汽车柴油机排放控制系统课件.ppt

1、排放控制技术排放控制技术柴油发动机柴油发动机 在排气的成分里，包含有CO2（二氧化碳）、CO（一氧化碳）、HC（碳氢化合物）、NOx（氮氧化合物）、PM（Particulate Matter=微粒子状物质）/黑烟等等。CO2（二氧化碳）（二氧化碳） 进入本世纪后，由于以石油为代表的化石燃料的大量消费，以及作为吸收源的热带雨林的采伐，二氧化碳的产生量有了急剧的增加。同时，CO2带来了地球的温室效应，作为“温室效应气体”为世人所共知。燃料消费量少、比汽油发动机的CO2排放量少是柴油发动机的特点。CO（一氧化碳）、排放限制的对象（一氧化碳）、排放限制的对象 一般认为，来自汽车的排放量约占到90%，是

2、所有排气中最早受到限制的对象。CO会引起中毒。但是，因为柴油发动机与汽油发动机相比，在空气十分充足的状态下燃烧，所以CO的发生量也就非常少。HC（碳氢化合物）、排放限制的对象（碳氢化合物）、排放限制的对象 氢元素和碳元素构成的化合物总称。这也是形成光化学烟雾的因素，有些种类会对呼吸系统造成影响。 NOx（氮氧化合物）、排放限制的对象（氮氧化合物）、排放限制的对象 NO、NO2、N2O、N2O2等等化合物的总称。在高温下氮和氧结合后产生。越接近完全燃烧产生的量越多，所以必须降低燃烧温度。PM是柴油发动机排放的微粒子状物质的总称。主要由黑烟、被称为SOF（可溶有机成分）的燃烧残留下来的燃料及润滑油

3、的成分、被称为氧化硫的由柴油中的硫生成的成分等构成。PM（Particulate Matter=微粒子状物质）微粒子状物质）/黑烟、排放限制的对象黑烟、排放限制的对象 柴油发动机在汽车的内燃机当中热效率最高，燃料消费率较小。另一方面，因为汽油发动机比柴油发动机的热效率差，燃料消费率就高。因此，CO2的排放量也多。 由于柴油发动机是在相对于燃料而言，空气的量较充分的状态下燃烧的。汽油发动机的燃料和空气的比例大致相同，燃烧时会产生局部的氧分不足，使HC与CO的排放量增多。 柴油发动机是向汽缸内喷射燃料使燃料和空气混合的，容易产生混和状态的不均匀；同时，在扩散燃烧期和后燃烧期汽缸内的温度和压力很低。

4、燃烧状态恶化后，就会产生燃料的不完全燃烧。这时，就会产生PM和黑烟。另一方面，由于汽油发动机采用的是对混和良好的混和气点火的方式，产生不完全燃烧的燃烧过程少，排放量也可以控制在较少。 在历史建筑、森林、湖泊等遭受酸雨侵害日益严重的欧洲，对于整个地球的环境污染问题的关心度越来越高，环境保护的意识也广泛地深入人心。另外，对于地球的温室效应，以由此引起的海平面上升给国土带来极大影响的荷兰为代表，欧洲各国都有着很强的危机感。因此，对于地球温室化效应的主因CO2的关心程度，比日本还要高。这样，柴油车以CO2的排放量少，以及综合的优良环境性受到重新认识，引起了关注。 最新的柴油发动机由于经过了长期的研究开

5、发、以及以共轨式高压燃料喷射系统、EGR、DPF(柴油机颗粒捕捉器)系统为代表的，各种各样最尖端的净化技术的采用，与以前相比，排放量大大地减少了。1 1 柴油机燃油系统柴油机燃油系统（0.150.150.3MPa0.3MPa）（101020MPa20MPa以上）以上）燃燃 油油 供供 给给 装装 置置低压油路低压油路高压油路高压油路 油箱油箱油水分离器油水分离器柴油滤清器柴油滤清器输油泵输油泵高压油管高压油管 调速器调速器喷油器喷油器 低压油管低压油管喷油泵喷油泵柱塞式柱塞式分配式分配式油箱油箱油水分离器油水分离器输油泵输油泵燃油滤清器燃油滤清器喷油器喷油器喷油器喷油器油箱油箱燃油滤清器燃油滤

6、清器输油泵输油泵油箱油箱油水分离器油水分离器一级输油泵一级输油泵柴油滤清器柴油滤清器喷油器喷油器二级输油泵二级输油泵一、柴油机燃烧室的形状一、柴油机燃烧室的形状直喷式燃烧室直喷式燃烧室分隔式燃烧室分隔式燃烧室型型球型球型U U型型涡流式涡流式预燃式预燃式二、输油泵二、输油泵输油泵的作用是保证足够数量的柴油自燃油箱压送到输油泵的作用是保证足够数量的柴油自燃油箱压送到喷油泵，它不仅要克服管道及滤清器的阻力，同时还喷油泵，它不仅要克服管道及滤清器的阻力，同时还要保持一定的供油压力，其输油量应为全负荷最大喷要保持一定的供油压力，其输油量应为全负荷最大喷油量的油量的3 34 4倍。倍。活塞式活塞式叶片式

7、叶片式活活 塞塞 式式 输输 油油 泵泵输输油油泵泵实实物物活塞式输油泵结构原理活塞式输油泵结构原理叶片式输油泵叶片式输油泵叶片式输油泵结构原理叶片式输油泵结构原理偏心环偏心环柴油滤清器柴油滤清器油水分离器油水分离器三、喷油器三、喷油器 汽车柴油机广泛采用闭式喷油器。闭式喷油器的喷油嘴是汽车柴油机广泛采用闭式喷油器。闭式喷油器的喷油嘴是由由针阀和针阀体针阀和针阀体组成的一对精密偶件，其配合间隙仅为组成的一对精密偶件，其配合间隙仅为0.0020.0020.004mm0.004mm。为此，在精加工之后，尚需配对研磨，故在。为此，在精加工之后，尚需配对研磨，故在使用中不能互换。使用中不能互换。孔式喷

8、油器孔式喷油器轴针式喷油器轴针式喷油器根据喷油嘴结构形式的不同根据喷油嘴结构形式的不同喷喷 油油 器器 工工 作作 原原 理理1.1.孔式喷油器孔式喷油器 孔式喷油器用于直喷孔式喷油器用于直喷式燃烧室柴油机上。孔式燃烧室柴油机上。孔式喷油器的喷油嘴头部式喷油器的喷油嘴头部加工有加工有1 1个或多个喷孔，个或多个喷孔，有有1 1个喷孔的称单孔喷油个喷孔的称单孔喷油器，有两个喷孔的称双器，有两个喷孔的称双孔喷油器，有孔喷油器，有3 3个以上喷个以上喷孔的称多孔喷油器。一孔的称多孔喷油器。一般喷孔数目为般喷孔数目为1 17 7个。个。2.2.轴针式喷油器轴针式喷油器 在轴针式喷油器中，在轴针式喷油器

9、中，针阀密封锥面以下有一针阀密封锥面以下有一段轴针，它穿过针阀体段轴针，它穿过针阀体上的喷孔且稍突出于针上的喷孔且稍突出于针阀体之外，使喷孔呈圆阀体之外，使喷孔呈圆环形。因此，轴针式喷环形。因此，轴针式喷油器的喷注是空心的。油器的喷注是空心的。轴针可以制成圆柱形或轴针可以制成圆柱形或截锥形。圆柱形轴针其截锥形。圆柱形轴针其喷注的喷雾锥角较小，喷注的喷雾锥角较小，而截锥形轴针其喷注的而截锥形轴针其喷注的喷雾锥角较大。喷雾锥角较大。喷喷 油油 器器 的的 基基 本本 检检 查查四、喷油泵四、喷油泵 喷油泵的功用是按照柴油机的运行工况和气缸工作喷油泵的功用是按照柴油机的运行工况和气缸工作顺序，以一定

10、的规律，顺序，以一定的规律，定时定量地向喷油器定时定量地向喷油器输送高压输送高压燃油。多缸车用柴油机的喷油泵应满足下列要求：燃油。多缸车用柴油机的喷油泵应满足下列要求：1.1.各缸供油量相等。在标定工况下各缸供油量相差不各缸供油量相等。在标定工况下各缸供油量相差不超过超过3%3%4%4%。喷油泵的供油量应随柴油机工况的变化。喷油泵的供油量应随柴油机工况的变化而变化，为此喷油泵必须有供油量调节机构。而变化，为此喷油泵必须有供油量调节机构。2.2.各缸供油提前角相同，误差小于各缸供油提前角相同，误差小于0.50.51 1曲轴转曲轴转角。供油提前角也应随柴油机工况的变化而变化，为角。供油提前角也应随

11、柴油机工况的变化而变化，为此应装置喷油提前器。此应装置喷油提前器。3.3.各缸供油持续角一致。各缸供油持续角一致。4.4.能迅速停止供油，以防止喷油器发生滴漏现象。能迅速停止供油，以防止喷油器发生滴漏现象。喷油泵种类很多，在汽车柴油机上得到广泛应用的有喷油泵种类很多，在汽车柴油机上得到广泛应用的有直列柱塞式喷油泵和转子分配式喷油泵。此外，还有直列柱塞式喷油泵和转子分配式喷油泵。此外，还有单体泵喷油器等。单体泵喷油器等。1.1.柱塞式喷油泵的结构柱塞式喷油泵的结构 泵油机构泵油机构供油量调节机构供油量调节机构驱动机构驱动机构喷油提前器喷油提前器柱柱 塞塞 式式 喷喷 油油 泵泵 结结 构构 喷喷

12、 油油 泵泵 的的 泵泵 油油 机机 构构柱柱 塞塞 偶偶 件件出出 油油 阀阀 偶偶 件件喷油泵的泵油机构工作原理喷油泵的泵油机构工作原理喷油泵的驱动机构喷油泵的驱动机构喷喷 油油 提提 前前 器器柱柱 塞塞 式式 喷喷 油油 泵泵 零零 件件 图图柱柱 塞塞 式式 喷喷 油油 泵泵 实实 物物输油泵驱动齿轮喷油提前器凸轮盘柱塞出油阀断油阀调速器杠杆回油口驱动轴调速手柄2.VE2.VE泵结构和工作原理泵结构和工作原理 滑片式输油泵滑片式输油泵泵油机构泵油机构断油电磁阀断油电磁阀喷油提前器喷油提前器泵体和泵盖泵体和泵盖分分 配配 式式 喷喷 油油 泵泵 泵泵 油油 机机 构构 的的 位位 置置

13、 泵泵 油油 机机 构构 泵泵 油油 机机 构构 压力平衡槽电磁式断油阀电磁式断油阀 起动时，将起动开关旋至起动时，将起动开关旋至STST位置，这时来自蓄电池的电流直接流过电磁线位置，这时来自蓄电池的电流直接流过电磁线圈，产生的电磁力压缩回位弹簧，将阀门吸起，进油孔开启。柴油机起动之后，圈，产生的电磁力压缩回位弹簧，将阀门吸起，进油孔开启。柴油机起动之后，将起动开关旋至将起动开关旋至ONON位置，这时电流经电阻流过电磁线圈，电流减小，但由于有位置，这时电流经电阻流过电磁线圈，电流减小，但由于有油压的作用，阀门仍然保持开启。当柴油机停机时，将起动开关旋至油压的作用，阀门仍然保持开启。当柴油机停机

14、时，将起动开关旋至OFFOFF位置，位置，这时电路断开，阀门在复位弹簧的作用下关闭，从而切断油路，停止供油。这时电路断开，阀门在复位弹簧的作用下关闭，从而切断油路，停止供油。 液压式喷油提前器液压式喷油提前器 当柴油机在某一转速下稳定运转时，作用在活塞当柴油机在某一转速下稳定运转时，作用在活塞左、右端的力相等，活塞处于某一平衡位置。若柴左、右端的力相等，活塞处于某一平衡位置。若柴油机转速升高，二级滑片式输油泵的出口压力增大，油机转速升高，二级滑片式输油泵的出口压力增大，作用于活塞右端的力随之增加，推动活塞向左移动，作用于活塞右端的力随之增加，推动活塞向左移动，并通过连接销和传力销带动滚轮架绕其

15、轴线转动一并通过连接销和传力销带动滚轮架绕其轴线转动一定的角度，直至活塞两端的力重新达到平衡为止。定的角度，直至活塞两端的力重新达到平衡为止。滚轮架的转动方向与平面凸轮盘的旋转方向正好相滚轮架的转动方向与平面凸轮盘的旋转方向正好相反，使平面凸轮提前一定角度与滚轮接触，供油相反，使平面凸轮提前一定角度与滚轮接触，供油相应提前，即供油提前角增大。应提前，即供油提前角增大。 调速器调速器 调速器是一种自动调节装置，它根据柴油机负荷的变调速器是一种自动调节装置，它根据柴油机负荷的变化，自动增减喷油泵的供油量，使柴油机能够以稳定的化，自动增减喷油泵的供油量，使柴油机能够以稳定的转速运行。转速运行。 由于

16、柴油机的负荷经常变化，当负荷突然减小时若不由于柴油机的负荷经常变化，当负荷突然减小时若不及时减少喷油泵的供油量，则柴油机的转速将迅速增高及时减少喷油泵的供油量，则柴油机的转速将迅速增高甚至超出柴油机设计所允许的最高转速，这种现象称甚至超出柴油机设计所允许的最高转速，这种现象称“超速超速”或或“飞车飞车”。当负荷骤然增大时，若不及时增。当负荷骤然增大时，若不及时增加喷油泵的供油量，则柴油机的转速将急速下降直至熄加喷油泵的供油量，则柴油机的转速将急速下降直至熄火。火。转转 速速 感感 应应 元元 件件 飞飞 锤锤 在飞锤支架上装有在飞锤支架上装有4 4个飞锤，飞锤通过止推片推动调速套筒移动。个飞锤

17、，飞锤通过止推片推动调速套筒移动。 传传 动动 齿齿 轮轮调调速速器器杠杠杆杆系系统统M M球头销球头销导导杆杆张力张力杠杆杠杆起动起动杠杆杠杆N N全程式调速器的基本调速原理是，由于调速器传动轴旋转所产生的全程式调速器的基本调速原理是，由于调速器传动轴旋转所产生的飞锤离心力与调速弹簧力相互作用，如果两者不平衡，调速套筒便飞锤离心力与调速弹簧力相互作用，如果两者不平衡，调速套筒便会移动。调速套筒的移动通过调速器的杠杆系统使供油量调节套筒会移动。调速套筒的移动通过调速器的杠杆系统使供油量调节套筒的位置发生变化，从而增减供油量，以适应柴油机运行工况变化的的位置发生变化，从而增减供油量，以适应柴油机

18、运行工况变化的需要。需要。 调速套筒调速弹簧高速限位螺钉高速限位螺钉张力杠杆张力杠杆N起动前，将调速手柄推靠起动前，将调速手柄推靠在最高速限止螺钉上。这在最高速限止螺钉上。这时调速弹簧被拉伸，弹簧时调速弹簧被拉伸，弹簧的张力拉动张力杠杆绕销的张力拉动张力杠杆绕销轴轴N N点向左摆动，并通过起点向左摆动，并通过起动弹簧使起动杠杆压向调动弹簧使起动杠杆压向调速套筒，从而使静止的飞速套筒，从而使静止的飞锤处于完全闭合的状态。锤处于完全闭合的状态。与此同时，起动杠杆下端与此同时，起动杠杆下端的球头销将供油量调节套的球头销将供油量调节套筒向右拨到起动加浓供油筒向右拨到起动加浓供油位置位置C C，供油量最

19、大。，供油量最大。起动弹簧起动弹簧起动杠杆起动杠杆调节套筒调节套筒起动后，飞锤的离起动后，飞锤的离心力克服作用在起心力克服作用在起动杠杆上的起动弹动杠杆上的起动弹簧的弹力，使起动簧的弹力，使起动杠杆绕销轴杠杆绕销轴N N点向右点向右摆动，直到抵靠在摆动，直到抵靠在张力杠杆的挡销上。张力杠杆的挡销上。此时，起动杠杆下此时，起动杠杆下端的球头销向左拨端的球头销向左拨动供油量调节套筒，动供油量调节套筒，供油量自动减少供油量自动减少 。高速限位螺钉高速限位螺钉张力杠杆张力杠杆N起动弹簧起动弹簧起动杠杆起动杠杆调节套筒调节套筒柴油机起动后，将调速手柴油机起动后，将调速手柄移至怠速调节螺钉上。柄移至怠速调

20、节螺钉上。在这个位置，调速弹簧的在这个位置，调速弹簧的张力几乎为零，即使调速张力几乎为零，即使调速器传动轴的转速很低，飞器传动轴的转速很低，飞锤也会向外张开，推动调锤也会向外张开，推动调速套筒，使起动杠杆和张速套筒，使起动杠杆和张力杠杆绕销轴力杠杆绕销轴N N点向右摆点向右摆动，并使怠速弹簧受到压动，并使怠速弹簧受到压缩。这时，飞锤离心力对缩。这时，飞锤离心力对调速套筒的作用力与怠速调速套筒的作用力与怠速弹簧及起动弹簧对调速套弹簧及起动弹簧对调速套筒的作用力平衡，供油量筒的作用力平衡，供油量调节套筒处于怠速供油位调节套筒处于怠速供油位置置D D，柴油机在怠速下运，柴油机在怠速下运转。转。怠速调

21、整螺钉怠速调整螺钉怠速弹簧怠速弹簧 柴油机在高于怠速而又低于最高转速的任何中间转速工作时，柴油机在高于怠速而又低于最高转速的任何中间转速工作时，则需将调速手柄置于怠速调节螺钉与最高速限止螺钉之间某一则需将调速手柄置于怠速调节螺钉与最高速限止螺钉之间某一位置。这时，调速弹簧被拉伸，同时拉动张力杠杆和起动杠杆位置。这时，调速弹簧被拉伸，同时拉动张力杠杆和起动杠杆绕销轴绕销轴N N向左摆动，而起动杠杆下端的球头销则向右拨动供油量向左摆动，而起动杠杆下端的球头销则向右拨动供油量调节套筒，使供油量增加，柴油机由怠速转入中速状态。调节套筒，使供油量增加，柴油机由怠速转入中速状态。 转速升高，飞锤离心力增大

22、。当其转速升高，飞锤离心力增大。当其向右作用于调速套筒上的推向右作用于调速套筒上的推力与调速弹簧向左作用于张力杠杆和起动杠杆上的拉力平衡时力与调速弹簧向左作用于张力杠杆和起动杠杆上的拉力平衡时，供油量调节套筒便稳定在某一中等供油量位置，柴油机也就在供油量调节套筒便稳定在某一中等供油量位置，柴油机也就在某一中间转速稳定运转。当把调速手柄置于最高速限止螺钉上某一中间转速稳定运转。当把调速手柄置于最高速限止螺钉上时，调速弹簧的张力达到最大，供油量调节套筒也相应地移至时，调速弹簧的张力达到最大，供油量调节套筒也相应地移至最大供油量位置，柴油机将在最高转速或标定转速下工作。最大供油量位置，柴油机将在最高

23、转速或标定转速下工作。 2 2 电控柴油机的概述电控柴油机的概述一、电控柴油车的发展的必要性一、电控柴油车的发展的必要性 现代先进的柴油机一般采用电控喷射、共轨、涡轮增压现代先进的柴油机一般采用电控喷射、共轨、涡轮增压中冷等技术，在重量降低、噪音与烟度控制等方面已经取中冷等技术，在重量降低、噪音与烟度控制等方面已经取得了重大突破，达到了汽油机的水平，而且尾气中得了重大突破，达到了汽油机的水平，而且尾气中HCHC、COCO和和 COCO2 2含量低于汽油机和天然气发动机。新型柴油机的微含量低于汽油机和天然气发动机。新型柴油机的微粒排放减少了粒排放减少了9090，一般为，一般为1616至至2121

24、，而汽油机只有，而汽油机只有7 7至至1010。柴油机的热效率远远大于汽油机，同时油耗要比汽油机低柴油机的热效率远远大于汽油机，同时油耗要比汽油机低2020左右，左右，COCO2 2排放与汽油机相比也低得多。排放与汽油机相比也低得多。近近1010年来，柴年来，柴油发动机已经在机动车排放法规实施最严格的欧洲、美国油发动机已经在机动车排放法规实施最严格的欧洲、美国取得了很大成功。不仅如此，国外轿车用柴油机也日益普取得了很大成功。不仅如此，国外轿车用柴油机也日益普遍，奔驰、宝马、大众、雷诺、沃尔沃等欧洲名牌车都有遍，奔驰、宝马、大众、雷诺、沃尔沃等欧洲名牌车都有柴油发动机的车型。柴油发动机的车型。

25、二、电控柴油机的主要特点二、电控柴油机的主要特点1.1.改善柴油机的经济性和降低排放改善柴油机的经济性和降低排放（1 1）节能优势）节能优势 柴油机的高能量获得率，使得柴油机轿车油耗比汽油车柴油机的高能量获得率，使得柴油机轿车油耗比汽油车低，与同等排量的汽油车相比，能够低，与同等排量的汽油车相比，能够节油节油3030。（2 2）经济优势）经济优势 柴油机轿车具有优异的节油特性，行驶柴油机轿车具有优异的节油特性，行驶成本成本远远低于汽远远低于汽油轿车。油轿车。（3 3）环保优势）环保优势 柴油机轿车的二氧化碳的排放量比汽油机轿车低柴油机轿车的二氧化碳的排放量比汽油机轿车低30304545，环境效

26、益十分显著。柴油轿车的一氧化碳和碳环境效益十分显著。柴油轿车的一氧化碳和碳氢化合物的排放也大大低于汽油机。而达到欧氢化合物的排放也大大低于汽油机。而达到欧标准的标准的柴油轿车，其排放的微粒和氮氧化合物已经与汽油车相柴油轿车，其排放的微粒和氮氧化合物已经与汽油车相差无几。差无几。2.2.发动机的工作可靠性好发动机的工作可靠性好 柴油机发动机的燃料是直接喷入燃烧室内压燃着火的，柴油机发动机的燃料是直接喷入燃烧室内压燃着火的，不会产生不会产生早燃、爆燃早燃、爆燃等不正常的燃烧。独特的燃烧室设计等不正常的燃烧。独特的燃烧室设计使得十分容易实现使得十分容易实现分层燃烧和稀薄燃烧分层燃烧和稀薄燃烧。3.3

27、.控制快控制快 控制系统从接受到一个信息开始，到处理完毕并输出控控制系统从接受到一个信息开始，到处理完毕并输出控制信号所需的时间一般为制信号所需的时间一般为毫秒毫秒级。级。4.4.控制精度高控制精度高 计算机计算机控制系统的控制精度，远高于机械控制的原因控制系统的控制精度，远高于机械控制的原因是对输入、输出信号实现了是对输入、输出信号实现了数字化数字化传输。传输。（1 1）输入信号的高保真）输入信号的高保真（2 2）控制器内部的数据处理或传输）控制器内部的数据处理或传输（3 3）高分辨率的输出信号）高分辨率的输出信号5.5.控制策略灵活控制策略灵活 计算机电子控制系统能方便的与各种不同用途的柴

28、油机计算机电子控制系统能方便的与各种不同用途的柴油机匹配，需要改变的仅仅是匹配，需要改变的仅仅是EPROMEPROM中的软件程序，基本上不中的软件程序，基本上不涉及硬件系统。涉及硬件系统。6.6.电子控制电子控制 柴油机电子控制技术与汽油机电子控制技术有许多相似柴油机电子控制技术与汽油机电子控制技术有许多相似之处，整个系统都是由传感器、电控单元及执行器组成。之处，整个系统都是由传感器、电控单元及执行器组成。（1 1）关键技术和技术难点主要集中在执行器上。）关键技术和技术难点主要集中在执行器上。（2 2）柴油电控喷射系统的多样化。）柴油电控喷射系统的多样化。（3 3）柴油机燃油喷射具有高压、高频

29、、脉动等特点。）柴油机燃油喷射具有高压、高频、脉动等特点。 喷射压力喷射压力6060150Mpa150Mpa，甚至，甚至200Mpa200Mpa。三、电控柴油机的分类三、电控柴油机的分类 从从2020世纪世纪7070年代开始，世界上许多技术发达国家就年代开始，世界上许多技术发达国家就已竞相开发柴油机电子控制技术已竞相开发柴油机电子控制技术. .到目前为止到目前为止, ,已经经已经经历了五代。历了五代。电控直列式喷油泵电控直列式喷油泵电控单体泵系统电控单体泵系统电控分配泵电控分配泵电控泵喷嘴系统电控泵喷嘴系统电控共轨燃油系统电控共轨燃油系统1.1.电控直列式喷油泵电控直列式喷油泵 电控直列式喷油

30、泵是在直列泵基础上发展起来的电子控制燃油电控直列式喷油泵是在直列泵基础上发展起来的电子控制燃油喷射装置喷射装置, ,它具有喷油量与喷油定时控制功能或只具备其中一种它具有喷油量与喷油定时控制功能或只具备其中一种功能功能, ,有些控制系统还具有喷油压力和喷油速率等控制功能有些控制系统还具有喷油压力和喷油速率等控制功能. . 电控直列泵的喷油量控制装置为电控调速器电控直列泵的喷油量控制装置为电控调速器. .电控调速器使喷油电控调速器使喷油量随转速变化的控制易于实现量随转速变化的控制易于实现, ,而且其响应速度比机械式调速器而且其响应速度比机械式调速器快得多快得多. .2.2.电控单体泵系统电控单体泵

31、系统德国德国BoschBosch公司的电控单体泵公司的电控单体泵(EUP)(EUP)系统系统, ,采用较短的高压油管采用较短的高压油管, ,可可实现较高的喷油压力实现较高的喷油压力, ,最高喷油压力可达最高喷油压力可达160MPa,160MPa,该系统采用高速该系统采用高速电磁阀控制喷油定时及喷油量电磁阀控制喷油定时及喷油量. .3.3.电控分配泵电控分配泵柴油机电控分配泵的喷油量及喷油定时的控制一般采用高速电磁柴油机电控分配泵的喷油量及喷油定时的控制一般采用高速电磁阀阀, ,电磁阀的闭合时刻对应着喷油定时电磁阀的闭合时刻对应着喷油定时, ,电磁阀从闭合到开启的时电磁阀从闭合到开启的时间确定了

32、喷油量间确定了喷油量. .如日本丰田公司的如日本丰田公司的ECD-2ECD-2型电控型电控VE VE 泵泵. .4.4.电控泵喷嘴系统电控泵喷嘴系统 泵喷嘴就是喷油泵与控制单元和喷嘴组合在一起泵喷嘴就是喷油泵与控制单元和喷嘴组合在一起, ,既高压油管既高压油管长度为零的燃油系统长度为零的燃油系统. .它安装在缸盖上它安装在缸盖上, ,每个缸都有一个每个缸都有一个, ,由于无由于无高压油管高压油管, ,所以高压系的死容积可以最大限度地减小所以高压系的死容积可以最大限度地减小, ,这对高压化这对高压化非常有利非常有利. .关于喷油量的控制关于喷油量的控制, ,则是由电磁阀控制喷油的开始和终则是由电

33、磁阀控制喷油的开始和终了了, ,使喷油泵腔和低压系统接通或切断进行控制的使喷油泵腔和低压系统接通或切断进行控制的. .如宝来轿车如宝来轿车TDITDI系统系统. .5.5.电控共轨燃油系统电控共轨燃油系统 共轨式电控喷射系统改变了传统的柱塞泵脉动供油的原理，共轨式电控喷射系统改变了传统的柱塞泵脉动供油的原理，通过油锤响应、液力增压、共轨蓄压或者高压共轨等形式形成通过油锤响应、液力增压、共轨蓄压或者高压共轨等形式形成高压。采用压力时间式燃油计量原理，通过电磁阀的控制喷射高压。采用压力时间式燃油计量原理，通过电磁阀的控制喷射过程，可以实现对喷射油量和喷射定时的灵活控制。过程，可以实现对喷射油量和喷

34、射定时的灵活控制。 2 2 电控柴油机系统的实例电控柴油机系统的实例一、日本电装公司的电控分配泵一、日本电装公司的电控分配泵ECD-VECD-V系列系列 日本电装公司于日本电装公司于19771977年引进德国博世公司年引进德国博世公司VEVE分配泵技术。分配泵技术。8080年代初期开始研制电控分配泵，技术迅速发展升级，形成了一年代初期开始研制电控分配泵，技术迅速发展升级，形成了一个完整的电控分配泵产品系列。个完整的电控分配泵产品系列。19821982年开始将第一代分配泵年开始将第一代分配泵ECD-V1ECD-V1投放市场，随后在投放市场，随后在ECD-V1ECD-V1的基础上，陆续推出了的基础

35、上，陆续推出了ECD-V3ECD-V3、ECD-V4ECD-V4和和ECD-V5ECD-V5。二、二、ECD-V1ECD-V1系列的控制功能及组成系列的控制功能及组成 ECD -V1ECD -V1型电控柴油喷射系统是位置控制型电控柴油喷射系型电控柴油喷射系统是位置控制型电控柴油喷射系统，用于日本丰田增压轿车柴油机上。统，用于日本丰田增压轿车柴油机上。ECD-V1ECD-V1系统中的喷油泵系统中的喷油泵为为VEVE型分配泵，为适应电控的需要而进行了改造。型分配泵，为适应电控的需要而进行了改造。取消了机械取消了机械调速器，代之以供油量控制电磁阀，通过杠杆来改变供油量调调速器，代之以供油量控制电磁阀

36、，通过杠杆来改变供油量调节套筒的位置，以实现喷油量的控制。节套筒的位置，以实现喷油量的控制。同时，还通过供油量调同时，还通过供油量调节套筒位置传感器的反馈信号，实现闭环控制。节套筒位置传感器的反馈信号，实现闭环控制。 ECD-VIECD-VI系统系统保留了保留了VEVE型分配泵的液压式喷油提前器，增设一个型分配泵的液压式喷油提前器，增设一个定时器定时器控制控制阀，以实行喷油定时的电子控制。阀，以实行喷油定时的电子控制。 供油量调节套筒位置传感器供油量控制电磁阀转速传感器定时器位置传感器油量调节套筒定时器控制阀加速踏扳位置传感器进气管压力传感器冷却液温度进气温度三、供油量的控制三、供油量的控制

37、在在ECD-V1ECD-V1系统中，电控单元系统中，电控单元(ECU)(ECU)根据根据加速踏板位置传感器加速踏板位置传感器和柴油机转速传感器的输入信号，首先算出基本供油量。然后和柴油机转速传感器的输入信号，首先算出基本供油量。然后根据来自冷却液温度、进气温度和进气管压力等传感器的信号根据来自冷却液温度、进气温度和进气管压力等传感器的信号以及起动机信号，对基本供油量进行修正。再按供油量调节套以及起动机信号，对基本供油量进行修正。再按供油量调节套筒位置传感器信号进行反馈修正之后，确定最佳供油量。筒位置传感器信号进行反馈修正之后，确定最佳供油量。因此，因此，不论汽车是低温起动、加速，或是在高原行驶

38、，不论汽车是低温起动、加速，或是在高原行驶，ECD-V1ECD-V1系统都系统都能精确地确定适应柴油机运转的最佳供油量。能精确地确定适应柴油机运转的最佳供油量。 电控单元把计算和修正的最后结果作为控制信号传输给供油电控单元把计算和修正的最后结果作为控制信号传输给供油量控制电磁阀的电磁线圈产生电磁力，吸引可动铁心。控制信量控制电磁阀的电磁线圈产生电磁力，吸引可动铁心。控制信号的电流越大，磁场就越强，可动铁心向左的移动量越大，通号的电流越大，磁场就越强，可动铁心向左的移动量越大，通过杠杆将供油量调节套筒向右推移的越多，供油量也就越多。过杠杆将供油量调节套筒向右推移的越多，供油量也就越多。 供油量控

39、制电磁阀及供油量调节套筒位置传感器供油量控制电磁阀及供油量调节套筒位置传感器 四、四、怠速转速的控制怠速转速的控制 电控单元根据加速踏板位置传感器、车速传感器等电控单元根据加速踏板位置传感器、车速传感器等的输入信号以及起动机信号，决定何时开始怠速控制，的输入信号以及起动机信号，决定何时开始怠速控制，并根据冷却液温度传感器、空调及空档开关等信号，并根据冷却液温度传感器、空调及空档开关等信号，计算出设定的怠速转速及相应的供油量。为了使设定计算出设定的怠速转速及相应的供油量。为了使设定的怠速转速保持稳定，还需根据柴油机转速的反馈信的怠速转速保持稳定，还需根据柴油机转速的反馈信号，不断对供油量进行修正

40、。号，不断对供油量进行修正。五、供油定时的控制五、供油定时的控制 电控单元首先根据电控单元首先根据柴油机转速和加速踏板位置柴油机转速和加速踏板位置等传感器的等传感器的输入信号，初步确定一个供油时刻，然后根据输入信号，初步确定一个供油时刻，然后根据进气管压力、冷进气管压力、冷却液温度等传感器的信号和起动机信号却液温度等传感器的信号和起动机信号再进行修正。电控单元再进行修正。电控单元根据最后确定的供油时刻，向供油定时控制阀的线圈通电，可根据最后确定的供油时刻，向供油定时控制阀的线圈通电，可动铁心被电磁力吸引，压缩弹簧向右移动，打开喷油提前器由动铁心被电磁力吸引，压缩弹簧向右移动，打开喷油提前器由高

41、压腔通往低压腔的油路，使喷油提前器活塞两侧的压差缩小，高压腔通往低压腔的油路，使喷油提前器活塞两侧的压差缩小，活塞向右移动，供油时刻推迟，即供油提前角减小。活塞向右移动，供油时刻推迟，即供油提前角减小。 供油定时控制阀是电磁阀，通过其线圈的电流是脉冲电流，供油定时控制阀是电磁阀，通过其线圈的电流是脉冲电流，电控单元通过改变脉冲电流的占空比，来改变由喷油提前器的电控单元通过改变脉冲电流的占空比，来改变由喷油提前器的高压腔到低压腔的流通截面积，以调整喷油提前器活塞两侧的高压腔到低压腔的流通截面积，以调整喷油提前器活塞两侧的压力差，使活塞产生不同的位移，达到控制供油时刻的目的。压力差，使活塞产生不同

42、的位移，达到控制供油时刻的目的。喷油提前器活塞位置传感器为非接触式电感传感器，其中的可喷油提前器活塞位置传感器为非接触式电感传感器，其中的可动铁心直接与喷油提前器活塞相连，并随活塞一起动作。当可动铁心直接与喷油提前器活塞相连，并随活塞一起动作。当可动铁心移动时，引起线圈电感的变化，借以检测活塞的位置。动铁心移动时，引起线圈电感的变化，借以检测活塞的位置。喷油提前器活塞位置信号回授给电控单元，以实行反馈控制。喷油提前器活塞位置信号回授给电控单元，以实行反馈控制。六、进气节流控制（六、进气节流控制（VSVVSV） 进气管的空气通路分为主、副两支，在两支通路进气管的空气通路分为主、副两支，在两支通路

43、上分别设有大直径的主节气门（与加速踏板联动）上分别设有大直径的主节气门（与加速踏板联动）和小直径的副节气门和小直径的副节气门 副节气门由副节气门由ECUECU控制，按全开、半开和全闭三种情控制，按全开、半开和全闭三种情况调节况调节 设置副节气门的目的，是为了在发动机暖机后怠设置副节气门的目的，是为了在发动机暖机后怠速运转时，减少进气量，降低发动机的爆发力，速运转时，减少进气量，降低发动机的爆发力，减少振动和噪声，并在发动机停止时切断进气减少振动和噪声，并在发动机停止时切断进气 用计算机控制两个电磁阀用计算机控制两个电磁阀VSV1VSV1和和VSV2VSV2的动作，使的动作，使A A、B B两室

44、与真空连通。当冷却液温度在两室与真空连通。当冷却液温度在6060度以下时，度以下时，副节气门全开；副节气门全开； 当水温在当水温在6060度以上时，副节气门半开，采用与发动度以上时，副节气门半开，采用与发动机联动的真空泵制取真空，并贮存在真空箱里机联动的真空泵制取真空，并贮存在真空箱里七、七、 电热塞控制系统电热塞控制系统电热塞控制集成在电热塞控制集成在EDCEDC电控单元中，控制分为两部分：电控单元中，控制分为两部分：预热和后热。预热和后热。 预热：由于直喷柴油机的启动性能好，预热只需在温预热：由于直喷柴油机的启动性能好，预热只需在温度低于度低于+9+9以下进行，冷却水温传感器为电控单元提供

45、以下进行，冷却水温传感器为电控单元提供准确的温度信号，驾驶员通过仪表盘上的预热报警灯了准确的温度信号，驾驶员通过仪表盘上的预热报警灯了解预热情况。解预热情况。 后热：发动机启动以后，就要进入后热阶段，后热可后热：发动机启动以后，就要进入后热阶段，后热可以减少发动机的噪音，改善怠速工况的发动机性能，并以减少发动机的噪音，改善怠速工况的发动机性能，并且降低碳氢排放。发动机转速达到且降低碳氢排放。发动机转速达到2500rpm2500rpm时后热阶段时后热阶段停止。停止。 自然吸气式柴油发动机自然吸气式柴油发动机SDISDIT-TURBO:涡轮增压D-DIRECT：直接I -INJECTION：喷射S

46、-SUCTION：吸气式D-DIRECT：直接I-INJECTION：喷射SDI和和TDI缸数: 4气门数/缸: 2排量: 1.896L冲程: 95.5mm缸径: 79.5mm压缩比: 19.5:1扭矩: 130NM/2200rpm功率: 48kW/4200rpm发动机管理系统: BOSCH柴油标号： 49点火顺序： 1-3-4-2废气再循环: 有三元催化转换: 有SDI SDI 发动机发动机技术指标技术指标JETTAJETTA轿车百公里油耗对比轿车百公里油耗对比: : SDI 2V-MPI5V90kM L/100kM6.56.94.3120kM L/100kM8.58.96.110.611.

47、05.4城市工况 L/100kM1 1.9 .9l l SDI SDI 发动机发动机 型燃烧室型燃烧室螺旋进气道空气涡流运动螺旋进气道空气涡流运动5 5孔喷油器孔喷油器stroke2stroke1针阀主喷射行程stroke2预喷射行程stroke1弹簧1弹簧2针阀总行程stroke=stroke1+stroke2G80针阀升程传感器针阀升程传感器 电磁线圈针阀针阀升程传感器是捷达柴油发动机系统中针阀升程传感器是捷达柴油发动机系统中重要的传感器之一，它与三缸喷油器合成重要的传感器之一，它与三缸喷油器合成一体。它采集喷油始点信号和喷油持续时一体。它采集喷油始点信号和喷油持续时间信号。其作用有三个：

48、间信号。其作用有三个：1. 1.作为调整柴油发动机正时活塞及喷油时作为调整柴油发动机正时活塞及喷油时刻的主要信号。刻的主要信号。2. 2.感知喷油持续时间。感知喷油持续时间。3. 3.可以作为判缸信号。可以作为判缸信号。针阀的移动使线圈的电压成线性增加。针阀的移动使线圈的电压成线性增加。滚轮凸轮盘分配转子出油阀总成高压泵叶片式输油泵 供油过程供油过程 泵油过程泵油过程 分配柱塞压缩室柱塞分配孔泵体至出油阀通道柱塞分配槽燃油切断电磁阀N109弹簧电磁铁供油孔压缩室停停机机断断油油示示意意图图正时活塞弹簧提前滞后滚轮传力销压力腔与输油泵吸入端相通供油提前角调节阀 N108供供油油提提前前角角自自动

49、动调调节节机机构构供油提前角调节阀 N108控制套筒位置传感器G149油量调节器N146调调速速机机构构发动机发动机EDC根据套筒位置传感器输送来的信号，确定喷油量。控根据套筒位置传感器输送来的信号，确定喷油量。控制油量调节器，使油量控制套筒向左或向右滑动，从而增加或减制油量调节器，使油量控制套筒向左或向右滑动，从而增加或减少喷油量。少喷油量。控制套筒位置传感器G149燃油温度传感器G81控制套筒的位移变化使线圈的电压成线性增加。控制套筒的位移变化使线圈的电压成线性增加。怠速 负荷发动机管理系统示意图发动机管理系统示意图柴油喷射系统控制单元J248自诊断故障报警灯K83预热报警灯K29空气流量

50、计G70进气压力传感器G71和进器温度传感器G72EGR阀N18发动机转速传感器G28冷却液温度传感器G62预热塞Q6预热塞继电器J52油量调节器N146 供油提前角调节阀 N108控制套筒位置传感器G149 燃油温度传感器G81预热塞继电器J52自诊断接口CAN bus 数据总线针阀升程传感器G80加速踏板位置传感器G79空气流量计G70废气增压器进气翻板转换阀EGR电磁阀喷油泵凸轮轴传感器发动机转速传感器EDC进器温度传感器EGR阀12.预热塞继电器J5214.冷却液温度传感器G6213.控制套筒位置传感器G149 燃油温度传感器G81加速踏板位置传感器G7902.预热报警灯K2903.自