道依茨EDCUC电控系统培训课件.ppt
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1、1世界动力世界动力 财富引擎财富引擎2国家排放法规排放法规排放法规 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)3欧洲排放标准 HDV国家排放法规4DDE公司国III产品的控制策略 q欧美国家欧欧美国家欧III III产品控制策略主要为: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)
2、技术的有13家,占绝大多数;采用高压共轨的厂家有5家。qDDEDDE公司的欧公司的欧III III产品是按照欧美的控制策略来做的: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)q EUPEUP是英文缩写: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,
3、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。国家排放法规5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
4、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6电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7BFM1013/2012E3发动机发动机EDC16UC40电控系统介绍电控系统介绍B
5、F6M1013E3 BF6M2012E38DEUTZ发动机电控单体泵系统9EDC16电控系统概述EDC16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。1011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
6、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。电控单体泵调整垫均相同为2.4mm零件号为1111068B52D12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
7、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。13EDC16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14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
8、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。具有自排气功能。换泵容易。15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
9、器 6 滤清器后燃油管 7 单体泵 8 高压油管 9 喷油器 10 限压阀 11 回油管 12 回油管 13 燃油箱内进回油管距离规定16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5
10、bar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。17 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18DDE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2
11、012系列的最大不同是单体泵外形高度不同。1013高度为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19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。20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
12、几个阶段:高速电磁溢流阀设在单体泵的储油端,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。21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
13、油经控制阀旁通口高速泄流,回到低压系统。22(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23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
14、于常闭状态。其工作原理是: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。24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1.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。25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。26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27电子控制单元ECU注意:在进行传感器和注意: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!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
17、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。28电子控制单元ECU:基本功能DEUTZ欧III发动机ECU功能DEUTZ欧欧III发动机发动机ECU功能调查表功能调查表序序 号号功功 能能类型类型功能描述功能描述备备 注注选选 择择(是是/否否)甲方应配装甲方应配装1冷起动辅助控制ECU根据环境情况控制冷起动辅助装置,提高发动机冷起动性能可选继电器1预热指示灯12怠速控制在低温环境下提高发动机怠速转速,快速热车必选3空调怠速提升控制开关控制开启后空调后,提升发动机怠速转速可选常开开关14自动巡航控制开关控制在不踩油门踏板的情况下,车辆可维持在一个设定速度下行
18、使,并且该设定车速可通过开关调节可选单档自复位开关1双档自复位开关1常开开关15速度限制5.1发动机转速限制限制发动机的最高转速,高怠速控制必选5.2车速限制限制车辆的最高车速可选296发动机制动6.1排气辅助制动开关控制利用增加排气阻力加速制动可选继电器1常开开关16.2发动机停机(后熄火)开关控制手动开关使发动机停机,客车维修时使用可选常开自复位开关17PTO功能开关控制控制发动机在一个比怠速高的设定转速下工作,并且该设定转速可通过开关调节可选常开开关1常开自复位开关1或者同48信号输入输出8.1发动机转速输出ECU输出表示发动机转速的方波信号,占空比50%,幅值为电瓶电压可选接整车转速表
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