中职 柴油机维修理实一体化教程第5章 电控共轨柴油机的构造与原理电子课件().ppt
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1、中职柴油机维修理实一体化教程第5章电控共轨柴油机的构造与原理电子课件(高教版)第第5章章 电控共轨柴油机的构造与原理电控共轨柴油机的构造与原理 退出退出q5.1 电控柴油机概述电控柴油机概述q52博士高压共轨系统的基本工作原理博士高压共轨系统的基本工作原理q53故障自诊断系统故障自诊断系统q54日常使用与维护日常使用与维护q5.5 电控柴油机的故障诊断与排除电控柴油机的故障诊断与排除退出退出5.1 电控柴油机概述电控柴油机概述qq知识要点:知识要点:知识要点:知识要点:1、排放法规与柴油机电控燃油喷射技术的发展现状,机械式柴油机燃油喷射系统与电控燃油喷射系统的主要特点、优缺点对比;2、常见的电
2、控共轨系统、电控泵喷嘴系统、电控单体泵系统等柴油机电控燃油喷射系统的简单工作原理。qq目标:目标:目标:目标:通过学习,使学生对柴油机电控燃油喷射系统的优点及常见的几种电控燃油喷射系统有初步的了解。前前 进进q电控柴油机比汽油机二氧化碳的排放量大约低30-35%,而且具有更好的燃油经济性。q柴油机的应用日趋广泛,在西欧,轻型汽车中的柴油车所占份额已经超过了40%,中型和重型车中的柴油车的份额超过了90%。q清洁的电控柴油机也将成为未来中国能源问题的重要解决方案之一。v一汽大众公司率先在捷达轿车上装配柴油机发动机;v2003年该公司又在宝来(TDI)轿车装配了采用电控泵喷嘴系统的柴油机。后后 退
3、退前前 进进柴油机电控燃油喷射系统的优点柴油机电控燃油喷射系统的优点柴油机电控燃油喷射系统的优点柴油机电控燃油喷射系统的优点 qq喷油量调节与控制喷油量调节与控制喷油量调节与控制喷油量调节与控制 :驾驶员通过电子油门踏板提供驾驶意图;操纵轻松简便。控制器ECU根据编程的控制策略来决定整个运行范围内的喷油量;并根据转速、负荷状况变化予以修正。可以有几十种喷油量控制模式,使燃烧更完全,从而降低油耗。减少噪声和排放污染。通过监测燃油温度、冷却水温、进气温度等对各种不同工况的喷油量进行自动控制和修正。qq喷油提前角调节喷油提前角调节喷油提前角调节喷油提前角调节完全由ECU自动控制,有很宽的自动调节范围
4、。通过监测燃油温度、冷却水温、进气温度等,对不同工况的喷油提前角进行修正。在整个运行范围内可根据转速、负荷状况进行喷油提前角的自动调节和校正。后后 退退前前 进进qq喷油压力调节喷油压力调节喷油压力调节喷油压力调节 完全由ECU自动控制,确保全速全负荷时有充足的喷油压力,并可在工作转速范围内保持高压喷射性能。改善低温起动燃油雾化和燃烧性能。在整个运行范围内可根据转速、负荷状况自动选择独立可调的高喷油压力,以获得最佳扭矩特性和最低的排放性能。qq怠速控制:怠速控制:怠速控制:怠速控制:可据各种温度、蓄电池电压与空调请求等自动调节怠速转速。qq其它功能:其它功能:其它功能:其它功能:可提供附加控制
5、的功能(如各缸平衡、可变怠速和闭环控制、减速断油、起动控制等)与车辆有更多的联系,可提供更多的服务功能(A/T、停缸、排气制动、A/C、P/S、ABS、仪表指示等)。可提高柴油机本身的一致性和可靠性(有故障自诊断功能、跛脚回家模式、自学习功能等)。后后 退退前前 进进目前广泛应用的柴油机电控燃油喷射系统:电控共轨系统电控共轨系统电控共轨系统电控共轨系统电控泵喷嘴系统电控泵喷嘴系统电控泵喷嘴系统电控泵喷嘴系统电控单体泵系统电控单体泵系统电控单体泵系统电控单体泵系统后后 退退返回主目录返回主目录5.1.1 5.1.1 5.1.1 5.1.1 电控共轨系统电控共轨系统电控共轨系统电控共轨系统n电控共
6、轨系统采用了共轨技术。共轨技术是指在高压油泵、压力传感器和ECU组成的闭环系统中,将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开的一种供油方式。电控共轨系统由高压油泵把高压燃油输送到公共供油管,通过对公共供油管内的油压实现精确控制,使高压油管压力大小与发动机的转速无关。ECU控制喷油器的喷油量,喷油量大小取决于燃油轨(公共供油管)压力和电磁阀开启时间的长短。前前 进进一汽解放配套的新一代共轨系统柴油机一汽解放配套的新一代共轨系统柴油机一汽解放配套的新一代共轨系统柴油机一汽解放配套的新一代共轨系统柴油机后后 退退前前 进进轿车用柴油机共轨系统轿车用柴油机共轨系统轿车用柴油机共轨系统轿车用柴油机共轨系统后
7、后 退退前前 进进qq电电电电控控控控共共共共轨轨轨轨系系系系统统统统工工工工作作作作原原原原理理理理:控制器ECU根据各种传感器采集的信号确定发动机工况,计算喷油量需求及喷油脉宽(喷油速率、喷油持续时间),同时通过油量计量阀调节进入高压油泵的油量,进而调节共轨压力到对应工况的喷油压力值。共轨腔的高压燃油一路通向喷油嘴的盛油槽,另一路通向喷油器上的三通电磁阀。当控制器ECU控制指令切断泄油通路时,高压燃油经进油单向阀到达液压活塞上腔,此时整个活塞、顶杆、针阀组件处于液力平衡状态;在针阀弹簧的压力作用下,针阀处于关闭状态。一旦三通阀切换到高压油路并打开泄油通路时,液压活塞上腔迅速泄压,其中燃油流
8、经节流孔流向泄油通路。此时针阀在盛油槽内高压油的作用下克服弹簧预紧力而开启喷油。后后 退退前前 进进n n电控高压共轨系统的特点:电控高压共轨系统的特点:电控高压共轨系统的特点:电控高压共轨系统的特点:1)自由调节喷油压力(共轨压力控制);2)自由调节喷油量;以发动机的转速及油门开度信号为基础,计算机计算出最佳喷油量,并控制喷油器的通断电时间;3)自由调节喷油率形状;4)由调节喷油时间。后后 退退前前 进进qq不足:不足:不足:不足:1)高压油的联接管路与联接处较多,密封性能要求高,燃油泄漏的概率增大。2)对燃油品质要求相对较高,系统的技术与生产成本及售价较高。3)最高喷射压力现尚难与电控泵喷
9、嘴、电控单体泵相媲美。qq优点:优点:优点:优点:1)喷油压力与高压燃油泵转速无关,只取决于共轨腔的压力;解决了传统燃油泵高、低速时压差过大,综合性能不稳的矛盾。2)高压燃油泵峰值时所需转矩小,驱动损失小。3)共轨压力可调节,电磁阀升程灵活可控,可完全实现喷油压力和喷油速率的柔性控制。4)系统的结构尺寸较紧凑。返返 回回后后 退退5.1.2 5.1.2 5.1.2 5.1.2 电控泵喷嘴系统(电控泵喷嘴系统(电控泵喷嘴系统(电控泵喷嘴系统(EUIEUIEUIEUI)qq电控泵喷嘴电控泵喷嘴电控泵喷嘴电控泵喷嘴将喷油泵、喷油嘴和电磁阀组合为一体,没有高压油管,每缸一组泵喷嘴,靠安装在气缸盖上的凸
10、轮轴来驱动和工作。qq特点:特点:特点:特点:由于没有高压油管,在所有油泵中,具有最高的机械和液力刚度,能够承受200Mpa以上的喷射压力。qq应用实例:应用实例:应用实例:应用实例:一汽大众生产的宝来T T T TDIDIDIDI 返返 回回5.1.3 5.1.3 5.1.3 5.1.3 电控单体泵(电控单体泵(电控单体泵(电控单体泵(EUPEUPEUPEUP)前前 进进qq电控单体泵的特点:电控单体泵的特点:电控单体泵的特点:电控单体泵的特点:1)高达25Mpa的高压喷射能力;双电磁阀系统(溢流油嘴控制);喷油干脆,断油迅速灵活。可以获得低油耗、低Nox和低微粒排放。2)在整个工作速度范围
11、内可根据转速、负荷、瞬态工况的不同,实现喷油压力、速率编程控制与调节(可燃混合气的混合比)。3)可进行早喷(初期预喷)、预喷(二次预喷)。4)喷油速率可编程控制。5)可有效进行预喷后紧跟大油量高压主喷射,并紧随迅速突然断油,有效控制气缸峰值压力,避免过高的峰值温度。后后 退退前前 进进6)可进行高压后喷射(或晚喷)与控制。7)各喷射段(早喷、预喷、主喷、后喷、晚喷等)均可进行程序控制,并具有最优的液压效率。8)快速响应,阀体重量轻、巧,安装位置可选。9)独立喷油系统的电子特性,小的控制器EUP安装壳体。qq应用实例:应用实例:应用实例:应用实例:玉柴YC6G后后 退退返返 回回5.25.25.
12、25.2博士高压共轨系统的基本工作原理博士高压共轨系统的基本工作原理博士高压共轨系统的基本工作原理博士高压共轨系统的基本工作原理 qq目标:目标:目标:目标:通过学习,使学生熟悉博士高压共轨系统的组成、电子控制系统等各部分的组成和工作原理。qq知识要点:知识要点:知识要点:知识要点:1.博士高压共轨系统高低压油路部分;2.电子控制系统的组成和主要控制功能。前前 进进博士电子控制高压共轨系统由电子控制部分(包括电子控制博士电子控制高压共轨系统由电子控制部分(包括电子控制博士电子控制高压共轨系统由电子控制部分(包括电子控制博士电子控制高压共轨系统由电子控制部分(包括电子控制单元和电控喷油器)和燃油
13、供给部分组成,其中燃油供给部单元和电控喷油器)和燃油供给部分组成,其中燃油供给部单元和电控喷油器)和燃油供给部分组成,其中燃油供给部单元和电控喷油器)和燃油供给部分组成,其中燃油供给部分又分为高、低压部分。分又分为高、低压部分。分又分为高、低压部分。分又分为高、低压部分。后后 退退前前 进进qq1 1 1 1)低压部分:)低压部分:)低压部分:)低压部分:v主要由燃油箱、粗滤器、电动输油泵、柴油滤清器、低压油管、高压油泵低压端、ECM、回油管等构件组成。vv主主主主要要要要任任任任务务务务:主要任务:燃油的吸入、过滤,并给高压油泵提供足够量的0.20.7Mpa的低压燃油5.2.1 5.2.1
14、5.2.1 5.2.1 油路部分油路部分油路部分油路部分后后 退退前前 进进a.a.a.a.电动输油泵:v型式:齿轮式燃油泵。v作用:为共轨高压油泵提供燃油。5.2.1 5.2.1 5.2.1 5.2.1 油路部分油路部分油路部分油路部分p进油系统进油系统燃油箱中的燃油在电动输油泵的吸力作用下,经过油水分离器和滤清器过滤后,被送往高压油泵。后后 退退前前 进进qqb.b.燃油滤清器燃油滤清器燃油滤清器燃油滤清器作作作作用用用用:过过过过滤滤滤滤燃燃燃燃油油油油供供供供给给给给系系系系统统统统中中中中杂杂杂杂质质质质。带油水分离装置带油水分离装置带油水分离装置带油水分离装置 和报警装置。和报警装
15、置。5.2.1 5.2.1 5.2.1 5.2.1 油路部分油路部分油路部分油路部分后后 退退前前 进进qq回油系统回油系统回油系统回油系统5.2.1 5.2.1 5.2.1 5.2.1 油路部分油路部分油路部分油路部分a.a.喷油器回油喷油器回油喷油器回油喷油器回油 b.b.高压泵总成泄漏回油高压泵总成泄漏回油高压泵总成泄漏回油高压泵总成泄漏回油 c.c.高压蓄压器回油高压蓄压器回油高压蓄压器回油高压蓄压器回油 后后 退退前前 进进qq2 2 2 2)高压部分:)高压部分:)高压部分:)高压部分:v主要组成:主要组成:高压油泵、高压蓄压器、高压油管、喷油器、ECM、压力控制阀、流量限制阀、限
16、压阀、油压传感器等vv主要任主要任主要任主要任务务务务:将燃油加压、保压和喷射。后后 退退前前 进进高压油泵高压油泵高压油泵高压油泵CP3型高压油泵型高压油泵 后后 退退前前 进进 高压蓄压器(油轨)高压蓄压器(油轨)高压蓄压器(油轨)高压蓄压器(油轨)1-1-油轨油轨油轨油轨 2-2-高压泵进油端高压泵进油端高压泵进油端高压泵进油端 3-3-油轨压力传感器油轨压力传感器油轨压力传感器油轨压力传感器 4-4-限压阀限压阀限压阀限压阀 5-5-出出出出油口油口油口油口 6-6-流量限制阀流量限制阀流量限制阀流量限制阀 7-7-喷油器端连接油管喷油器端连接油管喷油器端连接油管喷油器端连接油管 后后
17、 退退前前 进进 喷油器喷油器喷油器喷油器 pp主要零件有:主要零件有:主要零件有:主要零件有:l喷油嘴l针阀l电磁阀l控制活塞l球阀p电磁喷油器的工作过程电磁喷油器的工作过程:喷油预备期喷油开启喷油结束后后 退退前前 进进电电电电控控控控系系系系统统统统是是是是玉玉玉玉柴柴柴柴电电电电控控控控国国国国系系系系列列列列柴柴柴柴油油油油机机机机的的的的“神神神神经经经经中中中中枢枢枢枢”,包包包包括括括括传感器、控制单元、执行器。传感器、控制单元、执行器。传感器、控制单元、执行器。传感器、控制单元、执行器。5.2.2 5.2.2 5.2.2 5.2.2 高压共轨电子控制系统的组成及控制功能高压共
18、轨电子控制系统的组成及控制功能高压共轨电子控制系统的组成及控制功能高压共轨电子控制系统的组成及控制功能 后后 退退前前 进进 传感器传感器传感器传感器 pp作用作用作用作用实时采集柴油机、车辆的运行信息并传递给控制器实时采集柴油机、车辆的运行信息并传递给控制器实时采集柴油机、车辆的运行信息并传递给控制器实时采集柴油机、车辆的运行信息并传递给控制器ECUECU。pp玉柴电控国玉柴电控国玉柴电控国玉柴电控国系列柴油机配置的传感器包括:系列柴油机配置的传感器包括:系列柴油机配置的传感器包括:系列柴油机配置的传感器包括:曲轴转速传感器、凸轮轴位置传感器、加速踏板位置传感曲轴转速传感器、凸轮轴位置传感器
19、、加速踏板位置传感曲轴转速传感器、凸轮轴位置传感器、加速踏板位置传感曲轴转速传感器、凸轮轴位置传感器、加速踏板位置传感器、进气压力传感器、进气温度传感器、燃油温度传感器、器、进气压力传感器、进气温度传感器、燃油温度传感器、器、进气压力传感器、进气温度传感器、燃油温度传感器、器、进气压力传感器、进气温度传感器、燃油温度传感器、冷却水温度传感器。同时还有空调、排气制动、怠速控制冷却水温度传感器。同时还有空调、排气制动、怠速控制冷却水温度传感器。同时还有空调、排气制动、怠速控制冷却水温度传感器。同时还有空调、排气制动、怠速控制等开关信号。等开关信号。等开关信号。等开关信号。后后 退退前前 进进 控制
20、单元控制单元控制单元控制单元 ECU是电气控制部分的核心,通过接受各种传感器和发动机各种工况的信息,进行计算、分析、判断,根据控制器中存储的发动机控制策略和程序,向执行器(单体泵电磁阀等)发出驱动信号,实现对喷油正时和喷油量的控制。另外它还具有故障自诊断等功能。执行器执行器执行器执行器包括6个单体泵电磁阀、排气制动阀、风扇控制、水温过高指示灯、故障指示灯等。后后 退退前前 进进qq电控系统的主要控制内容电控系统的主要控制内容电控系统的主要控制内容电控系统的主要控制内容 燃油喷射控制燃油喷射控制燃油喷射控制燃油喷射控制a.a.喷油量控制喷油量控制喷油量控制喷油量控制:最主要的控制功能之一,在起动
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