柴油发动机电子控制系统
柴油机电子控制系统课件
2024/1/25
12
传感器与执行器匹配关系
01
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。
02
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。
2024/1/25
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。
13
03
控制策略与方法
2024/1/25
14
控制策略分类及特点
2024/1/25
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。
2024/1/25
03
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。
31
面临挑战和机遇
2024/1/25
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。
15
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
1 2
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。
3
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
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
电控柴油机工作原理
电控柴油机工作原理
电控柴油机是一种利用电子控制技术来控制柴油机工作的一种发动机。
它基本原理如下：
1. 燃油喷射系统：电控柴油机采用电喷系统来控制燃油喷射过程。
电控柴油机的燃油喷射系统包括电喷油泵、喷油嘴和喷油控制器。
通过电喷油泵将燃油压力提高到所需的喷油压力，再通过喷油嘴将燃油喷入进气歧管或燃烧室。
喷油控制器控制喷油的时间、量和压力，以实现最佳的燃烧效果。
2. 进气与排气系统：电控柴油机的进气系统和传统柴油机相似，通过进气歧管将空气引入到燃烧室。
排气系统则将燃烧产生的废气排出。
3. 点火系统：电控柴油机不需要点火系统来点燃燃料，而是通过压燃的方式实现燃料的自燃。
4. 电子控制单元（ECU）：电控柴油机的关键部件是电子控制单元。
ECU接收各种传感器的输入信号，包括发动机转速、
进气温度、进气压力和冷却水温度等信息。
ECU根据这些信
息计算出最佳的燃油喷射时间和量，并控制喷油控制器来实现精确的燃油喷射控制。
同时，ECU还可以监测发动机的工作
情况，并对其进行故障诊断和故障码存储。
总的来说，电控柴油机通过电子控制技术来精确控制燃油喷射过程，提高燃油喷射的精度和效率，从而实现更好的经济性和环保性能。
柴油机电控系统控制方法讲课课件
柴油机电控系统控制方法讲课课件一、教学内容1. 电控系统的组成及工作原理2. 电控喷射系统的控制方法3. 电控防爆燃系统的控制方法4. 电控尾气净化系统的控制方法二、教学目标1. 使学生了解柴油机电控系统的组成及工作原理。
2. 使学生掌握电控喷射系统的控制方法。
3. 使学生了解电控防爆燃系统和电控尾气净化系统的控制方法。
三、教学难点与重点1. 电控系统的组成及工作原理。
2. 电控喷射系统的控制方法。
四、教具与学具准备1. 柴油机电控系统模型。
2. 投影仪。
3. 教学PPT。
五、教学过程1. 实践情景引入：讲解柴油机电控系统在实际运行中的重要作用。
2. 教材讲解：详细讲解电控系统的组成、工作原理以及控制方法。
3. 例题讲解：通过实例分析，让学生更好地理解电控系统的控制方法。
4. 随堂练习：让学生根据所学内容，分析并解答一些实际问题。
5. 课堂互动：鼓励学生提问，解答学生的疑问。
六、板书设计1. 电控系统的组成。
2. 电控系统的工作原理。
3. 电控喷射系统的控制方法。
七、作业设计1. 请简述柴油机电控系统的组成。
2. 请详细解释电控喷射系统的控制方法。
3. 请分析电控防爆燃系统和电控尾气净化系统的工作原理及控制方法。
八、课后反思及拓展延伸2. 拓展延伸：研究柴油机电控系统在其他领域的应用，如农业、船舶等，拓宽学生的知识面。
柴油机电控系统控制方法讲课课件，敬请期待。
重点和难点解析一、教学内容1. 电控系统的组成及工作原理电控系统主要包括ECU（电子控制单元）、传感器、执行器等部分，它们共同协作，实现对柴油机的精确控制。
2. 电控喷射系统的控制方法电控喷射系统主要包括喷油泵、喷油嘴等部件，通过ECU控制喷油量和喷油时机，实现对柴油机燃烧过程的优化。
3. 电控防爆燃系统的控制方法电控防爆燃系统通过控制柴油机的供油量、供油定时和供油压力，有效防止爆燃现象的发生，提高发动机的性能和可靠性。
4. 电控尾气净化系统的控制方法电控尾气净化系统通过控制柴油机的排放，减少有害物质的排放，保护环境。
《柴油发动机电控》课件
柴油发动机电控系统的组成
01
02
03
传感器
用于检测发动机的工作状 态和参数，如进气压力、 温度、油门位置等。
控制器
根据传感器采集的数据计 算出最佳的喷油量和喷油 时间，并控制喷油器执行 。
执行器
包括喷油器和废气再循环 阀等，根据控制器的指令 执行相应的动作。
ห้องสมุดไป่ตู้
柴油发动机电控系统的功能
提高发动机性能
执行器的工作原理
执行器
执行器是柴油发动机电控系统中的执行机构，负责接收控制器的控制指令，并驱动相应的部件完成控 制动作。
工作原理
执行器的工作原理是通过接收控制器的控制指令，驱动内部的机构或元件产生相应的动作，实现对发 动机的精确控制。执行器的动作可以是调节油量、点火时间等，以实现最佳的发动机工作状态。
技术发展趋势
智能化
随着人工智能和大数据技术的进 步，柴油发动机电控系统将更加 智能化，能够实现自适应控制和
智能故障诊断。
电动化
随着电动汽车技术的成熟，柴油发 动机电控系统将逐渐向电动化方向 发展，以提高燃油效率和减少排放 。
网络化
通过与互联网、物联网的结合，柴 油发动机电控系统将实现远程监控 、远程诊断和云服务等功能。
工作原理
传感器的工作原理是通过内部的敏感元件感受被测量的变化，从而产生相应的 电信号输出。这些电信号经过处理后，可以用于控制发动机的工作状态。
控制器的工作原理
控制器
控制器是柴油发动机电控系统的核心部分，负责接收传感器 输入的信号，并根据预设的控制逻辑输出控制指令。
工作原理
控制器的工作原理是通过读取传感器输入的信号，根据预设 的控制逻辑进行计算和判断，输出相应的控制指令。这些控 制指令经过执行器的作用，实现对发动机的精确控制。
柴油机电子控制系统
第二章柴油机电子控制系统第一节柴油机电子控制系统的组成及工作原理一、柴油机电子控制系统的组成柴油机电子控制系统由信号输入装置、电子控制单元ECU和执行器三部分组成。
1、信号输入装置（1）加速踏板位置传感器用来检测加速踏板的位置，此信号输入ECU后与转速信号共同决定柴油机的喷油量及喷油提前角，是柴油机电子控制系统的主要控制信号。
（2）转速传感器，曲轴位置传感器用来检测发动机转速或曲轴位置，与加速踏板位置传感器共同决定喷油量和喷油提前角，是柴油机电控系统的主要控制信号。
（3）泵角传感器：检测喷油泵凸轮轴转角，与曲轴位置传感器配合共同控制喷油量，并保证在喷油正时改变时不影响喷油量。
（4）着火正时传感器：检测燃烧室开始燃烧的时刻，修正喷油正时。
（5）冷却液温度传感器检测发动机水温修正喷油量及喷油正时。
（6）进气温度传感器：检测进气温度，修正喷油量及喷油正时。
（7）进气压力传感器：检测进气压力，以修正喷油量及喷油正时。
（8）溢流环位置传感器：检测溢流控制电磁铁的电枢位置，以反馈控制溢流环的位置。
（9）正时活塞位置传感器：检测电子控制正时器正时活塞的位置，将喷油正时提前量信号输入ECU。
（10）控制杆位置传感器：检测电子控制柱塞式喷油泵调速器中控制杆的位置，将燃油喷射量的增减信号反馈给电脑。
（11）控制套筒位置传感器：检测电子控制分配式喷油泵调速器中控制套筒位置，将燃油喷射量的增减信号反馈给ECU。
（12）E/G开关：发动机点火开关信号，向ECU输入发动机工作状态信号。
（13）A/C开关向ECU输入空调工作信号，是怠速控制信号之一。
（14）动力转向油压开关：检测动力转向管路油压的变化，是怠速控制信号之一。
（15）空档起动开关：向ECU输入自动变速器是否处于空档位置信号，是怠速控制信号之一。
2、电子控制单元ECU是一个综合控制装置，具有如下功能：（16）接受传感器或其他装置输入的信息，给传感器提供参考基准电压：2V 、5V、9V、12V。
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柴油发动机电子控制系统
五、排气再循环控制
减少排气中的NOX排放量，与汽油机电 控系统相同。
六、进气节流控制
系统通过控制节气门的开度，控制进气量， 降低怠速时的振动和噪声，停车时系统关闭节 气门中断进气，减轻发动机的振动。
七、增压控制
电控系统控制增压压力和进气量、空燃比。
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柴油发动机电子控制系统
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柴油发动机电子控制系统
1、喷油量控制
溢流控制 电磁铁使控制 杆移动控制溢 流环的位置来 实现。流入定 子线圈的电流 在0.4-0.9A变化。
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柴油发动机电子控制系统
2、喷油提前角
正时控制电磁阀，控制正时来完成控制高低 压室的柴油压力差来实现。
柴油发动机电子控制系 统
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2020/11/19
柴油发动机电子控制系统
一、柴油机电子控制技术的发展状况
国际上受日益严格的排放法规限止，目前 柴油机电子控制技术在国外达到60%--90%
优点：改善柴油机动力性、经济性、降低排放 和噪音。
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柴油发动机电子控制系统
二、柴油机电子控制系统内容及功能
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柴油发动机电子控制系统
2、喷油提前角的控制
电控分配泵喷油提前角的控制由 时间控制器（定时器）控制
原理迅时控制阀受ECU控制 正时活塞高压室和低压室的中间 通路，控制通往正时活塞高压室 的油压来实现对喷油提前角的控制。
当正时控制阀线圈通电时高低压室相通正时活塞两端 压力差消失，回位弹簧作用正时活塞回位使喷油时间推迟， 反之正时控制阀断电，使喷油时间提前。
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柴油发动机电子控制系统
1、电子控制柱塞式喷油泵
传感器：
加速踏板位置传感器
水温传感器
N-TDC传感器（转速-凸轮轴位置传感器）
起动开关、空调开关
2、实际动作反馈信号：
时间传感器
控制杆位置传感器（电动调速器内）
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柴油发动机电子控制系统
ECU 对输入控制信号和反馈进行分析处理 计算发出相应的喷油量及喷油提前角命令
执行元件：电动调速器、电磁阀、执行精确喷油 量和喷油提前角。
1、喷油量控制
ECU 控制电动助推器
上下移动，通过联杆机构变
为控制杆水平移动，实现喷
油量的增减控制。
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柴油发动机电子控制系统
2、喷油提前角控制
ECU控制电磁阀来控制发动机机油 泵进入时间控制器的油压，使时间控制器 动作改变喷油泵凸轮轴与油泵驱动轴曲轴 相对位置来实现的。
本田2L-THE型柴油机电子控制系统ECD
有ECD-Ⅰ型和ECD-Ⅱ两种。
ECD-Ⅰ型仍保留一部分机械控制机构只是喷油量及 喷油提前角采用电子控制方式喷油量是采用电磁铁 控制杆移动溢流环的位置来实现的。
ECD-Ⅱ型在喷油量的控制方式有根本改变它是通过 ECU控制电磁溢流阀、定时开关溢流通路实现控制 喷油量的同时采用了着火正时传感器检测柴油混合 气开始燃烧时刻更精确的控制喷油提前角。
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柴油发动机电子控制系统
2、闭环控制
电控单元根据喷油传感器着火正时传感器反馈 信号通过电磁阀控制正时活塞达到最佳正时供 油提前角。
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柴油发动机电子控制系统
3、开环—闭环综合控制
电控单元把开环—闭环综合起来，调 整实际喷油正时出现误差。进行误差补 偿。通常在相邻两次喷油间就能达到调 整点。
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柴油发动机电子控制系统
电磁阀结构双组式
P孔道发动机主油道进入电 磁阀
R孔道回流通道，一部分机 油流回发动机油底壳。
A孔道控制油压流入时间控 制器。
ECU控制电磁阀调节R孔 的回流量从而控制控制A通往 时间控制器的油压控制调节活 塞位置来实现喷油提前调节。
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柴油发动机电子控制系统
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柴油发动机电子控制系统
ECD-Ⅰ型柴油机电子控制系统
输入信号：转速传感器、加速踏板位置、水温、进 气温度、进气压力、发动机开关、空调、P/N档开 关。
反馈信号：溢流环位置、正时活塞位置
控制喷油量的执行器：溢流控制电磁铁、喷油提前 正时控制阀、进气节流阀、废气再循环、真空控制 阀。
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3、泵角传感器
检测泵转角与曲轴位置传感器共同控制喷油量 保证喷油正时改变时不影响喷油量。
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柴油发动机电子控制系统
4、着火正时传感器 检测燃烧室开始燃烧时刻修正喷油正时
5、冷却液温度传感器 控制发动机工作温度，修正喷油量与喷油正时。
6、进气温度传感器 检测进气温度、修正喷油量与喷油正时。
柴油发动机电子控制系统
3、对柴油机运行工况进行实际高精度控制
微机对各种运行参数信息，进行监测处 理迅速调节控制。实现柴油机运行工况实时 高精度控制。
4、较强的适应性
对于不同用途不同机型的柴油机，柴油 机电子控制系统应有较强的适应性。主要是 电控单元EPROM的软件程序调整产品匹配适 应能力。
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7、进气压力传感器 检测进气压力、修正喷油量与喷油正时。
8、溢流环位置传感器 检测溢流控制电磁铁的电枢位置，以反馈控制溢 流环位置。
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柴油发动机电子控制系统
9、正时活塞位置传感器
检测电子控制定时器正时活塞位置，将喷油正 时提前量信号输入ECU。
10、控制杆位置传感器
检测电子控制柱塞式喷油泵调速器中控制杆位 置将喷射量的增减信号反馈给ECU
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柴油发动机电子控制系统
三、柴油机电了控制系统的控制方式
控制方式可分为三大类： 1、开环控制、 2、闭环控制、 3、开环—闭环综合控制
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柴油发动机电子控制系统
1、开环控制
特点：用电子控制装置取代喷油提前调节装置。
结构：分配泵凸轮滚环→液压正时活塞→电磁阀控制（燃 油反馈压力） 电磁阀←控制单元←转速、冷却水温、总供油量由电控单 元贮存的最佳供油提前角发出指令。
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柴油发动机电子控制系统
四、各缸喷油量不均匀修正
由于各缸喷油泵的性能差异导致各缸喷油 量的差异，引起发动机转速波动即所谓：怠速 颤振。
电控系统通过作工冲程时的曲轴转速变化 判断各缸喷油量的差异。
利用电磁溢流阀快速响应，及时修正各缸 的喷油量来降低发动机转速波动，按各缸转速 无波动偏差来控制各缸喷油量。
3、怠速控制
空调、发电机、动力转向、P/N档开关、引起发动 机负荷变化，电控单元仍控制在目标稳定怠速同时反馈控 制方式控制怠速喷油量
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柴油发动机电子控制系统
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柴油发动机电子控制系统
4、各缸喷油量不均匀修正
通过曲轴位置传感器检测曲轴转速变化来判断 利用电磁溢流阀的快速响应及时修正各缸喷油量降低 发动机波动
五十铃4FB1-TEC丰田公司的2L-THE柴油机ECD-Ⅰ 型、ECD-Ⅱ均采用这种喷油正时控制方式。
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柴油发动机电子控制系统
ECD-Ⅱ型柴油机电子控系统
1、喷油量
只有燃油特征修正、低温起动修正、急减速修正。
2、喷油提前角
对负荷、转速、温度、压力、修正、实际燃烧开始 时间修正、减小燃油十六烷值和大气条件变化的影响。
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柴油发动机电子控制系统
柴油机轿车用电子控制VE型喷油泵 （COVEC-I）日本五十铃公司4FB1柴油机 电子控制系统（1-TEC）
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柴油发动机电子控制系统
电动调速器的构成
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柴油发动机电子控制系统
电动调速器剖面原理
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柴油发动机电子控制系统
反馈信号：套筒位置传感器
电控单元分析处理计算发出喷油量及喷油提前角参数命令。
执行元件电动调速器时间控制器接受ECU指令精确控制喷 油量和喷油提前角。
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柴油发动机电子控制系统
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柴油发动机电子控制系统
调节活塞位置 传感器G149
油量调节 器N146
燃油温度传感器G81
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柴油发动机电子控制系统
柴 油 机 电 控 系 统
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柴油发动机电子控制系统
柴油机电子控系统组成
与汽油机一样仍然有信号输入装置、电控单元、 执行器三部分。
一、传感器信号输入
1、油门踏板位置传感器
反应发动机的负荷信号及怠速确认，主控信号。 2、转速传感器、曲轴位置传感器
主控信号与加速踏板位置传感器共同决定喷油 量和喷油提前角。
柴油发动机电子控制系统
供油提前角自动调节机构
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供油提前角调 节阀 N108
柴油发动机电子控制系统
提前
与输油泵吸 入端相通
滚轮
传力销 压力腔
供油提前角调 节阀 N108
弹簧 供油提前角调节油缸
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柴油发动机电子控制系统
停
机
供油孔
断
油
示
意
图
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压缩室
燃油切断电磁阀N109 弹簧 电磁铁
通过着火正时传感器检测实际燃烧开始时刻 实现对喷油正时的闭环控制。
排除燃油十六烷值、大气条件变化引起喷油 正时差异，实现对喷油正时的最佳控制。
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柴油发动机电子控制系统
三、怠速控制
由于发电机、空调动力转向等辅助装 置工作状态的变化引起柴油机负荷变化导致 发动机转速变化。