柴油机电控燃油喷射系统学习教案

1、会计学1柴油机电控燃油喷射柴油机电控燃油喷射(pnsh)系统系统第一页，共131页。27%，到2005年增加到30%。2003年西欧柴油轿车产量达到400万辆。一向(yxing)对发展柴油轿车保持低姿态的美国，2000年也有10%的轿车装用了柴油机。第1页/共130页第二页，共131页。共轨系统为代表的。n第三代柴油机电控系统：集“共轨”技术、“时间控制”燃油喷射技术、涡轮增压中冷技术、多气门技术 、废气再循环技术、选择性催化还原、过滤器再生技术、压电技术等于一体，以压电式高压共轨系统为代表。第2页/共130页第三页，共131页。第3页/共130页第四页，共131页。第4页/共130页第五页，

2、共131页。(jbn)的供（喷）油提前角；再根据反馈信号进行修正。第5页/共130页第六页，共131页。ECU根据机油压力传感器信号，当机油压力低时减少供油量，降低转速并报警；当机油压力降到一定值时，切断燃油供给，强制熄火。增压器工作保护(boh)ECU根据增压压力信号适当调节供（喷）油量，并在增压压力过高或过低时报警。第6页/共130页第七页，共131页。-或“压力控制”方式，喷油压力高，又称高夺喷射系统。主要包括泵喷嘴电控系统和共轨系统。第7页/共130页第八页，共131页。燃油箱输油泵滤清器喷油泵喷油器第8页/共130页第九页，共131页。组成组成柱塞分泵柱塞分泵油量调节机构油量调节机构

3、(jgu)驱动机构驱动机构(jgu)泵体泵体第9页/共130页第十页，共131页。w柱塞分泵柱塞分泵w作用作用(zuyng)w泵油泵油w组成组成w柱塞偶件柱塞偶件w出油阀偶件出油阀偶件第10页/共130页第十一页，共131页。w柱塞分泵柱塞分泵w作用：作用：w泵油泵油w组成组成(z chn)w柱塞偶件柱塞偶件w出油阀偶件出油阀偶件w原理原理w吸油吸油w泵油泵油w回油回油第11页/共130页第十二页，共131页。w油量调节机构油量调节机构 w作用：执行驾驶员或调速器指令，调节供油作用：执行驾驶员或调速器指令，调节供油量。量。w类型类型(lixng)：拨叉式、齿条式和球销角板：拨叉式、齿条式和球销

4、角板式。式。第12页/共130页第十三页，共131页。w分泵驱动机构分泵驱动机构w作用：驱动柱塞泵完成作用：驱动柱塞泵完成(wn chng)供油过程。供油过程。w组成：凸轮轴和滚轮体。组成：凸轮轴和滚轮体。w 泵体泵体w作用：喷油泵的基体作用：喷油泵的基体w类型：分体式、整体式。类型：分体式、整体式。 第13页/共130页第十四页，共131页。3.喷油器的结构原理喷油器的结构原理(yunl) 类型类型结构原理结构原理(yunl)调调压压弹弹簧簧回油道回油道针针阀阀进油进油道道喷油器喷油器体体针阀针阀体体顶顶杆杆第14页/共130页第十五页，共131页。4.直列柱塞泵电控系统直列柱塞泵电控系统

5、供油量控制系统供油量控制系统直列柱塞泵一般采用直列柱塞泵一般采用“位置控制位置控制”方式。方式。ECU通过控制电子通过控制电子(dinz)调速器来实现喷油量控制调速器来实现喷油量控制 。常用电子常用电子(dinz)调速器有直流电动机型和、螺线管型调速器有直流电动机型和、螺线管型。第15页/共130页第十六页，共131页。4.直列柱塞泵电控系统直列柱塞泵电控系统(xtng) 供油量控制系统供油量控制系统(xtng)直流电机型电子调速器直流电机型电子调速器1-滑套2-杠杆3-拉杆位置传感器4-线束连接器5-油量调节拉杆6-杠杆轴7-上壳8-铁心9-可移动(ydng)线圈10-永久磁铁线圈通电时产生

6、的磁场与永久磁铁(yn ji c ti)磁场相互作用，使线圈和滑套向上或向下移动 ；滑套则通过杠杆机构驱动直列柱塞泵油量调节拉杆左右移动 。第16页/共130页第十七页，共131页。4.直列柱塞泵电控系统直列柱塞泵电控系统 供油量控制系统供油量控制系统(kn zh x tn)螺线管型电子调速器螺线管型电子调速器1-回位弹簧 2-螺线管 3-转速传感器电流通过螺线管时，产生一个与通电(tng din)占空比成正比的电磁力，该电磁力使电枢和油量调节拉杆或齿条移动 。电磁力与油量调节拉杆（或齿条）回位弹簧力平衡 。改变螺线管的通电(tng din)占空比即可调节油量调节拉杆（或齿条）的位置 。第17

7、页/共130页第十八页，共131页。4.直列柱塞泵电控系统直列柱塞泵电控系统(xtng) 供油正时控制系统供油正时控制系统(xtng)组成：正时控制器、电磁阀、柴油机转速传感器、组成：正时控制器、电磁阀、柴油机转速传感器、正时传感器和正时传感器和ECU等。等。3-供油齿条(ch tio)位置传感器4-柴油机5-喷油泵6-正时(zhn sh)传感器7-正时(zhn sh)控制器8-转速传感器1-转速表2-故障指示灯9-电磁阀第18页/共130页第十九页，共131页。4.直列柱塞泵电控系统直列柱塞泵电控系统 供油正时控制系统供油正时控制系统ECU主要根据柴油机转速和负荷信号确定基本供油主要根据柴油

8、机转速和负荷信号确定基本供油提前角，再根据其它信号进行提前角，再根据其它信号进行(jnxng)修正修正 。ECU根据正时传感器信号判断实际的供油正时，并根据正时传感器信号判断实际的供油正时，并对供油正时进行对供油正时进行(jnxng)闭环控制闭环控制 。正时控制器为电控液压式，可改变泵驱动轴与凸轮正时控制器为电控液压式，可改变泵驱动轴与凸轮轴的相对位置。轴的相对位置。控制正时控制器的液压油路的电控元件：电磁阀型控制正时控制器的液压油路的电控元件：电磁阀型、步进电机型。、步进电机型。第19页/共130页第二十页，共131页。4.直列柱塞泵电控系统直列柱塞泵电控系统(xtng) 供油正时控制系统供

9、油正时控制系统(xtng)电磁阀控制(kngzh)型正时控制(kngzh)器1-凸轮轴2-液压腔3-液压活塞(husi)4-大偏心轮5-小偏心轮6-驱动轴；7-驱动盘8-滑块销9-滑块10-电磁阀驱动轴通过驱动盘、滑块、滑块销、大小偏心轮驱动凸轮轴转动 正时推迟：进油通道关、回油通道，液压腔内油压下降，回位弹簧使活塞右移，滑块和滑块销内移，安装在滑块销上的大小偏心轮转动，使凸轮轴相对驱动盘沿转动相反的方向转过一定角度。第20页/共130页第二十一页，共131页。4.直列柱塞泵电控系统直列柱塞泵电控系统(xtng) 供油正时控制系统供油正时控制系统(xtng)步进电机(dinj)型正时控制器a)

10、供油推迟；b)供油提前；c)控制(kngzh)框图1-分泵驱动凸轮；2-弹簧；3-滑套；4-滚轮体；5-机油腔 第21页/共130页第二十二页，共131页。1.分配分配(fnpi)泵燃油供给系泵燃油供给系统的组成统的组成 1-高压油管 2-VE型转子泵 3-膜片式输油泵 4、10、13-低压油管 5-双级柴油滤清器 6-积水(j shu)传感器7-油箱 8、11-回油管 12-三通接头 第22页/共130页第二十三页，共131页。燃油箱燃油箱膜片式输油泵膜片式输油泵柴油柴油(chiyu)滤清器滤清器叶片叶片(ypin)式输式输油泵油泵供油提前供油提前(tqin)角自动角自动调节器调节器泵腔泵腔

11、分配分配泵泵喷油器喷油器2.轴向压缩式分配泵工作原理轴向压缩式分配泵工作原理w主要由叶片式输油泵、分配泵驱动机构、分配泵、供油提前角自动调节器、调速器等组成。 第23页/共130页第二十四页，共131页。叶片叶片(ypin)式输式输油泵组成油泵组成叶片叶片(ypin)(ypin)式输油泵工式输油泵工作原理作原理1喷油泵轴2弹性连接块3调速器驱动齿轮4垫片5端盖6转子7偏心环第24页/共130页第二十五页，共131页。1-喷油泵轴；2-滚轮架；3联轴器；4-端面凸轮；5-分配泵柱塞；使柱塞转动使柱塞转动(zhun dng)的同时产生轴向移动的同时产生轴向移动！第25页/共130页第二十六页，共1

12、31页。2轴向压缩式分配泵工轴向压缩式分配泵工作原理作原理（3）分配泵）分配泵结构结构(jigu)：柱塞上设有柱塞上设有4个（四缸机个（四缸机）均布的进油轴向槽）均布的进油轴向槽12、1个分配孔个分配孔7、1个中心油道个中心油道3和和1个泄个泄油孔油孔5。柱塞套上均布柱塞套上均布4个与出油个与出油道道8对应的出油孔。对应的出油孔。1-进油道；2-油量控制(kngzh)杠杆；3-柱塞中心油道；4-柱塞；5-泄油孔；6-油量控制(kngzh)滑套；7-分配孔；8-出油道；9-出油阀；10-喷油器；11-泵腔；12-轴向进油槽；13-断油阀体；14-断油电磁阀第26页/共130页第二十七页，共131

13、页。2轴向压缩式分配轴向压缩式分配(fnpi)泵工泵工作原理作原理（3）分配）分配(fnpi)泵泵原理：原理：吸油、泵油、回油三过程。吸油、泵油、回油三过程。w吸油过程：吸油过程：w泄油孔泄油孔5 5、分配孔、分配孔7 7关闭；关闭；w柱塞柱塞4 4在回位弹簧作用在回位弹簧作用(zuyng)(zuyng)下左下左移；移；w柴油经进油道柴油经进油道1 1、轴向进油槽进入泵、轴向进油槽进入泵腔。腔。第27页/共130页第二十八页，共131页。2轴向压缩式分配轴向压缩式分配(fnpi)泵泵工作原理工作原理（3）分配）分配(fnpi)泵泵原理：原理：吸油、泵油、回油三过程。吸油、泵油、回油三过程。w泵

14、油过程：泵油过程：w泄油孔泄油孔5 5、进油孔关闭；、进油孔关闭；w柱塞柱塞4 4在端面凸轮作用在端面凸轮作用(zuyng)(zuyng)下右下右移；移；w泵腔内高压柴油经分配孔泵腔内高压柴油经分配孔7 7供往喷油供往喷油器。器。油压平衡槽油压平衡槽15的功用的功用：在柱塞旋转过程中分别与各出油道接通，以平衡各出油道内的压力，保证各缸分油均匀。 第28页/共130页第二十九页，共131页。2轴向压缩轴向压缩(y su)式分配泵工作原式分配泵工作原理理（3）分配泵）分配泵原理：原理：吸油、泵油、回油三过程。吸油、泵油、回油三过程。w回油过程：回油过程：w进油孔关闭进油孔关闭(gunb)(gunb

15、)；w柱塞柱塞4 4在端面凸轮作用下右移；在端面凸轮作用下右移；w泵腔内高压柴油经泄孔泵腔内高压柴油经泄孔5 5流回低压流回低压腔；腔；w滑套滑套6 6的位置决定供油量。的位置决定供油量。第29页/共130页第三十页，共131页。2轴向压缩轴向压缩(y su)式分配泵式分配泵工作原理工作原理（3）分配泵）分配泵原理：原理：吸油、泵油、回油三过程。吸油、泵油、回油三过程。w熄火熄火(x hu)(x hu)断油：断油：w断油电磁阀关闭进油道。断油电磁阀关闭进油道。第30页/共130页第三十一页，共131页。2轴向压缩式分配泵工作原理轴向压缩式分配泵工作原理（4）供油提前角自动调节器）供油提前角自动

16、调节器正时活塞左侧承受弹簧力和来自滤清器正时活塞左侧承受弹簧力和来自滤清器的油压，膜片式输油泵的油压基本不的油压，膜片式输油泵的油压基本不变。变。正时活塞右侧承受叶片式输油泵输出的正时活塞右侧承受叶片式输油泵输出的油压，随转速而变化。油压，随转速而变化。随转速变化，正时活塞移动，并通过连随转速变化，正时活塞移动，并通过连接销和传动销拨动滚轮架，改变接销和传动销拨动滚轮架，改变(gibin)供油提前角。供油提前角。（5）调速器）调速器传统燃油供给系统中，利用机械调速器传统燃油供给系统中，利用机械调速器根据转速变化自动调节供油量，以稳根据转速变化自动调节供油量，以稳定和限制柴油机转速。定和限制柴油

17、机转速。 1滚轮2弹簧3传动销4连接销5正时活塞6滚轮轴7滚轮架第31页/共130页第三十二页，共131页。3轴向压缩式分配泵位置轴向压缩式分配泵位置(wi zhi)控制系统控制系统1-蓄电池；2-车辆开关；3-车速传感器；4-加速踏板位置传感器；5-泵角传感器；6-电子调速器；7-滑套位置传感器；8-燃油温度传感器；9-正时控制电磁阀；10-正时活塞位置传感器第32页/共130页第三十三页，共131页。3轴向压缩式分配泵位置控制轴向压缩式分配泵位置控制(kngzh)系统系统供油量控制供油量控制(kngzh)利用电子调速器调节油量控制利用电子调速器调节油量控制(kngzh)滑套位置。滑套位置。

18、电子调速器有转子螺线管型和螺线管型两种。电子调速器有转子螺线管型和螺线管型两种。转子螺线管型电子调速器a)结构图；b)原理图1-滑套位置传感器；2-定子；3-转子轴；4-偏心钢球；5-滑套；6-线圈(xinqun)；7-回位弹簧第33页/共130页第三十四页，共131页。3轴向压缩式分配泵位置控制系统轴向压缩式分配泵位置控制系统(kn zh x tn)供油量控制供油量控制利用电子调速器调节油量控制滑套位置。利用电子调速器调节油量控制滑套位置。电子调速器有转子螺线管型和螺线管型两种。电子调速器有转子螺线管型和螺线管型两种。1-螺线管2-回位弹簧(tnhung)3-电枢4-滑套位置传感器5-控制臂

19、6-滑套 螺线管型电子调速器第34页/共130页第三十五页，共131页。3轴向压缩式分配泵位置轴向压缩式分配泵位置(wi zhi)控制系统控制系统供油正时控制供油正时控制利用电磁阀控制正时活塞两侧油压。利用电磁阀控制正时活塞两侧油压。利用正时活塞位置利用正时活塞位置(wi zhi)传感器实现闭环控制。传感器实现闭环控制。1-ECU2-滚轮(gnln)3-滚轮(gnln)架4-电磁阀5-正时活塞6-正时活塞位置传感器正时控制系统第35页/共130页第三十六页，共131页。4轴向压缩式分配泵时间控制系统轴向压缩式分配泵时间控制系统控制器：控制器：ECU与分配泵之间的信息中转。与分配泵之间的信息中转

20、。驱动器：对控制器输出的控制信号驱动器：对控制器输出的控制信号(xnho)进行放大进行放大 。高速电磁阀：控制分配泵供油开始与结束高速电磁阀：控制分配泵供油开始与结束 。类型：进油控制方式、回油控制方式。类型：进油控制方式、回油控制方式。1-控制器2-驱动器3-泵角传感器4-燃油温度传感器5-高速(o s)电磁阀6-电磁阀关闭时间传感器7-喷油始点传感器第36页/共130页第三十七页，共131页。4轴向压缩式分配泵时间控制系统轴向压缩式分配泵时间控制系统(kn zh x tn)回油控制方式回油控制方式进、回油通道相互独立，用电磁阀取代传统滑套控制回油过程，以进、回油通道相互独立，用电磁阀取代传

21、统滑套控制回油过程，以实现供油量的时间控制。分配泵柱塞仍保留进油槽。实现供油量的时间控制。分配泵柱塞仍保留进油槽。1-高速电磁阀2 回油口3-进油口4-泵角传感器5-正时控制电磁阀6-至喷油器第37页/共130页第三十八页，共131页。4轴向压缩轴向压缩(y su)式分配泵时间控制系统式分配泵时间控制系统进油控制方式进油控制方式进、回油通道合二为一，用电磁阀控制进、回油过程，以实现供进、回油通道合二为一，用电磁阀控制进、回油过程，以实现供油量的时间控制。分配泵柱塞取消了进油槽。油量的时间控制。分配泵柱塞取消了进油槽。1-分配泵柱塞2-进回油口3-高速电磁阀4-喷油器第38页/共130页第三十九

22、页，共131页。1径向分配径向分配(fnpi)泵结构泵结构原理原理1-联轴器；2-调速器飞块；3-内凸轮；4-滚柱；5-滚柱座；6-泵油柱塞；7-供油提前角自动调节器；8-分配转子；9-分配套筒；10-叶片式输油泵；11-喷油器；12-调压阀；13-油量控制阀组成：叶片式输油泵、驱动机构、分配(fnpi)泵、正时调节器 。分配(fnpi)泵的供油量通过油量控制阀13控制进油量来实现。 第39页/共130页第四十页，共131页。1径向分配径向分配(fnpi)泵泵结构原理结构原理径向泵驱动机构径向泵驱动机构(jgu)a)结构图；结构图；b)原理图原理图1-泵油柱塞；泵油柱塞；2-分配转子；分配转子

23、；3-滚柱座；滚柱座；4-滚柱；滚柱；5-内凸轮内凸轮a基圆段b压油段c缷压段d吸油段第40页/共130页第四十一页，共131页。1径向径向(jn xin)分配泵分配泵结构原理结构原理径向径向(jn xin)分配泵工作原理分配泵工作原理a）压油过程；）压油过程；b）吸油过程）吸油过程1-内凸轮；内凸轮；2-进油口；进油口；3-径向径向(jn xin)油道；油道；4-中心油道；中心油道；5-分配口；分配口；6-出油道出油道第41页/共130页第四十二页，共131页。a滚柱座的两个凸耳嵌装在前、后支架的偏心圆弧槽内，前支架上有两个弧形螺栓(lushun)孔并通过螺栓(lushun)与分配转子连接。

24、a松开前支架与分配转子的连接螺栓(lushun)，转动前控制板，即可改变滚柱座在前、后支架偏心圆弧槽内的位置，使滚柱与泵油柱塞一起径向移动 。a随泵油柱塞径向移动，其泵油最大行程改变。最大供油量调节机构最大供油量调节机构1-滚柱；滚柱；2-滚柱座；滚柱座；3-滚柱座凸耳；滚柱座凸耳；4-压油柱塞；压油柱塞；5-前支架前支架(zhji)；6-弧形螺栓孔；弧形螺栓孔；7-后支架后支架(zhji)；8-螺栓螺栓 偏心圆弧槽偏心圆弧槽凸耳1径向分配泵结构原理径向分配泵结构原理第42页/共130页第四十三页，共131页。a转动阀体，改变控制阀直槽与分配泵壳体油道的相对位置 ，即可调节进油量（供油量）。a

25、柴油机小负荷时，经三角形缺口进油，缺口可在一定范围内保证进油流通截面(jimin)不发生急剧变化，有利于柴油机小负荷时的运转稳定。 油量控制阀油量控制阀1-阀体；阀体；2-拉杆拉杆(lgn)销；销；3-连接臂；连接臂；4-分配泵壳体油道；分配泵壳体油道；5-阀体直槽阀体直槽1径向分配泵结构原理径向分配泵结构原理第43页/共130页第四十四页，共131页。1径向分配泵结构径向分配泵结构(jigu)原理原理供油提前供油提前(tqin)角自动调节机构角自动调节机构1-内凸轮；内凸轮；2-传动销；传动销；3-调节器壳体调节器壳体a调节器的结构原理与轴向压缩式分配泵基本相同。a调节器内的正时活塞在液压作

26、用下移动时，通过传动销使内凸轮相对泵油柱塞转过一定角度。正时活塞来自叶片泵传动销第44页/共130页第四十五页，共131页。a为实现供油量位置控制，装有泵油柱塞座架。a座架弯臂与柱塞斜面有相同配合角度。a柱塞与座架相对运动时，柱塞沿其轴向移动，改变其泵油行程。a利 用 电 控 液 压 装 置(zhungzh)控制座架或柱塞（装在分配转子内）的位置，即可实现供油量位置控制。泵油柱塞座架泵油柱塞座架1-泵油柱塞；泵油柱塞；2-柱塞斜面柱塞斜面(ximin)；3-座架弯臂槽；座架弯臂槽；4-座架座架2径向分配泵位置控制系统径向分配泵位置控制系统第45页/共130页第四十六页，共131页。a端面凸轮2

27、与导向管10以曲面配合。a端面凸轮2与导向管10相对(xingdu)转动时，使端面凸轮轴向移动。a端面凸轮可通过推力圈3、十字轴9、推杆8推动座架向右移动。座架弹簧7则可使座架向左移动。a端面凸轮2与导向管10相对(xingdu)位置由电控液压系统控制。座架轴向位置控制机构座架轴向位置控制机构(jgu)1-驱动轴；驱动轴；2-端面凸轮；端面凸轮；3-推力圈；推力圈；4-驱动轴；驱动轴；5-泵油柱塞；泵油柱塞；6-座架；座架；7-座架弹簧；座架弹簧；8-推杆；推杆；9-十字轴；十字轴；10-导向管导向管 2径向分配泵位置控制系统径向分配泵位置控制系统第46页/共130页第四十七页，共131页。a

28、步进电机6通过伺服阀5控制(kngzh)液压油缸的油路。a液压油使活塞3上、下移动。a液压活塞驱动齿杆和端面凸轮外齿圈使端面凸轮转动。 端面凸轮转动端面凸轮转动(zhun dng)位置控制机构位置控制机构1-端面凸轮位置传感器；端面凸轮位置传感器；2-端面凸轮；端面凸轮；3-液压活塞；液压活塞；4-液压油路；液压油路；5-伺服阀；伺服阀；6-步进电动机步进电动机 2径向分配泵位置控制系统径向分配泵位置控制系统第47页/共130页第四十八页，共131页。a滚柱座10斜面与驱动(q dn)轴1爪形槽斜面配合 ，使二者轴向相对移动时，滚柱座径向移动。aECU通过回油电磁阀5和进油电磁阀6控制油腔8内

29、油压。a油腔8内油压使分配转子左移时，滚柱座向内径向移动，使柱塞最大行程（即泵油量）减小。a油腔内泄压时，弹簧2推动分配转子右移，使柱塞泵油行程增大。分配转子轴向位置控制分配转子轴向位置控制1-驱动轴；驱动轴；2-分配转子回位弹簧分配转子回位弹簧(tnhung)；3-驱动轴爪形槽斜面；驱动轴爪形槽斜面；4-内凸轮；内凸轮；5-回油电磁阀；回油电磁阀；6-进油电磁阀；进油电磁阀；7-转子位置传感器；转子位置传感器；8-油腔；油腔；9-分配转子；分配转子；10-滚柱座滚柱座2径向分配泵位置控制系统径向分配泵位置控制系统第48页/共130页第四十九页，共131页。a电磁阀或步进电动机控制供油提前角自

30、动(zdng)调节器的油道。a通过控制正时活塞的位置来控制供油提前角。径向泵供油正时位置径向泵供油正时位置(wi zhi)控制控制1-步进电动机；步进电动机；2-伺服活塞；伺服活塞；3-液压油路；液压油路；4-弹簧；弹簧；5-传动销；传动销；6-正时活塞；正时活塞；7-分配泵内凸轮分配泵内凸轮2径向分配泵位置控制系统径向分配泵位置控制系统第49页/共130页第五十页，共131页。3径向分配径向分配(fnpi)泵时间控泵时间控制系统制系统1-燃油箱；2-输油泵；3-电控径向(jn xin)泵；4-分配泵控制器；5-喷油器；6-柴油滤清器奥迪A6轿车2.5L TDI柴油机电控燃油喷射系统 分配泵控

31、制器功用：ECU与分配泵信息中转。第50页/共130页第五十一页，共131页。3径向径向(jn xin)分配泵时间分配泵时间控制系统控制系统1-驱动轴；2-内凸轮；3-供油提前角调节器；4-正时控制(kngzh)电磁阀；5-供油量控制(kngzh)电磁阀；6-分配泵控制(kngzh)器；7-分配套筒；8-分配转子；9-泵角传感器；10-叶片式输油泵奥迪A6轿车柴油机电控径向柱塞式分配泵 与轴向压缩式分配泵与轴向压缩式分配泵“进油控制进油控制”方式类似！方式类似！第51页/共130页第五十二页，共131页。1PT燃油系统燃油系统主要特点：是利用燃油泵的主要特点：是利用燃油泵的供油压力供油压力“P

32、”和喷油器的和喷油器的计量时间计量时间“T”相互配合，相互配合，来控制循环来控制循环(xnhun)供供油量。油量。 组成：主油箱、柴油滤清器组成：主油箱、柴油滤清器、P-T燃油泵、燃油泵、P-T喷油喷油器、进油管、回油管等器、进油管、回油管等组成。组成。1-油箱(yuxing)；2-柴油滤清器；3-P-T燃油泵； 4-P-T喷油器；5-进油管；6-回油管 第52页/共130页第五十三页，共131页。2P-T喷油器喷油器P-T喷油器及其驱动机构喷油器及其驱动机构(jgu)1-进油口；进油口； 2-进油量孔进油量孔； 3-喷油器体；喷油器体； 4-柱塞；柱塞； 5- O形密封圈；形密封圈； 6-调

33、整垫片调整垫片；7-喷油器锥体；喷油器锥体； 8-计量量孔计量量孔；9-回油量孔；回油量孔； 10-回油道；回油道；11-柱塞回位弹簧；柱塞回位弹簧； 12-柱塞杆头柱塞杆头；13-调整螺钉；调整螺钉； 14-摇臂；摇臂；15-推杆；推杆； 16-挺杆调整挺杆调整垫片；垫片；17-滚轮；滚轮； 18-驱动凸轮驱动凸轮第53页/共130页第五十四页，共131页。2P-T喷油器喷油器1-上进油道；2-柱塞环槽；3-下进油道；4-环形油腔(yu qin)；5-计量量孔；6-回油量孔；7-回油道a)驱动(q dn)凸轮b)柴油进入环形油腔c)柴油进入计量室d)喷油e)喷油结束第54页/共130页第五十

34、五页，共131页。3泵喷嘴电控系统泵喷嘴电控系统泵喷嘴组成：泵喷嘴组成：驱动驱动(q dn)部分部分压力产生部分压力产生部分控制部分控制部分喷嘴喷嘴第55页/共130页第五十六页，共131页。3泵喷嘴泵喷嘴(pnzu)电电控系统控系统电控泵喷嘴电控泵喷嘴(pnzu)基本工作原理基本工作原理a）进油过程；）进油过程；b）压油过程；）压油过程；C）喷油过程；）停油过程）喷油过程；）停油过程1-压油柱塞；压油柱塞；2-高速电磁阀；高速电磁阀；3-喷油嘴喷油嘴第56页/共130页第五十七页，共131页。3 泵 喷 嘴 电 控 系 统 泵 喷 嘴 电 控 系 统(xtng)泵喷嘴进油过程泵喷嘴进油过程泵

35、油柱塞在弹簧作用下上移，高压(goy)腔容积增大。高速电磁阀处于初始开启状态。柴油进人高压(goy)腔。 第57页/共130页第五十八页，共131页。3泵喷嘴电控系统泵喷嘴电控系统泵喷嘴喷油过程：泵喷嘴喷油过程：利用收缩活塞将喷射过程分为预喷射和主喷射两个阶段。利用收缩活塞将喷射过程分为预喷射和主喷射两个阶段。利用缓冲活塞控制利用缓冲活塞控制(kngzh)针阀上升时的升程变化。针阀上升时的升程变化。 实现实现“先缓后急先缓后急”的理想喷油规律。的理想喷油规律。喷油规律对柴油机性能的影响：喷油规律对柴油机性能的影响：喷油速率：指喷油器在单位曲轴转角喷油速率：指喷油器在单位曲轴转角(zhunjio

36、)（或时间）内的平均（或时间）内的平均喷油量。喷油量。喷油规律：指喷油器的喷油速率随曲轴转角喷油规律：指喷油器的喷油速率随曲轴转角(zhunjio)（或时间）的（或时间）的变化规律。变化规律。开始喷油速率大，易工作粗暴，噪声大。开始喷油速率大，易工作粗暴，噪声大。后期喷油速率小，补燃增加，经济性差。后期喷油速率小，补燃增加，经济性差。平均喷油速率小（喷油时间长），燃烧速度慢，动力性和经济性差。平均喷油速率小（喷油时间长），燃烧速度慢，动力性和经济性差。理想喷油规律：先缓后急，并尽量缩短喷油时间。理想喷油规律：先缓后急，并尽量缩短喷油时间。第58页/共130页第五十九页，共131页。3泵喷嘴电控

37、系统泵喷嘴电控系统泵喷嘴预喷射泵喷嘴预喷射(pnsh)过程过程预喷射开始预喷射开始(kish)：喷射凸轮驱动泵油柱塞下喷射凸轮驱动泵油柱塞下移。移。初期电磁阀仍未关闭，高初期电磁阀仍未关闭，高压腔内的部分柴油被压回到压腔内的部分柴油被压回到进油管。进油管。ECU控制电磁阀通电、关控制电磁阀通电、关闭高压腔到进油管的通道时闭高压腔到进油管的通道时；高压腔内开始；高压腔内开始(kish)产生产生压力，当压力达到压力，当压力达到18MPa时时，针阀承压锥面上承受的上，针阀承压锥面上承受的上升力高于喷嘴弹簧力，针阀升力高于喷嘴弹簧力，针阀上升开启喷油孔，预喷射开上升开启喷油孔，预喷射开始始(kish)

38、。 第59页/共130页第六十页，共131页。3 泵 喷 嘴 电 控 系 统 泵 喷 嘴 电 控 系 统(xtng)泵喷嘴预喷射过程泵喷嘴预喷射过程在预喷射过程中，缓冲活塞起到限制针阀上升速度在预喷射过程中，缓冲活塞起到限制针阀上升速度(sd)的功用，借以实现理想喷油规律的的功用，借以实现理想喷油规律的“先缓先缓”。 针阀上升、针阀室内的柴油被压回弹簧室过程中，缓冲活塞使泄油间隙逐渐减小，节流增大，针阀上升速度针阀上升、针阀室内的柴油被压回弹簧室过程中，缓冲活塞使泄油间隙逐渐减小，节流增大，针阀上升速度(sd)变缓。变缓。缓冲活塞作用原理缓冲活塞作用原理a）针阀上升初期；b）针阀上升后期第60

39、页/共130页第六十一页，共131页。3泵喷嘴泵喷嘴(pnzu)电控系电控系统统泵喷嘴泵喷嘴(pnzu)预喷射过程预喷射过程收缩活塞的功用：将喷射过程分成预喷射和主喷射两阶段。收缩活塞的功用：将喷射过程分成预喷射和主喷射两阶段。预喷射开始后，高压腔油压随着柱塞压油继续预喷射开始后，高压腔油压随着柱塞压油继续(jx)提高，达到一定压力时，收缩活塞瞬间下移，使高压腔油压瞬间下降，针阀关闭喷油孔，预喷射结束。提高，达到一定压力时，收缩活塞瞬间下移，使高压腔油压瞬间下降，针阀关闭喷油孔，预喷射结束。预喷射后，由于收缩活塞的下移增加了喷嘴弹簧的预紧力，使主喷射阶段时，针阀开启所需的油压比预喷射过程高。预

40、喷射后，由于收缩活塞的下移增加了喷嘴弹簧的预紧力，使主喷射阶段时，针阀开启所需的油压比预喷射过程高。收缩活塞作用原理收缩活塞作用原理a）预喷射开始；b）预喷射结束第61页/共130页第六十二页，共131页。3泵喷嘴泵喷嘴(pnzu)电电控系统控系统泵喷嘴泵喷嘴(pnzu)预喷射预喷射过程过程预喷射结束后，电磁阀仍然关闭，随着泵油柱塞继续压油，高压腔内油压立即重新上升，当油压上升到约预喷射结束后，电磁阀仍然关闭，随着泵油柱塞继续压油，高压腔内油压立即重新上升，当油压上升到约30MPa时，针阀再次上升开启喷油孔，主喷射阶段开始。时，针阀再次上升开启喷油孔，主喷射阶段开始。在主喷射阶段中，最高喷油压

41、力可达在主喷射阶段中，最高喷油压力可达205MPa。ECU控制电磁阀开启时，高压腔柴油回流到进油管，压力迅速下降控制电磁阀开启时，高压腔柴油回流到进油管，压力迅速下降(xijing)，喷嘴弹簧迅速使针阀关闭喷油孔，同时收缩活塞和缓冲活塞也回到初始位置，主喷射阶段结束。，喷嘴弹簧迅速使针阀关闭喷油孔，同时收缩活塞和缓冲活塞也回到初始位置，主喷射阶段结束。主喷射阶段主喷射阶段第62页/共130页第六十三页，共131页。3 泵 喷 嘴 电 控 系 统 泵 喷 嘴 电 控 系 统(xtng)泵喷嘴预回油过程泵喷嘴预回油过程进油阶段高压腔充满油后，或高速电磁阀关闭进油通道后，来自进油管的柴油全部进油阶段

42、高压腔充满油后，或高速电磁阀关闭进油通道后，来自进油管的柴油全部(qunb)经回油管流回燃油箱经回油管流回燃油箱 。除使多余的柴油经回油管流回燃油箱外，还可以冷却泵喷嘴、排除泵油柱塞处泄出的柴油、通过回油管节流孔分离来自进油管内的气泡。除使多余的柴油经回油管流回燃油箱外，还可以冷却泵喷嘴、排除泵油柱塞处泄出的柴油、通过回油管节流孔分离来自进油管内的气泡。回油线路回油线路供油管回油管泵活塞节流孔泄油第63页/共130页第六十四页，共131页。1单体泵电控系统的优势单体泵电控系统的优势单体泵电控系统是在泵喷嘴的基础上衍生出来，除了压力单体泵电控系统是在泵喷嘴的基础上衍生出来，除了压力较泵喷嘴稍低一

43、点外，其它较泵喷嘴稍低一点外，其它(qt)功能基本和泵喷嘴相功能基本和泵喷嘴相近，在货车、客车等大功率的中、低速柴油机上应用近，在货车、客车等大功率的中、低速柴油机上应用较普遍。较普遍。与泵喷嘴电控系统和共轨系统相比，单体泵电控系统具有与泵喷嘴电控系统和共轨系统相比，单体泵电控系统具有成本低、性能可靠、寿命长、故障率低、维修方便等成本低、性能可靠、寿命长、故障率低、维修方便等优点。优点。第64页/共130页第六十五页，共131页。2单体泵电控系统单体泵电控系统(xtng)每个缸均配装一个电控单体泵。每个缸均配装一个电控单体泵。经过一个低压输油泵将柴油加压经过一个低压输油泵将柴油加压，再经过单体

44、泵加压，最高能，再经过单体泵加压，最高能够达到够达到200250MPa的高压的高压。电磁阀控制其回油通道，电磁阀电磁阀控制其回油通道，电磁阀的关闭时刻即为单体泵供油的的关闭时刻即为单体泵供油的开始时刻，每次关闭的持续时开始时刻，每次关闭的持续时间决定供油量。间决定供油量。1-高速(o s)电磁阀；2-柴油机；3-泵油柱塞；4-柱塞弹簧；5-滚轮体；6-滚轮传统电控单体泵第65页/共130页第六十六页，共131页。2单体泵电控系统单体泵电控系统采用电控变量柱塞单体泵，使供采用电控变量柱塞单体泵，使供油规律符合工作需要。油规律符合工作需要。泵油行程开始阶段，由柱塞压缩泵油行程开始阶段，由柱塞压缩较

45、小泵油腔较小泵油腔A中的柴油，供油中的柴油，供油量较少；后期量较少；后期(huq)柱塞带柱塞带动增压套筒压缩较大泵油腔动增压套筒压缩较大泵油腔B中的柴油，供油量也较多。中的柴油，供油量也较多。利用高速电磁阀控制变量柱塞泵利用高速电磁阀控制变量柱塞泵的回油通道，以控制其供油的的回油通道，以控制其供油的开始与结束时刻。开始与结束时刻。1-高速(o s)电磁阀；2-增压套筒；3-泵油柱塞； 4-柱塞套筒第66页/共130页第六十七页，共131页。1共轨式电控系统类型共轨式电控系统类型高压共轨系统：由高压输油泵（压力在高压共轨系统：由高压输油泵（压力在120MPa以上）直以上）直接产生高压燃油输送至共

46、轨中，一般采用接产生高压燃油输送至共轨中，一般采用“时间时间-压力控压力控制制”方式，又称第一代共轨式电控燃油喷射系统。方式，又称第一代共轨式电控燃油喷射系统。中压共轨系统：由中压输油泵（中压共轨系统：由中压输油泵（1013MPa）将中压燃油）将中压燃油输送到共轨中，采用带有增压作用输送到共轨中，采用带有增压作用(zuyng)的喷油器的喷油器使喷油压力达到使喷油压力达到120-150MPa。一般采用。一般采用“压力控制压力控制”方方式，也是第二代共轨式电控燃油喷射系统。式，也是第二代共轨式电控燃油喷射系统。压电式共轨系统：上述均属电磁阀式共轨系统，压电式共压电式共轨系统：上述均属电磁阀式共轨系

47、统，压电式共轨系统利用压电晶体作为执行元件，通过控制喷油器针轨系统利用压电晶体作为执行元件，通过控制喷油器针阀的升程（或喷油开始与结束）来实现燃油喷射控制。阀的升程（或喷油开始与结束）来实现燃油喷射控制。压电式共轨系统也被称为第三代共轨式电控燃油喷射系压电式共轨系统也被称为第三代共轨式电控燃油喷射系统。统。第67页/共130页第六十八页，共131页。2高压共轨系统高压共轨系统由油箱由油箱(yuxing)、高压输油泵、共轨、喷油器和各种电子元件、高压输油泵、共轨、喷油器和各种电子元件组成组成 。1-ECU2-三通电磁阀3-油箱4-节流孔5-控制(kngzh)室6-控制(kngzh)活塞7-喷油器

48、针阀偶件；8-喷油器9-共轨10-高压输油泵11-曲轴位置传感器12-凸轮轴位置传感器13-加速踏板位置传感器14-调压阀15-燃油压力传感器第68页/共130页第六十九页，共131页。2高压高压(goy)共轨系统共轨系统二位三通电磁阀式高压共轨喷油器二位三通电磁阀式高压共轨喷油器a)电磁阀断电电磁阀断电(dun din)不喷油；不喷油；b)电磁阀通电喷油电磁阀通电喷油1-共轨；共轨；2-内阀；内阀；3-外阀；外阀；4-电磁线圈；电磁线圈；5-回油管；回油管；6-阀体；阀体；7-控制室；控制室；8-控制活塞；控制活塞；9-针阀；针阀；10-量孔量孔 二位二通电磁阀式高压共轨喷油器二位二通电磁阀

49、式高压共轨喷油器1-控制信号线；控制信号线；2-进油通道；进油通道；3-控制室；控制室；4-针阀；针阀；5-控制活塞控制活塞(husi)；6-节流孔；节流孔；7-回油通道；回油通道；8-电磁电磁阀阀第69页/共130页第七十页，共131页。3中压共轨系统中压共轨系统(xtng)低压输油泵油箱燃油滤清器中压输油泵热交换器调压阀公共油轨回油管电磁阀和油压增压器喷油器蓄电池ECU第70页/共130页第七十一页，共131页。3中压共轨系统中压共轨系统(xtng)1-增压(zn y)活塞2-增压(zn y)柱塞3-单向阀4-蓄压室5-针阀密封锥面6-喷油器针阀7-公共油轨8-电磁阀蓄压式电蓄压式电/液控

50、制喷油器工作液控制喷油器工作(gngzu)原理原理第71页/共130页第七十二页，共131页。4压电式共轨系统压电式共轨系统对现代柴油机电控燃油喷射系统的要求对现代柴油机电控燃油喷射系统的要求实现预喷射、后喷射甚至多次喷射功能，关键就是要求实现预喷射、后喷射甚至多次喷射功能，关键就是要求电控系统的执行元件必须有很好的灵敏性电控系统的执行元件必须有很好的灵敏性 。预喷射是指主喷射前百万分之一秒内向缸内喷射少量柴油预喷射是指主喷射前百万分之一秒内向缸内喷射少量柴油。通过对预喷射量的控制来实现对着火延迟期内混合气。通过对预喷射量的控制来实现对着火延迟期内混合气形成数量的控制，从而达到防止柴油机工作粗

51、暴、减小形成数量的控制，从而达到防止柴油机工作粗暴、减小噪声的目的。噪声的目的。后喷射是指在膨胀过程中进行的喷射。后喷射的柴油燃烧后喷射是指在膨胀过程中进行的喷射。后喷射的柴油燃烧放出的热量，可提高柴油机在缓燃期和补燃期的温度放出的热量，可提高柴油机在缓燃期和补燃期的温度(wnd)，从而降低，从而降低HC和和CO的排放量。的排放量。多次喷射是指在柴油机的多次喷射是指在柴油机的1个工作循环内进行若干次（一般个工作循环内进行若干次（一般多于多于3次）喷射，可以根据柴油机工况对喷油速率和喷次）喷射，可以根据柴油机工况对喷油速率和喷油规律进行精确控制。油规律进行精确控制。第72页/共130页第七十三页

52、，共131页。4压电式共轨系统压电式共轨系统压电共轨系统的特点压电共轨系统的特点 压电式共轨系统是指采用了压电技术的共轨系统，主要是控压电式共轨系统是指采用了压电技术的共轨系统，主要是控制喷油器的执行元件用压电元件取代了电磁阀，称为压电制喷油器的执行元件用压电元件取代了电磁阀，称为压电式喷油器。式喷油器。 喷射压力高：喷射压力高：20200MPa弹性调节，最高喷射压力达到弹性调节，最高喷射压力达到180MPa。控制精度高、切换频率高：压电式喷油器每个工作循环喷射控制精度高、切换频率高：压电式喷油器每个工作循环喷射次数可达次数可达5次（电磁阀式喷油器为次（电磁阀式喷油器为3次），最小喷射间隔次）

53、，最小喷射间隔时间可达时间可达0.1ms，最小喷射量可控制在，最小喷射量可控制在0.5mm3以下。以下。 响应速度快：压电元件施加电压以后的响应速度快：压电元件施加电压以后的0.1ms内就会发生形内就会发生形变。变。 节能节能(ji nn)、寿命长，可使喷油速率、喷射规律以及精确、寿命长，可使喷油速率、喷射规律以及精确度达到最优。度达到最优。第73页/共130页第七十四页，共131页。4压电式共轨系统压电式共轨系统(xtng)奥迪奥迪V6轿车轿车(jioch)装用的装用的3.0L TDI柴油机压电式共轨系统柴油机压电式共轨系统 第74页/共130页第七十五页，共131页。4压电式共轨系统压电式

54、共轨系统压电式喷油器（分两类）压电式喷油器（分两类）用压电元件控制油道的喷油器：此类喷油器的结构原理与前用压电元件控制油道的喷油器：此类喷油器的结构原理与前述采用电磁阀控制的喷油器基本相同，只是用压电元件取述采用电磁阀控制的喷油器基本相同，只是用压电元件取代代(qdi)了电磁阀。了电磁阀。用压电元件控制针阀升程的喷油器：喷油器针阀中部无承压用压电元件控制针阀升程的喷油器：喷油器针阀中部无承压锥面和相应的压力室，称之为无压力室喷油器（锥面和相应的压力室，称之为无压力室喷油器（VCO喷喷油器）。油器）。VCO喷油器无增压功能，只适用高压柴油共轨喷油器无增压功能，只适用高压柴油共轨系统。此类喷油器在

55、直喷式的汽油机和柴油机上均已得到系统。此类喷油器在直喷式的汽油机和柴油机上均已得到应用。应用。第75页/共130页第七十六页，共131页。4 压 电 式 共 轨 系 统 压 电 式 共 轨 系 统(xtng)1-石英(shyng)测量垫片2-压电执行器3-外壳4-密封垫5-紧固螺套6-针阀体；7-压杆8-压帽9-高压油管10-差动螺纹 VCO喷油器利用压电元件(yunjin)直接控制针阀升程来改变喷油孔流通截面，从而实现对喷油量的控制。针阀升程与施加在压电元件(yunjin)两端的反向电压成正比。第76页/共130页第七十七页，共131页。4压电式共轨系统压电式共轨系统(xtng)VCO喷油器

56、下部结构1-高压(goy)油管2-压电元件3-压帽4-碟形弹簧5-膜片6-磁铁；7-针阀位置传感器8-压杆9-针阀10-针阀体11-外壳给压电元件施加正向电压时，压电元件膨胀使针阀关闭；施加反向电压时，压电元件收缩(shu su)使针阀开启。不喷油时，若依靠给压电元件施加正向电压将导致电能损耗，所以设有差动螺纹来调整压电元件的预压力。石英测量垫片则用来精确测量差动螺纹的调整量。第77页/共130页第七十八页，共131页。电位计式加速踏板位置传感器）传感器外形；）内部电路第78页/共130页第七十九页，共131页。线圈中移动，使两个线圈内的自感电动势发生一增一减的变化，根据输出端线圈的电压信号即

57、可确定加速踏板的位置 。差动电感式加速踏板位置传感器a）传感器外形；b）内部结构1-加速踏板；2-推杆；3-加速踏板位置传感器；4-线束连接器；5-线圈；6-衔铁第79页/共130页第八十页，共131页。霍尔式式加速踏板位置传感器 第80页/共130页第八十一页，共131页。与汽油机完全相同与汽油机完全相同!第81页/共130页第八十二页，共131页。供油齿条（或拉杆）和滑套位置传感器通常采用(ciyng)差动电感式（分差动自感式和差动变压器式）。针阀升程传感器通常采用(ciyng)霍尔式。第82页/共130页第八十三页，共131页。差动自感传感器1-线圈；2-铁心；3-衔铁；4-连接杆两个完

58、全相同的线圈反向串接，并与两个标准电阻器接成测量（电两个完全相同的线圈反向串接，并与两个标准电阻器接成测量（电桥）电路，随衔铁移动，两个线圈产生的自感电动势一增一减；使桥）电路，随衔铁移动，两个线圈产生的自感电动势一增一减；使测量电路输出的电压测量电路输出的电压(diny)(diny)也随之变化；也随之变化； 此电压此电压(diny)(diny)信号大小与衔铁位移量成正比。信号大小与衔铁位移量成正比。第83页/共130页第八十四页，共131页。由由1 1个初级线圈和个初级线圈和2 2个次级线圈组成，初级线圈通电时，在个次级线圈组成，初级线圈通电时，在2 2个次级线圈内产个次级线圈内产生互感生互

59、感(hgn)(hgn)电动势，电动势，2 2个次级线圈反向串接，输出的差动电感随衔铁位个次级线圈反向串接，输出的差动电感随衔铁位移量而变化。移量而变化。 差动变压器传感器1、3-次级线圈；2-初级线圈；4-衔铁差动变压器传感器输出特性横坐标：衔铁位移纵坐标：互感电动势第84页/共130页第八十五页，共131页。1-传感器线束2-线束连接器3-弹簧4-霍尔元件5-弹簧座和永久磁铁6-喷嘴霍尔式针阀升程传感器霍尔元件通电霍尔元件通电(tng din)(tng din)后，后，当与针阀弹簧座制成一体的永久磁当与针阀弹簧座制成一体的永久磁铁移动时，使通过霍尔元件的磁场铁移动时，使通过霍尔元件的磁场强度

60、发生变化，霍尔元件即输出一强度发生变化，霍尔元件即输出一个与针阀升程成正比的霍尔电压。个与针阀升程成正比的霍尔电压。ECUECU根据此霍尔电压即可确定针阀根据此霍尔电压即可确定针阀升程，进而确定实际喷油量，以便升程，进而确定实际喷油量，以便对喷油量进行闭环控制。对喷油量进行闭环控制。第85页/共130页第八十六页，共131页。分配泵位置控制方式中的正时活塞位置传感器分配泵时间控制方式和共轨系统(xtng)中的喷油器针阀开启始点传感器高速电磁阀关闭始点传感器燃烧室着火始点传感器第86页/共130页第八十七页，共131页。1-传感器线束2-线束连接器3-弹簧4-霍尔元件5-弹簧座和永久磁铁6-喷嘴