第二章柴油发动机系统故障诊断PPT课件

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(1)喷油压力的检查与调整 将喷油器安装在测试器上,压动手柄排净系统内的空气,
再快速压动手柄几次,清除喷油器内的积炭。然后慢慢压动手 柄同时观察压力表,当喷油器喷射时,压力表指针会摆动,指 针刚摆动时的压力值即为喷油压力,此值应符合标准。若油压 太低,则拧入喷油器油压调节螺钉;反之,则退出油压调节螺 钉。调整完后,须将锁止螺母锁紧后重试。有些喷油器无调节 螺钉(如依维柯SOFIM8140发动机),则应分解喷油器,更 换调整垫片。 (2)密封性能的检查
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1、电控喷油器
共轨喷油系统执行器响应速度 共轨喷油器电子执行器的响应速度对喷油过程有 决定性的影响。为提高喷油系统的响应速度,喷油 控制阀的选择必须限制在较小的数值内,由于缩小 控制阀选择受到流动特性和结构的限制,不可能将 控制阀行程进一步缩小,提高执行器的响应速度, 是提高系统响应速度的主要途径。目前应用的电子 执行器有两种结构,即电磁执行器(第一代)和压 电晶体执行器(第二代)
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4. 特种传感器 (1)共轨压力传感器
共轨压力传感器如下图所示。 作用:以足够的精度,在相应较短的时间内, 测定共轨中的实时压力,并向ECU提供电信号。 燃油经一个小孔流向共轨压力传感器,传感 器的膜片将孔的末端封住。高压燃油经压力室 的小孔流向膜片。膜片上装有半导体型敏感元 件,可将压力转换为电信号。通过连接导线将 产生的电信号传送到一个向ECU提供测量信号 的求值电路。
博世公司电控共轨系统中采用的供油泵如下图所示。
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输油泵: 系统中输油泵为一低压的电动叶片泵(与电控供油喷 射系统电动泵一样)。共轨压力轴向柱塞泵是一种有 5~7个柱塞的斜盘式轴向柱塞泵,输出压力为2~ 10MPa。
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共轨系统部件-高压泵
1.驱动轴 2.异形凸轮 3.带柱塞的泵元件 4.进油阀 5.出油阀 6.进口
电磁阀在静止状态 不受控制,因此是关闭 的,图(a)。
回油节流孔关闭时, 电枢的钢球通过阀弹簧 压在回油节流孔的座面 上。控制室内建立共轨 的高压,同样的压力也 存在于喷油嘴的内腔容 积中。共轨压力在控制 柱塞端面上施加的力及 喷油器调压弹簧的力大 于作用在针阀承压面上 的液压力,针阀处于关 闭状态。
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(3)调压阀
调压阀的作用是根据发动机的负荷状况调整和保持 共轨中的压力。当共轨压力过高时,调压阀打开,一 部分燃油经集油管流回油箱;当共轨压力过低时,调 压阀关闭,高压端对低压端密封。
博世公司电控共轨系统中的调压阀(下图)有一个 固定凸缘,通过该凸缘将其固定在供油泵或者共轨上。 电枢将一钢球压入密封座,使高压端对低压端密封。 为此,一方面弹簧将电枢往下压,另一方面电磁铁对 电枢作用一个力。为进行润滑和散热,整个电枢周围 有燃油流过。
流量限制器(下图)有一个金属外壳,外壳有外螺纹,以便拧在共轨上,另一 端的外螺纹用来拧入喷油器的进油管。外壳两端有孔,以便与共轨或喷油器进油 管建立液压联系。流量限制器内部有一个活塞,一根弹簧将此活塞向共轨方向压 紧。活塞对外壳壁部密封。活塞上的纵向孔连接进油孔和出油孔。纵向孔直径在 末端是缩小的,这种缩小的作用就像流量精确规定的节流孔效果一样。
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第三章
电控柴油发动机系统故障诊断
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70年代电子技术的革命,带来了柴油机技 术的革命,80年代柴油电控技术已趋于成熟, 凸轮压油、位置控制带VE泵的柴油电控系统用 于柴油机电控供给系统,喷油量、喷油正时不仅 考虑各种因素(各传感器信号)且实现闭环控制。 使柴油机的排放、噪音逐步减少。经济性好动力 充足,但它还不能做到喷油压力、喷油率可调, 因此,90年代柴油共轨系统已用于柴油机。实 现了喷油压力的可调和喷油率的可控。喷油压力 可在20-140MPa可调,并可实现预喷射和主喷 射。但这需要高速电磁阀技术,能准确检测高压 的传感器及高超的电子控制技术,因此制造、维 修的成本比较高。
ECD-U2型电控共轨系统是电装公司和丰田汽车公司共同研 制开发的。
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柴油机燃油共轨系统
柴油机高压电控共轨技术的发展 柴油机高压电控共轨技术大致经历三个发展阶段: 第一代电控共轨:1995年末,日本电装公司用 ECD-U2系统批量生产卡车柴油机,开创了柴油机电 控共轨燃油系统的新时代,博世公司于1997年年末, 开始批量生产轿车柴油机用电控高压共轨系统。共轨 油压最高达到140MPa,使用电磁阀喷油器。 第二代电控共轨:2002-2003年推出使用压电晶 体喷油器的第二代电控共轨喷射系统。喷油压力 160MPa,并可满足欧Ⅳ排放法规。
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柴油机燃油共轨系统
第三代电控共轨:博世公司的第三代电控共轨燃油系统 的喷油压力将提升到180MPa 可以满足柴油机2008年欧 Ⅴ排放法规。 目前中国研发的大都属于第一代电控共轨技 术,系统组成如图所示:
由电磁阀喷油器(TWV)自由控制喷油量、喷油时间 、喷油率;
油压高压输油泵上的压力控制电磁阀(PCV)自由控制 共轨油压(喷油压力)。
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举例:日本电器公司ECD-12系统
图2-38 ECD-12系统示意图
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3. ECU
ECU的基本功能是结合实时工况和外界条件,始终使发动 机控制在最佳燃烧状态。
ECU按照预先设计的程序计算各种传感器送来的信息,如下 图。经过处理以后,并把各个参数限制在允许的电压电平上, 再发送给各相关的执行机构,执行各种预定的控制功能。
将压力保持在高于喷油压力1MPa~2MPa的状态下,保持 10s,喷油嘴处不应有油滴流出。 (3)喷雾质量的检查
喷出的油束应细小均匀不偏斜;各孔各自形成一个雾化良好 的燃油雾束;喷射时可听到断续、清脆的声音。 (4)喷油干脆程度的检查
喷油一次后看压力表指示压力下降是否超过10%~15%, 若压力下降过多,则喷雾质量差。
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附加装置: 海拔高度补偿器:在高原地区减少供油,
防止冒烟。 增压补偿器:根据增压压力增加供油量,
使燃烧最佳。 负荷敏感提前器:负荷大,喷油正时变
早。 低温起动装置:低温起动时使喷油最佳。 动力控制系统:起步倒车时减少供油量
降低功率,有利于驱动防滑。
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一、喷油器性能的检验
喷油器性能的检验主要包 括喷油器开始喷射压力的检查 与调整、喷雾质量、密封性能 的检查等。喷油器的试验应在 专用的试验器上进行,如下图 所示。试验器由手油泵、油箱 和压力表等组成。油箱的柴油 经过滤清流入手油泵的油腔中, 压动手油泵泵油时,高压油经 油阀流入压力表和喷油器,使 喷油器喷油。喷油压力及其变 化情况可以从压力表上读出。
量又少,油压不足以使喷油器针阀开启,于是燃油 储存在油管中,直到第二次供油时针阀才开启,使 两次供油一次喷出。
隔次喷射反映在油压波形曲线上,则残余压力 部分上下抖动。
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三、检查喷油器喷油压力和雾化是否均匀、停 喷是否干脆。
若喷油器喷油雾化性能不良,应检查针阀是 否卡住、不灵活或密封不良,并清洗针阀偶件。
2燃油共轨系统
1.空气流量计 2.ECU 3.高压泵 4.高压蓄压器(轨) 5.喷油器 6.曲轴传感器 7.水温传感器 8.燃油滤清器 9.加速踏板位置传
感器
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柴油机燃油共轨系统
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柴油机燃油共轨系统
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柴油机燃油共轨系统
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柴油机燃油共轨系统
TDl是英文Turbo Charged Direct lnjection的缩写,翻译成中文就是涡 轮增压+电控共轨柴油直喷的意思
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共轨系统部件-油轨压力传感器
1.电器连接器 2.计算电路 3.带传感元件的膜片 4.高压连接通道 5.安装螺纹 压力1500bar时,变形量约
1mm。 输出电压0.5-4.5v
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(2)流量限制器
流量限制器的作用是防止喷油器可能出现的持续喷油现象。为此,由共轨流 出的油量超过最大流量时,流量限制器将自动关闭流向相应喷油器的进油口,停 止继续喷油。
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③喷油器喷前滴漏 喷前滴漏原因是喷油器针阀密封不严,
或者针阀磨损过度,或者脏物粘在针阀密封 表面。在油压波形曲线上,表现为压力上升 阶段有两个抖动点
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④高压油路密封不严 高压油路密封不严时,油压波形曲线残余压力
部分呈窄幅振抖并逐渐降低
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⑤隔次喷射 指某次喷射后,油管内残余压力低,下次喷油
第一代电控共轨技术可以实现2段喷射。 第二代电控共轨系统可以实现5段喷射:
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柴油机燃油共轨系统基本控制项目
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共轨喷油系统的喷射压力 第一代 1997年开始 第二代 2001年开始 第三代 2004年开始 第四代 2006年开始
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三、电控共轨燃油喷射系统组成及特点
下图是博世公司的第一代高压电控共轨燃油系统,其主要由 燃油箱、滤清器、油泵、溢流阀、压力传感器、燃油轨、喷油器、 ECU等组成。
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柴油机燃油供给系经历了以下发展阶段: 1927年博士公司发展了直列喷油泵,使喷油 正时喷油量随转速负荷可变,但结构复杂、 体积大、安装调整复杂。1960年博士公司的 VE泵大量应用,体积小、质量轻、安装方便。 而石油危机、酸雨光化学烟雾、臭氧层破坏 引起了人们的重视。因此在分配泵上的附加 装置越来越多、越来越复杂。目的是提高功 率的前提下,降低污染、减小噪声、节约燃 油。
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检查喷油器
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调整喷油 器压力
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二、检测喷油压力波形以判断喷油泵和喷油器故障 在不解体的情况下,用发动机综合测试仪检测
高压油管中压力波形和喷油器针阀升程波形,通过 对比分析,可以判断喷油泵和喷油器故障及各缸喷 油过程的均匀性。
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正常燃油喷射压力曲线
高压油管中的压力 P0--------针阀开启压力 Pmax-----最高压力 Pb---------针阀关闭压力 Pr--------油管中的残余压力。
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(2)喷油器开启(喷油开始)
喷油器一 般处于关闭状 态。当电磁阀 通电后,在吸 动电流的作用 下迅速开启, 图(b)。
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2. 供油泵
供油泵的主要作用是将低压燃油加压成高压燃油,储存在 共轨内,等待ECU的喷射指令,如下图。
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供油压力可以通过压力限制器进行设定。所以,在共 轨系统中可以自由地控制喷油压力。
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正常喷射压力波形
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不正常喷射压力波形 ①喷油泵不泵油或喷油器在开启位置“咬死” 不能关闭
喷油泵不泵油或泵油很少时,高压油管 内的压力很低;喷油器针阀在开启位置“咬 死”不能落座关闭时,高压油管内同样不能 建立起足够高的喷油压力
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②喷油器在关闭位置不能开启 针阀开启压力调整过高或喷油器针阀 被高温烧蚀而“咬死”。喷油泵正常供油 但喷油器不喷油,反映在油压波形曲线上, 则曲线光滑无抖动
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第二章
柴油发动机燃油供给系统故障诊断
柴油发动机的核心技术是其燃油供给系统其功 能是: •通过加压机构使燃油变成高压 •调节每次供油量 •调节每循环供油时间 •按工作顺序把燃油分配到每个气缸 •喷入燃烧室、雾化、喷停断油干脆 •柴油机若能达到自由控制喷油压力,自由控制 喷油时间、自由控制喷油率、精确控制每循环 供油量并能做到闭环控制,就会使排放最低, 噪音最小。
20世纪60年代后半期,瑞士的Hiber教授开发成功柴油机 电控共轨系统的“原型”。其后,以瑞士工业大学的Ganser 教授为中心对电控共轨系统进行了一系列研究。
20世纪90年代,柴油机的供油系统开始向电控供油系统过 渡。进入21世纪以后将会有一个迅速发展的阶段。
1995年年末日本电装公司将ECD-U2型电控高压共轨系统 成功地应用于卡车柴油机而开始批量生产,从此开创了柴油机 电控共轨燃油系统的新时代。
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二、电控共轨燃油喷射系统历程
20世纪30年代,人们在航空汽油机上开始试验汽油喷射技 术,到第二次世界大战后期汽油喷射装置已经成功地用到军用 飞机的发动机上。
20世纪50年代末,汽油喷射装置在赛车汽油机上广泛采用; 20世纪末,各型汽油机已经顺利地完成了从机械式供油系统 向电控燃油系统的全面转换。
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进油
回油 电磁阀
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共轨系统部件-喷油器
1.回油 2.电器连接 3.电磁阀 4.高压油进口 5.阀球 6.泄油孔 7.馈入口 8.阀控制室 9.阀控制活塞 10.供油通道 11.喷嘴针阀
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压 电 晶 体 喷 油 器
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1. 电控喷油器 博世电控喷油
器的代表性结构如 右图。
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(1)喷油器关闭(以存有的高压)
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