《汽车发动机电控技术》第七章柴油机电控技术简介课件

2020 2 20 汽车发动机电控技术 第7章柴油机电控技术简介 2020 2 20 第7章柴油机电控技术简介 教学目标 了解柴油机电控系统的组成与功能 了解柴油机电控分配泵喷射系统 了解电控泵喷嘴喷射系统 掌握电控共轨喷射系统 掌握柴油机电控系统的使用和维护注意事项 2020 2 20 教学内容 柴油机电控系统基本组成与功能 电控分配泵喷射系统 电控泵喷嘴喷射系统 电控共轨喷射系统 柴油机电控系统的使用和维护 2020 2 20 教学重点与难点 柴油机电控分配泵喷射系统 电控泵喷嘴喷射系统 电控共轨喷射系统 教学方法 讲授 课件 教学时数 8学时 2020 2 20 7 1 1柴油机电控系统的特点提高了发动机的动力性和经济性提高了发动机的工作可靠性控制速度快 控制精度高改善了低温起动性降低氮氧化物和烟度的排放提高了发动机运转稳定性适应性广电控系统的主要控制量是喷油量和喷油正时电控系统的多样化有利于控制涡轮增压 7 1柴油机电控系统基本组成与功能 2020 2 20 7 1 2柴油机电控系统的基本组成信号输入装置ECU执行器 2020 2 20 加速踏板位置传感器 电位计式加速踏板位置传感器 差动电感式加速踏板位置传感器1 铁芯2 线圈3 线束插接器4 加速踏板位置传感器5 推杆 2020 2 20 转速传感器或曲轴位置传感器转速传感器或曲轴位置传感器的结构和工作原理与汽油机电控系统中的传感器基本相同 用来检测发动机转速或曲轴位置 该信号与加速踏板位置传感器信号一起作为ECU控制柴油机喷油量和喷油正时的主控制信号 2020 2 20 反馈信号传感器柴油机电控系统一般对喷油量和喷油正时采用闭环控制 反馈信号传感器就是指闭环控制系统中用来检测控制系统执行器实际位置的传感器 光电式着火正时传感器1 线束连接器2 壳体3 石英晶体棒4 光敏晶体管 2020 2 20 冷却液温度传感器冷却液温度传感器一般采用热敏电阻式 用来检测发动机冷却液温度的变化 ECU根据此传感器信号对喷油量及喷油正时进行修正 进气温度传感器进气温度传感器的结构原理与冷却液温度传感器基本相同 用来检测进气温度的变化 ECU根据此传感器信号对喷油量及喷油正时进行修正 燃油温度传感器柴油的温度直接影响其粘度 燃油温度传感器的结构原理与冷却液温度传感器基本相同 用来检测柴油的温度变化 ECU根据此传感器信号对喷油量及喷油正时进行修正 2020 2 20 进气压力传感器进气压力传感器的结构和工作原理与汽油机电控系统中的传感器基本相同 用来检测进气压力 ECU根据此传感器信号对喷油量及喷油正时进行修正 信号开关信号开关包括E G开关 A C开关 空挡起动开关等 它们的功用 结构和工作原理与汽油机电控系统基本相同 2020 2 20 ECU 2020 2 20 执行器执行器主要是执行ECU的指令 调节柴油机的喷油量和喷油正时 不同柴油机电控系统的执行器有很大差异 常用的执行器有 电子调速器 正时控制电磁阀 供油齿条控制电磁阀 滑套控制电磁阀 分配泵或喷油器回油控制电磁阀等 2020 2 20 7 1 3柴油机电控系统的控制内容与功能燃油喷射控制喷油量控制喷油正时控制喷油速率和喷油规律的控制喷油压力的控制增压器工作保护柴油机低油压保护 2020 2 20 基本喷油量控制模型 2020 2 20 基本喷油提前角控制模型 2020 2 20 喷油速率和喷油规律的控制在柴油机电控系统中 ECU以柴油机转速信号和负荷信号作为主控制信号 按预设的程序确定最佳的喷油速率和喷油规律 喷油压力的控制在柴油机电控系统中ECU以柴油机转速信号和负荷信号作为主控制信号 按预设的程序确定最佳的喷油压力 并对喷油压力进行闭环控制 增压器工作保护装有增压装置的柴油机 增压压力过高会造成中冷器和汽缸内最高压力升高 增压压力过低则会导致进气量不足使排气温度升高 因此ECU根据增压压力信号适当调节喷油量 并在增压压力过高或过低时报警 柴油机低油压保护柴油机机油压力过低时ECU根据机油压力传感器信号减少喷油量 降低转速并报警 当机油压力降到一定值以下时 则切断燃油供给 强制使发动机熄火 2020 2 20 怠速控制怠速转速的控制怠速工况时 ECU以柴油机转速信号和负荷信号作为主控制信号 按内存程序确定怠速时的喷油量 并根据冷却液温度信号 进气温度信号 空调开关信号 转速 反馈 信号等 对怠速喷油量进行修正控制 使怠速转速保持稳定 各缸均匀性的控制在共轨式第二代柴油机电控系统中 由ECU分别对各缸的喷油器进行控制 顺序喷射控制 ECU可以通过精确测定曲轴转速 根据各缸做功行程中曲轴转速的变化确定各缸喷油量的偏差 然后进行补偿调节 2020 2 20 进气控制进气节流控制ECU主要根据柴油机转速信号和负荷信号控制设在进气管中的节气门开度 以满足不同工况对进气流量的不同要求 可变进气涡流控制ECU以柴油机转速信号和负荷信号作为主控制信号 按内存的程序对进气涡流强度进行控制 以满足不同工况对进气涡流强度的不同要求 可变配气正时控制ECU根据柴油机转速信号和负荷信号 按内存程序对配气正时进行控制 以满足不同工况对配气正时的不同要求 2020 2 20 增压控制柴油机的增压控制主要是由ECU根据柴油机转速信号 负荷信号及增压压力信号等 通过控制废气旁通阀的开度或废气喷射器的喷射角度及增压器涡轮废气进口截面大小等措施 实现对废气涡增压器工作状态和增压压力的控制 以改善柴油机的转矩特性 提高加速性能 降低排放和实现低噪声 2020 2 20 排放控制柴油机的排放控制主要是废气再循环 EGR 控制 ECU主要根据柴油机转速信号和负荷信号 按内存程序控制EGR阀开度 以调节EGR率 起动控制柴油机起动控制主要包括喷油量控制 喷油正时控制和预热装置控制 其中喷油量控制和喷油正时控制与其他工况相同 柴油机冷起动时的预热装置一般都是电加热装置 如进气预热塞等 ECU根据柴油机起动时的冷却液温度决定电加热装置是否通电以及通电持续时间 并在柴油机起动后或起动温度较高时 自动切断电加热装置电源 2020 2 20 巡航控制带有巡航控制功能的柴油机电控系统 当通过巡航控制开关选定巡航控制模式后 ECU即可根据车速信号等自动维持汽车以一定车速行驶 故障自诊断和失效保护柴油机电控系统出现故障时 自诊断系统将点亮仪表盘上的 发动机故障指示灯 提醒驾驶员注意 并储存故障码 检修时可通过一定的操作程序调取故障码等信息 同时失效保护系统启动相应保护程序 使柴油能够继续保持运转或强制熄火 柴油机与自动变速器的综合控制在装用电控自动变速器的柴油车上 将柴油机控制ECU和自动变速器控制ECU合为一体 实现柴油机与自动变速器的综合控制 以改善汽车的变速性能 2020 2 20 7 1 4柴油机电控系统的分类按控制方式分类位置控制式时间控制式时间与压力控制式 电控共轨式喷射系统 2020 2 20 7 2电控分配泵喷射系统 7 2 1日本电装公司ECD V1系统 2020 2 20 燃油喷射控制 2020 2 20 喷油正时控制 2020 2 20 进气节流控制 2020 2 20 预热塞控制在发动机冷起动时 ECU根据起动开关信号和进气温度传感器信号决定是否需要对进气预热 并通过直接控制预热塞通电或断电来实现 故障自诊断与电控汽油机一样 当自诊断系统检测到故障时 点亮 故障指示灯 来提示驾驶员 失效保护当发动机的转速超过5600r min 或者发动机调速失灵时 ECD V1系统具有使发动机自动熄火的安全功能 2020 2 20 7 3电控泵喷嘴喷射系统 l 燃油箱2 燃油滤清器3 带单向阀的燃油泵4 压力限制器5 燃油冷却器6 泵喷油器7 燃油温度传感器8 ECU9 加速踏板位置传感器10 车速传感器11 制动接触器12 进气温度传感器13 凸轮轴位置传感器14 进气温度传感器15 增压压力传感器16 进气管活门17 空气质量计18 冷却液温度传感器19 曲轴位置传感器 典型泵喷嘴系统图 2020 2 20 泵喷嘴结构 1 喷油器2 汽缸盖3 柱塞4 凸轮5 高速电磁阀 2020 2 20 泵喷嘴的工作原理 四个行程 吸油行程预备行程输油行程和喷油过程残余行程 1 驱动凸轮2 泵柱塞3 回位弹簧4 高压腔 分泵腔 5 电磁阀针阀6 电磁阀阀腔7 进油通道8 回油通道9 线圈10 电磁阀阀座11 喷油嘴针阀 2020 2 20 7 4电控共轨喷射系统 7 4 1日本电装公司ECD U2系统 1 ECU2 三通电磁阀3 油箱4 节流孔5 控制室6 控制活塞7 喷油器针阀偶件8 喷油器9 共轨10 高压输油泵11 转速传感器12 曲轴位置传感器13 加速踏板位置传感器14 供油压力调节阀15 燃油压力传感器 2020 2 20 1 接头2 供油压力调节阀3 柱塞套4 柱塞5 柱塞弹簧6 挺柱体7 多凸起凸轮8 溢流阀9 出油阀 高压输油泵 2020 2 20 ECD U2系统的共轨 2020 2 20 1 喷油器针阀2 控制室3 进油通道4 电磁阀5 回油阀口6 回油通道7 节流孔8 液压活塞 喷油器结构 2020 2 20 7 5柴油机电控系统的使用和维护 7 5 1柴油机选择应注意的问题柴油品质的选择环境温度与柴油的选择柴油添加剂的使用 2020 2 20 品质的选择使用符合发动机要求的合格燃油 燃油加入前要经过沉淀和滤清 保证燃油清洁 加油用具要清洁 严禁在柴油中掺入汽油 环境温度与柴油的选择5号轻柴油适用于最低气温在8 以上的地区使用 0号轻柴油适用于最低气温在4 以上的地区使用 10号轻柴油适用于最低气温在 5 以上的地区使用 20号轻柴油适用于最低气温在 14 以上的地区使用 35号轻柴油适用于最低气温在 29 以上的地区使用 50号轻柴油适用于最低气温在 44 以上的地区使用 2020 2 20 柴油添加剂的使用一汽大众公司建议使用该公司生产柴油轿车的用户 定期使用其推荐的燃油添加剂 零件号 N052PVW00 其具体使用方法如下 1 在油箱内油量少于1OL时 先将一罐添加剂加入油箱 然后加满柴油 2 随车携带的添加剂 6罐 用6次 在走合期内连续使用 3 以后每1000km连续使用3罐 4 其他见添加剂包装上的使用说明 2020 2 20 7 5 2电子控制柴油机使用应注意的问题发动机长时间高速运转后切勿立即停机 应以怠速继续运转约两分钟 待温度降低后方可停机 油箱中无油 添加燃油后 需将供油系统内的空气排掉 方可起动发动机 一般电控柴油机均装有预热塞指示灯 该指示灯亮起提示预热塞正在加热 当发动机处于冷态时 打开点火开关 该灯亮起 指示灯熄灭时即可起动发动机 若发动机处于暖态时 则该灯不亮 可直接起动发动机 同时 该灯还具有报警功能 在行驶过程中 该指示灯闪亮 则表明当前发动机管理系统发生故障 须尽快检修 2020 2 20 7 5 3电子控制柴油机维修应注意的事项维修安全注意事项对废气涡轮增压系统维修时清洁规则路试加注燃油注意事项 2020 2 20 维修安全注意事项在断开喷油和预热系统导线和插接器之前 必须关闭点火开关 进行缸压检查之前 必须拔掉喷油泵的插头 在断开或连接蓄电池电缆之前 必须关闭点火开关 否则可能损坏柴油机ECU 对于带防盗密码的音响系统 在断开或连接蓄电池电缆之前 应先获得音响系统 2020 2 20 对废气涡轮增压系统维修时清洁规则松开零部件前 清洁连接部位及其周围 拆下零部件置于干净处 注意不用有绒毛的抹布 打开的部件要盖好 只能装用干净的部件 安装前才能打开备件包装 不能使用散放的零件 尽可能不使用压缩空气 尽可能不移动车辆 2020 2 20 路试中请注意下列事项检测仪必须固定在后排座位上 由另一人进行操作 检测时必须将检测仪固定在后排座椅 并在该位置操作 如在前排乘客座椅上操作检测仪 发生事故触发安全气囊时 极易严重致伤该位置的操作人员 加注燃油注意事项加注燃油时一定要注意 不可误加汽油 否则会造成高压泵损坏 2020 2 20 本章小结 柴油机电控系统的特点有 提高了发动机的动力性和经济性 提高了发动机的工作可靠性 控制速度快 控制精度高 改善了低温起动性 降低氮氧化物和烟度的排放 提高发动机运转稳定性 适应性广 电控系统的主要控制量是喷油量和喷油正时 电控系统的多样化和有利于控制涡轮增压 虽然柴油机电控系统存在多样化 执行器的结构复杂等特点 但基本组成与汽油机电控系统一样 也是由信号输入装置 ECU和执行器三部分组成的 随着柴油机电控技术的发展 柴油机电控系统已经从最基本的燃油喷射控制扩展到包括怠速控制 进气控制 增压控制 排放控制 起动控制 巡航控制 故障自诊断 失效保护 发动机与变速器的综合控制等在内的全方位集中控制 柴油机电控系统除了控制喷油量外 对喷油正时和喷油的压力都有很高的要求 柴油机电控技术发展的三个阶段 位置控制 时间控制 时间与压力控制 压力控制 柴油机电控系统按产生高压燃油的机构分类有 电控直列泵喷射系统 电控分配泵喷射系统 电控泵喷嘴喷射系统 电控单体泵喷射系统 电控共轨式喷射系统 2020 2 20 复习思考题 1 柴油机电控系统的特点有哪些 2 柴油机电控系统的功能有哪些 3 柴油机电控系统有哪几部分组成 4 加速踏板位置传感器的分类与工作原理是什么 5 反馈信号传感器的功用是什么 它包括哪些传感器 6