柴油机电控系统控制方法(1)

1、o 第一章发动机电子控制技术概论第一章发动机电子控制技术概论 o 第二章第二章 内燃机控制基础内燃机控制基础 o 第三章内燃机电控系统的传感器第三章内燃机电控系统的传感器 o 第四章第四章 内燃机电控系统的电控单元内燃机电控系统的电控单元 o 第五章汽油机电控系统和执行器第五章汽油机电控系统和执行器 o 第六章柴油机电控喷油系统和执行器第六章柴油机电控喷油系统和执行器 o 第七章汽油机电控系统的控制方法与策略第七章汽油机电控系统的控制方法与策略 o 第八章柴油机电控喷油系统的控制方法与策略第八章柴油机电控喷油系统的控制方法与策略 o 第九章内燃机电控系统的故障自诊断系统第九章内燃机电控系统的故

2、障自诊断系统 o 第十章车用内燃机集中控制系统实例第十章车用内燃机集中控制系统实例 发动机电控技术课程内容发动机电控技术课程内容 u 柴油机电子控制系统柴油机电子控制系统内容内容 1.1.燃油喷射控制燃油喷射控制 （1 1）喷油量控制）喷油量控制 （2 2）喷油正时控制）喷油正时控制 （3 3）喷油速率的控制）喷油速率的控制 （4 4）喷油压力的控制）喷油压力的控制 3.3.增压控制增压控制 4.4.排放控制排放控制 5.5.故障自诊断和失效保护故障自诊断和失效保护 2.进气控制进气控制 （1）进气节流控制）进气节流控制 （2）可变进气涡流控制）可变进气涡流控制 （3）可变配气正时控制）可变配

3、气正时控制 第八章柴油机电控喷油系统的控制方法与策略第八章柴油机电控喷油系统的控制方法与策略 燃油喷射控制原理燃油喷射控制原理 第八章柴油机电控喷油系统的控制方法与策略第八章柴油机电控喷油系统的控制方法与策略 执行器执行器 第二代共轨第二代共轨 系统系统 第八章柴油机电控喷油系统的控制方法与策略第八章柴油机电控喷油系统的控制方法与策略 喷油喷油 压力压力 控制控制 喷油量控制喷油量控制 喷油正时控制喷油正时控制 喷油速率的控制喷油速率的控制 日本的电装公司日本的电装公司 高压共轨系统高压共轨系统 Tq 喷油时间喷油时间 油轨压力油轨压力 喷油量喷油量 qV=f(Tq,pc) pc 第一节第一节

4、 喷油量控制喷油量控制 喷油量不仅取决于喷油脉宽喷油量不仅取决于喷油脉宽Tq，而且，而且 还与共轨中的燃油压力还与共轨中的燃油压力pc有关，因此，有关，因此， 它是一种压力它是一种压力-时间油量控制系统时间油量控制系统 基本喷油量，怠速喷油量，起动喷油量，基本喷油量，怠速喷油量，起动喷油量， 不均匀油量补偿，巡航喷油量控制不均匀油量补偿，巡航喷油量控制 1.基本喷油量控制基本喷油量控制 0 2() T vTc Fppq喷油量q MAP图图 pc p0 第一级是第一级是“计算喷油量计算喷油量”，在由各传感器提供的信息基础上，在由各传感器提供的信息基础上， 确定每次喷射的确定每次喷射的基本喷油量基

5、本喷油量qVfi,第二级确定驱动第二级确定驱动电磁阀的脉宽电磁阀的脉宽 1.基本喷油量控制基本喷油量控制 喷油泵喷油泵 允许的允许的 最大量最大量 qV=f(Tq,pc) MAP图图 MAP图图 MAP图图 日本的电装公司日本的电装公司 高压共轨系统高压共轨系统 1.基本喷油量控制基本喷油量控制 2.怠速喷油量控制 第一节第一节 喷油量控制喷油量控制 柴油机怠速喷油量控制的目的就是柴油机怠速喷油量控制的目的就是 在保证怠速稳定的前提下，尽可能在保证怠速稳定的前提下，尽可能 降低燃油消耗率和有害排放物降低燃油消耗率和有害排放物 o 3.起动喷油量控制起动喷油量控制 第一节第一节 喷油量控制喷油量

6、控制 汽车加速踏板和发动机转速汽车加速踏板和发动机转速 决定决定基本喷油量基本喷油量，采用冷却，采用冷却 水温度计算水温度计算补偿喷油量补偿喷油量 第一级第一级:确定目标喷油时刻确定目标喷油时刻fi 第二步第二步:确定电磁确定电磁阀通电时刻阀通电时刻Tc。 目标喷油时刻目标喷油时刻fifi=基本喷油时刻基本喷油时刻b b+修正喷油时刻修正喷油时刻 第二节第二节 喷油时刻（喷油提前角）控制喷油时刻（喷油提前角）控制 根据发动机转速和负荷的变化，调节高压油泵的输出油量，根据发动机转速和负荷的变化，调节高压油泵的输出油量， 实现对喷油压力控制实现对喷油压力控制 第三节第三节 喷油压力控制喷油压力控制

7、 PVC供油供油 量控制阀量控制阀 第三节第三节 喷油压力控制喷油压力控制 柱塞上行时，控制阀未通柱塞上行时，控制阀未通 电，仍处于开启状态，吸电，仍处于开启状态，吸 进的燃油又经控制阀流回进的燃油又经控制阀流回 油箱油箱 供油柱塞下行，供油柱塞下行，PVC 控制阀开启，低压燃控制阀开启，低压燃 油经控制阀流入柱塞油经控制阀流入柱塞 腔。腔。 柱塞内燃油被压柱塞内燃油被压 缩而升压，经出缩而升压，经出 油阀进入高压共油阀进入高压共 轨轨 控制阀通控制阀通 电关闭电关闭 供油行程供油行程 油箱油箱 油轨油轨 未通电未通电 o 两级控制：两级控制： o 第一级第一级：确定目标喷油压力：确定目标喷油

8、压力 目标喷油压力目标喷油压力=基本喷油压力基本喷油压力+修正喷油压力。修正喷油压力。 o 第二级第二级：为实现目标喷油压力，确定接通喷油泵压力控制：为实现目标喷油压力，确定接通喷油泵压力控制 阀阀PCV的通电时间的通电时间 第三节第三节 喷油压力控制喷油压力控制 基本喷油压力基本喷油压力：由发动机转速：由发动机转速 ne 和和 负荷负荷Qfi 来确定。来确定。 修正喷油压力修正喷油压力：根据进气压力、进气：根据进气压力、进气 温度和冷却水温度等进行修正温度和冷却水温度等进行修正 目标目标 喷油喷油 压力压力 目标喷油压力目标喷油压力 =基本喷油压力基本喷油压力+修正喷油压力修正喷油压力 基本

9、基本 喷油喷油 压力压力 修正喷油压力修正喷油压力 目标喷油压力目标喷油压力 Pc o 喷油规律：喷油规律：喷油率曲线的形状喷油率曲线的形状 最佳的喷油规律：前期缓慢，中期急速，后期快断最佳的喷油规律：前期缓慢，中期急速，后期快断 前期缓慢，减少柴油机的燃烧噪声和前期缓慢，减少柴油机的燃烧噪声和NOX排放的目的。排放的目的。 喷油中期，急速增加，提高热效率。喷油中期，急速增加，提高热效率。 后期的快速停油：防止燃烧恶化，碳烟及未燃碳氢排放增加后期的快速停油：防止燃烧恶化，碳烟及未燃碳氢排放增加。 第四节第四节 喷油规律控制喷油规律控制 “靴形喷油规律靴形喷油规律” “多次喷射多次喷射”或或 “

10、预喷射预喷射”规律规律 第四节第四节 喷油规律控制喷油规律控制 二、喷油率控制原理 改变喷嘴有效流通面改变喷嘴有效流通面 积实现三角形、预喷积实现三角形、预喷 射和靴形三种喷油率射和靴形三种喷油率 二、喷油率控制原理二、喷油率控制原理 三角形喷油率三角形喷油率 单向阀单向阀 p喷油开始时，电磁阀通电，开通喷油开始时，电磁阀通电，开通 回油油路，由于只能通过节流孔实回油油路，由于只能通过节流孔实 现泄压，使得泄压过程延长，现泄压，使得泄压过程延长，喷油喷油 器针阀缓缓升起，器针阀缓缓升起，形成一个逐渐上形成一个逐渐上 升的喷油率模式升的喷油率模式 p当喷油结束时，电磁阀断电，共当喷油结束时，电磁

11、阀断电，共 轨高压燃油经单向阀迅速加压到液轨高压燃油经单向阀迅速加压到液 压活塞上方，由于活塞直径比针阀压活塞上方，由于活塞直径比针阀 直径大得多，针阀很快落座，迅速直径大得多，针阀很快落座，迅速 停止喷油。停止喷油。 p三角形喷油率是利用喷油器中三角形喷油率是利用喷油器中 设在电磁阀和液压活塞之间的设在电磁阀和液压活塞之间的 节流孔节流孔和和单向阀单向阀来实现的来实现的 共轨共轨 2靴形喷油率靴形喷油率 二、喷油率控制原理二、喷油率控制原理 针阀有一个小针阀有一个小 的停留行程的停留行程 电磁阀通电磁阀通 电电,喷油开喷油开 始时，液始时，液 压活塞上压活塞上 部开始回部开始回 油油 预预

12、行行 程程 3预喷射预喷射 在在ECDU2上实现预喷射比较简单，上实现预喷射比较简单，ECU在主喷前给一个小在主喷前给一个小 脉冲宽度信号。脉冲宽度信号。 （1）电控喷射系统的控制自由度大，控制精确：）电控喷射系统的控制自由度大，控制精确： 能实现喷油量、喷油时刻、喷油规律及喷油压能实现喷油量、喷油时刻、喷油规律及喷油压 力的精确控制；力的精确控制；压力高压力高（135200MPa），使），使 得喷油雾化极好，燃烧彻底，减少微粒得喷油雾化极好，燃烧彻底，减少微粒排放。改排放。改 善柴油机的动力性、经济性和排放性善柴油机的动力性、经济性和排放性 （2）电控喷射系统的控制精度高、响应快；）电控喷射

13、系统的控制精度高、响应快； （3）控制灵活。）控制灵活。 第六节第六节 柴油机电控系统的优点柴油机电控系统的优点 柴油机电控高压共轨系统的优点柴油机电控高压共轨系统的优点 o 根据发动机负荷状况以及经济性和排放性的要求对根据发动机负荷状况以及经济性和排放性的要求对 共轨腔内的油压共轨腔内的油压进行灵活调节，尤其优化了发动机进行灵活调节，尤其优化了发动机 的低速性能。的低速性能。 o 采用高速电磁阀控制燃油喷射，可以实现采用高速电磁阀控制燃油喷射，可以实现预喷射预喷射 （一个工作循环可以实现（一个工作循环可以实现46次燃油喷射），降次燃油喷射），降 低发动机排放和噪声。低发动机排放和噪声。 o

14、结构简单，可靠性好，产品适应性强。结构简单，可靠性好，产品适应性强。 第六节第六节 柴油机电控系统的优点柴油机电控系统的优点 第五节第五节 增压控制增压控制 o 普通的增压器特性往普通的增压器特性往 往不能够兼顾柴油机往不能够兼顾柴油机 的高速工况和低速工的高速工况和低速工 况。况。 o 为了克服普通废气涡为了克服普通废气涡 轮增压系统在发动机轮增压系统在发动机 高低速工况高低速工况的协调性的协调性 差的问题，增压压力差的问题，增压压力 必须是可变的。必须是可变的。 o 一旦增压压力对膜一旦增压压力对膜 片的作用超过弹簧片的作用超过弹簧 的预紧力，废气放的预紧力，废气放 气阀打开，一部分气阀打

15、开，一部分 废气不经涡轮直接废气不经涡轮直接 从涡轮出口排入大从涡轮出口排入大 气中。气中。 第五节第五节 增压控制增压控制 u带废气放气阀带废气放气阀 的涡轮增压器的涡轮增压器 。 o 喷嘴出口喉口面积的改变，喷嘴出口喉口面积的改变， 直接影响到喷嘴出口气流直接影响到喷嘴出口气流 速度，从而有效改变增压速度，从而有效改变增压 器转子转速，达到调节压器转子转速，达到调节压 力的目的。力的目的。 u（可变涡轮喷嘴（可变涡轮喷嘴VNT （Variable Nozzle Turbocharger，） p喷嘴又称为叶片导向器，喷嘴又称为叶片导向器， 其作用是使具有一定压其作用是使具有一定压 力和温度的废气在其中力和温度的废气在其中 膨胀、加速，按一定角膨胀、加速，按一定角 度喷向叶轮。度喷向叶轮。 第五节第五节 增压控制增压控制