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项目1柴油机电控系统认知

任务1柴油机电控系统基本组成及工作原理

二、柴油机电控系统分类及基本组成和工作原理

（一）分类

按对供油量的控制程序方式不同，柴油机电控系统可分为位置控制方式、时间控制方式、时间-压力控制方式三种类型。位置控制方式和时间控制方式是早期的第一代柴油机电控系统，它们保留了传统柴油机燃料供给系统的基本组成和结构，只是取消了机械调速器，增加了传感器、电控单元和电子执行元件，喷油压力与传统柴油机燃料供给系统相同。时间控制方式则属第二代柴油机电控系统，它们基本改变了传统燃料供给系统的组成和结构。时间-压力控制方式则属第三代柴油机电控系统的，它们对传统燃料供给系统的组成和结构改变较大,同时喷油压力也比传统柴油机燃料供给系统高许多且可控制，主要以电控高压共轨系统为代表。

（1）位置控制方式柴油机电控系统

此类型的柴油机电控系统通常是在传统直列柱塞泵或转子分配泵燃料供给系统的基础上改进而成的，现在已不再使用。它的特点是不仅保留了传统的喷油泵-高压油管-喷油器想，而且还保留了喷油泵中齿条、齿圈、滑套、柱塞上控螺旋槽等控制油量的传动机构，只是取消了传统机械调速器和加速踏板拉线，由ECU通过电子调速器来控制油量控制滑套的位置，以实现对喷油泵供油量的控制。

（2）时间控制方式柴油机电控系统

时间控制，就是用高速电磁阀直接控制高压燃油的适时喷射。此类型的柴油机电控系统一是在传统直列柱塞泵和转子分配泵燃料供给系统基础上加以改进形成的，二是采用泵喷嘴形式，目前在应用中还有一定的保有量，具体称作电控单体泵、电控VE泵和电控泵喷嘴。

转子分配泵时间控制系统中，取消了原转子分配泵的油量控制滑套及柱塞上的回油孔或回油槽，不再利用滑套控制柱塞泵供油有效行程来实现供油量的控制，而是在柱塞泵的高压油腔与喷油泵内腔之间设一条回油通道，用受ECU控制的回油控制电磁阀直接控制柱塞泵回油开始时刻，依次实现对供油量的时间控制。在转子分配泵时间控制方式柴油机电控系统中，ECU根据泵角传感器信号确定喷油开始时刻和计量喷油持续角度（时间）。

电控单体泵则是由喷油控制电磁阀取代了原来单个柱塞泵的出油阀并与柱塞泵集成装配成一体，所以称为单体泵。电控泵喷嘴是将喷油泵和喷油器制造集成一体，喷油泵由凸轮直接驱动，喷油压力较高，喷油器则采用电子喷油器，由ECU控制。

（3）时间-压力控制方式柴油机电控系统

时间-压力控制方式，即电控蓄压式共轨燃油喷射系统。时间-压力控制方式的柴油机电控系统主要由油箱、输油泵、高压泵、公共油轨（即公共容积，简称共轨）、喷油器和各种电子元件组成。高压泵并不直接控制喷油，只是将柴油油压提高到大约120MPa以上后输入共轨管，高压泵的供油量一般几倍于实际耗油量以保证供油的可靠性，多余的燃油经回油管流回油箱。高压泵的出口端装有一个用来调节共轨中油压的供油压力调节阀，ECU根据柴油机的转速、负荷等控制压力调节阀的开度，从而控制共轨中的油压保持目标值，以保证喷油器的喷油压差不变。此外，ECU还根据任由压力传感器信号对共轨中的油压进行闭环控制。

在“时间—压力控制”系统中，ECU控制供油压力调节阀使喷油器喷油压差保持不变，再通过控制三通电磁阀工作实现喷油量的时间控制和喷油正时的控制。电磁阀通电开始时刻决定了喷油的开始时刻，其通电时间决定喷油量。

（二）基本组成及工作原理

图1-4电子控制柴油机的控制框图柴油机电子控制系统的基本组成大体上是相同的，如图1-4所示，它们均与被控对象（柴油机或动力装置）构成闭环反馈控制系统。一般可将电子控制柴油机分为四个部分，即被控制对象柴油机、传感器、以单片机为核心的电子控制单元及执行器。电子控制系统由三大部分组成：传感器（含选择和控制开关）、电子控制单元（ECU）、执行器（含显示和诊断装置）（图1-4）。

图1-4电子控制柴油机的控制框图

传感器实时检测柴油机、所属整机运行状态及操作量等信息，并送给电子控制单元。

电子控制单元负责处理所有信息，执行程序，并将运行结果作为控制指令输出到执行器。此外，还有通信功能，即和其他控制系统，如传动装置电子控制单元进行数据输送和交换，同时考虑到其他系统的实时情况，适当修正燃油系统的执行指令，即适当修正喷油量、喷油提前角等。与此同时，还可以向其他控制系统送出必要的信息。

执行器根据电子控制单元送来的指令驱动调节器喷油量及喷油正时的相应机构，从而调节柴油机的运行状态。

柴油机电子控制系统工作流程是：传感器检测到的各种信号先送入模/数（A/D）转换器（如果输入信号是模拟量），然后通过电子控制单元的接口输入。在电子控制单元的储存器中，存有所需的发动机的调控参数或状态的目标数据。这些目标数据是柴油机的各种不同参数和最优运行结果的综合，一般是通过统计或实测而得到的。当由传感器检测到的发动机的