高压共轨柴油机故障诊断系统控制策略研究
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资料范本本资料为word版本,可以直接编辑和打印,感谢您的下载电控高压共轨柴油机控制原理与故障诊断论文地点:__________________时间:__________________说明:本资料适用于约定双方经过谈判,协商而共同承认,共同遵守的责任与义务,仅供参考,文档可直接下载或修改,不需要的部分可直接删除,使用时请详细阅读内容编号淮安信息职业技术学院毕业论文二〇一三年十一月摘要为了满足日趋严格的排放法规和进一步提高柴油机的经济性和动力性的要求,电控高压共轨技术在这种背景下孕育而生。
电控高压共轨柴油机作为节能环保发动机,在节能与环保意识日益增强的今天,已成为车用发动机的一种必然选型。
其喷油控制与故障监控策略的研究,对提高燃油喷射控制精度、实现节能减排目标、提高发动机运行稳定性与可靠性以及优化发动机整体性能具有重要的现实意义。
本文主要介绍了国外、内电控高压共轨柴油机的发展,详细分析了高压共轨的组成及工作原理,重点介绍电控高压共轨系统的故障诊断和它的检修具体步骤,最后列举了哈弗、锡柴等汽车上经常出现的故障进行了分析了解。
关键词:高压共轨;电控柴油机;控制原理;故障诊断AbstractTo meet the increasingly stringent diesel emission regulations and to further improve the economy and power of the requirements, electronically controlled high pressure common rail technology in this context bred. Electronically controlled high pressure common rail diesel engine as an energy-saving environmental protection, energy saving and environmental protection in the growing awareness of today, has become an inevitable vehicle engine selection. Its injection control and fault monitoring policy research, to improve the fuel injection control precision, to achieve energy reduction targets, improve stability and reliability of the engine is running and optimizing the overall performance of the engine has important practical significance. This paper describes the foreign countries,electronically controlled high pressure common rail diesel engine within the development of a detailed analysis of the composition and work of high pressure common rail principle focuses on electronically controlled high pressure common rail system fault diagnosis andrepair its concrete steps, the last cited Havel , Xichai other cars often failures were analyzed to understand.Keywords: High pressure common rail; electronically controlled diesel engine; control principle; fault diagnosis目录TOC \o "1-3" \h \z \u HYPERLINK \l _Toc25166 摘要PAGEREF _Toc25166 IHYPERLINK \l _Toc21807 Abstract PAGEREF _Toc21807 II HYPERLINK \l _Toc11513 第一章绪论 PAGEREF _Toc11513 1 HYPERLINK \l _Toc14152 1.1电控柴油机发展 PAGEREF _Toc14152 1HYPERLINK \l _Toc14982 1.2电控高压共轨柴油机的发展 PAGEREF _Toc14982 3HYPERLINK \l _Toc1210 1.2.1国外高压共轨柴油机的发展 PAGEREF _Toc1210 4HYPERLINK \l _Toc15112 1.2.2国内高压共轨柴油机的发展 PAGEREF _Toc15112 5HYPERLINK \l _Toc26447 1.3电控高压共轨技术发展 PAGEREF_Toc26447 6HYPERLINK \l _Toc2842 1.4电控高压共轨的特点及优缺点 PAGEREF _Toc2842 6HYPERLINK \l _Toc9030 第二章电控高压共轨柴油机的结构原理PAGEREF _Toc9030 9HYPERLINK \l _Toc6087 2.1电控高压共轨的组成 PAGEREF_Toc6087 9HYPERLINK \l _Toc27684 2.1.1燃油系统 PAGEREF _Toc27684 9HYPERLINK \l _Toc24223 2.1.2电控系统 PAGEREF _Toc24223 10HYPERLINK \l _Toc26857 2.2电控高压共轨系统的工作原理 PAGEREF _Toc26857 11HYPERLINK \l _Toc21385 2.3电控高压共轨柴油机的燃油电器元件PAGEREF _Toc21385 12HYPERLINK \l _Toc11044 2.3.1燃油粗滤器和精滤器 PAGEREF_Toc11044 12HYPERLINK \l _Toc529 2.3.2低压输油泵 PAGEREF _Toc52912HYPERLINK \l _Toc14206 2.3.3高压油泵 PAGEREF _Toc14206 12HYPERLINK \l _Toc11848 2.3.4共轨组件 PAGEREF _Toc11848 13HYPERLINK \l _Toc29611 2.3.5电控喷油器 PAGEREF _Toc29611 14HYPERLINK \l _Toc6505 2.4电控高压共轨柴油机的主要电气元件PAGEREF _Toc6505 15HYPERLINK \l _Toc11500 2.4.1主要传感器 PAGEREF _Toc11500 16HYPERLINK \l _Toc28895 2.4.2 ECU PAGEREF _Toc28895 19 HYPERLINK \l _Toc17278 2.4.3主要执行器 PAGEREF _Toc17278 19HYPERLINK \l _Toc25197 第三章电控高压共轨柴油机使用维护PAGEREF _Toc25197 22HYPERLINK \l _Toc10924 3.1基本操作要注意的问题 PAGEREF_Toc10924 22HYPERLINK \l _Toc26233 3.2电控高压共轨的日常维护 PAGEREF _Toc26233 22HYPERLINK \l _Toc10854 3.3节油措施 PAGEREF _Toc10854 25 HYPERLINK \l _Toc6604 第四章电控高压共轨柴油机故障诊断与检修 PAGEREF _Toc6604 27HYPERLINK \l _Toc30341 4.1电控高压共轨的故障诊断思路 PAGEREF _Toc30341 27HYPERLINK \l _Toc2634 4.2电控高压共轨的故障诊断方法 PAGEREF _Toc2634 27HYPERLINK \l _Toc4382 4.3电控高压共轨的故障诊断原则 PAGEREF _Toc4382 28HYPERLINK \l _Toc13930 4.4电控高压共轨柴油机电气元件的检修PAGEREF _Toc13930 29HYPERLINK \l _Toc22682 第五章电控高压共轨系统的案例PAGEREF _Toc22682 33HYPERLINK \l _Toc15741 5.1哈弗高压共轨发动机黑烟故障 PAGEREF _Toc15741 33HYPERLINK \l _Toc26479 5.2 GW2.8TC-CB18型增压共轨柴油机事故修复后无法启动 PAGEREF _Toc26479 35HYPERLINK \l _Toc28409 5.3博世电控共轨发动机无法起动 PAGEREF _Toc28409 36HYPERLINK \l _Toc23207 5.4电装高压共轨系统发动机起动困难PAGEREF _Toc23207 39HYPERLINK \l _Toc6509 5.5锡柴BOSCH4DF3系统怠速不稳 PAGEREF _Toc6509 40HYPERLINK \l _Toc32154 第六章总结与展望 PAGEREF_Toc32154 41HYPERLINK \l _Toc15817 6.1总结 PAGEREF _Toc15817 41 HYPERLINK \l _Toc3208 6.2展望 PAGEREF _Toc3208 41 HYPERLINK \l _Toc12823 致谢 PAGEREF _Toc12823 42 HYPERLINK \l _Toc3318 参考文献 PAGEREF _Toc3318 43第一章绪论1.1电控柴油机发展电控柴油发动机与传统柴油机的主要区别在于它的燃油供给系统的不同,前者采用的是电控燃油喷射系统,而后者采用的是机械式燃油喷射系统。
高压共轨柴油机轨压控制策略及参数研究
高压共轨柴油机是现代柴油机的一种重要形式,它采用了高压共轨技术,能够实现高效、环保、节能的特点。
其中,轨压控制策略及参数
的研究是高压共轨柴油机技术研究的重要方向之一。
轨压控制策略是指控制高压共轨中的燃油压力,以满足发动机不同工
况下的燃油需求。
目前,常用的轨压控制策略主要有开环控制和闭环
控制两种。
开环控制是指根据发动机的工作状态,预先设定好轨压值,然后通过
控制高压油泵的输出压力来实现轨压的控制。
这种控制策略简单、实
现成本低,但是对于发动机的工作状态变化较大的情况下,轨压控制
效果不佳。
闭环控制是指通过传感器实时监测发动机的工作状态,然后根据反馈
信号来调整高压油泵的输出压力,以实现轨压的控制。
这种控制策略
能够更加准确地控制轨压,适用于发动机工作状态变化较大的情况下。
除了轨压控制策略外,轨压控制参数也是影响高压共轨柴油机性能的
重要因素之一。
常用的轨压控制参数包括轨压上升时间、轨压下降时间、轨压稳定时间等。
这些参数的设置需要根据发动机的工作状态和
要求进行合理的调整,以实现最佳的燃油经济性和排放性能。
总之,轨压控制策略及参数的研究是高压共轨柴油机技术研究的重要
方向之一。
通过合理的轨压控制策略和参数设置,能够实现高效、环保、节能的特点,为发动机的性能提升和应用推广提供了有力的支持。
试论柴油机共轨电控喷射系统故障诊断方法
柴油机共轨电控喷射系统是现代柴油机中常用的喷射系统,其性能对柴油机的工作效
率和排放性能有着重要影响。
由于系统复杂性,很容易出现故障,影响柴油机的正常工作。
开发一种高效可靠的故障诊断方法对于减少维修时间和成本,提高柴油机可靠性至关重
要。
故障诊断方法需要采集共轨电控喷射系统的相关传感器数据,如压力传感器、温度传
感器和位置传感器等。
这些数据可以从车辆的OBD接口或者可以直接接入柴油机系统的仪
表盘上获得。
接下来,需要使用传感器数据与正常工作状态下的基准数据进行比较,以确定是否存
在故障。
可以使用数据分析技术来处理这些数据,例如支持向量机(SVM)或神经网络等。
通过建立故障诊断模型,可以将传感器数据映射到正常或故障状态,并据此进行故障判
别。
然后,根据故障诊断模型的结果,将柴油机共轨电控喷射系统故障进行分类。
常见的
故障包括高压泵故障、喷油器堵塞、压力传感器故障等。
根据故障分类,可以有针对性地
进行维修和更换故障零部件,提高维修效率。
为了提高故障诊断的准确性和可靠性,可以结合柴油机共轨电控喷射系统的工作原理
和故障案例数据库进行故障诊断。
通过对柴油机系统的相关知识和经验进行总结和分析,
可以更好地理解故障发生的原因和解决方法。
高压共轨柴油机轨压双闭环控制策略研究高压共轨柴油机是目前广泛应用于汽车和工程机械领域的一种高效、环保的动力装置。
而轨压控制是高压共轨系统中的关键技术之一,它直接影响着柴油机的燃烧效率和排放性能。
为了提高柴油机的动力性能和燃油经济性,研究人员提出了一种轨压双闭环控制策略。
轨压双闭环控制策略是指在高压共轨柴油机的轨压控制系统中,采用两个闭环控制回路来实现对轨压的精确控制。
其中一个闭环控制回路负责实时监测和调节轨压的设定值,另一个闭环控制回路负责根据实际工况动态调整轨压的控制参数。
具体而言,轨压双闭环控制策略的实施过程如下:首先,通过传感器实时采集柴油机的工作状态参数,如转速、负荷和环境温度等。
然后,根据这些参数计算得到当前工况下的轨压设定值。
接下来,将轨压设定值与实际测量值进行比较,得到轨压误差。
然后,根据误差的大小调节轨压控制器的输出信号,进而调整轨压调节阀的开度,使轨压逐渐接近设定值。
同时,根据柴油机的工作状态动态调整轨压控制器的参数,以保证轨压控制的精度和稳定性。
轨压双闭环控制策略的优点在于能够根据不同的工况实时调整轨压的控制参数,从而实现更加精准和稳定的轨压控制。
与传统的单闭环控制相比,轨压双闭环控制策略具有更高的控制精度和响应速度,能够更好地适应不同工况下的动力需求。
此外,由于轨压双闭环控制策略能够实时监测和调整轨压的设定值,因此柴油机的燃烧效率和排放性能也能够得到有效的改善。
然而,轨压双闭环控制策略也存在一些问题和挑战。
首先,由于柴油机工作状态的复杂性和多变性,轨压双闭环控制策略的参数调整和优化比较困难。
其次,由于柴油机燃烧过程的非线性和时变性,轨压双闭环控制策略的控制精度和稳定性还有进一步提高的空间。
最后,由于柴油机燃烧过程中的实时监测和调整需要大量的计算和数据处理,轨压双闭环控制策略的实施成本较高。
为了克服这些问题和挑战,研究人员正在不断探索和创新。
他们通过改进控制算法、优化控制参数,提高传感器的精度和响应速度,以及采用先进的计算和数据处理技术,来进一步提高轨压双闭环控制策略的性能和可靠性。
试论柴油机共轨电控喷射系统故障诊断方法柴油机共轨电控喷射系统故障诊断方法是对柴油机共轨电控喷射系统中可能出现的故障进行判断和确认,然后进行相应的修复措施的方法。
共轨喷射系统是目前柴油机上使用最广泛的喷射系统,它具有高压喷油、多次喷射、燃油量精确控制等特点,但也容易出现故障。
故障诊断方法需要通过检查系统中的传感器和执行器,包括压力传感器、温度传感器、喷油器、高压泵等,以确认是否存在故障。
传感器的故障可能导致数据传输错误,进而影响到喷油控制;执行器的故障可能导致喷油量不准确或者喷油时间不正常。
可以使用故障诊断仪器对共轨喷射系统进行故障诊断。
故障诊断仪器可以通过连接到系统的OBD接口或者CAN总线,读取系统的故障码和实时数据,以判断故障类型。
故障码可以告知具体的故障位置和性质,而实时数据可以提供故障出现时的工作状态。
通过观察共轨喷射系统的工作状况来判断故障。
当发动机启动困难或者怠速不稳时,可能是由于喷油器故障或者高压泵压力不足;当加速时发动机动力不足,可能是由于喷油量控制不正常;当发动机出现抖动或者排气浑浊,可能是由于喷油时间不准确等。
观察系统的工作状况可以根据故障的现象进行初步判断。
还可以进行系统的参数测试和调整。
通过对共轨喷射系统中的参数进行测试和调整,可以判断出各部件的工作状态是否正常。
可以通过泵喷量测试仪对喷油器进行测试,以确认其工作状态是否正常;可以通过调整高压泵的调节阀来调整喷油压力,并观察故障是否有改善。
柴油机共轨电控喷射系统故障诊断方法需要通过检查传感器和执行器、使用故障诊断仪器、观察系统工作状况和进行参数测试等多种手段来判断故障的类型和原因,以便进行相应的修复措施。
高压共轨柴油机控制策略研究一、内容描述咱们先来聊聊高压共轨柴油机这个家伙吧,它可是个大家伙,功率大、扭矩大、噪音小,是现在很多汽车都喜欢用的发动机。
但是这么一个大家伙,可不是随便就能控制好的。
所以我们就研究了一下它的控制策略,希望能够让它跑得更顺溜、更省油。
首先我们要了解一下高压共轨柴油机的工作原理,简单来说就是通过高压油泵把高压油送到喷油嘴,然后在高温高压下喷出来,形成雾状与空气混合后点燃,产生动力。
但是这个过程中还有很多参数需要控制,比如喷油时间、喷油量、气缸进气量等等。
这些参数如果控制不好,就会导致发动机燃烧不充分、动力不足、油耗增加等问题。
为了解决这些问题,我们就研究出了一套高压共轨柴油机的控制策略。
这套策略主要包括两个方面:一是传感器采集数据,二是控制器根据数据进行调整。
具体来说就是通过安装在发动机各个部位的传感器,实时采集发动机的工作状态、温度、压力等参数;然后,通过控制器对这些参数进行分析和处理,判断是否需要进行调整;再通过执行器把调整后的信号传递给发动机各个部件,实现对发动机的精确控制。
A. 研究背景和意义然而随着科技的发展和市场需求的提高,高压共轨柴油机的技术要求也在不断提高。
如何实现对高压共轨柴油机的高效、稳定、安全控制,成为了业界亟待解决的问题。
因此本文的研究背景和意义就显得尤为重要了。
首先通过对高压共轨柴油机控制策略的研究,我们可以提高其燃烧效率,降低油耗从而降低使用成本,为企业创造更大的经济效益。
同时这也有助于减少环境污染,保护生态环境,实现可持续发展。
其次研究高压共轨柴油机控制策略,可以提高其运行稳定性和安全性。
这对于保障工程机械、交通运输等领域的正常运行至关重要。
此外研究成果还可以为相关领域的技术研发提供借鉴和参考,推动整个行业的技术进步。
本文的研究背景和意义还体现在培养科研人才方面,通过开展高压共轨柴油机控制策略研究,可以培养一批具备专业技能和创新能力的科研人才,为我国的科技创新和产业发展做出贡献。
电控柴油机_高压共轨_燃油供给系统故障诊断与分析随着现代汽车技术的不断发展,电控柴油机高压共轨燃油供给系统已经成为主流。
然而,随之而来的故障也是不可避免的。
本文将重点探讨电控柴油机高压共轨燃油供给系统的故障诊断与分析,以帮助解决这些问题。
首先,我们需要了解电控柴油机高压共轨燃油供给系统的工作原理。
该系统主要由高压油泵、高压共轨、喷油嘴和压力控制器等组成。
高压油泵将汽油从燃油箱中抽取,并将其压缩到非常高的压力。
然后,高压油泵将高压燃油送入高压共轨中,并通过压力控制器控制燃油的压力。
当发动机需要喷油时,电控单元将相应的信号发送给喷油嘴,使其喷射燃油到发动机燃烧室中。
然而,尽管电控柴油机高压共轨燃油供给系统具有许多优点,但它也容易出现故障。
以下是一些常见的故障以及可能的原因和解决方法。
第一个常见的故障是燃油泵密封不良。
如果发现燃油泵泵体周围有燃油泄漏,可能是由于泵体密封不良或密封圈老化所致。
此时,应检查泵体密封,并及时更换密封圈。
第二个常见的故障是高压共轨压力不足。
如果发动机出现动力不足或启动困难的情况,可能是由于高压共轨压力不足引起的。
此时,可以通过检查高压共轨压力传感器和压力控制器来确定问题所在,并根据需要进行修理或更换。
第三个常见的故障是喷油嘴堵塞。
如果发现发动机燃油喷射不均匀或有异常声音,可能是由喷油嘴堵塞引起的。
此时,可以通过清洗喷油嘴来解决问题。
如果清洗无效,可能需要更换喷油嘴。
第四个常见的故障是高压共轨压力传感器故障。
如果高压共轨压力传感器损坏或损坏,可能会导致电控系统无法正确控制燃油压力。
此时,应检查压力传感器的电气连接并进行维修或更换。
第五个常见的故障是电控单元故障。
电控单元是整个燃油供给系统的核心,如果它出现故障,则无法正确控制燃油供给。
此时,可以通过检查电控单元的连接和电气信号来确定问题,并根据需要进行修理或更换。
以上只是电控柴油机高压共轨燃油供给系统常见故障的一部分。
根据具体情况,可能还会出现其他故障。
山东交通学院毕业论文山东交通学院2013届毕业生毕业届毕业生毕业论文论文论文((设计设计))题目:高压共轨柴油机工作原理与故障诊断系 别 机械工程学院专 业班 级学 号姓 名指导教师二○一三年 六 月山东交通学院毕业论文摘要随着能源和环境问题的日益突出,实现节能减排具有重要的现实意义。
高压共轨喷射系统对柴油机的经济性、动力性及减噪方面具有突出贡献,应用得越来越广泛。
共轨式电控喷射技术是今后现代车用柴油机发展的必然趋势。
经过多年的研究和新技术的应用,柴油机的现状已与往日不可同喻,这些技术将进一步把柴油机推向车用动力的主流。
文章阐述了柴油机高压共轨技术的发展历程,高压共轨柴油发动机的组成及其在现代车辆上的应用,同时分析了柴油机电控燃油喷射系统的发展趋势,重点分析了柴油机电控高压共轨系统的工作原理。
旨在让人们对柴油机有更深的了解,同时对柴油机的发展趋势作出预测。
关键词:柴油机,高压共轨,发展趋势高压共轨柴油机工作原理与故障诊断AbstracWith the energy and environmental issues become increasingly prominent, to achieve energy saving has important practical significance. The high pressure common rail injection system have made a great contribution to the fuel economy, power and noise reduction of diesel engines.And so it was widely applied. The Common Rail injection technology is the inevitable trend of the future of modern car diesel engine development. After years of research and application of new technologies, the status of the diesel engine can not be mentioned in the same breath. These technologies will further the diesel to the mainstream of the vehicle power. This paper describes the course of development of high-pressure diesel common rail technology, the composition of the high-pressure common-rail diesel engine and its application in modern vehicles, and also analyzed the development trend of electronic control fuel injection system,especially on the operrational principle. The paper aimed at a deeper understanding of the diesel engine to people and make a forecast of the development trend of diesel engines.Keywords: Diesel Engines,High Pressure Common Rail,Development Trends山东交通学院毕业论文目录前言 (1)1高压共轨发动机的发展 (2)2高压共轨柴油机组成及工作原理 (5)2.1高压共轨柴油机的组成 (5)2.1.1喷油量控制系统EDC (5)2.1.2喷油定时控制系统 (5)2.1.3增压压力控制系统 (5)2.1.4废气再循环控制系统 (5)2.1.5 电热塞控制系统 (6)2.2柴油机电控高压共轨系统原理 (6)2.2.1输油泵工作原理理及特点 (6)2.2.2喷油器工作原理 (6)2.2.3高压共轨柴油机工作原理 (7)2.2.4高压共轨系统的特点 (8)3高压共轨柴油机的常见故障与维修方法(以康明斯柴油机为例) (9)3.1发动机在冬季起动更困难 (9)3.2发动机起动时,曲轴不能转动 (9)3.3发动机起动时可以转动,但不能起动,排气管中无烟 (10)3.4发动机起动困难或不能起动,排气管大量排白烟 (10)3.5发动机动力不足,排浓黑烟 (11)3.6发动机运转中突然熄火 (12)3.7发动机“飞车” (13)3.8发动机“开锅”,逐渐过热 (14)3.9机油消耗量过大 (15)3.10拉缸响 (16)4高压共轨柴油机的检测与调整方法 (18)4.1参数调整 (18)4.1.1怠速的调整 (18)4.1.2尾气排放的调整 (18)4.2主要部件的检测 (18)4.2.1空气流量计 (18)4.2.2进气温度传感器 (19)4.2.3节气门位置传感器 (19)高压共轨柴油机工作原理与故障诊断4.2.4冷却液温度传感器 (19)4.2.5喷油器 (19)4.2.6氧传感器 (20)4.2.7燃油压力 (20)5高压共轨技术在现代车辆上的应用 (21)5.1在轿车和轻型商用车上的应用 (21)5.2在卡车柴油机上的应用 (21)5.3实例分析 (21)结论 (24)致谢 (25)参考文献 (26)山东交通学院毕业论文前言柴油机共轨式电控燃油喷射系统技术集计算机控制技术、现代传感检测技术和先进的喷油结构于一身。
试论柴油机共轨电控喷射系统故障诊断方法
柴油机共轨电控喷射系统是当前柴油机燃油喷射技术的主流,其故障诊断对于柴油机的正常运行至关重要。
本文将围绕柴油机共轨电控喷射系统的故障诊断方法进行论述。
柴油机共轨电控喷射系统故障可分为机械故障和电气故障两大类。
机械故障包括喷油器堵塞、喷油器喷孔变形、高压油泵故障等;电气故障则包括电磁阀损坏、传感器失效等。
对于机械故障的诊断,可以通过观察故障码和系统参数进行初步判断,并结合排气排黑烟、动力下降等现象进行进一步分析。
针对喷油器堵塞的情况,可以通过拆卸喷油器,进行清洗或更换;对于喷孔变形等情况,可以通过对喷油器进行检查和修复来解决;而高压油泵故障,则需要将高压油泵进行检修或更换。
而对于电气故障的诊断,则需要利用专用的诊断仪器,通过读取故障码和检测传感器的输出信号等,来确定具体的故障原因。
通过搭建一个模块化的测试平台,可以模拟各种故障情况,以确定电磁阀是否正常工作;通过使用多用途扫描仪,可以检测传感器的输出信号是否正常。
对于柴油机共轨电控喷射系统故障的诊断,还可以借助数据采集和故障诊断软件进行分析。
通过分析各个传感器的实时数据,以及喷油器的喷油量和压力等参数,可以判断出具体的故障原因。
结合历史数据和故障数据库,可以建立一个故障诊断模型,通过比对数据库中的故障案例,来对系统故障进行匹配和诊断。
柴油机共轨电控喷射系统故障诊断方法主要包括机械故障和电气故障的诊断,并可借助专用仪器、数据采集和故障诊断软件进行辅助诊断。
通过合理利用各项手段,可以快速准确地查找故障原因,并及时采取相应的维修方法,保证柴油机共轨电控喷射系统的正常运行。
第32卷第3期2011年6月内 燃 机 工 程Chinese Internal Combustion Eng ine Eng ineeringVo l.32No.3June.2011收稿日期:2009 12 07基金项目:云南省科技强省计划项目(2007AD005)作者简介:路琼琼(1984-),女,硕士生,主要研究方向为柴油机电控技术,E mail:qql841004@;申立中(联系人),男,教授,E mail:lzshen@ 。
文章编号:1000-0925(2011)03-0037-06320043高压共轨柴油机故障诊断系统控制策略研究路琼琼,申立中,徐劲松,王贵勇,李 智(昆明理工大学云南省内燃机重点实验室,昆明650224)Study on Control Strategy of Fault Diagnostic System for High Pressure Common Rail Diesel EngineLU Qiong qiong,SHEN Li zhong,XU Jin song,WANG Gui yong,LI Zhi(Yunnan Pro vincial Key Labo rato ry of IC Engine,Kunming U niversity ofScience and Technolog y,Kunm ing 650224,China)Abstract:Analy zed the w orking pr inciples o f the fault diagnosis system for electron contr olled hig hpressure co mmo n rail diesel engine and based o n the international standards o f o n bo ar d diag nosis system and the m odularizing design idea of electrical control system,the fault diagnosis control str ategies for sub mo d ules w er e presented and used for its module desig n.The control str ategies w ere simulated using ASCET soft w are o f ETA S,by calibrating m ain applied parameters and by bench test o f a high pressure com mon r ail diesel engine.T he results sho w that the objectiv e of the engine fault diagnosis is fulfilled effectively by ado p ting abov e control strateg ies.摘要:基于高压共轨电控柴油机分析了柴油机电控单元故障诊断系统的工作原理,结合车载故障诊断系统的国际标准和电控系统模块化的设计思路,提出了针对各子模块的故障诊断控制策略,并完成了故障诊断模块的设计。
通过对主要应用参数的标定,利用ETAS 公司的A SCET 软件实现控制策略的模拟仿真并在某型号高压共轨柴油机上进行台架试验。
试验结果表明:采用控制策略可有效地实现柴油机的故障诊断。
关键词:内燃机;高压共轨柴油机;故障诊断;A SCET 软件;模拟仿真;试验Key words:IC eng ine;high pressure common rail diesel eng ine;f ault diagno sis;ASCET softw are;simulation;t est中图分类号:T K 421文献标识码:A0 概述常规能源的日趋枯竭和国家实行汽车排放标准的日益提升,推动了柴油机技术的发展;高压共轨技术的引入更是大幅度提高了柴油机的性能水平。
另一方面,柴油机控制系统也越来越复杂,故障出现机率相应增加,除了相对简单的机械故障外,还包括更为复杂的电控系统故障,这些故障导致柴油机排放增加[1,2]。
为了提高柴油机工作性能,同时有效控制环境污染及便于故障维修,柴油机电控系统必须具有故障诊断功能,国际上制订了相应的On Board Diagnostic (OBD )标准,并在部分国家被普遍采用。
中国的排放法规正在从国 向国 、国 转变,不久OBD 标准将在全国范围内被强制执行[3,4]。
到目前为止,由于车载故障诊断系统的复杂性以及实现此系统时出现的难点很难解决,国内车辆为遵内 燃 机 工 程2011年第3期守OBD 规范采用的都是国外成型的诊断产品,迫切需要自主研发的故障诊断系统。
因此,采用正确的设计思想和合适的开发工具,开发一种新型的故障诊断系统(fault m anagement system ,FM S)是非常必要的。
本文设计完成了故障诊断模块,通过台架试验有效实现了柴油机的故障诊断。
1 高压共轨柴油机FMS 工作原理分析FM S 是电控单元ECU 本身具有的一种功能,是储存于ECU 内的部分软件和相应的硬件,主要用来对高压共轨柴油机ECU 进行实时监测和诊断。
汽车正常运行时,FMS 不断监测ECU 各模块(燃油喷射模块等)输入输出信号[5]。
当某一信号超出允许范围,FMS 判定该部分出现故障,并将这一故障及相关信息存入故障内存,同时点亮故障指示灯(简称MIL)[6,7]。
通过故障诊断仪可读取故障信息。
为了维持发动机故障下的运转,FMS 会根据故障类型及其优先级,选择性地抑制故障信号,释放故障替代信号,作为发动机的应急参数,保证发动机短期内正常运行。
2 FMS 模型建立FM S 运用ASCET 软件的图形化编程界面可以快速建立基于模型的控制过程,利用框图化基本模块实现控制策略。
图1为FM S主要组成模块。
图1 F M S 模块结构FM S 控制策略总图如图2所示。
状态监测模块不断监测车辆运行时各部件工作状态,一旦发生故障,运用特定算法筛选出真实故障,并将故障信息(故障类型,故障是否监测完毕)以故障路径的方式传递给故障状态控制器。
故障路径处理方式对故障类型进行分类,并将对应参数(FMS _ClassM il_C,FM S_ClassSy sLamp_C )分配给不同的故障类,方便对不同故障执行相应的操作。
故障触发条件为故障状态控制器判断柴油机当前状态,各种触发条件是否满足。
图2 F M S 控制策略总图故障状态控制器在接收到以上3个模块传递的应用参数后,将根据故障类型、柴油机状态等信息发出指令:是否点亮故障指示灯,是否储存环境条件。
指令以信号形式传递给故障内存管理模块和与驾驶员接口模块,分别用来进行故障指示灯的驱动和储存故障信息的动作。
故障诊断仪和用户诊断仪通过接口可从故障内存中读取故障信息。
最后,诊断协调模块依据上述模块传来的故障信息,计算故障的优先级,释放替代信号代替当前的故障信号。
2.1 状态监测的实现状态监测模块对故障信号进行确认时采用的算法为预消抖。
图3为预消抖工作过程。
图3 预消抖工作过程以大气压力信号为例,当大气压力传感器传递来的信号首次超出系统默认值(需标定)时,该信号就被确认为是初级故障,如果这一状态没有超过一定时间(需标定)或者出现故障的次数没有超出预设值(需标定),该信号被认为是无故障的,即偶发故障;否则被确认为故障信号。
此后,如果故障信号再次消失,信号被认为进行了初级自修复,但是如果信号在自修复后又出现故障,则该信号直接被确认为故障。
当初级自修复后故障信号在一定修复时间(需标定)内故障消失或者故障出现的次数减少至预设值(需标定),该信号被认为是修复完毕,即该信号不是故障信号。
382011年第3期内 燃 机 工 程2.2 故障管理2.2.1 故障路径处理方式故障路径处理方式模块对电控柴油机可能出现的故障进行分类,并为不同类分配参数。
FM S根据应用范围将故障分为20类,包括OBD标准故障、系统故障和非系统故障等。
故障类分配到的参数变量主要包括M IL的亮与灭、触发条件、修复条件、是否对外输出、删除条件等。
详细故障类参数变量见表1,其中XXX表示某种故障类型。
表1 故障类参数变量参数变量功能FM S_ClassXXX_M il故障灯的状态FM S_ClassXXX_SysLamp系统灯的状态FM S_ClassXXX_Scatt 故障信息是否可被OBD 通用诊断仪读出FM S_ClassXXX_Prio冻结数据帧优先级FM S_ClassXXX_Rediness为每个故障定义准备就绪类FM S_ClassXXX_T Flc故障触发条件FM S_ClassXXX_Flc故障计数器初始值FM S_ClassXXX_TH lc修复触发条件FM S_ClassXXX_H lc修复计数器初始值FM S_ClassXXX_TDlc删除故障内存触发条件FM S_ClassXXX_Dlc删除故障内存计数器初始值2.2.2 故障触发条件计算故障触发方式计算模块计算故障被处理的条件,有3种触发条件。
时间循环触发:如果故障在某一固定时间内连续发生,就完成时间循环T im e,将FM S_stcyles(具体比特位分配见表2)第二比特位置1;驾驶循环触发:发动机起动后或经过适当的时间延迟,即开始驾驶循环,并保持一定的时间(时间长短视系统而定),称为完成一个驾驶循环Dcy,此时将变量FM S_stcyles第三比特位置1;暖机循环触发:充分运转汽车后,使得发动机冷却液温度比起动时至少升高22.2 ,且至少达到71 ,系统完成一个暖机循环Wuc,将FMS_stcy les第四比特位置1。
表2 FMS_stcyles比特位分配比特位含义0总是为0(无循环)1T ime(时间循环)2Dcy(驾驶循环)3Wuc(暖机循环)4 7不用2.2.3 故障状态控制器在ASCET软件中,用状态机(state m achine)工具实现状态的控制[8,9]。
故障状态控制器状态图如图4所示,操作时序图如图5所示。
预消抖后仍存在的故障进入状态0,此时故障灯是熄灭的,故障内存被清空。
当故障通过预消抖首次被确认为最终故障时,转入状态1,并且储存此时故障出现时的环境状况,即冻结数据帧( 快照 )。
故障持续存在,并且当前发动机状态满足故障触发条件后,故障计数器开始自减,当计数器减至0时,转入状态3;但如果故障在计数器自减至0之前突然消失,则转入状态2。