第四章 分配泵讲解

汽车柴油发动机控制技术第四章

分配泵式柴油控制系统§4-1

传统轴向柱塞式分配泵供油系统◎

分配泵供油系统与直列柱塞式喷油泵相比，具有以下主要特点：结构简单，精密零件少、体积小、重量轻、成本低；能够保证各缸供油的均匀性和供油时间的一致性，分配泵单缸供油量和供油提前角不需调整。凸轮升程小，柱塞行程小，有利于提高转速。一、传统轴向柱塞式分配泵供油系统的组成轴向柱塞式VE泵供给系统的组成

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燃油箱膜片式输油泵滤清器

喷油泵叶片式输油泵调速器提前装置断油电磁阀喷油器燃油箱膜片式输油泵柴油滤清器叶片式输油泵供油提前角自动调节器泵腔分配泵喷油器回油供油供油正时调节二、传统轴向柱塞式分配泵的结构原理

叶片式输油泵驱动机构高压泵断油电磁阀调速器提前装置（一）传统轴向柱塞式分配泵的组成提前装置轴向柱塞电磁阀输油泵调速器找一找VE泵各组成部件（名称）？（二）传统轴向柱塞式分配泵的工作原理1.叶片式输油泵调压阀柱塞油箱2.驱动机构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的同时产生轴向移动！喷油泵轴的转速为曲轴转速的一半，柱塞随喷油泵轴每转一圈，往复运动的次数与端面凸轮数（汽缸数）相等。柱塞每往复运动一次，即完成一次吸油和泵油过程。3.高压泵（轴向柱塞式分配泵）驱动轴齿轮叶片泵滚轮凸轮盘柱塞弹簧出油阀断油电磁阀柱塞柱塞套端面凸轮控制滑套柱塞上均布着与发动机气缸数相等个数的进油轴向槽、1个分配孔、1个中心油道和1个泄油孔。柱塞套上均布着与发动机气缸数相等个数的、与各出油道分别对应的出油孔。（1）分配泵的结构出油孔进油槽分配孔泄油孔中心油道（1）分配泵的结构吸油过程泄油孔、分配孔关闭；柱塞在回位弹簧作用下左移；柴油经进油道、轴向进油槽进入泵腔。（2）分配泵的工作原理出油分配口出油管路油压平衡槽泵油过程泄油孔、进油孔关闭；柱塞在端面凸轮作用下右移；泵腔内高压柴油经分配孔供往喷油器。泵油过程中油压平衡槽的功用：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。回油过程进油孔关闭；柱塞在端面凸轮作用下右移（泄油孔从滑套中露出）；泵腔内高压柴油经泄油孔流回低压腔；滑套的位置决定供油量。滑套熄火断油断油电磁阀关闭进油道。X4.离心式调速器5.供油提前角自动调节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变。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。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，改变供油提前角。§4-2

电控轴向柱塞式分配泵供油系统其分配泵的驱动机构和轴向压缩式柱塞泵与传统式分配泵相同；调速器和供油提前角调节器（正时装置）变成电控形式（或已取消）；增加了ECU和各种传感器，ECU接收各相关传感器的信号对供油量和供油正时进行控制和调节。一、电控轴向柱塞式分配泵“位置控制”系统

1.组成叶片式输油泵驱动机构高压泵断油电磁阀电子调速器电控提前装置2.供油量控制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。转子螺线管式电子调速器滑套位置传感器定子转子偏心钢球滑套ECU通过控制定子线圈的通电占空比来控制转子轴转动的角度；滑套位置传感器安装在转子轴上，ECU通过该传感器检测的转子轴位置信号确定油量控制滑套的实际位置，并对滑套位置（即供油量）进行闭环控制。螺线管式电子调速器1-螺线管2-回位弹簧3-电枢4-滑套位置传感器5-控制臂6-滑套当螺线管通电时，电枢通过控制臂带动滑套移动到电磁力与回位弹簧力平衡的位置；螺线管通电占空比不同，产生的磁场强度不同，电枢、控制臂和滑套的位置不同，分配泵的供油量也就不同；ECU通过控制螺线管的通电占空比来完成对供油量的控制。ECU根据差动电感式的滑套位置传感器的感应电压信号来确定油量控制滑套的实际位置以实现供油量的闭环控制。供油提前角调节油缸

弹簧提前滞后滚轮传动销压力腔（输油泵出油端）与输油泵吸入端相通供油提前角调节阀供油提前角自动调节机构3.供油正时控制利用电磁阀控制正时活塞两侧油压。供油提前角调节阀正时活塞位置传感器ECU利用正时活塞位置传感器实现闭环控制。◆

电控轴向柱塞式VE泵“位置控制”原理VE-EDC系统模块图二、电控轴向柱塞式分配泵“时间控制”系统主要组成部件：控制器：ECU与分配泵之间的信息中转。驱动器：对控制器输出的控制信号进行放大。高速电磁阀：控制分配泵供油开始与结束。1-控制器2-驱动器3-泵角传感器4-燃油温度传感器5-高速电磁阀6-电磁阀关闭时间传感器7-喷油始点传感器1.供油量控制控制类型：回油控制方式进油控制方式回油控制方式—

进、回油通道相互独立；

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用电磁阀取代传统滑套控制回油过程，以实现供油量的时间控制；

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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2.供油正时控制控制类型：电控液压供油提前角自动调节器高速电磁阀的通、断时刻控制电控液压供油提前角自动调节器

—与采用“位置控制”方式的分配泵相同，通过改变分配泵驱动装置中滚轮架与端面凸轮的相对位置，实现供油正时的控制。

—“时间控制”与“位置控制”方式在供油（量和正时）控制方面，两者的共同特点是：供油的开始时刻均取决于分配泵驱动装置中滚轮架与端面凸轮的相对位置。

—两者的不同之处是供油的结束时刻的控制方式不同：采用“位置控制”方式的分配泵供油结束时刻取决于油量控制滑套的位置；采用“时间控制”方式的分配泵供油结束时刻取决于高速电磁阀的开启时刻。

高速电磁阀的通、断时刻控制

—取消了电控液压供油提前角自动调节器。—利用高速电磁阀的关闭和开启时刻来控制供油的开始和结束时刻，真正实现了供油正时的“时间控制”。

—为提高供油正时的“时间控制”精度，需要传感器信号修正：一种方式是采用电磁阀关闭时间传感器来精确测定电磁阀关闭始点和终点时刻；另一种方式是采用喷油器始点传感器，精确测定喷油器的实际喷油始点。

ECU根据传感器的信号，对供油（喷油）正时实施闭环控制。—为准确控制各缸的供油顺序，一般设有供油信号发生器，通常该信号发生器与CMP/CKP传感器制成一体。

三、捷达SDI柴油发动机电控系统信号的作用：用于检测电子调速器中转子轴的位置以此确定油量控制滑套的实际位置，ECU利用该信号对滑套位置（即供油量）进行闭环控制。

信号失效的后果：行驶特性恶化直至发动机熄火；预热时间控制灯K29闪烁。

G149滑套位置传感器（二）系统传感器信号的作用：为ECU提供发动机转速信号，作为用于计算供油量的一个因素，同时，其所监测的上止点信号被用于柴油喷射起始的控制。

信号失效的后果：发动机不能起动；发动机熄火；预热时间控制灯-K29闪烁；转速表不显示转速。G28发动机转速传感器位于发动机3缸喷油器。信号的作用：用来确定喷油始点信号。

信号失效的后果：喷油始点控制进入开环控制；功率损失；废气排放恶化；预热时间控制灯K29闪烁；无废气再循环功能；发动机运转粗暴；出现“耸车”现象。

G80针阀升程传感器即油门位置传感器

。信号的作用：检测油门开度，其测得的数值作为发动机控制器用于供油量计算的重要参数。信号失效的后果：维持较高的怠速转速；预热时间控制灯K29闪烁。

G79加速踏板位置传感器安装在电子调速器上

。信号的作用：检测燃油温度，所测值将作为发动机控制器计算供油量的修正值使用。信号失效的后果：功率损失；废气排放恶化；发动机ECU用替代温度（-5.4°C）工作。G81燃油温度传感器安装在发动机冷却水道上

。信号的作用：检测冷却液（即发动机）温度，所测值将作为发动机控制器计算供油量的修正值使用。信号失效的后果：起动时有黑烟；总是有约20秒的预热；发动机ECU利用燃油温度传感器的测量值作为替代。

G62冷却液温度传感器§4-3

传统径向柱塞式分配泵供油系统组成：叶片式输油泵驱动机构分配泵调速器正时调节器

分配泵的供油量通过油量控制阀控制进油量来实现。

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-油量控制阀一、传统径向柱塞式分配泵的结构原理1-泵油柱塞2-分配转子3-滚柱座4-滚柱5-内凸轮a－基圆段b－压油段c－缷压段d－吸油段结构图原理图分配泵转子中有1条轴向的中心油道、与气缸数相等且均匀分布的径向油道和1条径向分配口，三者之间相互连通。分配套筒中有1条进油道和与气缸数相等且均匀分布的径向出油道。柴油机工作时，分配泵转子、泵油柱塞、滚柱座和滚柱一起在内凸轮中逆时针旋转。1-内凸轮2-进油口3-径向油道4-中心油道5-分配口6-出油道7-分配套筒吸油过程压油过程7当滚柱转至基圆段a时，两个泵油柱塞之间的泵油腔充满柴油。在压油段b，两个对置的泵油柱塞压向分配转子中心，泵油腔内的柴油被压缩，此时，分配套筒进油口与分配转子上各径向油道错开，而分配转子的分配口与分配套筒上对应某缸喷油器的出油道接通，泵油腔内被压缩的高压柴油输送给该缸喷油器，当滚柱转到压油段b的最高点时，供油结束。进入卸压段c后，泵油柱塞在离心力的作用下向外甩开，使泵油腔容积增大，油压迅速降低，分配泵停止供油。当滚柱转到吸油段d时，泵油柱塞进一步被迅速甩开，泵油腔内产生较大的真空度，此时，分配转子的分配口与分配套筒上各出油道错开，而分配套筒进油口与分配转子某一径向油道接通，低压柴油被吸入泵油腔。二、供油量控制1-阀体2-拉杆销3-连接臂4-分配泵壳体油道5-阀体直槽转动阀体，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）。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不发生急剧变化，有利于柴油机小负荷时的运转稳定。

三、供油提前角控制调节器的结构原理与轴向压缩式分配泵基本相同。调节器内的正时活塞在液压作用下移动时，通过传动销使内凸轮相对泵油柱塞转过一定的角度。1-内凸轮2-传动销3-调节器壳体正时活塞来自叶片泵传动销供油提前角自动调节器§4-4

电控径向柱塞式分配泵供油系统其分配泵的驱动机构和径向压缩式柱塞泵与传统式分配泵相同；供油量和供油正时装置变成电控形式；增加了ECU和各种传感器，ECU接收各相关传感器的信号对供油量和供油正时进行控制和调节。一、电控径向分配泵“位置控制”系统泵油柱塞座架1-泵油柱塞2-柱塞斜面3-座架弯臂槽4-座架为实现供油量位置控制，装有泵油柱塞座架。座架弯臂与柱塞斜面有相同配合角度。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。利用电控液压装置控制座架或柱塞（装在分配转子内）的位置，即可实现供油量位置控制。（一）供油量控制座架轴向位置控制机构1-驱动轴2-端面凸轮3-推力圈4-驱动轴5-泵油柱塞6-座架7-座架弹簧8-推杆9-十字轴10-导向管端面凸轮2与导向管10以曲面配合。端面凸轮2与导向管10相对转动时，使端面凸轮轴向移动。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。端面凸轮2与导向管10相对位置由电控液压系统控制。1.供油量控制—座架轴向位置控制步进电机6通过伺服阀5控制液压油缸的油路。液压油使活塞3上、下移动。液压活塞驱动齿杆和端面凸轮外齿圈使端面凸轮转动。端面凸轮转动位置控制机构1-端面凸轮位置传感器2-端面凸轮3-液压活塞4-液压油路5-伺服阀6-步进电动机1.供油量控制—座架轴向位置控制滚柱座10斜面与驱动轴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。ECU通过回油电磁阀5和进油电磁阀6控制油腔8内油压。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。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。2.供油量控制—分配转子轴向位置控制分配转子轴向位置控制1-驱动轴2-分配转子回位弹簧3-驱动轴爪形槽斜面4-内凸轮5-回油电磁阀6-进油电磁阀7-转子位置传感器8-油腔9-分配转子10-滚柱座（二）供油正时控制步进电机1通过伺服阀2控制提前角调节器的液压油路。进而控制正时活塞6的位置。正时活塞6带动传动销5使内凸轮7相对分配转子发生偏转，从而实现供油正时调整。径向泵供油正时位置控制1-步进电动机2-伺服活塞3-液压油路4-弹簧5-传动销6-正时活塞7-分配泵内凸轮二、电控径向分配泵“时间控制”系统奥迪A6轿车2.5LTDI柴油机电控燃油喷射系统

1-燃油箱2-输油泵3-电控径向泵4-分配泵控制器5-喷油器6-柴油滤清器分配泵控制器功用：ECU与分配泵信息中转。（一）供油量控制控制方式：

与轴向压缩式分配泵“进油控制”方式类似！

用电磁阀控制进、回油过程，以实现供油量的时间控制。

充油过程供油量控制电磁阀打开，燃油从泵的膜片腔进入到压缩腔。

压缩过程通过驱动轴的转动，滚子运动到凸轮环的凸轮上，同时推动柱塞向内运动，两个柱塞之间的燃油被压缩。

喷射准备供油量控制电磁阀在分配泵控制器的控制下关闭进油通道。在电磁阀关闭的情况下，燃油一直处于被压缩状态，并被输送到喷油器。

喷射在分配器套筒上有与各个气缸分别对应的出油孔。分配柱塞和驱动轴一起转动，和分配套筒上的出油孔一起形成压缩腔，并经过喷油器喷射。（二）供油正时控制控制方式：电控液压供油提前角自动调节器

供油正时控制正时控制电磁阀控制供油提前角调节器（喷射调节器）中活塞两侧的油压压差，以此改变凸轮环与泵油柱塞之间的转角位置。三、奥迪A62.5LTDI柴油发动机电控系统

从发动机控制器来的信号由喷射泵控制器转换成电磁阀的信号用于控制供油量。供油正时（喷射起始）控制发动机控制器的信号由喷射泵控制器转换成控制喷射开始时间的信号。喷射起