柴油发动机电控技术课件.ppt
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- 柴油发动机 技术 课件
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1、 柴油发动机电控技术姓名:武欣欣班级:机制112学号:113731434 8 价值工程价值工程(VE/VA) 柴油机电子控制技术的进一步并将发展,分为三个阶段:柴油机电子控制技术的进一步并将发展,分为三个阶段:第一阶段,从第一阶段,从20世纪世纪60年代中期到年代中期到70年代中期,主要是为了改善部分性年代中期,主要是为了改善部分性能而对汽车产品进行的技术改造,如在车上装了晶体管收音机;能而对汽车产品进行的技术改造,如在车上装了晶体管收音机;第二阶段,从第二阶段,从20世纪世纪70年代末期到年代末期到90年代中期,为解决安全、污染、和年代中期,为解决安全、污染、和节能三大问题,研制出电控汽油喷
2、射系统、电子控制防滑制动装置和电控点节能三大问题,研制出电控汽油喷射系统、电子控制防滑制动装置和电控点火系统;火系统;第三阶段,第三阶段,20世纪世纪90年代中期以后,电子技术广泛的应用在底盘、车身、年代中期以后,电子技术广泛的应用在底盘、车身、和发动机多个领域。和发动机多个领域。1,1柴油发动机电控技术发展情况柴油发动机电控技术发展情况1 1、柴油发动机电控技术概述、柴油发动机电控技术概述n共轨四气门技术共轨四气门技术n时间控制的柴油电喷技术时间控制的柴油电喷技术n共轨式电喷系统共轨式电喷系统n涡轮增压中冷技术涡轮增压中冷技术n废气再循环废气再循环1.2国外柴油机技术的现状与发展国外柴油机技
3、术的现状与发展u改善柴油机的经济性改善柴油机的经济性u提高控制精度提高控制精度u控制策略灵活控制策略灵活u电子控制电子控制1.31.3电控柴油系统的主要特点电控柴油系统的主要特点2.1电子燃油喷射系统电子燃油喷射系统(EFI)根据进气量确定基本喷油量,再根据其根据进气量确定基本喷油量,再根据其他传感器他传感器(如冷却液温度传感器、节气门位如冷却液温度传感器、节气门位置传感器等置传感器等)信号等对喷油量进行修正,使信号等对喷油量进行修正,使发动机在各种运行工况下均能获得最佳浓发动机在各种运行工况下均能获得最佳浓度的混合气,从而提高发动机的动力性、度的混合气,从而提高发动机的动力性、经济性和排放性
4、经济性和排放性。2柴油发动机电控系统柴油发动机电控系统2.2电控点火系统电控点火系统点火提前角控制点火提前角控制。根据各相关传感器信。根据各相关传感器信号,判断发动机的运行工况和运行条件,号,判断发动机的运行工况和运行条件,选择最理想的点火提前角点燃混合气,从选择最理想的点火提前角点燃混合气,从而改善发动机的燃烧过程,以实现提高发而改善发动机的燃烧过程,以实现提高发动机动力性、经济性和降低排放污染的目动机动力性、经济性和降低排放污染的目的。的。2柴油发动机电控系统柴油发动机电控系统2.3怠速控制系统怠速控制系统在发动机怠速工况下,根据发动机冷却在发动机怠速工况下,根据发动机冷却液温度、空调压缩
5、机是否工作、变速器是液温度、空调压缩机是否工作、变速器是否挂入挡位等,通过怠速控制阀对发动机否挂入挡位等,通过怠速控制阀对发动机的进气量进行控制,使发动机随时以最佳的进气量进行控制,使发动机随时以最佳怠速转速运转。怠速转速运转。2柴油发动机电控系统柴油发动机电控系统2.4排放控制系统排放控制系统对发动机排放控制装置的工作实行电子对发动机排放控制装置的工作实行电子控制。排放控制的项目主要包括:废气再控制。排放控制的项目主要包括:废气再循环控制,活性炭罐电磁阀控制,氧传感循环控制,活性炭罐电磁阀控制,氧传感器和空燃比闭环控制,二次空气喷射控制器和空燃比闭环控制,二次空气喷射控制等。等。2.5进气控
6、制系统进气控制系统主要是根据发动机转速和负荷的变化,主要是根据发动机转速和负荷的变化,对发动机的进气进行控制,以提高发动机对发动机的进气进行控制,以提高发动机的充气效率,从而改善发动机动力性。的充气效率,从而改善发动机动力性。2柴油发动机电控系统柴油发动机电控系统2.6增压控制系统增压控制系统对发动机进气增压装置的工作进行控制。对发动机进气增压装置的工作进行控制。在装有废气涡轮增压装置的汽车上,根据在装有废气涡轮增压装置的汽车上,根据检测到的进气管压力,对增加装置进行控检测到的进气管压力,对增加装置进行控制,从而控制增压装置对进气增压的度。制,从而控制增压装置对进气增压的度。2.7巡航控制系统
7、巡航控制系统设定巡航控制模式后,设定巡航控制模式后,ECU根据汽车运根据汽车运行工况和运行环境信息,自动控制发动机行工况和运行环境信息,自动控制发动机工作,使汽车自动维持一定车速行驶。工作,使汽车自动维持一定车速行驶。2柴油发动机电控系统柴油发动机电控系统2.8警告系统警告系统由由ECU控制各种指示和报警装置,一旦控制各种指示和报警装置,一旦控制系统出现故障,该系统能及时发出信控制系统出现故障,该系统能及时发出信号警告提示号警告提示。2.9自诊断与报警系统自诊断与报警系统用来提示驾驶员发动机有故障;同时,用来提示驾驶员发动机有故障;同时,系统将故障信息以设定的数码系统将故障信息以设定的数码(故
8、障码故障码)形式形式储存在存储器中,以便帮助维修人员确定储存在存储器中,以便帮助维修人员确定故障类型和范围故障类型和范围。2柴油发动机电控系统柴油发动机电控系统2.10失效保护系统失效保护系统主要是当传感器或传感器线路发生故障主要是当传感器或传感器线路发生故障时,控制系统自动按电脑中预先设定的参时,控制系统自动按电脑中预先设定的参考信号值工作,以便发动机能继续运转。考信号值工作,以便发动机能继续运转。2.11应急备用系统应急备用系统当控制系统电脑发生故障时,自动启用当控制系统电脑发生故障时,自动启用备用系统备用系统(备用集成电路备用集成电路),按设定的信号控,按设定的信号控制发动机转入强制运转
9、状态,以防车辆停制发动机转入强制运转状态,以防车辆停驶在路途中。驶在路途中。2柴油发动机电控系统柴油发动机电控系统4.1柴油发动机喷油系统的组成柴油发动机喷油系统的组成 柴油机电控系统由传感器、执行器和电柴油机电控系统由传感器、执行器和电控单元组成。传感器检测出发动机或喷油控单元组成。传感器检测出发动机或喷油泵的运行状态,泵的运行状态,ECU根据个传感器信息,根据个传感器信息,控制发动机的最佳喷油量、最佳喷油时间,控制发动机的最佳喷油量、最佳喷油时间,执行器根据计算机的指令,准确的控制喷执行器根据计算机的指令,准确的控制喷油量和喷油时间。油量和喷油时间。4柴油发动机电控喷油系柴油发动机电控喷油
10、系统统4.2 4.2 电控燃油共轨系统的组成电控燃油共轨系统的组成 电控高压共轨燃油系统可分成两大部分:电控系统和电控高压共轨燃油系统可分成两大部分:电控系统和燃油供给系统。燃油供给系统。 电控系统可分为三大部分:传感器、执行器和电控系统可分为三大部分:传感器、执行器和ECUECU。ECUECU是电控燃油共轨的核心部分。根据各个传感器的信息,是电控燃油共轨的核心部分。根据各个传感器的信息,发动机电控单元计算出最佳喷油时间和最佳和最合适的喷发动机电控单元计算出最佳喷油时间和最佳和最合适的喷油量,并计算出什么时刻、多长时间的范围内向喷油器发油量,并计算出什么时刻、多长时间的范围内向喷油器发出开启电
11、磁阀或关闭电磁阀的指令,从而精确控制发动机出开启电磁阀或关闭电磁阀的指令,从而精确控制发动机的工作过程。的工作过程。 燃油供给系的主要构成是供油泵、共轨和喷油器。燃油供给系的主要构成是供油泵、共轨和喷油器。 燃油供给系的基本工作原理是:供油泵将燃油加压成燃油供给系的基本工作原理是:供油泵将燃油加压成高压,供入共轨内。共轨实际是一种燃油分配管。储存在高压,供入共轨内。共轨实际是一种燃油分配管。储存在共轨内的燃油在适当的时刻通过喷油器喷入发动机气缸内。共轨内的燃油在适当的时刻通过喷油器喷入发动机气缸内。柴油机电控高压共轨系统管路布置柴油机电控高压共轨系统管路布置1.1.高压油泵高压油泵 2.2.燃
12、油滤清器燃油滤清器 3.3.电动燃油泵电动燃油泵 4.4.回油回油3 3通接头通接头 5.5.燃油燃油压力调节阀压力调节阀6.6.共轨共轨 7.7.共轨压力调节器共轨压力调节器 8.8.喷油器喷油器 9.9.电控单元电控单元4.4.2喷油器开启(喷油开始)喷油器开启(喷油开始) 当电磁阀通电后,在吸动电流的作用下迅速开启当当电磁阀通电后,在吸动电流的作用下迅速开启当电磁铁的作用力大于弹簧作用力时,回油节流孔开电磁铁的作用力大于弹簧作用力时,回油节流孔开启,在极短的时间内,升高的吸动电流成为较小的启,在极短的时间内,升高的吸动电流成为较小的电磁阀保持电流。随着回油节流孔的打开,燃油从电磁阀保持电
13、流。随着回油节流孔的打开,燃油从控制室流入上面的空腔,并经回油通道回到油箱控控制室流入上面的空腔,并经回油通道回到油箱控制室的压力下降,于是控制室的压力小于喷油嘴内制室的压力下降,于是控制室的压力小于喷油嘴内腔容积的压力。控制室中减小了的作用力引起作用腔容积的压力。控制室中减小了的作用力引起作用在控制柱塞上的作用力减小,从而针阀开启,开始在控制柱塞上的作用力减小,从而针阀开启,开始喷油。喷油。4.4.3喷油器关闭(喷油结束)喷油器关闭(喷油结束) 如果不控制电磁阀,电枢在弹簧的作用力下向下如果不控制电磁阀,电枢在弹簧的作用力下向下压,关闭回油节流孔。电枢设计成两部分组合式,压,关闭回油节流孔。
14、电枢设计成两部分组合式,电枢板经一拨杆向下引动。但它可用复位弹簧向下电枢板经一拨杆向下引动。但它可用复位弹簧向下回弹,从而没有向下的力作用在电枢和钢球上。回回弹,从而没有向下的力作用在电枢和钢球上。回油节流孔关闭,进油节流孔进的油使控制室中建立油节流孔关闭,进油节流孔进的油使控制室中建立起与共轨中相同的压力。这种升高了的压力使作用起与共轨中相同的压力。这种升高了的压力使作用在控制柱塞上端的压力增加。这个来自控制室的作在控制柱塞上端的压力增加。这个来自控制室的作用力和弹簧力超过了针阀下方的液压力,于是针阀用力和弹簧力超过了针阀下方的液压力,于是针阀关闭。关闭。喷油器工作原理喷油器工作原理4.6油
15、泵油泵4.6.1低压油泵低压油泵 低压油泵可以是带有前置过滤器的电动燃油泵,也可以低压油泵可以是带有前置过滤器的电动燃油泵,也可以是齿轮式燃油泵。泵从油箱抽取燃油,然后不但地向高压是齿轮式燃油泵。泵从油箱抽取燃油,然后不但地向高压泵输送定量的燃油。泵输送定量的燃油。 4.6.2 高压油泵高压油泵 高压油泵将燃油增至最高高压油泵将燃油增至最高1350bar的系统压力。加压燃油然后经过的系统压力。加压燃油然后经过高压管路并进入管状的共轨内。圣达菲车高压管路并进入管状的共轨内。圣达菲车D4EA发动机的高压油泵安发动机的高压油泵安装在气缸盖的后端面上,由凸轮轴驱动。装在气缸盖的后端面上,由凸轮轴驱动。
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