汽车发动机管理系统课件：电控柴油机-.pptx

汽车发动机管理系统,电控柴油机管理系统,柴,油机管理系统,3.1 共轨式喷油系统结构原理,电控共轨式喷油技术于20世纪90年代中期开始推向市场它摈弃了以往传统使用的泵管嘴脉动供油的形式，取而代之用一个高压油泵在柴油机的驱动下，以一定的速比连续将高压燃油输送到共轨内，高压燃油再由共轨送入各个喷油器在这里，高压油泵并不直接控制喷油量，而仅仅是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采用压力-时间式燃油计量原理，用高速电磁阀控制喷射过程喷射压力、喷油量及喷油定时由电控单元灵活控制目前国外已经开发出许多共轨喷油系统，其中比较典型的有美国BKM公司的servojet系统、Caterpiller公司的HEUI系统、日本电装公司的ECD-U2 系统和德国BOSCH公司的高压共轨式喷油系统本章以德国BOSCH公司的高压共轨式喷油系统为例来详细讲述其结构原理,德国BOSCH公司的高压共轨式喷油系统主要由高压泵、燃油滤清器、燃油泵、高压喷油器、高压传感器、限压阀、油管等组成，如图3.1和图3.2所示BOSCH,公司的高压共轨式喷油系统组成,BOSCH公司的高压共轨式喷油系统组成,1高压泵结构,工作过程,初级输油泵把柴油输送到二级油泵后，经二级油泵进一步提高压力至7bar左右，然后进入燃油压力调节阀处，发动机电脑根据发动机运行工况通过PWM调制信号（占空比信号）对燃油压力调节器进行调节，当燃油压力调节阀内调节活塞向左移动时，二级油泵内的燃油通过燃油压力调节阀和进油阀进入泵腔，泵腔内的燃油受到压缩后顶开出油阀进入燃油共轨，共轨内的压力大小主要靠进入泵腔内的燃油多少，进入泵腔内的燃油越多，进入共轨腔内的燃油就越多，由于共轨体积不变，所以共轨内的压力随进入泵腔内的燃油多少而变化。

共轨腔内压力变化范围为150bar-1800bar2.齿轮泵,3喷油器,当电磁线圈无电流通过时，高压燃油经进油口进入喷油器的控制腔和下端喷油嘴针阀处，此时上下两处的燃油压强相同，而由于阀门调节杆上方有效截面积比针阀处有效截面积大，所以阀门调节杆受到合力方向向下，喷油器针阀紧压在针阀座上，喷油器停止喷油电磁阀式喷油器工作过程：,当发动机控制单元给电磁线圈供电时，衔铁上移，控制腔上端节流孔打开，控制腔压力变小，针阀控制杆受到合力方向向上，针阀控制杆向上运动，喷油器针阀开启，高压燃油喷入气缸，完成燃油喷射过程，喷射时间根据电控单元给电磁线圈的通电时间而定，通电时间越长，则针阀打开的时间越长，喷入气缸内的燃油就越多电磁阀式喷油器工作过程：,3.2泵管嘴喷油系统结构原理,AFB发动机的燃油系统组成简图,径向柱塞分配式喷油泵实物图,叶片泵,在径向柱塞分配式喷油泵内有叶片泵，叶片泵从油箱内抽取燃油并在径向柱塞分配式喷油泵内建立起压力叶片泵主要靠吸油腔和出油腔的体积变化实现泵油工作径向柱塞分配式喷油泵工作原理,1）吸油过程：如图所示，当电磁阀打开时，径向柱塞分配式喷油泵内的压力会将燃油压入压缩室内压缩过程：如图所示，燃油由两个活塞来压缩，活塞通过滚子由斜凸轮调整环来驱动，驱动力来自传动轴。

3）分配过程：如图所示，电磁阀关闭时，燃油由分配轴和分配器体经回油节流阀和喷油嘴分配到各气缸径向柱塞分配式喷油泵喷油始点调节装置工作原理,工作原理：如图所示，随着转速的升高，喷油始点应“提前”喷油始点调节装置就是执行该任务的喷油始点调节装置的控制活塞通过弹簧力压在喷油始点调节活塞上，控制活塞的环形腔通过一个孔从喷油泵的内腔得到燃油压力，喷油始点阀确定控制活塞的环形腔内燃油压力的大小预热系统,1）预加热,打开点火开关后，若温度低于9，预热塞接通，同时预热时间指示灯亮起加热过程结束后，指示灯熄灭，此时发动机可以起动2）再加热,每次起动发动机后，不论是否已预加热，发动机都会继续加热，这可以降低燃烧噪音、改善怠速状况并减少废气排放再加热阶段最长可持续四分钟，当发动机转速高于4000转/分时，再加热过程被中断发动机管理系统,3.3泵喷嘴喷油系统结构原理,泵喷嘴喷油系统组成,2.泵喷嘴结构,3.工作过程,吸油过程,如图所示，当凸轮轴上的凸轮转到摇臂另一侧时，喷油器中的活塞在回位弹簧的作用下向上运动，高压控制腔内体积变大，压力变小，燃油从进油口吸入高压控制腔压缩过程,如图所示，当凸轮旋转到上面时，摇臂以摇臂轴为中心顺时针转动，喷油器内柱塞向下运动，高压控制腔产生高压燃油，但此时喷油器针阀并不开启，原因是高压控制腔内的高压燃油通过控制阀芯流向针阀的下端和针阀顶座，由于针阀上下所承受压力的有效面积不同，针阀受到的合力向下。

喷射过程,发动机控制单元采集当前的负荷、转速、水温等信号，计算出需要的喷油量，并控制喷油器动作控制方式是给喷油器中的压电元件通电，当压电元件有电压作用时，由于逆压电效应，压电元件会变形，变形量通过放大板作用到控制阀芯，如图3.31和图3.32所示如图3.33所示，控制阀芯向左运动，把高压腔通向针阀顶座的通道关闭，但高压腔内高压燃油仍与针阀下端相通，随着高压腔内压力的持续增大，针阀受到的合力方向向上，针阀开启喷油停油过程：,如图3.34所示，当发动机控制单元确认喷油量已经满足工况需求时，发动机控制单元将停止对喷油器中压电元件供电此时控制阀芯在回位弹簧的作用下向右移动，针阀上下端面受到相同燃油压强，但因作用面积不同，针阀受到的合力向下，喷油器停止喷油3.4柴油机辅助控制系统系统,1.带有旁通支路的废气涡轮增压器,如图3.36所示，发动机控制单元根据发动机的负荷信号、转速信号等确定目标压力，如需要增大压力，那么发动机控制单元控制废气涡轮增压器上的增压电磁阀断电，真空通道断路，机械控制阀向上移动，废气侧的旁通支路截面积变小，多数废气直接冲击废气侧叶轮，涡轮转速加快，增压压力增大；当发动机控制单元监测到增压压力偏高时，就会向增压控制电磁阀通电,机械控制阀向下移动，旁通空气道截面积增大，大量废气从旁通支路排走，涡轮转速降低，增压压力下降。

3.4.1柴油机废气涡轮增压器结构原理,2.可调叶片式废气涡轮增压器,3.4.2柴油机废气再循环系统,两阀控制,单阀控制,3.4.3柴油微粒过滤器,（1）再生,该功能是为了防止微粒过滤器被碳颗粒堵塞，因此微粒过滤器必须能够正常再生再生过程中，微粒过滤器上收集的碳颗粒被燃烧掉（氧化掉）微粒过滤器有以下再生步骤：被动再生；加热过程；主动再生；由客户执行的再生驱动；维修再生1）被动再生,被动再生时，发动机管理系统不进行干预，碳颗粒不断被燃烧掉这一过程首先会在发动机高负荷，废气温度为350至500时进行，例如快车道行驶时这种情况下，碳颗粒通过和氮氧化合物反应转化为二氧化碳和氮气2）加热过程,为尽快加热冷态氧化催化转化器和微粒过滤器至工作温度，发动机管理系统在主喷油过程后启动二次喷油过程二次喷油在缸内燃烧，升高了燃烧温度级别所释放出的热量通过废气流到达氧化催化转化器和微粒过滤器，将其加热一旦氧化催化转化器和微粒过滤器的工作温度已到达一段时间后，加热过程结束3）主动再生,大部分工况下废气温度太低，无法启动被动再生此时由于碳颗粒无法被动消除，会在过滤器中累积起来一旦过滤器中的碳颗粒含量到达一定程度，发动机管理系统介入主动再生，工作过程如图3.48所示。

碳颗粒在废气温度550致650时被燃烧，生成二氧化碳主动再生功能,通过发动机控制单元内的两个预设模型计算出微粒过滤器中的碳颗粒含量一个碳颗粒含量模型是基于驾驶员驾驶风格和废气温度传感器以及氧传感器信号另一个碳颗粒含量模型则是基于微粒过滤器的流体阻力通过废气压力传感器1，废气温度传感器和空气质量计的信号进行计算3.4.4柴油机预热装置,。