一柴油机电控技术的发展
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电控技术在船舶柴油机上的应用和发展
电控技术在船舶柴油机上的应用和发展
电控技术是一种通过电子设备对柴油机进行控制和管理的技术，它在船舶柴油机上的应用和发展具有重要的意义。
本文将介绍电控技术在船舶柴油机上的应用以及其发展方向。
1. 发动机控制系统：电控技术可以实现对柴油机的启动、停止、调速、燃油喷射、冷却系统和润滑系统的控制。
通过电控技术，可以实现对柴油机输出功率和燃油消耗的精确控制，提高燃油利用率和动力性能。
2. 排放控制系统：电控技术可以实现对排气温度、排气柴油机功率密度、排气排烟密度、排气氮氧化物浓度和燃烧噪声的控制。
通过电控技术，可以实现对排气中有害物质的减排，达到环境保护的要求。
3. 故障诊断系统：电控技术可以实现对柴油机各个部件的实时监测和故障诊断。
通过电控技术，可以及时发现柴油机的故障，并采取相应的措施进行修复，提高柴油机的可靠性和可用性。
4. 智能化管理系统：电控技术可以实现对柴油机运行参数的实时监测和数据采集。
通过电控技术，可以对柴油机的运行状态进行评估和优化，实现对柴油机的自动控制和智能化管理。
电控技术在船舶柴油机上的应用和发展具有重要的意义。
通过电控技术，可以实现对船舶柴油机的控制、管理和优化，提高柴油机的性能和可靠性，降低燃料消耗和排放物排放量，同时提高船舶的安全性和舒适性。
随着科技的不断进步和电子技术的快速发展，电控技术在船舶柴油机上的应用和发展前景更加广阔。
柴油机论文柴油机技师论文
柴油机论文柴油机技师论文柴油机论文|柴油机技师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。
柴油机电控喷油技术
高 压 油 泵
电控共轨系统
组成急工作原理：
驱动周、柱塞、进、出油阀、电磁断油阀、压力调节阀和机体组成.
高 压
驱动柱塞有发动机驱动,其偏心凸轮有三个凸轮,分别驱动三组柱塞,驱
电控分配泵系统
时间控制式电控分配泵系统ECD—V4电控分配泵
ROM中记录着各种修正参数,用于喷油量、喷油时间的控制.基本上和`ECD—V3相同,但 是,修正值〔数据的数量〕比`ECD—V3增加了,修正精度更高了
电控分配泵系统
时间控制式电控分配泵系统ECD—V4电控分配泵
压 油 回 路
工作原理如下： ①发动机驱动凸轮轴,同时驱动内部的输油泵.燃油从油箱中被吸上来以后,送入内部的输 油腔内.输油腔内的压力为1.5~2.0MPa ②溢油阀开启〔SPV：OFF〕,燃油进入转子内部. ③溢油阀关闭〔SPV：ON〕,驱动轴旋转,内凸轮和柱塞对被关闭在转子内部的燃油进行 加压,在出油阀开启的时候流向高压油管、喷油器,喷有开始. ④溢油阀开启〔SPV：OFF〕,转子部分的压力降低,出油阀关闭,喷油结束
当电流流过线圈时,定子磁芯
时
被磁化,可动铁芯被吸引而压 缩弹簧,燃油通路开启.TCV的
控
开启程度是根据计算机送来的
制
通过线圈的电流的ON—OFF时
阀
间比〔占空比〕进行控制.如
果ON时间长,则阀的开启时间
亦长.
TCV的开启时间长,从喷油泵腔
内流入提前器低压腔内的燃油
多,提前器低压腔内的压力就
高,因此,提前器活塞橡胶度延
路开始溢油,喷油结束.
当柱塞反向滑动时,燃
油又被吸入阀腔内.
电磁溢流阀开启后,柱
塞腔内的高压燃油流回
喷油泵腔中,燃油喷射
电控共轨系统
组成急工作原理：
驱动周、柱塞、进、出油阀、电磁断油阀、压力调节阀和机体组成.
高 压
驱动柱塞有发动机驱动,其偏心凸轮有三个凸轮,分别驱动三组柱塞,驱
电控分配泵系统
时间控制式电控分配泵系统ECD—V4电控分配泵
ROM中记录着各种修正参数,用于喷油量、喷油时间的控制.基本上和`ECD—V3相同,但 是,修正值〔数据的数量〕比`ECD—V3增加了,修正精度更高了
电控分配泵系统
时间控制式电控分配泵系统ECD—V4电控分配泵
压 油 回 路
工作原理如下： ①发动机驱动凸轮轴,同时驱动内部的输油泵.燃油从油箱中被吸上来以后,送入内部的输 油腔内.输油腔内的压力为1.5~2.0MPa ②溢油阀开启〔SPV：OFF〕,燃油进入转子内部. ③溢油阀关闭〔SPV：ON〕,驱动轴旋转,内凸轮和柱塞对被关闭在转子内部的燃油进行 加压,在出油阀开启的时候流向高压油管、喷油器,喷有开始. ④溢油阀开启〔SPV：OFF〕,转子部分的压力降低,出油阀关闭,喷油结束
当电流流过线圈时,定子磁芯
时
被磁化,可动铁芯被吸引而压 缩弹簧,燃油通路开启.TCV的
控
开启程度是根据计算机送来的
制
通过线圈的电流的ON—OFF时
阀
间比〔占空比〕进行控制.如
果ON时间长,则阀的开启时间
亦长.
TCV的开启时间长,从喷油泵腔
内流入提前器低压腔内的燃油
多,提前器低压腔内的压力就
高,因此,提前器活塞橡胶度延
路开始溢油,喷油结束.
当柱塞反向滑动时,燃
油又被吸入阀腔内.
电磁溢流阀开启后,柱
塞腔内的高压燃油流回
喷油泵腔中,燃油喷射
柴油发动机电控系统—柴油机电控系统概述
第4页
二、柴油机发动机电控技术的应用背景
• 日益紧迫的能源与环境问题迫使人们对越造越多的汽车进行严格的排放 控制和提出更高的节能要求；
• 每天频繁发生的交通事故，给人们的生命和财产带来极大的威胁，这对 汽车行驶的安全性能提出了更高要求。
• 随着科技的进步和计算机、新材料及新工艺等在发动机上的应用，已使 发动机的结构和性能焕然一新
时和喷油量。 • 独立控制喷油时间 • 燃油喷射能力加强 • 不能独立控制油压
第3页
一、电控技术的发展及优缺点
第三代，时间—压力控制式 • 利用电磁阀控制喷油正时和喷油量，高压泵控及
控制阀来控制喷油压力。 • 高压油泵供油 • 控制阀控制燃油压力 • 高压柴油存贮在共轨 • 电磁阀独立控制喷油
量、喷油正时和喷油 速率
第一章 认识柴油机电控系统
1.1 柴油机电控技术概述
第1页
一、柴油机电控技术的发展及优缺点
第一代，位置控制式 • 电子调速器替代机械式离心调速器 • 电机驱动油量控制套筒 • 控制油喷量 术的发展及优缺点
第二代，时间控制式 • 利用高速电磁阀的开启或闭合时间来控制喷油正
第7页
Cx Hy Sz + O2 + N2
CO2 + H2O + N2 + O2 + NOx + HC + CO + SOx + C
柴油 空气
主要排气成分 排气中的微量成分
微粒排放物( PM) 可见污染物排放
柴油机：主要是 NOx, PM 第5页
三、 柴油机电控系统的应用特点
• 电子装置运行精确 • 容易实现自动控制系统 • 电子装置能向车辆提供广泛的信息 • 电子部件比机械部件更容易装到发动机上 • 采用电子电路能够做到更高的集中程度 • 电子部件很少受原材料的限制，从长远看，电控发动机的成本将降
二、柴油机发动机电控技术的应用背景
• 日益紧迫的能源与环境问题迫使人们对越造越多的汽车进行严格的排放 控制和提出更高的节能要求；
• 每天频繁发生的交通事故，给人们的生命和财产带来极大的威胁，这对 汽车行驶的安全性能提出了更高要求。
• 随着科技的进步和计算机、新材料及新工艺等在发动机上的应用，已使 发动机的结构和性能焕然一新
时和喷油量。 • 独立控制喷油时间 • 燃油喷射能力加强 • 不能独立控制油压
第3页
一、电控技术的发展及优缺点
第三代，时间—压力控制式 • 利用电磁阀控制喷油正时和喷油量，高压泵控及
控制阀来控制喷油压力。 • 高压油泵供油 • 控制阀控制燃油压力 • 高压柴油存贮在共轨 • 电磁阀独立控制喷油
量、喷油正时和喷油 速率
第一章 认识柴油机电控系统
1.1 柴油机电控技术概述
第1页
一、柴油机电控技术的发展及优缺点
第一代，位置控制式 • 电子调速器替代机械式离心调速器 • 电机驱动油量控制套筒 • 控制油喷量 术的发展及优缺点
第二代，时间控制式 • 利用高速电磁阀的开启或闭合时间来控制喷油正
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Cx Hy Sz + O2 + N2
CO2 + H2O + N2 + O2 + NOx + HC + CO + SOx + C
柴油 空气
主要排气成分 排气中的微量成分
微粒排放物( PM) 可见污染物排放
柴油机：主要是 NOx, PM 第5页
三、 柴油机电控系统的应用特点
• 电子装置运行精确 • 容易实现自动控制系统 • 电子装置能向车辆提供广泛的信息 • 电子部件比机械部件更容易装到发动机上 • 采用电子电路能够做到更高的集中程度 • 电子部件很少受原材料的限制，从长远看，电控发动机的成本将降
国内外柴油机电控喷油技术的发展现状及前景
（． １ 首钢 京唐钢铁联 合有限责任公司 ， 河北 唐 山 ０ ３ ０ ； ． ６ ２ ０ ２ 第二炮兵驻郑州 办 ， 河南 郑州 ４ ０ ０ ， ５ ０ ０ ３ 哈尔滨理 工大学 电气与 电子学 院 ， ． 黑龙江 哈尔滨 １ ０ ４ ） ５ ０ ０
摘 要 ： 本文首先阐述柴油机 电控 喷油 技术 国内外发展的背景和现状 ， 接着介绍柴油机 电控 喷油 系统 的基本组成和控制原理 ， 简要介 绍 了其分类 。 根据柴油机电控系统的组成和控制原理 以及 国内外现状 ， 针对 国内外现有柴油机 电控技术存在的几个问题 ， 探讨
（ ． ｈ ｕ ａ ｇＪｎ ｔｎ ｏ １ Ｓ ｏ ｇ ｎ ｇ ａ ｇ Ｉ ｎ＆ Ｓ ｅ ｌ ｉ ｄＣｏ ， ｔ ． ａ ｇ ｈ ｎ ０ ３ ０ ｈ ｎ ； ｉ ｒ ｔ ａ Ｕｎ ｔ ．Ｌ ｄ ， ｎ ｓ ａ ６ ２ ０ Ｃ ｉ ａ ｅ Ｔ
２ Ｚｈ ｎ ｚ ｏ ｆｉｅｏ ｅ ｏ ｄａ ｔ ｌｒ ， ｅ ｇ ｈ ｕ４ ０ ０ ｉ ａ ． ｅ ｇ ｈ ｕｏ ｆｃ ｆＳ ｃ ｎ ｒｉ ｅｙ Ｚｈ ｎ ｚ ｏ ５ ０ ０Ｃｈｎ ； ｌ
将 来柴 油机 电控 技术 的发展方 向和 前景 。并综合得 出未来最具 前景 的系统为 电控 高压 共轨式喷油系统。
关键词 ： 柴油机 ； 电控系统 ； 喷油技术 ； 发展动 向和前景 ．
中图分类号 ： Ｐ ９ Ｔ ２
文献标识码 ： Ｂ
文章编号 ：０ ３ ７ ４Fra bibliotek（０ ００ — ０ ６ ０ １０ — ２ １ １ ）８ ０ １ — ５ ２
《 动 技 与 》 ００ 第２ 卷 期 自 化 术 应用 ２１ 年 ９ 第８
工 业 控 制 与应 用
ｎｄ ｓ ｒ ｕ ｔｙ Ｃｏｎ ｒ ｄ Ａｐ ｉ ａ ｉ ｓ ｔｏｌ ａｎ ｐｌ ｔ ｃ ｏｎ
摘 要 ： 本文首先阐述柴油机 电控 喷油 技术 国内外发展的背景和现状 ， 接着介绍柴油机 电控 喷油 系统 的基本组成和控制原理 ， 简要介 绍 了其分类 。 根据柴油机电控系统的组成和控制原理 以及 国内外现状 ， 针对 国内外现有柴油机 电控技术存在的几个问题 ， 探讨
（ ． ｈ ｕ ａ ｇＪｎ ｔｎ ｏ １ Ｓ ｏ ｇ ｎ ｇ ａ ｇ Ｉ ｎ＆ Ｓ ｅ ｌ ｉ ｄＣｏ ， ｔ ． ａ ｇ ｈ ｎ ０ ３ ０ ｈ ｎ ； ｉ ｒ ｔ ａ Ｕｎ ｔ ．Ｌ ｄ ， ｎ ｓ ａ ６ ２ ０ Ｃ ｉ ａ ｅ Ｔ
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将 来柴 油机 电控 技术 的发展方 向和 前景 。并综合得 出未来最具 前景 的系统为 电控 高压 共轨式喷油系统。
关键词 ： 柴油机 ； 电控系统 ； 喷油技术 ； 发展动 向和前景 ．
中图分类号 ： Ｐ ９ Ｔ ２
文献标识码 ： Ｂ
文章编号 ：０ ３ ７ ４Fra bibliotek（０ ００ — ０ ６ ０ １０ — ２ １ １ ）８ ０ １ — ５ ２
《 动 技 与 》 ００ 第２ 卷 期 自 化 术 应用 ２１ 年 ９ 第８
工 业 控 制 与应 用
ｎｄ ｓ ｒ ｕ ｔｙ Ｃｏｎ ｒ ｄ Ａｐ ｉ ａ ｉ ｓ ｔｏｌ ａｎ ｐｌ ｔ ｃ ｏｎ
柴油机的电控技术及展望
（） １ 位置控 制 系统被称 为第 一代 电喷系 统 ， 其特 点是保 留 了传 统的泵一 管一 嘴 系统 ， 是齿条 的位置 由 仅 原来 的机械 式 改为 电子调节 式 ， 并通过 电控执 行器 实现 对喷 油量和 喷油正 时 的控 制 。在位 置控制 系统 中， 可 以分 为直 列泵 和分配 泵两种 。 ① 直 列泵 。主要 的特 点是 高速 电磁 阀控 制齿 条位 置和柱 塞套 筒 ， 并可 以改变 凸轮 相位 或 凸轮 速率 ， 一 在
烧 过程 ：
② 喷 油始 点和 喷油量 的控制精 确 ， 并且调 整范 围没 有理论 上 的限制 ， 以灵 活方便 地进 行预喷射 和后 喷 可 射， 以降低 柴 油机 的噪声和 颗粒 、 放 ； ＮＯ 排
③无需对柴油机进行大 的改动即可用共轨式 电控喷油系统代替原喷射系统。 柴 油 机 电喷技 术 的发展 经历 了两个 阶段 ， 即位 置控 制系统 和 时间控制 系统 ：
及其他 技 术结合 起来 ， 对柴 油机燃 油 喷射 系统 进行 电控 ， 并辅之 以增 压 及 电子 调速机 构 以实现柴 油机 的智 能 化 ［ １ 】 。 １ 共轨 燃油 喷射系统 在柴 油机 上 ， 油喷射 系统 是整个 系统 的核 心 。燃 油喷射 系统 决定 雾化 质量 ， 燃 而雾化 质量 是柴 油机 实现
些场合下辅之 以可变预行程 。德国的 Ｂ ｓｈ ｏｃ 公司， 日本的 Ｚ ｘｌ ｅｅ 公司， 以及丰田公司都有成熟的产品投放市
场。
②分配泵 ， 是另一种位置控制系统 。如德国 Ｂ ｓ ｏｃ ｈ公司开发的 Ｅ ＣＣ Ｖ Ｒ型分配泵特 点是旋转电磁 Ｄ －Ｏ Ｅ
铁控 制滑 套位 置 ， 电磁 阀控 制喷 油 时刻 ， 用 于 Ｂ ｎ ２０发动机 。而 日本 电装 公 司 的 Ｅ Ｄ－Ｉ 是用 线形 其 ｅｚＥ ９ Ｃ Ｖ则 电磁铁 控 制滑 套位 置 ， 电磁 阀控 制喷 油时刻 ， 应用 于丰 田汽 车上 。
烧 过程 ：
② 喷 油始 点和 喷油量 的控制精 确 ， 并且调 整范 围没 有理论 上 的限制 ， 以灵 活方便 地进 行预喷射 和后 喷 可 射， 以降低 柴 油机 的噪声和 颗粒 、 放 ； ＮＯ 排
③无需对柴油机进行大 的改动即可用共轨式 电控喷油系统代替原喷射系统。 柴 油 机 电喷技 术 的发展 经历 了两个 阶段 ， 即位 置控 制系统 和 时间控制 系统 ：
及其他 技 术结合 起来 ， 对柴 油机燃 油 喷射 系统 进行 电控 ， 并辅之 以增 压 及 电子 调速机 构 以实现柴 油机 的智 能 化 ［ １ 】 。 １ 共轨 燃油 喷射系统 在柴 油机 上 ， 油喷射 系统 是整个 系统 的核 心 。燃 油喷射 系统 决定 雾化 质量 ， 燃 而雾化 质量 是柴 油机 实现
些场合下辅之 以可变预行程 。德国的 Ｂ ｓｈ ｏｃ 公司， 日本的 Ｚ ｘｌ ｅｅ 公司， 以及丰田公司都有成熟的产品投放市
场。
②分配泵 ， 是另一种位置控制系统 。如德国 Ｂ ｓ ｏｃ ｈ公司开发的 Ｅ ＣＣ Ｖ Ｒ型分配泵特 点是旋转电磁 Ｄ －Ｏ Ｅ
铁控 制滑 套位 置 ， 电磁 阀控 制喷 油 时刻 ， 用 于 Ｂ ｎ ２０发动机 。而 日本 电装 公 司 的 Ｅ Ｄ－Ｉ 是用 线形 其 ｅｚＥ ９ Ｃ Ｖ则 电磁铁 控 制滑 套位 置 ， 电磁 阀控 制喷 油时刻 ， 应用 于丰 田汽 车上 。
柴油机电控燃油喷射系统的发展趋势
生产一 致性
形 式 认 证
４９ ．
４０ ．
Ｉ２ ．３
１１ ．
９０ ．
７０ ．
０ ６ ．８
０ １ ．５
０４ ．０
０ １ ．５
２ ｏ ． ． ０４９ １
生 产一 致 性
４０ ．
１１ ．
７０ ．
０ １ ．５
０ １ ．５
（ Ｇ 。推 尺 喷 油 会 引 起 Ｐ 排 放 上 升 、 济 性 合 ， 而 降 低 烟 度 和 颗 粒 的排 放 ； Ｅ Ｒ） Ｍ 经 从 同时 高 的 喷 射 和 动 力 性 下 降 。矛 盾 的统 一 除 提 高 喷 射 压 力 和 压 力 又 可 大 大 缩 短 着 火 延 迟 期 。 如 果 采 用 减 少 速 率 、 短 喷 射 持 续 时 问外 ， 要 是 通 过 电子 控 先 期 着 火 时 喷 人 的燃 油 量 ，再 与 推 迟 喷 油 相 结 缩 主 制 方 式 寻 求 最 优 化 的 喷 油 正 时 。 废 气再 循 环 对 合 ，能 显 著 降 低 ＮＯ 排 放 。 图 ４表 示 了 喷 射 压 ｘ Ｏ Ｍ 降 低 Ｎ 大 有 好 处 ， 会 引 起 Ｐ 排 放 量 增 加 ， 力 、喷 孔 数 和 气 阀 结 构 对 柴 油 机 的 Ｎ 和 Ｐ Ｏ 但 Ｍ 也 需 要 用 电控 技 术 来 寻 求 最 佳 的 废 气 再 循 环 时 排 放 的 影 响 。从 图上 可 看 出 ， 为适 应 日益 严 格 的 从 、 刻 和 再循 环 量 。 降 低 燃 烧 噪 声 和 ＮＯ 为 排 放 ， 柴 排 放 法 规 要 求 ， 满 足 欧 洲 一１ 欧洲 一２直 到 欧
都 是 采 用 机 械 控 制 系 统 来 控 制 喷 油 泵 的 供 油 量
柴油机电控系统发展概述
统。
时间内 ， 柴油机还将 占有极重 要的地位。随着柴油机数量的不
断增多 ，也 引起 了人们对柴油机燃 油经济性 和排放性能 的关 注。 特别是 当今排放性能已经被提到首要位置。 各国政府从 ２ Ｏ
２ 直 喷式柴 油机 电控燃 油 喷射 系统 的发展 和现 状
１ ６ 年 ，德 国 Ｂ ｓｈ 司开始批量生产用进气管绝对压 高到 Ｉ Ｉ ａ ７ ＭＰ ，而且不同工况下要求
的喷射压力也不 同。 另外 。 还可以通过控制燃油喷射率以改善燃烧性 能。因为
展 到第三代 ， 即压力一时间控制系统 （ 或共轨系统 ）第三代喷油 。 系统 摆脱 了凸轮的束缚 ， 它除 了具有第二代 的优点（ｌ １ｐ喷油定 时、 喷油量可 以灵 活控制 ， 喷射压力 高） ， 外 喷油压力还 可以根
力控制 空燃 比的 Ｄ—ｅｒｎｅ模拟 式电子控 制汽油 喷射 系统 ， Ｊｔ ｉ ｏ 装备在大众 汽车公司生产的 Ｖ 一６ ０型轿车上 ，开创 了汽油 ｗ １０ 喷射系统 电子控制新时代。在短短 的 ２ Ｏ年 内汽油机 电控技术 已相 当成熟。 柴油机电子控制 的研究比汽油机晚 ２ Ｏ年 的时间 ， 进入 ８ Ｏ年代后 ， 柴油机电控技术得到迅速 的发展。 迄今 柴油 机电控燃油 系统 的发展 已历经两代 ， 即位置控制
系统 具有 巨大 的重要性 。 这类喷油系统的构 思和设计早在 １ １ ９
３年 Ｖ ｃ ｅｓ ｉｂ ｒ 就已经开发了一种共轨 系统 ，但 当时的喷油器是
合气量 的重要 因素之一 ， 为了降低 Ｎ ｘ Ｏ 和噪声 ， 喷射初 期希望
喷射率低一些 。喷射 中期 ， 了降低黑 烟 。 希望喷射率 高一 为 则 些， 而喷射后期则 希望尽量 短。喷油提前 角对 柴油机 的排放性 和经济性影响也较大 。 而且影响结果有时是相互矛盾 的。 比如 ，
时间内 ， 柴油机还将 占有极重 要的地位。随着柴油机数量的不
断增多 ，也 引起 了人们对柴油机燃 油经济性 和排放性能 的关 注。 特别是 当今排放性能已经被提到首要位置。 各国政府从 ２ Ｏ
２ 直 喷式柴 油机 电控燃 油 喷射 系统 的发展 和现 状
１ ６ 年 ，德 国 Ｂ ｓｈ 司开始批量生产用进气管绝对压 高到 Ｉ Ｉ ａ ７ ＭＰ ，而且不同工况下要求
的喷射压力也不 同。 另外 。 还可以通过控制燃油喷射率以改善燃烧性 能。因为
展 到第三代 ， 即压力一时间控制系统 （ 或共轨系统 ）第三代喷油 。 系统 摆脱 了凸轮的束缚 ， 它除 了具有第二代 的优点（ｌ １ｐ喷油定 时、 喷油量可 以灵 活控制 ， 喷射压力 高） ， 外 喷油压力还 可以根
力控制 空燃 比的 Ｄ—ｅｒｎｅ模拟 式电子控 制汽油 喷射 系统 ， Ｊｔ ｉ ｏ 装备在大众 汽车公司生产的 Ｖ 一６ ０型轿车上 ，开创 了汽油 ｗ １０ 喷射系统 电子控制新时代。在短短 的 ２ Ｏ年 内汽油机 电控技术 已相 当成熟。 柴油机电子控制 的研究比汽油机晚 ２ Ｏ年 的时间 ， 进入 ８ Ｏ年代后 ， 柴油机电控技术得到迅速 的发展。 迄今 柴油 机电控燃油 系统 的发展 已历经两代 ， 即位置控制
系统 具有 巨大 的重要性 。 这类喷油系统的构 思和设计早在 １ １ ９
３年 Ｖ ｃ ｅｓ ｉｂ ｒ 就已经开发了一种共轨 系统 ，但 当时的喷油器是
合气量 的重要 因素之一 ， 为了降低 Ｎ ｘ Ｏ 和噪声 ， 喷射初 期希望
喷射率低一些 。喷射 中期 ， 了降低黑 烟 。 希望喷射率 高一 为 则 些， 而喷射后期则 希望尽量 短。喷油提前 角对 柴油机 的排放性 和经济性影响也较大 。 而且影响结果有时是相互矛盾 的。 比如 ，
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位置控制 时间控制 时间－压力控制（压力控制）
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一柴油机电控技术的发展
柴油机电控技术的发展：第一代（位置控制方式）
1. 保留了传统柴油机供给系统的基本组成和结构，只是取消了机械控制部件 （调速器等），增加了传感器、ECU、执行器等组成的控制系统，使控制 精度和响应速度得以提高。 优点：柴油机的结构几乎不需改动，便于对现有柴油机进行升级换代。 缺点：响应慢，控制精度不高，供油压力不能控制。
一、柴油机电控技术的 发展
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2020/11/3
一柴油机电控技术的发展
一、柴油机电控技术概述
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。 柴油机电控系统的开发研究从20世纪70年代开始，经历了三代：
2. 缺点：供油压力无法控制。
2. 在分配泵上实施时间控制的有：日本电装公司的ECD-V3系统；美国 Stanadyne公司的DS型和RS型（DS型已用于GM公司1994年的增压柴油 机上，RS型已用于GM公司的客货两用车和越野车）；日本丰田公司的 ECD-2系统，等等。
3. 电控泵喷嘴系统有：德国波许公司的PDE27/PDE28系统，等等。
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。
提高发动机运转稳定性
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。
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一柴油机电控技术的发展
2. 在直列柱塞泵上实施位置控制的有：日本电装公司的ECD-P1、ECD-P2、 ECD-P3系统；德国波许公司的EDR系统；美国的PEEC系统等。
3. 在分配泵上实施位置控制的有：日本电装公司的ECD-V1系统；德国波许 的EDC系统；美国的PCF系统等。
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一柴油机电控技术的发展
柴油机电控技术的发展：第二代（时间控制方式）
3. 油压油泵并不直接控制喷油，而仅仅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。
1. 优点：可实现高压喷射（最高达200Mpa），喷射压力独立于发动机转 速，可实现理想喷油规律，具有良好的喷射特性。
4. 共轨喷射系统是柴油机燃油系统的一个发展方向。目前在卡车和轿车柴油 机上得到广泛应用，发展速度十分迅速。
5. 国外典型共轨喷射系统：日本电装公司的ECD-U2系统；美国BKM公司的 servojet系统；美国Caterpiller公司的HEUI系统等。
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一柴油机电控技术的发展
柴油机电控燃油喷射系统的优点
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。
柴油机电控燃油喷射系统的优点
提高发动机的动力性和经济性
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。
控制涡轮增压
采用电子控制技术可以对增压装置进行精确的控制。
适应性广
只要改变ECU的控制程序和数据，一种喷油泵就能广泛用在各种柴油 机上，而且柴油机燃油喷射控制可与变速器控制、怠速控制等各种控 制系统进行组合实现集中控制，有利于缩短柴油机电控系统开发周期， 并降低成本，从而扩大柴油机电控系统的应用范围。
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一柴油机电控技术的发展
柴油机电控技术的发展：第三代（时间-压力方式）
1. 这是国外于20世纪90年代中期研制的一种新型柴油机电控技术。
2. 基本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。
增压控制
根据柴油机转速信号、负荷信号、增压压力信号等，通过各种措施， 实现对废气涡增压器工作状态和增压压力的控制。
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一柴油机电控技术的发展
柴油机电控系统的功能
排放控制
主要是废气再循环（EGR）控制。
起动控制
主要包括供（喷）油量控制、供（喷）油正时控制和预热装置控制。
巡航控制
ECU根据车速信号等自动维持汽车以一定车速行驶。
1. 基本保留了传统燃油供给系统的组成和结构，通过高速电磁阀直接控制高 压燃油的适时喷射。一般情况下，电磁阀关闭，执行喷油；电磁阀打开， 喷油结束。因此可实现供油量控制，又可实现供油正时的控制。
1. 优点：控制自由度更大，供油加压与供油调节在结构上相互独立，使 喷油泵结构得以简化，强度得到提高。高压喷油能力大大加强。
加速踏板位置传感器、反馈信号传感器、燃油温度传感器等和信号开 关 柴油机控制ECU 根据各传感器输入信号和内存程序，计算出供（喷）油量和供（喷） 油开始时刻，并向执行元件发出执行令信号。 执行元件 执行ECU的指令，调节柴油机的供（喷）油量和供（喷）油正、柴油机供（喷）油量控制
故障自诊断
包含故障自诊断和失效保护两个子系统。
柴油机与自动变速器的综合控制
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一柴油机电控技术的发展
柴油机电控系统的组成
柴油机电控燃油喷射系统除了控制喷油量外，对喷油正时和喷油的压力都 有很高的要求（柴油机电控燃油喷射系统的喷油压力较高约19.6MPa） 。 由传感器、ECU、执行元件三部分组成。 传感器
本节内容：
• 位置控制方式 • 时间控制方式 • 时间－压力控制方式 • 压力控制方式
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一柴油机电控技术的发展
位置控制方式
位置控制系统不仅保留了传统的泵－管－嘴系统，还保留了原喷油泵中的 齿条、滑套、柱塞上的斜槽等控制油量的机械传动机构，只是对齿条或者 滑套的运动位置予以电子控制。
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一柴油机电控技术的发展
二、柴油机电控系统的功能与组成
柴油机电控系统的功能
燃油喷射控制
主要包括：供（喷）油量控制、供（喷）油正时控制、供（喷）油速 率控制和喷油压力控制等。
怠速控制
主要包括怠速转速控制和怠速时各缸均匀性的控制。
进气控制
主要包括进气节流控制、可变进气涡流控制和可变配气正时控制。
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一柴油机电控技术的发展
柴油机电控技术的发展：第一代（位置控制方式）
1. 保留了传统柴油机供给系统的基本组成和结构，只是取消了机械控制部件 （调速器等），增加了传感器、ECU、执行器等组成的控制系统，使控制 精度和响应速度得以提高。 优点：柴油机的结构几乎不需改动，便于对现有柴油机进行升级换代。 缺点：响应慢，控制精度不高，供油压力不能控制。
一、柴油机电控技术的 发展
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2020/11/3
一柴油机电控技术的发展
一、柴油机电控技术概述
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。 柴油机电控系统的开发研究从20世纪70年代开始，经历了三代：
2. 缺点：供油压力无法控制。
2. 在分配泵上实施时间控制的有：日本电装公司的ECD-V3系统；美国 Stanadyne公司的DS型和RS型（DS型已用于GM公司1994年的增压柴油 机上，RS型已用于GM公司的客货两用车和越野车）；日本丰田公司的 ECD-2系统，等等。
3. 电控泵喷嘴系统有：德国波许公司的PDE27/PDE28系统，等等。
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。
提高发动机运转稳定性
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。
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一柴油机电控技术的发展
2. 在直列柱塞泵上实施位置控制的有：日本电装公司的ECD-P1、ECD-P2、 ECD-P3系统；德国波许公司的EDR系统；美国的PEEC系统等。
3. 在分配泵上实施位置控制的有：日本电装公司的ECD-V1系统；德国波许 的EDC系统；美国的PCF系统等。
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一柴油机电控技术的发展
柴油机电控技术的发展：第二代（时间控制方式）
3. 油压油泵并不直接控制喷油，而仅仅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。
1. 优点：可实现高压喷射（最高达200Mpa），喷射压力独立于发动机转 速，可实现理想喷油规律，具有良好的喷射特性。
4. 共轨喷射系统是柴油机燃油系统的一个发展方向。目前在卡车和轿车柴油 机上得到广泛应用，发展速度十分迅速。
5. 国外典型共轨喷射系统：日本电装公司的ECD-U2系统；美国BKM公司的 servojet系统；美国Caterpiller公司的HEUI系统等。
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一柴油机电控技术的发展
柴油机电控燃油喷射系统的优点
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。
柴油机电控燃油喷射系统的优点
提高发动机的动力性和经济性
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。
控制涡轮增压
采用电子控制技术可以对增压装置进行精确的控制。
适应性广
只要改变ECU的控制程序和数据，一种喷油泵就能广泛用在各种柴油 机上，而且柴油机燃油喷射控制可与变速器控制、怠速控制等各种控 制系统进行组合实现集中控制，有利于缩短柴油机电控系统开发周期， 并降低成本，从而扩大柴油机电控系统的应用范围。
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一柴油机电控技术的发展
柴油机电控技术的发展：第三代（时间-压力方式）
1. 这是国外于20世纪90年代中期研制的一种新型柴油机电控技术。
2. 基本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。
增压控制
根据柴油机转速信号、负荷信号、增压压力信号等，通过各种措施， 实现对废气涡增压器工作状态和增压压力的控制。
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一柴油机电控技术的发展
柴油机电控系统的功能
排放控制
主要是废气再循环（EGR）控制。
起动控制
主要包括供（喷）油量控制、供（喷）油正时控制和预热装置控制。
巡航控制
ECU根据车速信号等自动维持汽车以一定车速行驶。
1. 基本保留了传统燃油供给系统的组成和结构，通过高速电磁阀直接控制高 压燃油的适时喷射。一般情况下，电磁阀关闭，执行喷油；电磁阀打开， 喷油结束。因此可实现供油量控制，又可实现供油正时的控制。
1. 优点：控制自由度更大，供油加压与供油调节在结构上相互独立，使 喷油泵结构得以简化，强度得到提高。高压喷油能力大大加强。
加速踏板位置传感器、反馈信号传感器、燃油温度传感器等和信号开 关 柴油机控制ECU 根据各传感器输入信号和内存程序，计算出供（喷）油量和供（喷） 油开始时刻，并向执行元件发出执行令信号。 执行元件 执行ECU的指令，调节柴油机的供（喷）油量和供（喷）油正、柴油机供（喷）油量控制
故障自诊断
包含故障自诊断和失效保护两个子系统。
柴油机与自动变速器的综合控制
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一柴油机电控技术的发展
柴油机电控系统的组成
柴油机电控燃油喷射系统除了控制喷油量外，对喷油正时和喷油的压力都 有很高的要求（柴油机电控燃油喷射系统的喷油压力较高约19.6MPa） 。 由传感器、ECU、执行元件三部分组成。 传感器
本节内容：
• 位置控制方式 • 时间控制方式 • 时间－压力控制方式 • 压力控制方式
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一柴油机电控技术的发展
位置控制方式
位置控制系统不仅保留了传统的泵－管－嘴系统，还保留了原喷油泵中的 齿条、滑套、柱塞上的斜槽等控制油量的机械传动机构，只是对齿条或者 滑套的运动位置予以电子控制。
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一柴油机电控技术的发展
二、柴油机电控系统的功能与组成
柴油机电控系统的功能
燃油喷射控制
主要包括：供（喷）油量控制、供（喷）油正时控制、供（喷）油速 率控制和喷油压力控制等。
怠速控制
主要包括怠速转速控制和怠速时各缸均匀性的控制。
进气控制
主要包括进气节流控制、可变进气涡流控制和可变配气正时控制。