柴油機電控系統(tǒng) 1-3

主講：高武

柴油機電控系統(tǒng)目錄一傳統(tǒng)的柴油機供給系統(tǒng)二柴油機電控燃油系統(tǒng)簡介三高壓共軌系統(tǒng)的組成四共軌燃油系統(tǒng)結(jié)構(gòu)五燃油系統(tǒng)診斷測試六軌壓無法建立故障一、傳統(tǒng)的柴油機供給系統(tǒng)燃油濾清器低壓油管高壓油管噴油泵噴油器回油管燃油箱輸油泵油水分離器調(diào)速器限壓閥噴油提前器直列泵（A、B、P……）輸油泵調(diào)速器泵體分泵驅(qū)動軸1、傳統(tǒng)的柴油機——直列泵柱塞上行a.從下止點到柱塞頭部封閉徑向油孔之前。b.從柱塞頭部封閉徑向油孔到柱塞斜槽露出徑向孔之前。c.從柱塞斜槽露出徑向油孔到柱塞上行至上止點。abc2、柱塞泵工作原理a.從上止點到柱塞斜槽封閉徑向油孔之前。c.從柱塞頭部露出徑向油孔到運行下止點。b.從柱塞斜槽封閉徑向孔到柱塞頭部露出徑向油孔之前。acb柱塞下行2、柱塞泵工作原理調(diào)節(jié)供油量方法：轉(zhuǎn)動柱塞——改變hg——改變循環(huán)供油量Δg。停油：直槽對準(zhǔn)油孔。hg3、噴油量調(diào)節(jié)供油有效行程：hg決定了噴油泵每循環(huán)供油量（Δg）。目錄一傳統(tǒng)的柴油機供給系統(tǒng)二柴油機電控燃油系統(tǒng)簡介三高壓共軌系統(tǒng)的組成四共軌燃油系統(tǒng)結(jié)構(gòu)五燃油系統(tǒng)診斷測試六軌壓無法建立故障二、柴油機電控燃油系統(tǒng)簡介第一代:柴油機電控燃油噴射系統(tǒng)也稱位置控制系統(tǒng)，可以精確控制噴油正時和預(yù)噴射。第二代:第二代系統(tǒng)也稱時間控制系統(tǒng)，可以精確控制噴油量和噴油正時。第三代：第三代也稱為直接數(shù)控系統(tǒng)，高壓油泵主要給共軌管提供合適的高壓燃油，噴油量及噴油正時由噴油器上的電磁閥精確控制。

（一）柴油機電控燃油系統(tǒng)類別1、第一代柴油機位置控制系統(tǒng)特點：

噴油量：由電子伺服機構(gòu)替代調(diào)速器。

TICS系統(tǒng)還可以調(diào)節(jié)正時和預(yù)噴射，被稱為泵的終結(jié)者。2、第二代系統(tǒng)也稱時間控制系統(tǒng)特點：電腦控制電磁閥來控制噴油量和噴油正時。缺點：壓力是脈動。分配泵電控噴射系統(tǒng)分為軸向和徑向兩種分配泵。其中軸向的以VP37為代表，主要用在捷達1.9SDI上，而徑向的以VP44為代表，主要用在ISUZU的4KH1－TCK發(fā)動機上，也用在奧迪2.5TDI上。泵噴嘴泵噴嘴電控系統(tǒng)BOSCH泵噴嘴電控系統(tǒng)單體泵

單體泵作為整體部件裝在柴油機的氣缸體上，直接由發(fā)動機凸輪軸上的噴射凸輪經(jīng)滾柱挺桿驅(qū)動，電磁閥動作模式與泵噴嘴系統(tǒng)相同。

單體泵

3、直接數(shù)控系統(tǒng)（共軌）特點：壓力和時間綜合控制。共軌式電控噴射系統(tǒng)，采用壓力時間式燃油計量原理，用電磁閥控制噴射過程，可以實現(xiàn)對噴射油量和噴射定時的靈活控制。（二）共軌系統(tǒng)與傳統(tǒng)柴油供給系統(tǒng)的區(qū)別電子控制壓力傳感器一定的壓力瞬間的壓力噴射器供油泵共軌體系噴油體系噴油泵噴油嘴共軌定時器（SCV）舊體系共軌體系共軌SCV一定的壓力變動的壓力管體系噴油泵定時器Governor噴油嘴噴射品質(zhì)控制噴油泵（governor）噴油泵（timer）噴油泵噴油泵發(fā)動機轉(zhuǎn)速和噴射量有關(guān)ECU,噴射器

(2WV)ECU,噴射器

(2WV)噴油泵噴油泵噴油泵

(PCV)供油泵噴射器噴射時間調(diào)整控制加壓分配噴射壓力控制共軌系統(tǒng)與傳統(tǒng)柴油供給系統(tǒng)的區(qū)別（二）共軌系統(tǒng)與傳統(tǒng)柴油供給系統(tǒng)的區(qū)別高壓共軌系統(tǒng):供油泵從油箱將燃油泵入高壓油泵的進油口，由發(fā)動機驅(qū)動的高壓油泵將燃油增壓后送入共軌腔內(nèi)，再由電磁閥控制各缸噴油器在相應(yīng)時刻噴油。（三）高壓共軌系統(tǒng)1、對柴油機電控系統(tǒng)的要求（1）提高柴油機的經(jīng)濟性和降低排放。最佳噴油提前角和噴油量對動力性、經(jīng)濟性和排放影響很大，但噴油量和正時的影響因素又很多，傳統(tǒng)機械式噴油很難做到噴油提前角和噴油量最佳。（2）提高了發(fā)動機的可靠性對發(fā)動機進行監(jiān)控保護、診斷和備用功能。（3）對柴油機運行進行實時高速高精度控制。（4）較強的適應(yīng)性能只要改寫程序就可改型匹配。2、共軌系統(tǒng)的優(yōu)點優(yōu)點主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

⑴、寬廣的應(yīng)用領(lǐng)域（用于小型乘用車和輕型載重車，每缸功率可達30kW；用于重型載重車、內(nèi)燃機車和船舶，每缸功率可達200kW左右）。

⑵、噴油壓力柔性可調(diào)，噴油壓力可隨柴油機運轉(zhuǎn)工況而變化，優(yōu)化發(fā)動機綜合性能。

⑶、噴油正時可調(diào)，配合最高噴油壓力（120~200MPa），降低了NOX和PM排放。

⑷、可實現(xiàn)預(yù)噴射、主噴射和后噴射。保證了動力性、經(jīng)濟性和NOX排放。⑸、降低了振動和噪聲。

提高了柴油機的經(jīng)濟性和降低排放

最佳噴油提前角受發(fā)動機轉(zhuǎn)速、負荷、冷卻液溫度、燃油溫度、進氣溫度及壓力等多種因素的影響。柴油機電控系統(tǒng)應(yīng)能在不同的工況及工作條件下精確地控制噴油提前角，并始終保持在最佳值，以降低燃油消耗和減少排放污染。

柴油機電控系統(tǒng)還必須對噴油量進行精確的控制，并能在不同工況及工作條件下對噴油量進行校正補償，對噴射壓力進行精確的控制

提高發(fā)動機的可靠性

對影響發(fā)動機工作性能的參數(shù)進行實時監(jiān)控，如發(fā)動機轉(zhuǎn)速、機油壓力、冷卻液溫度、燃油壓力等。一旦某一項或幾項參數(shù)異常，超出設(shè)定值，系統(tǒng)就會立即發(fā)出警告信號。對柴油機運行工況進行實時高精度控制

一旦柴油機及其系統(tǒng)的運行參數(shù)或狀態(tài)偏離目標(biāo)值，電控系統(tǒng)就能立即進行調(diào)節(jié)和控制，從而實現(xiàn)對柴油機運行工況的實時高精度控制。較強的適應(yīng)性

對于不同用途、不同機型的柴油機，柴油機電子控制系統(tǒng)應(yīng)有較強的適用性。這一點對于柴油機電子控制系統(tǒng)是很容易做到的。對于同一系列的電控柴油機，只要通過改變電控單元中EPROM的軟件程序，就能實現(xiàn)改型匹配。3、共軌系統(tǒng)的發(fā)展97年日本電裝用在商用車上第一代：壓力低于100MPa。第二代：壓力較高100~200MPa。電磁閥式噴油器。目前，國內(nèi)主要使用第二代。第三代：壓力大于200MPa。多次噴射預(yù)噴射：預(yù)噴射可在上止點前90°內(nèi)進行,少量燃油（1～4mm3）噴入汽缸,主要作用是減小了燃燒噪聲。主噴射：決定了發(fā)動機的扭矩。后噴射：還原NOx,在上止點后200°內(nèi),主要作用是降低廢氣中NOx的含量。

4、柴油機電控系統(tǒng)的控制內(nèi)容噴油量控制：轉(zhuǎn)速和油門踏板噴油正時控制：轉(zhuǎn)速和油門踏板怠速控制：怠速轉(zhuǎn)速在目標(biāo)轉(zhuǎn)速附近各缸噴油量不均勻的修正：做功時轉(zhuǎn)速差異來修正

噴油量降低轉(zhuǎn)速波動廢氣再循環(huán)：減少NOX

起動預(yù)熱控制：故障自診斷功能：自診斷故障保護功能：保護模式5、共軌系統(tǒng)主要生產(chǎn)廠家德國ROBERTBOSCH公司的CR系統(tǒng)日本電裝公司的ECD-U2系統(tǒng)美國的DELPHI公司的LDCR系統(tǒng)等意大利的FIAT集團的unijet系統(tǒng)目錄一傳統(tǒng)的柴油機供給系統(tǒng)二柴油機電控燃油系統(tǒng)簡介三高壓共軌系統(tǒng)的組成四共軌燃油系統(tǒng)結(jié)構(gòu)五燃油系統(tǒng)診斷測試六軌壓無法建立故障三、高壓共軌系統(tǒng)的組成（一）高壓共軌系統(tǒng)主要組成共軌系統(tǒng)燃油系統(tǒng)電控系統(tǒng)低壓油路高壓油路回油油路傳感器電控單元執(zhí)行器（二）燃油系統(tǒng)啟動裝置傳感器電腦油門傳感器主轉(zhuǎn)速傳感器(曲軸角度傳感器)

副

傳感器其他的傳感器等噴射器供油泵電磁閥

,燈光等控制體系發(fā)動機轉(zhuǎn)速油門角度氣筒判別信號?噴射修正控制?噴射時間調(diào)整控制噴射壓力控制空擋信號etc（三）電控系統(tǒng)目錄一傳統(tǒng)的柴油機供給系統(tǒng)二柴油機電控燃油系統(tǒng)簡介三高壓共軌系統(tǒng)的組成四共軌燃油系統(tǒng)結(jié)構(gòu)五燃油系統(tǒng)診斷測試六軌壓無法建立故障四、共軌燃油系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（一）低壓供油部分

共軌噴油系統(tǒng)的低壓供油部分包括:燃油箱（帶有濾網(wǎng)）、燃油粗濾器、輸油泵、燃油精濾器及低壓油管。

1、濾清器吸入側(cè)濾清器

10微米，可預(yù)注油水分離器及傳感器壓力側(cè)濾清器

3微米，不可預(yù)注燃油濾清器1、手動泵2、泵體總成3、放氣塞4、濾清器5、過濾元件6、浮子7、放水塞8、水位傳感器燃油濾清器（吸入側(cè)）燃油濾清器（10um）和水分離器位于燃油系統(tǒng)的吸油側(cè)。

．含水（WIF)傳感器

．可以預(yù)先注油

．預(yù)注方法：

泵動泵手柄，對于干濾清器，大約140至150次往復(fù)，或?qū)τ陬A(yù)注滿的濾清器，20至60次往復(fù)。鎖止手動預(yù)注泵手柄。

燃油濾清器（壓力側(cè)）安裝在發(fā)動機上的燃油濾清器(5um）由安裝在燃油泵上的齒輪泵加壓。最大壓降200kPa。

康明斯公司建議不要預(yù)先注滿燃油濾清器。濰柴WP12126*155mm,11.596L,353Kw2、輸油泵輸油泵是一種帶有濾網(wǎng)的電動泵或齒輪泵,它將燃油從燃油箱中吸出,將所需的燃油連續(xù)供給高壓泵。（二）高壓供油部分共軌噴油系統(tǒng)的高壓供油部分包括：帶調(diào)壓閥的高壓泵、高壓油管、作為高壓存儲器的共軌（帶有共軌壓力傳感器）、限壓閥和流量限制器、噴油器。

1、高壓泵高壓泵將燃油壓送到共軌的壓力最大可為180MPa,高壓燃油經(jīng)高壓油管進入類似管狀的共軌中。

主要包括：抽吸機構(gòu)、油壓控制閥、燃油溫度傳感器、進油泵和轉(zhuǎn)速傳感器。（1）DENSO系統(tǒng)1、排氣只用手油泵即可2、靠近驅(qū)動的叫PCV1。HP0型泵送過程（通電關(guān)閉建壓）HP4泵結(jié)構(gòu)·泵單元（偏心凸輪、環(huán)形凸輪、柱塞）、SCV（吸入控制閥常開型）、燃油溫度傳感器和進油泵。占空比控制。形式U2轉(zhuǎn)速比(Np:Ne)1:2最高轉(zhuǎn)速

1600rpm方向反表方向

(在齒輪方向看)組織零件低壓泵Trochoid

型

SCV電壓24V形式NormallyopenPlunger內(nèi)經(jīng)×孔數(shù)Φ8.5×2移動長度14mm燃溫傳感器318Ω-2.45KΩ※樣品PCV※

20℃-80℃之間的數(shù)字供油泵SCV電壓11V～32V20℃約8Ω（7.65Ω～8.15Ω）燃溫傳感器20℃2.45kΩ40℃1.15kΩ60℃584Ω80℃318Ω壓力傳感器信號電壓0MPa時1V200MPa時

4.2V標(biāo)準(zhǔn)值（2）博世系統(tǒng)泵CP1泵：最大壓力135MPa①無輸油泵，配有電動泵，（索菲姆系統(tǒng)）伊維克．②出油調(diào)節(jié)，常開電磁閥．③第三柱塞關(guān)閉電磁閥，當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速超過4200r/min,電磁閥激活，關(guān)閉第三柱塞．ＣＰ１高壓泵CP3高壓油泵①壓力達到1800bar；②在油泵上安裝了進油計量元件（進油計量比例閥，常開型）；③用于康明斯發(fā)動機上。ＣＰ１Ｈ高壓泵

①最大壓力145MPa,結(jié)構(gòu)與CP1一致。

②加裝了機械輸油泵。

③進油控制，常閉進油閥。油軌無限壓閥。

④主要用在朝柴、玉柴四缸機上。

ＣＰ１Ｈ高壓泵CP2高壓泵進油控制，常開型；機油潤滑；用于錫柴、濰柴發(fā)動機；缺點：排氣困難；CP2.2結(jié)構(gòu)2、壓力控制閥CP1：未通電時，共軌壓力近似100bar。通電時，控制閥保持部分開啟，并維持一定的燃油壓力。CP2.2、CP3進油計量閥未通電時，進油口開度最大，可以向高壓油泵柱塞腔提供最大流量的燃油。CP1H的進油計量元件在不通電時，進油截面積處于完全關(guān)閉位置。3、共軌共軌的任務(wù)是存儲高壓燃油，高壓泵的供油和噴油所產(chǎn)生的壓力波動由共軌的容積進行緩沖。使高壓油軌中的壓力波動控制在5Mpa之下。

4、共軌結(jié)構(gòu)由于發(fā)動機的安裝條件不同，主要有：帶流量限制器（選裝件）、共軌壓力傳感器、調(diào)壓閥和限壓閥5、限壓閥作用：開啟的壓力大約為140-230MPa，用于閥閉合的壓力大約為30-50MPa?？得魉勾笥?85MPa時打開，并維持85MPa。6、共軌壓力傳感器

任務(wù)：以足夠的精度、在較短的時間內(nèi)測定共軌中燃油的實時壓力，并向ECU提供相應(yīng)的電壓信號。電壓在0.5～4.5V。測量精度約為±2%。一旦共軌壓力傳感器失效，ECU以某個固定的預(yù)定值來控制調(diào)壓閥的開度。7、流量緩沖器噴射管道或噴射器出現(xiàn)燃油泄漏的情況，切斷燃油通道，從而防止燃油異常排放。8、噴油器噴射器根據(jù)ECU發(fā)出的信號，將油軌中的加壓燃油以最佳的噴射正時、噴射量、噴射率和噴射方式噴射到發(fā)動機燃燒室中。驅(qū)動電壓110V。QR代碼QR（快速響應(yīng)）代碼。QR代碼包含噴射器中的校正數(shù)據(jù)，它被寫入發(fā)動機ECU中。QR代碼致使燃油噴射量校正點的數(shù)目大大增加，極大地改善了噴射量精度。QR代碼修正數(shù)值

QR代碼的內(nèi)容

電裝和日野

的零件編碼

/生產(chǎn)編碼

發(fā)動機的機型

校正用修正數(shù)值從頂部觀看QR代碼的內(nèi)容QR代碼讀取器QR代碼讀取器噴油量±3.0%

1234

56氣缸

1234

56氣缸±1.5%最大功率時各缸噴油量差異（QR代碼）的誤輸入對車輛的影響①在新的電腦里沒有輸入修正值時,ECU判斷為發(fā)生異常,點亮發(fā)動機檢測燈,同時減少噴射量,結(jié)果發(fā)動機的動力會下降。②更換電控噴油器，沒有輸入原數(shù)據(jù)或輸錯數(shù)據(jù)電控噴油器的順序輸錯一缸變二缸）通過錯誤的修正值進行控制，燃油噴射量的誤差增大，振動增加，扭力不平均，冒黑煙。（根據(jù)修正值的差異多少，惡化程度也不同）

③修正值當(dāng)中的數(shù)值出錯時,如果將1個噴油器的補正值(30位的數(shù)值)輸入錯的時候，通過ECU的核對機能判斷為誤輸入,ECU不接受此數(shù)據(jù)。電控噴油器修正值（三）回油管路回油管路回油管路回油的組成來自噴油泵來自油軌限壓閥來自噴油器目錄一傳統(tǒng)的柴油機供給系統(tǒng)二柴油機電控燃油系統(tǒng)簡介三高壓共軌系統(tǒng)的組成四共軌燃油系統(tǒng)結(jié)構(gòu)五燃油系統(tǒng)診斷測試六軌壓無法建立故障五、燃油系統(tǒng)診斷測試1、燃油中有氣（悠車）測試步驟：

．?dāng)嚅_齒輪泵燃油進口管連接處的快速插拔接頭。

．將專用測試工具（有透明管）接入到齒輪泵入口．

．運轉(zhuǎn)發(fā)動機．保持低怠速運行。

．從透明管中的燃油流動觀察油中的氣泡．如果運轉(zhuǎn)幾分鐘后，仍然能夠觀察到燃油的流動中有連續(xù)的氣泡，則進油管路中有空氣泄漏點。

燃油中有氣

原因：進氣阻力大、有漏氣處。漏氣可能原因：低壓泵前的油管、濾清器、ECM冷卻板。

2、燃油進口阻力測試步驟：斷開齒輪泵燃油進口管連接處的快速插拔接頭，將專用側(cè)試工具（有透明管）接入到齒輪泵入口。

．連接壓力模塊和萬用表

．運轉(zhuǎn)發(fā)動機，發(fā)動機以怠速運行，觀察壓力讀數(shù)。

．技術(shù)規(guī)范：怠速時允許的最大燃油進口阻力：50.8kpa。燃油進口阻力

原因：低壓泵前的油管、濾清器、ECM冷卻板堵。

3、齒輪泵輸出壓力斷開油泵齒輪泵出口處的快速插拔接頭．接入專用測試工具（有透明管），并接壓力模塊和萬用表。怠速運轉(zhuǎn)發(fā)動機，監(jiān)測齒輪泵出口壓力。技術(shù)規(guī)范：

最小值：503kpa最大值：1303kpa

如果低于規(guī)范值，應(yīng)檢查燃油進口阻力，油中的空氣，如果以上兩項正常，更換齒輪泵．

如果發(fā)動機無法起動，拖動發(fā)動機，齒輪泵出口燃油壓力技術(shù)規(guī)范為：最小值：303kpa

最大值：ll03kpa4、濾清器阻力濾清器進口壓力同上。濾清器出口壓力同上。燃油濾清器壓降

．發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)時，監(jiān)測柴油濾清器進出口的燃油壓力，壓力差技術(shù)規(guī)范為：

最大壓差：8lkpa

．發(fā)動機額定負荷工況下，監(jiān)測柴油濾清器進出口的燃油壓力，壓力差技術(shù)規(guī)范為：

最大壓差：200kpa

．如果燃油濾清器未能滿足上述技術(shù)規(guī)范，應(yīng)立即更換燃油濾清器。5、回油阻力拖動或在低怠速下運轉(zhuǎn)發(fā)動機，監(jiān)測回油壓力，技術(shù)規(guī)范為：

最大值：18.6kpa6、高壓泵輸出壓力：只能用INSIT。標(biāo)準(zhǔn)：25~160MPa.

輸出油量：不著車時特別有用。方法：將高壓泵輸出油導(dǎo)入容器，斷開EFC，托動發(fā)動機，標(biāo)準(zhǔn)：70ml/30S。小于標(biāo)準(zhǔn)的原因：有氣、進油阻力大、濾清器、EFC和高壓泵。高壓泵回油量：方法：將高壓泵回油導(dǎo)入容器，怠速運轉(zhuǎn)發(fā)動機，標(biāo)準(zhǔn)：最大回油量500ml/30S。大于標(biāo)準(zhǔn)的原因：有氣、進油阻力大、濾清器、高壓泵。7、限壓閥泄漏測試將限壓閥回油導(dǎo)向一個帶刻度500ml的計里油杯中。

技術(shù)規(guī)范：

怠速時：不允許有任何的泄漏量

使用INSITE燃油系統(tǒng)泄漏側(cè)試功能時，泄漏量不允許超過：l滴／秒或16ml／分鐘。8、噴油器回油測試將噴油器回油導(dǎo)向一個帶刻度500ml的計量油杯中。運轉(zhuǎn)發(fā)動機，并連接INSITE，運行燃油系統(tǒng)泄漏診斷測試，使油軌壓力上升至150Obar左右，至少運轉(zhuǎn)1分鐘以使噴油器達到工作溫度，然后測1分鐘內(nèi)的噴油器回油量。當(dāng)斷開噴油器拖動發(fā)動機時，如果有回油說明噴油器安裝泄漏。噴油器回油測試技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：運轉(zhuǎn)發(fā)動機，連接INSITE,運行燃油系統(tǒng)泄漏診斷測試。（軌壓1500bar)6缸：不大于300ml/min4缸：不大于200ml/min

怠速：6缸：不大于180ml/min4缸：不大于120ml/min

托動：45ml/30s噴油器回油測試如果回油超標(biāo)，采用斷缸法判斷。分析分別斷缸時的回油量。如果斷了某缸回油量符合標(biāo)準(zhǔn)，