电控发动机基础知识介绍

实现对发动机运行工况的实时高精 度控制
电控系统是由微机对各种运行参数和控制信息进行 监测和处理，而微机对信息的处理速度一般为毫秒级， 其响应速度远高于机械控制装置，因此一旦发动机及其 系统的运行参数或状态偏离目标值，电控系统就能立即 进行调节和控制，从而实现对发动机运行工况的实时高
精度控制。
电控系统具有较强的适应性
• 精确地控制喷油提前角，并始终保持在最佳值
• 使柴油机动力性、经济性最好、排放最小的喷油提前角称 为最佳喷油提前角。
• 最佳喷油提前角受转速、负荷、冷却水温度、燃油温度、 进气温度及压力等多种因素的影响。电控系统能在不同的 工况及工作条件下精确地控制喷油提前角，并始终保持在 最佳值
• 对供油量进行精确地控制
发动机电控系统的应用背景
• 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。
发动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
动机的成本将降低
发动机采用电控系统的优势
提高发动机的经济性和降低排放
起动预控制
冷起动性差是柴油机的固有缺点，在不同的起动条件 下，电控系统通过控制起动预热装置的通电时间，以改 善发动机的低温起动性能，并使发动机低温怠速运转保 持稳定。
故障自诊断功能及故障保护功能
在轻微故障下，电控系统能控制发动机继续工作， 即“跛行回家”功能，系统还能够自动进行故障诊断， 当电控系统中出现故障或监测到的某些重要参数出现异 常时，系统能够自动报警显示，以方便维修。
发动机电控基础介绍
主要内容：
• 发动机电子控制介绍 • 发动机采用电控系统的优势 • 发动机电控系统的主要控制内容及
组成 • 康明斯电路图 • 康明斯电控系统线束与插头
发动机电子控制介绍
发动机电控系统概述
和传统机械控制的发动机相比，电控发动机通 过一个中央电子控制模块（ECM）来控制和协调发 动机的工作，ECM就像人的大脑一样，通过各种传 感器和开关实时监测发动机的各种运行参数和操作 者的控制指令，经过计算后发出命令给相应的执行 元件，如喷油器等，实现对发动机的优化控制。控 制系统通过精确控制喷油时刻和喷油量，以达到降 低排放和提高燃油经济性的目的。
除控制喷油时刻和喷油量外，控制内容还包括：
怠速控制
怠速运转时，由于发电机、空调压缩机、动力转向液 压油泵等装置工作状态的变化将引起发动机负荷的变化， 从而导致转速的变化，控制系统将通过反馈控制系统控 制供油量，把怠速控制在所设定的目标转速值上。
各缸喷油量不均匀的修正(怠速颤振 控制)
在多缸柴油机工作时，即使喷油量控制指令值一定， 但由于各缸喷油泵的性能差异将导致各缸的喷油量的差 异，从而引起转速的波动，即所谓怠速颤振。柴油机电 控系统通过各缸在作功冲程时的曲轴转速变化判断各缸 喷油量的差异，及时修正各缸的喷油量，以降低柴油机 转速的波动。
• SCR系统利用一个非常精确的加料器，将液体尿素喷射 到催化器上游的排气系统中。尿素加料器喷出的尿素量 根据排气温度和检测到的氮氧化物含量等参数由ECM进 行控制。
增压控制
• 通过电控系统可以控制增压压力和进气量、空燃比。 • 带VGT（可变截面涡轮增压器）的发动机，电控系统通
过控制涡轮增压器喷嘴环的开度，使发动机在低于额定 功率的情况下改善低速扭矩性能。
对于不同用途、不同机型，电子控制系统具有较强 的适应性。对于各种不同的发动机，只要通过改变电子 控制模块ECM中的软件程序，就能实现改型匹配。
发动机电控系统的主要控制 内容及组成
发动机电控系统的控制内容
Hale Waihona Puke BaiduECM处在整个发动机控制系统的核心位置。各种 输入设备，包括传感器、开关和油门踏板向ECM提 供各种信息，ECM通过这些信息来判断发动机当前 的工况和操作者的指令。输出设备为执行元件，它 们执行ECM通过计算得出的各种控制指令。在所有 的执行元件中，最重要的执行元件是实现喷油量控 制和喷油时刻控制的元件。在不同的燃油系统中， 实现喷油量和喷油时刻控制的元件各有不同。比如 共轨系统中实现喷油量和喷油时刻控制的是喷油器 中的电磁阀。
• 对于一些对发动机可靠性影响很大的重要参数，系统提供双 重或多重保护，以避免发生重大事故
• 具备诊断和支撑功能
• 系统自诊断功能，电控系统中的某点出现故障或检测到的某 些重要参数出现异常，系统马上报警显示。
• 保证当发动机在某些非关键部位或环节出现故障时能在准正 常状态下运转，即所谓的失效保护和备用功能
• 电控系统还必须对供油量进行精确的控制，并能在不同工 况及工作条件下对供油量进行校正补偿
• 对柴油机来讲还要对喷油压力进行精确的控制。以上两点 是传统的机械供油系统很难做到的
提高发动机工作的可靠性
• 随时监测影响发动机工作可靠性的参数
• 一旦某一项或几项参数异常，超出设定值，系统能够控制相 应的执行器进行相应的调整，直至有关参数或状态正常为止
巡航控制
巡航系统是一种自动恒速系统，在高速公路长时间 行驶时，电子自动行驶装置将给驾驶员带来很大的方便， 根据汽车行驶助力的变化，自动地增减供油量，使行驶 速度始终保持恒定，以提高经济性和安全性。
发动机电控系统的组成
电子控制系统是由信号输入装置、电子控 制模块(ECM)和执行输出装置三部分组成。
排气再循环（EGR）
将发动机排出的废气再引入到进气系统内，能有效 降低燃烧温度，从而减少NOx排放量。电控系统控制参 与再循环的排气量，即控制EGR率使发动机在燃油经济 性和排放之间取得平衡。
选择性催化还原系统（SCR）控制
• SCR 系统按照选择性催化还原的原理工作。系统将发动 机排气产生的氮氧化物转化成氮气和水。