柴油机电控系统的组成、类型及其各类型的特点
车用柴油机电控技术
（6）最小油量的控制能力 供油系统具有高喷射压力的能力与柴油机怠速所需要的小油量控制能力之间发生矛
盾。当供油系统具有预喷射能力后，将能够使控制小油量的能力进一步提高。
（7）快速断油能力 电控柴油机喷油器上采用高速电磁阀开关就很容易实现快速断油。
（8）降低驱动扭矩冲击载荷 燃油喷射系统在很高的压力下工作，既增加了驱动系统所需要的平均扭矩，也加大
（3）控制器 柴油机电控系统的电子控制器一般称为电控单元，也有称之为发动机控制模块，习
惯上简称为ECU(Electronic Control Unit)或ECM(Engine Control Module)。 ECU主要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。
①ECU的控制功能。 ②ECU的硬件。 ③ECU的软件系统。 ④ECU的标定与调试。
2.柴油机电控系统的功能
1.3柴油机电控系统的主要特点
柴油机电子控制系统的特点： （1）能够智能化地控制燃油喷射量和根据发动机的工作状况控制喷油提前角，有效 地提高了发动机的燃料经济性、动力性和排放质量。 （2）改善了发动机的调速特性，由电控单元控制代替了传统的离心式调速器，使转 速控制更精确、更可靠。 （3）提高了发动机的冷起动（低温起动）性能，电控单元可通过冷却液温度传感器 或机油温度传感器确定发动机是否处于冷起动。 （4）降低发动机的排烟。电控单元根据油门开度、水温、机油温度以及涡轮增压器 的进气压力，精确地控制喷油量和喷油正时，使尾气排放更加理想化。 （5）减少发动机排气污染。为了实现这一目标，提高了喷油器的制造精度，提高了 燃油的喷射压力，提高了发动机各缸喷油量的一致性，可以在电磁阀的标牌上查到校准 码，通过仪器向电控单元输入每个喷油器电磁阀的校准码。 （6）可通过程序实现对发动机的功率进行重新编程。对一定型号的柴油机，可以设 计三种不同的功率状态。
电控柴油机的基本结构及工作原理
电控柴油机的基本结构及工作原理电控柴油机的基本结构及工作原理电控柴油机与传统柴油机的主要区别表现在燃油喷射系统和控制技术上,电控柴油机的燃油喷射系统主要有3种类型：即高压共轨系统、泵喷油器系统以及单体泵系统。
1、3种主流电控燃油喷射系统简介（1）高压共轨喷射系统它是由燃油泵把高压油输送到公共的、具有较大容积的配油管——油轨内，将高压油蓄积起来，再通过高压油管输送到喷油器，即把多个喷油器，并联在公共油轨上。
在公共油轨上，设置了油压传感器、限压阀和流量限制器。
由于微电脑对油轨内的燃油压力实施精确控制，燃油系统供油压力因柴油机转速变化所产生的波动明显减小（这是传统柴油机的一大缺陷），喷油量的大小仅取决于喷油器电磁阀开启时间的长短。
特点：①、将燃油压力的产生与喷射过程完全分开，燃油压力的建立与喷油过程无关。
燃油从喷油器喷出以后，油轨内的油压几乎不变；②、燃油压力、喷油过程和喷油持续时间由微电脑控制，不受柴油机负荷和转速的影响；③、喷油定时与喷油计量分开控制，可以自由地调整每个气缸的喷油量和喷射起始角。
（2）泵喷油器喷射系统它是燃油泵与喷油器组合为一体式结构，燃油泵位于喷油器的上方，柴油机每个气缸都有一个独立的小型泵喷油器，泵喷油器通过卡块固定在气缸盖上。
泵喷油器与进气门、排气门一起被同一个凸轮轴驱动，凸轮轴推动油泵柱塞产生高压油然后微电脑通过高速电磁阀打开和关闭喷油器的高压油腔，以控制喷油正时和喷油量。
由于取消了燃油泵与喷油器之间的高压油管，因而降低了燃油压力损失，提高了油压的响应度，可以实现对燃油喷射周期的精确控制。
最高燃油压力可以达到200MPa，使燃油得以更好地雾化和燃烧，有利于提高柴油机功率、降低噪声和减少尾气排放。
（3）单体泵喷射系统每个气缸都装配一个单体泵，柴油从燃油箱出来后，先经过低压输油泵对柴油初步加压，然后由单体泵正式加压，再由微电脑控制单体泵中电磁阀的动作时刻和通电时间的长短，来完成对喷油时刻和喷油量的精确控制。
柴油机电控系统
柴油机电控系统柴油机电控系统（一）柴油发动机电控系统的组成电控柴油机喷射系统主要由传感器、开关、ECU（计算机）和执行器等部分组成。
如图2-59所示。
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变化的实时控制。
电控系统采用转速、温度、压力等传感器，将实时检测的参数同步输入ECU并与ECU已储存的参数值进行比较，经过处理计算，按照最佳值对喷油泵、废气再循环阀、预热塞等执行机构进行控制，驱动喷油系统，使柴油机运作状态达到最佳。
（二）柴油机电控系统控制原理1.概述图2-59柴油发动机电控系统的组成和原理（1）喷油量控制柴油机在运行时的喷油量是根据两个基本信号来确定的，分别是燃油控制旋钾和柴油机转速。
喷油泵调节齿杆位置则是由喷油量整定值、柴油机转速和具有三维坐标模型的预先存储在控制器内的喷油泵速度特性所确定。
在运行中，系统一直校验和校正调节齿杆的实际位置和设定值之间的差异，以获得正确的喷油量，提高发动机的功率。
（2）喷油定时控制喷油定时是根据柴油机的负荷和转速两个信号确定，并根据冷却液的温度进行校正。
控制器把喷油定时的设定值与实际值加以比较，然后输出控制信号使定时控制阀动作。
以确定通至定时器的油量。
油压的变化义使定时器的活塞移动，喷油定时就被调整到设定值。
当发生故障时，定时器使喷油定时处在最滞后的位置。
（3）怠速两种控制方式怠速有两种控制方式，分别是手动控制和自动控制。
借助于选择开关可选定怠速控制方式。
选定手动控制时，转速由怠速控制旋钮来调整。
选择自动控制时，随着冷却液温度逐渐升高，转速从暖车前的800r/min降至暖车后的400r/min。
这种方法可缩短车辆在冬季的暖车时间。
（4）巡航控制巡航控制是由机械速度、柴油机转速、加速踏板位置、巡航开关传感器和电子调速器的控制来实现。
一个快寒、精密的电子调速器执行器，根据控制器的指令自动进行巡航控制，使发动机始终处于最母工作状态。
在原有的电子调速器基础上，只需增加几个开关和软件就可实现这项功能。
柴油发动机电控系统—柴油机电控系统概述
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
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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
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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
柴油发动机电控系统
柴油发动机的电控系统柴油机电控系统以柴油机转速和负荷作为反映柴油机实际工况的基本信号，参照由试验得出的柴油机各工况相对应的喷油量和喷油定时MAP来确定基本的喷油量和喷油定时，然后根据各种因素（如水温、油温、、大气压力等）对其进行各种补偿，从而得到最佳的喷油量和喷油正时，然后通过执行器进行控制输出。
柴油机电控系统概述【任务目标】（1）柴油机电控技术的发展。
（2）柴油机电控技术的特点。
（3）柴油机电控系统的基本组成。
（4）应用在柴油机上的电控系统。
【学习目标】（1）了解柴油机电控技术的发展。
（2）了解柴油机电控技术的特点。
（3）了解柴油机电控系统的基本组成。
（4）掌握应用在柴油机上的电控系统。
柴油机电控技术的发展1.柴油机电控技术的发展1）柴油机技术的发展历程柴油用英文表示为Diesel，这是为了纪念柴油发动机的发明者――鲁道夫·狄塞尔（RudolfDiesel）如图8-1所示。
狄塞尔生于1858年，德国人，毕业于慕尼黑工业大学。
1879年，狄塞尔大学毕业，当上了一名冷藏专业工程师。
在工作中狄塞尔深感当时的蒸气机效率极低，萌发了设计新型发动机的念头。
在积蓄了一些资金后，狄塞尔辞去了制冷工程师的职务，自己开办了一家发动机实验室。
针对蒸汽机效率低的弱点，狄塞尔专注于开发高效率的内燃机。
19世纪末，石油产品在欧洲极为罕见，于是狄塞尔决定选用植物油来解决机器的燃料问题（他用于实验的是花生油）。
因为植物油点火性能不佳，无法套用奥托内燃机的结构。
狄塞尔决定另起炉灶，提高内燃机的压缩比，利用压缩产生的高温高压点燃油料。
后来，这种压燃式发动机循环便被称为狄塞尔循环。
鲁道夫·狄塞尔压燃式发动机像所有伟大的发明家一样，狄塞尔的前进道路上困难重重。
实验证明，植物油燃烧不稳定，成本也太高，难以承担狄塞尔的“重任”。
好在当时石油制品在欧洲逐渐普及，狄塞尔选择了本来用于取暖的重馏分燃油———柴油作为机器的燃料。
柴油机的电控技术
柴油机的电控技术柴油机是现代交通工具和机械设备中常用的动力设备之一。
由于柴油机本身的结构和性能特点，电控技术在柴油机的应用中日益重要。
一、柴油机的结构柴油机主要由进气系统、燃油系统、动力机构和排气系统等部分组成。
其中进气系统和排气系统主要用于将气体输送到燃烧室和排出废气，燃油系统主要用于控制燃油的喷射量和喷射时间，动力机构则负责把燃烧过程的能量转化为机械能，从而驱动车辆或机械设备。
二、电控技术的应用由于柴油机的燃烧和动力转化过程十分复杂，传统的机械控制方式无法满足现代机械设备对高效、低排放、高可靠性的要求。
因此，电控技术的应用对柴油机的性能提升和污染减少等方面产生了重要的作用。
1. 传感器和执行器电控技术的核心是传感器和执行器的使用。
传感器能够实时感测柴油机运行状态和环境参数，例如气压、油温、气温等；执行器则能够根据传感器的信号控制喷油、进气和排气等运行参数。
这些电子设备的应用能够提高柴油机的燃烧效率、降低废气排放、提高动力输出和减少机械故障。
2. 发动机管理系统发动机管理系统（EMS）是柴油机电控技术的一种重要形式。
EMS能够通过内置的控制算法和智能化传感器来实现对柴油机的精细化管理。
同时，它还可以把柴油机与其他相关设备和系统进行联动，例如环保装置、行驶控制系统等。
EMS的核心功能包括调节燃油喷射和空气进气量、监测发动机故障、管理排气和废气后处理设备等。
3. 燃油系统的电控设计燃油系统是柴油机电控的重要组成部分。
燃油系统的电控设计能够实现对柴油机燃油喷射量和喷射时间的精确控制。
与传统的机械喷油系统相比，这种电子喷油系统具有响应速度快、工作效率高、控制精度高等优点。
同时，电子喷油系统还能够通过反馈机制对柴油机的工作状态进行实时监测，从而做出相应的调整和优化。
三、电控技术的优点电控技术的应用在柴油机上具有以下几个优点：1. 提高燃油利用率和动力输出电控技术的应用能够实现调整燃油喷射时间和喷射量，从而提高燃油利用率和动力输出。
电子控制柴油机讲解
原理： 传感器皮膜上的传感器元件将高压管道内的压力变化转 化成电压信号输送到ECU。 1、电子接头 2、评估电路 3、带传感装置的皮膜 4、高压接头 5、固定螺纹 轨压传感器
凸轮轴位置传感器
流量计量单元
检查部件 检测项目 标准值
2.60-3.15欧姆（环境 温度20 ℃）
（安装在高压油泵左上方） 流量计量单元的电阻
原因：插头松动
处理：重新拔插 4、高压油泵正时齿轮正时不正确
原因：油泵安装时齿轮正时出错
处理：重新按照工艺要求调整
共轨
存储高压，抑止因油泵供油和喷油而产生的波动
进油口
共轨管故障分析 故障表现：启动困难、跛行回家故障
1、泄压阀异常泄露 原因：泄压阀密封不严或泄压阀弹簧失效造成轨压不到1600bar 就有燃油从泄压阀泻出 处理：更换泄压阀或共轨管 2、轨压传感器故障 原因：插头接触不良、轨压传感器损坏 处理：重新拔插插头或更换轨压传感器
更换电控单体泵（单体泵）
更换ECU
电控柴油机优势：控制喷油量 和喷油规律的自由度大。 喷油器制造偏差会影响到 控制精度，为了克服这种影响， 电控柴油机采用了喷油器修正 码技术。
±3.0%
±1.5%
缸最 喷大 油功 量率 差时 异各
1 2 3 4 5 6 气缸
1 2 3 4 56 气缸
出现了下列情况，需要重新匹配喷油器：
更换喷油器（共轨）
2、曲轴上止点位置
1、永久磁铁 2、传感器壳体 3、发动机外盖 4、软铁芯 5、线圈 6、传感线圈
机油压力传感器
功能：可同时检测机油压力及温度
水温传感器
原理： 高灵敏度NTC（负温度系数热敏电阻）电阻阻值随温度下降而增大。 1、电子接头 2、壳体 3、NTC电阻 4、冷却液
柴油机电子控制系统
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二、泵喷油器(泵喷嘴)的结构与工作原理
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泵喷油器的工作过程: 1.预喷油阶段 2.预喷油结束 3.主喷油阶段 4.主喷油结束 5.高压腔进油
3)调节喷油率
根据发动机运行需要,控制 预喷射、后喷射、多段喷射。
4)调节喷油时间
根据发动机的转速、负荷量 ，计算出最佳喷油时间，准确 控制喷油时间。
3 喷射方式
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电子控制共轨系统的特点:
1.共轨压力闭环控制,共轨上的压力传感器实时反馈共轨中的压 力,通过控制压力控制阀(PCV)的电流来调整进入共轨的燃油量 个轨道压力. 2.实现喷油过程的控制,喷油器电磁阀直接对喷油定时和喷油脉 宽进行控制,结合灵活的预喷射、主喷射和后喷射以及共轨压 力控制，实现对喷射速率、喷射定时和喷射压力以及喷油量的 综合控制。与泵喷嘴形式相比，喷油器和电磁阀的一体化设计， 要求电磁阀尺寸小，响应快。
4 不均匀油量补偿控制
5 恒定车速（巡航车速）喷油量控制
二、喷油时间控制
三、喷油压力控制
四、喷油率控制
思考题 1. 柴油机电子控制系统与汽油机电子控制系统有 什么不同? 2.泵喷嘴系统的控制特点是什么?控制参数是什么? 3.共轨系统的控制特点是什么? 4.柴油机采用电子控制技术主要解决了发动机什 么问题?
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柴油机电子控制系统
EHale Waihona Puke D10:14:38第四节 电子控制泵喷嘴系统(第二代)
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柴油机电控系统的组成、类型及其各类型的特点
柴油机电控系统部件的组成
柴油机电控系统的基本组成与其他电子控制系统一样,也是由传感器,ECU
和执行元件三部分组成.
A 、传感器：传感器(包括信号开关)用来检测柴油机与汽车的运行状态，并
将检测结果转换成电信号输送给ECU。
1. 加速踏板位置传感器：加速踏板位置传感器用来检测加速踏板所处位置，
ECU根据此传感器信号间接判断柴油机的负荷，作为控制柴油机喷油量和喷油正时的主控制信号，常用的加速踏板位置传感器有电位计式和差动电感式。
2. 反馈信号传感器：柴油机电控系统一般对供(喷)油量和供(喷)油正时采用
闭环控制，反馈信号传感器就是指闭环控制系统中用来检测控制系统执行元件实际位置的传感器，主要包括负荷传感器(如供油齿条位置传感器、滑套位置传感器、喷油压力传感器等)和正时传感器(如分配泵正时活塞位置传感器、着火正时传感器等)两大类。
3. 燃油温度传感器：柴油的温度直接影响其黏度，燃油温度传感器用来检
测柴油的温度变化ECU根据此传感器信号对喷油量进行修正；一般采用热敏电阻式，其结构原理与进气温度传感器基本相同。
4.其他传感器和信号开关：发动机转速传感器(或凸轮轴/曲轴位置传感器)，
车速传感器，冷却液温度传感器，制动开关，空调开关，E/G开关(点火开关)等的功用，结构和工作原理与汽油机电控系统基本相同。
B 、ECU ：ECU的功用和结构与汽油机电控系统基本相同，只是控制程序
有较大差别。
C 、执行元件：执行元件主要是执行ECU的指令，调节柴油机的供(喷)油
量和供(喷)油正时，不同柴油机电控系统的执行元件有很大差异，常用的执行元件有：电子调速器和电磁阀。
柴油机电控系统的类型
按对供油量的控制方式不同，柴油机电控系统可分为位置控制方式、时间控制方式、时间-压力控制方式和压力控制方式四种类型。
位置控制方式和时间控制方式是早期的第一代柴油机电控系统，它们保留了传统柴油机燃料供给系统的基本组成和结构，只是取消了机械调速器，增加了传感器、电控单元和电子执
行元件，喷油压力与传统柴油机燃料供给系统相同。
时间-压力控制方式和压力控制方式则属第二代柴油机电控系统，它们基本改变了传统燃料供给系统的组成和结构，主要以电控共轨为特征，喷油压力一般也比传统柴油机燃料供给系统高。
位置控制方式柴油机电控系统的特点
此类型的柴油机电控系统通常是在传统直列柱塞泵或转子分配泵燃料供给系统的基础上改进而成的，它的特点是不仅保留了传统的喷油泵-高压油管-喷油器想，而且还保留了喷油泵中齿条、齿圈、滑套、柱塞上控螺旋槽等控制油量的传动机构，只是取消了传统机械调速器和加速踏板拉线，由ECU通过电子调速器来控制油量控制滑套的位置，以实现对喷油泵供油量的控制。
时间控制方式柴油机电控系统的特点
时间控制，就是用高速电磁阀直接控制高压燃油的适时喷射。
此类型的柴油机电控系统通常是在传统转子分配泵燃料供给系统基础上加以改进形成的，转子分配泵时间控制系统中，取消了原转子分配泵的油量控制滑套及柱塞上的回油孔或回油槽，不再利用滑套控制柱塞泵供油有效行程来实现供油量的控制，而是在柱塞泵的高压油腔与喷油泵内腔之间设一条回油通道，用受ECU控制的回油控制电磁阀直接控制柱塞泵回油开始时刻，依次实现对供油量的时间控制。
在转子分配泵时间控制方式柴油机电控系统中，ECU根据泵角传感器信号确定喷油开始时刻和计量喷油持续角度（时间）。
时间-压力控制方式柴油机电控系统的特点
时间-压力控制方式，即电控蓄压式共轨燃油喷射系统。
时间-压力控制方式的柴油机电控系统主要由油箱、输油泵、高压泵、公共油轨（即公共容积，简称共轨）、喷油器和各种电子元件组成。
高压泵并不直接控制喷油，只是将柴油油压提高到大约120MPa后输入共轨，高压泵的供油量一般几倍于实际耗油量以保证供油的可靠性，多余的燃油经回油管流回油箱。
高压泵的出口端装有一个用来调节共轨中油压的供油压力调节阀，ECU根据柴油机的转速、负荷等控制压力调节阀的开度，从而控制共轨中的油压保持目标值，以保证喷油器的喷油压差不变。
此外，ECU还根据任由压力传感器信号对共轨中的油压进行闭环控制。
在“时间—压力控制”系统中，ECU控制供油压力调节阀使喷油器喷油压差保持不变，再通过控制三通电磁阀工作实现喷油量的时间控制和喷油正时的控制。
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。
压力控制方式柴油机电控系统的特点
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压力的方法实现，即喷油量的“压力控制”方式。
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，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ECU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“压力控制”方式。
在系统中，ECU根据实际的共轨压力信号对共轨压力进行闭环控制。
此资料是由湖北合力吸粪车（）厂家的工作人员编辑整理的！。