柴油機電控系統(tǒng)控制方法(1)

1、o 第一章發(fā)動機電子控制技術概論第一章發(fā)動機電子控制技術概論 o 第二章第二章 內(nèi)燃機控制基礎內(nèi)燃機控制基礎 o 第三章內(nèi)燃機電控系統(tǒng)的傳感器第三章內(nèi)燃機電控系統(tǒng)的傳感器 o 第四章第四章 內(nèi)燃機電控系統(tǒng)的電控單元內(nèi)燃機電控系統(tǒng)的電控單元 o 第五章汽油機電控系統(tǒng)和執(zhí)行器第五章汽油機電控系統(tǒng)和執(zhí)行器 o 第六章柴油機電控噴油系統(tǒng)和執(zhí)行器第六章柴油機電控噴油系統(tǒng)和執(zhí)行器 o 第七章汽油機電控系統(tǒng)的控制方法與策略第七章汽油機電控系統(tǒng)的控制方法與策略 o 第八章柴油機電控噴油系統(tǒng)的控制方法與策略第八章柴油機電控噴油系統(tǒng)的控制方法與策略 o 第九章內(nèi)燃機電控系統(tǒng)的故障自診斷系統(tǒng)第九章內(nèi)燃機電控系統(tǒng)的故

2、障自診斷系統(tǒng) o 第十章車用內(nèi)燃機集中控制系統(tǒng)實例第十章車用內(nèi)燃機集中控制系統(tǒng)實例 發(fā)動機電控技術課程內(nèi)容發(fā)動機電控技術課程內(nèi)容 u 柴油機電子控制系統(tǒng)柴油機電子控制系統(tǒng)內(nèi)容內(nèi)容 1.1.燃油噴射控制燃油噴射控制 （1 1）噴油量控制）噴油量控制 （2 2）噴油正時控制）噴油正時控制 （3 3）噴油速率的控制）噴油速率的控制 （4 4）噴油壓力的控制）噴油壓力的控制 3.3.增壓控制增壓控制 4.4.排放控制排放控制 5.5.故障自診斷和失效保護故障自診斷和失效保護 2.進氣控制進氣控制 （1）進氣節(jié)流控制）進氣節(jié)流控制 （2）可變進氣渦流控制）可變進氣渦流控制 （3）可變配氣正時控制）可變配

3、氣正時控制 第八章柴油機電控噴油系統(tǒng)的控制方法與策略第八章柴油機電控噴油系統(tǒng)的控制方法與策略 燃油噴射控制原理燃油噴射控制原理 第八章柴油機電控噴油系統(tǒng)的控制方法與策略第八章柴油機電控噴油系統(tǒng)的控制方法與策略 執(zhí)行器執(zhí)行器 第二代共軌第二代共軌 系統(tǒng)系統(tǒng) 第八章柴油機電控噴油系統(tǒng)的控制方法與策略第八章柴油機電控噴油系統(tǒng)的控制方法與策略 噴油噴油 壓力壓力 控制控制 噴油量控制噴油量控制 噴油正時控制噴油正時控制 噴油速率的控制噴油速率的控制 日本的電裝公司日本的電裝公司 高壓共軌系統(tǒng)高壓共軌系統(tǒng) Tq 噴油時間噴油時間 油軌壓力油軌壓力 噴油量噴油量 qV=f(Tq,pc) pc 第一節(jié)第一節(jié)

4、 噴油量控制噴油量控制 噴油量不僅取決于噴油脈寬噴油量不僅取決于噴油脈寬Tq，而且，而且 還與共軌中的燃油壓力還與共軌中的燃油壓力pc有關，因此，有關，因此， 它是一種壓力它是一種壓力-時間油量控制系統(tǒng)時間油量控制系統(tǒng) 基本噴油量，怠速噴油量，起動噴油量，基本噴油量，怠速噴油量，起動噴油量， 不均勻油量補償，巡航噴油量控制不均勻油量補償，巡航噴油量控制 1.基本噴油量控制基本噴油量控制 0 2() T vTc Fppq噴油量q MAP圖圖 pc p0 第一級是第一級是“計算噴油量計算噴油量”，在由各傳感器提供的信息基礎上，在由各傳感器提供的信息基礎上， 確定每次噴射的確定每次噴射的基本噴油量基

5、本噴油量qVfi,第二級確定驅(qū)動第二級確定驅(qū)動電磁閥的脈寬電磁閥的脈寬 1.基本噴油量控制基本噴油量控制 噴油泵噴油泵 允許的允許的 最大量最大量 qV=f(Tq,pc) MAP圖圖 MAP圖圖 MAP圖圖 日本的電裝公司日本的電裝公司 高壓共軌系統(tǒng)高壓共軌系統(tǒng) 1.基本噴油量控制基本噴油量控制 2.怠速噴油量控制 第一節(jié)第一節(jié) 噴油量控制噴油量控制 柴油機怠速噴油量控制的目的就是柴油機怠速噴油量控制的目的就是 在保證怠速穩(wěn)定的前提下，盡可能在保證怠速穩(wěn)定的前提下，盡可能 降低燃油消耗率和有害排放物降低燃油消耗率和有害排放物 o 3.起動噴油量控制起動噴油量控制 第一節(jié)第一節(jié) 噴油量控制噴油量

6、控制 汽車加速踏板和發(fā)動機轉速汽車加速踏板和發(fā)動機轉速 決定決定基本噴油量基本噴油量，采用冷卻，采用冷卻 水溫度計算水溫度計算補償噴油量補償噴油量 第一級第一級:確定目標噴油時刻確定目標噴油時刻fi 第二步第二步:確定電磁確定電磁閥通電時刻閥通電時刻Tc。 目標噴油時刻目標噴油時刻fifi=基本噴油時刻基本噴油時刻b b+修正噴油時刻修正噴油時刻 第二節(jié)第二節(jié) 噴油時刻（噴油提前角）控制噴油時刻（噴油提前角）控制 根據(jù)發(fā)動機轉速和負荷的變化，調(diào)節(jié)高壓油泵的輸出油量，根據(jù)發(fā)動機轉速和負荷的變化，調(diào)節(jié)高壓油泵的輸出油量， 實現(xiàn)對噴油壓力控制實現(xiàn)對噴油壓力控制 第三節(jié)第三節(jié) 噴油壓力控制噴油壓力控制

7、 PVC供油供油 量控制閥量控制閥 第三節(jié)第三節(jié) 噴油壓力控制噴油壓力控制 柱塞上行時，控制閥未通柱塞上行時，控制閥未通 電，仍處于開啟狀態(tài)，吸電，仍處于開啟狀態(tài)，吸 進的燃油又經(jīng)控制閥流回進的燃油又經(jīng)控制閥流回 油箱油箱 供油柱塞下行，供油柱塞下行，PVC 控制閥開啟，低壓燃控制閥開啟，低壓燃 油經(jīng)控制閥流入柱塞油經(jīng)控制閥流入柱塞 腔。腔。 柱塞內(nèi)燃油被壓柱塞內(nèi)燃油被壓 縮而升壓，經(jīng)出縮而升壓，經(jīng)出 油閥進入高壓共油閥進入高壓共 軌軌 控制閥通控制閥通 電關閉電關閉 供油行程供油行程 油箱油箱 油軌油軌 未通電未通電 o 兩級控制：兩級控制： o 第一級第一級：確定目標噴油壓力：確定目標噴油

8、壓力 目標噴油壓力目標噴油壓力=基本噴油壓力基本噴油壓力+修正噴油壓力。修正噴油壓力。 o 第二級第二級：為實現(xiàn)目標噴油壓力，確定接通噴油泵壓力控制：為實現(xiàn)目標噴油壓力，確定接通噴油泵壓力控制 閥閥PCV的通電時間的通電時間 第三節(jié)第三節(jié) 噴油壓力控制噴油壓力控制 基本噴油壓力基本噴油壓力：由發(fā)動機轉速：由發(fā)動機轉速 ne 和和 負荷負荷Qfi 來確定。來確定。 修正噴油壓力修正噴油壓力：根據(jù)進氣壓力、進氣：根據(jù)進氣壓力、進氣 溫度和冷卻水溫度等進行修正溫度和冷卻水溫度等進行修正 目標目標 噴油噴油 壓力壓力 目標噴油壓力目標噴油壓力 =基本噴油壓力基本噴油壓力+修正噴油壓力修正噴油壓力 基本

9、基本 噴油噴油 壓力壓力 修正噴油壓力修正噴油壓力 目標噴油壓力目標噴油壓力 Pc o 噴油規(guī)律：噴油規(guī)律：噴油率曲線的形狀噴油率曲線的形狀 最佳的噴油規(guī)律：前期緩慢，中期急速，后期快斷最佳的噴油規(guī)律：前期緩慢，中期急速，后期快斷 前期緩慢，減少柴油機的燃燒噪聲和前期緩慢，減少柴油機的燃燒噪聲和NOX排放的目的。排放的目的。 噴油中期，急速增加，提高熱效率。噴油中期，急速增加，提高熱效率。 后期的快速停油：防止燃燒惡化，碳煙及未燃碳氫排放增加后期的快速停油：防止燃燒惡化，碳煙及未燃碳氫排放增加。 第四節(jié)第四節(jié) 噴油規(guī)律控制噴油規(guī)律控制 “靴形噴油規(guī)律靴形噴油規(guī)律” “多次噴射多次噴射”或或 “

10、預噴射預噴射”規(guī)律規(guī)律 第四節(jié)第四節(jié) 噴油規(guī)律控制噴油規(guī)律控制 二、噴油率控制原理 改變噴嘴有效流通面改變噴嘴有效流通面 積實現(xiàn)三角形、預噴積實現(xiàn)三角形、預噴 射和靴形三種噴油率射和靴形三種噴油率 二、噴油率控制原理二、噴油率控制原理 三角形噴油率三角形噴油率 單向閥單向閥 p噴油開始時，電磁閥通電，開通噴油開始時，電磁閥通電，開通 回油油路，由于只能通過節(jié)流孔實回油油路，由于只能通過節(jié)流孔實 現(xiàn)泄壓，使得泄壓過程延長，現(xiàn)泄壓，使得泄壓過程延長，噴油噴油 器針閥緩緩升起，器針閥緩緩升起，形成一個逐漸上形成一個逐漸上 升的噴油率模式升的噴油率模式 p當噴油結束時，電磁閥斷電，共當噴油結束時，電磁

11、閥斷電，共 軌高壓燃油經(jīng)單向閥迅速加壓到液軌高壓燃油經(jīng)單向閥迅速加壓到液 壓活塞上方，由于活塞直徑比針閥壓活塞上方，由于活塞直徑比針閥 直徑大得多，針閥很快落座，迅速直徑大得多，針閥很快落座，迅速 停止噴油。停止噴油。 p三角形噴油率是利用噴油器中三角形噴油率是利用噴油器中 設在電磁閥和液壓活塞之間的設在電磁閥和液壓活塞之間的 節(jié)流孔節(jié)流孔和和單向閥單向閥來實現(xiàn)的來實現(xiàn)的 共軌共軌 2靴形噴油率靴形噴油率 二、噴油率控制原理二、噴油率控制原理 針閥有一個小針閥有一個小 的停留行程的停留行程 電磁閥通電磁閥通 電電,噴油開噴油開 始時，液始時，液 壓活塞上壓活塞上 部開始回部開始回 油油 預預

12、行行 程程 3預噴射預噴射 在在ECDU2上實現(xiàn)預噴射比較簡單，上實現(xiàn)預噴射比較簡單，ECU在主噴前給一個小在主噴前給一個小 脈沖寬度信號。脈沖寬度信號。 （1）電控噴射系統(tǒng)的控制自由度大，控制精確：）電控噴射系統(tǒng)的控制自由度大，控制精確： 能實現(xiàn)噴油量、噴油時刻、噴油規(guī)律及噴油壓能實現(xiàn)噴油量、噴油時刻、噴油規(guī)律及噴油壓 力的精確控制；力的精確控制；壓力高壓力高（135200MPa），使），使 得噴油霧化極好，燃燒徹底，減少微粒得噴油霧化極好，燃燒徹底，減少微粒排放。改排放。改 善柴油機的動力性、經(jīng)濟性和排放性善柴油機的動力性、經(jīng)濟性和排放性 （2）電控噴射系統(tǒng)的控制精度高、響應快；）電控噴射

13、系統(tǒng)的控制精度高、響應快； （3）控制靈活。）控制靈活。 第六節(jié)第六節(jié) 柴油機電控系統(tǒng)的優(yōu)點柴油機電控系統(tǒng)的優(yōu)點 柴油機電控高壓共軌系統(tǒng)的優(yōu)點柴油機電控高壓共軌系統(tǒng)的優(yōu)點 o 根據(jù)發(fā)動機負荷狀況以及經(jīng)濟性和排放性的要求對根據(jù)發(fā)動機負荷狀況以及經(jīng)濟性和排放性的要求對 共軌腔內(nèi)的油壓共軌腔內(nèi)的油壓進行靈活調(diào)節(jié)，尤其優(yōu)化了發(fā)動機進行靈活調(diào)節(jié)，尤其優(yōu)化了發(fā)動機 的低速性能。的低速性能。 o 采用高速電磁閥控制燃油噴射，可以實現(xiàn)采用高速電磁閥控制燃油噴射，可以實現(xiàn)預噴射預噴射 （一個工作循環(huán)可以實現(xiàn)（一個工作循環(huán)可以實現(xiàn)46次燃油噴射），降次燃油噴射），降 低發(fā)動機排放和噪聲。低發(fā)動機排放和噪聲。 o

14、結構簡單，可靠性好，產(chǎn)品適應性強。結構簡單，可靠性好，產(chǎn)品適應性強。 第六節(jié)第六節(jié) 柴油機電控系統(tǒng)的優(yōu)點柴油機電控系統(tǒng)的優(yōu)點 第五節(jié)第五節(jié) 增壓控制增壓控制 o 普通的增壓器特性往普通的增壓器特性往 往不能夠兼顧柴油機往不能夠兼顧柴油機 的高速工況和低速工的高速工況和低速工 況。況。 o 為了克服普通廢氣渦為了克服普通廢氣渦 輪增壓系統(tǒng)在發(fā)動機輪增壓系統(tǒng)在發(fā)動機 高低速工況高低速工況的協(xié)調(diào)性的協(xié)調(diào)性 差的問題，增壓壓力差的問題，增壓壓力 必須是可變的。必須是可變的。 o 一旦增壓壓力對膜一旦增壓壓力對膜 片的作用超過彈簧片的作用超過彈簧 的預緊力，廢氣放的預緊力，廢氣放 氣閥打開，一部分氣閥打

15、開，一部分 廢氣不經(jīng)渦輪直接廢氣不經(jīng)渦輪直接 從渦輪出口排入大從渦輪出口排入大 氣中。氣中。 第五節(jié)第五節(jié) 增壓控制增壓控制 u帶廢氣放氣閥帶廢氣放氣閥 的渦輪增壓器的渦輪增壓器 。 o 噴嘴出口喉口面積的改變，噴嘴出口喉口面積的改變， 直接影響到噴嘴出口氣流直接影響到噴嘴出口氣流 速度，從而有效改變增壓速度，從而有效改變增壓 器轉子轉速，達到調(diào)節(jié)壓器轉子轉速，達到調(diào)節(jié)壓 力的目的。力的目的。 u（可變渦輪噴嘴（可變渦輪噴嘴VNT （Variable Nozzle Turbocharger，） p噴嘴又稱為葉片導向器，噴嘴又稱為葉片導向器， 其作用是使具有一定壓其作用是使具有一定壓 力和溫度的廢氣在其中力和溫度的廢氣在其中 膨脹、加速，按一定角膨脹、加速，按一定角 度噴向葉輪。度噴向葉輪。 第五節(jié)第五節(jié) 增壓控制增壓控制