(diào)節(jié)器N146 電源正極 熔絲S176 110A 接到線(xiàn)6.0ro 柴油直噴繼電器 J322 接2.5ro/sw導(dǎo)線(xiàn) 接h線(xiàn) 接到線(xiàn)1.5ro/ws 到接插器T10/5 接到線(xiàn)1.5ro/li 到接插器T10a/5 油量調(diào)節(jié)器N146 到接插器T10a/6 接導(dǎo)線(xiàn)1.0br/ro與發(fā)動(dòng)機(jī)直接燃油噴射系統(tǒng)電控單元的T121/121端子相連，向電控單

43、元發(fā)送信號(hào)，控制噴油量（2）供油提前角調(diào)節(jié)閥 N108 電源正極 熔絲S176 110A 接到線(xiàn)6.0ro到柴油直噴繼電器 J322 接2.5ro/sw導(dǎo)線(xiàn) 接h線(xiàn) 接到線(xiàn)1.0ro/ws 到接插器T10/4 接到線(xiàn)1.0ro/ws 到接插器T10a/10 供油提前角調(diào)節(jié)閥N108 到接插器T10a/9 接導(dǎo)線(xiàn)1.0br/ws與發(fā)動(dòng)機(jī)直接燃油噴射系統(tǒng)電控單元的T121/114端子相連，向發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元發(fā)送電磁閥的通/斷 ，控制噴油始點(diǎn)。（3）預(yù)熱塞Q6 電源正極 熔絲S176 110A 接導(dǎo)線(xiàn) 2.5ro 預(yù)熱塞繼電器J52 1.5ro/ge 接導(dǎo)線(xiàn)6.0ro 熔絲S125 80A 接導(dǎo)線(xiàn)2.

44、5ro/ge 接導(dǎo)線(xiàn) 1.5ro/ge 接導(dǎo)線(xiàn)1.5ro/ge 接導(dǎo)線(xiàn) 1.5ro/ge 接導(dǎo)線(xiàn)2.5ro/ge 接導(dǎo)線(xiàn)1.5ro/ge 接導(dǎo)線(xiàn) 1.5ro/ge 接插器T10/7 接導(dǎo)線(xiàn)1.5ro/ge 到預(yù)熱塞 搭鐵。接插器T10/8 接導(dǎo)線(xiàn)1.5ro/ge 到預(yù)熱塞 搭鐵。接插器T10/9 接導(dǎo)線(xiàn)1.5ro/ge 到預(yù)熱塞 搭鐵。接插器T10/10 接導(dǎo)線(xiàn)1.5ro/ge 到預(yù)熱塞 搭鐵。（4）EGR閥N18 電源正極 熔絲S176 110A 接到線(xiàn)6.0ro 柴油直噴繼電器 J322 接2.5ro/sw導(dǎo)線(xiàn) 接h線(xiàn) 通過(guò)接導(dǎo)線(xiàn)1.0ro/sw EGR閥N18 接導(dǎo)線(xiàn)0.35與發(fā)動(dòng)機(jī)直接

45、燃油噴射系統(tǒng)電控單元的T121/61的端子。電源電路的分析：(1) 從蓄電池正極出來(lái) 點(diǎn)火開(kāi)關(guān)D X觸點(diǎn) 卸荷繼電器J59，當(dāng)卸荷繼電器通電時(shí)，將X線(xiàn)與?；鸾油?。 向起動(dòng)機(jī)供電 50b（是啟動(dòng)機(jī)控制線(xiàn)） 起動(dòng)機(jī)，啟動(dòng)起動(dòng)機(jī) 。 15 （向點(diǎn)火系供電） 自診斷插口 預(yù)熱塞繼電器 發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元 發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元 P（向停車(chē)燈供電） S（控制收放機(jī)電路） 從蓄電池正極 S176110A D點(diǎn)火開(kāi)關(guān) 執(zhí)行器、開(kāi)關(guān)等 直接燃油噴射繼電器J322 發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元（前面已介紹） （2）從蓄電池正極出發(fā) S177150 發(fā)電機(jī) 給J285供電 通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)到發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元 電壓調(diào)節(jié)器 搭鐵（3）從蓄電池正極出發(fā)

46、到預(yù)熱塞繼電器 預(yù)熱塞（當(dāng)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)打開(kāi)，預(yù)熱塞繼電器通電，則預(yù)熱塞則由蓄電池直接供電） 以上是所有產(chǎn)感器、執(zhí)行器、繼電器以、電源電路及其它元件的電路分析。3.2.2顯示板的設(shè)計(jì) 顯示板的大體布置（見(jiàn)圖紙一），中間是直接燃油噴射系統(tǒng)的電控單元J248，左側(cè)是電源、開(kāi)關(guān)、電磁閥、執(zhí)行器等；右側(cè)是8個(gè)傳感器。這樣布置，顯得整個(gè)顯示板清楚勻稱(chēng)。除此之外，還在傳感器以及執(zhí)行器與電控單元的連線(xiàn)上設(shè)置了檢測(cè)孔，以及故障燈。通過(guò)檢測(cè)口可以檢測(cè)傳感器本身是否有故障、或檢查與電控單元的連線(xiàn)是否短路或短路。這樣的安排主要目的是可以通過(guò)試驗(yàn)臺(tái)之間檢測(cè)出個(gè)元件的故障問(wèn)題和相應(yīng)的數(shù)據(jù)，不至于找錯(cuò)接線(xiàn)，避免了檢測(cè)中額外的錯(cuò)

47、誤，提高教學(xué)質(zhì)量。根據(jù)以上的要求，依照查找的有效資料，我繪制出了捷達(dá)SDI型發(fā)動(dòng)機(jī)（1.9L）電控燃油噴射系統(tǒng)的顯示板電路圖。在設(shè)計(jì)工程中，嚴(yán)格的將執(zhí)行器與傳感器按照計(jì)劃的方案布置，因此，整個(gè)顯示原理圖顯得非常整齊、工整、美觀。顯示電路圖，是整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的原理圖，是主體電路圖與接線(xiàn)圖的基礎(chǔ)，因此，其重要性是不言而喻的。在整個(gè)顯示電路圖繪制的過(guò)程中，我已經(jīng)過(guò)反復(fù)的修改、整理以及黃老師的指導(dǎo)，最終畫(huà)出了這張?jiān)韴D。盡管如此，相信仍不可避免的會(huì)有些不足，也希望各位老師給與我批評(píng)與指正！具體的電路圖參見(jiàn)附錄2：顯示板電路圖.顯示板電路主要是介紹捷達(dá)點(diǎn)控柴油噴射系統(tǒng)的控制原理，從顯示電路中可以直接知道，

48、電控單元J248，有121個(gè)引腳，整個(gè)噴射系。另外，可以清晰的知道電控燃油噴射系統(tǒng)控制元件的組成，共有八個(gè)傳感器，兩個(gè)執(zhí)行其，兩個(gè)繼電器、一組保險(xiǎn)絲、以及預(yù)熱塞、EGR閥、電源、點(diǎn)火開(kāi)關(guān)等等。這張顯示電路既是顯示板的電路圖，更是主體部分與背面接線(xiàn)圖的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。3.3 主體電路的設(shè)計(jì)3.3.1 概述主體電路的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)盡量按照實(shí)際位置布置，但是考慮到發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，整個(gè)噴射系統(tǒng)是布置在其內(nèi)部，因此，按照試驗(yàn)臺(tái)的實(shí)際位置布置是不可能的。因此，跟黃老師商量，把燃油系統(tǒng)電控的相關(guān)元件布置在一張圖紙上，把所有的電路線(xiàn)引到控制柜中。繪制的主要依據(jù)是前面我們畫(huà)出的原理圖，這也體現(xiàn)出了前面第一張圖的重要性

49、。由于控制柜與外部的試驗(yàn)臺(tái)是分開(kāi)的，所以，我們的設(shè)計(jì)就有一些原則：1、 我們要求進(jìn)入控制柜的線(xiàn)盡量要少，這樣整張圖看起來(lái)比較整潔。2、 我們要求要把所有保險(xiǎn)絲都集中放在一起，保險(xiǎn)絲盒則既可以放在控制柜中。 3、 點(diǎn)火開(kāi)關(guān)、控制單元以及一些控制模塊要放在控制柜里邊。經(jīng)過(guò)比較，我決定把保險(xiǎn)絲盒放在里面，原因主要是使線(xiàn)路更加簡(jiǎn)潔。我計(jì)算過(guò)，保險(xiǎn)絲盒放在里面和放在外面線(xiàn)路的條數(shù)應(yīng)該是差不多，但放在里面，主體部分外部電路和內(nèi)部的控制柜電路都簡(jiǎn)化不少，不會(huì)出現(xiàn)線(xiàn)繞來(lái)繞去的局面。這樣使線(xiàn)路圖看起來(lái)整潔、美觀。當(dāng)然，保險(xiǎn)絲盒放在里面，也有一個(gè)，那就是如果萬(wàn)一要更換的話(huà)可能會(huì)有一些不方便，但綜合起來(lái)考慮，我還是

50、選擇了放在里面。3.3.2 設(shè)計(jì)過(guò)程 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我遇到了很多的的問(wèn)題。設(shè)計(jì)出，對(duì)于整個(gè)的柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)和確切位置以及原理不是很清楚，因此在畫(huà)顯示電路、主體電路以及接線(xiàn)圖時(shí)出現(xiàn)了很多困難。但是在黃老師以及謝老師的幫助之下，在反復(fù)的參觀實(shí)驗(yàn)室的大宇發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)和已有的捷達(dá)柴油機(jī)，對(duì)于結(jié)構(gòu)以及原理方面，有了深刻的認(rèn)識(shí)。即過(guò)多次的整理和修改，最終畫(huà)出了主體部分的電路，但由于柴油噴射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)置于發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部，無(wú)法按照其實(shí)際位置布置。因此，我最終所畫(huà)出來(lái)的主體電路并不能表達(dá)其實(shí)際布置位置，只能將其組成表達(dá)出來(lái)。主體電路見(jiàn)附錄3 整個(gè)柴油噴射系統(tǒng)的大致是這樣的。柴油噴射系統(tǒng)總共有八個(gè)傳感器、三個(gè)開(kāi)關(guān)、一

51、個(gè)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)、一個(gè)蓄電池、一組保險(xiǎn)絲、兩個(gè)執(zhí)行器、兩個(gè)繼電器、以及EGR閥和預(yù)熱塞等，還有就是控制單元（J248） ECU和自診斷插口。其中傳感器有：；發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、進(jìn)氣壓力和進(jìn)氣溫度傳感器、加速踏板位置傳感器、調(diào)節(jié)活塞位置傳感器、針閥升程傳感器、冷卻液溫度傳感器、燃油溫度傳感器開(kāi)關(guān)有：制動(dòng)踏板開(kāi)關(guān)、制動(dòng)燈開(kāi)關(guān)、離合器踏板開(kāi)關(guān)；執(zhí)行器分別是油量調(diào)節(jié)器和供油提前角調(diào)節(jié)閥；繼電器是預(yù)熱塞繼電器和柴油直噴繼電器。為了使主體電路更加美觀、整潔，我考慮將所用到的所有保險(xiǎn)絲放在一起，盡量以最短的接線(xiàn)、盡量少的交線(xiàn)連接到控制柜的接插口上。圖中控制柜接插口僅用一天直線(xiàn)代替。由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)并不是很復(fù)雜，其位置安

52、置隨意，因此，顯得整個(gè)的主體電路比較簡(jiǎn)單。 畫(huà)出柴油噴射系統(tǒng)，考慮到其結(jié)構(gòu)大小，我選擇了一號(hào)圖紙3.4 控制部分的電路設(shè)計(jì)概述 整個(gè)控制部分電路也是這個(gè)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)，其中用了很多的單片機(jī)芯片，比如鍵盤(pán)控制和LED顯示?？刂乒竦耐庥^的設(shè)計(jì)應(yīng)該方便器件的擺放、方便使用者操作和觀察，設(shè)計(jì)同時(shí)要考慮到制造的方便性和可能性。一般將電路元件布置在控制柜內(nèi)部，顯示儀表和元件布置在顯示面板外。 控制柜的外觀結(jié)構(gòu)如圖（6）所示： 圖（6） 試驗(yàn)臺(tái)架的外觀布置總圖圖（6）試驗(yàn)臺(tái)架的外觀布置總圖中的A面之前是主體部分，主體部分是實(shí)驗(yàn)室已有的捷達(dá)柴油機(jī)，并將線(xiàn)路連接口設(shè)在此面，減少導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度，節(jié)約材料。為了方便檢測(cè)和和教

53、師講解其燃油噴射工作原理，我將顯示電路圖畫(huà)在了C面，將檢測(cè)孔及故障燈按照實(shí)際位置布置在顯示電路圖上，我將LED顯示器、仿真系統(tǒng)、P/N開(kāi)關(guān)、儲(chǔ)存/復(fù)位開(kāi)關(guān)、鍵盤(pán)、點(diǎn)火開(kāi)關(guān)、5V電源放置在B面上，這樣放置，方便了使用鍵盤(pán)設(shè)置故障、檢測(cè)、觀察指示燈的亮或滅和顯示器顯示的信息、各開(kāi)關(guān)和仿真系統(tǒng)的操作。保險(xiǎn)絲盒及故障設(shè)置開(kāi)關(guān)設(shè)置在D面。，這樣放置可以使線(xiàn)路的連接和與外部線(xiàn)路的連接比較方便、簡(jiǎn)單、合理。如果將內(nèi)部器件放在不同的面上，線(xiàn)路的連接就會(huì)顯得繁冗復(fù)雜。各物件的具體放置位置則要聯(lián)系其與外部器件之間的聯(lián)系，如考慮實(shí)驗(yàn)臺(tái)故障控制電路單片機(jī)和鍵盤(pán)的連接等，避免線(xiàn)路不必要的交叉。這部分電路我們需要解決的問(wèn)題是：1、信號(hào)的控制。就是對(duì)外部傳感器和執(zhí)行器所輸入的信號(hào)進(jìn)行控制，信號(hào)的控制有很多，比如短、斷路控制，另外我們還可以在將外面所給它的信號(hào)斷掉以后，再給它一個(gè)不同強(qiáng)弱或大小的信號(hào)，這樣我們就可以模擬更多的