柴油机电控系统控制方法

第一章发动机电子控制技术概论第二章内燃机控制基础第三章内燃机电控系统的传感器第四章内燃机电控系统的电控单元第五章汽油机电控系统和执行器第六章柴油机电控喷油系统和执行器

第七章汽油机电控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第九章内燃机电控系统的故障自诊断系统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第一页，共二十五页。柴油机电子控制系统内容1.燃油喷射控制（1）喷油量控制（2）喷油正时控制（3）喷油速率的控制（4）喷油压力的控制3.增压控制4.排放控制5.故障自诊断和失效保护2.进气控制（1）进气节流控制（2）可变进气涡流控制（3）可变配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二页，共二十五页。ＥＣＵ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执行器第二代共轨系统第三页，共二十五页。第八章柴油机电控喷油系统的控制方法与策略喷油压力控制喷油量控制喷油正时控制喷油速率的控制日本的电装公司ＥＣＤ－Ｕ２高压共轨系统第四页，共二十五页。Tq喷油时间油轨压力喷油量qV=f(Tq,pc)

pc第一节喷油量控制喷油量不仅取决于喷油脉宽Tq，而且还与共轨中的燃油压力pc有关，因此，它是一种压力-时间油量控制系统基本喷油量，怠速喷油量，起动喷油量，不均匀油量补偿，巡航喷油量控制1.基本喷油量控制MAP图pcp0第五页，共二十五页。第一级是“计算喷油量”，在由各传感器提供的信息基础上，确定每次喷射的基本喷油量qVfi,第二级确定驱动电磁阀的脉宽

1.基本喷油量控制喷油泵允许的最大量qV=f(Tq,pc)

MAP图MAP图MAP图第六页，共二十五页。日本的电装公司ＥＣＤ－Ｕ２高压共轨系统1.基本喷油量控制第七页，共二十五页。2.怠速喷油量控制第一节喷油量控制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，尽可能降低燃油消耗率和有害排放物第八页，共二十五页。3.起动喷油量控制第一节喷油量控制汽车加速踏板和发动机转速决定基本喷油量，采用冷却水温度计算补偿喷油量第九页，共二十五页。第一级:确定目标喷油时刻θfi

第二步:确定电磁阀通电时刻Tc。目标喷油时刻θfi=基本喷油时刻θb+修正喷油时刻第二节喷油时刻（喷油提前角）控制第十页，共二十五页。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第三节喷油压力控制PVC供油量控制阀

第十一页，共二十五页。第三节喷油压力控制柱塞上行时，控制阀未通电，仍处于开启状态，吸进的燃油又经控制阀流回油箱供油柱塞下行，PVC控制阀开启，低压燃油经控制阀流入柱塞腔。柱塞内燃油被压缩而升压，经出油阀进入高压共轨控制阀通电关闭供油行程

油箱油轨未通电第十二页，共二十五页。两级控制：第一级：确定目标喷油压力目标喷油压力=基本喷油压力+修正喷油压力。第二级：为实现目标喷油压力，确定接通喷油泵压力控制阀PCV的通电时间第三节喷油压力控制基本喷油压力：由发动机转速ne和负荷Qfi来确定。修正喷油压力：根据进气压力、进气温度和冷却水温度等进行修正目标喷油压力第十三页，共二十五页。目标喷油压力=基本喷油压力+修正喷油压力基本喷油压力修正喷油压力目标喷油压力Pc

第十四页，共二十五页。喷油规律：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

前期缓慢，减少柴油机的燃烧噪声和NOX排放的目的。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。

第四节喷油规律控制“靴形喷油规律”“多次喷射”或“预喷射”规律第十五页，共二十五页。第四节喷油规律控制二、喷油率控制原理改变喷嘴有效流通面积实现三角形、预喷射和靴形三种喷油率第十六页，共二十五页。二、喷油率控制原理１．三角形喷油率单向阀喷油开始时，电磁阀通电，开通回油油路，由于只能通过节流孔实现泄压，使得泄压过程延长，喷油器针阀缓缓升起，形成一个逐渐上升的喷油率模式当喷油结束时，电磁阀断电，共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直径大得多，针阀很快落座，迅速停止喷油。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节流孔和单向阀来实现的共轨第十七页，共二十五页。2．靴形喷油率二、喷油率控制原理针阀有一个小的停留行程电磁阀通电,喷油开始时，液压活塞上部开始回油预行程第十八页，共二十五页。3．预喷射

在ECD—U2上实现预喷射比较简单，ECU在主喷前给一个小脉冲宽度信号。第十九页，共二十五页。（1）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、喷油规律及喷油压力的精确控制；压力高（135~200MPa），使得喷油雾化极好，燃烧彻底，减少微粒排放。改善柴油机的动力性、经济性和排放性（2）电控喷射系统的控制精度高、响应快；（3）控制灵活。第六节柴油机电控系统的优点

第二十页，共二十五页。柴油机电控高压共轨系统的优点

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进行灵活调节，尤其优化了发动机的低速性能。采用高速电磁阀控制燃油喷射，可以实现预喷射（一个工作循环可以实现4~6次燃油喷射），降低发动机ＮＯＸ排放和噪声。结构简单，可靠性好，产品适应性强。第六节柴油机电控系统的优点

第二十一页，共二十五页。第五节增压控制

普通的增压器特性往往不能够兼顾柴油机的高速工况和低速工况。为了克服普通废气涡轮增压系统在发动机高低速工况的协调性差的问题，增压压力必须是可变的。第二十二页，共二十五页。一旦增压压力对膜片的作用超过弹簧的预紧力，废气放气阀打开，一部分废气不经涡轮直接从涡轮出口排入大气中。第五节增压控制

带废气放气阀的涡轮增压器。第二十三页，共二十五页。喷嘴出口喉口面积的改变，直接影响到喷嘴出口气流速度，从而有效改变增压器转子转速，达到调节压力的目的。（可变涡轮喷嘴VNT（VariableNozzleTurbocharger，）喷嘴又称为叶片导向器，其作用是使具有一定压力和温度的废气在其中膨胀、加速，按一定角度喷向叶轮。第五节增压控制

涡轮机压气机喷嘴第二十