1、第四章第四章 柴油机电控燃油喷射系统柴油机电控燃油喷射系统2022-7-22施雯1教学目的与要求1.了解柴油机电子控制燃油喷射系统的发展过程及发展趋势2.能够区别柴油机电控燃油喷射系统的类型并说明其组成。3.能够说明不同电控系统中供油量和供油正时的控制方法。4.能够说明柴油机电控燃油喷射系统主要传感器和附件的功用及结构原理。5.能够正确检测柴油机电控燃油喷射系统的主要元件，并确定维修措施。教学重点柴油机的位置控制、时间控制、时间-压力控制、共轨控制的控制原理及各控制方面的区别，柴油机电控燃油喷射系统主要传感器和附件的功用、结构原理及检修。难点柴油机的位置控制、时间控制、时间-压力控制、共轨控制
2、的控制原理及各控制方面的区别，柴油机电控燃油喷射系统主要传感器和附件的功用、结构原理及检修。第四章第四章 柴油机电控燃油喷射系统柴油机电控燃油喷射系统2022-7-22施雯2一、柴油机电控燃油喷射系统概述一、柴油机电控燃油喷射系统概述二、直列柱塞泵电控燃油喷射系统二、直列柱塞泵电控燃油喷射系统三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统四、径向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统四、径向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统五、泵喷嘴电控燃油喷射系统五、泵喷嘴电控燃油喷射系统六、单体泵电控燃油喷射系统六、单体泵电控燃油喷射系统七、共轨式电控燃油喷射系统七、共轨式电控燃油喷射系统八、柴
3、油机电控燃油喷射系统传感器八、柴油机电控燃油喷射系统传感器九、柴油机电控燃油喷射系统主要附件九、柴油机电控燃油喷射系统主要附件十、柴油机电控燃油喷射系统主要元件的检修十、柴油机电控燃油喷射系统主要元件的检修第四章第四章 柴油机电控燃油喷射系统柴油机电控燃油喷射系统2022-7-22施雯3w能源危机和生态环境污染问题是全世界人们关注的焦点。能源危机和生态环境污染问题是全世界人们关注的焦点。随着汽车和动力机械的保有量迅速增加，汽车排放的有害随着汽车和动力机械的保有量迅速增加，汽车排放的有害气体和微粒已超过工业污染物的排放量而成为一大公害，气体和微粒已超过工业污染物的排放量而成为一大公害，人们对这两
4、个问题越来越重视，各国都相继制定了越来越人们对这两个问题越来越重视，各国都相继制定了越来越严格的汽车排放规定。严格的汽车排放规定。w1973年的石油危机，使人们更深刻认识到了自然资源的有年的石油危机，使人们更深刻认识到了自然资源的有限性和合理利用的必要性。同时，随着社会的发展，人们限性和合理利用的必要性。同时，随着社会的发展，人们对汽车的经济性和舒适性要求也越来越高。迫于各方面的对汽车的经济性和舒适性要求也越来越高。迫于各方面的压力，人们开始寻找新的途径来解决排放和油耗问题。其压力，人们开始寻找新的途径来解决排放和油耗问题。其中中排气净化排气净化和和节能节能是决定汽车能否继续生存发展的两大课是
5、决定汽车能否继续生存发展的两大课题。这样内燃机的电子控制技术就蓬勃发展起来。题。这样内燃机的电子控制技术就蓬勃发展起来。w和汽油机电控技术一样，柴油机电控技术也是在解决能源和汽油机电控技术一样，柴油机电控技术也是在解决能源危机和排放污染两大难题的背景下，在飞速发展的电子控危机和排放污染两大难题的背景下，在飞速发展的电子控制技术平台上发展起来的。制技术平台上发展起来的。第四章第四章 柴油机电控燃油喷射系统柴油机电控燃油喷射系统2022-7-22施雯4w首先发展起来的是汽油机的电控技术。到目前为止，主要首先发展起来的是汽油机的电控技术。到目前为止，主要轿车生产国的汽油机已经全部实现了电子控制。而柴
6、油机轿车生产国的汽油机已经全部实现了电子控制。而柴油机则可以通过改进燃烧系统和增压中冷等技术措施来改善排则可以通过改进燃烧系统和增压中冷等技术措施来改善排放、降低油耗、提高功率。放、降低油耗、提高功率。传统的柴油机传统的柴油机是采用是采用机械控制机械控制系统来控制柴油机的系统来控制柴油机的喷油正时喷油正时和和喷油量喷油量，也具有优越的控，也具有优越的控制性能。另一方面由于研制快速、大功率、高性能的电控制性能。另一方面由于研制快速、大功率、高性能的电控执行器技术要求高，难度大。所以柴油机电控技术的发展执行器技术要求高，难度大。所以柴油机电控技术的发展要晚于汽油机。要晚于汽油机。w20世纪世纪80
7、年代以来，微电子技术的迅速发展及其在汽油机年代以来，微电子技术的迅速发展及其在汽油机电控方面的成功应用，解决了柴油机电控技术的瓶颈，使电控方面的成功应用，解决了柴油机电控技术的瓶颈，使得柴油机电控技术也能够发展起来。采用电控技术可以改得柴油机电控技术也能够发展起来。采用电控技术可以改善驾驶性能，降低噪声和振动，提供舒适、易操作的行驶善驾驶性能，降低噪声和振动，提供舒适、易操作的行驶控制功能；可以借助于故障显示和自诊断功能改善车辆的控制功能；可以借助于故障显示和自诊断功能改善车辆的安全性和维护保养的方便性；可以改善冷起动、稳定怠速安全性和维护保养的方便性；可以改善冷起动、稳定怠速和良好的加速等性
8、能，从而推动和加速了柴油机电控的发和良好的加速等性能，从而推动和加速了柴油机电控的发展。展。第四章第四章 柴油机电控燃油喷射系统柴油机电控燃油喷射系统2022-7-22施雯51.柴油机电控技术的发展历程柴油机电控技术的发展历程w柴油机的电子控制技术大致可分为柴油机的电子控制技术大致可分为3个阶段：个阶段：w20世纪世纪70年代的初始研发阶段，此时电控主要用于发电机组用柴油年代的初始研发阶段，此时电控主要用于发电机组用柴油机。机。w20世纪世纪80年代的实用阶段，发展了多种位置控制式和时间控制式电年代的实用阶段，发展了多种位置控制式和时间控制式电喷系统，形成了现代汽车柴油机电控系统喷系统，形成了
9、现代汽车柴油机电控系统。w20世纪世纪90年代为成熟阶段，功能更为强大的电喷系统可以控制喷油年代为成熟阶段，功能更为强大的电喷系统可以控制喷油量、喷油正时、喷油压力以及喷油率。从控制喷油量的方式来看，量、喷油正时、喷油压力以及喷油率。从控制喷油量的方式来看，首先研制出来的是位置控制式，随后是时间控制式，现在已经进入首先研制出来的是位置控制式，随后是时间控制式，现在已经进入了研究得最多的是压力时间控制式。电控技术在柴油机上应用日益了研究得最多的是压力时间控制式。电控技术在柴油机上应用日益增多，控制精度不断提高，控制功能不断扩大，提高了柴油机的竞增多，控制精度不断提高，控制功能不断扩大，提高了柴油
10、机的竞争力。争力。a20002000年欧洲轿车的柴油化率达到年欧洲轿车的柴油化率达到27%27%，到，到20052005年增加到年增加到30%30%。a20032003年西欧柴油轿车产量达到年西欧柴油轿车产量达到400400万辆。万辆。a一向对发展柴油轿车保持低姿态的美国，一向对发展柴油轿车保持低姿态的美国，20002000年也有年也有10%10%的轿车装用了的轿车装用了柴油机。柴油机。第四章第四章 柴油机电控燃油喷射系统柴油机电控燃油喷射系统2022-7-22施雯6w提高柴油机动力性，实现低污染、低油耗的中心提高柴油机动力性，实现低污染、低油耗的中心任务就是任务就是改善柴油机的燃烧过程改善柴
11、油机的燃烧过程。也就是要保证。也就是要保证组成燃烧过程的进气、喷油、燃烧三要素中的油、组成燃烧过程的进气、喷油、燃烧三要素中的油、气良好混合和在不同工况下，满足不同的燃烧和气良好混合和在不同工况下，满足不同的燃烧和放热要求。其中喷油是最重要的因素。因此放热要求。其中喷油是最重要的因素。因此喷油喷油系统的控制系统的控制成为成为柴油机电控的核心柴油机电控的核心。第四章第四章 柴油机电控燃油喷射系统柴油机电控燃油喷射系统2022-7-22施雯7w技术发展经历了三个阶段：技术发展经历了三个阶段：a第一代柴油机电控系统：采用第一代柴油机电控系统：采用“位置控制位置控制”和和“时间控制时间控制”，供（喷）
12、油压力与传统柴油机相，供（喷）油压力与传统柴油机相同，称为常规压力电控系统。以电控泵为代表。同，称为常规压力电控系统。以电控泵为代表。a第二代柴油机电控系统：第二代柴油机电控系统：采用采用“时间时间-压力控制压力控制”或或“压力控制压力控制”，喷油压力较高，称为高压电控，喷油压力较高，称为高压电控系统。以共轨系统为代表。系统。以共轨系统为代表。a第三代柴油机电控系统：集第三代柴油机电控系统：集“共轨共轨”技术、技术、“时时间控制间控制”燃油喷射技术、涡轮增压中冷技术、多燃油喷射技术、涡轮增压中冷技术、多气门技术气门技术 、废气再循环技术、选择性催化还原、废气再循环技术、选择性催化还原、过滤器再
13、生技术、压电技术等于一体，以压电式过滤器再生技术、压电技术等于一体，以压电式高压共轨系统为代表。高压共轨系统为代表。第四章第四章 柴油机电控燃油喷射系统柴油机电控燃油喷射系统2022-7-22施雯8w位置控制式位置控制式a 这种控制系统结构简单，这种控制系统结构简单，保留了保留了传统的泵传统的泵-管管-嘴系嘴系统，对原有喷油系统改装较少。它保留了原直列喷油统，对原有喷油系统改装较少。它保留了原直列喷油泵和分配泵的基本结构，泵和分配泵的基本结构，只是在喷油泵上装有齿杆位只是在喷油泵上装有齿杆位移传感器和凸轮轴相对曲轴的转角位移传感器和微处移传感器和凸轮轴相对曲轴的转角位移传感器和微处理器组成的控
14、制系统，理器组成的控制系统，分别对喷油量和喷油正时进行分别对喷油量和喷油正时进行控制。根据其喷油泵结构以及高压油管的连接长度不控制。根据其喷油泵结构以及高压油管的连接长度不同可分为直列泵位置控制系统和分配泵位置控制系统。同可分为直列泵位置控制系统和分配泵位置控制系统。a这种控制方式这种控制方式优点优点是，柴油机的结构几乎不需改动，是，柴油机的结构几乎不需改动，生产继承性好，便于对现有柴油机进行升级换代。生产继承性好，便于对现有柴油机进行升级换代。a 这种控制方式这种控制方式缺点缺点是，控制过程比较慢，精度低，是，控制过程比较慢，精度低，喷射压力也难以进一步提高，无法改变原喷油系统中喷射压力也难
15、以进一步提高，无法改变原喷油系统中的喷油规律。的喷油规律。第四章第四章 柴油机电控燃油喷射系统柴油机电控燃油喷射系统2022-7-22施雯9w时间控制式时间控制式a 时间控制系统是用高速强力电磁阀直接控制高压燃油，时间控制系统是用高速强力电磁阀直接控制高压燃油，喷油量由电磁阀开启和切断的时间来确定。一般情况喷油量由电磁阀开启和切断的时间来确定。一般情况下，电磁阀关闭，开始喷油；电磁阀打开，喷油结束。下，电磁阀关闭，开始喷油；电磁阀打开，喷油结束。喷油始点取决于电磁阀关闭时刻，喷油量取决于电磁喷油始点取决于电磁阀关闭时刻，喷油量取决于电磁阀关闭的持续时间。传统喷油泵中的齿条、滑套、柱阀关闭的持续
16、时间。传统喷油泵中的齿条、滑套、柱塞上的斜槽和提前期等全部取消，对喷射定时和喷射塞上的斜槽和提前期等全部取消，对喷射定时和喷射油量控制的自由度更大。油量控制的自由度更大。a但这种控制方式仍然采用脉冲高压供油原理，无法控但这种控制方式仍然采用脉冲高压供油原理，无法控制喷油压力，对高速电磁阀的性能依靠度较大，制造制喷油压力，对高速电磁阀的性能依靠度较大，制造有相当的困难。有相当的困难。第四章第四章 柴油机电控燃油喷射系统柴油机电控燃油喷射系统2022-7-22施雯10w时间压力控制方式时间压力控制方式a第二代柴油机电控燃油喷射系统中最典型的是电控共第二代柴油机电控燃油喷射系统中最典型的是电控共轨式
17、燃油喷射系统。在电控共轨式燃油喷射系统中，轨式燃油喷射系统。在电控共轨式燃油喷射系统中，对喷油量的控制采用对喷油量的控制采用“时间压力控制时间压力控制”或或“压力控压力控制制”，用的最多的是，用的最多的是“时间压力控制时间压力控制”方式。方式。a在该系统中，控制供油压力调节阀使喷油器的在该系统中，控制供油压力调节阀使喷油器的喷油压差保持不变，再通过控制三通电磁阀工作实现喷油压差保持不变，再通过控制三通电磁阀工作实现喷油量和喷油正时的控制。电磁阀通电开始时刻决定喷油量和喷油正时的控制。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。了喷油的开始时刻，其通电时间决定喷油量。第四章第四
18、章 柴油机电控燃油喷射系统柴油机电控燃油喷射系统2022-7-22施雯11w压力控制方式压力控制方式a在后期开发的柴油机电控共轨式燃油喷射系统中，为在后期开发的柴油机电控共轨式燃油喷射系统中，为降低对供油压力的要求，喷油量的控制采用控制喷油降低对供油压力的要求，喷油量的控制采用控制喷油压力的方法实现，即喷油量的压力的方法实现，即喷油量的“压力控制压力控制”方式。方式。a喷油器喷孔尺寸一定，喷油时间一定，控制喷油压力喷油器喷孔尺寸一定，喷油时间一定，控制喷油压力即可控制喷油量；而在增压活塞和柱塞尺寸一定时，即可控制喷油量；而在增压活塞和柱塞尺寸一定时，喷油压力（即增压压力）取决于共轨中的油压，共
19、轨喷油压力（即增压压力）取决于共轨中的油压，共轨中的油压是由根据各种传感器信号通过燃油压中的油压是由根据各种传感器信号通过燃油压力调节阀来控制的，所以将此种喷油量控制方式称为力调节阀来控制的，所以将此种喷油量控制方式称为“压力控制压力控制”方式。在系统中，根据实际的共方式。在系统中，根据实际的共轨压力信号对共轨压力进行闭环控制。轨压力信号对共轨压力进行闭环控制。第四章第四章 柴油机电控燃油喷射系统柴油机电控燃油喷射系统2022-7-22施雯12w共轨式电控喷油系统共轨式电控喷油系统a 20世纪世纪90年代以后出现的共轨式喷油系统是柴油机电控技术发展年代以后出现的共轨式喷油系统是柴油机电控技术发
20、展过程中的一个大的飞跃。它改变了传统的喷油系统的组成结构，过程中的一个大的飞跃。它改变了传统的喷油系统的组成结构，最大的特点就是将燃油压力产生和燃油喷射分离开来，通过对共最大的特点就是将燃油压力产生和燃油喷射分离开来，通过对共轨管内的油压实现精确控制，使高压油管压力大小与发动机的转轨管内的油压实现精确控制，使高压油管压力大小与发动机的转速基本无关。电磁阀控制的喷油器替代了传统的机械式喷油器，速基本无关。电磁阀控制的喷油器替代了传统的机械式喷油器，共轨中的燃油压力由一个高压泵产生，压力大小与发动机的转速共轨中的燃油压力由一个高压泵产生，压力大小与发动机的转速无关，可在一定范围内自由设定。共轨中的
21、燃油压力由一个电磁无关，可在一定范围内自由设定。共轨中的燃油压力由一个电磁压力调节阀控制，根据发动机的工作需要进行连续压力调节。电压力调节阀控制，根据发动机的工作需要进行连续压力调节。电控单元作用于喷油器电磁阀上的脉冲信号控制燃油的喷射过程。控单元作用于喷油器电磁阀上的脉冲信号控制燃油的喷射过程。喷油量的大小取决于燃油轨中的油压和电磁阀开启时间的长短，喷油量的大小取决于燃油轨中的油压和电磁阀开启时间的长短，及喷油嘴液体流动特性。及喷油嘴液体流动特性。按照喷油高压形成的不同，共轨式电控燃油喷射系统有两种基本按照喷油高压形成的不同，共轨式电控燃油喷射系统有两种基本型式，即高压共轨式和中压共轨式。型
22、式，即高压共轨式和中压共轨式。第四章第四章 柴油机电控燃油喷射系统柴油机电控燃油喷射系统2022-7-22施雯13w 高压共轨系统。高压共轨系统。a高压输油泵高压输油泵(压力在压力在120MPa以上以上)直接产生高压燃油后，输送至共直接产生高压燃油后，输送至共轨中消除压力的脉动，再分送到各喷油器；当电子控制装置按需轨中消除压力的脉动，再分送到各喷油器；当电子控制装置按需要发出指令信号后，高速电磁阀迅速打开或关闭，进而控制喷油要发出指令信号后，高速电磁阀迅速打开或关闭，进而控制喷油器工作，即按设定的要求喷出或停喷高压燃油。器工作，即按设定的要求喷出或停喷高压燃油。w 中压共轨系统。中压共轨系统。
23、a中压输油泵中压输油泵(压力为压力为10-13MPa)将中压燃油输送到共轨中消除压力将中压燃油输送到共轨中消除压力的脉动，再分送至带有增压柱塞的喷油器中；当高速电磁阀开关的脉动，再分送至带有增压柱塞的喷油器中；当高速电磁阀开关阀接收到电子控制装置发送的指令信号后，就迅速开启或关闭，阀接收到电子控制装置发送的指令信号后，就迅速开启或关闭，从而控制喷油器工作，随即通过高压柱塞的增压作用，将从共轨从而控制喷油器工作，随即通过高压柱塞的增压作用，将从共轨中来的中压燃油加压至高压中来的中压燃油加压至高压(120-150MPa)后喷出或停喷。中压共后喷出或停喷。中压共轨系统又包括共轨蓄压式和共轨液压式，共
24、轨蓄压式的控制油和轨系统又包括共轨蓄压式和共轨液压式，共轨蓄压式的控制油和喷射油均来自共轨管；而共轨液压式的控制油来自共轨管，喷射喷射油均来自共轨管；而共轨液压式的控制油来自共轨管，喷射油来自燃油输油泵，所以该系统的控制油和喷射油可以采用不同油来自燃油输油泵，所以该系统的控制油和喷射油可以采用不同物质。物质。第四章第四章 柴油机电控燃油喷射系统柴油机电控燃油喷射系统2022-7-22施雯142.2.柴油机与汽油机比较柴油机与汽油机比较a对混合气浓度的控制方式不同：汽油机在理论混合气浓度附近工作，对混合气浓度的控制方式不同：汽油机在理论混合气浓度附近工作，柴油机对混合气浓度没有相对固定的要求。柴
25、油机对混合气浓度没有相对固定的要求。a对喷油压力的要求不同：汽油机多点系统压力对喷油压力的要求不同：汽油机多点系统压力0.250.250.35MPa0.35MPa，单，单点系统压力点系统压力0.070.070.10MPa0.10MPa，而柴油机喷油压力高达，而柴油机喷油压力高达100100200MPa200MPa，建立更高的喷油压力是重点和难点。建立更高的喷油压力是重点和难点。a对燃烧过程的控制途径不同：汽油机通过控制点火正时和点火能量对燃烧过程的控制途径不同：汽油机通过控制点火正时和点火能量来控制，柴油机通过控制喷油正时、喷油持续时间和喷油速率来控来控制，柴油机通过控制喷油正时、喷油持续时间
26、和喷油速率来控制。制。a柴油喷射的电控执行器复杂：柴油机具有高压、高频、脉动等特点，柴油喷射的电控执行器复杂：柴油机具有高压、高频、脉动等特点，而且对喷油正时的精度要求很高，这就导致了柴油喷射的电控执行而且对喷油正时的精度要求很高，这就导致了柴油喷射的电控执行器要复杂得多。器要复杂得多。a柴油机电控燃油喷射系统形式多样：传统的柴油机具有结构完全不柴油机电控燃油喷射系统形式多样：传统的柴油机具有结构完全不同的系统，形成了柴油喷射系统的多样化。同的系统，形成了柴油喷射系统的多样化。第四章第四章 柴油机电控燃油喷射系统柴油机电控燃油喷射系统2022-7-22施雯153.现代柴油机先进技术现代柴油机先
27、进技术a“共轨共轨”技术技术w指利用一个“公共油轨”向各缸喷油器供油，油压可独立控制。a“时间控制时间控制”燃油喷射技术燃油喷射技术 w由ECU控制的高速电磁阀来直接控制供（喷）油的开始与结束时刻。a涡轮增压中冷技术涡轮增压中冷技术 w废气涡轮增压，冷却器冷却（50以下），从而最大程度地降低过高温度对充气效率及燃烧质量的不利影响。a多气门技术多气门技术w每个气缸2个以上气门，减少进、排气阻力。a废气再循环技术废气再循环技术w降低NOx的排放量。第四章第四章 柴油机电控燃油喷射系统柴油机电控燃油喷射系统2022-7-22施雯164.柴油机电控燃油喷射系统的功能柴油机电控燃油喷射系统的功能w供（喷
28、）油量控制供（喷）油量控制：ECU根据转速、加速踏板位置确定基本供根据转速、加速踏板位置确定基本供（喷）油量；根据水温、进气温度、起动开关、空调开关、反馈（喷）油量；根据水温、进气温度、起动开关、空调开关、反馈信号等对供（喷）油量进行修正。信号等对供（喷）油量进行修正。w供（喷）油正时控制：供（喷）油正时控制：ECU根据转速、负荷信号来确定基本的供根据转速、负荷信号来确定基本的供（喷）油提前角；再根据反馈信号进行修正。（喷）油提前角；再根据反馈信号进行修正。第四章第四章 柴油机电控燃油喷射系统柴油机电控燃油喷射系统2022-7-22施雯174.柴油机电控燃油喷射系统的功能柴油机电控燃油喷射系统
29、的功能a供（喷）油速率和供（喷）油规律供（喷）油速率和供（喷）油规律 wECU根据转速和负荷信号作为主控信号，按预设的程序确根据转速和负荷信号作为主控信号，按预设的程序确定最佳的供（喷）油速率和规律。定最佳的供（喷）油速率和规律。a喷油压力的控制喷油压力的控制wECU以转速和负荷信号作为主控信号，按预设的程序确定以转速和负荷信号作为主控信号，按预设的程序确定最佳的喷油压力，并对喷油压力进行闭环控制。最佳的喷油压力，并对喷油压力进行闭环控制。a柴油机低油压保护柴油机低油压保护wECU根据机油压力传感器信号，当机油压力低时减少供油根据机油压力传感器信号，当机油压力低时减少供油量，降低转速并报警；量
30、，降低转速并报警；w当机油压力降到一定值时，切断燃油供给，强制熄火。当机油压力降到一定值时，切断燃油供给，强制熄火。a增压器工作保护增压器工作保护wECU根据增压压力信号适当调节供（喷）油量，并在增压根据增压压力信号适当调节供（喷）油量，并在增压压力过高或过低时报警。压力过高或过低时报警。第四章第四章 柴油机电控燃油喷射系统柴油机电控燃油喷射系统2022-7-22施雯185.柴油机电控燃油喷射系统的类型柴油机电控燃油喷射系统的类型w第一代第一代：采用采用“位置控制位置控制”或或“时间控制时间控制”方式，方式，供供(喷喷)油压力与传统柴油机相同，又称常规压力油压力与传统柴油机相同，又称常规压力控
31、制系统。主要包括直列柱塞泵电控系统和分配控制系统。主要包括直列柱塞泵电控系统和分配泵电控系统。泵电控系统。w第二代：第二代：采用采用“时间时间-压力控制压力控制”或或“压力控制压力控制”方式，喷油压力高，又称高夺喷射系统。主要包方式，喷油压力高，又称高夺喷射系统。主要包括泵喷嘴电控系统和共轨系统。括泵喷嘴电控系统和共轨系统。第四章第四章 柴油机电控燃油喷射系统柴油机电控燃油喷射系统2022-7-22施雯191.直列柱塞泵燃油供给直列柱塞泵燃油供给系统的组成系统的组成 a燃油箱燃油箱a输油泵输油泵a燃油滤清器燃油滤清器a喷油泵喷油泵a喷油器喷油器w功用：a储存、滤清柴油，提高油储存、滤清柴油，提
32、高油压，高压喷油、雾化。压，高压喷油、雾化。燃油箱输油泵滤清器喷油泵喷油器第四章第四章 柴油机电控燃油喷射系统柴油机电控燃油喷射系统2022-7-22施雯20w功用：储存、滤清柴油，提高油压，高压喷油、雾化。储存、滤清柴油，提高油压，高压喷油、雾化。w要求：a按需供油；按需供油；a定时喷油；定时喷油；a良好的喷油质量；良好的喷油质量；a供油规律及供油持续时间合理、适当；供油规律及供油持续时间合理、适当；a防防“高速飞车，低速熄火高速飞车，低速熄火”。第四章第四章 柴油机电控燃油喷射系统柴油机电控燃油喷射系统2022-7-22施雯21高压油路高压油路：喷油泵喷油泵出口出口喷油器喷油器 油压：油压
33、：10MPa以上，以上，喷油泵建立喷油泵建立低压油路低压油路：油箱油箱喷油泵入口喷油泵入口 油压：油压：0.150.3Mpa，输油泵建，输油泵建立立回油回油第四章第四章 柴油机电控燃油喷射系统柴油机电控燃油喷射系统2022-7-22施雯22w车用多缸柴油机对喷油泵的要求：a各缸供油顺序与发动机工作顺序相同；各缸供油顺序与发动机工作顺序相同；a各缸供油量均匀，不均匀度在标定工况下不大于各缸供油量均匀，不均匀度在标定工况下不大于3%4%；a各缸供油时刻一致，相差不大于各缸供油时刻一致，相差不大于0.5曲轴转角；曲轴转角；a供油迅速，停喷干脆；供油迅速，停喷干脆；第四章第四章 柴油机电控燃油喷射系统
34、柴油机电控燃油喷射系统2022-7-22施雯23组成组成a柱塞分泵柱塞分泵a油量调节机构油量调节机构a驱动机构驱动机构a泵体泵体2.直列柱塞泵结构原理直列柱塞泵结构原理 第四章第四章 柴油机电控燃油喷射系统柴油机电控燃油喷射系统2022-7-22施雯24第四章第四章 柴油机电控燃油喷射系统柴油机电控燃油喷射系统2022-7-22施雯25第四章第四章 柴油机电控燃油喷射系统柴油机电控燃油喷射系统2022-7-22施雯26w组成：组成：柱塞及柱塞套柱塞及柱塞套柱塞和柱塞套柱塞和柱塞套是一对是一对精密偶件，经配经配对研磨后不能互换，要求有高的精度对研磨后不能互换，要求有高的精度和光洁度和好的耐磨性，
35、其配合间隙和光洁度和好的耐磨性，其配合间隙为为0.0020.003mm。柱塞头部圆柱面上切有柱塞头部圆柱面上切有斜槽斜槽，并通过并通过径向孔、轴向孔与顶部相通，其目的径向孔、轴向孔与顶部相通，其目的是改变循环供油量；柱塞套上制有进、是改变循环供油量；柱塞套上制有进、回油孔，均与泵体上低压油腔相通，回油孔，均与泵体上低压油腔相通，柱塞套装入泵体后，应用定位螺钉定柱塞套装入泵体后，应用定位螺钉定位。位。柱塞头部柱塞头部斜槽的位置斜槽的位置不同，供油量也不同，供油量也不同。不同。柱塞柱塞套2.直列柱塞泵结构原理直列柱塞泵结构原理 第四章第四章 柴油机电控燃油喷射系统柴油机电控燃油喷射系统2022-7
36、-22施雯27w分以下三个阶段分以下三个阶段w进油过程：柱塞下行，当柱塞柱塞下行，当柱塞把柱塞套上的进油孔打开后，把柱塞套上的进油孔打开后，柴油经油孔进入泵油室。柴油经油孔进入泵油室。w供油过程：柱塞上行关闭进油柱塞上行关闭进油孔后，泵油室内的油压迅速升孔后，泵油室内的油压迅速升高，推开出油阀，高压柴油经高，推开出油阀，高压柴油经出油阀进入高压油管。出油阀进入高压油管。w回油过程：柱塞继续上行，当柱塞继续上行，当柱塞上的斜槽与回油孔相通时，柱塞上的斜槽与回油孔相通时，高压油经回油孔流回低压油腔，高压油经回油孔流回低压油腔，出油阀关闭，供油结束。出油阀关闭，供油结束。第四章第四章 柴油机电控燃油
37、喷射系统柴油机电控燃油喷射系统2022-7-22施雯28w预备行程：柱塞从下止点开始上行至其上端面将进油孔关柱塞从下止点开始上行至其上端面将进油孔关闭所移动的距离。闭所移动的距离。w增压行程：从预备行程开始到出油阀开启柱塞所移动的距从预备行程开始到出油阀开启柱塞所移动的距离。离。w有效行程：从出油阀开启到柱塞打开回油孔时柱塞移动的从出油阀开启到柱塞打开回油孔时柱塞移动的距离。喷油泵每次泵出的油量取决于有效行程的长短。距离。喷油泵每次泵出的油量取决于有效行程的长短。a供油提前角：供油提前角：出油阀开启时对应的曲拐位置至上止点间出油阀开启时对应的曲拐位置至上止点间的曲轴转角。的曲轴转角。w剩余行程
38、：从有效行程结束到到达上止点为止柱塞移动的从有效行程结束到到达上止点为止柱塞移动的距离。距离。第四章第四章 柴油机电控燃油喷射系统柴油机电控燃油喷射系统2022-7-22施雯29w组成：出油阀及座、出油阀弹簧、出油阀及座、出油阀弹簧、减压环带等。减压环带等。出油阀和出油阀座出油阀和出油阀座也是一对也是一对精密偶件，配对研磨后不能互换，其配对研磨后不能互换，其配合间隙为配合间隙为0.01。出油阀出油阀是一个单向阀，在弹簧压是一个单向阀，在弹簧压力作用下，阀上部圆锥面与阀座力作用下，阀上部圆锥面与阀座严密配合。严密配合。出油阀下部呈十字断面，既能导出油阀下部呈十字断面，既能导向，又能通过柴油。向，
39、又能通过柴油。出油阀的锥出油阀的锥面下有一个小的圆柱面，称为减面下有一个小的圆柱面，称为减压环带。压环带。出油阀出油阀及座减压环带第四章第四章 柴油机电控燃油喷射系统柴油机电控燃油喷射系统2022-7-22施雯30喷油泵停止供油喷油泵停止供油，泵腔油压小于出油阀弹簧力与高压油管残余油压之，泵腔油压小于出油阀弹簧力与高压油管残余油压之和时，出油阀被紧压在阀座上，防止柴油回流。并保持高压油管一定和时，出油阀被紧压在阀座上，防止柴油回流。并保持高压油管一定的残余油压。的残余油压。柱塞上行压油时柱塞上行压油时，泵腔油压大于出油阀弹簧力与高压油管残余油压之，泵腔油压大于出油阀弹簧力与高压油管残余油压之和
40、后，阀密封锥面先离座，随后减压环带离开座孔，打开高压油路，和后，阀密封锥面先离座，随后减压环带离开座孔，打开高压油路，这样，供油通路一开启，油压和喷射即可达理想值。这样，供油通路一开启，油压和喷射即可达理想值。柱塞开始回油柱塞开始回油，泵腔油压迅速下降，出油阀下行落座，减压环带先进，泵腔油压迅速下降，出油阀下行落座，减压环带先进入座孔，隔断高压油路，随后阀密封锥面落座，这样，阀让开的容积，入座孔，隔断高压油路，随后阀密封锥面落座，这样，阀让开的容积，使高压油管油压迅速降低，喷油器立即停止喷油。使高压油管油压迅速降低，喷油器立即停止喷油。w减压环带作用：使喷油器喷油迅速，停油干脆，防止喷油器喷前
41、喷使喷油器喷油迅速，停油干脆，防止喷油器喷前喷后滴漏。后滴漏。第四章第四章 柴油机电控燃油喷射系统柴油机电控燃油喷射系统2022-7-22施雯31w作用：根据柴油机的转速和负荷变化，相应地转动柱塞改根据柴油机的转速和负荷变化，相应地转动柱塞改变供油有效行程，并保证各缸供油量均匀一致。变供油有效行程，并保证各缸供油量均匀一致。w分类：拨叉式、齿条齿圈式拨叉式、齿条齿圈式供油拉杆拔叉调节臂柱塞拔叉式拔叉式组成及力传递：组成及力传递：拉杆移动拨叉移动调节臂转动柱塞转动。各缸供油量调整：各缸供油量调整：改变拨叉在供油拉杆 上的位置。拔叉式油量调节机构拔叉式油量调节机构第四章第四章 柴油机电控燃油喷射系
42、统柴油机电控燃油喷射系统2022-7-22施雯32齿条齿圈式油量调节机构齿条齿圈式油量调节机构w组成及力传递：齿条移动齿条移动齿圈转动齿圈转动传动套筒转动传动套筒转动柱塞转动。柱塞转动。w各缸供油量的调整：松开松开齿圈的紧固螺钉，转动传动齿圈的紧固螺钉，转动传动套筒，带动柱塞相对齿圈转套筒，带动柱塞相对齿圈转动一个角度，再将齿圈固定。动一个角度，再将齿圈固定。齿条齿圈第四章第四章 柴油机电控燃油喷射系统柴油机电控燃油喷射系统2022-7-22施雯33w作用：驱动柱塞运动，并保证供油准时。驱动柱塞运动，并保证供油准时。w组成：滚轮式挺杆和喷油泵内凸轮轴。滚轮式挺杆和喷油泵内凸轮轴。w类型：调整垫
43、片式、调整螺钉式、不可调整式。调整垫片式、调整螺钉式、不可调整式。w分泵供油提前角和供油间隔角的调整：改变滚轮体的工作高改变滚轮体的工作高度，即改变柱塞封闭柱塞套上进油孔的时刻，改变喷油泵度，即改变柱塞封闭柱塞套上进油孔的时刻，改变喷油泵供油时刻。供油时刻。第四章第四章 柴油机电控燃油喷射系统柴油机电控燃油喷射系统2022-7-22施雯34w功用：是喷油泵的基体。是喷油泵的基体。w类型：分体式和整体式两种。分体式和整体式两种。w润滑方式：独立润滑和压力润滑两种。独立润滑和压力润滑两种。泵体上制有孔穴，以安装分泵；泵体上制有孔穴，以安装分泵；泵体上有纵向油道，即柱塞套外低压油腔；油道一端装限泵体
44、上有纵向油道，即柱塞套外低压油腔；油道一端装限压阀；压阀；泵体上有放气螺钉。泵体上有放气螺钉。泵体下端的凸轮室装有传动机构的润滑油。泵体下端的凸轮室装有传动机构的润滑油。第四章第四章 柴油机电控燃油喷射系统柴油机电控燃油喷射系统2022-7-22施雯35w作用：雾化柴油、合理分布油雾。雾化柴油、合理分布油雾。w要求：喷油质量好，供停迅速不滴漏，喷油规律好。喷油质量好，供停迅速不滴漏，喷油规律好。w分类：开式、闭式开式、闭式a开式：高压油腔与燃烧室相通。高压油腔与燃烧室相通。a闭式：高压油腔与燃烧室隔断。高压油腔与燃烧室隔断。闭式又分为孔式与轴针式。闭式又分为孔式与轴针式。孔式孔式轴针式轴针式第
45、四章第四章 柴油机电控燃油喷射系统柴油机电控燃油喷射系统2022-7-22施雯36w适用：直接喷射燃烧室，直接喷射燃烧室，孔数孔数18个，孔径个，孔径0.20.8mm。w特点：喷孔的位置和方向与燃烧喷孔的位置和方向与燃烧室形状相适应，以保证油室形状相适应，以保证油雾直接喷射在球形燃烧室雾直接喷射在球形燃烧室壁上。壁上。喷射压力较高。喷射压力较高。喷油头细长，喷孔小，加喷油头细长，喷孔小，加工精度高。工精度高。调压弹簧调压螺钉回油管顶杆喷油器体针阀针阀体进油管接头第四章第四章 柴油机电控燃油喷射系统柴油机电控燃油喷射系统2022-7-22施雯37a针阀偶件针阀偶件（针阀及针（针阀及针阀体）：高压
46、油腔、阀体）：高压油腔、承压锥面、密封锥面、承压锥面、密封锥面、喷孔等。喷孔等。a调压装置：调压装置：调压弹簧、调压弹簧、调压螺钉护帽、顶杆调压螺钉护帽、顶杆等。等。a喷油器体：喷油器体：进油管进油管（带缝隙式滤清器）、（带缝隙式滤清器）、回油管接头、定位销回油管接头、定位销等。等。第四章第四章 柴油机电控燃油喷射系统柴油机电控燃油喷射系统2022-7-22施雯38w喷油：喷油泵泵油喷油泵泵油环形高压油腔进油环形高压油腔进油（承压锥面承受（承压锥面承受油压推力）针阀油压推力）针阀 上行上行密封锥面离座密封锥面离座喷孔喷油。喷孔喷油。a针阀最大升程：针阀关闭时其凸肩与针阀体下端面的距离，大小决针
47、阀关闭时其凸肩与针阀体下端面的距离，大小决定喷油量多少。一般为定喷油量多少。一般为0.40.5mm。w停喷：喷油泵停止泵油喷油泵停止泵油高压油腔油压下降高压油腔油压下降调压弹簧伸调压弹簧伸张张挺杆推针阀下行挺杆推针阀下行密封锥面落座密封锥面落座喷孔关闭喷孔关闭不喷油。不喷油。w回油：少量高压油经针阀偶件间间隙挤上，经回油管流回少量高压油经针阀偶件间间隙挤上，经回油管流回柴油箱或柴油滤清器，润滑、冷却针阀偶件并防柴油箱或柴油滤清器，润滑、冷却针阀偶件并防“背压背压”增加。增加。w调压：旋动调压螺钉或增减垫片，改变调压弹簧对针阀的旋动调压螺钉或增减垫片，改变调压弹簧对针阀的压紧力，即可改变喷油压力
48、。压紧力，即可改变喷油压力。第四章第四章 柴油机电控燃油喷射系统柴油机电控燃油喷射系统2022-7-22施雯39w工作原理与孔式相同。工作原理与孔式相同。w构造：针阀下端的密封锥面针阀下端的密封锥面以下还向下延伸出一个轴针，以下还向下延伸出一个轴针，其形状有倒锥形和圆柱形，其形状有倒锥形和圆柱形，轴针伸出喷孔外，使喷孔成轴针伸出喷孔外，使喷孔成为圆环状的狭缝。一般只有为圆环状的狭缝。一般只有一个喷孔一个喷孔,直径直径13mm，喷，喷油压力较低油压力较低1214MPa。轴针针阀针阀体高压油腔进油道第四章第四章 柴油机电控燃油喷射系统柴油机电控燃油喷射系统2022-7-22施雯40不喷油时针阀关闭
49、喷孔，使高压油腔与燃烧室隔开，燃烧不喷油时针阀关闭喷孔，使高压油腔与燃烧室隔开，燃烧气体不致冲入油腔内引起积炭堵塞。气体不致冲入油腔内引起积炭堵塞。喷孔直径较大，便于加工且不易堵塞。喷孔直径较大，便于加工且不易堵塞。针阀在油压达到一定压力时开启，供油停止时，又在弹簧针阀在油压达到一定压力时开启，供油停止时，又在弹簧作用下立即关闭，因此，喷油开始和停止都干脆利落，没作用下立即关闭，因此，喷油开始和停止都干脆利落，没有滴油现象。有滴油现象。不能满足对喷油质量有特殊要求的燃烧室的需要。不能满足对喷油质量有特殊要求的燃烧室的需要。第四章第四章 柴油机电控燃油喷射系统柴油机电控燃油喷射系统2022-7-
50、22施雯413.喷油器的结构原理喷油器的结构原理 a功用功用a类型类型a结构原理结构原理调调压压弹弹簧簧回油道回油道针阀针阀进油道进油道喷油器喷油器体体针阀体针阀体顶杆顶杆第四章第四章 柴油机电控燃油喷射系统柴油机电控燃油喷射系统2022-7-22施雯424.直列柱塞泵电控系统直列柱塞泵电控系统 a供油量控制系统供油量控制系统w直列柱塞泵一般采用直列柱塞泵一般采用“位置控制位置控制”方式。方式。wECU通过控制电子调速器来实现喷油量控制通过控制电子调速器来实现喷油量控制。w常用电子调速器有直流电动机型和螺线管型。常用电子调速器有直流电动机型和螺线管型。第四章第四章 柴油机电控燃油喷射系统柴油机
