单元7柴油机电控喷油技术资料

潍柴柴油机电控燃油喷射技术一、技术概述排气净化与节能是汽车产品急需解决的两大难题，现代车用柴油机工作压力高，燃烧充分，油耗比汽油机约低两成，排放物中除微粒物外均低于汽油机，因此在世界范围内应用不断扩大，除中重型商用车外，轻型车和轿车也越来越多地应用。

传统的柴油机存在着供油不精确的问题，解决的办法是采用电子控制燃油喷射的技术。

与汽油机相比,柴油机的电子控制燃油喷射系统有很多相同之处，在整机电脑管理方面两者基本相同，但因柴油机的喷射系统形式多样，电控系统的硬件也呈多样形式，同时柴油机需要对油量、定时、喷油压力、喷油路等多参数进行综合控制，其软件的难度也大于汽油机。

第一代柴油机电控燃油喷射系统也称位置控制系统，它用电子伺服机构代替调速器控制供油滑套位置以实现供油量的调整，这类技术已发展到了可以同时控制定时和预喷射的TICS 系统。

第二代系统也称时间控制系统，其特点是供油仍维持传统的脉动式柱塞泵油方式，但油量和定时的调节则由电脑控制的强力快速响应电磁阀的开闭时刻所决定。

第三代也称为直接数控系统，它完全脱开了传统的油泵分缸燃油供应方式，通过共轨压力和喷油压力／时间的综合控制，实现各种复杂的供油规路和特性。

强力快速线形响应电磁阀是各种系统共同的技术难点。

二、现状及国内外发展趋势因柴油机的喷射系统形式多样，国外柴油机的电控系统也形式多样，有直列泵和分配泵的可变预行程TICS 系统，有基于时间控制泵喷嘴系统，有蓄压共轨系统和高压共轨系统等。

各种技术方案都在原有的基础上发展，但高压共轨系统是总的发展方向。

根据国内到2007 年实行欧洲III号法规的进度要求，对主要国产喷油泵进行电控系统的开发，包括硬件和软件的开发，并尽快实现产业化，同时要专门组织力量，对主要在中、重型车上使用的高压共轨系统和在轻、轿车上使用的时间控制式VE 分配泵系统进行联合开发、攻关，到2008 年前后实现产业化。

三、柴油机基本知识柴油发动机与汽油发动机具有基本相同的结构，都有气缸体、气缸盖、活塞、气门、曲柄、曲轴、凸轮轴、飞轮等。

广东省技工学校文化理论课教案科目汽车构造七章 3 节课题：柴油机电控喷射技术授课日期12.1612.20课时4班级授课方式导入、简要介绍、对比示例、重点介绍、归纳小结、多媒体作业题数拟用时间教学目的知识点：·柴油机喷油量控制·柴油机喷油正时控制能力点：·了解电控柴油喷射技术·理解柴油机喷油量控制过程·理解柴油机喷油正时控制过程选用教具挂图重点·柴油机喷油量控制·柴油机喷油正时控制难点·柴油机喷油量控制·柴油机喷油正时控制教学回顾对比机械控制喷射系统导入审阅签名：年月日教学过程共9 页第 2 页一、电控柴油喷射系统概述（注意：汽车和汽电专业简要介绍电控柴油喷射系统概述就可以，其它内容在《汽车电子技术》和《发动机电控技术》课程中介绍）1．电控柴油喷射系统发展（1）第一代柴油机电控燃油喷射系统·20世纪80年代开始，也称为常规压力电控喷油系统①“位置控制”·保留了传统柴油机供油系统的基本组成和结构(如直列式柱塞泵、转子分配泵、P-T系统)，取消了机械控制部件(如调速器等)·增加了控制系统(传感器、电控单元、电子调速器、电/液控制执行元件)·控制精度和响应速度提高,不能控制喷油压力②“时间控制”·保留了传统燃油供给系统的基本组成和结构·增加了控制系统(传感器、电控单元、高速电磁阀、电/液控制执行元件)·由电磁阀的通、断电时刻和时间控制喷油泵的供油正时和供油量，不能单独控制喷油压力（2）第二代柴油机电控燃油喷射系统·基本上改变了传统燃油供给系统的组成和结构·主要以电控共轨式喷油系统为特征(各缸喷油器)·“时间-压力控制”或“压力控制”直接控制喷油量、喷油正时、喷油速率和喷油规律、喷油压力等·也称为高压电控喷油系统2．电控柴油喷射系统优点·改善低温起动性·降低NO X和烟度的排放·提高发动机运转稳定性·提高发动机的动力性和经济性·控制涡轮增压·适应性广：柴油机电控燃油喷射系统可以与变速器控制、怠速控制等各种控制组合实现集中控制3．电控柴油喷射系统组成教学过程二、柴油机喷油量控制1．位置控制方式（1）直列柱塞泵的供油量控制1）位置控制系统2）位置控制装置①占空比电磁阀式电子调速器（图7-27）·电磁力与占空比(平均电流)成正比·电磁力与回位弹簧力平衡，齿条固定·齿条位置传感器对供油量闭环控制②直流电动机式电子调速器（略）教学过程共9 页第 4 页（2）转子分配泵的供油量控制①转子式电子调速器（图7-28）·由定子、线圈、转子轴、滑套位置传感器等组成，偏心钢球伸入油量控制滑套·定子不对称，会对转子轴产生电磁力矩·当电磁力矩与转子回位弹簧力矩平衡时，转子轴就会使油量控制滑套固定在某一位置·ECU通过占空比控制转子轴角度(供油量)·ECU通过控制线圈电流方向来控制转子轴的转动方向·滑套位置传感器对供油量进行闭环控制②占空比电磁阀式电子调速器（略）2．时间控制方式（1）转子分配泵的供油量控制①时间控制系统教学过程②时间控制工作过程（图7-29）·高速（回油控制）电磁阀：安装在柱塞高压油腔的回油通道中，为常闭式·柱塞泵油行程开始到高速电磁阀开启的时间长短决定喷油泵的供油量·柱塞泵油行程开始时刻由供油正时确定，喷油始点传感器用于喷油正时闭环控制·电磁阀关闭时间传感器用于供油量闭环控制·驱动器功用：将控制器输出的控制信号放大为使电磁阀工作的电流·后期一般将控制器、驱动器和ECU组合为一体·泵角传感器：电磁感应式或霍尔式，检测喷油泵驱动轴的位置和转角，精确控制高速电磁阀开启和关闭的时刻（2）泵喷嘴的供油量控制（图7-30）·电磁阀断电：凸轮驱动喷油器内的柱塞泵油，但不能喷油·电磁阀通电：关闭回油道，凸轮驱动喷油器内的柱塞泵油，建立高压喷油·电磁阀通电时刻：决定喷油正时·电磁阀通电时间：决定喷油量教学过程3．时间-压力控制方式（1）时间-压力控制系统（电控共轨系统）（图7-31）（2）时间-压力控制过程·电/液控制式喷油器（图7-32）：三通电磁阀控制喷油器控制室进回油通道·电磁阀断电时：进油开启，回油关闭；高压油进入控制室但喷油器不喷油·电磁阀通电时：进油关闭，回油开启；控制室油压迅速下降，喷油器喷油；直到电磁阀再次断电使高压油进入控制室，喷油结束·压力控制：燃油压力传感器提供油压信息，ECU控制供油压力调节阀使喷油压力稳定，·时间控制：电磁阀通电开始时刻决定喷油正时，电磁阀通电时间决定喷油量·高压输油泵提供高约120MPa油压教学过程4．压力控制方式（1）压力控制系统（后期电控共轨系统）（图7-33）（2）压力控制过程·蓄压式电/液控制式喷油器（图7-34）：三通电磁阀控制活塞上方进、回油通道·电磁阀通电时：进油开启，回油关闭；低压油进入增压活塞上方和增压柱塞下方，增压使蓄压室中油压提高达100~160MPa。

潍柴柴油机电控燃油喷射技术一、技术概述排气净化与节能是汽车产品急需解决的两大难题，现代车用柴油机工作压力高，燃烧充分，油耗比汽油机约低两成，排放物中除微粒物外均低于汽油机，因此在世界范围内应用不断扩大，除中重型商用车外，轻型车和轿车也越来越多地应用。

传统的柴油机存在着供油不精确的问题，解决的办法是采用电子控制燃油喷射的技术。

与汽油机相比,柴油机的电子控制燃油喷射系统有很多相同之处，在整机电脑管理方面两者基本相同，但因柴油机的喷射系统形式多样，电控系统的硬件也呈多样形式，同时柴油机需要对油量、定时、喷油压力、喷油路等多参数进行综合控制，其软件的难度也大于汽油机。

第一代柴油机电控燃油喷射系统也称位置控制系统，它用电子伺服机构代替调速器控制供油滑套位置以实现供油量的调整，这类技术已发展到了可以同时控制定时和预喷射的TICS 系统。

第二代系统也称时间控制系统，其特点是供油仍维持传统的脉动式柱塞泵油方式，但油量和定时的调节则由电脑控制的强力快速响应电磁阀的开闭时刻所决定。

第三代也称为直接数控系统，它完全脱开了传统的油泵分缸燃油供应方式，通过共轨压力和喷油压力／时间的综合控制，实现各种复杂的供油规路和特性。

强力快速线形响应电磁阀是各种系统共同的技术难点。

二、现状及国内外发展趋势因柴油机的喷射系统形式多样，国外柴油机的电控系统也形式多样，有直列泵和分配泵的可变预行程TICS 系统，有基于时间控制泵喷嘴系统，有蓄压共轨系统和高压共轨系统等。

各种技术方案都在原有的基础上发展，但高压共轨系统是总的发展方向。

根据国内到2007 年实行欧洲III号法规的进度要求，对主要国产喷油泵进行电控系统的开发，包括硬件和软件的开发，并尽快实现产业化，同时要专门组织力量，对主要在中、重型车上使用的高压共轨系统和在轻、轿车上使用的时间控制式VE 分配泵系统进行联合开发、攻关，到2008 年前后实现产业化。

三、柴油机基本知识柴油发动机与汽油发动机具有基本相同的结构，都有气缸体、气缸盖、活塞、气门、曲柄、曲轴、凸轮轴、飞轮等。

单元六柴油机燃料供给系统单元七柴油机电控喷油技术一、填空题1．柴油的发火性用＿十六辛烷值＿表示，＿十六辛烷值＿越高，发火性＿好＿。

2．通常汽车用柴油的十六烷值应在＿＿不小于45＿＿。

3．柴油的＿冷滤点＿＿越低，其低温流动性＿好＿＿。

4．柴油机可燃混合气的形成装置是柴油机的＿气缸＿＿。

5．柴油机在进气行程进入气缸的是＿纯空气＿＿。

6．针阀偶件包括___针阀____和＿针阀体＿＿，柱塞偶件包括＿柱塞＿＿和＿柱塞套＿＿，出油阀偶件包括＿出油阀＿＿和＿出油阀座＿＿＿它们都是＿选配研磨而成＿＿，＿＿不能＿互换。

7．国产A型泵由＿传动结构＿＿＿，＿泵油机构＿＿＿、＿油压调节结构＿＿＿和＿＿泵体＿＿等四个部分构成。

8．喷油泵的传动机构由＿凸轮轴＿＿＿和＿＿挺柱＿＿组成。

9．喷油泵的凸轮轴是由＿曲轴＿＿通过＿定时齿轮＿驱动的。

10．柴油机的混合气的着火方式是＿压燃＿＿。

11．喷油泵的供油量主要决定于＿柱塞＿＿的位置，另外还受＿齿条＿＿的影响。

12．柴油机的最佳喷油提前角随供油量和曲轴转速的变化而变化，供油量越大，转速越高，则最佳供油提前角＿＿越大＿＿。

13．供油提前调节器的作用是按发动机＿＿工况＿＿的变化自动调节供油提前角，以改变发动机的性能。

14．活塞式输抽泵主要由＿输油泵＿＿、＿限压阀＿＿、＿溢流阀＿＿、止回阀类和油道等组成。

二、判断改错题1．柴油的十六烷值越高，其蒸发性越强，发火性越好。

( X)2．柴油机所燃用的柴油的凝点必须低于柴油机的最低工作温度。

( √)3．汽车用柴油机必须采用重柴油。

( X)4．柴油机供给系随发动机负荷的不同可相应地改变其供油量，以便各缸间的供油量不一致。

( X)5．柴油机各缸之间有同一的喷油提前角，且这一提前角是不可调的。

( X)6．在柴油机点火系中，一般都采用负极搭铁。

( X)7．柴油机在气缸内形成可燃混合气，而汽油机则是在气缸外形成可燃混合气。

( √)8．同一发动机上，各喷油器之间针阀是可以互换的。

柴油机电控喷油技术柴油机因其动力性好、燃油消耗率低而广泛应用于中、重型汽车中。

国外卡车几乎都用柴油机作动力,国内柴油车的比重也上升到60%左右。

人们常把柴油机中最关键的部件———燃油供给系统比喻为柴油机的心脏。

长期以来,柴油机都是采用机械控制系统来控制喷油泵的喷油量和喷油正时。

近年来,随着对柴油机降低排放和噪声等方面要求的日渐强烈,传统的机械式柴油机燃油喷射系统因其固有的缺点(控制自由度小、控制精度低、响应速度慢)已无法满足要求。

高压喷射、可变喷油定时及喷油速率柔性控制成为柴油机燃油喷射装置的发展方向。

共轨式燃油喷射系统作为电控喷油系统中的一种,是近10年来发展起来的燃油喷射技术,它能很好地满足高压喷射和对喷油定时、喷油速率的柔性控制,从而有效降低柴油机排放和噪声,改善燃油经济性,提高动力性和可靠性。

共轨燃油喷射系统具备比较齐全的功能,具有发展潜力,代表着柴油机燃油喷射系统的发展方向。

1柴油机电控喷油技术的发展柴油机技术在一个多世纪的发展过程中主要经历了三次质的飞跃:第一次是在20世纪20年代用机械式喷油系统代替蓄压式喷油系统;第二次是在50年代发展起来的增压技术;第三次则是从70年代以来一直蓬勃发展的柴油机电子控制技术。

在这三次飞跃中,以电控技术的发展影响最大、意义最深远。

电控技术在柴油机上的应用和发展是必然的。

最初由于石油危机和严重的环境污染对柴油机经济性和排放指标提出了日益严格的要求,各国相继制定了日趋严格的排放法规,为满足日益严格的排放法规并保持柴油机低燃油消耗率的优势,采用电控喷油技术是非常有效的措施。

另一方面,喷油系统的最佳喷油特性(喷油压力、喷油量、喷油定时和喷油率)随柴油机转速和负荷以及其他因素的不同而异,这种多变量动态优化要求也只有电控喷油系统才能实现。

微电子技术的快速发展也大大促进了柴油机电控技术的发展。

在发达国家,电控柴油机的研究大体上可分为三个阶段:70年代为电控柴油机的开发阶段;80年代为电控柴油机的应用阶段;90年代为电控柴油机的发展阶段。