第1课电控直列泵与电控分配泵
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车辆电子控制技术,讲授内容:第五章 柴油机控制技术(第1课) 主 讲 人:鲁植雄 教授,车辆电子控制技术课件,Email:luzxnjau.edu.cn 电 话:13951715780,2018年12月27日星期四,2,2018年12月27日星期四,本章内容安排,第五章 柴油机控制技术,第1课 电控直列泵与电控分配泵 第2课 电控泵喷嘴与共轨技术,本章主要介绍: 柴油机控制系统的特点、结构、分类和控制原理及方法; 柴油机主要电子控制系统功能分析; 电子控制直列泵喷射系统、电子控制分配泵喷射系统、电子控制泵喷嘴系统和电子控制共轨系统的基本原理、特性、组成结构、控制方法和特性分析。,3,2018年12月27日星期四,一、柴油机电子控制技术的特点与类型 二、电子控制直列泵喷射系统 三、电子控制分配泵喷射系统,本节课的主要内容,第1课 电控直列泵与电控分配泵,第五章 柴油机 控制技术,4,2018年12月27日星期四,1.柴油机电子控制技术的特点 柴油机燃油喷射具有高压、高频、脉动等特点,其喷射压力高达60150MPa,甚至200MPa,为汽油喷射的几百倍,上千倍。 (1)柴油喷射电子控制执行器:喷油量控制难度大、喷射正时的精度要求高 (2)柴油电子控制喷射系统的多样化:直列泵、分配泵、泵喷嘴、单体泵,一、柴油机电子控制技术的特点与类型,第1课 电控直列泵与电控分配泵,第五章 柴油机 控制技术,5,2018年12月27日星期四,2.柴油机电子控制技术的内容 燃油控制 进气控制 怠速控制 增压控制 废气再循环控制 配气正时控制等,一、柴油机电子控制技术的特点与类型,第1课 电控直列泵与电控分配泵,第五章 柴油机 控制技术,6,2018年12月27日星期四,3. 电子控制柴油机的优点 具有发动机自动保护功能 具有发动机故障诊断功能 减小了发动机的维护工作量 改进了发动机的调速控制 改善了发动机燃油经济性 改善了发动机的冷起动性 降低了发动机排气的烟度 减少发动机的排气污染物,一、柴油机电子控制技术的特点与类型,第1课 电控直列泵与电控分配泵,第五章 柴油机 控制技术,7,2018年12月27日星期四,4.柴油机电子控制燃油系统的开发 第一代电子控制燃油系统:位置控制式(喷油量、喷油时间的控制) 第二代电子控制燃油系统:时间控制式。泵管嘴脉动供油形式。 第三代电子控制燃油系统:时间压力控制式。喷油压力、喷油量及喷油定时,一、柴油机电子控制技术的特点与类型,第1课 电控直列泵与电控分配泵,第五章 柴油机 控制技术,8,2018年12月27日星期四,原理:由调速器执行机构控制调节齿杆的位置,从而控制供油量;由提前器执行机构控制发动机驱动轴和喷油器凸轮轴间的相位差,从而控制喷油时间。 关键部件:调速器执行机构、提前器执行机构 1.特点 (1)对于机械控制燃油系统来说控制自由度较大。 (2)可以检测控制对象,并可进行反馈控制。所以,因机械磨损而引起的时间效应可以给予补偿,控制精度高。 (3)为了提高服务性和安全性,可以追加故障诊断和故障应急等功能。 (4)通过数据信息传输功能,可以提高全系统的功能,而且可使机构简单。 (5)只要改变ECU中的程序,就可以改变工作过程。,二、电子控制直列泵燃油系统,第1课 电控直列泵与电控分配泵,第五章 柴油机 控制技术,9,2018年12月27日星期四,2.基本组成与工作原理 从各个传感器传来的信号(图中细线)用计算机控制中心的微型计算机处理。与发动机负荷及转速状态相适应的信号(图中粗线)送往电子调速器和电磁阀,使调速器和提前器动作。 另外,在提前调速器和提前器中,有检测实际动作值的传感器。把这些传感器送来的反馈信号输入计算机,以控制最适当的喷油量和喷油时间。,二、电子控制直列泵燃油系统,第1课 电控直列泵与电控分配泵,第五章 柴油机 控制技术,10,2018年12月27日星期四,第1课 电控直列泵与电控分配泵,第五章 柴油机 控制技术,图 Bosch电子控制直列泵燃油系统,二、电子控制直列泵燃油系统,11,2018年12月27日星期四,第1课 电控直列泵与电控分配泵,第五章 柴油机 控制技术,二、电子控制直列泵燃油系统,图 电子控制直列泵燃油系统的控制框图,12,2018年12月27日星期四,3.传感器,第1课 电控直列泵与电控分配泵,第五章 柴油机 控制技术,二、电子控制直列泵燃油系统,线性螺线管。控制线圈电流,使喷油泵的调节齿杆移动。 齿杆位置传感器。检测出调节齿杆的位置。 转速传感器。检测出发动机的转速。 油门传感器、水温传感器和起动信号等。,13,2018年12月27日星期四,4.电子调速器 电子控制直列泵燃油燃油系统中,调速器执行机构的作用相当于飞块。 用电磁作用力或液力代替离心力控制齿杆位移。,第1课 电控直列泵与电控分配泵,第五章 柴油机 控制技术,二、电子控制直列泵燃油系统,电子调速器,14,2018年12月27日星期四,喷油量控制原理: 喷油量由油门开度和发动机转速决定。当电流流过线性螺线管线圈时,滑动铁心被拉向图1-8所示箭头方向,在复位弹簧力的作用下,滑动铁心在某一个平衡位置停住。 调节齿杆和滑动铁心是连在一起的和铁心一起连动,向增加喷油量的方向移动。如果铁心向箭头相反的方向移动,则调节齿杆使喷油量向减少的方向移动。,第1课 电控直列泵与电控分配泵,第五章 柴油机 控制技术,二、电子控制直列泵燃油系统,15,2018年12月27日星期四,喷油量控制原理: 假设调节齿杆向增加喷油量的方向移动,和调节齿杆连动的连接杆则以支点A为中心,向逆时针方向转动,连接杆的下端和齿杆位置传感器的传感器铁心连动,所以传感器的铁心向右方(箭头方向)移动。因此,齿杆位置传感器的输出发生了变化。 齿杆位置传感器送来的信号经过传感器放大器进行整流、放大,输入到计算机中。然后,计算机将该信号和齿杆位置的目标值进行比较,根据两者的差值向线性螺线管发出驱动信号,改变喷油量。,第1课 电控直列泵与电控分配泵,第五章 柴油机 控制技术,二、电子控制直列泵燃油系统,16,2018年12月27日星期四,5.喷油定时器(或电子提前器) 功能:通过改变发动机曲轴与喷油泵轴之间的相位角即喷油提前角,来实现对喷油定时控制的。 组成:由带喷油泵转动的输入传动轴、输出转动轴和滑块组成。滑块有一个内直花键和一个外螺旋花键,它们分别与输出轴的直花键与输入轴的螺旋花键相啮合。此外,有一个环形接头装在输入轴的外部,它上面有油路直通滑块。,第1课 电控直列泵与电控分配泵,第五章 柴油机 控制技术,二、电子控制直列泵燃油系统,图1-9 喷油定时器的结构,17,2018年12月27日星期四,第1课 电控直列泵与电控分配泵,第五章 柴油机 控制技术,二、电子控制直列泵燃油系统,图1-10 转子总成,18,2018年12月27日星期四,喷油定时器的控制原理 电磁阀由ECU驱动,控制作用在油压活塞上的油压。油压活塞左右移动使转换机上下运动,从而改变发动机驱动轴输入轴和凸轮轴输出轴之间的相位。 发动机驱动轴和凸轮轴上分别装有转速脉冲发生器和提前角脉冲发生器。 对英两个脉冲发生器分别装置了转速传感器和提前角传感器。从两个传感器的信号ne和np可检测出两者的相位差。,第1课 电控直列泵与电控分配泵,第五章 柴油机 控制技术,二、电子控制直列泵燃油系统,图1-11 电子提前器的相位角检测原理,19,2018年12月27日星期四,除了发动机的转速外,电子提前器对于发动机的负荷也可以通过适当改变喷油时间而加以控制。,第1课 电控直列泵与电控分配泵,第五章 柴油机 控制技术,二、电子控制直列泵燃油系统,液压执行器系统,20,2018年12月27日星期四,其主要元件是一个双作用液压油缸和一个三位四通电磁换向阀。换向阀的工作原理见图1-13。 通过该电磁换向阀控制液压缸活塞的往复运动,即可实现曲轴与喷油泵凸轮轴旋转相位角之间的改变,实现喷油定时的调节。,第1课 电控直列泵与电控分配泵,第五章 柴油机 控制技术,二、电子控制直列泵燃油系统,a)滑阀在中位,b)滑阀在右位,滑阀在右位,电磁换向阀的工作原理,21,2018年12月27日星期四,1.组成 可分为三大部分:传感器、计算机(ECU)和执行器,第1课 电控直列泵与电控分配泵,第五章 柴油机 控制技术,三、电子控制分配泵燃油系统,图1-14 电子控制分配泵燃油系统的结构原理,22,2018年12月27日星期四,第1课 电控直列泵与电控分配泵,第五章 柴油机 控制技术,三、电子控制分配泵燃油系统,图1-15 电子控制分配式喷油泵燃油系统组成,23,2018年12月27日星期四,第1课 电控直列泵与电控分配泵,第五章 柴油机 控制技术,三、电子控制分配泵燃油系统,图1-16 电子控制分配泵燃油系统的控制框图,24,2018年12月27日星期四,第1课 电控直列泵与电控分配泵,第五章 柴油机 控制技术,三、电子控制分配泵燃油系统,图4-1 捷达SDI发动机电子控制系统的组成,25,2018年12月27日星期四,第1课 电控直列泵与电控分配泵,第五章 柴油机 控制技术,三、电子控制分配泵燃油系统,电子控制轴向压缩式分配泵的特点: 灵活的匹配使发动机特性和排放控制达到最佳。 全负荷喷油量曲线与调速特性和液压配置无关。 对重要参数的进一步处理是目前机械泵无法实现的。 电子控制使发动机在整个运行期间都有极高的精确度。 进一步改善车辆的行车特性。 能与其它汽车电子系统相结合,使汽车更加舒适、经 济、环保和安全。 取消机械装置而显著的减少了喷油泵所需空间。,26,2018年12月27日星期四,1.组成 进入20世纪80年代以后,各种电子控制式分配泵相继问世。电子控制分配泵都是在VE型分配泵的基础上实现电子控制的。 可分为三大部分:传感器、计算机(ECU)和执行器,第1课 电控直列泵与电控分配泵,第五章 柴油机 控制技术,三、电子控制分配泵燃油系统,图1-14 电子控制分配泵燃油系统的结构原理,27,2018年12月27日星期四,2.位置控制式电子控制分配泵燃油系统 电磁铁中控制轴旋转改变了控制轴下端偏心球的位置,直接控制溢油环,控制喷油量。 (1)喷油量的控制 ECU根据发动机的状态计算出目标喷油量,并将结果输出到驱动回路;驱动回路根据ECU的指令一边反馈控制执行机构的位置,一边控制输出。这样,VE型分配泵的溢油环控制在目标位置,从而控制喷油量。,第1课 电控直列泵与电控分配泵,第五章 柴油机 控制技术,三、电子控制分配泵燃油系统,图1-7 喷油量控制原理,28,2018年12月27日星期四,2.控制原理 (2)喷油时间控制 VE型分配泵的提前器活塞内设有连通高压腔和低压腔的通道,按占空比控制定时调节阀,使定时活塞两侧的压力差变化,从而控制喷油时间。 由传感器检测出定时活塞的位置,从而进行反馈控制。,第1课 电控直列泵与电控分配泵,第五章 柴油机 控制技术,三、电子控制分配泵燃油系统,图1-18 喷油时间控制原理,29,2018年12月27日星期四,3.时间控制式电子分配燃油燃油系统 微型计算机内设有时钟,通过时钟控制喷油终了时刻,从而控制喷油量。 控制喷油终了时刻的执行机构是电磁阀,对每一次喷油都可以进行控制。 时间控制式电子控制分配泵燃油系统的显著特点是取消了原VE型分配泵上的溢油环,在进油通路上设置一个电磁溢流阀,其喷油量控制原理,如图1-19所示。,第1课 电控直列泵与电控分配泵,第五章 柴油机 控制技术,三、电子控制分配泵燃油系统,图1-19 喷油量的时间控制原理,30,2018年12月27日星期四,在柱塞泵油阶段,当电磁溢流阀断电时,溢流阀打开,高压燃油立即卸压,停止喷油。 喷油始点并不取决于电磁溢流阀关闭的时刻,而是取决于分配泵端面凸轮的行程,与采用溢油环改变喷油终点以控制油量的方式一样。电磁溢流阀打开得越晚,喷油量越多。 端面凸轮行程始点就是喷油泵角度信号上的无齿段终点的信号。喷油泵角度传感器装在滚轮环上。这样,即使喷油正时有变化,由于喷油泵角度信号传感器随着滚轮环一起移动,因此喷油泵角度并不改变,泵油始点与无齿段终点相对位置始终不变。,第1课 电控直列泵与电控分配泵,第五章 柴油机 控制技术,三、电子控制分配泵燃油系统,图1-19 喷油量的时间控制原理,31,2018年12月27日星期四,介绍了柴油机电子控制技术的特点与类型 分析了电子控制直列泵喷射系统的组成与控制原理 分析了电子控制分配泵喷射系统的组成与控制原理,小结,第1课 电控直列泵与电控分配泵,第五章 柴油机 控制技术,32,思考题,2018年12月27日星期四,柴油机电子控制技术有何特点? 简述柴油机电子控制燃油系统的历程。 分析电子控制直列泵喷射系统的喷油量控制原理 分析电子控制分配泵喷射系统的喷油量控制原理,第1课 电控直列泵与电控分配泵,第五章 柴油机 控制技术,33,2018年12月27日星期四,本节课内容结束,下一讲,第2课 电控泵喷嘴与共轨技术,第1课 电控直列泵与电控分配泵,第五章 柴油机 控制技术,- 配套讲稿:
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