柴油机电控系统控制方法(1)分析
柴油机电控系统控制方法
柴油机电控系统控制方法柴油发动机是一种内燃机，通过喷射燃料和压缩空气来产生动力的机械设备。
在柴油发动机电控系统中，主要有以下几种控制方法。
1.常规电控系统：常规电控系统在柴油发动机上配备了液体燃料喷雾器，并通过机械方式控制喷油量和喷射时间。
这种电控系统的控制方式相对简单，但是由于机械方式的限制，无法对喷油量和喷射时间进行精确控制。
2.电子控制系统：电子控制系统采用计算机控制，通过传感器感知发动机的工作状态，向喷油器提供电子信号来控制喷油量和喷射时间。
电子控制系统能够实现更加精确的喷油控制，并且可以对不同负载和转速下的发动机工作状态进行优化调整。
3.高压共轨系统：高压共轨系统是一种先进的柴油发动机控制技术，通过共轨来提供高压燃油给喷油嘴，并通过电子控制系统对燃油的喷射时间和喷射量进行精确控制。
高压共轨系统可以提高发动机的燃烧效率和动力输出，并且减少氮氧化物的排放。
4.基于模型的控制方法：基于模型的控制方法是一种通过建立数学模型来对柴油发动机进行控制的方法。
通过建立发动机的动态模型，实时监测和优化发动机的工作状态，可以提高发动机的燃烧效率和工作稳定性。
这种控制方法需要较高的计算能力和复杂的控制算法。
5.混合动力控制系统：混合动力控制系统是将柴油发动机与电动机相结合，通过电子控制系统对发动机和电动机进行统一的控制。
这种控制方法可以根据不同的工况要求将功率分配给柴油发动机和电动机，并通过能量回收和能量储存来提高能源利用效率。
综上所述，柴油发动机电控系统的控制方法有常规电控系统、电子控制系统、高压共轨系统、基于模型的控制方法和混合动力控制系统等。
每种控制方法都有不同的特点和适用范围，可以根据实际需求选择合适的控制方式。
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。
柴油机电控燃油喷射系统技术解析
书山有路勤为径；学海无涯苦作舟
柴油机电控燃油喷射系统技术解析
现在的柴油发动机大多使用了电控喷射系统，与传统的机械喷射系统相比，电控喷射系统可以有效的提高柴油机的动力性和经济性，同时大幅度的降低尾气的污染。
今天我们就来简单说说柴油机电控喷射系统的工作原理和组成结构。
柴油机可燃混合气形成有什幺特点
1．混合空间小、时间短：供油的持续时间只有汽油机的1/20～1/10，只占曲轴转角的15°～35°
2．混合气不均匀，α值变化范围很大：大负荷时喷油量多、α值小、混合气浓；怠速时喷油量少、α值大、混合气稀，α值可达4～6。
3.边喷边燃，成分不断变化。
柴油机燃烧过程
燃烧过程可以分为四个阶段：
备燃期Ⅰ：从燃油喷出（A点）到出现火焰中心（B点）为止。
备燃期特点：
1、首先着火的是浓度合适是地方，火源是位置和数量是不固定的；
2、此时喷入的油量占每循环供油量的30%----40%；
3、备燃期积油量越多，达到一定程度时，一旦燃烧，由于同时着火的油量多，压力升高率过大，冲击性的压力是燃烧噪音加大，工作粗暴，机件磨损加剧。
速燃期Ⅱ：从出现火焰中心（B点）到产生最大压力点（C点）为止。
速燃期特点：
1、活塞正靠近上止点，燃烧几乎在等容下进行；
专注下一代成长，为了孩子。
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
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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
柴油机的电子控制系统的故障排除方法
柴油机的电子控制系统的故障排除方法柴油机是我们生活中不可或缺的一部分，它广泛应用于农业、工业、交通等诸多领域。
而作为柴油机核心部件的电子控制系统，在使用过程中也难免出现故障。
因此，我们有必要了解柴油机电子控制系统的故障排除方法，以便在出现故障时快速解决问题。
一、故障现象的分析在排除柴油机电子控制系统故障时，首先要做的就是分析故障现象。
因为不同的故障现象可能对应着不同的故障原因，采取不同的排除方法。
常见的故障现象有启动困难、不稳定、失速、功率下降等。
针对不同的故障现象，我们需要找出故障原因，采取相应的排除方法。
例如，启动困难可能是由于高压泵供油不足，气缸压力不足等问题导致的，因此我们需要检查高压泵、燃油管路、气缸压力等情况，并针对性地排除故障。
二、故障代码的诊断现代柴油机电子控制系统具备自我诊断功能，当出现故障时会自动产生故障码，并保存在控制器中。
因此，当我们需要排除柴油机电子控制系统故障时，可以通过读取故障码来进行诊断。
读取故障码的方法不尽相同，需要根据具体的柴油机型号和控制系统采用相应的读取方法。
一般来说，我们需要使用检测工具读取故障码，对照故障码手册找出对应故障原因，并采取相应的技术措施进行排除。
故障码的诊断可以提高排除效率，减少排除成本。
三、传感器的检查传感器是柴油机电子控制系统中重要的组成部分，常见的传感器有氧传感器、气压传感器、排气传感器等。
当传感器损坏或失灵时，会影响柴油机的正常工作，导致故障发生。
因此，当我们排除柴油机电子控制系统故障时，需要对传感器进行检查。
检查方法包括对传感器的电气性能进行测试、碳氢比的测试等。
针对不同的传感器，需要采用不同的检查方法。
一般来说，当发现传感器损坏或失灵时，需要更换相应的传感器。
四、电路连接的检查柴油机电子控制系统中的许多元器件都需要进行电路连接，包括传感器、执行机构、控制器等。
当连接电路出现故障时，会影响柴油机电子控制系统的正常工作。
因此，当我们排除柴油机电子控制系统故障时，需要对电路连接进行检查。
352 电控柴油机的控制原理
3.5.2 电控柴油机的控制原理一、柴油机电控系统的基本理论柴油机电控燃油系统的主要控制功能：（一）喷油量控制ECU分析发动机转速传感器、加速踏板位置传感器、冷却液温度传感器等传感器的信号，确定所需喷油量，发出信号给相应的喷油量控制执行器，确定不同工况下的喷油量。
柴油机电控系统喷油量控制1、各种电控柴油喷射系统喷油量的控制方法（1）电控直列泵系统喷油量的控制在电控直列泵系统中，通过控制油量控制电磁线圈，控制油量控制齿杆，从而控制喷油量，通过齿杆位置传感器的反馈，实现喷油量的闭环控制。
电控直列泵系统的组成电控直列泵系统的控制过程（2）位置控制式电控VE分配泵系统喷油量的控制在位置控制式电控VE分配泵系统中，通过控制油量控制电磁线圈，控制溢油环，从而控制喷油量，通过溢油环位置传感器的反馈，实现喷油量的闭环控制。
位置控制式电控VE分配泵喷油量的控制（3）时间控制式电控VE分配泵系统喷油量的控制在时间控制式电控VE分配泵系统中，通过控制电磁溢流阀，控制喷油终了时刻，从而控制喷油量。
时间控制式电控VE分配泵喷油量的控制（4）电控泵喷嘴系统喷油量的控制在电控泵喷嘴系统中，通过控制喷油嘴电磁阀的关闭和开启，控制喷油开始和终了时刻，从而控制喷油量。
电控泵喷嘴系统喷油量的控制（5）电控单体泵系统喷油量的控制在电控单体泵系统中，通过控制单体泵电磁阀的关闭和开启，控制喷油开始和终了时刻，从而控制喷油量。
电控单体泵系统喷油量的控制（6）电控高压共轨系统喷油量的控制在电控高压共轨系统中，通过控制单喷油器电磁阀的关闭和开启，控制喷油开始和终了时刻，从而控制喷油量。
电控高压共轨系统喷油量的控制注意点：在空气量不够的情况下，为避免产生黑烟，要根据烟度限制喷油量。
2、各种工况下喷油量控制（1）基本喷油量控制不同的发动机要求不同的转矩特性，不同的转矩特性通常是通过控制喷油量来实现的。
基本喷油量特性图（2）怠速喷油量控制在怠速工况下，发动机产生的转矩和发动机自身的摩擦转矩相平衡，以维持稳定的怠速转速。
电控柴油机PTO控制方法及试验研究
电控柴油机PTO控制方法及试验研究电控柴油机PTO（Power Take-Off）控制是指通过电子控制系统对柴油机的输出功率进行控制，实现对PTO的控制。
PTO是机械系统的一部分，可用于驱动各种设备，如水泵、发电机、空气压缩机等。
本文将介绍PTO控制方法及试验研究。
1. 控制方法PTO控制方法主要包括两种，一种是根据荷载需求自适应调节输出功率，另一种是手动控制。
自适应调节控制是通过传感器检测荷载需求大小，将信号反馈到控制系统，自动调整输出功率以匹配荷载需求。
手动控制是指使用人为控制，将柴油机输出功率调节到所需范围内。
2. 试验研究为了验证电控柴油机PTO控制方法的有效性，我们进行了试验研究。
试验平台采用了通用电子控制模块（ECM）和PTO输出的液压油路，以模拟现实情况。
试验分为自适应调节控制和手动控制两个阶段。
在自适应控制阶段，首先设置了不同的荷载需求，如空载、半载、满载等。
测试结果表明，在不同荷载条件下，电控柴油机PTO表现出了稳定可靠的输出功率，实现了快速响应和动态调整。
在手动控制阶段，我们精确调整了输出功率，以验证手动控制的稳定性和准确性。
测试结果表明，手动控制可以精确地调节输出功率，并且持续稳定，符合我们的要求。
3. 结论电控柴油机PTO控制方法能够满足现代工业对稳定、可靠以及节能的需求。
自适应控制提高了系统的适应能力和响应速度，适用于复杂、多变的工况；手动控制则适用于需要精确调节输出功率的场合。
试验结果表明，电控柴油机PTO控制方法具有良好的稳定性、精度和可靠性，有着广泛的应用前景。
数据分析是现代科学技术中不可或缺的一部分。
通过数据采集、处理和分析，我们能够发现隐藏在数据背后的规律和关联，提高决策的准确性和科学性。
在此，我们列举几个相关的数据并进行分析。
1. 消费者购买力数据消费者购买力数据是一项重要的经济指标，它反映了一个国家或地区的居民在购买商品和服务时可以支配的实际收入水平。
根据调查数据显示，消费者购买力与某地区的经济发展水平、就业率等因素密切相关。
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qV=f(Tq,pc)
MAP图
油轨压力
pc
pc
p0
喷油量q v
F
2T ( pc p0) Tq
Tq
喷油时间
1.基本喷油量控制
qV=f(Tq,pc)
MAP图
第一级是“计算喷油量”，在由各传感器提供的信息基础上， 确定每次喷射的基本喷油量qVfi,第二级确定驱动电磁阀的脉宽
MAP图
MAP图
允许的 最大量
第五节 增压控制
普通的增压器特性往 往不能够兼顾柴油机 的高速工况和低速工 况。
为了克服普通废气涡 轮增压系统在发动机 高低速工况的协调性 差的问题，增压压力 必须是可变的。
第五节 增压控制
带废气放气阀 的涡轮增压器 。
一旦增压压力对膜 片的作用超过弹簧 的预紧力，废气放 气阀打开，一部分 废气不经涡轮直接 从涡轮出口排入大 气中。
第八章 柴油机电控喷油系统的控制方法与策略
柴油机电子控制系统内容
1.燃油喷射控制 （1）喷油量控制 （2）喷油正时控制 （3）喷油速率的控制 （4）喷油压力的控制
2.进气控制 （1）进气节流控制 （2）可变进气涡流控制 （3）可变配气正时控制
3.增压控制
4.排放控制
5.故障自诊断和失效保护
第八章 柴油机电控喷油系统的控制方法与策略
目标 喷油 压力
基本喷油压力：由发动机转速 ne 和 负荷Qfi 来确定。 修正喷油压力：根据进气压力、进气 温度和冷却水温度等进行修正
第二级：为实现目标喷油压力，确定接通喷油泵压力控制 阀PCV的通电时间
基本 喷油 压力
目标喷油压力 修正喷油压力
Pc
目标喷油压力 =基本喷油压力+修正喷油压力
第四节 喷油规律控制
第六节 柴油机电控系统的优点
➢柴油机电控高压共轨系统的优点
根据发动机负荷状况以及经济性和排放性的要求对 共轨腔内的油压进行灵活调节，尤其优化了发动机 的低速性能。
采用高速电磁阀控制燃油喷射，可以实现预喷射 （一个工作循环可以实现4~6次燃油喷射），降 低发动机ＮＯＸ排放和噪声。
结构简单，可靠性好，产品适应性强。
控制阀通 电关闭
供油柱塞下行，PVC 控制阀开启，低压燃 油经控制阀流入柱塞 腔。
柱塞上行时，控制阀未通 电，仍处于开启状态，吸 进的燃油又经控制阀流回 油箱
柱塞内燃油被压 缩而升压，经出 油阀进入高压共 轨
第三节 喷油压力控制
两级控制： 第一级：确定目标喷油压力
目标喷油压力=基本喷油压力+修正喷油压力。
➢燃油喷射控制原理
执行器
ＥＣＵ
第二代共轨 系统
第八章 柴油机高压共轨系统
喷油量控制 喷油正时控制 喷油速率的控制
喷油 压力 控制
第一节 喷油量控制 1.基本喷油量控制
基本喷油量，怠速喷油量，起动喷油量， 不均匀油量补偿，巡航喷油量控制
喷油量不仅取决于喷油脉宽Tq，而且 还与共轨中的燃油压力pc有关，因此， 它是一种压力-时间油量控制系统
涡轮机
（可变涡轮喷嘴（Variable Nozzle Turbocharger，VNT）
第二节 喷油时刻（喷油提前角）控制
目标喷油时刻θfi=基本喷油时刻θb+修正喷油时刻
第一级:确定目标喷油时刻θfi 第二步:确定电磁阀通电时刻Tc。
第三节 喷油压力控制
根据发动机转速和负荷的变化，调节高压油泵的输出油量， 实现对喷油压力控制
PVC供油 量控制阀
第三节 喷油压力控制
供油行程
油箱
未通电 油轨
改变喷嘴有效流通面 积实现三角形、预喷 射和靴形三种喷油率
二、喷油率控制原理
１．三角形喷油率
三角形喷油率是利用喷油器中 设在电磁阀和液压活塞之间的 节流孔和单向阀来实现的
喷油开始时，电磁阀通电，开通 回油油路，由于只能通过节流孔实 现泄压，使得泄压过程延长，喷油 器针阀缓缓升起，形成一个逐渐上 升的喷油率模式
喷油规律：喷油率曲线的形状 最佳的喷油规律：前期缓慢，中期急速，后期快断
前期缓慢，减少柴油机的燃烧噪声和NOX排放的目的。 喷油中期，急速增加，提高热效率。 后期的快速停油：防止燃烧恶化，碳烟及未燃碳氢排放增加。
“靴形喷油规律”
“多次喷射”或 “预喷射”规律
第四节 喷油规律控制
二、喷油率控制原理
发动机电控技术课程内容
第一章 发动机电子控制技术概论 第二章 内燃机控制基础 第三章 内燃机电控系统的传感器 第四章 内燃机电控系统的电控单元 第五章 汽油机电控系统和执行器 第六章 柴油机电控喷油系统和执行器 第七章 汽油机电控系统的控制方法与策略 第八章 柴油机电控喷油系统的控制方法与策略 第九章 内燃机电控系统的故障自诊断系统 第十章 车用内燃机集中控制系统实例
喷油泵
1.基本喷油量控制 日本的电装公司 ＥＣＤ－Ｕ２高压共轨系统
第一节 喷油量控制 柴油机怠速喷油量控制的目的就是
在保证怠速稳定的前提下，尽可能
2.怠速喷油量控制
降低燃油消耗率和有害排放物
第一节 喷油量控制
3.起动喷油量控制
汽车加速踏板和发动机转速 决定基本喷油量，采用冷却 水温度计算补偿喷油量
第六节 柴油机电控系统的优点
（1）电控喷射系统的控制自由度大，控制精确： 能实现喷油量、喷油时刻、喷油规律及喷油压 力的精确控制；压力高（135~200MPa），使 得喷油雾化极好，燃烧彻底，减少微粒排放。改善 柴油机的动力性、经济性和排放性
（2）电控喷射系统的控制精度高、响应快； （3）控制灵活。
当喷油结束时，电磁阀断电，共 轨高压燃油经单向阀迅速加压到液 压活塞上方，由于活塞直径比针阀 直径大得多，针阀很快落座，迅速 停止喷油。
共轨 单向阀
二、喷油率控制原理
2．靴形喷油率 针阀有一个小 的停留行程
电磁阀通 电,喷油开 始时，液 压活塞上 部开始回 油
预 行 程
3．预喷射
在ECD—U2上实现预喷射比较简单，ECU在主喷前给一个小 脉冲宽度信号。
第五节 增压控制
（可变涡轮喷嘴VNT （Variable Nozzle Turbo压ch气a机rger，
喷嘴又称为叶片导向器， 其作用是使具有一定压 力和温度的废气在其中 膨胀、加速，按一定角 度喷向叶轮。
喷嘴
喷嘴出口喉口面积的改变， 直接影响到喷嘴出口气流 速度，从而有效改变增压 器转子转速，达到调节压 力的目的。