文章编号:1000-0925(2004)02-023-05
250027
LPG -柴油双燃料发动机电控喷气系统设计
袁银男,郭晓亮,聂春飞,赵会军
(江苏大学汽车与交通工程学院,镇江212013)
The Design of Electronic Control System of LPG -Diesel Blend -Fuel Engines
Y UAN Yin -nan,GUO Xiao -liang,NIE C hun -fei,ZHAO Hu -i jun
(School of Automobile and Traffic Engineering,Jiangsu University,Zhenjiang 212013,China)
Abstract:The design of electronically controlled gas injection system of dual fuel engines was introduced.The
P87C552single -chip microprocessor was used as the kernel of electronic control unit (ECU),the high speed digital solenoid valve was used as the actuator.Rea-l time multitask control method was applied for the software to manage the engine.This
system was matched with the LR6105diesel engine.The results show that this electronic control system can control the in -jection of LPG accurately so that the soot emission was reduced largely,and at the same time,the emissions of HC and CO were controlled in allowed range.
摘要:介绍了LPG -柴油双燃料发动机电控喷气系统的设计。以P87C552单片机为控制单元的核心,采用高速电磁阀作为执行元件,采用实时多任务的控制方案建立发动机管理系统,
以LR6105柴油机为样机进行匹配试验,试验结果表明:该控制系统能够对掺烧LPG 量进行精确控制,使得改装后发动机的烟度排放大幅度降低,同时可兼顾控制HC 、CO 的排放。关键词:内燃机;液化石油气;双燃料;柴油机;电控;设计
Key Words:I.C.Engine;LPG;Dual Fuel;Diesel Engine;
Electronic Control;Design
中图分类号:TK464 文献标识码:A
收稿日期:2003-07-21
基金项目:教育部青年骨干教师资助项目(00023)
作者简介:袁银男(1959-),男,教授,博士生导师,主要研究方向为内燃机工作过程和代用燃料,E -mail:79-09-28@https://www.doczj.com/doc/5b5685902.html, 。
1 概述
汽车保有量的高速增长,使得能源及排放污染问题成为人们关注的焦点之一。代用燃料的应用是目前缓和这一问题的有效方案,LPG -柴油双燃料发动机是指以LPG 为主燃料,少量柴油作引燃的发动机。其中最关键的技术是气体燃料的供给及控制方式,它在很大程度上影响到发动机的性能。随着电子技术的发展,控制方式正由机械式向电子控制方式发展。本文介绍一种电控多点进气道内气态顺序喷射的供气控制系统,采用高速电磁阀作为LPG 喷射的执行元件,由软件严格控制LPG 的喷射量、喷射时间及其相位关系,克服了电控单点喷射精度差、
各缸进气不均匀等不足,实现了各缸进气量的精确控制,可以大幅度提高发动机燃烧及排放性能,而且对样机的改动小,成本低,具有很好的实用价值。2 硬件设计
硬件系统主要包括前向信号输入通道、EC U 处理部分、后向信号输出通道。随着电子技术的发展、硬件价格的不断降低,能够用较简单的硬件电路完成的功能应尽可能用硬件来完成,有助于提高系统的响应性。
2.1 电控处理单元设计
控制单元EC U 设计主要包括传感器信号、输入信号处理、CPU 选型、电源、时钟、复位、存储器扩
第25卷(2004)第2期
内 燃 机 工 程 Neiranji Gongcheng
Vol.25(2004)No.2
展、输出驱动等,如图1
所示。
图1 电控单元总体结构
2.1.1 前向通道输入信号[1,2]
系统前向通道的传感器信号主要有曲轴位置信号、油门位置信号、蓄电池电压、排气温度、空气温度、空气压力、冷却水温度、石油气的压力和温度。其中,曲轴位置信号为数字输入信号,其余的为模拟输入信号。
油门位置直接反映了发动机的工况,它和转速信号一起作为控制系统喷射气量的两个基本参数,配合其它辅助参数完成LPG 喷射时间和喷射量的控制。
2.1.2 CP U 选型
在研制开发过程中选择Philips 公司的P87C552型单片机[3]。P87C552是一种高性能微控制器,适用于汽车控制等实时应用领域。其性能特点如下:
(1)8位微控制器采用C MOS 工艺制造,指令集与80C51指令集完全相同。
(2)8K 8非易失性EPROM 、256字节RAM 。(3)自带一个8输入通道的ADC 、一个双DAC 脉宽调制接口、两个串行I/O 口(UART 和I 2C)、一个看门狗定时器、一个片内振荡器和时序电路等。2.1.3 复位电路
系统采用上电复位形式,利用图2所示的复位电路,无论RST 引脚是否为高电平,均可以迫使单片机产生内部复位条件,当V CC 加电时,提供的上升时间不超过10ms,RST 脚连到V CC 的22UF 电容产生1个自动复位信号,该复位电路具有较高的可靠性和
抗干扰性。
图2 复位电路
2.1.4 存储器扩展
由于P87C552单片机为OTP 单片机,只允许用户一次性写入程序,写入后不能擦除和改写,考虑到
在具体试验过程中,要采集大量数据,并且要对程序进行反复修改,具体使用时,添加了外接程序存储器
和数据存储器。采用EPROM(27128EPROM )形式存储器,通过P87C552的P2口实现扩展64K 字节的程序存储器和64K 字节的数据存储器的目的,在保证系统可靠性的前提下,减少了硬件开销,降低了成本。
2.1.5 信号处理
分别对待输入的数字信号和模拟信号,对曲轴位置信号(数字信号)进行低通滤波,去除各种高频噪音干扰信号,同时对有用信号加以放大,最后将整形处理过的稳定信号与电压比较器产生的参考电压比较,从而获得控制所需要的高低电平信号;对模拟量信号进行抗干扰、电压转换等处理后由模拟通道送单片机,电路设计过程中考虑到急加速工况对发动机烟度排放有很大影响,专门添加了微分电路,通过对油门位置信号的微分来判别发动机是否急加速,用于参与确定LPG 的供给量,如图3所示。2.1.6 后向输出设计
控制系统执行机构包括一个控制LPG 钢瓶供气通断的截止阀和六个共轨的LPG 喷射器(高速电磁阀)。后向输出通道连接单片机和喷射执行机构,将单片机的输出信号变为驱动执行机构的控制信号。输出通道具有小信号输出,大功率控制的特点,并且受干扰严重。根据电磁阀的工作特性,采用PW M 驱动方式[4]是一种较好的选择。PWM 方式驱动信号由主脉冲、零脉冲和PWM 保持波三部分组成。主脉冲使电磁线圈电流迅速增大到足够大,以使衔铁尽快吸合,PWM 保持波使电磁线圈工作于较小的维持电流,中间的零脉冲使驱动电流从峰值电流迅速回到维持电流。
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图3 油门位置信号通道电路
设计过程中要实现单片机对执行器的控制,必须解决好功率放大、干扰控制等问题。设计的电路原理图如图4所示。通过场效应管将信号放大后驱动电磁阀,并加有过压保护。场效应晶体管IRF540N 为电压控制器件,具有很高的输入阻抗,所须的驱动功率很小,对驱动电路要求较低同时具有高开启阀
值电压和高噪声容限及抗干扰能力。
图4 电磁阀驱动电路
2.2 实时监控系统开发
开发实时监控系统是为了对EC U 进行实时在线修改控制参数,优化控制结果。双燃料发动机电子喷射的实时监控系统可以随时观察到发动机的转速、负荷、喷气脉宽的参数变化情况,在异常情况下,具有报警功能。并可以对石油气的喷射脉宽进行实时在线调整,使双燃料发动机在各个工况尽可能达到最优状态。2.3 抗干扰系统设计
[5]
LPG 供气控制系统由于使用环境比较恶劣,为保证系统具有良好的可靠性,抗干扰系统设计和应用是控制系统开发的一个重要内容。
干扰分外部干扰和内部干扰,外部干扰主要是
静电感应和电磁感应干扰,其中LPG 喷射器产生的电磁干扰占主要部分;内部干扰主要是共电源干扰、共接地干扰和共阻抗干扰。干扰主要通过系统的输入输出系统进入系统内部,抗干扰设计采取消除和减少干扰源、减少干扰从输入输出通道进入的措施,在微机数子输入输出通道上采用光电耦合器、多电源、并配合屏蔽线等措施对抗干扰起到了很好的作用。另外,印刷电路板的抗干扰措施亦非常重要。3 控制方法
[6~8]
随着发动机电控技术的不断发展,控制系统所
要完成的控制任务不断增多、控制内容不断复杂化、控制量也不断增加。LPG 发动机控制系统需要完成燃料供给及压力控制、燃料顺序喷射控制、爆震控制、怠速稳定控制、超速控制、废气控制、在线故障诊断等众多控制功能,为此需采集大量相关的发动机工况参数,并要完成许多复杂的计算。同时发动机控制的实时性要求上述操作应在极短的时间内完成。控制系统的响应速度除对发动机的动力性有影响外,对发动机的排放性能也有明显的影响。因此只有配合具有高速响应的控制系统才能充分发挥LPG 发动机的潜在优势。
传统的实时控制主要分为两部分:一部分是信息的输入和控制量的输出,一般由中断程序完成;另一部分是主程序,一般采用循环方式。这种软件设计方法,在程序运行中存在许多问题,易造成CP U 时间上的浪费、控制参量非同时采样导致控制量的误差以及程序维护扩展困难。
为克服上述编程方法的缺点,发动机控制软件采用实时多任务的设计方法建立发动机管理系统,将控制系统硬件、控制软件、实时数据管理、故障诊断、在线编程等有机地嵌入到实时多任务操作系统内核的管理中,在此基础上开发和设计发动机管理系统的应用软件,加入各种控制模块,扩展控制系统的功能。将管理系统的体系结构设计分为四层:硬件系统层、操作系统层、数据处理层和用户应用层。
硬件系统层主要包括微控制器、存储器、传感器,信号处理电路、执行器驱动电路、电源及附属电路几个部分。这一层是发动机管理系统的物理介质,是管理系统完成各种控制功能的基础。操作系统层的主要功能是处理来自系统层各模块的消息和来自用户层任务模块的消息,并将处理的结果以消息变量的形式发送给各个模块。用户应用层包括用于发动机控制的各功能任务模块。发动机系统控制的整个过程是由多个相关任务的有序执行完成的。数据管理层主要是存放整个管理系统所有的参量和
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数据,其主要功能是实现发动机管理系统的可扩充性。
根据任务的性质、执行频率、实时性和优先级的差异,对各个功能模块进行任务划分,在建立程序的时候,可在程序存储器中建立一份缺省的任务查询表并在程序初始化的时候调入系统的RAM 中,在程序运行期间可根据实际需要修改RAM 中的任务查询表对各任务的执行程序和优先级进行动态调整。图5所示为多任务初始化流程图,多任务初始化进行任务栈、任务延时计数、任务状态的初始化。初始化完成后,系统直接切换到最高优先级的任务,多任务系统启动。图6所示为任务调度流程图,它先把每个任务的延时数减1,然后再找出最高优先级的就绪任务,并切换到这个就绪任务,如果无就绪任务,就切换到空闲任务。任务调度的调度时机有两种:一种是在任务挂起时;一种是定时中断。任务挂起时的任务调度一定会引起任务切换,定时中断则不一定引起任务切换,因为,如果就绪任务是当前正在运行的任务时不会引起切换。任务调度是执行的最频繁的一个功能,
也是最重要的一个功能。
图5 任务初始化流程
使用以上软件体系结构,避免了在同一个控制周期内重复采样造成CPU 时间的浪费,
在控制周期
图6 任务调度流程
内只需完成一次控制信号的测量,并将其转换成规范数据后再进行控制算法的解算,保证了输出量与输入量逻辑关系的一致。当增减系统功能时只需调整相应模块,便于完成复杂的控制,满足了LPG 多点喷射的控制要求。4 试验结果
试验时对中国一拖柴油机有限公司的LR6105型柴油机进行LPG -柴油双燃料改装,并用上述设计的电控系统进行LPG 的喷射控制,台架试验证明整套电子控制系统具有下面特点:调节简便、运行可靠、稳定性强、抗干扰能力强、计算速度高、性价比高等特点,能够满足发动机运行要求并取得了预期的效果。图7所示为400N m 时烟度随转速的变化关系;图8所示为1900r/min 时烟度随负荷的变化情况;图9所示是1900r/min 时烟度随掺烧比的变化情况;图10所示是1900r/min 时的排放优化图。从中可以看出:采用电控喷气的LPG -柴油双燃料发动机可大幅度降低原柴油机的碳烟排放,尤其在高负荷
时更为明显,随着掺烧比的增加,HC 、C O 排放会有所增加,但通过电控优化掺烧比后,可以使得HC 排放在较大的负荷和转速范围内不超过300 10-6,CO 排放不超过0.2%。
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图7 烟度与转速关系(400N m) 原机 ---掺烧15%
LPG
图8 烟度/负荷关系(1900r/min) 原机 掺烧10%
LPG
图9 烟度随掺烧比的变化(1900r/min)- -380N m 380N
m
图10 1900r/min 排放优化图
5 结论
(1)以P87C552为核心、高速电磁阀为执行元件的电控系统能较好地实现对LPG -柴油双燃料发动机中喷气量的控制。
(2)采用实时多任务的控制方法,可以充分利用CP U,减少误差,便于程序的维护、管理和扩展。
(3)监控系统为电控系统在LR6105柴油机上的应用提供了保障。
(4)电子控制的LPG -柴油双燃料可大幅度降低原柴油机的烟度排放,高负荷时尤为明显;同时又可将HC 、CO 排放控制在法规允许的范围内。(5)该控制系统对原柴油机的改动小,成本低,操作方便,有较高的实用价值。参考文献:
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(编 辑:缪 军)
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任务一电控柴油发动机常用传感器 学习目标 知识目标 1.了解电控柴油发动机常用传感器类型、结构、工作原理； 2.能根据要求完成各个传感器检修的学习。 技能目标 1.能掌握各个传感器的检测步骤； 2.能根据实际情况，正确判断各个传感器的好坏。 素养目标 1.能够与小组其他成员进行有效的沟通与合作； 2.操作过程中能遵守安全操作规范和7S现场管理要求。 一、温度传感器 （一）温度传感器的类型 汽车使用的温度传感器有四种类型：热敏电阻式温度传感器、热敏铁氧体温度传感器、石蜡式温度传感器和双金属片式温度传感器。大多数温度传感器使用热敏电阻式温度传感器。 热敏电阻式温度传感器是用陶瓷半导体材料掺入适量氧化物，根据所需要的形状，在高温下烧结而成的温度系数很大的电阻体制成。在工作范围内，按陶瓷半导体的电阻与温度的特性关系，热敏电阻可以分成三种类型。如图6-4-1 所示 （1）负温度系数热敏电阻（NTC）,在工作范围内，其电阻值随温度的升高而减小的电阻。 （2）正温度系数热敏电阻（PTC），在工作范围内，其电阻值随温度的升高而增加的 电阻。 （3）临界温度热敏电阻（CTR），在临界温度时，其阻值发生锐变的叫做临界温度热敏电阻。
图6-4-1 热敏电阻的温度特性 （二）冷却液温度传感器的作用 冷却液温度传感器的作用是用来检测发动机的工作温度，向ECU俞入冷却液温度信号，作为燃油喷射和点火正时的修正信号。当发动机冷机工作时，ECU B 据此信号增加燃油喷射以提高操纵性能。 （三）冷却液温度传感器的安装位置 冷却液温度传感器一般安装在发动机缸体、缸盖的水套或节温器内并伸入水 套中，与冷却水接触。如图6-4-2所示 图6-4-2 冷却液温度传感器安装于发动机出水管处（四）冷却液温度传感器的工作原理 发动机冷却液温度传感器即水温传感器大多用负温度系数热敏电阻制成，它具有负温度系数。水温低时，电阻值大，水温高时，电阻值小。水温传感器的结
柴油发动机电控 21世纪是绿色柴油机的时代，传统的燃油系统已经不能适应柴油机技术发展的需要，机械技术与电子技术的结合使得汽车技术发生了一系列深刻的变化。柴油机电控系统，是必然之选。到目前为止，世界上许多发达国家已经研究并生产了很多功能各异的柴油机电控系统。柴油机电子控制的内容已由当初的燃油喷射系统单一控制，逐步发展到了各个系统控制，如可变气门驱动系统、可变进气涡轮控制系统以及废气再循环等。21世纪柴油机电子控制系统将进入发展的鼎盛时期。目前我国生产的宝来、奥迪轿车以及长城哈弗、华泰圣达菲等一些SUV都已采用了柴油机电控技术，其中很多技术处于世界先进水平，如高压共轨喷射技术、泵喷嘴技术等。本篇突出了柴油机电控部分的构原理和目前先进的柴油机电控技术。 电控柴油共轨系统的主要特点 1 改善柴油机的经济性 由于柴油机具有优异的节油特性，行驶成本远远低于汽油轿车。在原油价格不断上涨的情况下，它的经济性无论是对社会还是个人，都显示出巨大的价值。 2 提高控制精度 控制系统的控制精度越高，被控对象的功能指标就越容易接近最
优值。计算机控制的精度主要体现在三个方面：输入信号的高保真、信号均以数字形式传输，只要计算机的位数够高，就能保证足够的精度、高分辨率的输出信号。 3 控制策略灵活 对于不同的柴油机，其控制策略往往不同，当需要改进或与其他机型匹配时，传统的办法是改变机械控制系统，周期长成本高。计算机控制系统需要改变的仅仅是EPROM中的软件程序。有些情况下，甚至不需要变更便能用于不同的柴油机。 4 电子控制 整个系统有传感器、电控单元和执行器三大部分组成。最明显的特点是柴油电控喷射系统的多样化，具有高压、高频、脉动等特点喷射压力高达60-150MPa，甚至200MPa。柴油机电控喷油系统的组成 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泵的运行状态，ECU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，执行器根据计算机的指令，准确的控制喷油量和喷油时间。 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：电控系统和燃油供给系统。 1 电控系统
道依茨发动机电控系统说明 1.系统总览 CA6DE3电控发动机采用外挂式电控单体泵系统，其工作原理与DEUTZ电控单体泵系统基本相同。采用电控单体泵，机械式喷油器。 外挂式电控单体泵 接插件引脚信号名称类型 1 电源负极地 2 电源负极地 3 电源负极地 4 电源正极电瓶+24伏 5 电源正极电瓶+24伏 7 加速踏板位置传感器2地地 9 进气温度和压力（TMAP）传感器地地 10 加速踏板位置传感器2电源+5V 12 进气温度和压力（TMAP）传感器电源+5V 13 曲轴转速传感器信号输入霍尔效应式频率信号 15 加速踏板位置传感器1电源+5V 17 加速踏板位置传感器1地地 18 水温传感器、燃油温度传感器地地 22 车速信号（仪表输出）输入频率信号 24 点火开关输入钥匙 25 严重故障指示灯1A低端On/Off驱动 26 SAE J1939 - CAN通信 27 SAE J1939+ CAN通信 28 车速信号（仪表输出）地地 29 曲轴转速传感器地地 31 曲轴转速传感器电源+5V 32 凸轮位置传感器信号输入霍尔效应式频率信号 33 凸轮位置传感器电源+5V
35 凸轮位置传感器地地 37 CAN + CAN通信 38 CAN - CAN通信 39 CAN屏蔽线屏蔽线 42 排气制动阀1A低端On/Off驱动 43 主继电器1A低端On/Off驱动 44 预热指示灯1A低端On/Off驱动 46 水温传感器信号输入模拟量 47 燃油温度传感器信号输入模拟量 48 进气温度和压力（TMAP）传感器温度信号输入模拟量 49 进气温度和压力（TMAP）传感器压力信号输入模拟量 51 SAE J1939 屏蔽线屏蔽线 52 机油压力警报开关输入低电位开关 57 制动踏板开关（气压）低电位开关 61 加热继电器 3.5A高端On/Off驱动 63 一般故障指示灯1A低端On/Off驱动 64 排气制动/发动机制动指示灯1A低端On/Off驱动 66 加速踏板位置传感器1信号输入模拟量 67 加速踏板位置传感器2信号输入模拟量 73 离合器踏板开关高电位开关 74 巡航设置/加速开关（选装）高电位开关 75 巡航恢复开关（选装）高电位开关 76 巡航ON/OFF开关（选装）高电位开关 77 巡航设置/减速开关（选装）高电位开关 79 排气制动开关高电位开关 81 小信号地地 98 1缸单体泵低端低端PWM驱动 99 3缸单体泵高端高端PWM驱动 100 1缸单体泵高端高端PWM驱动 101 2缸单体泵高端高端PWM驱动 102 4缸单体泵高端高端PWM驱动 103 6缸单体泵高端高端PWM驱动 105 6缸单体泵低端低端PWM驱动 106 3缸单体泵低端低端PWM驱动 108 2缸单体泵低端低端PWM驱动 110 5缸单体泵高端高端PWM驱动 111 4缸单体泵低端低端PWM驱动 112 5缸单体泵低端低端PWM驱动 3.1冷却液温度/燃油温度传感器（NTC） 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（NTC）。 温度传感器特性
电控高压共轨柴油发动机原理及特点
前言 电控柴油发动机进入海气已有十个年头了，我们的汽车维修工还没有正确认识它。目前进入我国燃油喷射系统技术有博世、电装、德尔福等几家柴油机用电控技术来控制供油，并非想象中的那么神秘,它的发动机工作原理是一样的。我们常见电控柴油发动机均采用电控共轨或单体泵技术,其主要差异在于发动机的燃油喷射系统,发动机的外形差异不是很大，电控部分的实现、更加有利于整正性能的优化，减少排放、经济性、动力性、以及整车的舒适性等。 第一章电控发动机与普通发动机的差异 一、技术原理上的差异性。 1、高压共轨与四气门技术结合。 电控发动机目前一般采用高压共轨、四气门和涡轮增压中冷技术相结合，四气门结构（二进、二排）不仅可以提高充气效率，更由于喷油嘴可以居中布置，使多孔油未均匀分布，可为燃油和空气良好混合创造条件,同时可以在四气门缸盖上将进气道设计成两个独立的具有圆形状的结构以实现可变涡流。这些因素的协调配合，可大大提高混合气的形成质量（品质）,有效降低碳烟颗粒（ＨＣ)碳氢和（NOX)氮氧化物排放，并提高热效率。 ２、高压喷油和电控喷射技术。 高压喷射和电控喷射技术的有效采用，可使燃油充分雾化,各缸的燃油和空气混合达到最佳,从而降低排放，提高整车性能。二、部件构成上的差异。 电控高压共轨技术是指在高压油泵、共轨管、压力传感器和
ECU(电脑控制）组成的闭环系统中，将喷射压力的产生和喷射过程彼此分开的一种技术。由高压油泵把高压燃油输送到共轨管,通过对共轨管内的油压进行闭环控制，喷油压力独立可调。 三、高压共轨系统的特点。 高压共轨系统改变了传统的喷油系统的组成结构，最大的特点就是将燃油压力产生和燃油喷射分离，以此对轨管内的油压实现精确控制。 1、可靠性:对轻型车来说系统零部件成熟且有长期使用考核验证,中型比较成熟。 2、继承性:结构简单，安装方便。 3、灵活性：高压共轨油压独立于发动机转速控制，整车控制功能强。 4、喷油压力:共轨管压力1６00baｒ、普通压力180kｇf／cｍ2。 5、多次喷油:可以实现多次喷射,目前最好的共轨系统可以进行6次喷射,共轨系统的灵活性好。 6、升级潜力:多次喷油特别是后喷能力使得共轨系统特别方便与后处理系统配合。 7、匹配适合性:结构移植方便，适应范围广,与柴油机均能很好匹配。 8、时间控制:时间控制系统抛弃了传统喷油系统的泵、管、嘴、系统，用高速电磁阀直接控制高压燃油的通与断，喷油量由电磁阀开启和切断的时间来确定,时间控制系统结构简单，将喷油量和喷油正时的控制合二为一，控制的自由度更大,同时能较大地提高喷
项目一发动机电控系统认识 【项目描述】 现代汽车技术是现代高科技迅速发展的集中体现，它实际是机械、电子、计算机、控制工程、材料工程、生物工程和信息技术等多学科技术交叉的产物。随着电子技术、计算机技术和控制技术的发展和人们对汽车的要求日益提高，现代汽车正在向电子化、智能化方向发展。目前汽车上，特别是轿车上的电子控制部件越来越多，基本上占汽车总成本的1/3还多。现代汽车实际上已经成为以计算机为控制核心的计算机控制系统，汽车电子控制系统的性能好坏直接影响到汽车的动力性、经济性、可靠性、安全性、排放净化级舒适性。 学习目标 1.知识目标 （1）了解发动机电控系统的发展历程； （2）掌握发动机电控系统的控制容及功能； （3）了掌握发动机电控系统的基本组成及控制原理。 2.技能目标 （1）能够按照维修手册查找发动机各电子元器件的名称及安装位置； （2）能够独立完成发动机电子元器件的识别任务。 任务认知发动机电控系统结构 【任务目标】 1．了解发动机电控系统的发展历程； 2．掌握发动机电控系统的控制容及功能； 3．掌握发动机电控系统的基本组成、控制原理、各电子元器件的名称及安装位置。
【必备知识】 一、发动机电子控制技术的发展 1.汽车电子控制技术的发展 汽车电子技术发展始于20世纪60年代，分为三个阶段： 第一阶段，从20世纪60年代中期到70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。 侧重于开发单独性的电子零部件，从而改善单个机械部件的性能。如整流器、调节器、晶体管无触点点火系统、电子时钟等。设计上是局部的，没有系统的观念。 第二阶段，从20世纪70年代末期到90年代中期，为解决安全、污染、和节能三大问题，研制出电控汽油喷射系统、电子控制防滑制动装置和电控点火系统。 侧重于一些独立的控制系统，如发动机控制系统、ABS控制系统、安全气囊、巡航控制系统等。该阶段是汽车电子化快速发展的时期，各个单独系统的控制技术逐渐成熟 第三阶段，20世纪90年代中期以后，电子技术广泛的应用在底盘、车身、和车用柴油发动机多个领域。 汽车电子系统的设计更加从整体的角度来考虑，开始广泛应用计算机网络技术与信息技术，使汽车更加自动化、智能化，并向汽车与社会环境的联结方向转移。 2. 发动机电子控制技术的发展 汽车发动机电子控制技术的发展历程大致如下： 1934年，德用莱特兄弟（Wright brothers）发明的向发动机进气管连续喷射汽油来配制混合气的技术，研制成功世界第一架采用燃油喷射式发动机的军用战斗机。 1952年，德国博世（Bosch）公司研制成功世界第一台机械控制汽油喷射式发动机，汽油直接喷入气缸，利用气动式混合气调节器调节空燃比（A/F），配装在梅赛德斯-奔驰（Mercedes-Benz）300L型赛车上。
电控柴油机的基本结构及工作原理 电控柴油机与传统柴油机的主要区别表现在燃油喷射系统和控制技术上,电控柴油机的燃油喷射系统主要有3种类型：即高压共轨系统、泵喷油器系统以及单体泵系统。 1、3种主流电控燃油喷射系统简介 （1）高压共轨喷射系统 它是由燃油泵把高压油输送到公共的、具有较大容积的配油管——油轨内，将高压油蓄积起来，再通过高压油管输送到喷油器，即把多个喷油器，并联在公共油轨上。在公共油轨上，设置了油压传感器、限压阀和流量限制器。由于微电脑对油轨内的燃油压力实施精确控制，燃油系统供油压力因柴油机转速变化所产生的波动明显减小（这是传统柴油机的一大缺陷），喷油量的大小仅取决于喷油器电磁阀开启时间的长短。 特点： ①、将燃油压力的产生与喷射过程完全分开，燃油压力的建立与喷油过程无关。燃油从喷油器喷出以后，油轨内的油压几乎不变； ②、燃油压力、喷油过程和喷油持续时间由微电脑控制，不受柴油机负荷和转速的影响； ③、喷油定时与喷油计量分开控制，可以自由地调整每个气缸的喷油量和喷射起始角。 （2）泵喷油器喷射系统 它是燃油泵与喷油器组合为一体式结构，燃油泵位于喷油器的上方，柴油机每个气缸都有一个独立的小型泵喷油器，泵喷油器通过卡块固定在气缸盖上。 泵喷油器与进气门、排气门一起被同一个凸轮轴驱动，凸轮轴推动油泵柱塞产生高压油然后微电脑通过高速电磁阀打开和关闭喷油器的高压油腔，以控制喷油正时和喷油量。由于取消了燃油泵与喷油器之间的高压油管，因而降低了燃油压力损失，提高了油压的响应度，可以实现对燃油喷射周期的精确控制。最高燃油压力可以达到200MPa，使燃油得以更好地雾化和燃烧，有利于提高柴油机功率、降低噪声和减少尾气排放。 （3）单体泵喷射系统 每个气缸都装配一个单体泵，柴油从燃油箱出来后，先经过低压输油泵对柴油初步加压，然后由单体泵正式加压，再由微电脑控制单体泵中电磁阀的动作时刻和通电时间的长短，来完成对喷油时刻和喷油量的精确控制。由此可见，该系统燃油的加压和喷射都是由单体泵完成的，在系统内不存在单独的喷油器。
《汽车发动机电控系统维修》课程单元教学设计 授课教师：沙颂NO:1 单元标题发动机电控系统主要元件识别课时 2 授课班级授课时间授课地点致远206 教学目标能力目标（1）能够正确识别AJR发动机上电控系统的主要元件 知识目标 （1）熟悉电控发动机包含的控制系统； （2）了解每个控制系统的控制内容； （3）熟悉AJR发动机电控系统组成及主要电控元件安装位置 素质目标 （1）形成良好的纪律观念，遵守行业法律法规； （2）树立工具、设备使用的安全意识； （3）形成良好的团队协作精神； （4）锻炼组织沟通能力，能够与团队其他成员协同解决问题； （5）培养良好的5S习惯：①SEIRI（整理）；②SEITON（整顿）； ③SEISO（清扫）；④SEIKETSU（清洁）；⑤SHITSUKE（自律） 任务与案例任务1电控发动机包含的控制系统及每个控制系统的控制内容；任务2电控燃油喷射系统的类型； 任务3发动机电控系统组成； 任务4在发动机台架上找出发动机电控系统组成元件的安装位置；任务5发动机上主要电控元件的功用 教学重点难点及解决方法 重点 （1）熟悉AJR发动机电控系统组成； （2）能够正确识别AJR发动机上电控系统的主要元件难点发动机上主要电控元件的功用 解决办法 通过多媒体课件对重点和难点知识进行讲解，通过引导的方式 让学生动手在发动机台架上找出电控系统的主要元件，增强学 生的认知能力 教学准备（1）多媒体教学设备； （2）教学课件； （3）将学生分组，每组准备一台完好的发动机台架；（4）学习工作单
一、任务描述（5′） 1、告知：课程性质、目标、总体安排、考核方式等； 2、告知：本单元的能力目标、知识目标和素质目标 二、任务实施（70′） 1、设置情境，布置任务 （1）设置情境 学生为新进员工，初次对汽车发动机电控系统进行定期维护，需要完成如下工作： ①检查汽车发动机主要电控元件安装与线束连接情况； ②拆装电控元件线束插接器，并进行线束通断性测量； 教师为该项目负责人，负责员工的管理、培训、考核；实训室为维修车间。 （2）布置任务 任务1电控发动机包含的控制系统及每个控制系统的控制内容； 任务2电控燃油喷射系统的类型； 任务3 发动机电控系统组成 任务4在发动机台架上找出发动机电控系统组成元件的安装位置； 任务5发动机上主要电控元件的功用 2、学生知识和技能准备（教师讲授） （1）电控发动机的控制系统 主要有电控燃油喷射系统、电控点火系统、怠速控制系统、排放控制系统、进气控制系统、 故障自诊断系统等。 （2）控制系统的控制内容 电控燃油喷射系统主要包括喷油量控制、喷油时刻控制、断油控制和燃油泵控制； 电控点火系统主要包括点火提前角控制（点火时刻控制）、点火能量控制和爆震控制； 怠速控制系统主要包括怠速稳定性控制和学习控制等； 排放控制系统主要包括废气再循环系统（EGR）、活性炭罐蒸发控制系统（EVAP）、三元催化转换器（TWC）和二次空气喷射系统等； 进气控制系统主要包括进气通道可变系统、谐波进气增压控制系统（ACIS）和废气涡轮增压系统等； 故障自诊断系统利用电控单元不断的监测发动机传感器信号及执行器的电路，当发现故障 时，会将故障信息以故障码的形式储存在存储器里，同时点亮仪表盘上的故障指示灯进行警示。 维修人员可以通过读取故障码来查找发动机故障信息。 （3）电控燃油喷射系统的类型 L型和D型；单点喷射和多点喷射；连续喷射和间歇喷射； 间歇喷射分为同步和异步喷射；同步喷射又分为同时喷射、分组喷射和顺序喷射。 (4)发动机电控系统组成和主要电控元件的功用 电控燃油喷射系统分为燃油供给系统、空气供给系统和电子控制系统三部分； 燃油供给系统主要由汽油箱、电动汽油泵，汽油滤清器、汽油分配管、油压调节器、喷油 器等组成。 空气供给系统主要由空气滤清器、空气流量传感器（进气压力传感器）、节气门体、稳压箱
柴油机电控技术发展三个阶段的技术简介 柴油机电控技术的发展 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。 柴油机电控技术发展的三个阶段：位置控制、时间控制、时间—压力控制（压力控制）
第一代柴油机电控燃油喷射系统（常规压力电控喷油系统） 优点：结构不需改动，生产继承性好，便于对现有柴油机进行升级换代。 缺点：系统响应慢、控制频率低、控制自由度小、控制精度不够高，喷油压力无法独立控制。 第二代柴油机电控燃油喷射系统（高压电控喷油系统） 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”或“压力控制”。 特点：通过设置传感器、电控单元、高速电磁阀和相关电/液控制执行元件等，组成数字式高频调节系统，有电磁阀的通、断电时刻和通、断电时间控制喷油泵的供油量和供油正时。但供油压力还无法独立控制。 ●柴油机电控燃油喷射系统的优点 1.改善低温起动性。 电子控制系统能够以最佳的程序替代驾驶员进行这种麻烦的起动操作，使柴油机低温起动更容易。 2.降低氮氧化物和烟度的排放。 采用柴油机电控技术，可精确地将喷油量控制在不超过冒烟界限的适当范围内，同时根据发动机工况调节喷油时刻，从而有效地抑制排烟。 3.提高发动机运转稳定性。 4.提高发动机的动力性和经济性。 采用柴油机电控系统，无论负荷怎样增减，都能保证发动机怠速工况下以最低的转速稳定运转，有利于提高其经济性。 5.控制涡轮增压。 柴油机电控系统中，ECU根据传感器信号精确计算喷油量和喷油正时。从而提高发动机的动力性和经济性。采用电子控制技术可以对增压装置进行精确的控制。 6.适应性广。
CAT /C9发动机电控柴油喷射技术分析 随着各油田用户环保意识的加强和对车用发动机经济性能要求的提高，新一代电控喷射柴油机开始在我厂修井机上使用。为了尽快熟悉此类发动机性能，以便正确选型和指导用户正确使用，我们有必要了解此类发动机的核心控制技术—电控柴油喷射技术。下面以ＣAT C9电控喷射柴油机为例进行分析。 现代理论证明，对发动机燃油喷射的控制对其排放性能、经济性能和动力性能有着十分重要的影响。传统技术、方法已满足不了控制要求，而必须采用新一代的电子控制技术。ＣAT C9电控喷射柴油机是卡特公司的新产品，今年在我厂六台新疆４０吨修井机上首次使用，其额定功率250KW,最高转速2200r/min。其电控柴油喷射系统主要由燃油系统、进气系统和电控系统三部分组成。 一，燃油系统主要由燃油滤清器、输油泵、高压泵、压力控制阀及喷油器组成。①燃油滤清器。燃油中的污染物会导致泵零部件、出油阀和喷油嘴的损坏，另外柴油中可能含有以结合态（乳状液）或者以自由态（例如由于温度改变而产生的冷凝水）存在的水。如果这些水进入喷射系统，就有可能因为腐蚀而导致零部件损坏。与其他喷射系统相似，电控喷射系统也需要带有储水器的燃油滤清器，过滤出来的水必须定时地从储水器中放出来。②输油泵采用机械驱动的齿轮泵，它集成于高压泵中，与高压泵共享一个驱动装置，输送油量与发动机转速成正比。齿轮泵是免维护的。在第一次启动之前或者当燃油箱被用“空”时，可以用装在齿轮泵上的手动泵泵送燃油。③高压泵连续不断地产生高压系统中需要的压力。这意味着，与传统系统相反，燃油不必专门为每一次喷射过程而单独进行压缩。高压泵由它泵送的柴油进行润滑，在其内部，燃油由三个相互以120°的间隔角度径向布置的泵油柱塞进行压缩。④压力控制阀用于根据发动机负荷设定高压油系统的正确压力，并使它保持在正确的水平上。如果高压油系统内压力过高，压力控制阀就开启，一部分燃油从高压油管通过回油管返回燃油箱。如果压力过低，压力控制阀就关闭，使高压部分相对于低压部分保持密封。压力控制有两条控制环路：一条响应的电气控制环路，用于设定高压油系统变动着的平均压力；一条快响应的机械控制环路用于补偿高频压力脉动。压力控制阀由弹簧和电磁铁叠加控制，弹簧设计成可以达到大约10MP的最高压力。电磁铁的力正比与使它激活的电流，而这个激活电流是以脉宽调制的方式加以控制的。1KHZ 的脉宽频率就足以防止不希望发生的电磁铁—衔铁的运动和高压油系统的压力脉动。⑤喷油器是电磁式喷油器，它是喷射系统中一个关键的执行元件，它接受ECM(Electronic control module)送来的喷油脉冲信号，精确地进行燃油喷射。因此它是一种加工精度非常高的精密偶件，要求其动态流量范围大，抗堵塞和污染能力强，雾化性能好。喷油器由电磁线圈、衔铁、阀芯、阀座、喷嘴及滤网组成，在筒状外壳内装有电磁线圈、柱塞、复位弹簧和针阀。柱塞和针阀共同装成一体，在复位弹簧的压力下，针阀贴在阀座上，将喷孔封闭。当电磁线圈有电流通过时，柱塞和针阀在电磁力吸引下向上移动，打开喷孔，喷出柴油。喷嘴针阀开启后的延续时间取决于励磁电流的脉冲宽度。其脉冲宽度由ECM根据空气流量等参数来控制。 二，进气系统的主要部件有空气滤清器、进气温度传感器、增压器、空气冷却器、增压后温度传感器、增压后压力传感器、节气门体及节气门开度传感器、进气岐管等。进气系统的作用是测量和控制柴油燃烧时所需的空气量，为发动机可燃混合气的形成提供必需的空气。空气经空气滤清器、节气门、进气总管至进气岐管，被吸入汽缸和喷入的柴油混合后，燃烧做功。 一般行驶时，空气的流量由通道中的节气门来控制，其控制信号来自于速度位置传感器；怠速行驶时，节气门关闭，空气由旁通道通过。怠速转速的控制是由怠速调整螺钉和怠速空气调整器调整流经旁通道的空气流量来实现的。怠速空气调整器一般由ECM控制。在气温低、发动机暖机时，怠速空气调节器的通道打开，以供给暖机时必需的空气量到进气岐管，此时，发动机转速较正常怠速高，称为快怠速。随着发动机冷却水温升高，怠速空气调节器使旁通道开度逐渐减小，发动机转速逐渐降低至正常怠速。
柴油发动机的电控系统 柴油机电控系统以柴油机转速和负荷作为反映柴油机实际工况的基本信号，参照由试验得出的柴油机各工况相对应的喷油量和喷油定时MAP来确定基本的喷油量和喷油定时，然后根据各种因素（如水温、油温、、大气压力等）对其进行各种补偿，从而得到最佳的喷油量和喷油正时，然后通过执行器进行控制输出。 柴油机电控系统概述 【任务目标】 （1）柴油机电控技术的发展。 （2）柴油机电控技术的特点。 （3）柴油机电控系统的基本组成。 （4）应用在柴油机上的电控系统。 【学习目标】 （1）了解柴油机电控技术的发展。 （2）了解柴油机电控技术的特点。 （3）了解柴油机电控系统的基本组成。 （4）掌握应用在柴油机上的电控系统。 柴油机电控技术的发展 1.柴油机电控技术的发展 1）柴油机技术的发展历程 柴油用英文表示为Diesel，这是为了纪念柴油发动机的发明者――鲁道夫·狄塞尔（RudolfDiesel）如图8-1所示。 狄塞尔生于1858年，德国人，毕业于慕尼黑工业大学。1879年，狄塞尔大学毕业，当上了一名冷藏专业工程师。在工作中狄塞尔深感当时的蒸气机效率极低，萌发了设计新型发动机的念头。在积蓄了一些资金后，狄塞尔辞去了制冷工程师的职务，自己开办了一家发动机实验室。 针对蒸汽机效率低的弱点，狄塞尔专注于开发高效率的内燃机。19世纪末，石油产品在欧洲极为罕见，于是狄塞尔决定选用植物油来解决机器的燃料问题（他用于实验的是花生油）。因为植物油点火性能不佳，无法套用奥托内燃机的结构。狄塞尔决定另起炉灶，提高内燃机的压缩比，利用压缩产生的高温高压点燃油料。后来，这种压燃式发动机循环便被称为狄塞尔循环。
船用电控共轨柴油机的最新技术特点和管理 [摘要]阐述了电控共轨柴油机的工作过程和特点，着重分析比较两大主流机型（SulzerRT-flex和MAN-B＆WME／ME-C）。通过与传统型柴油机在性能和结构上的比较，介绍了电控柴油机的优点，探讨船用柴油机电子喷射燃油系统的运行管理措施，指出电控共轨燃油喷射系统NOx排放可完全符合MARPOL73／78国际防污公约的最新要求，从而进一步改善船舶柴油机的经济性、可靠性。这是船用柴油机的发展方向。 1.前言 随着科学电子技术迅猛发展，微型计算机已越来越广泛地应用在船舶动力控制和监测中。为了提高燃油经济性、降低排放要求、提高可靠性和操作的灵活性，实现适时调节，电控共轨柴油机已成为发展的必然趋势。经过各大厂商的不懈努力，全电控型的柴油机终于在2003年研制成功并得到实船验证，这标志着柴油机的发展经历了又一次质的飞跃。 2.传统柴油机和电控型柴油机的区别。 传统的柴油机是由调速器控制其喷油量，由凸轮控制其喷油定时、进排气等过程，能使柴油机在额定工况下实现性能的优化。但是当柴油机的工况、海况、外界环境、燃油品质发生变化，凸轮轴磨损或者机械间隙改变导致喷油正时、喷油速率、配气正时、气阀时面值等参数偏离其设计的最佳值时，均会影响柴油机经济性能。 船用柴油机工作过程的燃烧效率，燃油消耗以及废气排放污染，一直是人们关注的问题。根据国际海事组织《MARPOL73／78公约》的规定对船舶柴油机NOx 的排放进行了严格的限制。而控制其最有效的手段是降低最高燃烧温度及控制燃气在高温下停留的时间。 电控型柴油机也称为智能型柴油机，即将电子设备及软件应用于船用柴油机并成为其重要部分的新型柴油机。根据柴油机燃烧理论，主要是应用了电控技术，通过控制燃油喷射正时、喷油量、喷射速率、压力以及进、排气阀正时，能够有效地实现柴油机在各种负荷下的性能最优化，从而达到在满足最新排放要求下，提高其经济性、可靠性、操纵灵活性和延长使用寿命。 3.电控共轨型柴油机 3.1目前两种主流智能型船用柴油机的比较 W?rtsil?公司SulzerRT-flex系列柴油机采用的共轨系统和MAN-B&W公司的ME／ME-C系列柴油机采用的电控燃油喷射系统，具有一定的差别：（1）油轨方面。SulzerRT-flex机型的公共油轨有两个，一是20MPa的滑油，它的作用是因为电子控制系统中所输出的能量有限而作为驱动排气阀、气缸起动阀和喷射控制装置；二是100MPa的重油，它作为柴油机的燃料油，在油轨中等待喷射。而MAN-B&WME机型的公共油轨仅一个20MPa滑油，它作为动力油使用。轨压上的差别很大程度上取决于油轨的密封技术，因此对油轨的管理就要区
第六章习题 一、填空题 . ___、喷油量、喷油正时____是影响柴油机动力性和经济性的重要因素。 2.柴油机电控系统中，进气控制主要包括___、进气节流控制、可变进气涡流控制、可变配气正时控制 ___控制。 3.在柴油机电控燃油喷射系统中，ECU以柴油机____转速信号、负荷信号_____作为主控制信号，按设定的程序确定最佳的供油速率和供油规律。 4.柴油机的怠速控制主要包括_____.怠速转速控制、怠速时各缸均匀性______的控制。 5.柴油机的起动控制主要包括_______供油量控制、供油正时控制、预热装置、____ 、控制。 6.常用的加速踏板位置传感器有___电位计式、差动电感式___。 7.差动电感式加速踏板位置传感器主要由____、铁心、感应线圈、线束连接器____等组成。 8.柴油机中的燃油温度传感器一般采用的是_______热敏电阻式_________。 9. 第一代柴油机电控燃油喷射系统主要以______电控直列柱塞泵、电控转子分配泵 __为特征。 10. “位置控制”的直列柱塞泵供油量控制一般采用_____.占空比控制型______电磁阀。 11.柴油机电控系统的控制模式可分为_____、开环控制、闭环控制、开环—闭环综合控制______三大类。 12.最佳喷油提前角受_____、发动机转速、负荷、冷却水温度、___燃油温度、进气温度、及压力等多种因素的影响。 13.柴油机电控系统是由____、输入装置、电子控制模块、执行器____三部分组成。 14.加速踏板位置传感器用以检测__发动机负荷___信号。 15.发动机负荷信号和___发动机转速____信号共同决定柴油机的喷油量及喷油提前角。 16.柴油机电子控制系统的执行器由________执行电器、机械执行机构、_______两部分组成。 17.柴油机执行器中所使用的执行电器主要有____电磁铁、螺线管、直流电机、步进电机___ 、________和力矩电机等。 18.最早的柴油机电控燃油喷射系统就是以____直列柱塞式喷油泵___为基础改造的。 19.在装用电子调速器的柱塞泵电控系统中，喷油量控制是由ECU通过控制_____电子调速器___来实现的。 20.直流电动机式电子调速器主要由_____.电动助推器、杠杆机构____ 和控制杆等组成。 21.电动助推器实际上就是直线运动的____直流电动机___。 22.控制杆位置传感器安装在____内，用来检测_____的位置。(电子调节器、控制杆) 23.柱塞泵正时控制器的组成主要由___缸体、活塞、偏心轮、凸轮轴法兰、驱动盘___、调整弹簧等组成。 24.直列柱塞泵供油正时电控系统的两个电磁阀分别安装在__正时控制器进、回油路中___中。 25.直列柱塞泵供油正时电控系统的转速传感器安装在____喷油泵驱动轴上__上。 26.直列柱塞泵常用的正时控制器为_____电控液压式___。 27.电控柴油机燃油喷射控制主要包括____控制；_____控制； ____控制等。(供（喷）油量；供（喷）油正时；供（喷）油速率喷油压力) 28.第二代柴油机电控燃油喷射系统包括________燃油喷射系统； ____燃油喷射系统和____燃油喷射系统。(电控共轨式；（电控单体泵电控P-T喷油器)
《汽车发动机新结构》课程质量标准 专业名称：汽车运用与维修 专业代码： 学制年限：初中毕业生起点三年 一、课程性质 《汽车发动机新结构》是汽车运用与维修专业的一门专业课程。本课程构建于电工电子技术,机械基础,发动机构造等专业课程的基础之上，主要针对汽车机电维修工岗位,培养学生对电控系统结构、原理的认识,并能够利用现代诊断和检测设备进行综合故障诊断、分析，零部件检测及维修更换等专业能力，为汽车故障诊断与检测课程打下良好的基础,在整个课程体系中起到起到承上启下的作用。同时注重培养学生的社会能力和方法能力等，更好的适应将来的工作岗位。 二、课程目标 通过发动机新结构（电控系统）的学习，能够对该系统各总成进行故障分析、性能检测、零部件维修,并进一步使学生掌握以下专业能力、社会能力和方法能力。具体目标如下： 1.专业能力目标 （1）具备与客户的交流与协商能力，能够向车主咨询车况，独立查询车辆技术档案，初步评定车辆技术状况； （2）能根据故障情况独立制定维修计划，并能选择正确检测设备和仪器对发动机电控系统进行检测和维修; （3）能对电控燃油喷射系统进行故障诊断并对零部件进行检修;
（4）能对点火控制系统进行故障诊断并对零部件进行检修; （5）能对辅助控制系统进行故障诊断并对零部件进行检修; （6）能对发动机综合故障进行诊断和分析; （7）能正确使用万用表,故障诊断仪,示波器及发动机综合分析仪等常用检测和诊断设备; （8）能够对传感器或相关部件的技术参数及波形信号进行分析; （9）能遵守相关法律,技术规定,按照正确规范进行操作,保证维修质量; （10）能检查修复后的发动机系统工作情况,并在汽车移交过程中向客户介绍已完成的工作; （11）维修结束后能根据环境保护要求处理使用过的辅料、废气、废液以及已损坏零部件。 2.社会能力目标 （1）具有较强的口头与书面表达能力、组织协调能力； （2）能与客户建立良好持久的关系； （3）具有团队协作精神； （4）具有良好的心理素质和克服困难的能力。 3.方法能力目标 （1）能自主学习新知识、新技术； （2）能通过各种媒体资源查找所需信息； （3）能独立制定工作计划并实施；
【关键字】开题报告 一、立题依据 随着社会发展，汽车保有量的不断增多，由汽车导致的环境污染和能源危机的问题日益严重。为汽车寻找清洁而且丰富的替代燃料，从而提高发动机的经济性和排放性，已成为相关研究技术人员迫切需要解决的问题。天然气继煤碳、石油之后，作为三大能源之一。在煤碳、石油大量开采和耗尽下，天然气的储量显得比较丰富。同时它具有使用、储存方便，热效率高，燃烧清洁等优点，对天然气的开发和使用受到各国重视。 用天然气替代常规的汽油或柴油作为汽车燃料具有很多优点。最大的好处在于环保方面，不但排放性能优，而且汽车噪音也低；同时把传统汽车改装成天然气汽车只需要在原发动机上加装一套天然气供给系统，改装方便、成本低；此外，天然气汽车安全性高。天然气是一种高燃点的轻量气体，在通常的温度和压力下比汽油更安全。天然气本身无毒、无腐蚀性和非致癌的，即使泄漏也不会对土地或水形成威胁。在我国天然气储量相当丰富。据统计我国天然气总资源量约为５４万亿立方米，天然气可采资源总量为14 ~ 22万亿立方米。天然气资源总量列世界第五位、亚洲第一位。所以在我国发展天然气汽车，开发天然气发动机前景广阔。 天然气发动机发展大致经历了三个阶段：第一代产品是机械式，第二代属于简单闭环控制，第三代是采用电控喷射CNG技术。具体来说，天然气发动机经历了从最先汽油机改装到柴油机改装，最后到专门根据天然气特性设计发动机阶段。同时燃料也经历了从双用燃料、双燃料到单用燃料过程。在这发展过程中，产生了许多技术，如：增压中冷技术、燃烧稀燃技术、天然气缸内喷射技术、天然气发动机闭环电控技术、天然气零部件开发可靠性技术、天然气催化器应用技术等。 就目前我国天然气发动机发展上看，大多是在原汽油发动机的基础上加装一套天然气供给系统，开发成汽油-天然气双用发动机。控制形式多为机械式的，天然气供给方式多为混合器预混合式。我们知道汽油—天然气双用发动机天然气替代率低，同时机械式控制不精确的自身缺陷，混合器预混合式天然气-空气混合不均等原因，实际发动机排放性改善并不大。 鉴于以上情况和对城市环境造成很大污染的公交车大多很用柴油机，在柴油机的基础上开发一款电控天然气/柴油双燃料发动机。电控天然气/柴油双燃料发动机是在原电控柴油机的基础上，设计安装一套天然气供给系统，用少量柴油引燃天然气来工作。充分利用柴油机上的电控系统，来精确控制柴油引燃量和天然气的供给量。达到提高天然气替代率，提高原发动机的经济性和排放性的目的。 二、设计内容 本设计是在原YC6108电控柴油机的基础上，设计安装一套天然气供给系统，并充分利用原柴油机上的电控系统，通过加装相关传感器，精确控制柴油引燃量和天然气的供给量，来提高原发动机的经济性和排放性。具体来说，一方面分析了电控天然气发动机燃料供给策略，对天然气供给系统进行了整体设计；另一方面重点设计了天然气供给系统的一些主要专用装置，如：气瓶、瓶口阀、手动关闭阀、充气阀、燃气压力调节器、加温器等，对其它所需部件按国家标准进行了选用；同时还根据公交车车架，对天然气供给系统布置与安装进行了分析与设计。 三、设计方案 由电控柴油机改装的柴油/天然气电控发动机原理图如下： 天然气由气瓶通过高压管流入压力调节器。其间设置有充气阀、手动关闭阀、压力表等。然后，天然气通过电磁阀进入气体流量阀，由燃气喷射器喷入进气道。在进气道内天然气与空气混合后流
目录 1前言......................................................................................................................... 2电子控制柴油机概述............................................................................................... 2.1何谓电喷柴油机 ............................................................................................ 2.2柴油机电子控制技术的发展状况 ................................................................ 2.3柴油机电子控制技术的目的及优点 ............................................................ 2.3.1柴油机电子控制技术的目的.............................................................. 2.3.2柴油机电子控制技术的优点.............................................................. 2.4柴油机电控技术的特点 ................................................................................ 2.4.1柴油机是一种热效率比较高的动力机械.......................................... 2.4.2柴油机的喷射系统形式多样.............................................................. 2.5电控柴油喷射系统分类 ................................................................................ 2.5.1位置控制系统...................................................................................... 2.5.2时间控制方式...................................................................................... 2.5.3时间－压力控制方式.......................................................................... 2.5.4压力控制方式...................................................................................... 3电子控制柴油机技术介绍....................................................................................... 3.1单体泵技术 .................................................................................................... 3.1.1单体泵控制油路.................................................................................. 3.1.2单体泵系统的另一个优势.................................................................. 3.2泵喷嘴技术 .................................................................................................... 3.3高压共轨技术 ................................................................................................ 4柴油机电子控制技术的发展趋势........................................................................... 4.1高的喷射压力 ................................................................................................ 4.2独立的喷射压力控制 .................................................................................... 4.3改善柴油机燃油经济性 ................................................................................ 4.4独立的燃油喷射正时控制 ............................................................................ 4.5可变的预喷射控制能力 ................................................................................ 4.6最小油量的控制能力 .................................................................................... 4.7快速断油能力 ................................................................................................ 4.8降低驱动扭矩冲击载荷 ................................................................................ 5结论......................................................................................................................... 6参考文献................................................................................................................... 摘要 柴油机的发展水平一直是车辆发展水平的重要标志，随着国家对环保的重视和国际石油价格高涨，我国应对柴油机的发展引起足够重视。车用柴油机面临着日趋严格的排