柴油机工作过程课件

柴油机工作过程柴油机燃料供给系的组成直列柱塞泵转子泵一、柴油机电控技术概述柴油机电控技术是在解决能源危机和排放污染两大难题的背景下，在飞速发展的电子控制技术平台上发展起来的。汽油机电控技术的发展为柴油机电控技术的发展提供了宝贵经验。柴油机电控系统的开发研究从20世纪70年代开始，经历了三代：位置控制时间控制时间－压力控制（压力控制）柴油机电控技术的发展：第一代（位置控制方式）保留了传统柴油机供给系统的基本组成和结构，只是取消了机械控制部件（调速器等），增加了传感器、ECU、执行器等组成的控制系统，使控制精度和响应速度得以提高。优点：柴油机的结构几乎不需改动，便于对现有柴油机进行升级换代。缺点：响应慢，控制精度不高，供油压力不能控制。在直列柱塞泵上实施位置控制的有：日本电装公司的ECD-P1、ECD-P2、ECD-P3系统；德国波许公司的EDR系统；美国的PEEC系统等。在分配泵上实施位置控制的有：日本电装公司的ECD-V1系统；德国波许的EDC系统；美国的PCF系统等。直列式柱塞泵位置控制方式执行元件：占空比控制型电磁阀反馈元件：齿条位置传感器ECU控制电磁阀线圈的占空比→铁芯产生电磁力→铁芯推动供油齿条移动至与回位弹簧平衡→改变供油量通过齿条位置传感器的反馈信号，得到齿条的实际位置，以此进行反馈控制。各种传感器ECU电子调速器占空比电磁阀转速传感器齿条位置传感器反馈控制电磁阀回位弹簧转速传感器供油拉杆转子分配泵位置控制方式柱塞线圈滑套位置传感器定子转子轴偏心钢球滑套定子偏心钢球转子轴偏心钢球ECU控制电磁阀线圈的占空比→线圈的输入电流变化→转子轴转动的电磁力矩变化→偏心钢球绕转子轴中心线左右转动→滑套左右移动→改变柱塞的回油时间→改变供油量通过滑套位置传感器的反馈信号，得到滑套的实际位置，以此进行反馈控制柴油机电控技术的发展：第二代（时间控制方式）基本保留了传统燃油供给系统的组成和结构，通过高速电磁阀直接控制高压燃油的适时喷射。一般情况下，电磁阀关闭，执行喷油；电磁阀打开，喷油结束。因此可实现供油量控制，又可实现供油正时的控制。优点：控制自由度更大，供油加压与供油调节在结构上相互独立，使喷油泵结构得以简化，强度得到提高。高压喷油能力大大加强。缺点：供油压力无法控制。在分配泵上实施时间控制的有：日本电装公司的ECD-V3系统；美国Stanadyne公司的DS型和RS型（DS型已用于GM公司1994年的增压柴油机上，RS型已用于GM公司的客货两用车和越野车）；日本丰田公司的ECD-2系统，等等。电控泵喷嘴系统有：德国波许公司的PDE27/PDE28系统，等等。时间控制方式在回油通道中安装一个由ECU控制的高速强力电磁阀来取代滑套控制回油通道的开闭。一般情况下，电磁阀关闭开始喷油；电磁阀打开喷油结束。喷油始点取决于电磁阀关闭时刻，喷油量取决于电磁阀关闭的持续时间。可取消油量控制滑套，还可取消泵油柱塞上的回油槽。发动机转速传感器溢流控制阀（高速电磁阀）着火正时传感器正时控制电磁阀喷油器柴油机电控技术的发展：第三代（时间-压力方式）这是国外于20世纪90年代中期研制的一种新型柴油机电控技术。基本改变了传统燃油供给系统的组成和结构，主要以电控共轨（各缸喷油器共用一个高压油管）式喷油系统为特征，直接对喷油器的喷油量、喷油正时、喷油速率和喷油规律、喷油压力等进行时间-压力控制。油压油泵并不直接控制喷油，而仅仅向共轨供油以维持所需的共轨压力，并通过连续调节共轨压力来控制喷射压力。优点：可实现高压喷射（最高达200Mpa），喷射压力独立于发动机转速，可实现理想喷油规律，具有良好的喷射特性。共轨喷射系统是柴油机燃油系统的一个发展方向。目前在卡车和轿车柴油机上得到广泛应用，发展速度十分惊人。国外典型共轨喷射系统：日本电装公司的ECD-U2系统；美国BKM公司的servojet系统；美国Caterpiller公司的HEUI系统，等等。时间－压力控制方式第三代柴油机电控系统中最典型的是电控共轨式燃油喷射系统。在电控共轨式燃油喷射系统中，各缸喷油器共用一个高压油轨（即高压油管）。对喷油量的控制采用时间－压力控制或压力控制，用的最多的是时间－压力控制方式。共轨（Common-rail）喷油器燃油压力传感器高压供油泵高速电磁阀时间－压力控制方式ECU加速踏板位置传感器发动机转速传感器凸轮轴位置传感器高压供油泵油泵压力控制阀燃油压力传感器共轨管三通电磁阀单向节流阀控制室液压活塞喷嘴针阀喷油器日本电装公司ECD－U2系统系统主要用于载重汽车装用的柴油机上，日本日野汽车公司、三菱汽车公司和日产汽车公司生产的载重汽车柴油机多数采用ECD－U2系统。系统具有共轨式喷油系统的基本组成和结构，属于第三代柴油机电控燃油喷射系统。系统组成：由各种传感器、ECU、燃油压力控制阀和三通电磁阀等组成的控制系统，对喷油量、喷油正时、喷油速率和喷油压力进行时间－压力控制。日本电装公司ECD-U2高压共轨式喷油系统ECU加速踏板位置传感器发动机转速传感器凸轮轴位置传感器高压供油泵油泵压力控制阀燃油压力传感器共轨管三通电磁阀单向节流阀控制室液压活塞喷嘴针阀喷油器日本电装公司ECD-U2系统油路高压供油泵低压输油泵回油管燃油滤清器共轨高压溢流阀压油管共轨高压油管喷油器燃油箱高压供油泵结构和传统的直列柱塞泵相似。压力控制阀PCV的作用是通过调整供油泵供入共轨内的燃油量来调整共轨内的燃油压力。PCV阀断电和通电的时刻决定了高压供油泵向共轨内供入的燃油量。吸油压油凸轮升程HPCV工作状态阀关闭阀开启预行程压力控制阀PCV柱塞共轨共轨（Common-rail）高压溢流阀常闭，当共轨内油压超过设定值时，阀门打开泄压。燃油压力传感器检测共轨内的燃油压力。溢流缓冲器通过高压油管与喷油器相连，可使共轨内和高压油管内的油压波动减小，且一旦流出油量过多时，切断燃油通道，停止供油。高压溢流阀燃油压力传感器溢流缓冲器电控喷油器早期ECD－U2系统的电控喷油器采用二位三通电磁阀结构；在新结构的ECD－U2系统中，都采用二位二通电磁阀结构。二位三通阀结构固定的内阀可上下移动的外阀喷油嘴阀体液压活塞共轨二位三通阀工作原理节流孔进油泄油弹簧线圈内阀外阀电