柴油机电控技术1分析.ppt

引言：为什么柴油机需采用电控技术 为什么柴油机需采用电控技术 §1 柴油机面临的问题 与汽油机比较： – HC和CO排放相对较少 – CO2少 – NOx排放和汽油机基本相当，但是汽油机可以加三效催化装置 – 微粒排放较高 – 噪声较大 §2 解决方案：电子控制： – 电子控制燃油喷射 – 电子控制可变截面涡轮 – 电子控制废气再循环 – 电动进排气门 – 电子控制单元 实现理想的喷油速率是解决柴油机排放的基础，配合空气系统和电子控制，是柴油机发展的根本途径。 §3电控是柴油机技术的发展需要 第一节 柴油机电控技术概述 §1.1 第一代位置控制式 系统不仅保留了传统的泵－管－嘴系统，还保留了原喷油泵中的齿条、滑套、柱塞上的斜槽等控制油量的机械传动机构，只是取消了机械控制部件（调速器等），增加了传感器、ECU、执行器等组成的控制系统，对齿条或者滑套的运动位置予以电子控制。使控制精度和响应速度得以提高。 优点：柴油机的结构几乎不需改动，便于对现有柴油机进行升级换代。 缺点：响应慢，控制精度不高，供油压力不能控制。 例：带电子调速器的直列泵、电控分配泵等 §1.2 第二代时间控制式 基本保留了传统燃油供给系统的组成和结构，通过高速电磁阀直接控制高压燃油的适时喷射。一般情况下，电磁阀关闭，执行喷油；电磁阀打开，喷油结束。因此可实现供油量控制，又可实现供油正时的控制。 优点：控制自由度更大，供油加压与供油调节在结构上相互独立，使喷油泵结构得以简化，强度得到提高。高压喷油能力大大加强。 缺点：供油压力无法控制。 例：电控单体泵、电控泵喷嘴 §1.3 第三代高压共轨系统 国外于20世纪90年代中期研制的一种新型柴油机电控术。 基本改变了传统燃油供给系统的组成和结构，主要以电控共轨（各缸喷油器共用一个高压油管）式喷油系统为特征，直接对喷油器的喷油量、喷油正时、喷油速率和喷油规律、喷油压力等进行时间-压力控制。 油压油泵并部直接控制喷油，而仅仅向共轨供油以维持所需的共轨压力，并通过连续调节共轨压力来控制喷射压力。 共轨喷射系统是柴油机燃油系统的一个发展方向。目前在卡车和轿车柴油机上得到广泛应用，发展速度十分惊人。 优点：可实现高压喷射（最高达200Mpa），喷射压力独立于发动机转速，可实现理想喷油规律，具有良好的喷射特性 例：高压共轨系统、HEUI §2.1 柴油机电控系统的总体构成 §2.2柴油机电控系统的组成 §2.3电控柴油机控制系统元件组成 三、柴油机电控系统的优点 三、柴油机电控系统的优点 四、柴油机电控系统的功能 五、柴油机与汽油机电控技术的比较 1.对混合气浓度的控制方式不同 汽油机为1左右;柴油机没有严格要求 2.对喷油压力的要求不同 汽油机为0.25~0.35Mpa;柴油机的喷油压力达100~200Mpa. 3.对燃烧过程的控制途径不同 汽油机用点火正时和点火能量来控制燃烧过程;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燃烧过程。 4.柴油机的电控执行器复杂 5.柴油机电控燃油喷射系统形式多样 一、位置控制方式 （一）直列式柱塞泵位置控制方式 (一)直列式柱塞泵油量控制元件 （一）直列式柱塞泵位置控制方式 （二）转子分配泵位置控制方式 二、时间控制方式（以VE泵为例） 二、时间控制方式（以VE泵为例） 三、时间－压力控制方式 三、时间－压力控制方式 四、压力控制方式 第三节 常见的柴油机电控系统 1、直列泵的位置控制式系统 2、分配泵系统 3、带电控调速器的直列泵、电控VE泵系统 4、PPVI液力系统 5、电控单体泵/ 泵喷嘴系统 6、共轨系统 （1）HEUI蓄压式系统（液力放大式）－－ 中压共轨、增压式喷油器，利用发动机润滑油作为燃油增压的工作介质 （2）电控高压共轨系统 3.1常见柴油机电控系统 §3.1.1直列柱塞泵供油正时电控系统 §3.1.1直列柱塞泵电控系统 装用直流电动机式电子调速 器的直列柱塞泵电控系统，用 电子调速器取代原有的机械调 速器，以实现对喷油量的控制； 用正时控制器取代原有的机构离 心式供油提前角自动调节器，来 对喷油正时进行控 制； 设有油量调节拉杆（或齿 条）位置传感器和正时传感 器，对油量和喷油正时的控制均 采用闭环控制方式。 § 3.1.2直列泵的电控系统方框图 § 3.2.2转子分配泵供油正时电控系统 § 3.2.2转子分配泵供油正时电控系统 §3.3另一种位置电控VE泵 §4 PPVI液力系统结构框图 §5 泵喷嘴和