道依茨EDC16UC40电控系统培训.ppt

1、,世界动力 财富引擎,国家排放法规,排放法规 2000年达到欧洲一号标准 2004年达到欧洲二号标准 2008年实施欧洲三号标准 2010年将与国际排放标准接轨。 （欧洲2000年实施欧洲三号标准，2005年实施欧洲四号标准）,欧洲排放标准 HDV,国家排放法规,DDE公司国III产品的控制策略,欧美国家欧III产品控制策略主要为： 1、电控单体泵、电控泵喷嘴，蓄压增压电喷系统 2、共轨系统 3、电控直列泵 4、电控分配泵 5、外挂式电控单体泵 到目前为止，我们统计的欧美18家著名中重型柴油机厂家中：使用电控单体泵(EUP)或泵喷嘴(EUI)技术的有13家，占绝大多数；采用高压共轨的厂家有5家

2、。 DDE公司的欧III产品是按照欧美的控制策略来做的： DEUTZ系列：电控单体泵EUP，博世系统或者FEUP系统。 CA6DE3系列：外挂电控单体泵FEUPI系统，或者FEUP系统，采用大陆ECU。 CA4DF3系列：电控单体泵整体式EUP，成都威特系统或者FEUP系统。 CA4DC系列：高压共轨、博世进口。 CNG系列：电控多点喷射、AEC进口（澳大利亚） EUP是英文缩写：E 电控、U 单元、P 泵 FEUPI：F 一汽、E 电控、U 单元、P 泵、I 集成，由一汽开发，采用德尔福电控单体泵，大陆ECU的电控系统。 FEUP：由一汽开发，采用衡阳电控单体泵，大陆ECU的电控系统。,国家

3、排放法规,引言:为什么要采用柴油机电喷技术,机械泵的调节及缺点,喷油量 由驾驶员通过调速器拉动齿条控制 已经考虑了各种补偿和保护（增压补偿、怠速限制、最高转速限制、最大供油量限制等) 由于属机械设定，主要考虑两点稳态工况，无法兼顾 瞬态工况无法控制（急加速冒烟，加减速过程超调） 不能自动调节各缸喷油量平衡 提前角 提前器决定 特性：只随转速而变，且只能线性单调变化 不能实现理想的变化规律（整个运行区独立可调） 喷油压力 随转速而变，不可调。低转速时喷油压力低 不能实现理想的变化规律（整个运行区独立可调） 怠速 怠速弹簧控制，一旦设定，不可改变 不能适应水温变化 不能适应车辆附件功率变化要求,电

4、控对柴油机主要功能也是控制喷油喷射时间和喷射量，最主要是时间的控制 喷油量 驾驶员通过电子油门提供驾驶意图 控制器ECU决定整个运行范围内的喷油量 可以有几十种喷油量控制模式（稳态和瞬态） 喷油规律 在系统设计时考虑了适当的喷油规律 共轨系统常以多次喷射来实现 提前角 完全由控制器ECU自动控制 喷油压力 完全由控制器ECU自动控制 以上各种控制通过基本量校正量来实现（几百个表格Map）,引言:为什么要采用柴油机电喷技术,BFM1013/2012E3发动机EDC16UC40电控系统介绍,BF6M1013E3 BF6M2012E3,DEUTZ发动机电控单体泵系统,EDC16电控系统概述,EDC1

5、6电控系统是一个新型的全电子控制柴油机燃油喷射系统，它不再采用机械调速器（没有齿杆装置）。与传统的机械喷射系统不同的是：EDC16系统采用扭矩控制策略，可以自由地控制发动机输出扭矩（喷油量）和喷油开始时间（喷油定时）两个参数。因此，该系统能够满足国家第三阶段（国）及后续的排放法规的要求。 EDC16电控系统适用于BFM1013，BFM2012，BFM2013发动机。,典型的单体泵系统在发动机中的布置，称为PLD系统。电控单体泵供油系统是带时间控制的模块式装置，发动机每个气缸都配有一个单独的模块，主要组件有：,整体插入式高压泵： 快速作用的电磁阀； 较短的高压油管； 机械喷油器总成。 电控单体泵

6、调整垫均相同为2.4mm零件号为1111068B52D,电控单体泵供油系统，顾名思义，它的供油系统的核心部件喷油泵是单体的，单个的。与传统的机械式喷油泵相比，在结构形式上主要有两点不同，一是每个油泵都是独立的，分别安装在发动机气缸体上，对应每一气缸在气缸体上有安装单体泵的孔，六缸柴油机就有六个单体泵，（四缸柴油机就有四个单体泵），这六个单体泵是由整个发动机的凸轮轴来驱动，也就是说单体泵一般作为整体部件装在柴油机的气缸体上，由配气凸轮轴上的喷射凸轮驱动。而传统的六缸柴油机的机械式喷油泵是布置在整机缸体的外侧，通过外部托架固定在发动机缸体上，在喷油泵泵体内，有一根凸轮轴，专门驱动六套柱塞，通常称作

7、一台喷油泵。第二点不同是电控单体泵的上部有电磁阀，电磁阀能够按照特性图谱的数据精确地控制喷射正时及喷油时间。,EDC16电控系统组成,EDC16可大体地划分为四个部分： 1.燃油系统：输油泵、电控单体泵、高压油管、喷油器； 2.电子控制单元（ECU） 3.传感器 4.整车功能 5.线束,燃油系统：电控单体泵,单体泵是最新的技术之一，它使燃烧更适合工况的需要，因而燃烧更充分，效率更高，降低了排气污染和燃油消耗率。它还有以下优点： 由凸轮轴通过挺柱驱动，结构紧凑，刚度好。 喷油压力可以高达1600bar。 较小的安装空间。 高压油管短，且标准化。 调速性能好，适用不同用途发动机，任意设定调速特性。

8、 具有自排气功能。 换泵容易。,燃油系统构成,低压油路组成：油箱、低压输油泵、燃油滤清器（粗滤器、细滤器）、相应的油管。 作用：以一定的压力输送一定量的燃油。,柴油从柴油箱1出来，经过燃油输油泵3进入柴油滤清器5，过滤之后，非电控机型则进入铸在缸体内的低压油室，回油也在此油室内，低压油室的压力为5bar。电控发动机柴油从柴油滤清器出来之后，从外部接头进入连接电控单体泵的金属低压油路，每个泵都单独与外面的燃油进油管连接。燃油回油通道铸在气缸体上。,1 - 柴油箱 2 - 燃油进油管 3 燃油输油泵 4 滤清器前燃油管 5 燃油滤清器 6 滤清器后燃油管 7 单体泵 8 高压油管 9 喷油器 10

9、 限压阀 11 回油管 12 回油管 13 燃油箱内进回油管距离规定,燃油系统构成,低压油路中压力的稳定对发动机的功率输出是至关重要的。在发动机出现功率不足的情况时，应首先测量低压油路的压力，测量位置为低压油路外部接头处。发动机转速为2300r/min时，P4.5bar，。,高压油路： 低压油路内的燃油从单体泵经过很短的高压油管到喷油器，当压力达到220bar时，喷油器开启，将燃油呈雾状喷入到燃烧室，与空气混合而形成可燃混合气。,从柴油箱到金属燃油管接头这段油路中的油压是由燃油输油泵建立的，而输油泵在发动机额定转速下的出油压力一般为5bar左右，故这段油路称为低压油路，只用以向单体泵供给滤清的

10、燃油。从单体泵到喷油器这段油路中的油压是由单体泵建立的，为1600bar左右。,燃油回流 由于输油泵的供油量比单体泵的出油量大10倍以上，大量多余的燃油经限压阀10和回油管12流回柴油箱，并且利用大量回流燃油驱净油路中空气，有自动排气功能。,燃油温度传感器 用于燃料的油温，燃料喷射量的修正。,燃油系统构成,DDE公司生产的电控单体泵供油系统的发动机主要有两大系列，1013系列和2012系列，分别以BF6M1013-28E3、BF6M2012-21E3为基本型。 均采用EDC16UC40博世电控单体泵电控系统。,对于供油系统，1013系列与2012系列的最大不同是单体泵外形高度不同。1013高度

11、为229.05mm（压缩后的尺寸）；2012高度为202.05mm（压缩后的尺寸）。,2012电控单体泵外形,1013电控单体泵外形,燃油系统：电控单体泵,燃油系统：电控单体泵,燃油喷射模块 主要功能： 在发动机各种工况下，按照整机要求定时、定量供给高压燃油，使各缸能够正常工作，发出要求的功率，扭矩，同时满足排放标准。它对发动机的性能、工作可靠性和耐久性起到至关重要的作用，是燃油供给系统的核心部件。,单体泵电磁阀的电磁线圈电阻值大约为0.9 ，如果小于0.4 ，则线圈可能短路。,燃油系统：电控单体泵,单体泵工作原理：电控单体泵喷射系统的工作过程分为以下几个阶段：高速电磁溢流阀设在单体泵的储油端

12、，溢流阀断电时，回油道打开，单体泵内的柱塞即使已开始泵油，也不能建立高压，只有当溢流阀通电，回油油道关闭，油压才迅速升高；高压燃油经过一段很短的高压油管进入喷油器使其喷油。溢流阀断电时，回油油道打开，迅速溢流卸压，喷油停止。电磁溢流阀通电的持续时间决定了循环供油量。,燃油系统：电控单体泵,（1）充油过程：当柱塞下移时，喷射系统内部压力将低于低压油路的喷油压力，此时低压系统燃油将通过柱塞套上的进油口进入高压喷射系统。,（2）旁通过程：当柱塞上升时， 柱塞腔压力上升，只要电磁阀处于断电 状态，此时柱塞腔中压力与进油压力大 体相同，燃油通过回油通路回到燃油 箱。受压燃油经控制阀旁通口高速泄 流，回到

13、低压系统。,（3）喷射过程：在柱塞供油行程 中，当电控系统根据所采集到的各传感器信号，在某一个特定的时刻发出喷油控制脉冲，通过驱动电路使电磁铁上电，回油通道被关闭，柱塞腔形成一封闭容积，随着柱塞上升，封闭容积中的燃油被压缩，压力迅速上升，嘴端压力急剧上升，当此压力高于喷嘴开启压力时，针阀开启，燃油喷入气缸内。,燃油系统：电控单体泵,燃油系统：电控单体泵,（4）卸荷过程：当控制脉冲终止 时，电磁铁断电，回油通路接通，燃油 经回油通路溢出，高压燃油经阀口向低 压系统泄流，高压油路压力下降，当降 至针阀开启压力时，喷油结束。,电磁阀在整个过程中实际上担负着一个开关阀的作用，它一般处于常闭状态。其工作

14、原理是：通过其通电时刻，来控制喷油正时，通过通电持续时间长短，来计算喷油量，实现对喷油量的控制。,燃油系统：喷油器,拆卸步骤： 清理喷油器和高压油管连接部分周围区域 松开高压油管两端的锁紧螺母，取下高压油管，并妥善保管 松开喷油器压板螺栓，取下压板，妥善保管 取出喷油器，前端的垫密圈一般也随之带出,喷油器总成封闭在气门室罩盖里，如果要总成拆卸时，需先拆卸气门室罩盖。,检查开启压力 开启测压计，慢慢压下喷油器杠杆，在压力计指针停止或突然下降点的压力即为开启压力。 开启压力检测值为（220230）bar时，喷油器可继续使用。,燃油系统：输油泵,限压阀,进油口,出油口,燃油输油泵：主要功能 在发动机

15、各种工况下，以一定压力和输油量向电控单体泵提供充足的、压力相对恒定的燃油。是燃油供给系统的关键部件。它的性能达标与否直接影响着发动机的起动和功率。,燃油系统：输油泵,该燃油输油泵为转子泵，主要有一对内啮合的内、外转子组成。外转子齿数9比内转子齿数8多一齿，两转子之间有一偏心距，内转子为主动轮带动外转子异速同向旋转，由内外转子、泵体及泵盖等零件形成两个独立的密封腔。随着转子的旋转,左半部齿退出啮合，低压腔容积增大形成一定真空度，实现吸油，该腔称为吸油室；右半部齿进入啮合，压油腔容积减小，油压升高，实现泵油，该腔称为压力室。当压力室油压高于限压阀开启压力时，限压阀钢球开启，压力室和吸油室相通，实现

16、卸压。燃油输油泵通过带传动直接由曲轴驱动。,内转子8齿,外转子 9齿,吸油室,压力室,电子控制单元ECU,注意：在进行传感器和ECU接插件的插拔时，必须断开电源。否则产生的冲击电流可能会造成电控系统的损坏！,作用：电控单元是电子控制系统的核心，它由单片机硬件电路和控制软件组成，负责信息的采集、处理、计算和执行，并将运行结果作为控制指令输出到执行器，同时与其他的ECU进行通信，把某些运行状态进行显示，并对整个控制系统进行故障诊断。发动机ECU通过传感器采集的信号不断检查发动机的状态，计算符合条件的燃油喷射量等，启动执行器以及将发动机控制到最佳状态，ECU 也具有诊断功能，可用于记录系统故障。,电

17、子控制单元ECU：基本功能,DEUTZ欧III发动机ECU功能,续上表：,电子控制单元ECU：基本功能,续上表：,电子控制单元ECU：基本功能,电子控制单元ECU：针脚定义，A端,电子控制单元ECU：针脚定义，A端,电子控制单元ECU：针脚定义，K端,电子控制单元ECU：针脚定义，K端,电子控制单元ECU：针脚定义，K端,传感器-曲轴传感器,曲轴转速传感器安装在发动机前端。 通过测量发动机飞轮上齿信号向ECU提供发动机的瞬时转速，以用于对发动机进行精确的定时和油量控制。 针脚：A27(信号),A12(信号负),A07(屏蔽) 测量范围： 50rpm4000 rpm 测量传感器连接器中1号触针与

18、2号触针间的电阻，约1000左右。,曲轴传感器安装间隙：0.6 0.1mm,传感器-凸轮轴传感器,凸轮轴转速传感器安装在发动机后端，动力转向泵下面。 凸轮轴信号传感器连同曲轴转速传感器给ECU提供正确的一缸上止点信号。,针脚：A10(信号),A50(信号负),A20(屏蔽) 测量范围：50rpm4000rpm 测量传感器连接器中1号触针与2号触针间的电阻，约1000左右。,凸轮轴传感器安装间隙：0.31.2mm,6缸发动机的同步波形,传感器-水温及燃油温度传感器,水温/燃油温度传感器向ECU提供发动机冷却液/燃油温度信号,敏感原件为负温度系数的热敏电阻式。燃油温度传感器借用水温传感器。,水温传

19、感器 针脚： A58(信号)，A41(地) 燃油温度传感器 针脚：A52(信号)，A39(地) 测量范围： -40128 供电电压：5V,冷却液(燃油)温度传感器的检测,1、点火开关打到”OFF”，拔下传感器接插件，将点火开关打到”ON”，测量传感器接插件1脚与搭铁间电压是否在4.9V5.1V范围内。如果测量结果不正确，则应检查电瓶是否供电正常，或出现了ECU输出电压不正常的状况，或线束出现断路或接触不良等状况。测量传感器电阻，并记录； 2、测量传感器接插件2脚与搭铁之间是否导通，如果不导通则应检查线束是否断路或接触不良； 3、点火开关打到”OFF”，插上传感器接插件，拔下ECU上的A端线束接

20、插件，找到对应的A58(A52)与A41(A39)，测量它们之间的传感器电阻，若测得结果与步骤1测得结果偏差较大，则说明线束出现故障的可能性较大。根据当时的温度情况查找传感器电阻温度对照表，若实测的电阻值与理论值出入较大，则传感器出故障的可能性较大！,冷却水(燃油)温度传感器温度与阻值对应表：,传感器-进气压力温度传感器,进气压力温度传感器向ECU提供发动机中冷后的进气温度和进气压力信息。压力敏感原件为硅膜片式，温度敏感元件为负温度系数的热敏电阻式。,针脚：A14(正),A40(进气压力信号),A23(负),A53(进气温度信号) 测量范围（压力）：0.5bar4bar 输出信号：0.5V4.

21、5V 测量范围（温度）：-40128,进气压力温度传感器的检测,1、当怀疑进气压力温传感器有问题时，首先检查传感器的电源(3脚)，地(1脚)是否正常。方法是：先点火开关打到“OFF”，拔下进气压力温度传感器接插件，再将点火开关打到“ON”，测量线束接插件对应上图的3脚和1脚间的电压是否正常(大约4.5V左右)，若电压不正常，则需将点火开关打到“OFF”，拔下ECU上A端接插件，检查从A端到进气压力温度传感器接插件的对应导线是否正常导通。 2 、对于进气压力温度传感器的检测可以分成对温度传感器和对压力传感器两部分。温度部分传感器的主要组成部分是负温度系数电阻，可以先测量传感器1，2针脚间的电阻，

22、然后查下表得出温度值，若与当时的实际温度值偏差较大，则温度传感器发生故障。当温度在-20110电阻在15.16 k 0.14k。,进气压力温度传感器的检测,进气压力温度传感器的检测,3、对于传感器压力部分的检测，由于传感器内部集成了整形补偿电路，所以不能用万用表测量4脚与其它脚间的电阻值。因为用万用表测量电阻时，万用表本身会对被测电路施加一个电压，有可能将传感器内部的整形补偿电路击穿，造成传感器损坏！,压力传感器实测压力与输出电压对应关系如下图：,传感器-油门踏板位置传感器,传感器-油门踏板位置传感器检测,（1）点火开关打到“OFF”，拔下与油门踏板对接的线束插件，分别检查k22(与A脚对应)

23、和K46(与D脚对应)与搭铁间的电压是否为4.5V左右，K30(与C脚对应)和K08(与F脚对应)与搭铁之间是否导通；若实测值有偏差，则应检查ECU输出电压，或线束是否正常连通。 （2）当油门踏板传感器失效时，ECU会自动执行“跛行功能”，怠速会稳定在1200rpm左右,保证司机把车开到维修站。,传感器-机油压力传感器,机油压力传感器 针脚： A13(机油压力传感器+) A56 (机油压力传感器输入信号) A51 (机油压力传感器地) 测量范围： -40128 供电电压：5V,传感器-机油压力传感器的检测,（1）机油压力传感器压力与输出电压成线性关系，压力从0到10 bar，输出电压从0.5到

24、4.5伏。判定故障方法：先将点火开关打到“OFF”，拔下机油压力传感器线束插头，再将点火开关打到“ON”，测定其插头的1脚(A13)与搭铁间电压是否为输入电压(大约为4.5V)，2脚(A51)与搭铁间的电压是否为零，如果测量结果偏差较大，则说明线束状态有问题，或是ECU的输出电压有问题。 （2）因为传感器内部集成了信号处理电路，所以不能用万用表测量传感器电阻，以防万用表对电路施加的电压将传感器信号处理电路击穿！,整车电气功能及检测-电源供电,电源供电电路图,A1 发动机ECU S1 点火开关 F11发动机ECU保险 F12发动机ECU保险 FL1点火开关保险 K3 ECU主继电器 G1 蓄电池

25、,整车电气功能及检测-电源供电,功能：当点火开关置于ON档时，发动机ECU收到ON档信号后使ECU主继电器线圈工作，主继电器触点闭合，蓄电池向发动机ECU供电。当点火开关置于LOCK档时，发动机ECU延时一段时间后再使ECU主继电器触点断开，蓄电池停止向发动机ECU供电。,在点火开关关闭(开关处于”OFF”)，确保系统断电的情况下，拔下ECU上整车端插头，再将点火开关打到”ON”，并测量K28脚与K02或K04或K06间的电压是否与电瓶电压相同！如果不等，则需要根据线路图，检查线路是否正常导通！ 测量K01、K03、K05与K02、K04、K06间的电压是否与电瓶电压相同！如果不等，则需要检查

26、主保险丝、主继电器是否工作正常！,整车电气功能及检测-故障诊断,故障诊断电路图,A1 发动机ECU H1 故障指示灯 F15 诊断插座保险 X13 诊断插座 FL1 点火开关保险 G1 蓄电池,当点火开关置于ON档时，故障指示灯亮一下后熄灭，如果电控系统有故障，故障指示灯会再次点亮，提醒驾驶员车辆存在故障。 通过诊断插座，诊断仪可以从发动机ECU读取相关故障信息，指导维修人员进行维修。,整车电气功能及检测-排气制动,排气制动电路图,A1 发动机ECU H2 排气制动指示灯 Y1 排气制动电磁阀 S2 排气制动开关 S3 离合器开关 F4 排气制动保险 S1 点火开关 FL1 点火开关保险 G1 蓄电池,整车电气功能及检测-排气制动,发动机起动后，排气制动开关置于ON档，使发动机转速超过1000r/min，松开油门踏板