機械部2013年1月1.1現代柴油發動機技術發展概述一、柴油機電控技術的發展為了改善柴油機運轉性能和降低燃油消耗率，同時也為了適應嚴格的柴油機排放標準的需要，從20世紀80年代初期開始，各種電控柴油噴射系統相繼問世。柴油機電控技術發展經歷的三個階段：（1）位置控制（2）時間控制（3）時間-壓力控制第一代柴油機電控技術——位置控制方式1、結構特點位置控制方式不僅保留了傳統的泵-管-嘴系統，還保留了原噴油泵中的齒條、滑套、柱塞上的斜槽等控制油量的機械傳動機構，只是對齒條或者滑套的運動位置予以電子控制。2、應用在直列柱塞泵上實施位置控制的有：（1）日本電裝公司的ECD-P1、ECD-P2、ECD-P3系統。（2）德國波許公司的EDR系統。（3）美國的PEEC系統等。在分配泵上實施位置控制的有：（1）日本電裝公司的ECD-V1系統。（2）德國波許的EDC系統。（3）美國的PCF系統等。3ECD-V1系統的組成

3、性能特點優點：結構不需改動，生產繼承性好，便于對現有柴油機進行升級換代。缺點：系統響應慢、控制頻率低、控制自由度小、控制精度不夠高，噴油壓力無法獨立控制。第二代柴油機電控技術——時間控制方式1、結構特點基本保留了傳統燃油供給系統的組成和結構，通過高速電磁閥直接控制高壓燃油的適時噴射。一般情況下，電磁閥關閉，執行噴油；電磁閥打開，噴油結束。因此可實現供油量控制，又可實現供油正時的控制。2、性能特點優點：控制自由度更大，供油加壓與供油調節在結構上相互獨立，使噴油泵結構得以簡化，強度得到提高。高壓噴油能力大大加強。缺點：供油壓力無法控制。3、應用在分配泵上實施時間控制的有：（1）日本電裝公司的ECD-V3、ECD-V4系統。（2）美國Stanadyne公司的DS系統和RS系統。（3）日本豐田公司的ECD-2系統。電控泵噴嘴系統有：德國波許公司的PDE27/PDE28系統。第三代代柴油油機電電控技技術——時間-壓力控控制方方式1、結構構特點點基本改改變了了傳統統燃油油供給給系統統的組組成和和結構構，主主要以以電控共共軌（各缸缸噴油油器共共用一一個高高壓油油管））式噴噴油系系統為為特征征，直直接對對噴油油器的的噴油量量、噴噴油正正時、、噴油油速率率和噴噴油規規律、、噴油油壓力力等進行行時間間-壓力控控制。。油壓油油泵并并不直接控控制噴噴油，，而僅僅僅向向共軌軌供油油以維維持所所需的的共軌軌壓力力，并并通過過連續續調節節共軌軌壓力力來控控制噴噴射壓壓力。。2、性能特點點優點：可實現高壓壓噴射（最最高達200Mpa），噴射壓壓力獨立于于發動機轉轉速，可實實現理想噴噴油規律，，具有良好好的噴射特特性。電控高壓共共軌噴射系系統是柴油油機燃油系系統的一個個發展方向向，目前在在卡車和轎轎車柴油機機上得到廣廣泛應用，，發展速度度很快。3、應用國外典型共共軌噴射系系統：（1）日本電裝裝公司的ECD-U2系統。（2）美國BKM公司的servojet系統。（3）美國Caterpiller公司的HEUI系統。BOSCH電控高壓共軌安裝示意圖二、柴油機機電控燃油油噴射系統統的優點（1）改善低溫溫起動性。。（2）降低氮氧氧化物和煙煙度的排放放。（3）提高發動動機運轉穩穩定性。（4）提高發動動機的動力力性和經濟濟性。（5）控制渦輪輪增壓。（6）適應性廣廣。三、柴油機機電控系統統的功能（1）燃油噴射射控制（2）怠速控制制（3）進氣控制制（4）增壓控制制（5）排放控制制（6）起動控制制（7）巡航控制制（8）故障自診診斷和失效效保護（9）柴油機與與自動變速速器的綜合合控制1、燃油噴射射控制（1）供（噴））油量控制制：在起動、怠怠速、正常常運行等各各種工況下下，ECU根據發動機機轉速信號號、負荷信信號和內存存控制模型型來確定基基本供油量量，再根據據冷卻液溫溫度信號、、進氣溫度度信號、起起動開關信信號、空調調開關信號號、反饋信信號等對供供油量進行行修正。（2）供（噴））油正時控控制：ECU根據發動機機轉速信號號、負荷信信號和內存存的控制模模型來確定定基本供油油量，再根根據反饋信信號進行修修正。（3）供（噴））油速率和和供（噴））油規律的的控制：ECU以柴油機轉轉速信號、、負荷信號號作為主控控制信號，，按預設的的程序確定定最佳的供供油速率和和供油規律律。（4）噴油壓力力的控制：：ECU以柴油機轉轉速信號、、負荷信號號作為主控控制信號，，按預設的的程序確定定最佳的噴噴油壓力，，并對噴油油壓力進行行閉環控制制。（5）柴油機低低油壓保護護：柴油機機油油壓力過低低時，ECU根據機油壓壓力傳感器器信號減少少供油量，，降低轉速速并報警；；當機油壓壓力降到一一定值一下下時，則切切斷燃油供供給，強制制使發動機機熄火。（6）增壓器工工作保護：：ECU根據增壓壓壓力信號適適當調節供供油量，并并在增壓壓壓力過高或或過低時報報警。2、怠速控制制：主要包括怠怠速轉速的的控制和怠怠速時各缸缸均勻性的的控制。3、進氣控制制：主要包括進進氣節流控控制、可變變進氣渦流流控制和可可變配氣正正時控制。。4、增壓控制制：柴油機的增增壓控制主主要是由ECU根據柴油機機轉速信號號、負荷信信號、增壓壓壓力信號號等，通過過控制廢氣氣旁通閥的的開度或廢廢氣噴射器器的噴射角角度、增壓壓器渦輪廢廢氣進口截截面大小等等措施，實實現對廢氣氣渦輪增壓壓器工作狀狀態和增壓壓壓力的控控制，以改改善柴油機機的扭矩特特性，提高高加速性能能，降低排排放和噪聲聲。5、排放控制制：柴油機的排排放控制主主要是廢氣氣再循環（（EGR）控制。ECU主要根據柴柴油機轉速速和負荷信信號，按內內存程序控控制EGR閥開度，以以調節EGR率。6、起動控制制：柴油機起動動控制主要要包括供（（噴）油量量控制、供供（噴）油油正時控制制和預熱裝裝置控制，，其中供（（噴）油量量控制和供供（噴）油油正時控制制與其他工工況相同。。7、巡航控制制：帶有巡航控控制功能的的柴油機電電控系統，，當通過巡巡航控制開開關選定巡巡航控制模模式后，ECU即可根據車車速信號等等自動維持持汽車以一一定車速行行駛。8、故障自診診斷和失效效保護：：柴油機電控控系統中也也包含故障障自診斷和和失效保護護兩個子系系統。柴油油機電控系系統出現故故障時，自自診斷系統統將點亮儀儀表盤上的的“故故障指示燈燈”，，提醒駕駛駛員注意，，并儲存故故障碼，檢檢修時可通通過一定的的操作程序序調取故障障碼等信息息；同時失失效保護系系統啟動相相應保護程程序，使柴柴油能夠繼繼續保持運運轉或強制制熄火。9、柴油機與與自動變速速器的綜合合控制：：在裝用電控控自動變速速器的柴油油車上，將將柴油機控控制ECU和自動變速速器控制ECU合為一體，，實現柴油油機與自動動變速器的的綜合控制制，以改善善汽車的變變速性能。。四、柴油機機電控燃油油噴射系統統的組成柴油機電控控燃油噴射射系統主要要由傳感器器、ECU、執行元件件三部分組組成。各種柴油電電控系統的的區別在于于控制功能能、傳感器器的數量和和類型、執執行元件的的類型、ECU控制軟件、、主要電控控元件的結結構原理和和安裝位置置的不同。。1、傳感器用來檢測柴柴油機與汽汽車的運行行狀況，并并將檢測結結果轉換成成電信號輸輸送給ECU。（1）加速踏板板位置傳感感器：用來檢測測加速踏板板所處位置置，ECU根據此傳感感器信號間間接判斷柴柴油機的負負荷，作為為控制柴油油機噴油量量和噴油正正時的主控控制信號。。有電位計計式和差動動電感式兩兩種類型。。（2）反饋信號號傳感器：閉環控制制系統中用用來檢測控控制系統執執行元件實實際位置的的傳感器。。主要包括括負荷傳感感器和正時時傳感器兩兩大類。（3）燃油溫度度傳感器：ECU根據此傳感感器信號對對噴油量進進行修正。。一般采用用熱敏電阻阻式，其結結構原理與與進氣溫度度傳感器基基本相同。。（4）其他傳感感器和信號號開關：包括發動動機轉速傳傳感器、車車速傳感器器、冷卻液液溫度傳感感器、制動動開關、空空調開關、、點火開關關等。其功功用、結構構和工作原原理與汽油油機電控系系統基本相相同。2、柴油機控控制ECU根據各傳感感器輸入信信號和內存存程序，計計算出供（（噴）油量量和供（噴噴）油開始始時刻，并并向執行元元件發出執執令信號。。3.執行元件執行ECU的指令，調調節柴油機機的供（噴噴）油量和和供（噴））油正時。。五、柴油機機供（噴））油量控制制（一）位置置控制方式式位置控制方方式不僅保保留了傳統統的泵－管管－嘴系統統，還保留留了原噴油油泵中的齒齒條、滑套套、柱塞上上的斜槽等等控制油量量的機械傳傳動機構，，只是對齒齒條或者滑滑套的運動動位置予以以電子控制制。1、直列柱塞塞泵的供油油量控制位置控制的的直列柱塞塞泵供油量量控制裝置置一般采用用占空比控控制型電磁磁閥（簡稱稱占空比電電磁閥）式式或直流電電動機式電電子調速器器。占空比控制制型電磁閥閥電子調速速器的結構構如圖所示示，安裝在在原噴油泵泵供油齒條條（或供油油拉桿、供供油角板））的一端，，電磁閥中中的鐵心與與噴油泵的的供油齒條條連成一體體。柱塞泵供油油量“位置控制”系統2、轉子分配配泵的供油油量控制位置控制的的轉子分配配泵供油量量控制裝置置，一般采采用轉子式式或占空比比電磁閥式式電子調速速器。ECU通過控制流流經線圈的的電流方向向來控制轉轉子軸的轉轉動方向，，通過控制制通電占空空比來控制制轉子軸轉轉動的角度度。通過滑滑套位置傳傳感器的反反饋信號，，得到滑套套的實際位位置，以此此進行反饋饋控制。（二）時間間控制方式式供油量的位位置控制特特點是用模擬量量來控制執執行元件工工作，通過過對噴油泵泵油量控制制機構的定定位來得到到所需的供供油量。不不論采用何何種類型的的電子調速速器，總是是需要由部部分機械裝裝置來完成成對噴油泵泵供油量的的調節，也也會降低控控制精度和和響應速度度。所以繼繼供油量““位置控制制”之后出出現了“時時間控制””。時間控制方方式是用高速強強力電磁閥閥直接控制制高壓燃油油，一般情情況下，電磁閥關閉閉，開始噴噴油；電磁磁閥打開，，噴油結束束。噴油始點取取決于電磁磁閥關閉時時刻，噴油油量取決于于電磁閥關關閉的持續續時間。傳傳統噴油泵泵中的齒條條、滑套、、柱塞上的的斜槽和提提前期等全全部取消，，對噴射定定時和噴射射油量控制制的自由度度更大。1、轉子分配配泵的供油油量控制在回油通道道中安裝一一個有ECU控制的高速速電磁閥來來控制回油油通道的開開閉，也就就實現供油油量的“時時間控制””。“時間控制制”的轉子子分配泵取取消了油量量控制滑套套和泵油柱柱塞上的回回油槽（或或孔）。2、P-T噴油器的供供油量控制制取消了原P－T燃油系統中中結構復雜雜的調速器器和噴油器器中的計量量裝置，使使燃油供給給系統大為為簡化。高速電磁閥閥關閉的時時刻即是噴噴油開始時時刻，高速速電磁閥關關閉的持續續時間決定定了噴油量量。（三）時間間－壓力控控制方式第二代柴油油機電控燃燃油噴射系系統中最典典型的是電電控共軌式式燃油噴射射系統。在在電控共軌軌式燃油噴噴射系統中中，對噴油油量的控制制采用“時時間－壓力力控制”或或“壓力控控制”，用用的最多的的是“時間間－壓力控控制”方式式。在該系統中中，ECU控制供油壓壓力調節閥閥使噴油器器的噴油壓壓差保持不不變，再通通過控制三三通電磁閥閥工作實現現噴油量和和噴油正時時的控制。。電磁閥通通電開始時時刻決定了了噴油的開開始時刻，，其通電時時間決定噴噴油量。電控共軌式式燃油噴射射系統電控共軌式式燃油噴射射系統噴油量“時間－壓力力控制”系統六、柴油機機供（噴））油正時控控制傳統柴油機機供給系統統中，都是是采用機械械離心式或或液壓式供供油提前角角自動調節節器來控制制噴油泵的的供油正時時，間接實實現對噴油油器噴油正正時的調節節。在柴油機電電控燃油噴噴射系統中中，一般都都是由ECU根據柴油機機轉速、負負荷等傳感感器信號對對供（噴））油正時進進行控制。。注意點：在第二代柴柴油機電控控燃油噴射射系統和部部分采用““時間控制制”供（噴噴）油量的的第一代柴柴油機電控控燃油噴射射系統中，，取消了傳傳統的供（（噴）油提提前角自動動調節器，，采用由ECU控制的高速速電磁閥控控制供（噴噴）油的開開始時刻（（即正時）），并增加加供（噴））油正時傳傳感器，實實現了供（（噴）油正正時的閉環環控制。1、直列柱塞泵泵供油正時時電控系統統直列柱塞泵泵供油正時時電控系統統由正時控控制器、電電磁閥、柴柴油機轉速速傳感器、、正時傳感感器和ECU等組成。工作原理：：兩個電磁閥閥分別安裝裝在正時控控制器進、、回油路中中，控制正正時控制器器工作的液液壓油來自自柴油機潤潤滑系。正正時控制器器安裝在噴噴油泵驅動動軸與凸輪輪軸之間，，受液壓控控制的正時時控制器可可使噴油泵泵凸輪軸相相對驅動軸軸在一定范范圍內轉動動。柴油機機轉速傳感感器安裝在在噴油泵驅驅動軸上，，ECU主要根據柴柴油機轉速速和負荷傳傳感器信號號確定基本本供油提前前角，再根據冷卻卻液溫度等等傳感器信信號進行修修正，并通通過兩個電電磁閥控制制正時控制制器工作，，來實現對對噴油泵供供油正時的的控制。正正時傳感器器安裝在噴噴油泵凸輪輪軸上，用用來檢測凸凸輪軸的位位置和轉角角，ECU根據正時傳傳感器信號號判斷實際際的供油正正時，并對對供油正時時進行閉環環控制。2、轉子分配泵泵供油正時時電控系統統工作原理：：在第一代代柴油機電電控燃油噴噴射系統中中，轉子分分配泵供油油正時的控控制通常是是在原供油油提前角自自動調節器器活塞兩側側油腔之間間增加一條條液壓通道道，并由ECU通過電磁閥閥控制該液液壓通道來來實現。ECU主要根據柴柴油機轉速速和負荷傳傳感器信號號確定基本本供油提前前角，再根根據冷卻液液溫度等傳傳感器信號號進行修正正，并通過過電磁閥控控制正時活活塞左右兩兩側油腔內內的燃油壓壓力差，以以改變正時時活塞的位位置；正時時活塞左右右移動時，，通過傳動動銷帶動轉轉子分配泵泵內的滾輪輪架轉動，，從而改變變噴油泵的的供油正時時。399、靜夜四無無鄰，荒居居舊業貧。。。12月-2212月-22Sunday,December25,202210、雨中黃葉樹樹，燈下白頭頭人。。07:56:0507:56:0507:5612/25/20227:56:05AM11、以我獨沈久久，愧君相見見頻。。12月-2207:56:0507:56Dec-2225-Dec-2212、故人江海別別，幾度隔山山川。。07:56:0507:56:0507:56Sunday,December25,202213、乍見見翻疑疑夢，，相悲悲各問問年。。。12月月-2212月月-2207:56:0507:56:05December25,202214、他鄉鄉生白白發，，舊國國見青青山。。。25十十二二月20227:56:05上上午07:56:0512月月-2215、比不不了得得就不不比，，得不不到的的就不不要。。。。十二月月227:56上上午午12月-2207:56December25,202216、行動出出成果，，工作出出財富。。。2022/12/257:56:0507:56:0525December202217、做前，，能夠環環視四周周；做時時，你只只能或者者最好沿沿著以腳腳為起點點的射線線向前。。。7:56:05上午午7:56上午午07:56:0512月-229、沒有失敗，，只有暫時停停止成功！。。12月-2212月-22Sunday,December25,202210、很多事情努努力了未必有有結果，但是是不努力卻什什么改變也沒沒有。。07:56:0507:56:0507:5612/25/20227:56:05AM11、成功就是是日復一日日那一點點點小小努力力的積累。。。12月-2207:56:0507:56Dec-2225-Dec-2212、世間成事事，不求其其絕對圓滿滿，留一份份不足，可可得無限完完美。。07:56:0507:56:0507:56Sunday,December25,202213、不知香積寺寺，數里入云云峰。。12月-2212月-2207:56:0507:56:05December25,202214、意志堅強的的人能把世界界放在手中像像泥塊一樣任任意揉捏。25十二月月20227:56:05上午07:56:0512月-2215、楚塞三湘接接，荊門九派派通。。。十二月227:56上上午12月-2207:56December25,202216、少年十五二二十時，步行行奪得胡馬騎騎。。2022/12/257:56:0507:56:05