柴油机电控技术发展三个阶段的技术简介.doc
车用柴油机电控技术
（6）最小油量的控制能力 供油系统具有高喷射压力的能力与柴油机怠速所需要的小油量控制能力之间发生矛
盾。当供油系统具有预喷射能力后，将能够使控制小油量的能力进一步提高。
（7）快速断油能力 电控柴油机喷油器上采用高速电磁阀开关就很容易实现快速断油。
（8）降低驱动扭矩冲击载荷 燃油喷射系统在很高的压力下工作，既增加了驱动系统所需要的平均扭矩，也加大
（3）控制器 柴油机电控系统的电子控制器一般称为电控单元，也有称之为发动机控制模块，习
惯上简称为ECU(Electronic Control Unit)或ECM(Engine Control Module)。 ECU主要根据各传感器输入信号和内存程序，计算出供（喷）油量和供（喷）油开始
时刻，并向执行元件发出执行令信号。
①ECU的控制功能。 ②ECU的硬件。 ③ECU的软件系统。 ④ECU的标定与调试。
2.柴油机电控系统的功能
1.3柴油机电控系统的主要特点
柴油机电子控制系统的特点： （1）能够智能化地控制燃油喷射量和根据发动机的工作状况控制喷油提前角，有效 地提高了发动机的燃料经济性、动力性和排放质量。 （2）改善了发动机的调速特性，由电控单元控制代替了传统的离心式调速器，使转 速控制更精确、更可靠。 （3）提高了发动机的冷起动（低温起动）性能，电控单元可通过冷却液温度传感器 或机油温度传感器确定发动机是否处于冷起动。 （4）降低发动机的排烟。电控单元根据油门开度、水温、机油温度以及涡轮增压器 的进气压力，精确地控制喷油量和喷油正时，使尾气排放更加理想化。 （5）减少发动机排气污染。为了实现这一目标，提高了喷油器的制造精度，提高了 燃油的喷射压力，提高了发动机各缸喷油量的一致性，可以在电磁阀的标牌上查到校准 码，通过仪器向电控单元输入每个喷油器电磁阀的校准码。 （6）可通过程序实现对发动机的功率进行重新编程。对一定型号的柴油机，可以设 计三种不同的功率状态。
第一章柴油机电控技术简介
第二节 柴油机电控系统功能与组成
（七）柴油机电控系统的分类 ① ② ③ ④ ⑤ 电控直列泵式柴油机 分配泵式柴油机 单体泵式柴油机 泵喷嘴式柴油机 共轨式柴油机
第二节 柴油机电控系统功能与Hale Waihona Puke 成（七）柴油机电控系统的分类
① 电控直列泵式柴油机： 电控直列泵是在机械式直列泵的基础上嫁接了 一整套电子控制系统，最高130MP。
第二节 柴油机电控系统功能与组成
（四）柴油电控技术发展的三个阶段：
4.压力-时间控制方式
在后期开发的柴油机电控共轨式燃油喷射系统中，为降 低对供油压力的要求，喷油量的控制采用控制喷油压力 的方法实现，即喷油量的“压力控制”方式。 喷油器喷孔尺寸一定，喷油时间一定，控制喷油压力即 可控制喷油量；而在增压活塞和柱塞尺寸一定时，喷油 压力（即增压压力）取决于共轨中的油压，共轨中的油 压是由ＥＣＵ根据各种传感器信号通过燃油压力调节阀 来控制的，所以将此种喷油量控制方式称为“压力控制 ”方式。在系统中，ＥＣＵ根据实际的共轨压力信号对 共轨压力进行闭环控制。
第二节 柴油机电控系统功能与组成
（四）柴油电控技术发展的三个阶段：
1.位置控制式 这种控制系统结构简单，保留了传统的泵--管--嘴系统，对 原有喷油系统改装较少。它保留了原直列喷油泵和分配泵的 基本结构，只是在喷油泵上装有齿杆位移传感器和凸轮轴相 对曲轴的转角位移传感器和微处理器组成的控制系统，分别 对喷油量和喷油正时进行控制。 这种控制方式优点是，柴油机的结构几乎不需改动，生产继 承性好，便于对现有柴油机进行升级换代。 这种控制方式缺点是，控制过程比较慢，精度低，喷射压 力也难以进一步提高，无法改变原喷油系统中的喷油规律。
柴油机电控技术
柴油机电控技术
• 五、柴油机供（喷）油量控制 1. 直列柱塞泵位置控制方式
• 一般采用占空比控制型电磁阀 式或直流电机式电子调速器， 调节供油齿条的位置。
电磁阀式 电子调速
器
1-回位弹簧 2-电磁阀 3-转速传感器
柴油机电控技术
• 五、柴油机供（喷）油量控制 2. 转子分配泵位置控制方式
• 一般采用占空比控制型 电磁阀式或转子式电子 调速器，调节油量控制 滑套的位置。
柴油机电控技术
•一、柴油机电控技术的发展
–在解决能源危机和排放污染两大难题背景下，在飞速发展 的电子控制技术平台上发展起来的。 – 20世纪80年代以来，以微机为电控单元的电子控制技术 在柴油机上的应用，形成了现代汽车柴油机电控系统 。 –1998年德国大众汽车公司推出的三缸TDI型柴油机微型轿 车，被专业人士预测为今后家用轿车的发展主流； –2000年欧洲轿车的柴油化率达到27%，到2005年增加 到30%； –2003年西欧柴油轿车产量达到400万辆； –一向对发展柴油轿车保持低姿态的美国，2000年也有 10%的轿车装用了柴油机。
柴油机电控技术
1．传感器 – 反馈信号传感器
图 光电式着火正时传感器 1-壳体 2-石英晶体棒 3-光敏晶体管 4-线束连接器
柴油机电控技术
• 1．传感器
– 来检测 柴油的温度变化，ECU根据此传感器信号对喷油量 进行修正；一般采用热敏电阻式。
12-ECU
电磁阀控制喷油时间不变； 调节共轨油压控制喷油量； 喷油压力在喷油器内建立。
柴油机电控技术
• 六、喷油正时控制 – 第一代柴油机电控系统中，在原喷油泵基础上，增加 电控元件来实现对供油正时控制。 – 第二代柴油机电控系统和部分采用“时间控制”的第 一代柴油机电控系统中，由ECU控制的高速电磁阀 控制喷油的开始时刻（即正时），并增加喷油正时传 感器，实现了喷油正时的闭环控制。
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
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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
第7页
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
柴油机电控技术的介绍
第一章电控柴油发动机技术介绍1.1柴油机电控技术概述20世纪30年代就已经有了柴油乘用车，但早期柴油车的发展源于二战时期苏军T-34坦克的独特命运——由于T-34坦克采用柴油机，即使中弹也不容易起火，成为战场上的佼佼者。
现在的中国市场如同早期的国际市场，消费者谈到柴油车时，常常会笑言“柴油车最大的好处是不会着火”。
但随着柴油技术日益发展，人们越来越发现柴油机的无穷魅力：高扭矩、高寿命、低油耗、低排放，柴油机成为解决汽车能源问题最现实和最可靠的手段。
如今欧洲每推出一款新车都会配有柴油发动机的车型。
但一个不争的现实摆在了我们面前：随着能源危机，温室效应的逐渐增加，人们对动力性要求的提高，尽管电子燃油喷射已经被广泛使用，仅仅靠汽油车的解决方案不足以解决这些问题。
所以在汽车工业的腹地——德国一刻也没有停止对柴油发动机的研究。
即使在国内，目前采用柴油机也只有10余款，分别为捷达、宝来、奥迪、开迪、江淮瑞风等5款乘用车，福田冲浪、江铃陆风、华泰特拉卡、上海万丰、辽宁曙光等5款SUV。
瑞风柴油车所搭载的2.5升柴油机是引进韩国现代汽车公司D4BH 发动机，而一汽-大众的4款柴油乘用车均采用德国大众与博世公司合作的柴油机，这5款柴油乘用车全部是柱塞泵、泵喷嘴技术。
柴油机的优点是：省油、环保、动力强、经济、维修方便，只要解决缺点就具有更大的市场前景，而实现电控柴油机的方案现在看来是一个很好的解决措施。
实现柴油控制有三条技术路线图，分别是单体泵、泵喷嘴和高压共轨。
目前主要的国际汽车配件供应商都在进行着柴油共轨喷射系统的开发，如：博世、德尔福、西门子、电装公司、VDO和玛格纳-马瑞利公司，它们是全球主要的共轨喷射系统供应商，而目前在国内生产共轨柴油喷射系统的还只有博世一家。
1.2柴油机电控技术中的三种技术：1.2.1单体泵技术德尔福在重型车上采用单体泵系统。
从成本上讲，国内的发动机从欧Ⅱ向欧Ⅲ升级时，如果采用单体泵，对发动机改动非常小，仅以外挂式的凸轮轴箱代替欧Ⅱ发动机的直列泵就可。
柴油机电控
10、故障自诊断功能及故障保护功能 在不同的起动条件下，系统通过控制起动预热塞的 通电时间，以改善柴油机的低温起动性能和稳定低温怠 速运转。
6.1.4 柴油机电控系统的控制模式
1、开环控制 2、闭环控制 3、开环-闭环综合控制
1、 开环控制
特点：是用电子控制装置取代喷油提前角 调节装置。 在分配泵凸轮滚环上设置一个液压活塞， 液压活塞由一电磁阀控制，凸轮滚环的实际 位置由正时活塞位置传感器检测。电磁阀控 制流入活塞或流出活塞的通路，使活塞到达 所要求的位置，即调整点，该调整点由ECU 根据发动机的转速、总供油量和冷却水温来 确定。最佳喷油提前角在研制开发系统时， 根据发动机、进气温度及压力等多种因素转 速、负荷、冷却水温度、进气温度及压力等 多种影响因素确定，并存入ECU，即凸轮滚 环位置与喷油提前角的关系是预先设定好的。
6.1.3、柴油机电控系统的控制功能 1. 喷油量控制 2. 喷油正时控制 3. 怠速控制 4. 各缸喷油量不均匀的修正 5. 废气再循环 6. 进气节流控制 7. 进气涡流强度控制 8. 增压控制 9、起动预热控制 10、故障自诊断功能及故障保护功能
1. 喷油量控制 喷油量的控制是柴油机电子控制系统的一项 主要控制内容。该系统由发动机转速信号和加速 踏板位置传感器信号计算出基本喷油量，并由进 气温度、进气压力、冷却水温度等修正信号对喷 油量进行修正，通过电磁溢流阀的快速响应，对 喷油量进行十分精确的控制。有些系统还具有燃 油特性修正、低温起动后的修正、急减速时的修 正等功能，以适应不同工况及工作条件的变化需 要。
下一页
传感器 发动机转速 油门踏板位置 喷油提前角 着火正时
ECU
执行器
溢流控制电磁铁
电
电控正时控制阀
柴油机电控技术课件
优化燃烧过程，降低尾气中的有害 物质排放。
柴油机电控技术的优势与特点
• 提升动力性能：改善发动机的燃烧过程，提高发动机的功 率和扭矩。
柴油机电控技术的优势与特点
01
02
03
精确控制
采用先进的传感器和执行 器，实现燃油喷射的精确 控制。
多功能集成
将多个控制功能集成在一 个电控单元中，简化系统 结构。
20世纪70年代末至80年代，随着电子技术的发展，柴油 机电控技术开始萌芽，出现了电子控制燃油喷射系统。
20世纪90年代至今，随着计算机技术和传感器技术的飞 速发展，柴油机电控技术进入智能化时代，实现了燃油 喷射的精确控制和优化。
柴油机电控技术的优势与特点
提高燃油经济性
通过精确控制燃油喷射量，降低燃 油消耗。
05
进气与排气系统
进气系统的组成与工作原理
空气滤清器
清除空气中的杂质和灰尘，保证 进入气缸的空气清洁。
进气管道
将空气从空气滤清器引导到气缸， 同时减少进气阻力和噪音。
进气歧管
将空气分配到各个气缸，保证各 缸进气均匀。
进气温度传感器
检测进气温度，为ECU提供修正 喷油量的依据。
进气压力传感器
检测进气歧管内的压力变化，为 ECU提供负荷信号。
柴油机电控系统的组成与工作原理
01
工作原理
02
03
04
传感器检测发动机的运行状态 和环境条件，并将信号传递给
电控单元。
电控单元根据预设的控制策略 和算法进行计算和处理，输出
相应的控制指令。
执行器根据电控单元的指令， 控制燃油喷射量、进气量等参 数，实现发动机的精确控制。
02
柴油机电子控制系统的发展
柴油机电子控制系统的发展随着社会科技的不断发展，柴油机在现代交通和农业生产中的作用愈发重要。
为了提高其性能和效率，柴油机电子控制技术的发展也日益成为焦点。
本文将从柴油机电子控制系统的发展历程、技术成果及未来发展趋势三个方面进行探讨。
一、柴油机电子控制系统的发展历程1. 早期的机械式控制系统早期柴油机使用的是机械式控制系统，这种系统运行过程中几乎没有电子设备的参与，它们主要依靠针阀的调整控制燃料的供给和启停机器的动力机构。
虽然该系统结构简单、使用方便，但其缺点显而易见：一是精度不高；二是能耗大；三是难于满足复杂的需求。
2. 电子控制系统的出现随着电子技术的进步和普及，20世纪60年代中期，柴油机电子控制系统逐渐成为研究和使用的焦点，机电一体化的趋势也随之而来。
这种新型控制系统结构简单，将传感器和控制器结合在一起，使用方便且具有较高精度。
此时的电脑控制器已经可以对柴油机进行精确地调节，从而得到较为优良的燃油经济性。
3. 燃油直喷技术的出现随着技术的发展，燃油直喷技术的应用使柴油机重要技术参数发生了巨大的变化：一是燃烧室形态得到了改善；二是燃油喷射的压力和体积得到了进一步提升，三是马力和纵向加速度大大提高。
为了适应新技术的应用，电子控制系统也提出了新的要求，例如更精度的燃油特性检测和控制、更高档次的速率传感，以及更复杂的电子控制策略等。
二、柴油机电子控制系统的技术成果1. 发动机控制模块（ECM）发动机控制模块（ECM）是柴油机电子控制的核心，其作用在于将发动机的工作状态通过各种传感器的检测数据反馈给ECM，进行精确的控制。
在ECM控制下，柴油机可自动调节燃油供给、点火时机和空气进入量等参数，以实现最佳的性能和效率。
2. 燃油轨压力控制器为了保证燃油轨压力的稳定性，燃油轨压力控制器被人们广泛采用。
该控制器使用几个传感器来检测燃油压力和流量，通过ECM控制来保持热量稳定的状态。
这种手段不仅提高了燃料经济性，同时也保证了发动机的性能。
柴油机电控技术的发展历程、现状及发展趋势
柴油机电控技术的发展历程、现状及发展趋势一、柴油机电控技术出现的背景1. 石油危机要降低柴油机油耗，必须在各种工况下对循环供油量和喷油提前角精确控制。
2. 环境污染要降低NOx和PM排放，必须对喷油正时精确控制3. 电子技术的发展单片机技术发展，提高了控制精度和处理信息的能力.同时汽油机电控技术的发展为柴油机提供了宝贵的经验。
二、柴油机电控技术的发展历程柴油机电控燃油喷射系统的发展分为：位置控制式，时间控制式，时间压力控制式三个阶段。
1、位置控制式保留了传统的喷油泵-高压油管-喷油嘴系统，只是对齿条（直列泵）或滑套（分配泵）的运动位置实现电子控制。
同时，使用了电磁式供油定时控制阀。
图一如图一所示，为位置控制式的分配泵，它通过采集加速踏板位置信号，转速传感器信号等，确定一个喷油量跟一个合适的喷油提前角。
然后给执行器供油时间控制阀和溢油控制线圈通电，在电磁力和机械作用下，调整凸轮盘跟驱动轴的相对位置，同时也能改变滑套相对于回油口的一个相对位置。
整个过程中，通过两个电磁阀分别控制喷油量和喷油提前角。
同理，位置控制式的柱塞泵也是一样的道理，电磁阀只是控制齿条的相对运动，从而控制柱塞相对于柱塞套的位置，增大或减小喷油量。
位置控制式电控柴油喷射系统与机械控制柴油喷射系统相比，控制精度和响应速度都有所提高。
将机械控制系统改造成为位置型电控系统时，柴油机的机构无需改动，生产继承性好。
但是，这种系统的控制频率低，喷油压力跟喷油规律不能独立控制。
2、时间控制式用高速电磁阀直接控制高压燃油的适时喷射。
通过高速电磁阀关闭时刻和关闭时间长短控制喷油正时和喷油量。
可保留了传统的喷油泵-高压油管-喷油嘴系统。
图二图三如图二，图三所示，为VE分配泵部分结构简图。
如图二所示，当需要喷油时，电控单元ECU 根据加速踏板位置传感器和柴油机转速传感器的输入信号，首先算出基本供油量，然后根据来自冷却液温度、气温度、进气压力等传感器信号进行反馈修正后，确定最佳供油量。
柴油机电控技术总结
第一章1.进入20世纪70年代以后，由于发动机排放物对大气的污染和能源危机，柴油机面临新的挑战。
2. 1922年，博世公司开始着手开发喷油泵和喷油嘴。
1927年，开发成功直列式喷油泵。
从此，制约狄塞尔发动机的技术关键被攻克。
柴油机开始了第二历史阶段——蓬勃发展的阶段。
3.柴油机技术的三次飞跃：机械式燃油系统，增压和中冷技术，电控喷油技术4.哪些技术革新使经济性提高：直喷，涡轮增压技，进气冷却，高喷油率，电子控制，EGR5．电控技术三代变化：(1)第一代：凸轮压油、位置控制。
(2)第二代：凸轮压油、时间控制。
(3)第三代：共轨蓄压、电磁阀时间控制。
6.柴油机的排放问题中最成问题的是浮游粒子（PM）和氮氧化物（NOx）；到目前为小，还没有一种有效的技术措施可以使柴油机的颗粒排放(PM)和氮氧化物(NOx)同时降低。
7. 含硫量对柴油机颗粒排放有密切关系，如图1-31所示。
要求柴油中硫含量尽可能低。
目前欧洲柴油含硫量控制在500×10-6之内。
在未来几年内，将要采用含硫量为50×10-6和10×10-6的柴油。
8．为了满足欧Ⅳ排放标准需要排气后处理技术，采用颗粒滤清器及采用NOx催化剂(DeNOx)等。
9. 降低排放从燃烧方面考虑：(1)减少预混合燃烧。
(2)促进扩散燃烧。
因此，对燃油系统的要求是：(1)最佳的喷油定时。
(2)减少初期喷油量。
(3)高压化、良好雾化。
(4)喷油结束干脆。
(5)电子控制。
10.降低排放的技术措施第二章1．The working cycle includes four strokes: induction stroke , compression stroke, power stroke and exhaust stroke.2.燃烧产物：In the first place，water (H2O)and carbon dioxide(CO2)are generated. And in relatively low concentrations。
柴油发动机电控技术
4.4.3喷油器关闭（喷油结束）
喷油器工作原理
4.6油泵
4.6.1低压油泵 低压油泵可以是带有前置过滤器的电动燃油泵，也可以 是齿轮式燃油泵。泵从油箱抽取燃油，然后不但地向高压 泵输送定量的燃油。 4.6.2 高压油泵
高压油泵将燃油增至最高1350bar的系统压力。加压燃油然后经过 高压管路并进入管状的共轨内。圣达菲车D4EA发动机的高压油泵安 装在气缸盖的后端面上，由凸轮轴驱动。 通过一个带有油水分离器的燃油滤清器，低压油泵从油箱抽取 燃油，进入高压泵。燃油是由高压油泵内3个相互呈120°径向布置 的柱塞压缩的，带偏心凸轮的驱动轴，根据凸轮形状相位的变化而将 泵柱塞推上或压下。当柱塞达到下止点后而上行时，则进油阀被关闭， 柱塞腔内的燃油被压缩，只要达到共轨压力就立即打开出油阀，被压 缩的燃油进入高压回路，到上止点前，柱塞一直泵送燃油（供油行 程），达到上止点后，压力下降，出油阀关闭；柱塞向下运动时，由 于容积的增大，剩下的燃油降压，直到柱塞腔中的压力低于低压油泵 的供油压力时，进油阀再次被打开，重复进入下一工作循环。
4.1柴油发动机喷油系统的组成
柴油机电控系统由传感器、执行器和电 控单元组成。传感器检测出发动机或喷油 泵的运行状态，ECU根据个传感器信息， 控制发动机的最佳喷油量、最佳喷油时间， 执行器根据计算机的指令，准确的控制喷 油量和喷油时间。
4.2 电控燃油共轨系统的组成
电控高压共轨燃油系统可分成两大部分：电控系统和 燃油供给系统。 电控系统可分为三大部分：传感器、执行器和ECU。 ECU是电控燃油共轨的核心部分。根据各个传感器的信息， 发动机电控单元计算出最佳喷油时间和最佳和最合适的喷 油量，并计算出什么时刻、多长时间的范围内向喷油器发 出开启电磁阀或关闭电磁阀的指令，从而精确控制发动机 的工作过程。 燃油供给系的主要构成是供油泵、共轨和喷油器。 燃油供给系的基本工作原理是：供油泵将燃油加压成 高压，供入共轨内。共轨实际是一种燃油分配管。储存在 共轨内的燃油在适当的时刻通过喷油器喷入发动机气缸内。
柴油机电子控制系统的发展
柴油机电子控制系统的发展1. 柴油机电子控制系统的概述柴油机电子控制系统是指通过电子设备来控制柴油机的工作过程，包括燃油供给、点火、排放控制等方面。
随着科技的进步和电子技术的发展，柴油机电子控制系统逐渐取代了传统的机械控制系统，提高了柴油机的性能和可靠性。
2. 柴油机电子控制系统的发展历程2.1 第一代柴油机电子控制系统第一代柴油机电子控制系统出现在20世纪70年代末期，主要采用电子喷油器和电子点火系统。
这种系统虽然能够实现燃油供给和点火的电子控制，但功能较为简单，无法实现精确的燃油喷射和排放控制。
2.2 第二代柴油机电子控制系统第二代柴油机电子控制系统在80年代初期开始出现，采用了微处理器和传感器技术。
这种系统能够实现更加精确的燃油喷射控制和排放控制，提高了柴油机的燃油经济性和排放性能。
2.3 第三代柴油机电子控制系统第三代柴油机电子控制系统在90年代中期开始出现，采用了更先进的电子技术和通信技术。
这种系统能够实现更高级的控制策略，如闭环控制、自适应控制等，提高了柴油机的动力性能和可靠性。
2.4 第四代柴油机电子控制系统第四代柴油机电子控制系统在21世纪初开始出现，采用了更先进的微处理器和传感器技术。
这种系统能够实现更高级的控制算法和更精确的燃油喷射控制，进一步提高了柴油机的燃油经济性和排放性能。
3. 柴油机电子控制系统的主要功能和特点3.1 燃油供给控制柴油机电子控制系统能够通过精确的燃油喷射控制，实现燃油的经济使用和排放的减少。
通过控制喷油器的开关时间和喷油量，可以实现不同工况下的最佳燃油供给。
3.2 点火控制柴油机电子控制系统能够通过精确的点火控制，提高柴油机的燃烧效率和动力性能。
通过控制点火时机和点火能量，可以实现更好的燃烧效果和动力输出。
3.3 排放控制柴油机电子控制系统能够通过精确的排放控制，减少柴油机产生的有害排放物。
通过控制燃油喷射和废气处理装置，可以实现排放标准的达到或超过。
现代柴油发动机技术发展概述
在分配泵上实施时间控制的有：（1）日本电装公司的ECD-V3、 ECD-V4系统。（2）美国Stanadyne公司的DS系统和RS系统。（3）日本丰田公司的 ECD-2系统。电控泵喷嘴系统有：德国波许公司的 PDE27/PDE28系统。
第三代柴油机电控技术——时间-压力控制方式
ECU 主要根据柴油机转速和负荷传感器信号确定基本供油提前角，再根据冷却液温度等传感器信号进行修正，并通过电磁阀控制正时活塞左右两侧油腔内的燃油压力差，以改变正时活塞的位置；正时活塞左右移动时，通过传动销带动转子分配泵内的滚轮架转动，从而改变喷油泵的供油正时。
优点：可实现高压喷射（最高达200Mpa），喷射压力独立于发动机转速，可实现理想喷油规律，具有良好的喷射特性。电控高压共轨喷射系统是柴油机燃油系统的一个发展方向，目前在卡车和轿车柴油机上得到广泛应用，发展速度很快。3、应用国外典型共轨喷射系统：（1）日本电装公司的ECD-U2系统。（2）美国BKM公司的servojet系统。（3）美国 Caterpiller公司的 HEUI系统。
四、柴油机电控燃油喷射系统的组成
柴油机电控燃油喷射系统主要由传感器、 ECU 、执行元件三部分组成。各种柴油电控系统的区别在于控制功能、传感器的数量和类型、执行元件的类型、 ECU 控制软件、主要电控元件的结构原理和安装位置的不同。
1、传感器
用来检测柴油机与汽车的运行状况，并将检测结果转换成电信号输送给 ECU 。 （1）加速踏板位置传感器：用来检测加速踏板所处位置， ECU 根据此传感器信号间接判断柴油机的负荷，作为控制柴油机喷油量和喷油正时的主控制信号。有电位计式和差动电感式两种类型。 （2）反馈信号传感器：闭环控制系统中用来检测控制系统执行元件实际位置的传感器。主要包括负荷传感器和正时传感器两大类。 （3）燃油温度传感器：ECU 根据此传感器信号对喷油量进行修正。一般采用热敏电阻式，其结构原理与进气温度传感器基本相同。 （4）其他传感器和信号开关：包括发动机转速传感器、车速传感器、冷却液温度传感器、制动开关、空调开关、点火开关等。其功用、结构和工作原理与汽油机电控系统基本相同。
柴油机电控燃油喷射系统
二、直列柱塞泵电控燃油喷射系统
4.直列柱塞泵电控系统 供油量控制系统 直流电机型电子调速器
•线圈通电时产生的磁场与永久 磁铁磁场相互作用，使线圈和滑 套向上或向下移动 ；
•滑套则通过杠杆机构驱动直列 柱塞泵油量调节拉杆左右移动 。
1-滑套 2-杠杆 3-拉杆位置传感器 4-线束连接器 5-油量调节拉杆 6-杠杆轴 7-上壳 8-铁心 9-可移动线圈 10-永久磁铁
一、柴油机电控燃油喷射系统概述
3.现代柴油机先进技术 “共轨”技术 指利用一个“公共油轨”向各缸喷油器供油 ，油压可独立控制。 “时间控制”燃油喷射技术 由ECU控制的高速电磁阀来直接控制供（喷）油的开始与结束时刻。 涡轮增压中冷技术 废气涡轮增压，中冷却器冷却（50℃以下）。 多气门技术 每个气缸2个以上气门 。 废气再循环技术 降低NOx的排放量 。
二、直列柱塞泵电控燃油喷射系统
4.直列柱塞泵电控系统 供油正时控制系统 ECU主要根据柴油机转速和负荷信号确定基本供油提前角，再根据其它信号进行修 正。 ECU根据正时传感器信号判断实际的供油正时，并对供油正时进行闭环控制 。 正时控制器为电控液压式，可改变泵驱动轴与凸轮轴的相对位置。 控制正时控制器的液压油路的电控元件：电磁阀型、步进电机型。
二、直列柱塞泵电控燃油喷射系统
3.喷油器的结构原理 类型 结构原理
回油道
调 压 弹 簧
顶杆 针阀
喷油器 体
进油道 针阀体
二、直列柱塞泵电控燃油喷射系统
4.直列柱塞泵电控系统 供油量控制系统 直列柱塞泵一般采用“位置控制”方式。 ECU通过控制电子调速器来实现喷油量控制 。 常用电子调速器有直流电动机型和、螺线管型。
4.柴油机电控燃油喷射系统的功能 供（喷）油速率和供（喷）油规律
6章 柴油机电控技术
第五章 柴油机电控技术 《汽车电子技术》
三、第一代：凸轮压油+位置控制
1.结构对比 将机械式调速器和提前器换成电子控制的机构 燃油的压送机构和机械式燃油系统相同 2.控制对比 喷油量的控制：根据ECU的指令由齿杆的位置进 行控制（电子调速器） 喷油正时的控制：根据ECU的指令由发动机驱动 轴和凸轮轴的相位差进行控制（电子提前器） 3.ECU功用 根据各种传感器提供的发动机状态及环境条件等， 计算出适合发动机状态的最佳控制量 向执行机构发出相应的指令
2. 第二代柴油机电控燃油喷射系统
基本上改变了传统燃油供给系统的
组成和结构 主要以电控共轨式喷油系统为特征 (各缸喷油器) “时间-压力控制”或“压力控制” 直接控制喷油量、喷油正时、喷油率、 喷油压力等 也称为高压电控喷油系统
第五章 柴油机电控技术 《汽车电子技术》
二、柴油机电控技术的优点
《汽车电子技术》
1. 电控共轨系统的基本概念
第五章 柴油机电控技术
《汽车电子技术》
（1）博世公司第一代高压电控共轨燃油系统 共轨压力135MPa 可以实现预喷射 闭环控制 可用于3~8缸轿车柴油机 可满足欧Ⅲ排放法规
第五章 柴油机电控技术
《汽车电子技术》
（2）装有博世公司共轨系统的柴油机
《汽车电子技术》
第五章 柴油机电控技术
六、电控燃油系统产品
第五章 柴油机电控技术
《汽车电子技术》
第二节 电控泵喷嘴系统
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柴油机电控技术发展三个阶段的技术简介柴油机电控技术的发展柴油机电控技术是在解决能源危机和排放污染两大难题的背景下，在飞速发展的电子控制技术平台上发展起来的。
汽油机电控技术的发展为柴油机电控技术的发展提供了宝贵经验。
柴油机电控技术发展的三个阶段：位置控制、时间控制、时间—压力控制（压力控制）第一代柴油机电控燃油喷射系统（常规压力电控喷油系统）优点：结构不需改动，生产继承性好，便于对现有柴油机进行升级换代。
缺点：系统响应慢、控制频率低、控制自由度小、控制精度不够高，喷油压力无法独立控制。
第二代柴油机电控燃油喷射系统（高压电控喷油系统）改变了传统燃油供给系统的组成和结构，主要以电控共轨（各缸喷油器共用一个高压油管）式喷油系统为特征，直接对喷油器的喷油量、喷油正时、喷油速率和喷油规律、喷油压力等进行“时间－压力控制”或“压力控制”。
特点：通过设置传感器、电控单元、高速电磁阀和相关电/液控制执行元件等，组成数字式高频调节系统，有电磁阀的通、断电时刻和通、断电时间控制喷油泵的供油量和供油正时。
但供油压力还无法独立控制。
●柴油机电控燃油喷射系统的优点1.改善低温起动性。
电子控制系统能够以最佳的程序替代驾驶员进行这种麻烦的起动操作，使柴油机低温起动更容易。
2.降低氮氧化物和烟度的排放。
采用柴油机电控技术，可精确地将喷油量控制在不超过冒烟界限的适当范围内，同时根据发动机工况调节喷油时刻，从而有效地抑制排烟。
3.提高发动机运转稳定性。
4.提高发动机的动力性和经济性。
采用柴油机电控系统，无论负荷怎样增减，都能保证发动机怠速工况下以最低的转速稳定运转，有利于提高其经济性。
5.控制涡轮增压。
柴油机电控系统中，ECU根据传感器信号精确计算喷油量和喷油正时。
从而提高发动机的动力性和经济性。
采用电子控制技术可以对增压装置进行精确的控制。
6.适应性广。
只要改变ECU的控制程序和数据，一种喷油泵就能广泛用在各种柴油机上，而且柴油机燃油喷射控制可与变速器控制、怠速控制等各种控制系统进行组合实现集中控制，有利于缩短柴油机电控系统开发周期，并降低成本，从而扩大柴油机电控系统的应用范围。
柴油机电控系统的功能1.燃油喷射控制燃油喷射控制主要包括：供（喷）油量控制、供（喷）油正时控制、供（喷）油速率控制和喷油压力控制等。
2.怠速控制柴油机的怠速控制主要包括怠速转速控制和怠速时各缸均匀性的控制。
3.进气控制柴油机的进气控制主要包括进气节流控制、可变进气涡流控制和可变配气正时控制。
4.增压控制柴油机的增压控制主要是由ECU根据柴油机转速信号、负荷信号、增压压力信号等，通过控制废气旁通阀的开度或废气喷射器的喷射角度、增压器涡轮废气进口截面大小等措施，实现对废气涡增压器工作状态和增压压力的控制，以改善柴油机的扭矩特性，提高加速性能，降低排放和噪声。
5.排放控制柴油机的排放控制主要是废气再循环（EGR）控制。
ECU主要根据柴油机转速和负荷信号，按内存程序控制EGR阀开度，以调节EGR率。
6.起动控制柴油机起动控制主要包括供（喷）油量控制、供（喷）油正时控制和预热装置控制，其中供（喷）油量控制和供（喷）油正时控制与其他工况相同。
7.巡航控制带有巡航控制功能的柴油机电控系统，当通过巡航控制开关选定巡航控制模式后，ECU即可根据车速信号等自动维持汽车以一定车速行驶。
8.故障自诊断和失效保护柴油机电控系统中也包含故障自诊断和失效保护两个子系统。
柴油机电控系统出现故障时，自诊断系统将点亮仪表盘上的“故障指示灯”，提醒驾驶员注意，并储存故障码，检修时可通过一定的操作程序调取故障码等信息；同时失效保护系统启动相应保护程序，使柴油能够继续保持运转或强制熄火。
9.柴油机与自动变速器的综合控制在装用电控自动变速器的柴油车上，将柴油机控制ECU和自动变速器控制ECU合为一体，实现柴油机与自动变速器的综合控制，以改善汽车的变速性能。
●柴油机电控燃油喷射系统的组成柴油机电控燃油喷射系统除了控制喷油量外，对喷油正时和喷油的压力都有很高的要求。
（柴油机电控燃油喷射系统的喷油压力较高约19.6MPa）各种柴油电控系统的区别在于控制功能、传感器的数量和类型、执行元件的类型、ECU控制软件、主要电控元件的结构原理和安装位置，基本组成与其他电子控制系统一致，也由传感器——ECU——执行元件三部分组成。
1.传感器（1）加速踏板位置传感器（2）反馈信号传感器（3）燃油温度传感器（4）其他传感器和信号开关2.柴油机控制ECU根据各传感器输入信号和内存程序，计算出供（喷）油量和供（喷）油开始时刻，并向执行元件发出执令信号。
3.执行元件执行ECU的指令，调节柴油机的供（喷）油量和供（喷）油正时。
柴油机供（喷）油量控制一、位置控制方式柴油机供（喷）油量的控制方法随供给系统的类型而异。
第一代柴油机电控燃油喷射系统主要以电控直列柱塞泵或电控转子分配泵为特征。
1.直列柱塞泵的供油量控制“位置控制”的直列柱塞泵供油量控制装置一般采用占空比控制型电磁阀（简称占空比电磁阀）式或直流电动机式电子调速器。
2.转子分配泵的供油量控制“位置控制”的转子分配泵供油量控制装置，一般采用转子式或占空比电磁阀式电子调速器。
第一代位置控制系统位置控制系统不仅保留了传统的泵－管－嘴系统，还保留了原喷油泵中的齿条、滑套、柱塞上的斜槽等控制油量的机械传动机构，只是对齿条或者滑套的运动位置予以电子控制。
日本Denso公司的ECD－V1，德国Bosch公司的EDC和日本Zexel公司的COVEC等都属于位置控制的电控分配泵系统。
日本Zexel公司的COPEC，德国Bosch公司的EDR系统和美国Caterpillar公司的PEEC系统等都属于位置控制的电控直列泵系统。
二、时间控制方式供油量的“位置控制”特点是用模拟量来控制执行元件工作，通过对喷油泵油量控制机构的定位来得到所需的供油量。
不论采用何种类型的电子调速器，总是需要由部分机械装置来完成对喷油泵供油量的调节，也会降低控制精度和响应速度。
所以继供油量“位置控制”之后出现了“时间控制”。
1.转子分配泵的供油量控制在回油通道中安装一个有ECU控制的高速电磁阀来控制回油通道的开闭，也就实现供油量的“时间控制”。
“时间控制”的转子分配泵取消了油量控制滑套和泵油柱塞上的回油槽（或孔）。
2.P-T喷油器的供油量控制取消了原P-T燃油系统中结构复杂的调速器和喷油器中的计量装置，使燃油供给系统大为简化。
高速电磁阀关闭的时刻即是喷油开始时刻，高速电磁阀关闭的持续时间决定了喷油量。
第二代时间控制系统时间控制系统是用高速强力电磁阀直接控制高压燃油，一般情况下，电磁阀关闭，开始喷油；电磁阀打开，喷油结束。
喷油始点取决于电磁阀关闭时刻，喷油量取决于电磁阀关闭的持续时间。
传统喷油泵中的齿条、滑套、柱塞上的斜槽和提前期等全部取消，对喷射定时和喷射油量控制的自由度更大。
日本Zexel公司的Model-1电控分配泵，美国Detroit公司的DDEC电控泵喷嘴、德国Bosch公司的EUP13电控单体泵都属于时间控制系统。
我国专家欧阳明高和丹麦Sorenson 研制的“泵－管－阀－嘴（Pump/Pipe/Valve/Injector－PPVI）”电控燃油喷射系统也属于第二代电控喷射系统。
三、时间－压力控制方式第二代柴油机电控燃油喷射系统中最典型的是电控共轨式燃油喷射系统。
在电控共轨式燃油喷射系统中，对喷油量的控制采用“时间－压力控制”或“压力控制”，用的最多的是“时间－压力控制”方式。
在该系统中，ECU控制供油压力调节阀使喷油器的喷油压差保持不变，再通过控制三通电磁阀工作实现喷油量和喷油正时的控制。
电磁阀通电开始时刻决定了喷油的开始时刻，其通电时间决定喷油量。
四、压力控制方式在后期开发的柴油机电控共轨式燃油喷射系统中，为降低对供油压力的要求，喷油量的控制采用控制喷油压力的方法实现，即喷油量的“压力控制”方式。
喷油器喷孔尺寸一定，喷油时间一定，控制喷油压力即可控制喷油量；而在增压活塞和柱塞尺寸一定时，喷油压力（即增压压力）取决于共轨中的油压，共轨中的油压是由ECU根据各种传感器信号通过燃油压力调节阀来控制的，所以将此种喷油量控制方式称为“压力控制”方式。
在系统中，ECU根据实际的共轨压力信号对共轨压力进行闭环控制。
第三代共轨电控喷射系统共轨式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。
高压共轨系统被世界内燃机行业公认为20世纪三大突破之一，将成为21世纪柴油机燃油系统的主流。
德国Bosch公司、日本Denso公司和英国Lucas公司都研制出了电控高压共轨系统，并开始小批量向市场供货。
德国戴姆勒•奔驰公司利用Bosch公司的技术首先在世界范围内推出了采用新型高压共轨燃油喷射系统的4气门直喷式柴油机，并用于A、C级轿车上。
日本Hino公司利用Denso公司的技术在新型K13C型柴油发动机和J系列柴油发动机上均采用了高压共轨系统，日本Mitsubishi公司也利用Denso公司的技术在重型柴油发动机上应用了高压共轨系统。
第三代共轨电控喷射系统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。
其主要特点可以概括如下：1.共轨腔内的高压直接用于喷射，可以省去喷油器内的增压机构；而且共轨腔内是持续高压，高压油泵所需的驱动力矩比传统油泵小得多。
2.通过高压油泵上的压力调节电磁阀，可以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。
3.通过喷油器上的电磁阀控制喷射定时，喷射油量以及喷射速率，还可以灵活调节不同工况下预喷射和后喷射的喷射油量以及与主喷射的间隔。
第三代共轨电控喷射系统的典型系统高压共轨系统由五个部分组成，即高压油泵、共轨腔及高压油管、喷油器、电控单元、各类传感器和执行器。
供油泵从油箱将燃油泵入高压油泵的进油口，由发动机驱动的高压油泵将燃油增压后送入共轨腔内，再由电磁阀控制各缸喷油器在相应时刻喷油。
第三代共轨电控喷射系统的喷射系统预喷射在主喷射之前，将小部分燃油喷入气缸，在缸内发生预混合或者部分燃烧，缩短主喷射的着火延迟期。
这样缸内压力升高率和峰值压力都会下降，发动机工作比较缓和，同时缸内温度降低使得NOX排放减小。
预喷射还可以降低失火的可能性，改善高压共轨系统的冷起动性能。
主喷射初期降低喷射速率，也可以减少着火延迟期内喷入气缸内的油量。
提高主喷射中期的喷射速率，可以缩短喷射时间从而缩短缓燃期，使燃烧在发动机更有效的曲轴转角范围内完成，提高输出功率，减少燃油消耗，降低碳烟排放。