柴油电控系统

4.最高转速运行（加速踏板踩底）
• 将调速手柄置于最高挡 块上，油量控制滑套移到 右最大供油位置。转速由 中速提高到最高速 控制 弹簧处于最大伸长量 此 时飞块离心力与控制弹簧 的张力达到一个新的平衡 力。若柴油机转速超过规 定的最高转速，调速器都 会立刻起作用，减少供油 量，防止飞车。
动画
5 .最大供油量的调节
柴油机与汽油机比较
• 燃料不同 着火方式不同 ，压燃 压缩比大 20压力 高噪音大 • 进气 混合方式不同 ，空燃比不固定，怠速与全负 荷进气充量基本不变 排放差很大 。质调 量调。 混合时间很短，边喷边燃 燃烧难控制。 • 缸内高压喷 进气管喷， 喷油压力 锥角 雾化 燃烧 室配合 • 喷油压力 喷油量 喷油时间 喷油率难调 • 需高压装置无点火系 喷油泵 调速器 喷油器可靠 性问题 ？
第一代：凸轮压油、位置控制
• ECD-V1是在VE分配泵的基础上进行电子控制改造 而成的电控分配泵系统。它是一种位置控制式分 配泵系统，其结构如下图所示。该系统保留了VE 分配泵上控制喷油量的溢油环，取消了原来的机 械调速机构，采用一个布置在油泵体上方的线性 电磁铁，通过杠杆来控制溢油环位置，从而实现 喷油量控制，并由溢油环位置传感器（电感式传 感器）作为反馈信号，实现闭环控制
柴油机机械式燃油系统
• 柴油机以低排放、节油、动力性好是现代轿 车的最佳动力。而燃油供给系统俗称柴油机 的心脏，燃油供给系统的基本作用是：根据 发动机的运行工况和环境条件将适量的燃油、 在适当的时间内、以适当的空间状态喷入燃 烧室，形成良好的混合气、便于组织完善燃 烧，以利于发动机输出最大的功率和转矩， 同时满足燃油耗、噪声、排放等各方面要求。
动画
出油阀腔
卸压环
出油阀 出油阀座
针阀偶件
轴针式 孔式
喷油嘴偶件由 针阀和针阀座 组成，一经配 对不可分开， 直至报废。
滑片式输油泵
动画 • 分配泵对输油泵的特殊要求： • (1)要求较高的输油压力 通常直列泵输出压力为0.1— —0.15Mpa，而分配泵要求较高，在高速时，一般为0.6— —0.8 Mpa，要求高的原因如下： 压力调
负荷传感供油提前装置
功用：根据柴油机的负荷 变化自动改变供油提前角 当转速一定时： 负荷减小时，喷 油泵内腔燃油通 过量孔6 经调速 器轴到调压阀背 部再到输油泵入 口，降低喷油泵 内腔压力，则提 前器活塞右移， 减少供油提前角。
实物图
1-进油口、2-调压阀、3-输油泵 、4、提前器、5、溢 流阀、6-量孔、7调速套筒、8-调速器轴
节阀
• • • •
①每一转柱塞泵油次数多 ②转速高进油时间短 ③保证润滑 ④控制提前装置的需要
滑片式 输油泵
• ⑵要求较大的供油量 VE分配泵通常转速较高，且每一 转中柱塞作功的次数多，因此在工作过程中会产生大量热 量，加上各运动件摩擦产生的热量，容易使油泵过热。因 此，要求有较高的散热能力。 • ⑶要求输油压力、输油量与转速成正比的特性要求
调速手柄 怠速弹簧 调速弹簧
飞块
张力杆
调整杆
调速器阀套 起动杆
动画 实物图
溢油阀
有效行程
1.起动工况
起动前：起动弹簧起作 用。此时把油门踏板踩到 底，此时调速弹簧被拉伸 并带动张力杆绕支点A向 左运动，此时起动弹簧压 着控制杆使轴套压到左极 限位置，同时控制杆下端 的球头销将溢流环向右拨 到起动加浓供油位置 ; 起动后：飞块的离心力 克服控制杆上的起动弹簧 的弹力，使控制杆下端球 头销绕支点A向左移动供 油量自动减少。 • 起动油量多于全负荷油量，旨在 加浓混合气，利于低温起动
驱动轴
推迟喷油
提前喷油
正时活塞
传力销
高压腔 正时弹簧
动画
实物图
低压腔
工作原理： 活塞左腔与二级式滑片输油泵的入口相连， 活塞的右腔与喷油泵体的内腔相通（压力等于输 油泵的出口压力）。 &)当发动机在某一转速下运转时，活塞左右 两侧压力相等，活塞处于某一平衡位置。 &)转速升高，输油泵的出口压力增大，右侧压 力增大 活塞向左运动，并通过传力销带动滚轮 架绕其轴线顺时针转动一个角度，则喷油提前一 个角度。 &)转速下降，输油泵油压下降，则滚轮架会逆 时针转动溢个角度，喷油会滞后一个角度。
图2-34电控分配泵喷油时间控制框图
柴油电控技术的发展
• 随着柴油机排放法规 的日趋严格、并进一 步提高燃油经济性、 提高安全驾驶性能等 社会的要求的背景下， 从20世纪80年代开始， 柴油机电控控制喷油 定时和喷油量经历三 代变革： 第一代 ( ) 凸轮压油、位置控制 第二代 ( ) 凸轮压油、时间控制 第三代 ( ) 共轨蓄压、电磁阀时 间控制
机械式燃油系统的五项基本功能
﹝1﹞通过加压机构使燃油变成高压
﹝2﹞调节每次喷油的喷油量。
﹝3﹞调节每次喷油的喷油时间。
﹝4﹞将燃油分配到各个气缸中。
﹝5﹞将燃油喷入燃烧室，并使燃油雾化。
实物图
视频
VE型分配泵结构
1)驱动轴由柴油机曲轴定时齿轮驱动。 2)驱动轴带动二级滑片式输油泵工作，并通过 调速器驱动齿轮带动调速器轴旋转。 3)在驱动轴的右端通过联轴器与平面凸轮盘连 接，利用平面凸轮盘上的传动销带动分配柱塞。 柱塞弹簧将分配柱塞压紧在平面凸轮盘上并压 紧滚轮。滚轮轴嵌入静止不动的滚轮架上。当 驱动轴旋转时，平面凸轮盘与分配柱塞同步旋 转，而且在滚轮、平面凸轮和柱塞弹簧的共同 作用下，凸轮盘还带动分配柱塞在柱塞套内作 往复运动。往复运动使柴油增压，旋转运动进 行柴油分配。
压力调节阀、
• VE分配泵泵室内的燃油压 力不但要满足高压系统进 油的需要，同时还要利用 泵室内燃油压力的变化来 控制提前器工作，因此， 必须使泵室内在不同的工 况下，都要有个相对稳定 的压力。主要由阀体、堵 塞、调节弹簧、滑阀等部 件组成
回油螺钉
• 回油螺钉工作时，因内外 有压力差，所以燃油会通 过回油孔，从回油接头、 回油管流回油箱。回油量 的多少取决于回油孔内外 压力差和回油孔直径的大 小，回油量与压差和孔径 都成正比。因此，回油螺 钉既有散热降温的作用， 又是影响泵室内油压的部 件。
ECD-V1电控分配泵
ECD-V1电控分配泵
燃油的供给过程
供油量 动 画
视频
停供
溢流阀
柱塞切断 进油入口
转子分配孔 压缩室 增加喷 油有效 行程
减少喷油 有效行程
供油量调节过程
怠速
负荷
电磁调节器 溢流阀 柱塞
有效行程
电磁调节器
螺线圈
供油量调节机构 采用旋转螺线圈， 转子旋转时改变 轴下端的偏心球 的位置来控制溢 油环的位置
2.怠速运行
起动后松开踏板， 调 速手柄在怠速位置 此时 飞块的离心力压缩怠速 弹簧，作用力处于平衡， 供油调节溢油环处于怠 速位置。当怠速转速突 然降低时，上述平衡被 破，飞快离心力减小并 带动滑套向左移动也就 是溢流环向右移动，加 大供油量，防 止熄火。
3.部分负荷（中等转速）
当调速手柄从怠速移 至中等位置时 控制弹簧 被拉伸带动张力杆向左 移动 ，油量调套绕支点 A向供油量大的右向移动， 同时控制弹簧的力与飞 轮离心力平衡某一位置。 当负荷变化时，则飞块 离心力与调速弹簧力的 平衡遭到破坏，调速器 将立即动作，通过增减 供油量，使转速复原。
• 喷油时间控制：根据各个传感器的信号， 在ECU的演算单元中计算出目标喷有时间 并驱动提前器电磁阀工作。由于工作油对 提前器的作用，改变了燃油压送凸轮的相 位角，或提前 或延迟，则得到了自由的喷 油时间特性。 • 喷油压力控制：共轨式燃油系统中，ECU 根据各传感器信号经演算后定出目标喷油 压力。在根据装在共轨上的压力传感器信 号，计算出实际喷油压力，然后和目标值 比较，发出命令控制喷油泵，升高或降低 压力
调速器
是一种速度自动调节装置,. 既是一 种速度传感器,又是调节喷油量的执行器， 它根据柴油机的负荷和转速变化自动的增 减喷油泵供油量，稳定发动机转速。如下 图为全程式调速器，能在任意工作转速下 起调速作用，
• 工作原理： 飞块旋转的离心力与 调速弹簧力相互作用， 若两力平衡，调速器处 于某个衡定位置。若二 力不平衡，调速套筒便 会移动。并带动杠杆机 构使喷油泵的供油量发 生变化，从而增减供油 量，以适应不同工况的 需要。目的防止发动机 出现高速“飞车”、或 怠速熄火现象。
视频
4-控制臂、6-大气压力感知盒，7-推杆
喷油泵
• 作用： 《1》压缩柴油 产 生高压 《2》通过改变柱塞 的预行程（斜槽）位 置改变供油量。 《3》特殊柱塞偶件 可以改变供油始点， 采用斜顶柱塞。
柱塞偶件
供油调节作用： 拉动齿条改变柱 塞和滑套相对位 置，改变斜槽泄 油口的位置从而 改变供油量。
支点
转矩校正杆 挡销 校正弹簧
当转速超过校正转速时，飞块推 动滑套向右移动，此时校正杆绕支 点逆时针转并压缩校正弹簧，同时 向左拨动溢流环，减少供油量。反 之，增大供油量。
大气压力补偿装置
功用：是随着大气 压力的降低或海拔 高度的增加自动减 少供油量，防止柴 油机冒黑烟。 当大气压力降低时： 大气压力感知盒向外 膨胀，推动推杆向下 移动，并带动调速器 的杠杆机构向减少供 油的方向移动，减少 供油量。
• 喷油控制 （一）基本喷油控制: 不同的发动机要求不同的转矩特性，通常由加速踏板和发动 机转速决定。 （二）怠速转速控制： 由发动机的冷却水的温度、空调压缩机的负荷状态决定， 同时进行比较，根据两者的差值求得目标转速并进行反馈控制。 （三）启动油量控制： 加速踏板和转速决定基本喷油量，冷却水温决定补偿喷油量。 （四）不均匀油量: 在发动机中，由于各缸爆发压力不均匀，产生了转速波动。 为减少转速波动 需检出各个气缸转速波动情况进行逐缸调整， 使喷到每个气岗的燃油量最佳化。 （五）恒定车速控制： 通过不断的转速反馈信号，控制发动机的负荷 得到恒定的 车速。
若拧入最大供油量调节螺 钉，则导杆绕销轴C点逆时 针方向转动，销轴A点也随 之转动，并带动球头销向右 拨动溢流环，这时最大供油 量增加。反之，旋出最大供 油量调节螺钉，则最大供油 量减少。改变最大供油量， 可以改变柴油机的最大输出 及最高转速或标定转速
供油调 整螺钉
C
A
转矩校正器
• 功用： 校正喷油泵供 油量随转速变化 特性，以使喷油 泵的供油量与吸 入气缸的空气量 相匹配。
喷油器实际上是一种机械和 液力作用下的自动阀,由喷油 泵送来的高压燃油使针阀克 服喷油器中的调压弹簧的作 用力而升起，燃油从喷油孔 中喷出。同时，由于调压弹 簧的作用，针阀总是被压在 针阀体的阀座上 。
分类：
孔式喷油器 轴针式喷油器
出油阀偶件
• 出油阀偶件的作用： 《1》设计减压环使高压 腔迅速降压，防止二次喷 射。 《2》 为下一次建压做准 备。 《3》防止高压油流回柱 塞当中。
分 配 式 喷 油 泵 组 图
结构认知
• • • • • • 液压式喷油提前器 调速器 喷油泵 喷油器 柱塞偶件、出油阀偶件、针阀偶件 滑片式输油泵、压力调节阀、回油螺钉
液压式提前器
滚轮架
• 柴油机的喷油正时 像汽油机的点火正 时一样,必须随着 发动机的转速和负 荷的变化而变化, 以获得最佳性能. 为此,VE分配泵设 有一个液压式喷油 提前器.
实物图
柴油电控发动机
电控燃油系统的基本要求
(1)自由控制喷油压力
(2)自由控制喷油时间
(3)自由控制喷油率
(4)精确控制每循环喷油量
电子控制系统的基本理论
• • • • •
1）喷油控制 基本喷油控制 怠速转速控制 启动油量控制 不均匀油量补偿控制 恒定车速控制 2）喷油时间控制 3) 喷油压力控制
偏心球
ห้องสมุดไป่ตู้
动画
ECD-V1电控系统
调节活塞位置传感器
燃油温度传感器
油量调 节器
电子提前器
• 电控分配泵的喷油正时保 留原有的液压提前器，采 用定时控制阀（TCV）来 控提前器活塞的高、低压 腔之间的压差。当电磁阀 通电时，吸动磁芯，高压 腔与低压腔形成通路，两 室压差消失，提前器活塞 复位，带动滚轮转动，形 成喷油提前 。同时还设 置了供油提前器活塞位置 传感器，形成喷油定时的 闭环控制
斜槽
连接油门踏板
进油口
进油口
喷油器
• 喷油器安装在气缸盖上， 其作用是将高压燃油雾 化成容易着火和燃烧的 喷雾，并使喷雾和燃烧 室大小、形状相配合， 分散到燃烧室各处，和 空气充分混合。喷油器 除了应有一定的雾化质 量、贯穿距离和喷雾锥 角等喷雾特性外，而且 在喷油结束后不应发生 滴漏现象。
工作原理：