电控发动机的工作原理

ISM电控发动机的燃油系统 的控制原理,陕重汽销司 石少林2008.8.2,主要内容,一、重卡车型应对国三主要技术措施1、柴油机排气污染物特点2、降低排放主要技术措施3、主要技术路线优劣势比较 二、电控高压喷射系统1、柴油机电控系统发展历史2、电控喷射系统特点3、电控喷射系统分类,一、重卡车型应对国三主要技术措施,国 的含义,世界上的三大排放标准： 1、欧洲排放法规2、美国的排放法规3、日本的排放法规,什么在推动柴油机技术的不断升级？,US98,US02,0,1,2,3,4,5,0.00,0.01,0.02,0.03,0.04,0.05,0.06,0.07,0.08,0.09,0.10,US07,US10,EURO-IV,EURO-V,NOx/NOx+HC g/HP-hr,Particulate g/HP-hr,TIER-3,EURO Transient,Optional Phase-In for NOX 2007-2009,EURO-III,中国采用的排放标准,中国采用的是欧洲的排放标准国欧国欧 国欧,1、柴油发动机排气污染物特点： 1）柴油机主要污染物分类： 氮氧化物-NOx： 燃烧过程中氮氧反应的产物；氮氧化物和碳氢在光照作用下形成一种基态臭氧，它是烟雾的一种主要成份。 一氧化碳-CO: 矿物燃料燃烧所致，柴油完全燃烧后这种产物较少。 碳氢化合物-HC: 燃油的不完全燃烧和润滑油的燃烧产物。 颗粒-PM: 未燃或部分燃烧的润滑油、燃油以及硫氧化物的产物。,2）柴油机排放物生成机理：,氮氧化物 在内燃机排放的氮氧化物中占压倒多数的是NO。 柴油本身含氮很少，不足以产生显著的NOX排放，NO的主要来源是供给发动机的空气中的分子状的氮。 NO的生成速度与温度有密切关系，在高温和富氧条件下，NO的生成速度高。 与NO的生成量相比，NO2的生成量较少。在柴油机的排放中NO2与NO之比为10%30% 。 NO生成机理可由下面三个反应式来表示： O+N2=NO+N （1-1） N+O2=NO+O （1-2） N+OH=H+NO,颗粒： 柴油机颗粒由碳烟（Soot）和有机可溶成分（SOF）组成； 当排气温度超过500时，排气微粒基本是很多碳质微粒的聚 集体，称为碳烟； 当排气温度低于500时，碳烟会吸附和凝聚多种有机物，称 为有机可溶成分（SOF），一般来说，SOF占PM质量的15%- 30%； 降低柴油机微粒排放问题的关键是碳烟排放。碳烟生成的重要 条件是高温下燃料严重缺氧。实验证明，过量空气系数小于 0.5的混合气，燃烧以后必定产生碳烟； 改善燃烧室内混合气的均匀性，是降低碳烟排放的根本。 其他： 一氧化碳-CO:在缸内缺氧的情况下产生，柴油不完全燃烧的产物。,碳氢化合物-HC:燃油的不完全燃烧和润滑油的燃烧产物。,3) 柴油机排放特点： 由于柴油机使用的混合气的平均空燃比比理论空燃比大，故 其CO及HC排放明显低于汽油机。 柴油机燃烧方式，为压燃式，由于燃烧室内可燃混合气混合 不均匀，局部区域出现过量空气系数小于0.6的现象，导致碳 烟大量生成，因此颗粒物的排放远高于汽油机； NOX的排放二者相当。,因此柴油机排放控制主要侧重于PM和NOX排放量的降低上。 下页图为重型发动机PM和NOX排放限值变化图。,第一部分服务政策的制定背景,国三与欧I相比加严72.2%,国三与欧I相比加严37.5%,2、降低排放主要技术措施：,主要排放物,生成机理,对应技术措施,NOX：,PM：,高温 富氧,推迟喷油 电控多次喷射 废气再循环（EGR）,空气混合不充分 局部空气稀薄 机油消耗高,增压中冷 四气门 降低机油耗 电控喷射 高压喷油 排气后处理,3、主要技术路线优劣势比较：,电控高压喷射系统（共轨/泵喷嘴/单体泵）,机械泵+废气再循环,排放达标一致性好； 国三常规设计路线，升级国四必备技术； 发动机动力性、燃油耗指标提高 。,与国二产品零配件通用性强； 技术含量低，售后服务无技术障碍，培训压力小。 比国二产品成本只略有增加，有较大 成本优势；,成本增加较大； 燃油系统零配件通用性差价格高； 服务人员技术培训难度大。,非国三常规技术路线，升级国四难度较大； 排放一致性控制困难； 废气再循环控制不当对燃油耗、动力性影响较大。,优势,劣势,二、电控高压喷油系统,1、柴油机电控系统发展历史,第二部分2008年陕重汽服务政策的解读,2、电控喷射系统特点,国二：机械位置控制系统由喷油泵（调速器、齿条、柱塞、旋槽、齿圈、滑套、油门拉杆、停油拉杆）、高、低压油管、喷油嘴等组成。由油门拉杆、停油拉杆控制喷油泵机械调速器输出油量，喷油定时为固定值。国三：电路时间控制系统取消了传统喷油泵的调速器、油门拉杆、停油拉杆、齿条、 齿圈、滑套、柱塞旋槽。喷油定时和喷油量由有ECU精确控制电磁阀所决定。喷油定时: 由电磁阀通电（关闭）的时刻所决定。喷油量: 由电磁阀通电、断电（关闭、开启）的时间长短 所决定。,3、电控喷射系统分类,凡陕重汽生产销售的商用汽车（含该车配装的所有总成及零部件），用户在严格按照相关产品使用说明的要求进行正确的使用和维护，并按陕重汽汽车产品新车强制保养规定进行强制保养和定期保养的前提下，在产品保修期限（使用时间和/或使用里程规定）内，产品因设计、制造、装配及材料等质量问题，造成的各类故障或零部件损坏（丧失使用功能，下同），经陕重汽服务机构（含陕重汽特约服务机构）鉴定确认的，陕重汽给予保修服务，以确保修户车辆正常使用。,。,4、泵喷系统的组成,电子油门踏板,水温传感器,压力传感器,ECM中央控制器,线束总成,喷油器总成,工作原理图方框图,传感器,曲轴位置传感器 凸轮位置传感器 增压压力传感器 进气温度传感器 水温传感器 燃油温度传感器,缸盖内油管,喷油器,电子油门踏板,ECM中央控制器,喷油系统工作原理简述（1）,前图为泵喷嘴燃油系统结构框图。传感器将采集到的汽车和发动机运行参数及驾驶者的操作意图送到ECM，ECM根据传感器输入的信号，经过预先设定的控制策略进行计算和处理，输出指令驱动喷油器控制电磁阀，将由喷油器内部泵产生的高压燃油在适当的时刻喷入气缸。由于采用电子控制和高速响应的电磁阀，能够实现喷油量、喷油正时精确、柔性控制，改善发动机缸内燃烧，从而降低发动机的有害排放物，提高发动机的经济性、动力性和可驾驶性。,喷油系统工作原理简述（2）,电控泵喷嘴燃油喷射系统主要由电子控制部分与燃油机械组件组成。其中，电子控制部分主要由发动机控制器(ECM)与相应的传感器构成；燃油机械组件主要由喷油器内的柱塞泵、喷油器控制电磁阀、输油泵、驱动凸轮、喷油器以及低压油管组成。系统的工作原理为：输油泵从油箱中将燃油泵出，经过滤清器和油水分离器等装置，最终将燃油输入到发动机缸盖内的中压共轨管中,在喷油器摇臂挺杆下行和喷油器控制电磁阀的控制下完成燃油进入柱塞泵中;在喷油器摇臂挺杆上行时,由系统控制单元ECM发出喷油指令,喷油器控制电磁阀关闭,使油嘴内产生的高压油适时的喷入气缸中 。当喷油器内的柱塞泵上的回油孔打开时，供油腔内的油压急剧下降，喷油器针阀迅速关闭，喷油过程结束。,喷油系统工作原理简述（3）,由以上叙述可知，电控泵喷嘴燃油喷射系统具有结构紧凑和结构相对简单的特点。喷油器电磁阀的通电时刻、断电时刻和通、断电持续时间是完全由ECM控制，它主要是ECM根据当前发动机传感器的信号，判断柴油机的工作状态，确定当前的喷油量以及喷油正时等，然后向电磁阀发送喷油控制指令，从而实现对发动机的喷油量与喷油正时的精确、灵活的控制。,