柴油机电子控制系统和原理

三、怠速控制
由于发电机、空调动力转向等辅助装 置工作状态的变化引起柴油机负荷变化导致 发动机转速变化。
柴油机控制系统通过反馈控制系统控 制怠速喷油量，使怠速控制在目标转速。
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四、各缸喷油量不均匀修正
由于各缸喷油泵的性能差异导致各缸喷油 量的差异，引起发动机转速波动即所谓：怠速 颤振。
结构：分配泵凸轮滚环→液压正时活塞→电磁阀控制（燃 油反馈压力） 电磁阀←控制单元←转速、冷却水温、总供油量由电控单 元贮存的最佳供油提前角发出指令。
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2、闭环控制
电控单元根据喷油传感器着火正时传感器反馈 信号通过电磁阀控制正时活塞达到最佳正时供 油提前角。
二、喷油正时控制
喷油正时是由发动机转速和加速踏板位置决 定的，并由冷却液温度、进气温度、进气压力等信 号进行修正。
通过着火正时传感器检测实际燃烧开始时刻 实现对喷油正时的闭环控制。
排除燃油十六烷值、大气条件变化引起喷油 正时差异，实现对喷油正时的最佳控制。
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3、开环—闭环综合控制
电控单元把开环—闭环综合起来，调 整实际喷油正时出现误差。进行误差补 偿。通常在相邻两次喷油间就能达到调 整点。
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柴油机电子控制的组成及工作原理
1、提高柴油机的经济性降低排放污染
确定最佳喷油提前角，和精确的喷油 量。发动机转速、负荷、冷却水温、进气 温度、燃油温度、压力等。
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1、喷油量控制
溢流控制 电磁铁使பைடு நூலகம்制 杆移动控制溢 流环的位置来 实现。流入定 子线圈的电流 在0.4-0.9A变化。
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2、喷油提前角
正时控制电磁阀，控制正时来完成控制高低 压室的柴油压力差来实现。
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调节活塞位置 传感器G149
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油量调节 器N146
燃油温度传感器G81
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供油提前角自动调节机构
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供油提前角调 节阀 N108
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凸轮偏转带动法兰偏转一 定
角度实现喷油提前调节。
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2、电子控制分配式喷油泵
组成：
输入信号：加速踏板位置传感器、转速传感器、 水温感器、燃油温度传感器、起动开关
反馈信号：套筒位置传感器
电控单元分析处理计算发出喷油量及喷油提前角参数命令。
执行元件电动调速器时间控制器接受ECU指令精确控制喷 油量和喷油提前角。
电控系统通过作工冲程时的曲轴转速变化 判断各缸喷油量的差异。
利用电磁溢流阀快速响应，及时修正各缸 的喷油量来降低发动机转速波动，按各缸转速 无波动偏差来控制各缸喷油量。
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五、排气再循环控制
减少排气中的NOX排放量，与汽油机电 控系统相同。
六、进气节流控制
系统通过控制节气门的开度，控制进气量， 降低怠速时的振动和噪声，停车时系统关闭节 气门中断进气，减轻发动机的振动。
十、故障自诊断及故障保护功能
此项与汽油机电控系统的故障自诊断失效保护功能 基本相同。
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三、柴油机电了控制系统的控制方式
控制方式可分为三大类： 1、开环控制、 2、闭环控制、 3、开环—闭环综合控制
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1、开环控制
特点：用电子控制装置取代喷油提前调节装置。
油量的增减控制。
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2、喷油提前角控制
ECU控制电磁阀来控制发动机机油 泵进入时间控制器的油压，使时间控制器 动作改变喷油泵凸轮轴与油泵驱动轴曲轴 相对位置来实现的。
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电磁阀结构双组式
P孔道发动机主油道进入电 磁阀
R孔道回流通道，一部分机 油流回发动机油底壳。
是由ECU控制电动
调速器中的控制套筒的
位置来实现增减喷油量。
转子式电磁执行器和油
量控制机构组成
工作原理：
非对称磁极芯上绕有线圈ECU根据有关输入信号可 通过改变占空比的方法控制流入线圈电流大小使转子在060%范围内旋转，通过转子轴端偏心安装的滚珠改变控制 套筒的位置来实现喷油量的增减控制，转子上端有控制套 筒位置传感器用以向ECU反馈喷油量的变化情况。
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柴油机电子控制系统
----杨忠颇
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一、柴油机电子控制技术的发展状况
国际上受日益严格的排放法规限止，目前 柴油机电子控制技术在国外达到60%--90%
优点：改善柴油机动力性、经济性、降低排放 和噪音。
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柴油机轿车用电子控制VE型喷油泵 （COVEC-I）日本五十铃公司4FB1柴油机 电子控制系统（1-TEC）
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电动调速器的构成
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电动调速器剖面原理
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3、怠速控制
空调、发电机、动力转向、P/N档开关、引起发动 机负荷变化，电控单元仍控制在目标稳定怠速同时反馈控 制方式控制怠速喷油量
A孔道控制油压流入时间控 制器。
ECU控制电磁阀调节R孔 的回流量从而控制控制A通往 时间控制器的油压控制调节活 塞位置来实现喷油提前调节。
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时间控制器结构
组成：缸筒、活塞、 大小凸轮、法兰园盘
受电磁阀控制的油 压大小、活塞位置发生改 变通过活塞上的销带动
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ECD-Ⅰ型柴油机电子控制系统
输入信号：转速传感器、加速踏板位置、水温、进 气温度、进气压力、发动机开关、空调、P/N档开 关。
反馈信号：溢流环位置、正时活塞位置
控制喷油量的执行器：溢流控制电磁铁、喷油提前 正时控制阀、进气节流阀、废气再循环、真空控制 阀。
五十铃4FB1-TEC丰田公司的2L-THE柴油机ECD-Ⅰ 型、ECD-Ⅱ均采用这种喷油正时控制方式。
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ECD-Ⅱ型柴油机电子控系统
1、喷油量
只有燃油特征修正、低温起动修正、急减速修正。
2、喷油提前角
对负荷、转速、温度、压力、修正、实际燃烧开始 时间修正、减小燃油十六烷值和大气条件变化的影响。
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本田2L-THE型柴油机电子控制系统ECD
有ECD-Ⅰ型和ECD-Ⅱ两种。
ECD-Ⅰ型仍保留一部分机械控制机构只是喷油量及 喷油提前角采用电子控制方式喷油量是采用电磁铁 控制杆移动溢流环的位置来实现的。
ECD-Ⅱ型在喷油量的控制方式有根本改变它是通过 ECU控制电磁溢流阀、定时开关溢流通路实现控制 喷油量的同时采用了着火正时传感器检测柴油混合 气开始燃烧时刻更精确的控制喷油提前角。
2、提高发动机工作可靠性
防止齿条卡死“飞车”减油复位同时 迅速切断高压泵时油，关闭进气通道。
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3、对柴油机运行工况进行实际高精度控制
微机对各种运行参数信息，进行监测处 理迅速调节控制。实现柴油机运行工况实时 高精度控制。
4、较强的适应性
对于不同用途不同机型的柴油机，柴油 机电子控制系统应有较强的适应性。主要是 电控单元EPROM的软件程序调整产品匹配适 应能力。
6、进气温度传感器 检测进气温度、修正喷油量与喷油正时。
7、进气压力传感器 检测进气压力、修正喷油量与喷油正时。
8、溢流环位置传感器 检测溢流控制电磁铁的电枢位置，以反馈控制溢 流环位置。
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9、正时活塞位置传感器
检测电子控制定时器正时活塞位置，将喷油正 时提前量信号输入ECU。
时间传感器
控制杆位置传感器（电动调速器内）
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ECU 对输入控制信号和反馈进行分析处理 计算发出相应的喷油量及喷油提前角命令
执行元件：电动调速器、电磁阀、执行精确喷油 量和喷油提前角。
1、喷油量控制
ECU 控制电动助推器
上下移动，通过联杆机构变
为控制杆水平移动，实现喷
10、控制杆位置传感器
检测电子控制柱塞式喷油泵调速器中控制杆位 置将喷射量的增减信号反馈给ECU
11、控制套筒位置传感器
检测电控分配式喷油泵调整器中控制筒位置将 喷油量增减信号反馈给ECU
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12、发动机点火开关信号、空调信号、动力转 向油压开关信号、空挡起动开关信号
一、电子控制式喷油泵 主体是普通喷油泵 电子控制调速器和喷油提前角调节器 电控式喷油泵 分：1、柱塞式、2、分配式
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1、电子控制柱塞式喷油泵
传感器：
加速踏板位置传感器
水温传感器
N-TDC传感器（转速-凸轮轴位置传感器）
起动开关、空调开关
2、实际动作反馈信号：
（基本喷油量）
• 节气门位置/加速踏板信号 （基本喷油量）
• 进气温度信号
（修正喷油量）
• 进气压力信号
（修正喷油量）
• 冷却液温度信号
（修正喷油量）
燃油特性修正、低温起动后修正、急减
速修正以适应不同工况不同工作条件变化的 需要。
通过电磁溢流阀对喷油量进行精确控制
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柴 油 机 电 控 系 统
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柴油机电子控系统组成
与汽油机一样仍然有信号输入装置、电控单元、 执行器三部分。
一、传感器信号输入
1、油门踏板位置传感器
反应发动机的负荷信号及怠速确认，主控信号。 2、转速传感器、曲轴位置传感器
提前
滚轮 传力销 压力腔
与输油泵吸 入端相通
供油提前角调 节阀 N108
弹簧 供油提前角调节油缸
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停
机
供油孔
断
油
示
意
图
燃油切断电磁阀N109 弹簧 电磁铁
压缩室
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1、喷油量控制
主控信号与加速踏板位置传感器共同决定喷油 量和喷油提前角。
3、泵角传感器
检测泵转角与曲轴位置传感器共同控制喷油量 保证喷油正时改变时不影响喷油量。
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4、着火正时传感器 检测燃烧室开始燃烧时刻修正喷油正时
5、冷却液温度传感器 控制发动机工作温度，修正喷油量与喷油正时。
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2、喷油提前角的控制
电控分配泵喷油提前角的控制由 时间控制器（定时器）控制
原理迅时控制阀受ECU控制 正时活塞高压室和低压室的中间 通路，控制通往正时活塞高压室 的油压来实现对喷油提前角的控制。
当正时控制阀线圈通电时高低压室相通正时活塞两端 压力差消失，回位弹簧作用正时活塞回位使喷油时间推迟， 反之正时控制阀断电，使喷油时间提前。
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二、柴油机电子控制系统内容及功能
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
匀修正 5．排气再循环控制
6．进气节流控制
7．增压控制
8．进气涡流强度控制
9．起动预热控制 10．故障自诊断及 故 障保护功能
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一、喷油量控制
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• 发动机转速信号
七、增压控制
电控系统控制增压压力和进气量、空燃比。
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八、进气涡流强度控制
系统通过控制进气通道的变化，以便在不同转 速负荷下更好地组织进气涡流，改善燃烧质量，提 高动力性、经济性、降低排放和污染。
九、起动预热控制
在不同的起动条件下系统通过控制起动预热塞 的通电时间改善柴油机低温起动和低温怠速运转。
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二、电子控制单元 ECU
功能与组成汽油机电控单元基本相同。
三、执行器
电动调速器、溢流控制电磁铁、电子 控制正时控制阀、电子控制正时器、电 磁溢流阀、高速电磁阀、电子液力控制 喷油器等。
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柴油机电子控制系统类型结构及工作原理