柴油发动机电控系统检修 课件 项目1、2 柴油发动机电控系统基础、柴油发动机电控系统ECU电路

柴油发动机电控系统检修CONTENTS目录01柴油发动机电控系统基础柴油发动机电控系统ECU电路共轨式柴油喷射系统信号输入020403专用诊断设备的使用01柴油发动机电控系统基础项目导读

随着全球电子技术的日新月异，特别是集成电路的发展，推动了计算机控制技术在汽车上的应用并快速发展。

如今，发动机电子控制技术已经发展到集燃油喷射、点火控制、怠速控制、进气控制、增压控制、排放控制、防盗控制、失效保护控制以及诊断、数据通信等多项控制为一体的发动机管理系统，简称“EMS”(EngjineEanagementSystem)。1.1查询车辆的基本信息一、情境描述

一辆2020款陕汽重卡德龙X3000半挂车，入厂进行常规的维护保养。技术经理安排你首先确认车辆的基本信息。请就车找出车辆的的VIN码及铭牌，并检索出车辆的相关资料。引导问题1：什么是车辆的VIN码？

车辆识别号码（VehicleIdentificationNumber,或车架号码），简称VIN，是一组由十七个字母或数字组成，用于汽车上的一组独一无二的号码，可以识别汽车的生产商、引擎、底盘序号及其他性能等资料。引导问题2：VIN码位于车身的具体位置？VIN码位于车辆右侧驾驶室下前桥位置的右纵梁前方，以电动打码机刻制。1.1查询车辆的基本信息引导问题3：VIN码包含哪些信息？不同国家或汽车生产厂家，其VIN含义有细微的不同。下面以陕汽为例介绍它的含义：1.1查询车辆的基本信息例如：以陕汽牵引车识别号LZGJ19L19AGF00429为例：图1.3陕汽车辆识别号码（VIN）编制规则（SQB10023—2009）图1.4某陕汽牵引车VIN码1.1查询车辆的基本信息1、LZG----世界制造厂识别代号。陕西汽车集团有限责任公司识别代码为：LZG2、J----车辆品牌。J代表陕汽牌，E代表斯太尔牌3、19----汽车总质量代码4、L----发动机功率代码5、1----驱动型式代码6、9----检验位：将检验位之外的16位每一位的加权系数乘以此位数字或字母的对应值,再将各乘积相加,求得的和被11除,除得的余数即为检验位。7、A----生产年份X-1999年；Y-2000年；1-2001年；2-2002年；9-2009年；A-2010年；B-2012年依次类推。为避免与数字的1、0、9混淆，英文字母“I”、“O”、“Q”不使用，第10位生产型年不使用“I”、“O”、“Q”、“U”、“Z”、“0”。1.1查询车辆的基本信息年份代码年份代码年份代码年份代码1991M200112011B2021M1992N200222012C2022N1993P200332013D2023P1994R200442014E2024R1995S200552015F2025S1996T200662016G2026T1997V200772017H2027V1998W200882018J2028W1999X200992019K2029X2000Y2010A2020L2030Y生产年份代码表1.1查询车辆的基本信息GXTF西安厂区北郊新厂区欧舒特公司岐山厂区月份123456789101112代码ABCDEFGHJKLM10、00429----生产顺序号8、G----装配厂代号：表2：装配厂代号表9、F----生产月份表3：生产月份表1.1查询车辆的基本信息引导问题4：什么是车辆的铭牌？

车辆铭牌是标明车辆基本特征的标牌，主要包括厂牌、型号、发动机功率、总质量、载质量或载客人数、出厂编号、出厂日期及厂名等。引导问题5：铭牌位于车身的具体位置？

图1.5车辆铭牌位置

图1.6车辆铭牌

车辆必须装置产品铭牌，置于车辆前部易于观察的地方，陕汽铭牌置于车内前乘客侧门框的下部。1.1查询车辆的基本信息引导问题6：陕汽铭牌包含哪些信息？铭牌信息包括：厂牌、厂名、整车型号、商标、车辆识别代号（VIN码）、发动机型号、发动机最大净功率、总质量、整车整备质量、最大允许牵引质量、制造日期等。

引导问题7：各类发动机型号代表的含义是什么？1.以潍柴动力WP系列为例：WP----潍柴动力10----排量：10LXXX---额定功率（单位：马力）E4----排放标准：国四X-----系列号(0表示额定转速1900r/min;1表示额定转速2200r/min)

图1.7WP系列发动机型号

额定功率单位“马力”是指公制马力，与千瓦的换算关系为：1马力=0.735KW。我国的法定计量单位是瓦（W）。1.1查询车辆的基本信息YZ4DB140扬州柴油机四缸柴油机产品系列号国四排放等级2.以潍柴动力扬州柴油机有限责任公司（简称扬柴）YZ4DB1-40系列为例：表4：扬柴发动机代码表ABCDH缸径102mm缸径105mm缸径85mm缸径108mm缸径90mm不同产品系列号发动机缸径不同，功率、技术路线等也会有差异：

表5：扬柴发动机缸径对照表扬柴的代号为YZ开头，玉柴的代号为YC开头，容易混淆。

1.1查询车辆的基本信息1.2认识国六电控柴油机的基本组成一、情境描述

一辆陕汽重卡德龙X6000入厂进行常规维护保养。我们通过查询VIN码及车辆铭牌确认该车为国六排放标准车辆。技术经理安排你首先确认车辆的基本信息后，请就车找出车辆的电控系统部件，并检索出各部件的功能。1.2认识国六电控柴油机的基本组成引导问题1：什么是重型柴油车污染物排放标准？机动车污染物排放标准是指为贯彻《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国大气污染防治法》，防治压燃式及气体燃料点燃式发动机汽车排气对环境的污染，保护生态环境，保障人体健康而制定的标准。引导问题2：国六重型柴油车污染物排放标准实施的时间？根据(重型柴油车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》(GB17691-2018)法规要求：1、自2019年7月1日起，所有生产、进口、销售和注册登记的燃气汽车应符合本标准要求；2、自2020年7月1日起，所有生产、进口、销售和注册登记的城市车辆应符合本标准要求；3、自2021年7月1日起，所有生产、进口、销售和注册登记的重型柴油车应符合本标准要求。1.2认识国六电控柴油机的基本组成引导问题3：我国排放法规时间进度？我国排放法规时间进度1.2认识国六电控柴油机的基本组成20多年的时间，我国的汽车排放标准上升了六个台阶。与此同时，我国的汽车生产制造水平也在不断提升。可以说，每一次排放标准的升级，都让我们使用的产品品质上升了一个档次。我国各阶段排放法规要求1.2认识国六电控柴油机的基本组成引导问题4：我国国六标准的特点？国六标准a、b两个阶段实施时间轴1.2认识国六电控柴油机的基本组成引导问题5：国六排放标准的柴油发动机电控系统组成？电控系统主要由传感器、控制单元、执行器组成。核心部件是控制单元。1、信号输入装置：各种传感器，采集控制系统所需的信号，并转换成电信号通过线路输送给ECU。2、电子控制单元（ECU）：给各传感器提供参考（基准）电压，接受传感器或其他装置输入的电信号，并对所接受的信号进行存储、计算和分析处理后向执行元件发出指令。3、执行元件：受ECU控制，具体执行某项控制功能的装置。1.2认识国六电控柴油机的基本组成引导问题6：国六和国五标准相比有什么区别？1、氮氧化物（NOx）和颗粒物（PM）排放限值和国五相比分别加严了77%和67%，并新增了粒子数量（PN）的限值要求。2、发动机测试工况从欧洲稳态循环（ESC）和欧洲瞬态循环（ETC）改为更具有代表性的世界统一稳态循环（WHSC）和世界统一瞬态循环（WHTC）。

3、在检验中增加了循环外排放测试的要求，包括发动机台架的非标准循环（WNTE）和利用车载排放测试系统（PEMS）进行的实际道路排放测试，并增加了实际行驶工况有效数据点的NOx排放浓度要求；4、PEMS实际道路排放测试不仅应用于型式检验，还应用于新生产车和在用车符合性的监督检查；

5、加严了排放控制装置的耐久里程要求，并对排放相关零部件提出了排放质保期的规定。6、在欧六车载诊断系统（OBD）的基础之上，参考美国OBD法规提出了永久故障码等反作弊的要求；并首次将远程排放管理车载终端（远程OBD）的要求应用到国家标准；1.2认识国六电控柴油机的基本组成7、提出了更为严格的合规监管要求，包括型式检验和信息公开、生产一致性检查、新生产车检查、在用车符合性检查等，并简化了达标判定方法。某国六柴油机结构图1.2认识国六电控柴油机的基本组成引导问题7：回顾机械柴油机组成系统，电控柴油机在这些机械系统上，增加了哪些传感器？

表6：柴油发动机电控系统传感器按系统分类序号分类传感器1燃油系统燃油含水传感器、柴油压力温度传感器、共轨压力传感器2进气系统环境温度压力传感器、进气压力温度传感器、空气流量计3机械正时系统曲轴转速传感器、凸轮轴位置传感器4排气/尾气处理系统排气背压传感器，压差传感器，EGR阀位置传感器5冷却系统冷却液位传感器，冷却液温度传感器，风扇转速传感器；6润滑系统机油液位传感器，机油压力温度传感器7发动机控制信号输入油门踏板，空档开关，手刹开关，制动开关，多态开关，巡航开关，诊断开关，离合开关，空调开关等1.2认识国六电控柴油机的基本组成引导问题8：柴油发动机电控系统执行器有哪些，它们各起到什么作用？

表7：柴油发动机电控系统执行器名称及功能表序号名称功能描述1燃油计量阀控制高压油泵进油量.保持共轨压力满足指令需求。2喷油器电磁阀精确控制喷油提前角、喷油量。3继电器用于空调压缩机、排气制动和冷起动装置的控制。4指示灯故障指示灯、冷起动指示灯。5转速输出用于整车转速表。6CAN总线用于与整车动力总成、ABS.ASR.仪表、车身等系统的联合控制。7K线(ISOK-Line)用于故障诊断和整车标定。1.2认识国六电控柴油机的基本组成引导问题9：柴油机从机械向电控经历了哪些阶段？电子控制与机械控制相比，突出优点是控制的精确性和响应的快速性。就车用柴油机而言，电控系统的控制项目在不断增多，即从循环供油量控制、供油正时控制等最基本控制项目的燃油喷射控制扩展到包括对供油速率控制和喷油压力控制在内的多项目标控制；从单一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、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控制。在柴油机的电子控制系统中，最早研究并实现产业化的是电子控制柴油喷射系统，到目前为止已经经历了三代变化：1）第一代电控柴油喷射系统：位置控制式。2）第二代电控柴油喷射系统：时间控制式。3）第三代电控柴油喷射系统：时间－压力控制方式。1.2认识国六电控柴油机的基本组成

高压共轨系统被世界内燃机行业公认为20世纪三大突破之一，将成为21世纪柴油机燃油系统的主流。德国Bosch公司、日本Denso公司和英国Lucas公司都研制出了电控高压共轨系统，并开始批量向市场供货。Bosch电控燃油供给系统柴油发动机电控系统检修CONTENTS目录01柴油发动机电控系统基础柴油发动机电控系统ECU电路共轨式柴油喷射系统信号输入020403专用诊断设备的使用02柴油发动机电控系统ECU电路项目导读ECU是电控发动机的控制中心，通过接收各传感器传送来的发动机运行信息，加以运算处理后控制各执行器动作。

ECU还包含着一个监测模块，用于故障诊断以及出错以后的系统的保护。任务2.1ECU的逻辑结构一、情境描述

一辆2018年重汽豪沃，配EDC17CV44发动机电脑版，行使了21.3万公里。据客户反映，该车能够喷油工作，但是发动机限速，报P1610故障：电控单元内部软硬件底层监控报错。请修复故障车辆。任务2.1ECU的逻辑结构引导问题1：柴油发动机电控系统ECU电路包含哪些部分？

电子控制单元[ECU]：ElectronicControlUnit，又称“行车电脑”、“车载电脑”等。和所有的ECU一样，柴油发动机的ECU就是完成对柴油发动机机械装置的自动控制。同时，现代柴油发动机还需要与仪表等其它车辆系统进行数据交换和通信。

所以，柴油发动机ECU内部也会有如下图所示的几个部分，传感器模拟信号和数字信号的“输入处理”芯片、对输入数据进行计算处理的“微处理器”芯片、对输出信号进行功率放大的“输出处理”芯片。任务2.1ECU的逻辑结构ECU内部组成示意图任务2.1ECU的逻辑结构引导问题2:市场上占有率高的柴油机ECU有哪些？

目前，博世、德尔福、电装在我国电喷系统市场已经形成比较强的竞争态势。在国际上，目前德国博世的燃油喷射系统占据全球80%左右的市场份额；第二名的日本电装，其市场占有率为12%。

博世对电喷系统的研发已经有几十年的经验，而且产品经历了很长时间的匹配试验，比较成熟，可靠性高。在我国，核心技术的缺失在汽车行业尤为明显，虽然近年来自主品牌在技术方面一直很努力，但不可否认的是，我们比起日本、欧美等国家还是有一定差距。

博世集团是全球第一大汽车技术供应商。2020年，博世与中国动力装备制造商潍柴在发动机技术上取得历史性突破。双方合作将潍柴重型商用车柴油机热效率提升至50%，由此在全球范围内树立了产业新标杆。任务2.1ECU的逻辑结构引导问题3:博世ECU的识别方法？

每个ECU的正面都会贴有铭牌，例如：EDC1CV44铭牌任务2.1ECU的逻辑结构

博世产品号可以通过诊断设备来读取到具体的电脑板型号。369代表的产地是苏州，产地号后面是电脑板的生产日期以及8位的序列号。表2.1EDC17CV44/54博世产品号对照表

产品号发动机厂家产品号发动机厂家281016894潍柴281020181朝柴281020190华菱281020292重汽281020171锡柴281020232扬柴任务2.1ECU的逻辑结构引导问题4:博世电脑版型号代表的含义？博世电脑版型号含义表ECUElectronicDieselControl电子柴油控制7/16/17平台代号UElectronicUnitInector/Pump电控单体泵系统CCommonRail/共轨系统31/44/53运行程序代码/客户编号任务2.1ECU的逻辑结构引导问题5:我们经常看到的EDC7与EDC17有什么区别？EDC17发动机工作运行的原理与EDC7系统基本相同，只是在控制条件上和参数上加入了后处理部分的响应，来满足国家公布的对节能减排的新要求。相比于EDC7，ECU上功能全面集成了后处理控制部分，不再单独控制，从而简化了系统，降低了成本，是在SCR和EGR两条控制路线上得到了多数动力厂家的应用。引导问题6：ECU是怎样工作的？在共轨式蓄能器喷射系统中，压力的产生和燃油的喷射是完全脱开的。喷射压力的产生跟发动机转速和喷油量毫不相干。燃油以一定的压力储存在高压蓄能器（即所谓的“共轨＂）内，时刻准备着进行喷射。喷油量由驾驶人确定，喷射起点、喷射持续时间和喷射压力由ECU(ElectronicControlUnit电子控制单元)计算出来。然后，ECU触发电磁阀，使每一个气缸的喷油器（喷油单元）相应地进行喷射。任务2.1ECU的逻辑结构引导问题7：EDC17的内部结构是如何组成的？

柴油机的ECU外观就是一个扁平的金属盒（图2），拆开两面的金属盖，ECU的内部是一块电路板（图3和图4），电路板上有一个多端的集成插接器(Connecter),作为对外连接导线的部件。在电路板上分布若一些电子元器件。由于技术的进步，目前的ECU都采用贴片(SMT)元器件来制作，单个元器件的尺寸极小且非常薄。任务2.1ECU的逻辑结构A(ECUA面)

B(ECUB面)任务2.1ECU的逻辑结构引导问题9：EDC17集成插接器针脚端口如何分布？EDC17电控单元有两个集成插接器线束插槽，较大者连接整车线束，有94个针脚，ECU电源、车身上的开关、油门加速踏板位置传感器、仪表、诊断通信等都是由这一端口连接输入和输出；较小者连接发动机线束，有60个针脚，发动机上的传感器、执行器等都是由这一端口输入和输出。A端插座

K端插座任务2.1ECU的逻辑结构引导问题10：ECU外部电源及通讯电路的原理是什么？ECU本身是一个用电设备，所以它也有相应的电源供应电路。它还会通过CAN网络完成诊断与通讯功能，OBD随车诊断系统也可以通过K线总线实现诊断通信。

当ECU电源出现问题时，发动机电控系统除了不能实现发动机起动外，还会出现与诊断仪不能通信，其它电控系统也会失去与EDC的通讯。

所以，我们将EDC17ECU的电源、网络通讯等线路画到了一起。通过ECU集成插接器K端口的40号针脚，ECU还可以输出发动机转速信号。任务2.1ECU的逻辑结构EDC17ECU内电源管理芯片任务2.1ECU的逻辑结构引导问题11：ECU外部电源连接方式是怎样的？K端口内K1、K3、K5三个针脚是ECU的电源24V输入，K2、K4、K6是三个负极引脚。EDC17ECUK端口电源正极与负极连接焊点任务2.2信号输入与输出一、情境描述

一辆2017年欧曼半挂车，配EDC17CV44发动机电脑版，行使了18万公里。经维修人员调取故障码为P00EC凸轮轴信号缺失，启动困难，限扭无法拉货。据客户反馈，在上家服务站已检测外围电路及传感器，确认正常。请确认故障并修复。任务2.2信号输入与输出引导问题1：ECU传感器信号有哪几种？

柴油机上使用的传感器传递的电压信号有几种类型：模拟信号、数字信号、直流脉冲信号、交流电压信号。CPU处理这些信号的能力并不是很强，所以ECU上使用了各种处理不同类型信号的芯片。

引导问题2：具体到模拟信号是怎么样处理的？

模拟电压类传感器有油门踏板位置传感器、发动机水温传感器等。在ECU内，信号是经过一些分立的阻容元件进行稳定后，直接由CPUU1（SAK-TC1767-256F80HL）进行处理的。任务2.2信号输入与输出引导问题3：