第二章 柴油机新技术

对喷油正时进行修正
燃烧始点光传感器具体作用：

燃烧光可以获得发动机的很多信息
装于火花塞内的光传感器 A、 结构 石英系列光导纤维 中心电极通孔 高耐热性粘接剂





B、用燃烧光传感器检测断火（特别用于怠速时）

怠速时（燃烧引起压力变化《压缩压力），燃烧 压力传感器难以判断是否断火

断火时：根本无光产生，光传感器容易检测
压力高
高速高负荷
柴油机预喷射的影响
（2）“液压泵喷嘴系统”——中压机油

有机油和燃油两套油路
B——回油机油通道
A——高压机油通道
C——燃油进口通道
喷油MAP图
喷射压力——增压活塞上下部面积比 高压机油压力 调压弹簧刚度
共轨喷油系统的特点：
1）喷油压力取决于共轨腔中的调整压力 2）消除脉动影响，稳定控制小喷油量 3）实现喷油压力、喷油率的柔性控制 4）柴油机结构改变不大 ——高压共轨系统
电子控制分配式喷油泵工作原理
1）喷油量的控制
2）喷油提前角的控制——时间控制器

典型系统：
——日本电装公司生产的 VE分配泵用 的ECD-V1型位置控制式电控喷油系统

ECD-V1型
时间控制型电子控制分配式喷油泵
电磁溢流阀
电磁溢流阀
电磁溢流阀的工作原理
A 压缩喷射
B 辅助喷射
C 主溢流

C、 用燃烧光传感器进行MBT控制
现象：着火后，燃烧光传感器信号急剧增大 利用燃烧光传感器检测各缸着火时间，达到MBT控 制 缺点：传感器尺寸、安装位置受火花塞限制，有 时得不到足够信息




D、用燃烧光传感器控制爆震
燃烧压力信号+ 燃烧光传感器信号 缺点：受检测能力限制，很少采用


（2）电子控制柱塞式喷油泵



思考：

1、柴油机电控技术的难点有哪些？
2、共轨喷油系统的特点？

第二章 柴油机新技术

柴油与汽油的区别
？

柴油机与汽油机的区别
？
柴油与汽油的区别


1）发火性 2）蒸发性 3）粘度 4）低温流动性
柴油：
1、发火性：指柴油的自燃能力。（十六烷值） 2、蒸发性：指柴油蒸发汽化的能力。 3、粘 度：表示柴油稀稠程度和流动难 易程度。 4、凝 点：指柴油失去流动性开始凝固 时的温度。10号、0号、-35号

按控制方式分类：
1）位置控制式电控燃油喷射系统
机械调速器和供油提前器——电控装置




2）时间控制式电控燃油喷射系统
高速、强力电磁溢流阀直接控制喷油始点及喷油量
2.2 柴油机电控系统的组成及工作原理


2.2.1 柴油机电控系统的组成 1）传感器 （1）加速踏板位置传感器——负荷 （2）转速传感器、曲轴位置传感器——转速
柴油机供给系的组成
燃油供给装置：柴油箱、输油泵、柴油 滤清器、喷油泵、喷油器、高压油管、 低压油管、回油管等。 空气供给装置： 空气滤清器、进气管道。 混合气形成装置：燃烧室。
柴油机的特点：
1、热效率高、经济性好、故障少。 2、混合气形成、点火和燃烧方式不同 于汽油机。 3、排气污染小。 4、结构复杂，质量大，制造成本高。 5、排气噪声大。
（3）正时活塞位置传感器 （4）泵角传感器 （5）溢流环位置传感器 （6）控制杆位置传感器 （7）控制套筒位置传感器
反馈



（8）着火正时传感器 （9）水温传感器 修正喷油正时 （10）进气压力传感器 （11）进气温度传感器 （12）E/G开关——点火开关 （13）A/C开关——空调开关 （14）动力转向油压开关 怠速控制信号 （15）空档启动开关
调节喷油量
调节喷油正时
2.2.2 柴油机电控系统的基本工作原理及主要控制功能

（1）基本工作原理
（2）主要控制功能

1）喷油量的控制 基本喷油量——修正——执行器控制
2）喷油定时的控制 喷油定时脉谱——喷油始点——实际喷 油始点控制电磁阀


3）喷油量及喷油定时的补偿功能
——运行状态、环境状态
共轨电控喷射系统基本特点：

基本特点： 高压共轨系统利用较大容积的共轨腔将 油泵输出的高压燃油蓄积起来，并消除 燃油中的压力波动，然后再输送给每个 喷油器，通过控制喷油器上的电磁阀实 现喷射的开始和终止。
控制量：高压、喷油量、喷油定时

高压共轨系统组成：高压油泵、共轨腔及高压油管、喷油 器、电控单元、各类传感器和执行器。
2.1 柴油机电控技术发展概述

——机械控制系统 ——直列转子式电控柴油机喷射系统 ——电控高压共轨系统
机械燃油喷射技术 增压技术 柴油发动机里程碑




柴油机电控技术：
循环喷油量 喷油定时


2.1.1 柴油机电控技术的特点

机械式与电控式相比较：
1）调节滞后 2）调节范围和精度比较低 3）不能对所有影响因素进行控制 4）电控式可以实现更多的综合控制



汽油机电控技术与柴油机电控技术比较： 相似：电控系统各机构相似
（传感器、ECU、执行器）





差异： 1）柴油机控制技术难度大： 用喷油时间调节负荷、转速 缸内高压喷射
（关键技术与技术难点在柴油机喷射电控执行器上）

2）柴油机喷射系统的多样化
2.1.2 柴油机电控燃油喷射系统分类

（1）“高压共轨”系统
13.5MPa
0.2MPa
喷油器：
电磁阀
控制活塞
要求：快速响应性
针阀



优点： 1）降低燃油消耗率 2）减少微粒排放 缺点： 1）增加燃烧噪声 2）增加NOx排放



措施： 1）预喷射（低速低负荷） 2）防止着火压力过高（高速高负荷）
燃油喷射压力图谱
低速低负荷
凸轮柱塞+齿轮齿条
电子液压喷 油提前器
1）喷油量的控制——电动调速器
——直线直流电动机
2）喷油提前角的控制——时间控制器
油压
喷油泵凸轮轴——驱动轴（曲轴）
2.3.2 电控喷油泵
高 速 强 力 电 磁 阀
喷 喷 油 油 正 量 时
2.3.3 共轨电控喷油系统

共轨电控喷射系统——改变了传统的柱 塞泵脉动供油的原理，通过油锤响应、 液力增压、共轨蓄压或者高压共轨等形 式形成高压。采用压力时间式燃油计量 原理，用电磁阀控制喷射过程，可以实 现对喷射油量和喷射定时的灵活控制。
4）启动及怠速稳定性控制
低、怠速——分缸油量补偿


5）过渡性能与烟度控制 6）喷油规律与喷油压力的控制 ——时间控制式及共轨喷射系统 7）其他参数及性能的控制

2.3 典型柴油机电控系统的结构及工作原理

2.3.1 电子控制式喷油泵
分配式 柱塞式
调速器及喷油提前角调节器——电磁控制
（1）电子控制分配式喷油泵 ——位置控制型
2）ECU
ECU的作用：

ECU接受传感器的信号，得到发动机工作 状态，并利用内部存储的喷射持续时间， 点火时刻，怠速和故障诊断等数据，经 过逻辑运算，输出控制信号给执行器， 通过执行器控制发动机的工作。
输 入 级
微 型 计 算 机
输 出 级
3） 执行器



电动调速器 溢流控制电磁铁 电子控制正时控制阀 电子控制正时器 电磁溢流阀 高速电磁阀 电子液力控制喷油器