6.柴油机电控燃油喷射系统

第四章 柴油机电控燃油喷射系统
五、泵喷嘴电控燃油喷射系统
3．泵喷嘴电控系统 泵喷嘴预喷射过程
预喷射开始：
◆喷射凸轮驱动泵油柱塞下移。 ◆初期电磁阀仍未关闭，高压腔内 的部分柴油被压回到进油管。 ◆ECU控制电磁阀通电、关闭高压 腔到进油管的通道时；高压腔内开 始产生压力，当压力达到18MPa时， 针阀承压锥面上承受的上升力高于 喷嘴弹簧力，针阀上升开启喷油孔， 预喷射开始。
第四章 柴油机电控燃油喷射系统
五、泵喷嘴电控燃油喷射系统
3．泵喷嘴电控系统 泵喷嘴进油过程
◆泵油柱塞在弹簧作用下 上移，高压腔容积增大。 ◆高速电磁阀处于初始开 启状态。 ◆柴油进人高压腔。
第四章 柴油机电控燃油喷射系统
五、泵喷嘴电控燃油喷射系统
3．泵喷嘴电控系统 泵喷嘴喷油过程：
利用收缩活塞将喷射过程分为预喷射和主喷射两个阶段。 利用缓冲活塞控制针阀上升时的升程变化。 实现“先缓后急”的理想喷油规律。
第四章 柴油机电控燃油喷射系统
三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统
2．轴向压缩式分配泵位置控制系统 供油量控制
利用电子调速器调节油量控制滑套位置。 电子调速器有转子螺线管型和螺线管型两种。
转子螺线管型电子调速器 a)结构图；b)原理图
1-滑套位置传感器； 2-定子； 3-转子轴； 4-偏心钢球； 5-滑套； 6-线圈； 7-回位弹簧
柴油机低油压保护 ECU根据机油压力传感器信号，当机油压力低时减少供油 量，降低转速并报警； 当机油压力降到一定值时，切断燃油供给，强制熄火。
增压器工作保护 ECU根据增压压力信号适当调节供（喷）油量，并在增压 压力过高或过低时报警。
第四章 柴油机电控燃油喷射系统
二、直列柱塞泵电控燃油喷射系统
15-推杆；
16-挺杆调整垫片；
17-滚轮；
18-驱动凸轮
第四章 柴油机电控燃油喷射系统
五、泵喷嘴电控燃油喷射系统
2．P-T喷油器
a)驱动凸轮 b)柴油进入环形油腔 c)柴油进入计量室 d)喷油 e)喷油结束
1-上进油道； 2-柱塞环槽； 3-下进油道； 4-环形油腔； 5-计量量孔； 6-回油量孔； 7-回油道
•线圈通电时产生的磁 场与永久磁铁磁场相 互作用，使线圈和滑 套向上或向下移动 ；
•滑套则通过杠杆机构 驱动直列柱塞泵油量 调节拉杆左右移动 。
1-滑套 2-杠杆 3-拉杆位置传感器 4-线束连接器 5-油量调节拉杆 6-杠杆轴 7-上壳 8-铁心 9-可移动线圈 10-永久磁铁
第四章 柴油机电控燃油喷射系统
第四章 柴油机电控燃油喷射系统
三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统
1．轴向压缩式分配泵位置控制系统
1-蓄电池； 2-车辆开关； 3-车速传感器； 4-加速踏板位置传感器； 5-泵角传感器； 6-电子调速器； 7-滑套位置传感器； 8-燃油温度传感器； 9-正时控制电磁阀； 10-正时活塞位置传感器
第四章 柴油机电控燃油喷射系统
一、柴油机电控燃油喷射系统概述
2.现代柴油机先进技术
“共轨”技术 指利用一个“公共油轨”向各缸喷油器供油 ，油压可独 立控制。
“时间控制”燃油喷射技术 由ECU控制的高速电磁阀来直接控制供（喷）油的开始 与结束时刻。
涡轮增压中冷技术 废气涡轮增压，中冷却器冷却（50℃以下）。
第四章 柴油机电控燃油喷射系统
一、柴油机电控燃油喷射系统概述 二、直列柱塞泵电控燃油喷射系统 三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统 四、径向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统 五、泵喷嘴电控燃油喷射系统 六、单体泵电控燃油喷射系统 七、共轨式电控燃油喷射系统 八、柴油机电控燃油喷射系统传感器 九、柴油机电控燃油喷射系统主要附件 十、柴油机电控燃油喷射系统主要元件的检修
电磁阀控制型正时控制器
1-凸轮轴 2-液压腔 3-液压活塞 4-大偏心轮 5-小偏心轮 6-驱动轴； 7-驱动盘 8-滑块销 9-滑块 10-电磁阀
第四章 柴油机电控燃油喷射系统
二、直列柱塞泵电控燃油喷射系统
4.直列柱塞泵电控系统
供油正时控制系统
步进电机型正时控制器 a)供油推迟；b)供油提前；c)控制框图 1-分泵驱动凸轮；2-弹簧；3-滑套；4-滚轮体；5-机油腔
多气门技术 每个气缸2个以上气门 。
废气再循环技术 降低NOx的排放量 。
第四章 柴油机电控燃油喷射系统
一、柴油机电控燃油喷射系统概述
3.柴油机电控燃油喷射系统的功能
供（喷）油量控制：ECU根据转速、加速踏板位置确定基本供 （喷）油量；根据水温、进气温度、起动开关、空调开关、反馈 信号等对供（喷）油量进行修正。
1-回位弹簧 2-螺线管 3-转速传感器
第四章 柴油机电控燃油喷射系统
二、直列柱塞泵电控燃油喷射系统
4.直列柱塞泵电控系统Байду номын сангаас
供油正时控制系统
组成：正时控制器、电磁阀、柴油机转速传感器、正时传感器和ECU等。
9-电磁阀
1-转速表 2-故障指示灯
3-供油齿条位置传感器 4-柴油机 5-喷油泵
6-正时传感器 7-正时控制器 8-转速传感器
1.直列柱塞泵电控系统
供油量控制系统
直列柱塞泵一般采用“位置控制”方式。 ECU通过控制电子调速器来实现喷油量控制 。 常用电子调速器有直流电动机型和、螺线管型。
第四章 柴油机电控燃油喷射系统
二、直列柱塞泵电控燃油喷射系统
4.直列柱塞泵电控系统
供油量控制系统
直流电机型电子调速器
第四章 柴油机电控燃油喷射系统
五、泵喷嘴电控燃油喷射系统
3．泵喷嘴电控系统 泵喷嘴预喷射过程
◆在预喷射过程中，缓冲活塞起到限制针阀上升速度的功用，借以实现理想 喷油规律的“先缓”。 ◆针阀上升、针阀室内的柴油被压回弹簧室过程中，缓冲活塞使泄油间隙逐 渐减小，节流增大，针阀上升速度变缓。
第四章 柴油机电控燃油喷射系统
三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统
4．轴向压缩式分配泵时间控制系统 进油控制方式
进、回油通道合二为一，用电磁阀控制进、回油过程，以实 现供油量的时间控制。分配泵柱塞取消了进油槽。
1-分配泵柱塞 2-进回油口 3-高速电磁阀 4-喷油器
第四章 柴油机电控燃油喷射系统
第四章 柴油机电控燃油喷射系统
五、泵喷嘴电控燃油喷射系统
3．泵喷嘴电控系统
泵喷嘴组成：
驱动部分 压力产生部分 控制部分 喷嘴
第四章 柴油机电控燃油喷射系统
五、泵喷嘴电控燃油喷射系统
3．泵喷嘴电控系统
电控泵喷嘴基本工作原理
a）进油过程；b）压油过程；C）喷油过程；ｄ）停油过程 1-压油柱塞；2-高速电磁阀；3-喷油嘴
第四章 柴油机电控燃油喷射系统
二、直列柱塞泵电控燃油喷射系统
4.直列柱塞泵电控系统
供油正时控制系统
•驱动轴通过驱动盘、滑块、滑块销、大 小偏心轮驱动凸轮轴转动
•正时推迟：进油通道关、回油通道，液 压腔内油压下降，回位弹簧使活塞右移， 滑块和滑块销内移，安装在滑块销上的 大小偏心轮转动，使凸轮轴相对驱动盘 沿转动相反的方向转过一定角度。
第四章 柴油机电控燃油喷射系统
一、柴油机电控燃油喷射系统概述
1.柴油机电控技术的发展历程
20世纪80年代电控技术在柴油机上的应用，形成了 现代汽车柴油机电控系统 。
20世纪90年代，电控技术在柴油机上应用日益增多， 控制精度不断提高，控制功能不断扩大，提高了柴油 机的竞争力。
2000年欧洲轿车的柴油化率达到27%，到2005年增 加到30%。
三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统
3．轴向压缩式分配泵位置控制系统 供油正时控制
利用电磁阀控制正时活塞两侧油压。 利用正时活塞位置传感器实现闭环控制。
正时控制系统
1-ECU 2-滚轮 3-滚轮架 4-电磁阀 5-正时活塞 6-正时活塞位置传感器
第四章 柴油机电控燃油喷射系统
三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统
供（喷）油正时控制：ECU根据转速、负荷信号来确定基本的供 （喷）油提前角；再根据反馈信号进行修正。
第四章 柴油机电控燃油喷射系统
3.柴油机电控燃油喷射系统的功能
供（喷）油速率和供（喷）油规律 ECU根据转速和负荷信号作为主控信号，按预设的程序确 定最佳的供（喷）油速率和规律。
喷油压力的控制 ECU以转速和负荷信号作为主控信号，按预设的程序确定 最佳的喷油压力，并对喷油压力进行闭环控制。
第二代柴油机电控系统： 采用“时间-压力控制” 或“压力控制”，喷油压力较高，称为高压电控 系统。以共轨系统为代表的。
第三代柴油机电控系统：集“共轨”技术、“时 间控制”燃油喷射技术、涡轮增压中冷技术、多 气门技术 、废气再循环技术、选择性催化还原、 过滤器再生技术、压电技术等于一体，以压电式 高压共轨系统为代表。
6-回油管
第四章 柴油机电控燃油喷射系统
五、泵喷嘴电控燃油喷射系统
2．P-T喷油器
P-T喷油器及其驱动机构
1-进油口；
2-进油量孔；
3-喷油器体；
4-柱塞；
5- O形密封圈； 6-调整垫片；
7-喷油器锥体； 8-计量量孔；
9-回油量孔；
10-回油道；
11-柱塞回位弹簧； 12-柱塞杆头；
13-调整螺钉； 14-摇臂；
二、直列柱塞泵电控燃油喷射系统
4.直列柱塞泵电控系统
供油量控制系统
螺线管型电子调速器
•电流通过螺线管时，产生一 个与通电占空比成正比的电 磁力，该电磁力使电枢和油 量调节拉杆或齿条移动 。
•电磁力与油量调节拉杆（或齿 条）回位弹簧力平衡 。
•改变螺线管的通电占空比即可 调节油量调节拉杆（或齿条）的 位置 。
第四章 柴油机电控燃油喷射系统
二、直列柱塞泵电控燃油喷射系统
4.直列柱塞泵电控系统
供油正时控制系统 ECU主要根据柴油机转速和负荷信号确定基本供 油提前角，再根据其它信号进行修正 。 ECU根据正时传感器信号判断实际的供油正时， 并对供油正时进行闭环控制 。 正时控制器为电控液压式，可改变泵驱动轴与凸 轮轴的相对位置。 控制正时控制器的液压油路的电控元件：电磁阀 型、步进电机型。
喷油规律对柴油机性能的影响： ◆喷油速率：指喷油器在单位曲轴转角（或时间）内的平均喷油量。 ◆喷油规律：指喷油器的喷油速率随曲轴转角（或时间）的变化规律。 ◆开始喷油速率大，易工作粗暴，噪声大。 ◆后期喷油速率小，补燃增加，经济性差。 ◆平均喷油速率小（喷油时间长），燃烧速度慢，动力性和经济性差。 ◆理想喷油规律：先缓后急，并尽量缩短喷油时间。
4．轴向压缩式分配泵时间控制系统
控制器：ECU与分配泵之间的信息中转。 驱动器：对控制器输出的控制信号进行放大 。 高速电磁阀：控制分配泵供油开始与结束 。 类型：进油控制方式、回油控制方式。
1-控制器 2-驱动器 3-泵角传感器 4-燃油温度传感器 5-高速电磁阀 6-电磁阀关闭时间传感器 7-喷油始点传感器
第四章 柴油机电控燃油喷射系统
三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统
4．轴向压缩式分配泵时间控制系统 回油控制方式
进、回油通道相互独立，用电磁阀取代传统滑套控制回油过 程，以实现供油量的时间控制。分配泵柱塞仍保留进油槽。
1-高速电磁阀 2 –回油口 3-进油口 4-泵角传感器 5-正时控制电磁阀 6-至喷油器
第四章 柴油机电控燃油喷射系统
三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统
2．轴向压缩式分配泵位置控制系统 供油量控制
利用电子调速器调节油量控制滑套位置。 电子调速器有转子螺线管型和螺线管型两种。
螺线管型电子调速器
1-螺线管 2-回位弹簧 3-电枢 4-滑套位置传感器 5-控制臂 6-滑套
第四章 柴油机电控燃油喷射系统
2003年西欧柴油轿车产量达到400万辆。 一向对发展柴油轿车保持低姿态的美国，2000年也
有10%的轿车装用了柴油机。
第四章 柴油机电控燃油喷射系统
技术发展经历了三个阶段：
第一代柴油机电控系统：采用“位置控制”和 “时间控制”，供（喷）油压力与传统柴油机相 同，称为常规压力电控系统。以电控泵为代表。
五、泵喷嘴电控燃油喷射系统
1．P－T燃油系统
主要特点：是利用燃油 泵的供油压力“P”和喷 油器的计量时间“T”相 互配合，来控制循环供 油量。
组成：主油箱、柴油滤 清器、P-T燃油泵、P-T 喷油器、进油管、回油 管等组成。
1-油箱；
2-柴油滤清器；
3-P-T燃油泵； 4-P-T喷油器；
5-进油管；