柴油發(fā)動機電控技術講座

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2電控柴油機原理概述電控柴油機電子控制系統(tǒng)的目的：1、降低柴油機的排放；2、改善柴油機的運轉性能；3、降低柴油機燃油消耗率，4、降低噪音。電控系統(tǒng)主要特點有以下三個方面：1、噴油正時與燃油計量完全分開，噴油壓力和噴油過程由ECU適時控制。2、可依據(jù)發(fā)動機工作狀況去調整噴油壓力，噴油始點、持續(xù)時間，從而達到噴油的最佳控制點。3、能實現(xiàn)很高的噴油壓力，并能實現(xiàn)柴油的預噴射。20世紀90年代后20世紀80年代后位置控制時間控制壓力控制第一代第二代柴油發(fā)動機電控技術的發(fā)展

時間-壓力控制第三代柴油發(fā)動機電控技術的發(fā)展DS-NF/EANP388059e500100015002000噴嘴壓力PressureatNozzlebar19912003199720000直列泵Inlinepump1994250020062009共軌CommonRail泵噴嘴UnitInjector單體泵UnitPump電控柴油發(fā)動機的技術應用電控單體泵（UPS）

單體泵系統(tǒng)工作方式跟泵噴嘴相同，它是一種模塊式結構的高壓噴射系統(tǒng)。與泵噴嘴系統(tǒng)不同的是，其噴油嘴和油泵用一根較短的噴射油管連接，單體泵系統(tǒng)中每個氣缸都設置一個帶電磁閥的單柱塞噴油泵，由發(fā)動機的凸輪軸驅動。電控柴油發(fā)動機的技術應用

電控單元噴射EUI（電控泵噴嘴）：

在泵噴嘴系統(tǒng)中噴油泵和噴油嘴組成一個單元。每個發(fā)動機氣缸都在其缸蓋上裝有這樣一個單元，燃油的高壓噴射采用機械驅動與電磁閥控制相結合的方式實現(xiàn)。

電控柴油發(fā)動機的技術應用高壓共軌燃油系統(tǒng)：

在共軌式蓄壓器噴射系統(tǒng)中，ECU通過接收各傳感器的信號，借助于噴油器上的電磁閥，定時、定量地控制噴油器噴射的油量，從而保證柴油機達到最佳的燃燒比和良好的霧化，以及最佳的噴油正時、足夠的著火能量和最少的污染排放。電控柴油機噴射系統(tǒng)與傳統(tǒng)柴油供給系統(tǒng)的區(qū)別：1、機械控制噴射系統(tǒng)的基本控制信息是柴油機的轉速和加速踏板的位置；電控噴射系統(tǒng)通過許多傳感器檢測柴油機的運行狀態(tài)和環(huán)境條件，并由電控單元控制每循環(huán)供油量。當需要擴大控制功能時，只需改變電控單元存儲的軟件，不需增加附加裝置。2、機械控制噴射系統(tǒng)由于設定錯誤和磨損等原因，供油時刻會產(chǎn)生誤差；電控噴射系統(tǒng)中總是根據(jù)曲軸位置的基本信號進行再檢查，因此供油提前角準確。3、電控噴射裝置可以通過改變輸入裝置的程序或數(shù)據(jù)，改變控制特性，因此，一種電控噴射裝置可以適用于多種柴油機。電子控制系統(tǒng)功能及組成:

電控柴油噴射系統(tǒng)一般由傳感器、電控單元（ECU）和執(zhí)行器三部分組成。

傳感器的作用：傳感器是一種信號檢測與轉換裝置，安裝在發(fā)動機的各個部位，其功能是檢測發(fā)動機運行狀態(tài)的各種電量參數(shù)、物理量和化學量等，并將這些參量轉換成計算機能夠識別的電信號輸入電控單元。

電控單元的作用：以微處理器(CPU)為核心，接收來自表示發(fā)動機工作狀態(tài)的各個傳感器輸送來的信號；與軟件一起負責對接收到的信息進行處理、計算；并將運算結果轉換成電流或電壓形式作為控制指令通過放大器輸出，發(fā)送到執(zhí)行器。

執(zhí)行器的作用：接受電控單元的控制指令，完成具體的控制動作，從而使發(fā)動機處于最佳的運行狀態(tài)。

柴油機電控系統(tǒng)的功能柴油機電控系統(tǒng)的功能燃油噴射控制主要包括：噴油量控制、噴油正時控制、噴油速率控制和噴油壓力控制等。起動控制主要包括基本噴油量控制、基本噴油正時控制和預熱裝置控制。怠速控制主要包括怠速轉速控制和怠速時各缸均勻性的控制。進氣控制主要包括進氣節(jié)流控制、可變進氣渦流控制和可變配氣正時控制。柴油機電控系統(tǒng)的功能增壓控制根據(jù)柴油機轉速信號、負荷信號、增壓壓力信號等，通過各種措施，實現(xiàn)對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)（EGR）控制。巡航控制ECU根據(jù)車速信號等自動維持汽車以一定車速行駛。燃油切斷控制ECU可自動檢測發(fā)動機轉速，負荷狀況以及油門踏板位置傳感器信號。對電控噴油器實施斷電控制。保證發(fā)動機在有效轉速范圍內運轉。確保發(fā)動機安全運行。故障自診斷包含故障自診斷和失效保護兩個子系統(tǒng)。一、供油量的控制

在電子控制單元中，首先根據(jù)加速踏板位置和進氣壓力傳感器的輸入信號，計算出基本供油量，然后根據(jù)來自冷卻液溫度、進氣溫度和大氣壓力等傳感器的信號進行修正；再按轉速傳感器、車速傳感器信號進行反饋修正后，確定最佳供油量。因此，電控單元系統(tǒng)對低溫起動、加速、高原行駛等工況都能精確地確定柴油機運轉時的最佳供油量。

二、噴油正時控制：

由凸輪軸傳感器、發(fā)動機轉速和加速踏板位置決定初始的噴油正時，并由冷卻液溫度、進氣溫度、進氣壓力等信號進行修正。

通過凸輪軸傳感器檢測實際噴油開始時刻，實現(xiàn)對噴油正時的閉環(huán)控制。

大氣壓力傳感器信號，排除大氣條件變化引起噴油正時差異，實現(xiàn)對噴油正時的最佳控制。起動控制

柴油機起動控制主要包括供（噴）油量控制、供（噴）油正時控制和預熱裝置控制，其中供（噴）油量控制和供（噴）油正時控制與其他工況相同。

冷起動控制

在不同的起動條件下系統(tǒng)通過控制起動預熱裝置的通電時間，改善柴油機低溫起動和低溫怠速運轉

三、怠速控制

進氣壓力

油門踏板位置傳感器，

轉速信號，

ECU調整噴射壓力和噴射時間來調整噴油量。

ECU也監(jiān)控蓄電池的電壓應在允許范圍內。

另外，ECU還監(jiān)控發(fā)電機、空調、動力轉向等輔助裝置工作引起柴油機負荷變化導致的發(fā)動機轉速變化。四、斷油

松開油門踏板時，ECU按以下方式控制斷油：斷開噴油器的控制電源。

降到怠速前，ECU短時間激活噴油器控制燃油調壓閥。限定最高轉速

發(fā)動機轉速在2300rpm時，ECU通過縮短噴嘴開啟時間而限制噴射量。

發(fā)動機轉速超過3000rpm時，ECU使噴油器不再工作。五、增壓控制 電控系統(tǒng)控制增壓壓力和進氣量、空燃比。六、故障自診斷及故障保護功能ECU電控單元接收各傳感器的信號并與ECU內部設置的參數(shù)進行比較。當某個傳感器出現(xiàn)短路、開路或發(fā)動機出現(xiàn)故障時，ECU電控單元將進入自保護狀態(tài)，限制發(fā)動機轉速甚至停機。并點亮EDC故障燈報警。

柴油機外形檢修供油系統(tǒng)一、供油系統(tǒng)的作用將燃油經(jīng)過濾后加壓，在ECU的控制下，定時定量噴入發(fā)動機氣缸內，供油系統(tǒng)組成檢修柴油發(fā)動機電子控制系統(tǒng)原理：電磁感應功能：1、曲軸（發(fā)動機）轉速2、氣缸上止點位置曲軸轉速傳感器1、永磁鐵2、傳感器殼體3、發(fā)動機外蓋4、軟鐵芯5、線圈6、傳感線圈凸輪軸轉速傳感器原理：霍爾效應相位確定：凸輪軸上安裝著一個用鐵磁性材料制成的齒，它隨著凸輪軸旋轉。當這個齒經(jīng)過凸輪軸傳感器的半導體膜片的時候，它的磁場就會使半導體膜片中的電子以垂直于流過膜片的電流的方向發(fā)生偏轉。產(chǎn)生一個短促的電壓信號（霍爾電壓），這個電壓信號告訴ECU，某1缸已經(jīng)進入了壓縮階段水溫傳感器1、電子接頭2、殼體3、NTC電阻4、冷卻液原理：高靈敏度NTC（負溫度系數(shù)熱敏電阻）電阻阻值隨溫度下降而增大軌壓傳感器1、電子接頭2、評估電路3、帶傳感裝置的皮膜4、高壓接頭5、固定螺紋原理