柴油机电子控制系统的发展 论文

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汽车维修技术负责人

毕业论文

题目:柴油机电子控制系统的发展

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柴油机电子控制系统的发展

[摘要]:

汽车的时代是动感、环保的电控柴油机的时代,传统的燃油系统已经不能适应当今社会对汽车动力及其环保方面的追求,从而使汽车机械和汽车电子擦碰出技术环保的火花。柴油机电子控制系统,革新了汽车发动机。到今天为止,世界各国为了动力和环保的双需求,研发生产了多型柴油电喷系统。柴油机电子控制的内容已由当初的燃油喷射系统单一控制,逐步发展到了多个系统控制,如电控喷射技术、电控高压共轨技术、电控增压中冷技术、可变进气涡轮控制系统以及废气再循环等。21世纪柴油机电子控制系统将进入发展的鼎盛时期。目前我国生产的宝来、奥迪轿车以及长城哈弗、江铃等一些SUV都已采用了柴油机电控技术,其中很多技术处于世界先进水平,如高压共轨喷射技术、泵喷嘴技术等。本篇突出了柴油机电控部分的构原理和目前先进的柴油机电控技术。

关键词:电控、环保、电子控制

目录

摘要 (1)

目录 (2)

第一章柴油机电控燃油喷射系统的类型 (3)

一、位置控制式系统 (3)

二、时间控制式系统 (3)

三、共轨系统 (3)

四、电子控制 (4)

第二章电控柴油机喷油系统 (4)

一、柴油机电控喷油系统的组成 (4)

二、电控燃油共轨系统的组成 (4)

三、喷油器 (5)

四、油泵 (8)

第三章柴油机电控系统中的传感器 (8)

一、曲轴位置传感器(CKPS) (9)

二、凸轮轴位置传感器(CMPS) (10)

三、共轨压力传感器(CRPS) (10)

四、水温温度传感器(CTS) (10)

五、加速踏板位置传感器(APPS) (10)

六、空气流量计(MAF) (10)

七、大气压力传感器(APS) (11)

八、燃油含水率传感器 (11)

九、EGR位置传感器 (11)

第四章柴油机其他电控系统 (11)

一、废气在循环系统(EGR) (11)

二、可变截面增压器(VGT) (12)

第五章结语 (14)

掺考文献 (14)

致谢 (14)

第一章柴油机电控燃油喷射系统的类型

一、位置控制式系统

保留传统喷射系统的基本结构,只是将原有的机械控制机构用电控元件取代,在原机械控制循环喷油量和喷油定时的基础上,改进更新机构功能,使用直线比例式和旋转式电磁执行机构控制油量调节齿杆(或拉杆)位移和提前器运动装置的位移,实现循环喷油量和喷油定时的控制,使控制精度和响应速度较机械式控制方式得以提高。系统技术特征与系统特点: (1)数字控制器通过执行机构的连续式位置伺服控制,对喷射过程实现间接调节,故相对其它电控燃油喷射系统,执行响应较慢、控制频率较低和控制精度不太稳定。(2)不能改变传统喷射系统固有的喷射特性,电控可变预行程直列泵虽能对喷油速率起到一定的调节作用,但却使直列泵机构复杂性加大。(3)柴油机的结构几乎无须改动即可改造成位置控制式喷射系统,故生产继承性好,便于对现有机器进行升级改造。(4)由于燃油泵输送和计量机构基本不变,喷油系统参数受柴油机转速影响大,很难实现喷油规律控制,凸轮机构、柱塞套的应力和变形限制了喷油压力的进一步提高。

二、时间控制式系统

时间控制系统有许多比纯机械式或第一代系统优越的地方,但其燃油喷射压力仍然与发动机转速关,喷射后残余压力不恒定。另外电磁阀的响应直接影响喷射特性,特别是在转速较高或瞬态转速变化很大的情况下尤为严重,而且电磁阀必须承受高压,因此对电磁阀提出了很高的要求。

三、共轨系统

共轨控制式电控燃油喷射系统不再采用传统的柱塞泵脉动供油原理。共轨式电控喷射系统具有公共控制油道(共轨管),高压油泵只是向公共油道供油以保持所需的共轨压力,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,用电磁阀控制喷射过程。该系统根据柴油机运行工况的不同,不仅可以适时地控制喷油量与喷油定时,使其达到与工况相适应的最优数值,而且还使得喷油压力和喷油速

率的控制成为可能。且系统的控制自由度及精度得到了大幅度提高。系统技术特征(1)不再采用传统的柱塞泵脉动供油原理,高压油泵+共轨油管。 (2)采用压力时间式燃油计量原理,用电磁阀控制喷射过程。(3)可以柔性控制喷油压力、喷油量、和喷油定时, 喷油速率的控制也成为可能。对于不同的柴油机,其控制策略往往不同,当需要改进或与其他机型匹配时,传统的办法是改变机械控制系统,周期长成本高。计算机控制系统需要改变的仅仅是EPROM中的软件程序。有些情况下,甚至不需要变更便能用于不同的柴油机。

四电子控制

整个系统有传感器、电控单元和执行器三大部分组成。最明显的特点是柴油电控喷射系统的多样化,具有高压、高频、脉动等特点喷射压力高达60-150MPa,甚至200MPa。

第二章电控柴油机喷油系统

一、柴油机电控喷油系统的组成

柴油机电控系统由传感器、执行器和电控单元组成。传感器检测出发动机或喷油泵的运行状态,ECU根据个传感器信息,控制发动机的最佳喷油量、最佳喷油时间,执行器根据计算机的指令,准确的控制喷油量和喷油时间。

二、电控燃油共轨系统的组成

电控高压共轨燃油系统可分成两大部分:电控系统和燃油供给系统。

(一)电控系统

电控系统可分为三大部分:传感器、执行器和ECU。ECU是电控燃油共轨的核心部分。根据各个传感器的信息,发动机电控单元计算出最佳喷油时间和最佳和最合适的喷油量,并计算出什么时刻、多长时间的范围内向喷油器发出开启电磁阀或关闭电磁阀的指令,从而精确控制发动机的工作过程。

(二)燃料供给系统

燃料供给系统的组成部分如图2-1所示。燃油供给系的主要构成是供油泵、共轨和喷油器。

燃油供给系的基本工作原理是:供油泵将燃油加压成高压,供入共轨内。共轨实际是一种燃油分配管。储存在共轨内的燃油在适当的时刻通过喷油器喷入发动机气缸内。

三喷油器

(一)博世公司电控喷油器

喷油器主要由控制柱塞、喷油嘴针阀和电磁阀等组成。燃油从高压接头经进油通道送往喷油嘴,经进油节流孔送人控制室。控制室通过由电磁阀打开的回油节流孔与回油孔连接。回油节流孔在关闭时,作用在控制活塞上的液压力大于作用在喷油嘴针阀承压面上的力,因此喷油嘴针阀被压在座面上,燃油没有进入燃烧室。

电磁阀动作时,打开回油节流孔,控制室内的压力下降,当作用在控制活塞上的液压力低于作用在针阀承压面上的作用力时,针阀立即开启,开始喷油。由于电磁阀不能直接产生迅速关闭针阀的所需的力,因此,经过一个液压力放大系统实现针阀的这种间接控制。

在发动机和油泵工作时,喷油器的工作可分为四个工作状态:

1)喷油器关闭,以存有的高压。

2)喷油器打开,开始喷油。

3)喷油器完全打开。

4)喷油器关闭。

(二)喷油器的工作原理

1)喷油器关闭如图2-2 a所示。电磁阀在静止状态不受控制,因此是关闭的。回油节流孔关闭时,电枢的钢球通过弹簧压在回油节流孔的座面上。控制室内建立公共的高压,同样的压力也存在与喷油嘴的内腔容积中。共轨压力在控制柱塞端面上施加的力及喷油器调压弹簧的力大于作用在针阀承压面上的夜压力,针阀处于关闭状态。

2)喷油器开启(喷油开始)如图2-2 b所示。当电磁阀通电后,在吸动电流的作用下迅速开启当电磁铁的作用力大于弹簧作用力时,回油节流孔开启,在极短的时间内,升高的吸动电流成为较小的电磁阀保持电流。随着回油节流孔的打开,燃油从控制室流入上面的空腔,并经回油通道回到油箱控制室的压力下降,于是控制

室的压力小于喷油嘴内腔容积的压力。控制室中减小了的作用力引起作用在控制柱塞上的作用力减小,从而针阀开启,开始喷油。

针阀开启速度决定于进、回油节流孔之间的流量差。控制柱塞达到上限位置,并定位在进、回油节流孔之间。此时,喷油嘴完全打开,燃油一近乎共轨压力喷入燃烧室。

3) 喷油器关闭(喷油结束)。如果不控制电磁阀,电枢在弹簧的作用力下向下压,关闭回油节流孔。

电枢设计成两部分组合式,电枢板经一拨杆向下引动。但它可用复位弹簧向下回弹,从而没有向下的力作用在电枢和钢球上。回油节流孔关闭,进油节流孔进的油使控制室中建立起与共轨中相同的压力。这种升高了的压力使作用在控制柱塞上端的压力增加。这个来自控制室的作用力和弹簧力超过了针阀下方的液压力,于是针阀关闭。

(三)电装公司的喷油器

1)电控喷油器的结构

电装公司电控喷油器主要由喷油嘴、调压弹簧、控制喷油率的量孔、控制活塞和二通阀等组成。

电控喷油器中由电磁阀直接控制喷油始点、喷油间隔、喷油终点,从而直接控制喷油量、喷油时间和喷油率。电控喷油器实际上完成了传统喷油器装置中的喷油器、调速器和提前器的功能。与直喷柴油机中的机械式喷油器相似,喷油器可用压板等安装在气缸盖内。设计良好的电控喷油器和传统的的机械式喷油器结构相近。因此,共轨式喷油器在直喷式柴油机中的安装不需要改变汽缸盖结构。

2)电控喷油器的工作原理

电装公司的喷油器分为三通阀结构和二通阀结构。最初采用的是三通阀结构。在设计初期阶段,从理论上分析结构具有很多优越性,但实际试验和使用过程中发现,该三通阀结构并不如想象的好,因为燃油泄漏量较大。但是,燃油从何处泄漏,如何减少燃油泄漏又没有有效措施。因此,使用不久就废止了。改用了二通阀结构。

当二通阀开启时,控制腔内的高压燃油经量孔2流入低压腔中,控制腔中的燃油压力降低,但是,喷油嘴压力室中的燃油压力仍然很高。压力室中的高压使针阀开启,向汽缸内喷射燃油。当二通阀关闭不同电时,通过量孔1,控制腔中的燃油压

力升高,使针阀下降,喷油结束。这里有一个重要条件:量孔2的直径必须小于其左下方量孔1的直径。否则不能进行上述工作。

二通阀的通电时刻确定了喷油始点,二通阀的通电时间长短确定喷油量。这些基本参数都是电子脉冲控制的。通过控制喷油控制腔内的压力来控制喷油的开始和喷油的终了。量孔大小既控制喷油嘴针阀的开启速度,也控制喷油率形状。

(四)压电晶体式喷油器

与电磁阀相比,压电执行器具有:没有滞后时间,切换十分迅速而且精确,可重现性非常好,没有因设计造成的以气隙之类的形式出现的偏差,寿命长,工作非常稳定等优点。压电式喷油器推出之后,立即受到个大公司的推崇。如图2-4

汽车对共轨系统压电晶体基本要求如下:环

境温度在-40℃- +150℃;高强度;大约100-200V

的低压;压电晶体作用升程为其厚度的1/1000;

开关迅速,全升程动作时间约30μS。

1)结构

喷油器的主要组成包括:带弹簧的多空喷油

嘴,控制活塞,进出油节流孔,二位二通阀,压

电晶体部件。用于喷油器的压电晶体的结构采用

多层技术。多层压电执行器由陶瓷层烧制而成,

层与层之间有电极,生产技术与多层电容器相似。

图2-4压电式喷油器的结构2)工作原理

在中低速范围内,喷射的机动灵活性特别重要,最理想的情况式,在2500转/分一下的转速范围每个工作循环喷射达5次,在中等转速范围内每个工作循环喷射2-3次,在标定转速每个工作循环喷射1次。

压电式执行原件像一个在点压下立即就能充电的电容器,其关键原件式陶瓷压电薄膜,它在加上电压以后的0.1ms以内就会发生晶体晶格的畸变。为了使执行器达到足够的位移,必须将许多层陶瓷薄膜烧结成一块长方六面体。喷油器内30mm长的执行器由300多层薄膜组成,每层的厚度只有80μm。压电原件加上电压后会膨胀

大约40μm,通过杠杆比为1:1.5的杠杆,使得控制腔回油道中的阀开启。于是,控制阀内的压力下降,喷油嘴针阀开启。

四油泵

(一)低压油泵

低压油泵可以是带有前置过滤器的电动燃油泵,也可以是齿轮式燃油泵。泵从油箱抽取燃油,然后不但地向高压泵输送定量的燃油。

(二)高压油泵

高压油泵将燃油增至最高1350bar的系统压力。加压燃油然后经过高压管路并进入管状的共轨内。圣达菲车D4EA发动机的高压油泵安装在气缸盖的后端面上,由凸轮轴驱动。

通过一个带有油水分离器的燃油滤清器,低压油泵从油箱抽取燃油,进入高压泵。燃油是由高压油泵内3个相互呈120°径向布置的柱塞压缩的,带偏心凸轮的驱动轴,根据凸轮形状相位的变化而将泵柱塞推上或压下。当柱塞达到下止点后而上行时,则进油阀被关闭,柱塞腔内的燃油被压缩,只要达到共轨压力就立即打开出油阀,被压缩的燃油进入高压回路,到上止点前,柱塞一直泵送燃油(供油行程),达到上止点后,压力下降,出油阀关闭;柱塞向下运动时,由于容积的增大,剩下的燃油降压,直到柱塞腔中的压力低于低压油泵的供油压力时,进油阀再次被打开,重复进入下一工作循环。

第三章柴油机电控系统中的传感器

传感器是柴油机实现电控的关键技术之一,它的作用是进行信号变换,把被测的非电量信号转换成电信号,输入到电控单元,用于在整个工作范围内控制最优燃油喷射量、喷射时间,以减少废气排放并提高发动机功率和经济性。

目前柴油机电控系统应用了很多各种不同类型、不同功能的传感器,如曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、加速踏板位置传感器、冷却液温度传感器、共轨压力传感器、空气流量计等。本文结合长城哈弗GW2.8TC型柴油机加以描述各个传感器的工作原理。

一、曲轴位置传感器(CKPS:Crankshaft Point Sensor)

GW2.8TC型柴油机的曲轴位置传感器安装在飞轮壳上,曲轴位置传感器为电磁感应式,由57个短齿槽和1个长齿槽的信号轮和传感器组成。如图3-1所示,信号轮安装在飞轮起动用齿圈的后方,它有57个短齿槽(齿间角度为6°)、1个长齿槽(齿间角度为18°)。当发动机工作时,曲轴每转过一圈,曲轴位置传感器的电磁感应线圈会输出57个规则的交流脉冲电压信号和一个畸变的交变电压。如图3-2所示。

图3-1 信号轮的长、短齿槽图3-2 曲轴位置传感器输出的波形

ECU根据曲轴位置传感器输入的信号,计算曲轴的转速以及确定一缸上止点的位置。

二、凸轮轴位置传感器(CMPS:Camshaft Point Sensor )

GW2.8TC型柴油机的凸轮轴位于缸体上(下置式),凸轮轴位置传感器安装在正时齿轮室盖的前端。

凸轮轴位置传感器利用霍尔效应原理,感应凸轮轴正时齿轮上感应铁(导磁性材料制成)的位置,以此判定一缸压缩上止点。该传感器由永久磁铁和霍尔元件组成,当发动机运转时,感应铁与传感器的位置发生相对运动,这种变化会引起磁场变化,由于磁场变化,传感器的输出电压也会发生变化,输出方波电压信号,ECU根据此信号的变化来判定凸轮轴的实际运行位置。

三、共轨压力传感器(CRPS:Common Rail Pressure Sensor)

共轨压力传感器安装在共轨上。如图3-4所示,共轨压力传感器由:焊接在压力装置上的集成的传感器部件、装有电子检测回路的印刷电路板、装有电子插入式连线的传感器外壳等组成。

燃油通过共轨上的一个小孔流向共轨压力传感器,有压力的燃油通过一个盲孔

到达传感器膜片。一个将压力信号转换为电信号的传感器部件(半导体装置)别安装在此膜片上,传感器产生的信号被输入一个用于放大拾取信号并将它送入ECU的检测回路。

共轨压力传感器的工作过程如下:当膜片形状变化时,连接于膜片的电阻值也将改变。系统压力的建立,导致膜片形状变化,改变的电阻值将引起通过5V电桥的电压变化。电压变化范围为0~70mv(依赖于应用压力),并且被放大电路增幅至0.5~4.5V。

通过设置共轨压力传感器,可以实现对燃油压力的闭环控制。ECU根据发动机当前工况下相关传感器输入的信号,计算出的理论所需要的轨压,通过调节进油计量比例阀的开度来实现轨压控制,并依靠共轨压力传感器检测当前实际轨压,将其与理论轨压进行对比修正,实现闭环控制。

四、水温温度传感器(CTS:Coolant Temperature Sensor)

水温传感器安装于节温器下壳体处。水温传感器由NTC(负温度系数)热敏电阻构成,冷却液温度的变化引起电阻值的变化,当水温越低电阻值越大,水温越高电阻值越小,ECU依据接收到的电压值来计算出当前的水温。

五、加速踏板位置传感器(APPS:Accelerate Point Sensor)

加速踏板位置传感器的安装位于加速踏板轴上。电位计型加速踏板位置传感器以分压电路原理工作,ECU供给传感器电路5V电压。电子油门踏板通过转轴与传感器内部的滑动变阻器的电刷连接,加速踏板位置传感器的位置改变时,电刷与接地端的电压发生改变,ECU将该电压转变成加速踏板的位置信号。加速踏板位置传感器同时输出两组信号给ECU,保证输出信号的可靠性。

六、空气流量计(MAF:Mass Air Flow Sensor)

GW2.8TC型柴油机的进气流量计为HFM6型热膜式,可同时输出空气流量及温度信号,其工作原理与电控汽油机的完全相同。

空气流量计的简单工作原理:为了获得空气流量,传感器元件上的传感器膜片(发热金属铂丝固定在薄树脂上构成)被中间安装的加热电阻加热,膜片上的温度分配被与加热电阻平行安装的2个温度电阻测量;通过传感器的气流改变了膜片上的温度分配,从而使得两个温度电阻的电阻值产生差异,由此对ECU输出一个变化的电压信号;在传感器内部安装有进气温度传感器,用以测量进气温度。

七、大气压力传感器(APS:Air Pressure Sensor)

大气压力传感器位于ECU内,其允许的测量误差为±3 kPa,在海平面上大气压力设定值为100 kPa,相应的大气压力传感器的信号电压为4 V左右。

八、燃油含水率传感器

如图3-5所示,燃油含水率传感器安装在油水分离器下方,当燃油中的水分在油水分离器内到达传感器两电极的高度时,利用水的可导电性将两电极短路,此时水位报警灯点亮,提示驾驶员放水。

九、EGR位置传感器

电位计式,3个接线端子,分别接5V电源线、信号线、搭铁线。

GW2.8TC型柴油机上装有EGR位置传感器,但是不知何故,并没有导线与ECU相连接,实际上是无效的。由于无EGR阀开度位置信号反馈给ECU,所以,无法实现废气再循环的闭环控制。

第四章柴油机其他电控系统

一、废气在循环系统(EGR)

柴油机与汽油机一样也有大量的废气生成,废气在循环就是通过回引部分废气

与新鲜空气共同参与燃烧反应,利用废气中含有大量的惰性气体(CO

2、N

2

、H

2

O)具

有较高的比热容这一特性来降低NO

X

的生成。

EGR阀及真空执行器安装在进气歧管上,用EGR阀通气管将EGR阀和进、排气歧管接通。排气歧管中的废气通过EGR阀进入进气歧管,再进入气缸,实现废气再循环。这种使废气重新进入燃烧室并与新鲜空气一起再次燃烧的方法,是一种有效降低排

气中所含NO

x

的措施。再循环废气由于具有惰性,燃烧速度将会放慢,从而导致燃烧

室中火焰温度降低,从而使NO

x

的生成量减少。

废气再循环中引入的废气量必须适当。若引入的废气量过少,对降低NO

x

生成量的效果不明显;若引入废气量过多,不仅混合气着火性能变差,发动机的输出功率下降,而且还会使发动机的排放性能恶化。对于废气再循环过程引入的废气量,常用EGR率来表示,EGR率的定义如下:

EGR率=EGR气体流量/(进入汽缸的空气量+ EGR气体流量)×100%

一般的废气再循环EGR率控制在30%以内,同时为减少再循环废气对发动机进气量的影响,有的装有EGR冷却器,采用了水冷却的方式。

EGR率与发动机的转速、进气量等参数的对应关系经计算、试验确定后,将数据存入到发动机ECU中。发动机工作时,发动机控制模块根据各种传感器送来的信号,并经过与其内部数据对照和计算修正,输出适当的指令,控制真空调节器来控制EGR 阀的开度,以调节废气再循环的EGR率。

ECU根据空气流量传感器、曲轴位置传感器、冷却液温度传感器等信号给废气再循环EGR电磁阀提供不同占空比控制信号,使EGR电磁阀具有不同的打开、关闭频率,从而得到控制EGR阀不同开度时所需的各种真空度,从而获得适合发动机工况的不同的EGR率。脉冲电压信号的占空比越大,电磁阀打开时间越长,则真空度越大,EGR阀开度越大,EGR率越大;反之,脉冲电压信号的占空比越小,EGR率越小,当小至某一值时,EGR控制阀关闭,废气再循环系统停止工作。

二、可变截面增压器(VGT)

柴油机功率的大小,与发动机的进气量有很大的关系,在发动机配置不变的前提下,提高了进气量,才能增大喷油量,从而提高发动机的功率。

在普通的废气涡轮增压器中,涡轮机转子叶片与壳体之间的截面积是固定不变的,在废气冲击下其转速与发动的转速有关。当发动机低转速工作时,废气的动能小,涡轮机的转子转速较低,同轴带动压气机的充气量相对较少,增压后的进气压力较低;而发动机高速旋转时,废气的动能大,同轴带动压气机的充气量相对较多,增压后的进气压力高。这种充气量的差异,限制了发动机中低时速功率的提高。可变截面废气涡轮增压器(VGT--Variable Geometry Turbocharger)正是针对此改进设计的。

VGT可变截面涡轮增压技术是在普通的废气涡轮增压器的基础上,在涡轮侧增加了涡轮转动叶片及调整机构,ECU通过控制VGT电磁阀、膜盒式真空执行器来控制转动叶片的角度。当发动机处于低速运转时,废气的动能较小,膜盒式真空执行器使活动叶片组处于关闭位置,叶片间通道通道截面变小,废气进入涡轮机的速度加大,涡轮机的转速提高,同轴带动压气机使充气量较普通的增压器增多;在高速时让活动叶片组逐步打开,最终至全开位置,使涡轮机转速限制在规定之范围内。如此,

可实现发动机在任何的转速下,维持所需要的增压值,消除了传统涡轮增压器低转速时的"涡轮迟滞"现象,保证强劲的动力稳定输出。国产华泰圣达菲已经采用了VGT 技术。华泰现代圣达菲2.0L VGT车的百公里油耗仅为6.3L,比同等排量的汽油车省油30%-40%,与1.6升排量轿车相当,并率先达到欧III接近欧IV排放标准,D4EA 柴油机在4000r/min时输出的最大功率为92.6KW,最大扭矩在2000r/min时为290N.m,动力强劲可见一斑。下面依华泰现代圣达菲2.0车的D4EA发动机为例简单介绍可变截面增压器(VGT)的工作原理。VGT涡轮侧的结构示意图如图4-1所示。

在涡轮机转子一侧的圆形固定盘上,装有转动叶片组,它的几何位置由ECU通过控制VGT电磁阀、膜盒式真空执行器来控制。如图4-2b所示,当发动机处于中低速时,废气的动能较小,膜盒式真空执行器使活动叶片组处于最大关闭位置,叶片间

通道截面变小,因此废气进入涡轮机的速度加大,从而使涡轮机的转速提高,同轴带动压气机使充气量较普通的增压器增多。

当发动机高速旋转时,废气动能增加,气膜盒式真空执行器推动活动叶片组逐步打开,最终至全开位置,叶片间通道截面增大,导致废气进入涡轮机速度减慢,从而使涡轮机转速降低,同轴带动的压气机使进气量维持在合适的范围内,

不带VGT的D4EA柴油机(有旁通阀式涡轮增压器)的最大输出功率为83KW,最大输出扭矩为255N.m,而带VGT的D4EA柴油机(与前者比较,其它方面几乎相同)的最大输出功率增加了9 KW ,达到92KW,最大输出扭矩达285N.m,增加了30 N.M。由此可见,VGT系统明显提高了发动机的动力性。

第五章结语

柴油机电子控制系统发展前景很明媚,需要我们抓住这一发展的历史机遇,多多开拓发展的思路,开拓创新,与时俱进。虽然柴油机在工作中对高压喷油的

要求,在某种程度上制约了柴油机电控技术的发展。尽管到目前为止柴油机的电控技术还不如汽油机那样成熟,但是由于柴油机特有的经济性、耐久性和良好的排放性能,除了应用在大中型货车上,各种轿车也逐渐推广和选用电喷柴油机。意大利菲亚特集团研制的阿尔法罗密欧156型轿车选用的FIAT19FID柴油机就配置了共轨式电喷

系统。近20年来,轿车和客车上选用高速轻型电喷柴油机呈发展趋势,如德国大众公司高尔夫(GOIF)轿车中就有两种首选电喷柴油机,以其动力强劲、百公里油耗仅5.2升(汽油机为8.7升)的优良经济性能使世人瞩目。除此之外,日本小松公司、宝马公司及法国标致雪铁龙集团等相继推出电喷柴油机系列,其应用范围也愈来愈广泛,其前景一片大好!

参考文献

1 徐家龙主编柴油机电控喷有技术M.北京:人名交通出版社2004

2 王尚青主编柴油机电子控制技术M.北京:机械工业出版社 2005

3 庄继德主编汽车电子控制系统工程M.北京:北京理工大学出版社2004

4 赵雨旸主编柴油发动机M.北京:化学工业出版社 2006

5 齐志鹏主编汽车传感器和执行器的原理与检修M.北京:人民邮电出版社2002

致谢:

本文从选题、拟提纲、初稿完成后几经修改到最终定稿,每个环节都得到了老师的精心指导和热情的帮助,在此表示最诚挚的谢意!

邮箱:@https://www.360docs.net/doc/be2567652.html,

柴油发电机组控制系统工作原理

柴油发电机组控系统工作原理 LIXISE 作者: 作者:LIXISE 柴油发电机组控制系统工作原理和算法是相当的复杂,每个电路的设计都有其特定的算法来予以实现。柴油发电机组的控制器系统犹如发电机组的心脏,智能控制系统的使用大大提高了柴油发电机组的运行,保障了柴油发电机组的稳定工作,那么控制系统是通过何种原理和算法来实现呢?柴油发电机组的控制部分,数字式励磁控制器较传统的模拟电路励磁控制器具有精度高,反应快,控制算法适应性强,对于不同特性的电机只要通过调整程序参数就能适应,甚至可以实现更高端的自适应智能控制算法等优点。 一、数字励磁控制器软件实现与算法研究 主要是对数字式励磁控制器的软件和所采用的控制算法进行论述。首先对数字励磁控制器的主程序进行设计,然后对电量参数采集算法和智能励磁控制算法进行研究,并在CPU上进行实现。为了实现精确的数字励磁控制,需要得到实时、精确的电量数据,而要获得实时、精确的电量数据,则需要采用交

流采样方法,并推导出交流采样下各个电量的计算公式,最终编写计算出电量数据的算法程序。交流采样是按一定的规律对被测信号的瞬时值进行采样,再按照一定的数学算法求出被测电量参数的测量方法。下面给出交流电压,交流电流,有功功率,无功功率,功率因素的各种算法中的离散公式。 二、数字式励磁控制器总体设计方案 工作电源:由于微处理器的工作电源要求,我们需要一个5V的稳定直流电源,信号调理电路的运算电路的供电需要一组±12V的直流电源,另外,开关量输出需要驱动继电器,所以需要一个+24V的直流电源,为此我们需要设计一个电源转化模块得到系统正常工作所需的三组DC电源。 三、交流采样锁相环电路 要进行交流采样,通常需要进行同步采样,目前交流采样方式主要有硬件同步采样、软件同步采样和异步采样三种。硬件同步由硬件同步电路向CPU提出中断实现同步。硬件同步电路有多种形式,常见的如锁相环同步电路等。硬件同步采样法是由专门的硬件电路产生同步于被测信号的采样脉冲。它能克服软件同步采样法存在截断误差等缺点,测量精度高。利用锁相频率跟踪原理实

柴油机论文关于柴油机论文

柴油机论文关于柴油机论文 乙醇—柴油混合燃料在柴油机上的应用 摘要:为降低柴油机的废气排放,研究含氧代用燃料乙醇对柴油机废气排放以及经济性的影响.通过对燃用乙醇含量不同的乙醇—柴油混合燃料的柴油机排放情况和经济性的对比试验得出:适当配比的乙醇—柴油混合燃料能有效改善柴油机的有害气体排放性能,特别是能明显降低柴油机的碳烟排放,且柴油机的烟度随乙醇含量的增加而明显降低;添加乙醇能改善发动机燃料的经济性,而对发动机的动力性没有明显影响. 关键词:柴油机;废气排放;含氧燃料;乙醇—柴油混合燃料 Application of ethanol-diesel fuel mixture to diesel engine ZHU Jianyuan1, HONG Liang2 (1. Merchant Marine College, Shanghai Maritime Univ., Shanghai 201306, China; 2. Shanghai Branch, China Classification Society, Shanghai 200135, China) Abstract:In order to reduce the diesel engine exhaust emission, the effects of oxygenated fuel ethanol on exhaust emission and fuel efficiency of diesel engine is researched.

Contrast experiments are conducted on exhaust emission and fuel efficiency of diesel engine which burns ethanol-diesel fuel mixture with different ethanol additive. Results show that suitable additive amount of ethanol can reduce the exhaust emission of diesel engine effectively, especially for soot reduction, and the amount of soot emission decreases when the amount of ethanol additive increases. Adding ethanol additive into diesel oil can improve the engine fuel efficiency, while the engine power is hardly influenced. Key words:diesel engine; exhaust emission; oxygenated fuel; ethanol-diesel fuel mixture 收稿日期:2009-10-11 修回日期:2010-08-27 基金项目:上海市教育委员会科技基金(06FZ039) 作者简介:朱建元(1946—),男,江苏无锡人,教授,硕士,主要研究方向为轮机工程、柴油机振动噪声和排放控制,(E-mail)zhujy86@https://www.360docs.net/doc/be2567652.html, 0 引言 柴油机作为热效率最高的发动机一直受到高度重视.近几年来,柴油机废气排放要求的日益严格对柴油机的代用燃料和低排放燃烧研究提出新的挑战.发展新型清洁含氧代用燃料,对改善柴油机的性能、降低对石油资源的依赖性和保证能源安全具有重大意义.含氧燃

柴油发电机运行管理正式版_1

Through the joint creation of clear rules, the establishment of common values, strengthen the code of conduct in individual learning, realize the value contribution to the organization.柴油发电机运行管理正式 版

柴油发电机运行管理正式版 下载提示:此管理制度资料适用于通过共同创造,促进集体发展的明文规则,建立共同的价值观、培 养团队精神、加强个人学习方面的行为准则,实现对自我,对组织的价值贡献。文档可以直接使用, 也可根据实际需要修订后使用。 1值班人员应密切监视柴油发电机的运行情况,每隔1小时填写一次《发电机组启动前准备及运行记录》。并巡视柴油发电机、冷却水箱、排烟系统、回风系统、控制柜、储油箱、消音系统。 2巡视监控内容如下: 2.1有无异常声响或大的振动; 2.2有无异常气味; 2.3排烟颜色是否正常,是否有漏油(机油、柴油)、漏水现象; 2.4机油压力冷却水温是否正常; 2.5频率偏差是否较大;

2.6三相电压是否正常,三相电流是否有过载现象; 2.7各信号灯指示是否正常; 2.8回风是否顺畅; 2.9紧固件是否有松动现象; 2.10柴油箱油位; 2.11消音效果是否理想; 3对于巡视中发现的问题,值班人员及时采取措施予以解决。 4分析运行各项数据,发现隐患及时排除,重大异常情况及时报告运行班长。 5柴油发电机发生"飞车"现象时,值班人员需沉着、冷静、迅速果断地采取下列措施: 5.1切断油路:将油门开关拉到停机位

道依茨柴油发动机电控系统说明

道依茨发动机电控系统说明 1.系统总览 CA6DE3电控发动机采用外挂式电控单体泵系统,其工作原理与DEUTZ电控单体泵系统基本相同。采用电控单体泵,机械式喷油器。 外挂式电控单体泵 接插件引脚信号名称类型 1 电源负极地 2 电源负极地 3 电源负极地 4 电源正极电瓶+24伏 5 电源正极电瓶+24伏 7 加速踏板位置传感器2地地 9 进气温度和压力(TMAP)传感器地地 10 加速踏板位置传感器2电源+5V 12 进气温度和压力(TMAP)传感器电源+5V 13 曲轴转速传感器信号输入霍尔效应式频率信号 15 加速踏板位置传感器1电源+5V 17 加速踏板位置传感器1地地 18 水温传感器、燃油温度传感器地地 22 车速信号(仪表输出)输入频率信号 24 点火开关输入钥匙 25 严重故障指示灯1A低端On/Off驱动 26 SAE J1939 - CAN通信 27 SAE J1939+ CAN通信 28 车速信号(仪表输出)地地 29 曲轴转速传感器地地 31 曲轴转速传感器电源+5V 32 凸轮位置传感器信号输入霍尔效应式频率信号 33 凸轮位置传感器电源+5V

35 凸轮位置传感器地地 37 CAN + CAN通信 38 CAN - CAN通信 39 CAN屏蔽线屏蔽线 42 排气制动阀1A低端On/Off驱动 43 主继电器1A低端On/Off驱动 44 预热指示灯1A低端On/Off驱动 46 水温传感器信号输入模拟量 47 燃油温度传感器信号输入模拟量 48 进气温度和压力(TMAP)传感器温度信号输入模拟量 49 进气温度和压力(TMAP)传感器压力信号输入模拟量 51 SAE J1939 屏蔽线屏蔽线 52 机油压力警报开关输入低电位开关 57 制动踏板开关(气压)低电位开关 61 加热继电器 3.5A高端On/Off驱动 63 一般故障指示灯1A低端On/Off驱动 64 排气制动/发动机制动指示灯1A低端On/Off驱动 66 加速踏板位置传感器1信号输入模拟量 67 加速踏板位置传感器2信号输入模拟量 73 离合器踏板开关高电位开关 74 巡航设置/加速开关(选装)高电位开关 75 巡航恢复开关(选装)高电位开关 76 巡航ON/OFF开关(选装)高电位开关 77 巡航设置/减速开关(选装)高电位开关 79 排气制动开关高电位开关 81 小信号地地 98 1缸单体泵低端低端PWM驱动 99 3缸单体泵高端高端PWM驱动 100 1缸单体泵高端高端PWM驱动 101 2缸单体泵高端高端PWM驱动 102 4缸单体泵高端高端PWM驱动 103 6缸单体泵高端高端PWM驱动 105 6缸单体泵低端低端PWM驱动 106 3缸单体泵低端低端PWM驱动 108 2缸单体泵低端低端PWM驱动 110 5缸单体泵高端高端PWM驱动 111 4缸单体泵低端低端PWM驱动 112 5缸单体泵低端低端PWM驱动 3.1冷却液温度/燃油温度传感器(NTC) 向ECU提供发动机冷却液/燃油温度信号,敏感原件为负温度系数的热敏电阻式(NTC)。 温度传感器特性

柴油机装配工艺设计论文

威海职业学院 毕业设计任务书 系部船舶工程系专业船机制造与维修年级 2011级班级二班 姓名学号 指导教师职称副教授、工程师 教务处编印

毕业设计指导须知 一、毕业设计是专业教学计划的一个重要的实践教学环节,是学生毕业前进行综 合训练和模拟从业训练的重要实践性教学环节,是高职教育培养高技能适应性人才的基本要求,是学生综合素质与实践能力培养效果的全面检验,是衡量高职教育和办学效益的重要评价内容。毕业设计的目的是培养学生综合应用所学知识和相应技能,解决问题的本领。毕业设计应坚持校企合作,贯彻以“生产性实训”为特征的工学结合的人才培养理念,以能力培养为主线,培养学生的创新能力、就业能力和综合能力等。毕业设计的选题注重科学性、创造性、针对性、应用性和实践性。 二、毕业设计应包括教学目的、选题、调查、撰文(目录→前言→正文→结论→ 答谢→参考目录→附录等)、指导、答辩、评语等活动。 三、指导教师具有讲师以上或相应职称的相关专业人员,且专业对口。经系、教 务处审查同意后,方能指导学生进行毕业设计。指导过程中,指导教师加强对学生的思想教育工作,培养学生的严谨、勤奋、求实、创新的学风。抓好关键环节的指导,既不包办代替,也不要放任自流。要按照进度计划,加强对学生各个阶段设计完成情况的登记、提问。要求每位学生以热情好学、求实创新的态度参加毕业设计每个环节,综合运用所学知识解决实际问题,获取新知识,提高独立工作能力,在完成学习任务的同时,创造出良好的设计成果。 四、学生应以严肃认真、实事求是的态度按期完成任务书中规定的项目;能熟 练地综合运用所学理论和专业知识,有结合实际的具体项目设计或对某具体课题进行有独立见解的论证,并有一定的技术含量。根据指导教师给定的课题,独立思考。自己动手,不得抄袭或找人代笔。毕业设计要做到内容完整,结构严谨合理,分析处理科学;文字顺畅,技术用语准确,符号统一,编号齐全,书写工整规范,符合国家有关标准和部颁标准,图纸、

柴油发电机运行管理通用版_1

管理制度编号:YTO-FS-PD303 柴油发电机运行管理通用版 In Order T o Standardize The Management Of Daily Behavior, The Activities And T asks Are Controlled By The Determined Terms, So As T o Achieve The Effect Of Safe Production And Reduce Hidden Dangers. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards

柴油发电机运行管理通用版 使用提示:本管理制度文件可用于工作中为规范日常行为与作业运行过程的管理,通过对确定的条款对活动和任务实施控制,使活动和任务在受控状态,从而达到安全生产和减少隐患的效果。文件下载后可定制修改,请根据实际需要进行调整和使用。 1值班人员应密切监视柴油发电机的运行情况,每隔1小时填写一次《发电机组启动前准备及运行记录》。并巡视柴油发电机、冷却水箱、排烟系统、回风系统、控制柜、储油箱、消音系统。 2巡视监控内容如下: 2.1有无异常声响或大的振动; 2.2有无异常气味; 2.3排烟颜色是否正常,是否有漏油(机油、柴油)、漏水现象; 2.4机油压力冷却水温是否正常; 2.5频率偏差是否较大; 2.6三相电压是否正常,三相电流是否有过载现象; 2.7各信号灯指示是否正常; 2.8回风是否顺畅; 2.9紧固件是否有松动现象; 2.10柴油箱油位; 2.11消音效果是否理想;

3对于巡视中发现的问题,值班人员及时采取措施予以解决。 4分析运行各项数据,发现隐患及时排除,重大异常情况及时报告运行班长。 5柴油发电机发生"飞车"现象时,值班人员需沉着、冷静、迅速果断地采取下列措施: 5.1切断油路:将油门开关拉到停机位置,如果柴油机停不下来,可以拆掉油泵进油管或高压油管; 5.2切断气路:用棉衣等物品直接包住空气滤清器,或将空气滤清器拆下,直接用棉衣等物品塞住进气口(切断气路时,一定要注意安全); 5.3绝对禁止减少或去掉负载; 5.4柴油机停机后,应立即查找原因。排除故障后,试机运行,一切正常后方可正式使用。 该位置可输入公司/组织对应的名字地址 The Name Of The Organization Can Be Entered In This Location

柴油机电控技术发展三个阶段的技术简介.doc

柴油机电控技术发展三个阶段的技术简介 柴油机电控技术的发展 柴油机电控技术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制技术平台上发展起来的。汽油机电控技术的发展为柴油机电控技术的发展提供了宝贵经验。 柴油机电控技术发展的三个阶段:位置控制、时间控制、时间—压力控制(压力控制)

第一代柴油机电控燃油喷射系统(常规压力电控喷油系统) 优点:结构不需改动,生产继承性好,便于对现有柴油机进行升级换代。 缺点:系统响应慢、控制频率低、控制自由度小、控制精度不够高,喷油压力无法独立控制。 第二代柴油机电控燃油喷射系统(高压电控喷油系统) 改变了传统燃油供给系统的组成和结构,主要以电控共轨(各缸喷油器共用一个高压油管)式喷油系统为特征,直接对喷油器的喷油量、喷油正时、喷油速率和喷油规律、喷油压力等进行“时间-压力控制”或“压力控制”。 特点:通过设置传感器、电控单元、高速电磁阀和相关电/液控制执行元件等,组成数字式高频调节系统,有电磁阀的通、断电时刻和通、断电时间控制喷油泵的供油量和供油正时。但供油压力还无法独立控制。 ●柴油机电控燃油喷射系统的优点 1.改善低温起动性。 电子控制系统能够以最佳的程序替代驾驶员进行这种麻烦的起动操作,使柴油机低温起动更容易。 2.降低氮氧化物和烟度的排放。 采用柴油机电控技术,可精确地将喷油量控制在不超过冒烟界限的适当范围内,同时根据发动机工况调节喷油时刻,从而有效地抑制排烟。 3.提高发动机运转稳定性。 4.提高发动机的动力性和经济性。 采用柴油机电控系统,无论负荷怎样增减,都能保证发动机怠速工况下以最低的转速稳定运转,有利于提高其经济性。 5.控制涡轮增压。 柴油机电控系统中,ECU根据传感器信号精确计算喷油量和喷油正时。从而提高发动机的动力性和经济性。采用电子控制技术可以对增压装置进行精确的控制。 6.适应性广。

柴油发动机电路控制系统的故障维修

柴油机电控系统的故障诊断 柴油发动机故障自诊断的内容 (1)发现故障 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,不反馈“执行”情况,故需设置专门电路来检测执行器的工作情况。 (2)故障分类 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,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 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(点火开关)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。 (4)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。 (5)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,电控单元通常采用应急反应措施,即利用预编程序中的代用值(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行检修。 柴油发动机故障自诊断的工作原理 (1)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定范围,则自诊断系统将其诊断为故障。以冷却液温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0. 1 V(相当于冷却液温度高于139 ℃)或高于4. 8 V(相当于冷却液温度低于-50℃时,则系统诊断为故障信号。在“记录”故障代码、显示故障(车内仪表盘上“检查发动机灯”亮)的同时,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,故其电路发生短路或断路时,而无法确认传感器性能的好坏。 (2)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种指令,但开环控制系统中的执行器不可能反馈“执行”情况信息,需增加专用电路监视其工作情况,并对执行器故障采取相应措施。 柴油发动机自诊断故障码的读取 通常诊断的输出接口由检查发动机(Check Engine)警告灯、超速挡指示灯、ABS警告灯、电控单元检测插座(Check Connection、故障诊断插座(TDCI)等组成。警告灯或指示灯作为指示有无故障的标志,一般位于汽车仪表板上,电控单元检测插座一般位于发动机舱内。当将检测插座与检测端子TE对地短接,发动机警告灯会闪烁,闪烁次数即故障代码;故障诊断插座通常位于仪表板下方,它是电控系统诊断信号的专用连接器,主要用于与专用车外故障诊断仪(也称电脑解码器)相连接,进行车外诊断,以扩充随车诊断系统的诊断信息和诊断功能。 柴油发动机故障代码既可采用随车自诊断系统,也可采用车外诊断系统读取。 (1)采用随车自诊断系统读取 若发动机警告灯持续点亮,则意味着存在故障。为读取故障代码,先将电源钥匙开关置于“OFF",用一根导线连接故障诊断插座(或检测插座)内TE,和E,。在读取故障代码之前,要使柴油机处于规定的状态:蓄电池电压)11 V;松开油门;变速器置空挡;关闭所有附属电器设备;柴油机为热机状态。在以上状态下,将电源钥匙开关置于“ON",但不启动柴油机。 柴油发动机读取故障码的方法有以下3种: ①用仪表板上“检查发动机”警告灯的闪烁规律读取。若电控系统工作正常,电控单元内未存有故障代码,则警告灯以每秒5次的频率连续闪烁。若电控单元内存有故障代码,则警告灯以每秒2次的闪烁频率连续闪烁,并将两位数组成的故障代码的十位数和个位数,先后用警告灯的闪烁次数表示出来。若电控单元内存有若干个故障代码时,电控单元按

机车柴油机论文关于电力机车的论文

机车柴油机论文关于电力机车的论文 DF4B型机车柴油机机油压力低故障的原因分析及应对措施摘要:文章通过对DF4B型内燃机车机油压力低的原因分析,提出应对措施。 关键词:DF4B型内燃机车柴油机机油压力低原因分析应对措施 1.问题的提出 柴油机的机油系统起着减轻摩擦,冷却散热、清洗、密封以及诸如缓冲、防锈、防腐,减少杂音等重要作用。在机车运用过程中,经常会出现机油压力低的故障,造成柴油机不能起机或高手柄卸载,甚至造成拉缸,碾压及曲轴报废等严重后果,严重影响了机车的正常使用。 1.1机车机油压力表的布置及压力值要求 在主机油泵出口弯头处设有一个压力测试点(P1)并接到动力室仪表上,它既代表主机油泵出口机油压力又反映热交换器前的油压,在柴油机标定转速(1000r/min)下,(P1)的值为490~540kpa,最低转速(430r/min)下为(250~320kpa)。 1.2在机油粗滤器的中部及上部有两个压力测试点(P2、P3)其压力表都装在动力室仪表盘上(P2)的值反映滤清器前的油压,(P3)的值代表机油滤清后的油压,也是柴油机的进口油压,它与(P2)值的差反映机油经粗滤器是阻塞情况,由此判定机油粗滤器滤芯的更换和清洗

时机,在柴油机标定转速下(P3)值为380~440kpa,最低转速下为200~245kpa。 1.3主机油道末端压力表设在司机室仪表盘上,其压力测试点(P4)设在后增压器机油滤清器前的进油管路上。(P4)的值反映机油流经V 形夹角主机油道末端的压力,亦即进入后增的滤清前机油压力。在柴油机标定转速下(P4)的值为250~320kpa,最低工作转速下为150~180kpa。在正常油、水温度下不得小于120kpa。 1.4在前、后增压器滤清器和保压阀的后面分别设有压力测试点(P5、P6)并接到动力室仪表盘上,它们分别反映前、后增压器进口油压,标定转速下前增压器进口油压(P6)为150~170kpa。后增压器进口油压(P5)为145~160kpa。 2.机油压力低的原因分析 2.1增压器机油滤清器脏: 如果属于此种原因,会造成(P5)或(P6)处压力偏低,而从主机油泵出口(P1)到主机油泵末端(P4)的压力不低。如果(P5)或(P6)有一处的压力低于100kpa,均会造成运用中停机,应对措施为清洗或者更换对应的增压器机油滤清器滤芯。 2.2机油粗滤器脏: 如果机车使用环境较差,一些杂质会通过柴油机进气系统进入燃烧室,在油环的作用下被刮进油底壳,使机油杂质超标,造成机油粗滤器过脏,阻力过大,影响柴油机的进口机油压力。正常情况下,机

船用电控共轨柴油机的最新技术特点和管理 K

船用电控共轨柴油机的最新技术特点和管理 [摘要]阐述了电控共轨柴油机的工作过程和特点,着重分析比较两大主流机型(SulzerRT-flex和MAN-B&WME/ME-C)。通过与传统型柴油机在性能和结构上的比较,介绍了电控柴油机的优点,探讨船用柴油机电子喷射燃油系统的运行管理措施,指出电控共轨燃油喷射系统NOx排放可完全符合MARPOL73/78国际防污公约的最新要求,从而进一步改善船舶柴油机的经济性、可靠性。这是船用柴油机的发展方向。 1.前言 随着科学电子技术迅猛发展,微型计算机已越来越广泛地应用在船舶动力控制和监测中。为了提高燃油经济性、降低排放要求、提高可靠性和操作的灵活性,实现适时调节,电控共轨柴油机已成为发展的必然趋势。经过各大厂商的不懈努力,全电控型的柴油机终于在2003年研制成功并得到实船验证,这标志着柴油机的发展经历了又一次质的飞跃。 2.传统柴油机和电控型柴油机的区别。 传统的柴油机是由调速器控制其喷油量,由凸轮控制其喷油定时、进排气等过程,能使柴油机在额定工况下实现性能的优化。但是当柴油机的工况、海况、外界环境、燃油品质发生变化,凸轮轴磨损或者机械间隙改变导致喷油正时、喷油速率、配气正时、气阀时面值等参数偏离其设计的最佳值时,均会影响柴油机经济性能。 船用柴油机工作过程的燃烧效率,燃油消耗以及废气排放污染,一直是人们关注的问题。根据国际海事组织《MARPOL73/78公约》的规定对船舶柴油机NOx 的排放进行了严格的限制。而控制其最有效的手段是降低最高燃烧温度及控制燃气在高温下停留的时间。 电控型柴油机也称为智能型柴油机,即将电子设备及软件应用于船用柴油机并成为其重要部分的新型柴油机。根据柴油机燃烧理论,主要是应用了电控技术,通过控制燃油喷射正时、喷油量、喷射速率、压力以及进、排气阀正时,能够有效地实现柴油机在各种负荷下的性能最优化,从而达到在满足最新排放要求下,提高其经济性、可靠性、操纵灵活性和延长使用寿命。 3.电控共轨型柴油机 3.1目前两种主流智能型船用柴油机的比较 W?rtsil?公司SulzerRT-flex系列柴油机采用的共轨系统和MAN-B&W公司的ME/ME-C系列柴油机采用的电控燃油喷射系统,具有一定的差别:(1)油轨方面。SulzerRT-flex机型的公共油轨有两个,一是20MPa的滑油,它的作用是因为电子控制系统中所输出的能量有限而作为驱动排气阀、气缸起动阀和喷射控制装置;二是100MPa的重油,它作为柴油机的燃料油,在油轨中等待喷射。而MAN-B&WME机型的公共油轨仅一个20MPa滑油,它作为动力油使用。轨压上的差别很大程度上取决于油轨的密封技术,因此对油轨的管理就要区

柴油机论文

柴油机电控技术阐述 摘要:介绍了柴油机电子控制技术的发展状况、控制原理和应用特点及高压共轨技术的工作原理、研究方向、应用前景。 关键词:柴油机电控技术;高压共轨技术;应用前景 1 柴油机电子控制技术的发展状况及发展趋势 1.1柴油机电子控制技术的发展状况 柴油机电子控制技术始于20世纪70年代,20世纪80年代以来,英国卢卡斯公司、德国博世公司、奔驰汽车公司、美国通用的底特律柴油机公司、康明斯公司、卡特彼勒公司、日本五十铃汽车公司及小松制作所等都竞相开发新产品并投放市场,以满足日益严格的排放法规要求。 由于柴油机具备高扭矩、高寿命、低油耗、低排放等特点,柴油机成为解决汽车及工程机械能源问题最现实和最可靠的手段。因此柴油机的使用范围越来越广,数量越来越多。同时对柴油机的动力性能、经济性能、控制废气排放和噪声污染的要求也越来越高。依靠传统的机械控制喷油系统已无法满足上述要求,也难以实现喷油量、喷油压力和喷射正时完全按最佳工况运转的要求。近年来,随着计算机技术、传感器技术及信息技术的迅速发展,使电子产品的可靠性、成本、体积等各方面都能满足柴油机进行电子控制的要求,并且电子控制燃油喷射很容易实现。 实际上,柴油机排气中CO和HC比汽油机少得多,NOX排放量与汽油机相近,只是排气微粒较多,这与柴油机燃烧机理有关。柴油机是一种非均质燃烧,可燃混合气形成时间很短,而且可燃混合气形成与燃烧过程交错在一起。通过分析柴油机喷油规律得到:喷入燃料的雾化质量、汽缸内气体的流动以及燃烧室形状等均直接影响燃烧过程的进展以及有害排放物的生成。提高喷油压力和柴油雾化效果、使用预喷射、分段喷射等可以有效的改善排放。 经过多年的研究和新技术应用,柴油机的现状已与以往大不相同。现代先进的柴油机一般采用电控喷射、高压共轨、涡轮增压中冷等技术,在重量、噪音、烟度等方面已取得重大突破,达到了汽油机的水平。随着国际上日益严格的排放控制标准(如欧洲Ⅳ、Ⅴ标准)的颁布与实施,无论是汽油机还是柴油机都面临着严峻的挑战,解决的办法之一是采用电子控制燃油喷射的技术。现在,柴油机电子控制技术在发达国家的应用率已达到60%以上。 1.2何谓电喷柴油机 采用电子控制燃油喷射及排放的柴油机即为电喷柴油机。电喷柴油喷射系统由传感器、ECU(计算机)和执行机构三部分组成。其任务是对喷油系统进行电子控制,实现对喷油量以及喷油定时随运行工况的实时控制。采用转速、油门踏板位置、喷油时刻、进气温度、进气压力、燃

柴油发电机组运行管理制度

柴油发电机组运行维护管理制度 总则 一、目的 为规范柴油发电机组运行维护管理工作,确保柴油发电机长期无故障经济运行,保证大坝备用电源正常供电。 二、适用范围 适用于龙桥水电站柴油发电机组的运行维护管理。 三、发电机组维护保养职责 1、维护班负责柴油发电机运行维护管理工作的组织实施。 2、柴油发电机组运行维护实行定期制度,汛期至少每10天维护试验一次,枯水期每月至少维护巡视一次。维护班人员具体负责柴油发电机组的运行管理和维护保养。 柴油发电机管理规章制度 一、柴油发电机组操作安全警告和注意事项: 1、使用及维护发电机组前,必须阅读并理解发电机组用户手册。 2、柴油发电机组必须由受过机组专项培训的人员操作,维护操作人员必须明白安全预防措施及操作维护程序。

3、维护操作人员不得在明知机组有异常情况下开机。 4、维护操作人员对机组清洁、维护、修理时,必须在停机且将电瓶负极线拆除的状况下进行。 5、排烟管及消音器排烟时产生高温,使用安装时必须采用防火隔热材料并远离易燃物品。 6、维护操作人员不得将易燃物体(液体)存放在发动机附近。 7、任何人不得在电池及燃料附近抽烟、打火花或其他引火行为。 8、柴油发电机组应配备干粉灭火器,维护操作人员懂得如何使用。 9、维护操作人员在风扇防护罩或其他安全保护罩拆除的情况下,不得开机;在开机时,不得把手伸到这些保护装置或其附近进行维修。 10、维护操作人员手掌、手臂、长头发、首饰(手表)以及宽松的衣服必须远离皮带轮、皮带及其他转动部件。 11、维护操作人员在机房工作时,必须穿上工作服,带上手套和帽子。 12、维护操作人员在柴油发电机组冷却液未完全冷却时,不得拧开散热器盖子。 13、维护操作人员应戴上保护耳朵的装备。

柴油机电子控制系统的发展

目录 1前言 (3) 2电子控制柴油机概述 (4) 2.1何谓电喷柴油机 (4) 2.2柴油机电子控制技术的发展状况 (5) 2.3柴油机电子控制技术的目的及优点 (6) 2.3.1柴油机电子控制技术的目的 (6) 2.3.2柴油机电子控制技术的优点 (6) 2.4柴油机电控技术的特点 (7) 2.4.1柴油机是一种热效率比较高的动力机械 (7) 2.4.2柴油机的喷射系统形式多样 (7) 2.5电控柴油喷射系统分类 (7) 2.5.1位置控制系统 (8) 2.5.2时间控制方式 (9) 2.5.3时间-压力控制方式 (9) 2.5.4压力控制方式 (10) 3电子控制柴油机技术介绍 (10) 3.1单体泵技术 (11) 3.1.1单体泵控制油路 (12) 3.1.2单体泵系统的另一个优势 (12) 3.2泵喷嘴技术 (13) 3.3高压共轨技术 (15) 4柴油机电子控制技术的发展趋势 (17) 4.1高的喷射压力 (17) 4.2独立的喷射压力控制 (17) 4.3改善柴油机燃油经济性 (17) 4.4独立的燃油喷射正时控制 (17) 4.5可变的预喷射控制能力 (18) 4.6最小油量的控制能力 (18) 4.7快速断油能力 (18) 4.8降低驱动扭矩冲击载荷 (18) 5结论 (19) 6参考文献 (20)

摘要 柴油机的发展水平一直是车辆发展水平的重要标志,随着国家对环保的重视和国际石油价格高涨,我国应对柴油机的发展引起足够重视。车用柴油机面临着日趋严格的排放法规和降低燃油消耗率等要求,采用电子控制技术是使柴油机同时满足各种要求的有效手段,而电控单元是整个控制系统的核心,其中的硬件和控制软件设计是否合理将对整个控制系统产生决定性的影响。车用柴油机的结构比较复杂,尤其是新兴的电子控制技术,对于广大汽车驾驶与维修人员来说有着十分重要的意义。文章介绍了柴油机电子控制技术的发展状况、控制原理和应用特点及高压共轨技术的工作原理、研究方向、应用前景。 关键词:柴油机电子控制发展

EASYPANEL系列柴油机控制器

柴油机控制器EASYPANEL EP-10、20、30、40 安装使用说明书 广州三业科技有限公司

柴油机智能控制器EASYPANEL 系列 安装使用说明 EP-10、20、30、40 柴油机智能控制器是用于具有自启动、自动控制、自动保护功能的普及型柴油发动机或柴油发电机组控制的新一代产品。 1 适用范围 1.1 EP- 10、EP-30适用于各个厂家、不同型号、不同功率的柴油发动机组装的发电机组配置使用。 1.2 EP- 20、EP-40适用于以柴油发动机成套的动力装置配套使用。 1.3具有防潮、防水花飞溅功能,可在温度-20℃~+50℃(可订购-40℃~+50℃),在相对湿度95%时不凝露的环境下连续工作,可应客户要求进行防盐雾处理。 1.4 EP- 10、EP-30用户无需设定任何程序和参数,只需进行简易接线便可使用。 1.5 EP- 20、EP-40由于采用电磁速度传感器作速度检测,所以用户必须输入飞轮的有关参数(详见安装、调试说明)。 1.6 EP-系列的功能如下表: 1.7EP- 10控制器主要用于发电机组的控制:系统含转速、发电频率、运行时间、蓄电池电压等

柴油机智能控制器EASYPANEL 系列四种数据的检测和数字显示,带蓄电池电压过高/过低报警及超速/低速报警停机,低油压、高冷却温度报警停机由开关量输入进行触发(系统适用于发动机已带油压表及水温表)。 1.7 EP- 30控制器与EP-10同样设计用于发电机组的装配:但油压、温度传感器采用模拟量输入,系统含转速、发电频率、润滑油压力、冷却温度、运行时间、蓄电池电压等六种信号的检测和数字显示,带蓄电池电压过高/过低报警及超速/低速、低油压、高冷却温度报警停机(系统适用于裸机,发动机没带油压表及水温表)。 1.8 EP- 20、EP-40的控制对象主要是动力机械(也可用于发电机),EP- 20与EP-40的区别是:EP- 20的油压、水温采用开关量输入,而EP- 40采用模拟量油压、温度传感器,系统带数字油压、温度显示。EP-40控制器已含转速、油压、水温、运行时间、蓄电池电压等六种信号的检测和显示。 1.9配置EP-10、EP-20控制器的机组应具有柴油机配套的低油压报警开关、超温度报警开关,并另行配套油门控制机构(电子调速或电磁铁)则可组成智能控制机组。 1.10 EP-**系列控制器装配的机组只须配套油门控制机构(电子调速或电磁铁)则可组成智能控制机组 1.11 EP-**系列产品均提供一路扩展外部输入的开关量报警信号供用户使用。 2 功能特点 2.1 带手动及全自动控制功能。当自启动信号输入或人工按下启动按键,控制器便自动完成自启动、机组运行、故障停机保护等程序控制和过程控制。 2.2 自动监控功能。自动监控发动机在启动、怠速、升速、全速等过程的速度变化,自动完成启动电机的投入与撤出、转速过高与过低的超限停机、速度正常后输出运行(合闸)信号等。 2.3 柴油机运行状态显示功能。根据系统现时运行状况,由指示灯或显示屏指示设备当前所处的状态,包括:待机、开机、供油、自启动、怠速延时、正常运行、冷却停机、紧急停机等。显示屏显示的符号所代表的状态和参数请参照本说明书4.7表格。 2.4 运行参数检测、显示功能。在系统运行过程中,显示屏显示实时转速并通过翻页显示发电频率、(EP-30、EP-40增加油压、水温显示)、运行时间及蓄电池电压等现时数值。(EP-10、EP-20)的机油压力、冷却水温的参数则由用户原机配套仪表进行测量和显示。 2 .5 故障自诊断、故障显示及自动停机保护功能。机组在自启动及运行过程中出现异常情况时,控制器可根据预设参数判断其故障,并通过面板的显示屏和相应的指示灯同时显示故障原因,外接蜂鸣器用户可接收自动报警信号;机组也将同时停机,对机组实施保护。自动报警并停机保护的项目包括:无转速信号(启动转速过低、发电机不发电、启动电机与启动飞轮打滑)、超速、低速、低油压、高冷却温度、启动失败、停机失败、外接扩展报警输入等。 3 安装、调试说明 3.1 注意事项

第三章柴油机运转管理与应急处理

1第三章柴油机运转管理与应急处理 第一节柴油机运转管理 一、备车、起动与机动操纵 1.开航前的备车 备车时间一般在0.5—6 h之间。备车的目的是使船舶动力装置处于随时 可起动和运转状态。 (1)暖机水和油(2)滑油系统的准备油位和油温(3)冷却系统的准备(4)燃 油系统的准备(5)压缩空气系统的准备(6)转车(盘车10~ 15 min(7)冲车(8)试车试车内容: ①正车起动,供油发火后在低速下运转数转后停车。②换向。③倒车 起动,给油发火后低速运转数转后停车 按规定与驾驶台保持联系

2 2.机动操纵时的管理 (1)机动操纵时的操作 油电气集中精力 (2)机动操纵时的安全事项 防止柴油机发生冷爆 柴油机热负荷、机械负荷过大 防止机器发生剧烈振动 倒车操纵时,应控制油门,避免主机超负荷 (3)机动操纵管理 值轮机员除处理紧急故障外,不得远离操纵台和离开集控室 轮机长都必须始终在集控室监督和监控机动操纵整个过程

3二、柴油机运转中的管理 1.航行值班的交接工作 经接班人员同意后,交班人员方可离开机舱 2.热力检查 为了检查和确定发动机各缸燃烧情况殁负荷分配的均匀程度各缸排气温度最大温差不应超过平均值15~ 20℃(或±5%)冷却液出口温度与平均温度相比较,最大温差要小于4~5℃ 3.机械检查 (1)冷却水系统的管理空冷器出口的扫气温度不得低于25℃,不得高于45℃主、副机冷却水应按规定每周化验一次 (2)滑油系统的管理大型低速柴油机主滑油循环泵出口压力一般为0. 15~0.4 MPa。滑油冷却器前温度为50—55 cC,不超过60℃,冷却器前后温差为10—15℃。对中、高速柴油机滑油压力与温度值均稍高些。加强自动清洗滤器的管理,使之始终处于有效工作状态。每3—4个月定期取样化验,必要时全部滑油集中处理或更换尾轴每3—4个月取样化验一次,最长不得超过6个月。

柴油机电子控制系统的发展

目录 1前言......................................................................................................................... 2电子控制柴油机概述............................................................................................... 2.1何谓电喷柴油机 ............................................................................................ 2.2柴油机电子控制技术的发展状况 ................................................................ 2.3柴油机电子控制技术的目的及优点 ............................................................ 2.3.1柴油机电子控制技术的目的.............................................................. 2.3.2柴油机电子控制技术的优点.............................................................. 2.4柴油机电控技术的特点 ................................................................................ 2.4.1柴油机是一种热效率比较高的动力机械.......................................... 2.4.2柴油机的喷射系统形式多样.............................................................. 2.5电控柴油喷射系统分类 ................................................................................ 2.5.1位置控制系统...................................................................................... 2.5.2时间控制方式...................................................................................... 2.5.3时间-压力控制方式.......................................................................... 2.5.4压力控制方式...................................................................................... 3电子控制柴油机技术介绍....................................................................................... 3.1单体泵技术 .................................................................................................... 3.1.1单体泵控制油路.................................................................................. 3.1.2单体泵系统的另一个优势.................................................................. 3.2泵喷嘴技术 .................................................................................................... 3.3高压共轨技术 ................................................................................................ 4柴油机电子控制技术的发展趋势........................................................................... 4.1高的喷射压力 ................................................................................................ 4.2独立的喷射压力控制 .................................................................................... 4.3改善柴油机燃油经济性 ................................................................................ 4.4独立的燃油喷射正时控制 ............................................................................ 4.5可变的预喷射控制能力 ................................................................................ 4.6最小油量的控制能力 .................................................................................... 4.7快速断油能力 ................................................................................................ 4.8降低驱动扭矩冲击载荷 ................................................................................ 5结论......................................................................................................................... 6参考文献................................................................................................................... 摘要 柴油机的发展水平一直是车辆发展水平的重要标志,随着国家对环保的重视和国际石油价格高涨,我国应对柴油机的发展引起足够重视。车用柴油机面临着日趋严格的排

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