1、项目五项目五 柴油机电控系统柴油机电控系统 5.1概述概述 5.2柴油机电控系统的组成及工作原理柴油机电控系统的组成及工作原理 5.3柴油机电控系统的故障诊断柴油机电控系统的故障诊断返回5.1概述概述 传统的柴油喷射系统采用机械方式对喷油量和喷油时间进行调节和传统的柴油喷射系统采用机械方式对喷油量和喷油时间进行调节和控制。机械运动的滞后性、调节时间长、精度差、以及喷油速率、喷控制。机械运动的滞后性、调节时间长、精度差、以及喷油速率、喷油压力和喷油时间难以精确控制等，导致柴油机动力经济性不能充分油压力和喷油时间难以精确控制等，导致柴油机动力经济性不能充分发挥，且排气超标。研究表明，一般机械式喷油
2、系统对喷油定时的控发挥，且排气超标。研究表明，一般机械式喷油系统对喷油定时的控制精度为制精度为2(曲轴转角曲轴转角)左右，而喷油始点每改变左右，而喷油始点每改变10，燃油消耗率会，燃油消耗率会增加增加2%，HC排放量增加排放量增加16%，NOx排放量增加排放量增加6%。下一页返回5.1概述概述 5.1.1电控柴油喷射的优点电控柴油喷射的优点 与传统的机械方式比较，电控柴油喷射系统具有如下优点与传统的机械方式比较，电控柴油喷射系统具有如下优点:对喷油定时的控制精度高对喷油定时的控制精度高(高于高于0.5)，反应速度快，反应速度快;对喷油量的控制精确、灵活、快速，喷油量可调节，可实现预喷对喷油量的
3、控制精确、灵活、快速，喷油量可调节，可实现预喷射，可改变喷油规律射，可改变喷油规律;喷油压力高喷油压力高(高压共轨电控柴油系统的喷油压力高达高压共轨电控柴油系统的喷油压力高达200 MPa)，不受发动机转速影响，优化了燃烧过程不受发动机转速影响，优化了燃烧过程;无零部件磨损，长期工作稳定性好无零部件磨损，长期工作稳定性好;结构简单，可靠性好，适用性强，可以在新老发动机上应用。结构简单，可靠性好，适用性强，可以在新老发动机上应用。上一页 下一页返回5.1概述概述 5.1.2电控柴油喷射系统的类型电控柴油喷射系统的类型 柴油机电控喷射系统可分为两大类，即位置控制系统和时间控制系柴油机电控喷射系统可
4、分为两大类，即位置控制系统和时间控制系统。统。第一代柴油机电控喷射系统采用的是位置控制系统。它不改变传统第一代柴油机电控喷射系统采用的是位置控制系统。它不改变传统的喷油系统的工作原理和基本结构，只是采用电控组件，代替调速器的喷油系统的工作原理和基本结构，只是采用电控组件，代替调速器和供油提前器，对分配式喷油泵的油量调节套筒或柱塞式喷油泵的供和供油提前器，对分配式喷油泵的油量调节套筒或柱塞式喷油泵的供油齿杆的位置，以及油泵主动轴和从动轴的相对位置进行调节，以控油齿杆的位置，以及油泵主动轴和从动轴的相对位置进行调节，以控制喷油量和喷油定时。其优点制喷油量和喷油定时。其优点:无须对柴油机的结构进行较
5、大改动，无须对柴油机的结构进行较大改动，生产继承性好，便于对现有机型进行技术改造生产继承性好，便于对现有机型进行技术改造;缺点缺点:控制系统执行频控制系统执行频率响应仍然较慢、控制频率低、控制精度不够稳定。由于喷油率和喷率响应仍然较慢、控制频率低、控制精度不够稳定。由于喷油率和喷油压力难于控制，而且不能改变传统喷油系统固有的喷射特性，因此油压力难于控制，而且不能改变传统喷油系统固有的喷射特性，因此很难较大幅度地提高喷射压力。很难较大幅度地提高喷射压力。上一页 下一页返回5.1概述概述 第二代柴油机电控喷射系统采用的是时间控制方式，其特点是在高第二代柴油机电控喷射系统采用的是时间控制方式，其特点
6、是在高压油路中，利用电磁阀直接控制喷油开始时间和结束时间，以改变喷压油路中，利用电磁阀直接控制喷油开始时间和结束时间，以改变喷油量和喷油定时。它具有直接控制、响应快等特点。油量和喷油定时。它具有直接控制、响应快等特点。时间控制系统又有电控泵喷油器系统和共轨式电控燃油喷射系统两时间控制系统又有电控泵喷油器系统和共轨式电控燃油喷射系统两类。电控泵喷油器系统除了能自由控制喷油量和喷油定时外，喷射压类。电控泵喷油器系统除了能自由控制喷油量和喷油定时外，喷射压力还十分高力还十分高(峰值压力可达峰值压力可达240 MPa)，但它无法实现喷油压力的灵活，但它无法实现喷油压力的灵活调节，且较难实现预喷射或分段
7、喷射。共轨式电控燃油喷射系统是比调节，且较难实现预喷射或分段喷射。共轨式电控燃油喷射系统是比较理想的燃油喷射系统。它不再采用喷油系统柱塞泵分缸脉动供油原较理想的燃油喷射系统。它不再采用喷油系统柱塞泵分缸脉动供油原理，而是用一个设置在喷油泵和喷油器之间的、具有较大容积的共轨理，而是用一个设置在喷油泵和喷油器之间的、具有较大容积的共轨管，把高压油泵输出的燃油蓄积起来并稳定压力，再通过高压油管输管，把高压油泵输出的燃油蓄积起来并稳定压力，再通过高压油管输送到每个喷油器上，由喷油器上的电磁阀控制喷射的开始和终止。送到每个喷油器上，由喷油器上的电磁阀控制喷射的开始和终止。上一页 下一页返回5.1概述概述
8、 5.1.3电控柴油喷射的基本原理电控柴油喷射的基本原理 电控柴油喷射系统由传感器、控制单元电控柴油喷射系统由传感器、控制单元(ECU)和执行机构和执行机构3部分组部分组成。传感器采集转速、温度、压力、流量和加速踏板位置等信号，并成。传感器采集转速、温度、压力、流量和加速踏板位置等信号，并将实时检测的参数输入计算机将实时检测的参数输入计算机;ECU是电控系统的是电控系统的“指挥中心指挥中心”，对，对来自传感器的信息同储存的参数值进行比较、运算，以确定最佳运行来自传感器的信息同储存的参数值进行比较、运算，以确定最佳运行参数参数;执行机构按照最佳参数对喷油压力、喷油量、喷油时间、喷油执行机构按照最
9、佳参数对喷油压力、喷油量、喷油时间、喷油规律等进行控制驱动喷油系统，使柴油机工作状态达到最佳。规律等进行控制驱动喷油系统，使柴油机工作状态达到最佳。上一页返回5.2柴油机电控系统的组成及工作原理柴油机电控系统的组成及工作原理 5.2.1电子控制柱塞式喷油泵电子控制柱塞式喷油泵 柱塞式喷油泵的喷射压力对于可燃混合气的形成及燃烧质量影响柱塞式喷油泵的喷射压力对于可燃混合气的形成及燃烧质量影响很大，为了获得良好的燃烧性能，要求喷油压力较高。由于柱塞式喷很大，为了获得良好的燃烧性能，要求喷油压力较高。由于柱塞式喷油泵的高压油管的压力与喷油泵转速和静态供油速率油泵的高压油管的压力与喷油泵转速和静态供油速
10、率(每度凸轮轴转每度凸轮轴转角的喷油量，简称供油速率角的喷油量，简称供油速率)成正比，因此发动机在高速运转时，高成正比，因此发动机在高速运转时，高压油管内的压力随喷油泵转速的升高而提高。在低速运转时，高压油压油管内的压力随喷油泵转速的升高而提高。在低速运转时，高压油管内的压力将随喷油泵转速的下降而降低。管内的压力将随喷油泵转速的下降而降低。理想的喷油泵应保证发动机低速运转时增加供油速率，以便得到较理想的喷油泵应保证发动机低速运转时增加供油速率，以便得到较高的喷油压力。在发动机高速运转时应减低供油速率，以避免喷油压高的喷油压力。在发动机高速运转时应减低供油速率，以避免喷油压力过高。电控预行程可控
11、式喷油泵，也称为电控供油速率可控式喷油力过高。电控预行程可控式喷油泵，也称为电控供油速率可控式喷油泵，正是按这一要求设计的一种新型电控喷油泵。泵，正是按这一要求设计的一种新型电控喷油泵。下一页返回5.2柴油机电控系统的组成及工作原理柴油机电控系统的组成及工作原理5.2.1.1预行程可控式喷油泵的工作原理预行程可控式喷油泵的工作原理 预行程是指喷油泵柱塞从下止点开始上升至关闭进、出油孔，在预行程是指喷油泵柱塞从下止点开始上升至关闭进、出油孔，在开始压送燃油之前的凸轮行程。普通柱塞式喷油泵的进、出油孔设置开始压送燃油之前的凸轮行程。普通柱塞式喷油泵的进、出油孔设置在柱塞套筒上，当柱塞关闭进、出油孔
12、时，开始泵油的预行程是不能在柱塞套筒上，当柱塞关闭进、出油孔时，开始泵油的预行程是不能改变的，供油速率也是一定的改变的，供油速率也是一定的;但预行程可控式喷油泵的供油速率则但预行程可控式喷油泵的供油速率则可自由调节。这样，在发动机低速运转时可增大预行程，提高柱塞速可自由调节。这样，在发动机低速运转时可增大预行程，提高柱塞速度，从而增大供油速率，使高压油管内的压力升高度，从而增大供油速率，使高压油管内的压力升高;在发动机高速运在发动机高速运转时，用常规的预行程保持原有供油速率，以防止高压油管内压力过转时，用常规的预行程保持原有供油速率，以防止高压油管内压力过高。随着预行程的增减，喷油开始的时刻也
13、发生变化，可起到相当于高。随着预行程的增减，喷油开始的时刻也发生变化，可起到相当于普通喷油提前角调节器的作用。普通喷油提前角调节器的作用。上一页 下一页返回5.2柴油机电控系统的组成及工作原理柴油机电控系统的组成及工作原理5.2.1.2预行程可控式喷油泵的构造预行程可控式喷油泵的构造 预行程可控式喷油泵的构造如预行程可控式喷油泵的构造如图图5-1所示，其结构主要有以下两个所示，其结构主要有以下两个特点特点:一是在柱塞套筒下方设置有一个控制套筒，通过调节杆的上下一是在柱塞套筒下方设置有一个控制套筒，通过调节杆的上下移动来控制预行程量的变化移动来控制预行程量的变化;二是进油口设置在柱塞上，其燃油的
14、喷二是进油口设置在柱塞上，其燃油的喷射过程与普通喷油泵不同。预行程可控式喷油泵的工作过程如射过程与普通喷油泵不同。预行程可控式喷油泵的工作过程如图图5-2所示。所示。(1)进油过程进油过程 当凸轮升程处于低位置时当凸轮升程处于低位置时(如如图图5-2 (a)所示所示)，柱塞上的进油孔位于，柱塞上的进油孔位于控制套筒的下边，储油室的燃油从柱塞上的进油孔进入压力室，此时控制套筒的下边，储油室的燃油从柱塞上的进油孔进入压力室，此时压力室与储油室连通，故压力室内的压力不会升高。压力室与储油室连通，故压力室内的压力不会升高。上一页 下一页返回5.2柴油机电控系统的组成及工作原理柴油机电控系统的组成及工作
15、原理 (2)开始压油开始压油 当柱塞被凸轮顶起，开始上升直至柱塞上的进油孔被控制套筒关闭当柱塞被凸轮顶起，开始上升直至柱塞上的进油孔被控制套筒关闭为止，所对应的凸轮升程即预行程，此后压力室内的压力开始上升并为止，所对应的凸轮升程即预行程，此后压力室内的压力开始上升并开始压油，如开始压油，如图图5-2 (b)所示。所示。(3)喷油过程喷油过程 柱塞上有螺旋槽与柱塞中心的进油孔相通，从柱塞上行至进油孔被柱塞上有螺旋槽与柱塞中心的进油孔相通，从柱塞上行至进油孔被控制套筒关闭时起，到柱塞上的螺旋槽与控制套筒上的出油孔接通之控制套筒关闭时起，到柱塞上的螺旋槽与控制套筒上的出油孔接通之前，柱塞上的进油孔和
16、螺旋槽均被关闭，如前，柱塞上的进油孔和螺旋槽均被关闭，如图图5-2 (c)所示。随着柱塞所示。随着柱塞的上升，压力室的燃油被压送到喷油器的上升，压力室的燃油被压送到喷油器(即喷油过程即喷油过程)，柱塞的这段行，柱塞的这段行程即泵油有效行程。在柱塞总行程程即泵油有效行程。在柱塞总行程(由凸轮升程所决定由凸轮升程所决定)一定时，预行一定时，预行程越大，有效行程越小，泵油量越少程越大，有效行程越小，泵油量越少;反之，预行程越小，有效泵油反之，预行程越小，有效泵油行程越大，泵油量越大，喷油量也越多。行程越大，泵油量越大，喷油量也越多。上一页 下一页返回5.2柴油机电控系统的组成及工作原理柴油机电控系统
17、的组成及工作原理 (4)停止喷油停止喷油 当柱塞上的螺旋槽与控制套筒上的出油口连通时，压力室内的高压当柱塞上的螺旋槽与控制套筒上的出油口连通时，压力室内的高压燃油通过柱塞上的螺旋槽排至储油室，压力室内的油压急剧下降，从燃油通过柱塞上的螺旋槽排至储油室，压力室内的油压急剧下降，从而停止泵油，如而停止泵油，如图图5-2 (d)所示。所示。从上述工作过程看出，泵油量的大小决定于柱塞的有效行程，而泵从上述工作过程看出，泵油量的大小决定于柱塞的有效行程，而泵油有效行程又决定于开始泵油的时刻和停止泵油的时刻。开始泵油时油有效行程又决定于开始泵油的时刻和停止泵油的时刻。开始泵油时刻决定于预行程的大小刻决定于
18、预行程的大小;而停止泵油时刻决定于柱塞上的螺旋槽与控而停止泵油时刻决定于柱塞上的螺旋槽与控制套筒上出油口的相对位置，即由调速器控制油量、控制齿条转动柱制套筒上出油口的相对位置，即由调速器控制油量、控制齿条转动柱塞来实现。当柱塞与控制套筒圆周位置一定时，只要使控制套筒沿柱塞来实现。当柱塞与控制套筒圆周位置一定时，只要使控制套筒沿柱塞上下移动，即可改变预行程，从而改变开始泵油时刻，进而改变泵塞上下移动，即可改变预行程，从而改变开始泵油时刻，进而改变泵油量，同时也改变厂喷油提前角。若预行程小，则泵油时刻提前，泵油量，同时也改变厂喷油提前角。若预行程小，则泵油时刻提前，泵油量大油量大;而若预行程大，则
19、泵油开始时刻晚，泵油量小。而若预行程大，则泵油开始时刻晚，泵油量小。上一页 下一页返回5.2柴油机电控系统的组成及工作原理柴油机电控系统的组成及工作原理5.2.1.3预行程控制机构预行程控制机构 预行程控制机构，如预行程控制机构，如图图5-3所示。控制套筒在导向杆的引导下可上所示。控制套筒在导向杆的引导下可上下移动，而控制套筒的上下移动是由预行程执行机构下移动，而控制套筒的上下移动是由预行程执行机构(螺旋电磁线圈螺旋电磁线圈)通过通过U形接头转动定时杆，并由其上的销钉拨动控制套筒上下移动来形接头转动定时杆，并由其上的销钉拨动控制套筒上下移动来改变预行程的。改变预行程的。ECU根据发动机的转速、
20、负荷、冷却水温度、进气温度、进气压力根据发动机的转速、负荷、冷却水温度、进气温度、进气压力(增压压力增压压力)等有关信号，计算出最佳控制参数值，控制螺旋电磁阀执等有关信号，计算出最佳控制参数值，控制螺旋电磁阀执行机构动作，控制预行程，并根据预行程位置传感器的反馈信号进行行机构动作，控制预行程，并根据预行程位置传感器的反馈信号进行修正。修正。上一页 下一页返回5.2柴油机电控系统的组成及工作原理柴油机电控系统的组成及工作原理5.2.1.4预行程可控式喷油泵电控系统预行程可控式喷油泵电控系统 预行程可控式喷油泵电控系统的组成，如预行程可控式喷油泵电控系统的组成，如图图5-4所示。控制系统的所示。控
21、制系统的输入信号由发动机转速传感器、加速踏板位置传感器、水温传感器、输入信号由发动机转速传感器、加速踏板位置传感器、水温传感器、增压压力传感器增压压力传感器(进气压力传感器进气压力传感器)、车速传感器、控制套筒位置传感、车速传感器、控制套筒位置传感器、齿条位置传感器等传感器产生的信号组成。执行器主要有控制套器、齿条位置传感器等传感器产生的信号组成。执行器主要有控制套筒执行机构筒执行机构(螺旋电磁阀螺旋电磁阀)、电动调速器、故障诊断指示灯、经济行驶、电动调速器、故障诊断指示灯、经济行驶灯及蜂鸣器等。系统控制功能主要有预行程控制灯及蜂鸣器等。系统控制功能主要有预行程控制(供油速率及喷油提供油速率及
22、喷油提前角控制前角控制)、喷油量控制、故障自诊断、经济行驶监控、自动控制车、喷油量控制、故障自诊断、经济行驶监控、自动控制车辆经济速度行驶等功能。辆经济速度行驶等功能。上一页 下一页返回5.2柴油机电控系统的组成及工作原理柴油机电控系统的组成及工作原理 电子控制系统根据发动机的转速、负荷和冷却水温度等信号，由电子控制系统根据发动机的转速、负荷和冷却水温度等信号，由ECU计算并发出指令，通过螺旋电磁线圈移动控制套筒，实现对预行计算并发出指令，通过螺旋电磁线圈移动控制套筒，实现对预行程的控制。程的控制。对喷油量的控制是根据发动机转速、负荷、冷却水温度、增压压力对喷油量的控制是根据发动机转速、负荷、
23、冷却水温度、增压压力等信号，由等信号，由ECU计算出最佳喷油量的控制参数值，并控制电动调速器计算出最佳喷油量的控制参数值，并控制电动调速器改变油量控制齿条的位置来实现的。改变油量控制齿条的位置来实现的。由于改变预行程的同时也改变了喷油提前角，故系统不再单独设喷由于改变预行程的同时也改变了喷油提前角，故系统不再单独设喷油提前角控制装置。这样能大大改善喷油提前角的响应性，提高发动油提前角控制装置。这样能大大改善喷油提前角的响应性，提高发动机过度运转时的喷油提前角控制精度，改善低温启动性能。机过度运转时的喷油提前角控制精度，改善低温启动性能。上一页 下一页返回5.2柴油机电控系统的组成及工作原理柴油
24、机电控系统的组成及工作原理 5.2.2电子控制分配式喷油泵电子控制分配式喷油泵 电子控制分配式喷油泵的组成，如电子控制分配式喷油泵的组成，如图图5-5所示，主要由电磁溢流阀所示，主要由电磁溢流阀控制柱塞溢流通路，以及直接控制高压燃油的溢油通路来控制喷油器。控制柱塞溢流通路，以及直接控制高压燃油的溢油通路来控制喷油器。它将曲轴位置传感器和泵角传感器的信号，以及点火正时传感器的修它将曲轴位置传感器和泵角传感器的信号，以及点火正时传感器的修正信号作为主信号，来驱动正时控制阀中活塞的位置，以实现控制喷正信号作为主信号，来驱动正时控制阀中活塞的位置，以实现控制喷油提前角的功能。输入信号还有加速踏板位置传
25、感器、燃油温度传感油提前角的功能。输入信号还有加速踏板位置传感器、燃油温度传感器、水温传感器、启动开关等。器、水温传感器、启动开关等。上一页 下一页返回5.2柴油机电控系统的组成及工作原理柴油机电控系统的组成及工作原理5.2.2.1喷油量的控制喷油量的控制 分配式喷油泵的燃油控制是通过柱塞在高压室加压，由高压油管送分配式喷油泵的燃油控制是通过柱塞在高压室加压，由高压油管送至喷油器，再喷入燃烧室。喷油量控制是通过柱塞控制柱塞泵高压室至喷油器，再喷入燃烧室。喷油量控制是通过柱塞控制柱塞泵高压室与低压室的通路，即溢流通路开启的时刻和改变柱塞的泵油行程与低压室的通路，即溢流通路开启的时刻和改变柱塞的泵
26、油行程(有有效行程效行程)来实现的。来实现的。图图5-5所示的电子控制分配式喷油泵采用电磁溢流阀直接控制溢流所示的电子控制分配式喷油泵采用电磁溢流阀直接控制溢流的通路，它的特点是简单且控制性能好，响应速度快，能精确地控制的通路，它的特点是简单且控制性能好，响应速度快，能精确地控制燃油喷射量。燃油喷射量。(1)电磁溢流阀的构造与工作原理电磁溢流阀的构造与工作原理 电磁溢流阀采用双重阀的结构形式。辅助阀为一个小电磁阀，其开电磁溢流阀采用双重阀的结构形式。辅助阀为一个小电磁阀，其开闭受闭受ECU控制控制;主阀为液压阀，其开闭受燃油压力控制。其结构及工主阀为液压阀，其开闭受燃油压力控制。其结构及工作原
27、理，如作原理，如图图5-6和和图图5-7所示。所示。上一页 下一页返回5.2柴油机电控系统的组成及工作原理柴油机电控系统的组成及工作原理 压缩喷射压缩喷射(如如图图5-7 (a)所示所示):柱塞右移，高压室燃油压力升高，高柱塞右移，高压室燃油压力升高，高压燃油经主阀上的小孔作用在主阀的右侧。此时，压燃油经主阀上的小孔作用在主阀的右侧。此时，ECU控制辅助电磁控制辅助电磁阀线圈通电，辅助阀关闭，使主阀左右两面的燃油压力相等，但是由阀线圈通电，辅助阀关闭，使主阀左右两面的燃油压力相等，但是由于主阀右边的受压面积大于左边的受压面积，即主阀右边的总压力大于主阀右边的受压面积大于左边的受压面积，即主阀右
28、边的总压力大于左边的总压力，故在压力差以及弹簧力的作用下，主阀压紧在阀座于左边的总压力，故在压力差以及弹簧力的作用下，主阀压紧在阀座上，将溢流通路关闭，高压室的燃油经高压油管由喷油器喷出。上，将溢流通路关闭，高压室的燃油经高压油管由喷油器喷出。辅助溢流辅助溢流(如如图图5-7 (b)所示所示):停止喷油时，停止喷油时，ECU切断辅助电磁阀线圈切断辅助电磁阀线圈中的电流，辅助电磁阀打开，主阀右边的燃油流出，使主阀右边的油中的电流，辅助电磁阀打开，主阀右边的燃油流出，使主阀右边的油压迅速降低。压迅速降低。上一页 下一页返回5.2柴油机电控系统的组成及工作原理柴油机电控系统的组成及工作原理 主阀溢流
29、主阀溢流(如如图图5-7(c)所示所示):一旦辅助电磁阀打开，主阀右侧的油一旦辅助电磁阀打开，主阀右侧的油压将泄掉，主阀左侧高压油将主阀压开，高压室的燃油迅速流入低压压将泄掉，主阀左侧高压油将主阀压开，高压室的燃油迅速流入低压室，从而使高压室油压迅速降低，喷油器随即停止喷油。室，从而使高压室油压迅速降低，喷油器随即停止喷油。这种双重阀的控制方式，由于辅助电磁阀的质量及磁滞影响都很小，这种双重阀的控制方式，由于辅助电磁阀的质量及磁滞影响都很小，加上控制油腔的容积很小，故具有很高的响应速度。电磁溢流阀的响加上控制油腔的容积很小，故具有很高的响应速度。电磁溢流阀的响应特性，如应特性，如图图5-8所示
30、。所示。上一页 下一页返回5.2柴油机电控系统的组成及工作原理柴油机电控系统的组成及工作原理 (2)喷油量控制方式喷油量控制方式 电子控制分配式喷油泵在油泵驱动轴上装有泵角脉冲发生器电子控制分配式喷油泵在油泵驱动轴上装有泵角脉冲发生器(泵角泵角传感器的转子传感器的转子)，在滚柱环上装有泵角传感器。，在滚柱环上装有泵角传感器。ECU根据泵角传感器根据泵角传感器的脉冲信号确定电磁溢流阀的控制信号，并通过控制溢流角来控制喷的脉冲信号确定电磁溢流阀的控制信号，并通过控制溢流角来控制喷油量。喷油量的控制方式如油量。喷油量的控制方式如图图5-9所示。所示。泵角脉冲发生器的结构，如泵角脉冲发生器的结构，如图
31、图5-10所示。其圆周上有所示。其圆周上有56个齿，在个齿，在90。的间隔位置上共有的间隔位置上共有4处各缺两个齿。两个齿间所对应的泵轴转角为处各缺两个齿。两个齿间所对应的泵轴转角为5.625，对应的曲轴转角为，对应的曲轴转角为11.25泵角传感器输出信号波形，如泵角传感器输出信号波形，如图图5-11(c)所示。所示。上一页 下一页返回5.2柴油机电控系统的组成及工作原理柴油机电控系统的组成及工作原理 泵角脉冲发生器的每一个缺齿部之后的第一个泵角脉冲信号所对应泵角脉冲发生器的每一个缺齿部之后的第一个泵角脉冲信号所对应的正好是柱塞开始泵油的位置，即端面凸轮顶起滚轮，驱动柱塞开始的正好是柱塞开始泵
32、油的位置，即端面凸轮顶起滚轮，驱动柱塞开始压缩燃油的位置，压缩燃油的位置，ECU根据此泵角脉冲信号去控制溢流角的大小，即根据此泵角脉冲信号去控制溢流角的大小，即控制喷油量。在柱塞的吸油行程结束时电磁溢流阀应再次关闭。从波控制喷油量。在柱塞的吸油行程结束时电磁溢流阀应再次关闭。从波形图上看，在缺齿的前两个脉冲波处，电磁溢流阀线圈将通电，溢流形图上看，在缺齿的前两个脉冲波处，电磁溢流阀线圈将通电，溢流阀关闭，为下一次喷油做好准备。阀关闭，为下一次喷油做好准备。当改变喷油提前角时，端面凸轮相对于滚环的位置发生角度的偏转，当改变喷油提前角时，端面凸轮相对于滚环的位置发生角度的偏转，从而使柱塞的压缩开始
33、点发生变化。由于泵角传感器被安装在滚环上，从而使柱塞的压缩开始点发生变化。由于泵角传感器被安装在滚环上，随滚环一起偏转一个角度，因而泵角信号也相应偏移一个角度，如随滚环一起偏转一个角度，因而泵角信号也相应偏移一个角度，如图图5-11 (c)所示，但溢流角不会改变，因此喷油量不会因喷油提前角的所示，但溢流角不会改变，因此喷油量不会因喷油提前角的改变而受影响，即喷油量只决定于溢流角的大小。改变而受影响，即喷油量只决定于溢流角的大小。上一页 下一页返回5.2柴油机电控系统的组成及工作原理柴油机电控系统的组成及工作原理 (3)喷油量的修正喷油量的修正 电子控制分配式喷油泵由发动机转速和加速踏板位置传感
34、器信号确电子控制分配式喷油泵由发动机转速和加速踏板位置传感器信号确定基本喷油量，并根据冷却水温、进气温度、进气压力等信号对喷油定基本喷油量，并根据冷却水温、进气温度、进气压力等信号对喷油量进行修正，其主要修正功能简述如下量进行修正，其主要修正功能简述如下:燃油特性的修正控制。柴油品质、温度对发动机的工作性能有很燃油特性的修正控制。柴油品质、温度对发动机的工作性能有很大影响，当柴油的物理、化学性质发生变化时，对喷油量也应当相应大影响，当柴油的物理、化学性质发生变化时，对喷油量也应当相应地进行修正。地进行修正。电控分配式喷油泵利用怠速控制电控分配式喷油泵利用怠速控制(ISC)的修正量来测定燃油的黏
35、度，的修正量来测定燃油的黏度，并根据燃油黏度去控制怠速喷油修正量。当燃油温度较高或使用黏度并根据燃油黏度去控制怠速喷油修正量。当燃油温度较高或使用黏度较低的燃油时，喷油量将会减少且怠速转速将会降低。为稳定怠速转较低的燃油时，喷油量将会减少且怠速转速将会降低。为稳定怠速转速，系统将要用较大的怠速修正量，同时系统测得这个修正量，并根速，系统将要用较大的怠速修正量，同时系统测得这个修正量，并根据所测得的这个修正量对燃油喷射量进行最佳控制。据所测得的这个修正量对燃油喷射量进行最佳控制。上一页 下一页返回5.2柴油机电控系统的组成及工作原理柴油机电控系统的组成及工作原理 低温喷油量修正控制。发动机在低温
36、条件下运转时，由于柴油黏低温喷油量修正控制。发动机在低温条件下运转时，由于柴油黏度高等因素引起的摩擦损失增大，柴油机的实际输出功率降低，尤其度高等因素引起的摩擦损失增大，柴油机的实际输出功率降低，尤其是在低温启动后的低速运转工况下，这种影响更为明显。同时，由于是在低温启动后的低速运转工况下，这种影响更为明显。同时，由于进气温度低，空气密度较大，系统将根据冷却水温度和转速对喷油量进气温度低，空气密度较大，系统将根据冷却水温度和转速对喷油量进行修正控制。进行修正控制。急减速时的修正。为防止急减速时柴油机的转速急剧降低，系统急减速时的修正。为防止急减速时柴油机的转速急剧降低，系统对喷油量进行修正。对
37、喷油量进行修正。低速反馈控制。电控系统采用反馈控制来调节柴油机的控制偏差低速反馈控制。电控系统采用反馈控制来调节柴油机的控制偏差与状态的改变。发动机在低速运转时，系统可以随各个发动机之间的与状态的改变。发动机在低速运转时，系统可以随各个发动机之间的差异和运行条件的改变，随时计算低速时发动机转速的变化量，并根差异和运行条件的改变，随时计算低速时发动机转速的变化量，并根据转速变化量修正喷油量，以保证低速的稳定运转。据转速变化量修正喷油量，以保证低速的稳定运转。上一页 下一页返回5.2柴油机电控系统的组成及工作原理柴油机电控系统的组成及工作原理5.2.2.2喷油提前角喷油提前角(喷油正时喷油正时)的
38、控制的控制 电控分配式喷油泵通过正时活塞的移动来改变端面凸轮与滚轮的相电控分配式喷油泵通过正时活塞的移动来改变端面凸轮与滚轮的相对位置，从而实现对喷油提前角的控制对位置，从而实现对喷油提前角的控制;而正时活塞的位置则由加在而正时活塞的位置则由加在它上面的油压大小所决定。它上面的油压大小所决定。ECU通过控制电磁阀线圈电流的通断来控通过控制电磁阀线圈电流的通断来控制作用在正时活塞上的油压，从而实现对喷油提前角的控制。制作用在正时活塞上的油压，从而实现对喷油提前角的控制。为了实现喷油提前角的反馈控制，系统采用正时活塞位置传感器向为了实现喷油提前角的反馈控制，系统采用正时活塞位置传感器向ECU传送控
39、制的实际结果。根据曲轴位置传感器信号和泵角传感器缺传送控制的实际结果。根据曲轴位置传感器信号和泵角传感器缺齿信号的相位差，由齿信号的相位差，由ECU计算出滚环的偏转角度，确定控制的实际结计算出滚环的偏转角度，确定控制的实际结果，同时在系统中还设有点火正时传感器，以检测实际点火的时刻果，同时在系统中还设有点火正时传感器，以检测实际点火的时刻;根据点火正时传感器信号与曲轴位置传感器信号的相位差，由根据点火正时传感器信号与曲轴位置传感器信号的相位差，由ECU计计算出喷油提前角的修正量，以排除燃油性能和大气压力变化对燃油着算出喷油提前角的修正量，以排除燃油性能和大气压力变化对燃油着火点的影响，从而保证
40、在各种工况下实现对喷油提前角的精确控制。火点的影响，从而保证在各种工况下实现对喷油提前角的精确控制。上一页 下一页返回5.2柴油机电控系统的组成及工作原理柴油机电控系统的组成及工作原理 (1)喷油提前角的控制方式喷油提前角的控制方式 ECU根据泵角传感器信号和曲轴位置传感器信号来确定喷油提前角。根据泵角传感器信号和曲轴位置传感器信号来确定喷油提前角。泵角传感器向泵角传感器向ECU输入燃油何时开始喷射的信号输入燃油何时开始喷射的信号;曲轴位置传感器信曲轴位置传感器信号向号向ECU输入曲轴基准位置的参考信号。输入曲轴基准位置的参考信号。ECU根据这两个信号才能根据这两个信号才能确定喷油提前角，即控
41、制喷油提前角的信号是加速踏板位置传感器信确定喷油提前角，即控制喷油提前角的信号是加速踏板位置传感器信号和转速信号。同时，号和转速信号。同时，ECU根据水温传感器、进气温度和近期压力传根据水温传感器、进气温度和近期压力传感器等信号对其加以修正。感器等信号对其加以修正。上一页 下一页返回5.2柴油机电控系统的组成及工作原理柴油机电控系统的组成及工作原理 (2)启动正时喷油提前角的控制启动正时喷油提前角的控制 启动时，发动机转速很低，曲轴位置传感器信号电压很低，系统采启动时，发动机转速很低，曲轴位置传感器信号电压很低，系统采用开环控制方式控制喷油提前角，即用开环控制方式控制喷油提前角，即ECU根据加
42、速踏板位置传感器信根据加速踏板位置传感器信号、转速信号和启动开关信号，控制正时控制阀号、转速信号和启动开关信号，控制正时控制阀(TCV阀阀)来控制喷油来控制喷油提前角提前角;而在正常转速时，才进入闭环控制。而在正常转速时，才进入闭环控制。(3)点火正时传感器的结构及功用点火正时传感器的结构及功用 点火正时传感器，如点火正时传感器，如图图5-12所示。燃烧室内的燃烧光通过石英导入所示。燃烧室内的燃烧光通过石英导入光敏晶体三极管，转换成电信号，光敏晶体三极管，转换成电信号，ECU则根据此信号判定实际点火的则根据此信号判定实际点火的时刻，并以此修正喷油提前角。时刻，并以此修正喷油提前角。上一页 下一
43、页返回5.2柴油机电控系统的组成及工作原理柴油机电控系统的组成及工作原理 使用点火正时传感器后，系统能检测到实际的点火时刻并相应修正使用点火正时传感器后，系统能检测到实际的点火时刻并相应修正喷油提前角，从而减小因大气压力的变化对发动机性能的影响。因为喷油提前角，从而减小因大气压力的变化对发动机性能的影响。因为在其他运行条件相同的情况下，进气压力的变化将引起实际点火时刻在其他运行条件相同的情况下，进气压力的变化将引起实际点火时刻发生变化，若此时喷油提前角不做相应修正，必然会影响发动机的性发生变化，若此时喷油提前角不做相应修正，必然会影响发动机的性能。能。使用点火正时传感器，还能使发动机的性能不受
44、柴油品质的影响，使用点火正时传感器，还能使发动机的性能不受柴油品质的影响，因为在相同的运行条件下，使用不同辛烷值的柴油时，其实际点火的因为在相同的运行条件下，使用不同辛烷值的柴油时，其实际点火的时刻是不同的。通过点火正时传感器检测实际点火时刻，对喷油提前时刻是不同的。通过点火正时传感器检测实际点火时刻，对喷油提前角进行修正，就能消除由于柴油品质的差异对发动机性能的影响。角进行修正，就能消除由于柴油品质的差异对发动机性能的影响。上一页返回5.3柴油机电控系统的故障诊断柴油机电控系统的故障诊断 5.3.1故障自诊断故障自诊断5.3.1.1故障自诊断的内容故障自诊断的内容 (1)发现故障发现故障 柴
45、油机在正常运转情况下，输入电控单元的各种传感器的电平信号柴油机在正常运转情况下，输入电控单元的各种传感器的电平信号是处在一定范围内的。一旦出现该范围外的信号，电控单元即诊断为是处在一定范围内的。一旦出现该范围外的信号，电控单元即诊断为故障信号故障信号;但对开环控制系统中的执行器，由于只接受电控单元信号，但对开环控制系统中的执行器，由于只接受电控单元信号，不反馈不反馈“执行执行”情况，故需设置专门电路来检测执行器的工作情况。情况，故需设置专门电路来检测执行器的工作情况。下一页返回5.3柴油机电控系统的故障诊断柴油机电控系统的故障诊断 (2)故障分类故障分类 制造厂在设计自诊断系统时，预先根据不同
46、的故障部位信号的输入、制造厂在设计自诊断系统时，预先根据不同的故障部位信号的输入、输出电平信号，将故障代码编制在程序中。电控单元一旦发生故障，输出电平信号，将故障代码编制在程序中。电控单元一旦发生故障，立即按故障信号对号入座，并编上预定的故障代码。立即按故障信号对号入座，并编上预定的故障代码。(3)故障储存故障储存 为了给维修入员提供方便，通常将上述的故障代码存入存储器中，为了给维修入员提供方便，通常将上述的故障代码存入存储器中，即使在电源钥匙开关即使在电源钥匙开关(点火开关点火开关)断开的情况下，电控单元的存储器电断开的情况下，电控单元的存储器电源仍处在通电状态下，不会失去已存储的故障代码。
47、源仍处在通电状态下，不会失去已存储的故障代码。上一页 下一页返回5.3柴油机电控系统的故障诊断柴油机电控系统的故障诊断 (4)故障报警故障报警 当电控单元检测到故障后，通过设置在仪表板内的报警灯向用户报当电控单元检测到故障后，通过设置在仪表板内的报警灯向用户报警，或通过液晶显示仪直接以文字的形式向用户报警，同时还显示故警，或通过液晶显示仪直接以文字的形式向用户报警，同时还显示故障部位。障部位。(5)应急反应应急反应 汽车在运行中如果发生故障，为了不妨碍正常行驶，电控单元通常汽车在运行中如果发生故障，为了不妨碍正常行驶，电控单元通常采用应急反应措施，即利用预编程序中的代用值采用应急反应措施，即利
48、用预编程序中的代用值(标准值的电平信号标准值的电平信号)进行计算以保证正常的行驶功能，并待停车后再由用户或维修人员进进行计算以保证正常的行驶功能，并待停车后再由用户或维修人员进行检修。行检修。上一页 下一页返回5.3柴油机电控系统的故障诊断柴油机电控系统的故障诊断5.3.1.2故障自诊断的工作原理故障自诊断的工作原理 (1)传感器的故障诊断传感器的故障诊断 柴油机运行时，如果传感器电压信号多次或持续一定时间超出了规柴油机运行时，如果传感器电压信号多次或持续一定时间超出了规定范围，则自诊断系统将其诊断为故障。如定范围，则自诊断系统将其诊断为故障。如图图5-13所示，以冷却液温所示，以冷却液温度传
49、感器的故障诊断为例，正常工作时，其输出电压应在度传感器的故障诊断为例，正常工作时，其输出电压应在0.1-4.8 V，如果输出电压低于如果输出电压低于0.1 V(相当于冷却液温度高于相当于冷却液温度高于139)或高于或高于4.8 V(相当于冷却液温度低于相当于冷却液温度低于-50时，则系统诊断为故障信号。在时，则系统诊断为故障信号。在“记记录录”故障代码、显示故障故障代码、显示故障(车内仪表盘上车内仪表盘上“检查发动机灯检查发动机灯”亮亮)的同时，的同时，还会采取应急反应措施，用事先存储的代用值还会采取应急反应措施，用事先存储的代用值80作为冷却液温度的作为冷却液温度的控制值，以防因传感器信号异
50、常造成控制混乱而导致汽车不能行驶。控制值，以防因传感器信号异常造成控制混乱而导致汽车不能行驶。自诊断随车检测系统只能诊断出该传感器有故障，故其电路发生短路自诊断随车检测系统只能诊断出该传感器有故障，故其电路发生短路或断路时，而无法确认传感器性能的好坏。或断路时，而无法确认传感器性能的好坏。上一页 下一页返回5.3柴油机电控系统的故障诊断柴油机电控系统的故障诊断 (2)执行器的故障诊断执行器的故障诊断 柴油机运转时电控单元按柴油机工况的要求不断地向执行器发出各柴油机运转时电控单元按柴油机工况的要求不断地向执行器发出各种指令，但开环控制系统中的执行器不可能反馈种指令，但开环控制系统中的执行器不可能
