柴油机电控燃油喷射系统学习教案.pptx
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1、会计学1柴油机电控燃油喷射柴油机电控燃油喷射(pnsh)系统系统第一页,共131页。一、柴油机电控燃油喷射一、柴油机电控燃油喷射一、柴油机电控燃油喷射一、柴油机电控燃油喷射(pnsh)(pnsh)系统概述系统概述系统概述系统概述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%。2003年西欧柴油轿车产量达到400万辆。一向(yxing)对发展柴油轿车保持低姿态的美国,200
2、0年也有10%的轿车装用了柴油机。第1页/共130页第二页,共131页。n n技术发展经历了三个阶段:n n第一代柴油机电控系统:采用“位置(wi zhi)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。n n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。n n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。第2页/共130页第三页,共131页。一
3、、柴油机电控燃油喷射系统一、柴油机电控燃油喷射系统一、柴油机电控燃油喷射系统一、柴油机电控燃油喷射系统(xt(xt ng)ng)概述概述概述概述2.2.柴油机与汽油机比较柴油机与汽油机比较对混合气浓度的控制方式不同:汽油机在理论混合气浓度附近工作,对混合气浓度的控制方式不同:汽油机在理论混合气浓度附近工作,柴油机对混合气浓度没有相对固定的要求。柴油机对混合气浓度没有相对固定的要求。对喷油压力的要求不同:汽油机多点系统压力对喷油压力的要求不同:汽油机多点系统压力0.250.250.35MPa0.35MPa,单点,单点系统压力系统压力0.070.070.10MPa0.10MPa,而柴油机喷油压力高
4、达,而柴油机喷油压力高达100100200MPa200MPa,建立更高的喷油压力是重点和难点。,建立更高的喷油压力是重点和难点。对燃烧过程的控制途径不同:汽油机通过控制点火正时和点火能量来对燃烧过程的控制途径不同:汽油机通过控制点火正时和点火能量来控制,柴油机通过控制喷油正时、喷油持续时间和喷油速率来控制,柴油机通过控制喷油正时、喷油持续时间和喷油速率来控制。控制。柴油喷射的电控执行器复杂:柴油机具有高压、高频、脉动等特点,柴油喷射的电控执行器复杂:柴油机具有高压、高频、脉动等特点,而且对喷油正时的精度要求很高,这就导致了柴油喷射的电控而且对喷油正时的精度要求很高,这就导致了柴油喷射的电控执行
5、器要复杂得多。执行器要复杂得多。柴油机电控燃油喷射系统形式多样:传统的柴油机具有结构柴油机电控燃油喷射系统形式多样:传统的柴油机具有结构(jigu)(jigu)完全不同的系统,形成了柴油喷射系统的多样化。完全不同的系统,形成了柴油喷射系统的多样化。第3页/共130页第四页,共131页。一、柴油机电控燃油喷射一、柴油机电控燃油喷射一、柴油机电控燃油喷射一、柴油机电控燃油喷射(pnsh)(pnsh)系统概述系统概述系统概述系统概述3.3.现代柴油机先进技术现代柴油机先进技术“共轨共轨”技术技术指利用一个指利用一个“公共油轨公共油轨”向各缸喷油器供油向各缸喷油器供油 ,油压可独立控制。,油压可独立控
6、制。“时间控制时间控制”燃油喷射技术燃油喷射技术 由由ECUECU控制的高速电磁阀来直接控制供(喷)油的开始与结束时刻。控制的高速电磁阀来直接控制供(喷)油的开始与结束时刻。涡轮增压中冷技术涡轮增压中冷技术 废气涡轮增压,中冷却器冷却(废气涡轮增压,中冷却器冷却(5050以下以下(y(y xi)xi))。)。多气门技术多气门技术每个气缸每个气缸2 2个以上气门个以上气门 。废气再循环技术废气再循环技术降低降低NOxNOx的排放量的排放量 。第4页/共130页第五页,共131页。一、柴油机电控燃油喷射系统一、柴油机电控燃油喷射系统一、柴油机电控燃油喷射系统一、柴油机电控燃油喷射系统(xt(xt
7、ng)ng)概述概述概述概述4.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(jbn)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。供(喷)油正时控制:ECU根据转速、负荷信号来确定基本(jbn)的供(喷)油提前角;再根据反馈信号进行修正。第5页/共130页第六页,共131页。4.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
8、行闭环控制。柴油机低油压保护(boh)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(boh)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6页/共130页第七页,共131页。一、柴油机电控燃油喷射一、柴油机电控燃油喷射一、柴油机电控燃油喷射一、柴油机电控燃油喷射(pnsh)(pnsh)系统概系统概系统概系统概述述述述5.柴油机电控燃油喷射系统的类型第一代:采用“位置控制”或“时间控制”方式,供(喷)油压力与传统柴油机相同,又称常规压力控制系统。主要包括直列柱塞泵电控系统和分配
9、(fnpi)泵电控系统。第二代:采用“时间-压力控制”或“压力控制”方式,喷油压力高,又称高夺喷射系统。主要包括泵喷嘴电控系统和共轨系统。第7页/共130页第八页,共131页。二、直列柱塞泵电控燃油喷射二、直列柱塞泵电控燃油喷射二、直列柱塞泵电控燃油喷射二、直列柱塞泵电控燃油喷射(pnsh)(pnsh)系统系统系统系统1.直列柱塞泵燃油供给(gngj)系统的组成 燃油箱输油泵燃油滤清器喷油泵喷油器燃油箱输油泵滤清器喷油泵喷油器第8页/共130页第九页,共131页。组成组成柱塞分泵柱塞分泵油量调节机构油量调节机构(jgu)驱动机构驱动机构(jgu)泵体泵体二、直列柱塞泵电控燃油喷射二、直列柱塞泵
10、电控燃油喷射二、直列柱塞泵电控燃油喷射二、直列柱塞泵电控燃油喷射(pnsh)(pnsh)系统系统系统系统2.直列柱塞泵结构(jigu)原理 第9页/共130页第十页,共131页。w柱塞分泵柱塞分泵w作用作用(zuyng)w泵油泵油w组成组成w柱塞偶件柱塞偶件w出油阀偶件出油阀偶件2.直列柱塞泵结构(jigu)原理 二、直列柱塞泵电控燃油喷射二、直列柱塞泵电控燃油喷射二、直列柱塞泵电控燃油喷射二、直列柱塞泵电控燃油喷射(pnsh)(pnsh)系统系统系统系统第10页/共130页第十一页,共131页。w柱塞分泵柱塞分泵w作用:作用:w泵油泵油w组成组成(z chn)w柱塞偶件柱塞偶件w出油阀偶件出
11、油阀偶件w原理原理w吸油吸油w泵油泵油w回油回油2.直列柱塞泵结构(jigu)原理 二、直列柱塞泵电控燃油喷射二、直列柱塞泵电控燃油喷射二、直列柱塞泵电控燃油喷射二、直列柱塞泵电控燃油喷射(pnsh)(pnsh)系统系统系统系统第11页/共130页第十二页,共131页。w油量调节机构油量调节机构 w作用:执行驾驶员或调速器指令,调节供油作用:执行驾驶员或调速器指令,调节供油量。量。w类型类型(lixng):拨叉式、齿条式和球销角:拨叉式、齿条式和球销角板式。板式。2.直列柱塞泵结构(jigu)原理 二、直列柱塞泵电控燃油喷射二、直列柱塞泵电控燃油喷射二、直列柱塞泵电控燃油喷射二、直列柱塞泵电控
12、燃油喷射(pnsh)(pnsh)系统系统系统系统第12页/共130页第十三页,共131页。w分泵驱动机构分泵驱动机构w作用:驱动柱塞泵完成作用:驱动柱塞泵完成(wn chng)供油过程。供油过程。w组成:凸轮轴和滚轮体。组成:凸轮轴和滚轮体。w 泵体泵体w作用:喷油泵的基体作用:喷油泵的基体w类型:分体式、整体式。类型:分体式、整体式。2.直列柱塞泵结构(jigu)原理 二、直列柱塞泵电控燃油喷射二、直列柱塞泵电控燃油喷射二、直列柱塞泵电控燃油喷射二、直列柱塞泵电控燃油喷射(pnsh)(pnsh)系统系统系统系统第13页/共130页第十四页,共131页。3.喷油器的结构原理喷油器的结构原理(y
13、unl)类型类型结构原理结构原理(yunl)二、直列柱塞泵电控燃油喷射二、直列柱塞泵电控燃油喷射二、直列柱塞泵电控燃油喷射二、直列柱塞泵电控燃油喷射(pnsh)(pnsh)系统系统系统系统调调压压弹弹簧簧回油道回油道针针阀阀进油进油道道喷油器喷油器体体针阀针阀体体顶顶杆杆第14页/共130页第十五页,共131页。4.直列柱塞泵电控系统直列柱塞泵电控系统 供油量控制系统供油量控制系统直列柱塞泵一般采用直列柱塞泵一般采用“位置控制位置控制”方式。方式。ECU通过控制电子通过控制电子(dinz)调速器来实现喷油量控制调速器来实现喷油量控制。常用电子常用电子(dinz)调速器有直流电动机型和、螺线管型
14、。调速器有直流电动机型和、螺线管型。二、直列柱塞泵电控燃油喷射二、直列柱塞泵电控燃油喷射二、直列柱塞泵电控燃油喷射二、直列柱塞泵电控燃油喷射(pnsh)(pnsh)系统系统系统系统第15页/共130页第十六页,共131页。4.直列柱塞泵电控系统直列柱塞泵电控系统(xtng)供油量控制系统供油量控制系统(xtng)直流电机型电子调速器直流电机型电子调速器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(ydng)线圈10-永久磁铁线圈通电时产生的磁场与永久磁铁(yn ji c ti)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
15、动直列柱塞泵油量调节拉杆左右移动。二、直列柱塞泵电控燃油喷射系统二、直列柱塞泵电控燃油喷射系统二、直列柱塞泵电控燃油喷射系统二、直列柱塞泵电控燃油喷射系统第16页/共130页第十七页,共131页。4.直列柱塞泵电控系统直列柱塞泵电控系统 供油量控制系统供油量控制系统(kn zh x tn)螺线管型电子调速器螺线管型电子调速器1-回位弹簧 2-螺线管 3-转速传感器电流通过螺线管时,产生一个与通电(tng din)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(tng din)占空比即可调节油量调节拉杆(或齿条)的位置
16、。二、直列柱塞泵电控燃油喷射二、直列柱塞泵电控燃油喷射二、直列柱塞泵电控燃油喷射二、直列柱塞泵电控燃油喷射(pnsh)(pnsh)系统系统系统系统第17页/共130页第十八页,共131页。4.直列柱塞泵电控系统直列柱塞泵电控系统(xtng)供油正时控制系统供油正时控制系统(xtng)组成:正时控制器、电磁阀、柴油机转速传感器、组成:正时控制器、电磁阀、柴油机转速传感器、正时传感器和正时传感器和ECU等。等。3-供油齿条(ch tio)位置传感器4-柴油机5-喷油泵6-正时(zhn sh)传感器7-正时(zhn sh)控制器8-转速传感器1-转速表2-故障指示灯9-电磁阀二、直列柱塞泵电控燃油喷
17、射系统二、直列柱塞泵电控燃油喷射系统二、直列柱塞泵电控燃油喷射系统二、直列柱塞泵电控燃油喷射系统第18页/共130页第十九页,共131页。4.直列柱塞泵电控系统直列柱塞泵电控系统 供油正时控制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提前角,再根据其它信号进行(jnxng)修正修正。ECU根据正时传感器信号判断实际的供油正时,并根据正时传感器信号判断实际的供油正时,并对供油正时进行对供油正时进行(jnxng)闭环控制闭环控制。正时控制器为电控液压式,可改变泵驱动轴与凸轮正时控制器为电控液压式,可改变泵驱动
18、轴与凸轮轴的相对位置。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、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。步进电机型。二、直列柱塞泵电控燃油喷射二、直列柱塞泵电控燃油喷射二、直列柱塞泵电控燃油喷射二、直列柱塞泵电控燃油喷射(pnsh)(pnsh)系统系统系统系统第19页/共130页第二十页,共131页。4.直列柱塞泵电控系统直列柱塞泵电控系统(xtng)供油正时控制系统供油正时控制系统(xtng)电磁阀控制(kngzh)型正时控制(kngzh)器1-凸轮轴2-液压腔3-液压活塞(husi)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
19、磁阀驱动轴通过驱动盘、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。二、直列柱塞泵电控燃油喷射系统二、直列柱塞泵电控燃油喷射系统二、直列柱塞泵电控燃油喷射系统二、直列柱塞泵电控燃油喷射系统第20页/共130页第二十一页,共131页。4.直列柱塞泵电控系统直列柱塞泵电控系统(xtng)供油正时控制系统供油正时控制系统(xtng)步进电机(dinj)型正时控制器a)供油推迟;b)供油提前;c)控制(kngzh)框图1-分泵驱动凸轮;2-弹
20、簧;3-滑套;4-滚轮体;5-机油腔 二、直列柱塞泵电控燃油喷射系统二、直列柱塞泵电控燃油喷射系统二、直列柱塞泵电控燃油喷射系统二、直列柱塞泵电控燃油喷射系统第21页/共130页第二十二页,共131页。1.分配分配(fnpi)泵燃油供给系泵燃油供给系统的组成统的组成 三、轴向柱塞式分配三、轴向柱塞式分配三、轴向柱塞式分配三、轴向柱塞式分配(fnpi)(fnpi)泵电控燃油喷泵电控燃油喷泵电控燃油喷泵电控燃油喷射系统射系统射系统射系统1-高压油管 2-VE型转子泵 3-膜片式输油泵 4、10、13-低压油管 5-双级柴油滤清器 6-积水(j shu)传感器7-油箱 8、11-回油管 12-三通接
21、头 第22页/共130页第二十三页,共131页。燃油箱燃油箱膜片式输油泵膜片式输油泵柴油柴油(chiyu)滤清滤清器器叶片叶片(ypin)式输式输油泵油泵供油提前供油提前(tqin)角自角自动调节器动调节器泵腔泵腔分配分配泵泵喷油器喷油器三、轴向柱塞式分配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三、轴向柱塞式分配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2.轴向压缩式分配泵工作原理轴向压缩式分配泵工作原理w主要由叶片式输油泵、分配泵驱动机构、分配泵、供油提前角自动调节器、调速器等组成。第23页/共130页第二十四页,共131页。2轴向压缩式分配泵工作原理(yunl)(
22、1)叶片式输油泵叶片叶片(ypin)式输式输油泵组成油泵组成叶片叶片(ypin)(ypin)式输油泵工作式输油泵工作原理原理1喷油泵轴2弹性连接块3调速器驱动齿轮4垫片5端盖6转子7偏心环三、轴向柱塞式分配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三、轴向柱塞式分配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第24页/共130页第二十五页,共131页。2轴向压缩式分配(fnpi)泵工作原理(2)分配(fnpi)泵驱动机构三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射(pnsh)(pnsh)系
23、系系系统统统统1-喷油泵轴;2-滚轮架;3联轴器;4-端面凸轮;5-分配泵柱塞;使柱塞转动使柱塞转动(zhun dng)的同时产生轴向移动的同时产生轴向移动!第25页/共130页第二十六页,共131页。2轴轴向向压压缩缩式式分分配配泵泵工工作原理作原理(3)分配泵)分配泵结构结构(jigu):柱柱塞塞上上设设有有4个个(四四缸缸机机)均均布布的的进进油油轴轴向向槽槽12、1个个分分配配孔孔7、1个个中中心心油油道道3和和1个个泄泄油油孔孔5。柱柱塞塞套套上上均均布布4个个与与出出油油道道8对应的出油孔。对应的出油孔。三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射三、轴向柱塞式
24、分配泵电控燃油喷射三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射(pnsh)(pnsh)系统系统系统系统1-进油道;2-油量控制(kngzh)杠杆;3-柱塞中心油道;4-柱塞;5-泄油孔;6-油量控制(kngzh)滑套;7-分配孔;8-出油道;9-出油阀;10-喷油器;11-泵腔;12-轴向进油槽;13-断油阀体;14-断油电磁阀第26页/共130页第二十七页,共131页。2轴轴向向压压缩缩式式分分配配(fnpi)泵泵工工作原理作原理(3)分配)分配(fnpi)泵泵原理:原理:吸油、泵油、回油三过程。吸油、泵油、回油三过程。三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射三、轴向柱塞式分配泵
25、电控燃油喷射三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射(pnsh)(pnsh)系统系统系统系统w吸油过程:吸油过程:w泄油孔泄油孔5 5、分配孔、分配孔7 7关闭;关闭;w柱塞柱塞4 4在回位弹簧作用在回位弹簧作用(zuyng)(zuyng)下左下左移;移;w柴油经进油道柴油经进油道1 1、轴向进油槽进入泵腔。、轴向进油槽进入泵腔。第27页/共130页第二十八页,共131页。2轴轴向向压压缩缩式式分分配配(fnpi)泵泵工作原理工作原理(3)分配)分配(fnpi)泵泵原理:原理:吸油、泵油、回油三过程。吸油、泵油、回油三过程。三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射三、轴向柱塞式
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