柴油机辅助控制系统 01
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柴油机电子控制系统课件
2024/1/25
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传感器与执行器匹配关系
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传感器为控制系统提供实时、准确的发动机状态信息，是控制系统正确决策的 前提。
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执行器根据控制系统的指令，对发动机进行相应的调节和控制，实现发动机性 能的优化。
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03
传感器与执行器的匹配关系直接影响到控制系统的性能和发动机的运转状态。 合理的匹配关系能够提高控制系统的精度和响应速度，使发动机在各种工况下 都能保持良好的性能。
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控制策略与方法
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控制策略分类及特点
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开环控制策略
基于预设的控制指令或程序，不考虑被控对象的反馈信号。
闭环控制策略
通过传感器实时监测被控对象的状态，并根据反馈信号调整控制 指令，实现精确控制。
自适应控制策略
根据被控对象的变化自动调整控制参数，以适应不同的工作条件 和环境。
02
网络化
通过与车辆其他系统和外部网络的连接，实现信息共享和协同控制，提
高整车的性能和安全性。
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电动化
随着新能源汽车的快速发展，柴油机电子控制系统将积极拥抱电动化趋
势，发展混合动力和纯电动驱动技术，减少排放并提高燃油经济性。
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面临挑战和机遇
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排放法规日益严格
随着全球环保意识的提高，柴油机排放法规将越来越严格，对电子控制系统的性能提出更 高要求。
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常见控制方法介绍
PID控制
通过比例、积分和微分三个环节对误差信号进行 处理，实现快速、准确和稳定的控制。
模糊控制
模拟人类思维和决策过程，通过模糊集合和模糊 推理实现对被控对象的控制。
柴油机的启停控制
叶安全生产
一、茶园病虫害的综合防治
• 植物病虫害的综合防治（integrated control）：本着预防为主和安全适用的 原则，以农业防治为基础，因时因地制 宜，合理地运用生物的、物理的、机械 的或化学的方法，把病虫杂草的种群密 度控制在经济损失水平以下，以达到保 护环境、保护人畜安全和保证作物高产 、优质的目的。
2、农药的加工剂型
• 粉剂：由原药与填充料经机械粉碎加工 制成的粉状混和物制剂。
• 可湿性粉剂：由原药与填充料、湿润剂 经机械粉碎加工制成的混合物；易在水 中分散、湿润和悬浮，可加水喷雾使用 。
• 乳剂：又叫乳油；在原药中加进溶剂和 乳化剂加工而成的油状液体制剂，对水 后能形成稳定第五的章 茶药树病液虫害；综合防湿治与润茶 性、展布性
模块七：柴油机控制系统 单元二：柴油机控制系统 知识点一：柴油机的启停控制
一、柴油机控制系统的组成
柴油机的控制系统包括柴油机的供电部分，柴油机的预热及 启动控制、停机控制。捣固车作业和自走行的动力均来源于 车上的柴油机，它的供电电源由两部分构成：柴油机停机时 由车上的24V蓄电池（两组+12V的蓄电池串联）提供；柴油 机启动后，由自带的三台直流小发电机并联对整车供电，同 时向蓄电池充电。通过开关向整车各个部位提供电源。柴油 机的启动控制和停机控制主要是通过启动及停机电路对捣固 车发动机的启停进行联锁逻辑控制，来实现启动马达和停机 电磁阀的不同动作。柴油机的预热控制主要改善柴油机在冬 天的启动性能；在柴油机启动之前，对柴油机的各进气管空 气进行预热，以保证柴油机顺利进入启动状态。
• 3）启动
• 将钥匙开关5b8或llb8拉至第2位。此时， 1S91喷油电磁阀得电开始喷油，13Rel得电 ，辅助启动电磁阀1S592和启动马达得电， 且启动离合器合上。于是柴油机起动条件 得到满足而启动起来，此时松开5b8或11b8 ，启动电机失电，启动离合器脱离，但继 电器5u5／D自保持而保持油路畅通，柴油 机继续运转。
柴油机电控技术简介PPT课件
动力性与舒适性需求
电控技术可优化柴油机动力输出，提 高驾驶舒适性。
燃油经济性要求
提高柴油机燃油经济性，降低油耗， 是电控技术发展的重要驱动力。
柴油机电控系统组成
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传感器 用于检测柴油机运行状态，如温度、压力、转速 等。
控制单元（ECU） 根据传感器信号进行运算处理，输出控制信号。
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执行器 根据控制信号调节柴油机燃油喷射、进气、排气 等参数。
可靠性增强策略
强化结构设计 对柴油机关键零部件进行结构优化和强
化设计，提高承载能力和耐久性。
完善故障诊断系统 建立完善的故障诊断系统，实时监测 柴油机运行状态，及时发现并处理潜
在故障。
严格质量控制
加强生产过程中的质量监控和检验， 确保柴油机出厂时符合相关标准和规 范。
提供专业维护支持
为柴油机用户提供专业的维护指导和 支持，确保设备在长期使用过程中保 持良好状态。
说明电控系统具有故障诊断与保护功能，提高轻型载货汽车的可靠性。
重型载货汽车应用案例
重型载货汽车电控系统概述
介绍重型载货汽车电控系统的基本 架构、功能及优势。
动力性与经济性优化
阐述如何通过电控技术优化重型载 货汽车的动力性和经济性。
智能化与网联化趋势
探讨重型载货汽车电控技术的智能 化与网联化发展趋势。
发动机与液压泵匹配控制
阐述发动机与液压泵匹配控制策略，提高机械的 作业效率。
智能化与自动化趋势
探讨非道路移动机械电控技术的智能化与自动化 发展趋势。
船舶动力装置应用案例
船舶动力装置电控系统概述
介绍船舶动力装置电控系统的基本组成、功 能及特点。
燃油喷射与进气控制
阐述燃油喷射与进气控制策略，优化船舶动 力装置的性能。
柴油机控制器说明
校准与设定的方法有两种：
方法 1、设置前准确取得启动飞轮的齿数（由发动机生产厂提供或成套前直接数出），然后计
5
产品技术服务：广州三业科技有限公司
Tel:84003203 Fax:84470169 E-mail:syais@
算出转速信号频率，计算公式：齿数×（额定转速/分钟÷60），例如：国产 6135 机型的飞轮为
5.1.5 确认蓄电池已充有足够的电量。（启动时 12V 电源不能低于 9V、24V 电源不能低于 18V，
否则极容易造成启动部分元器件损坏）
5.1.6 确认燃油、润滑油、冷却水（水冷机组）均已达到规定的液面高度。
5.2 柴油机控制系统试运行：
5.2.2 接通控制系统电源，并合上控制箱内的控制电源开关和保险丝。电源一旦接通系统即进入
5.3.1.2 其他参数设定：每完成一项设置再按 F 键，进入下一项设置。
各项设定参数的显示顺序、形式及其代表意义如下：
显示形式
代表意义
显示形式
代表意义
PASS 密码输入▲▼F↙（上、下、左、右） 11SPLP 低速预报警（默认 1400 转）
125 齿，在发电为 50Hz 场合应用时，其转速频率应为：125×（1500÷60）=3125Hz。在“01TCAL”
状态下通过▲ ▼键使其显示数字为 3125，注意：不须↙键确认。此时计算机将把 3125Hz 作为
1500 转的对应转速信号频率记录并保存下来，作为额定转速及与转速有关的运行、保护参数的
机会将当前检测到并显示在屏幕上的转速信号频率记录并保存下来，作为额定转速及与转速有
关的运行、保护参数的基准。完成“01TCAL”操作后，再按 F 键，在“02EGSP”项确认额定转
船舶柴油主机遥控系统图文
船舶柴油主机遥控系统图文1. 背景介绍在现代船舶上，主机是船舶最大的能源装备。
主机的良好运行是保证船舶顺利进行各种航行任务的重要保障。
电力系统需求的增加和电气化航运的发展，船舶的主机也越来越多的采用柴油机作为主要的能源装备。
对于大型的船舶，由于船舶本身和船员数量的增多，传统的手动操作方式已经不能满足现代化的要求，因此远程遥控系统变得越来越重要。
2. 整体构成船舶柴油主机遥控系统主要由控制器、遥控面板、柴油机和其他辅助设备组成。
控制器负责接收遥控信号，通过遥控面板进行控制柴油机的启停和调速。
当控制器接收对应的指令后，会自动向柴油机的燃油喷油系统以及空气控制系统进行输出指令，以满足相应的负载需要。
同时，系统还通过传感器实现对柴油机的各种数据进行检测，以根据需要实现自动化控制和报警。
3. 控制器控制器是整个船舶柴油主机遥控系统的核心部件，主要用于接收遥控信号和进行自动化控制。
控制器通常采用嵌入式处理器和可编程逻辑控制器等技术，具有多通道、高速度、高精度和可靠性的特点，具有良好的工作效率和稳定性。
4. 遥控面板遥控面板是船员操作遥控系统的主要界面，可将人的指令传递给主机的控制器。
通过遥控面板可以实现主机的启停、调速和故障报警等功能。
遥控面板通常采用模拟和数字式两种不同的信号形式，模拟式是通过旋转撬杆实现柴油机调速控制，数字式则是通过触摸屏实现。
5. 柴油机柴油机是船舶柴油主机遥控系统的关键部件，根据应用不同可以选择不同的型号和品牌。
柴油机的主要功用是将化学能转化成机械能，提供船舶的动力输出。
在船舶柴油主机遥控系统中，通常使用高功率输出的柴油机，以满足船舶各种工作状态下的运行要求。
6. 其他辅助设备除了控制器、遥控面板和柴油机外，船舶柴油主机遥控系统还需要其他辅助设备来配合工作，例如传感器、伺服电机、电控阀、运动控制器等。
传感器负责检测柴油机的各种参数，如转速、油压、水温等，以便控制器对柴油机的运行状态进行监测和控制。
柴油机调速控制原理分解课件
执行器
根据控制器的指令调节柴 油机的供油量，从而改变 柴油机的转速和功率输出。
调速系统的工作原理
闭环控制
调速系统采用闭环控制方式，根 据柴油机的实际运行状态不断调 整供油量，使柴油机保持稳定运行。
PID控制算法
调速系统通常采用PID控制算法， 根据柴油机的转速偏差和负荷变 化计算出供油量的调整量，实现 精确控制。
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CATALOGUE
定义
保持柴油机在负载变化时 转速恒定的控制策略。
实现方式
通过调节喷油泵供油量， 使柴油机输出扭矩与负载 扭矩平衡，从而保持转速 稳定。
应用场景
适用于需要恒定转速的负 载，如发电机、压缩机等。
极限调速控制策略
定义
在柴油机达到最高或最低转速时， 限制其继续加速或减速的控制策略。
原理
电子调速器的工作原理是基于闭环控制理论，通过不断地检 测柴油机的实际转速和设定转速的差值，经过控制算法处理 后输出控制信号，调节燃油供给量，使柴油机转速稳定在设 定值附近。
电子调速器的优点与缺点
优点
具有调节精度高、响应速度快、稳定性好、能够实现远程控制和自动化控制等 优点，可以适应不同工况和负载变化，提高柴油机的动力性和经济性。
对比诊断法 将故障柴油机与正常柴油机进行对比，通过观察 两者运转时的差异，判断故障原因。
柴油机调速系统故障排除实例分析
实例一
柴油机怠速不稳。经检查发现怠速调整不当，调整后故障排除。
实例二
柴油机游车。经检查发现调速器内部运动件磨损松旷，更换相关零 件后故障排除。
实例三
柴油机飞车。经检查发现调速器内机油过多，放出多余机油后故障 排除。
机械离心式调速器工作原理
• 当柴油机负荷减小时，转速升高，飞锤离心力增大，向外甩开， 通过调速杠杆拉动油门拉杆减小油门开度，使柴油机转速下降； 反之，当负荷增大时，转速降低，飞锤离心力减小，向内收拢， 通过调速杠杆推动油门拉杆增大油门开度，使柴油机转速上升。 如此反复调节，使柴油机在不同负荷下保持稳定转速。
柴油发电机组控制系统工作原理
柴油发电机组控制系统工作原理1.监测系统：柴油发电机组控制系统通过传感器和监测设备对发电机组的各个参数进行监测。
这些参数包括发动机的转速、冷却水温度、机油压力、燃油压力、电压、电流等。
监测系统会实时监测这些参数的数值，并将其反馈给控制系统进行处理和判断。
2.控制系统：控制系统是柴油发电机组控制系统的核心部分。
它根据监测系统反馈的参数来控制发电机组的运行状态。
控制系统包括发动机控制器和发电机控制器两个部分。
-发动机控制器：发动机控制器负责监测和控制发动机的运行状态。
它根据监测系统反馈的参数来调整发动机的转速、冷却水温度、机油压力、燃油压力等。
发动机控制器还可以实现发动机的自动启停、负载平衡、燃油控制等功能，以保证发动机的稳定运行。
-发电机控制器：发电机控制器负责监测和控制发电机的工作状态。
它可以实时监测电压、电流、频率等参数，并根据设定值来调整发电机的输出电压和频率。
发电机控制器还可以实现自动切换、自动同步、自动负载共享等功能，以保证发电机组的稳定输出。
3.保护系统：保护系统是柴油发电机组控制系统的重要组成部分。
它负责对发电机组进行各种保护措施，以避免发电机组的损坏和事故发生。
保护系统包括温度保护、压力保护、过载保护、短路保护、缺相保护等。
当发电机组的一些参数超过设定值时，保护系统会发出警报并采取相应的措施，如自动停机、切断负载等，以保护发电机组的安全运行。
4.远程监控和管理：柴油发电机组控制系统还可以实现远程监控和管理。
通过网络连接，可以将发电机组的实时参数和状态传输到远程监控中心，并实现对发电机组的远程监控和管理。
远程监控和管理系统可以对发电机组进行远程调试、故障诊断、数据分析等，以提高发电机组的运行效率和可靠性。
总的来说，柴油发电机组控制系统通过监测、控制、保护和远程管理等功能，实现对发电机组的全面控制和管理，以保证发电机组的安全、高效运行。
内燃机车
制动设备
制动设备
内燃机车都装有一套空气制动机和手制动机。此外，多数电力传动机车增设电阻制动装选，液力传动机车装 有液力制动装置。
控制设备
控制设备
控制机车速度、行驶方向和停车的的设备。主要有机车速度控制器、换向控制器、自动控制阀和辅助制动阀。 操纵台上的监视表和警告信号装置有：空气、水、油等压力表，主要部位温度表，电流表、电压表，主要部位超 温、超压或压力不足等音响和显示警告信号。为了保证安全，便于操作，内燃机车上还装设有机车信号和自动停 车装置。
牵引缓冲装置
牵引缓冲装置
牵引缓冲装置是机车重要组成部分，它的作用是把机车和车辆连接或分立列车。在运行中传递牵引力或冲击 力，缓和及衰减列车运行由于牵引力变化和制动力前后不一致而引起的冲击和振动。因此，它具有连接、牵引和 缓冲的作用。
工作原理
工作原理
燃料在汽缸内燃烧，所产生的高温高压气体在汽缸内膨胀，推动活塞往复运动，连杆带动曲轴旋转对外做功， 燃料的热能转化为机械功。柴油机发出的动力传输给传动装置，通过对柴油机、传动装置的控制和调节，将适应 机车运行工况的输出转速和转矩送到每个车轴齿轮箱驱动动轮，动轮产生的轮周牵引力传递到车架，由车架端部 的车钩变为挽钩牵引力来拖动或推送车辆。
柴油机车使用最为广泛。在中国，内燃机车这一概念习惯上指的是柴油机车。内燃机车中内燃机和动轮之间 加装一台与发动机同等重要并符合牵引特性的传动装置。传动装置有三种：机械传动装置、液力传动装置和电力 传动装置。装有电力传动装置的内燃机车，称为电力传动内燃机车，以此类推。
发展
发展
各类型的内燃机车(26张)20世纪初，国外开始探索试制内燃机车。世界上第一台内燃机车在1913年开始营 运，可以说瑞典的默雷尔斯塔·南曼兰的铁道为最早。这台内燃机车是用75马力的6缸柴油机直接连接发电机， 驱动直流电动机。初期的内燃机车采取的传动方式为电传动。 1924年，苏联制成一台电力传动内燃机车，并交 付铁路使用。同年，德国用柴油机和空压缩机配接，利用柴油机排气余热加热压缩空气代替蒸汽，将蒸汽机车改 装成为空气传动内燃机车。1925年，美国将一台220千瓦电传动内燃机车投入运用，从事调车作业。30年代，内 燃机车进入试用阶段，30年代后期，出现了一些由功率为900～1 000千瓦单节机车多节连挂的干线客运内燃机车。 第二次世界大战以后，因柴油机的性能和制造技术迅速提高，内燃机车多数配装了废气涡轮增压系统，功率比战 前提高约50%，配置直流电力传动装置和液力传动装置的内燃机车的发展加快了，到了20世纪50年代，内燃机车 数量急骤增长。60年代期，大功率硅整流器研制成功，并应用于机车制进，出现了交—直流电力传动的2 940千 瓦内燃机车。在70年代，单柴油机内燃机车功率已达到4 410千瓦。随着电子技术的发展，联邦德国在1971年试 制出1 840千瓦的交一直一交电力传动内燃机车，从而为内燃机车和电力机车的技术发展提供了新的途径。内燃 机车随后的发展，表现为在提高机车的可靠性、耐久性和经济性，以及防止污染、降低噪声等方面不断取得新的 进展。
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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。
柴油机排放的污染物主要包括：碳烟颗粒(Soot)、一氧化碳(CO)、 氮氧化物(NOx ) ,碳氢化合物(HC)以及燃油中硫份燃烧生成的SO2。
与汽油机相比，柴油机排放的CO和HC要少得多(约为1/10～1/12 )， NOx约为汽油机的一半，而碳烟却比汽油机大得多(约为30～100倍)。
汽油机和柴油机在燃烧机理上有较大的差别，所以汽油机 现有的机外净化技术是成功而有效的。
柴油机排放的微粒一般要比汽油机高30～60倍，成分也复 杂得多，它是一种类似石墨形式的碳烟，并凝聚和吸附了 相当多的高分子量有机物，这些有机物包括未燃的燃油、 润滑油以及不同程度的氧化和裂解产物。
柴油机废气中存在大量碳烟，大大增加了研制有效的后处 理净化装置的技术难度。
柴油机所排放的碳烟具有很强的吸附能力，常粘附有致癌物。除能 致癌外，吸入肺部后也会导致慢性病、肺气肿、皮肤病及变态性疾 病等。 CO会阻碍血液中血红蛋白运输氧气。人体吸入CO后，会由于缺氧会 感到疲劳，引起头晕、恶心等中毒症状，甚至导致窒息死亡。另外， CO能促使NO向NO2转化，使光化学烟雾增加。 HC是多种碳氢化合物的总称，其中含有少量醛类(甲醛和丙烯醛)和 芳香烃(最后组成苯并花)。甲醛、丙烯醛具有强烈气味，对鼻、眼、 呼吸道的粘膜有刺激作用，可引起结膜炎、鼻炎等。苯并花是一种 致癌物质。 NO能引起中枢神经系统的瘫痪及痉挛，NO2吸入肺部时，会引起肺气 肿，会产生毒性较大的光化学烟雾，它会阻碍视线，刺激眼睛，引 起咳嗽，并能致癌，使植物枯萎。 由此可以看到柴油机废气对人类健康的危害非常大，降低柴油机废 气中各污染物排放已成为一个迫切需要解决的课题。
CO2（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
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。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。
另外柴油机己广泛应用于城市交通运输、农用机械、地面和地下工 程施工、采矿、铁路机车、江河和海洋运输以及小型火力发电机组 ，广泛用于国民经济的各个领 域。但是在柴油机气缸内燃烧所产生有害排放物，己成为城市大气 的主要污染源。
柴油机排放的污染物将进一步恶化大气环境，对其进行控制已引起 人们的高度重视。各国相应制订了日趋严格的排放法规，不仅是道 路车辆用柴油机的排放法规己很严格，非道路车辆用柴油机也己制 定了相应的排放法规。
我国柴油车预计到2010年可增加至1200万辆。国外机动车中柴油机 的比率也在逐年提高。
欧美发达国家100%的重型车、90%的轻型车使用的发动机为柴油机。 欧洲柴油轿车的年产量已占总产量的40%，例如德国生产的1.4L～ 2.OL排量的小轿车中，柴油机车占61%，而法国轿车柴油机的比例 高达88%。
一般认为，来自汽车的排放量约占到90%，是所 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
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。
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。。
柴油机辅助控制系统检测与修复
1、柴油机排放控制技术 2、EGR系统组成和原理 3、催化转化系统 4、颗粒过滤系统 5、废气涡轮增压控制系统 6、增压压力控制系统 7、增压系统检修
柴油机排放控制技术
（1）柴油发动机使用现状
随着现代化建设的迅速发展，城市交通运输业发展迅速，人们对机 动车的需求急剧增加; 柴油机具有低油耗、高效率、低排放、经济性和可靠性好的显著特 点，使得柴油汽车的使用量与日俱增，除重型汽车几乎全部采用柴 油机作动力外，轻型汽车乃至轿车也愈来愈多地开始采用柴油机。
控制柴油机的有害排放物是当今柴油机发展而临的最大挑战，也是 柴油机各项高新技术要解决的首要难题。
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。
（2）柴油机排放的污染物及其危害
NOx（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（Particulate Matter=微粒子状物质）/黑烟、排放限制的对象
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 燃料及润滑油的成分、被称为氧化硫 的由柴油中的硫生成的成分等构成。