第一章 概述讲解

汽车柴油发动机控制技术张胜一章

柴油发动机控制技术概述*问题思考柴油和汽油怎么来的？柴油机和汽油机的不同之处有哪些？对比项目柴油发动机汽油发动机油气混合气缸内进气道转速控制喷油量空气流入量点火方式燃油直接喷入高温高压气体中自燃燃油靠高压电火花点燃扭矩输出低速时大低速时小热效率较高（30～45%）较低（25～30%）燃油性能十六烷值越高越好（40～60）辛烷值越高越好（90～97）燃油标号北方地区要求因季节而异四季不变压缩比高（15:1～23:1）低（6:1～11:1）燃烧工况等压循环（狄塞尔循环）等容循环（卡诺循环）启动电机功率较大功率较小预热装置有（温度≤9℃时需预热）无结构燃烧的爆发压力高，故较坚固燃烧的爆发压力低，故较轻巧两大机构曲柄连杆机构配气机构

五大系统进排气系统燃料供给系统润滑系统冷却系统起动系统骨架机体气缸套曲轴箱气缸盖油底壳

柴油机的基本构成汽油发动机与柴油发动机特征值比较：压缩比压缩压力bar压缩温度℃燃烧最高压力bar全负荷排气温度℃转速（平均值）n/min低速扭矩升功率kw/l总效率%汽油发动机6~11：111~18400~60040~60700~10005000~6000小高15~30柴油发动机21~30：130~60700~90065~90500~6004000大低25~40柴油机的特点：1、压缩比高：15-22,压缩压力达3.5-4.5MPa。2、热效率高：达到30%-40%。3、燃油消耗低：比汽油机低30%左右，经济性好。4、没有点火系，油路系统机件精密，故障相对减少，工作可靠性高。5、排放污染物少，但易产生碳烟。6、转速低、质量大、制造维修费用高。柴油汽油冷却液损失排气损失总热量损失有效热效率摩擦损失柴油机与汽油机的不同：1、燃油不同。2、点火方式不同。3、供油方式不同。4、混合气形成时间不同。5、所需要的过量空气系数不同德国人卡尔·奔驰于1886年发明的世界上第一辆内燃机汽车鲁道夫·狄塞尔（Disesel1858—1913）德国工程师，1893年发明世界上第一台柴油动力压燃式发动机被称为“柴油机之父”。一、柴油发动机技术的发展过程Rudolf

Diesel（1858～1913）德国人鲁道夫•狄塞尔先生于1893年2月23日获得柴油发动机的发明专利证书1894年柴油机之父狄塞尔先生展出世界上第一台 柴油发动机，功率2kW 。 它的名字=他的名字=Diesel1897年狄塞尔先生制造成了18.4kW的柴油发 动机。该机为4冲程式，热效率为26%Rudolf

Diesel（1858～1913）1894年柴油机之父狄塞尔先生展出世界上第一台 柴油发动机，功率2kW 。 它的名字=他的名字=Diesel1897年狄塞尔先生制造成了18.4kW的柴油发 动机。该机为4冲程式，热效率为26%1923年奔驰公司生产了第一辆柴油 机卡车，装备36.75kW（50 马力）发动机，载重5吨1936年世界第一辆柴油机轿车梅赛 德斯—奔驰260D制造成功1898年柴油发动机成功地用在汽车上1976年德国大众开始批量生产1.5升自然吸气涡流室式柴 油机，安装在第一代高尔夫轿车上1989年大众高尔夫柴油轿车获得“低排放车”称号1993TDI比汽油机节油25～30%噪声比SDI小1995可变喷嘴截面的涡轮增压器技术，提高了TDI 的适应性,1.9升由90马力提高到110马力1998TDI-PD泵喷嘴，且燃油在主喷射开始之前有少量的预 喷，达到高性能柴油发动机平稳燃烧的理想状态1999经济环保3升大众路波轿车是世界上第一辆排放达到欧4标准的柴油轿车，80天环球33,333km，均油耗2.38L/100km

2002中国第一辆柴油轿车---捷达SDIT--TURBO:涡轮增压D--DIRECT：直接I--INJECTION：喷射S--SUCTION：吸气式D--DIRECT：直接I --INJECTION：喷射SDI和TDI第一次飞跃——1927年，德国BOSCH公司研制出了直列式合成泵。第二次飞跃——1954年，瑞典VOLVO汽车公司将废气涡轮增压技术应用在汽车柴油发动机上。第三次飞跃——20世纪80年代，电子控制技术应用于柴油发动机上。

先后经历了三个发展阶段：

（1）“位置控制”（2）“时间控制”

（3）“时间-压力控制（压力控制）”一、柴油发动机技术的发展过程柴油机电控燃油喷射系统技术发展经历了三个阶段：第一代柴油机电控系统：采用“位置控制”，供（喷）油压力与传统柴油机相同，称为常规压力电控系统。以电控分配泵为代表。第二代柴油机电控系统:采用“时间控制”“，采用电磁阀控制。以电控泵喷嘴和单体泵系统为代表的。第三代柴油机电控系统：采用“压力控制”，以“高压共轨系统”为代表。第四代柴油机电控系统：采用“压力控制”，集成HCCI，改变排量，低温等离子尾气净化灯技术。二、汽车柴油发动机电控系统的组成1．柴油电控系统的基本组成信号输入传感器电控单元（ECU）执行器VE-EDC系统模块图捷达SDI柴油发动机电子控制系统捷达SDI柴油发动机电控系统奥迪A62.5LTDI柴油发动机电控系统二、汽车柴油发动机电控系统的组成运行工况传感器用来检测柴油机运行工况基本参数的传感器，如加速踏板位置传感器、凸轮轴／曲轴位置传感器、空气流量计等。修正信号传感器用来检测柴油机运行工况非基本参数的传感器，如冷却液温度传感器、燃油温度传感器、进气温度传感器、进气压力传感器等。反馈信号传感器闭环控制系统中用来检测执行元件实际位置的传感器，包括供（喷）油量传感器和供（喷）油正时传感器两大类。

2．柴油电控系统的传感器二、汽车柴油发动机电控系统的组成3．柴油电控系统的电控单元功用：根据各传感器输入信号和内存程序，计算出供（喷）油量和供（喷）油开始时刻，并向执行元件发出执令信号。组成：输入回路、微型计算机和输出回路。ECU的基本组成二、汽车柴油发动机电控系统的组成4．柴油电控系统的执行器按结构原理不同，可分为电磁式和电液（或电气）式两类执行器。按对被控制对象实施调控的方式不同，可分为直接调控和间接调控两种类型执行器。按运动状态不同，柴油发动机电控系统执行器可分开关式（如开关式电磁阀）和连续动作式（如占空比控制型电磁阀、直流电动机）两类执行器。三、汽车柴油发动机应用的主要技术“共轨”技术

——指利用一个“公共油轨”向各缸喷油器供油，油压可独立控制。“时间控制”燃油喷射技术

——由ECU控制的高速电磁阀来直接控制供（