4-柴油机电控燃油喷射系统.ppt
《4-柴油机电控燃油喷射系统.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《4-柴油机电控燃油喷射系统.ppt(130页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、一、柴油机电控燃油喷射系统概述 二、直列柱塞泵电控燃油喷射系统 三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统 四、径向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统 五、泵喷嘴电控燃油喷射系统 六、单体泵电控燃油喷射系统 七、共轨式电控燃油喷射系统 八、柴油机电控燃油喷射系统传感器 九、柴油机电控燃油喷射系统主要附件 十、柴油机电控燃油喷射系统主要元件的检修,一、柴油机电控燃油喷射系统概述,1.柴油机电控技术的发展历程 20世纪80年代电控技术在柴油机上的应用,形成了现代汽车柴油机电控系统 。 20世纪90年代,电控技术在柴油机上应用日益增多,控制精度不断提高,控制功能不断扩大,提高了柴油机的竞争力。 2000年欧洲轿
2、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。,技术发展经历了三个阶段: 第一代柴油机电控系统:采用“位置控制”和“时间控制”,供(喷)油压力与传统柴油机相同,称为常规压力电控系统。以电控泵为代表。 第二代柴油机电控系统: 采用“时间-压力控制”或“压力控制”,喷油压力较高,称为高压电控系统。以共轨系统为代表的。 第三代柴油机电控系统:集“共轨”技术、“时间控制”燃油喷射技术、涡轮增压中冷技术、多气门技术 、废气再循环技术、选择性催化还原、过滤器再生技术、压电技术等于一
3、体,以压电式高压共轨系统为代表。,一、柴油机电控燃油喷射系统概述,2.柴油机与汽油机比较 对混合气浓度的控制方式不同:汽油机在理论混合气浓度附近工作,柴油机对混合气浓度没有相对固定的要求。 对喷油压力的要求不同:汽油机多点系统压力0.250.35MPa,单点系统压力0.070.10MPa,而柴油机喷油压力高达100200MPa,建立更高的喷油压力是重点和难点。 对燃烧过程的控制途径不同:汽油机通过控制点火正时和点火能量来控制,柴油机通过控制喷油正时、喷油持续时间和喷油速率来控制。 柴油喷射的电控执行器复杂:柴油机具有高压、高频、脉动等特点,而且对喷油正时的精度要求很高,这就导致了柴油喷射的电控
4、执行器要复杂得多。 柴油机电控燃油喷射系统形式多样:传统的柴油机具有结构完全不同的系统,形成了柴油喷射系统的多样化。,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 。,一、柴油机电控燃油喷射系统概述,4.柴油机电控燃油喷射系统的功能 供(喷)油量控制:ECU根据转速、加速踏板位置确定基本供(
5、喷)油量;根据水温、进气温度、起动开关、空调开关、反馈信号等对供(喷)油量进行修正。 供(喷)油正时控制:ECU根据转速、负荷信号来确定基本的供(喷)油提前角;再根据反馈信号进行修正。,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 ECU根据转速和负荷信号作为主控信号,按预设的程序确定最佳的供(喷)油速率和规律。 喷油压力的控制 ECU以转速和负荷信号作为主控信号,按预设的程序确定最佳的喷油压力,并对喷油压力进行闭环控制。 柴油机低油压保护 ECU根据机油压力传感器信号,当机油压力低时减少供油量,降低转速并报警; 当机油压力降到一定值时,切断燃油供给,强制熄火。 增压器工作
6、保护 ECU根据增压压力信号适当调节供(喷)油量,并在增压压力过高或过低时报警。,一、柴油机电控燃油喷射系统概述,5.柴油机电控燃油喷射系统的类型 第一代:采用“位置控制”或“时间控制”方式,供(喷)油压力与传统柴油机相同,又称常规压力控制系统。主要包括直列柱塞泵电控系统和分配泵电控系统。 第二代:采用“时间-压力控制”或“压力控制”方式,喷油压力高,又称高夺喷射系统。主要包括泵喷嘴电控系统和共轨系统。,二、直列柱塞泵电控燃油喷射系统,1.直列柱塞泵燃油供给系统的组成 燃油箱 输油泵 燃油滤清器 喷油泵 喷油器,燃油箱,输油泵,滤清器,喷油泵,喷油器,组成 柱塞分泵 油量调节机构 驱动机构 泵
7、体,二、直列柱塞泵电控燃油喷射系统,2.直列柱塞泵结构原理,柱塞分泵 作用 泵油 组成 柱塞偶件 出油阀偶件,2.直列柱塞泵结构原理,二、直列柱塞泵电控燃油喷射系统,柱塞分泵 作用: 泵油 组成 柱塞偶件 出油阀偶件 原理 吸油 泵油 回油,2.直列柱塞泵结构原理,二、直列柱塞泵电控燃油喷射系统,油量调节机构 作用:执行驾驶员或调速器指令,调节供油量。 类型:拨叉式、齿条式和球销角板式。,2.直列柱塞泵结构原理,二、直列柱塞泵电控燃油喷射系统,分泵驱动机构 作用:驱动柱塞泵完成供油过程。 组成:凸轮轴和滚轮体。 泵体 作用:喷油泵的基体 类型:分体式、整体式。,2.直列柱塞泵结构原理,二、直列
8、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,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。,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,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,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
9、泵油量调节拉杆左右移动 。,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 螺线管型电子调速器,1-回位弹簧 2-螺线管 3-转速传感器,电流通过螺线管时,产生一个与通电占空比成正比的电磁力,该电磁力使电枢和油量调节拉杆或齿条移动 。 电磁力与油量调节拉杆(或齿条)回位弹簧力平衡 。 改变螺线管的通电占空比即可调节油量调节拉杆(或齿条)的位置 。,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 组成:正时控制器、电磁阀、柴油机转速传感器、正时传感器和ECU等。,3-供油齿条位置传感器 4-柴油机 5-喷油泵,6-正时传感器 7-正时控制器 8-
10、转速传感器,1-转速表 2-故障指示灯,9-电磁阀,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,4.直列柱塞泵电控系统 供油正时控制系统,电磁阀控制型正时控制器,1-凸轮轴 2-液压腔 3-液压活塞 4-大偏心轮 5-小偏心轮 6-驱动轴; 7-驱动盘 8-滑块
11、销 9-滑块 10-电磁阀,驱动轴通过驱动盘、滑块、滑块销、大小偏心轮驱动凸轮轴转动 正时推迟:进油通道关、回油通道,液压腔内油压下降,回位弹簧使活塞右移,滑块和滑块销内移,安装在滑块销上的大小偏心轮转动,使凸轮轴相对驱动盘沿转动相反的方向转过一定角度。,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,步进电机型正时控制器,a)供油推迟;b)供油提前;c)控制框图 1-分泵驱动凸轮;2-弹簧;3-滑套;4-滚轮体;5-机油腔,二、直列柱塞泵电控燃油喷射系统,1.分配泵燃油供给系统的组成,三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统,1-高压油管 2-VE型转子泵 3-膜片式输
12、油泵 4、10、13-低压油管 5-双级柴油滤清器 6-积水传感器 7-油箱 8、11-回油管 12-三通接头,燃油箱,膜片式输油泵,柴油滤清器,叶片式输油泵,供油提前角自动调节器,泵腔,分配泵,喷油器,三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统,2.轴向压缩式分配泵工作原理 主要由叶片式输油泵、分配泵驱动机构、分配泵、供油提前角自动调节器、调速器等组成。,2轴向压缩式分配泵工作原理 (1)叶片式输油泵,叶片式输油泵组成,叶片式输油泵工作原理,1喷油泵轴 2弹性连接块 3调速器驱动齿轮 4垫片 5端盖 6转子 7偏心环,三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统,2轴向压缩式分配泵工作原理 (2)分配泵驱
13、动机构,三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统,1-喷油泵轴;2-滚轮架;3联轴器;4-端面凸轮;5-分配泵柱塞;,使柱塞转动的同时产生轴向移动!,2轴向压缩式分配泵工作原理 (3)分配泵 结构: 柱塞上设有4个(四缸机)均布的进油轴向槽12、1个分配孔7、1个中心油道3和1个泄油孔5。 柱塞套上均布4个与出油道8对应的出油孔。,三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统,1-进油道; 2-油量控制杠杆; 3-柱塞中心油道; 4-柱塞; 5-泄油孔; 6-油量控制滑套; 7-分配孔; 8-出油道; 9-出油阀; 10-喷油器; 11-泵腔; 12-轴向进油槽; 13-断油阀体;14-断油电磁阀,2轴向
14、压缩式分配泵工作原理 (3)分配泵 原理: 吸油、泵油、回油三过程。,三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统,吸油过程: 泄油孔5、分配孔7关闭; 柱塞4在回位弹簧作用下左移; 柴油经进油道1、轴向进油槽进入泵腔。,2轴向压缩式分配泵工作原理 (3)分配泵 原理: 吸油、泵油、回油三过程。,三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统,泵油过程: 泄油孔5、进油孔关闭; 柱塞4在端面凸轮作用下右移; 泵腔内高压柴油经分配孔7供往喷油器。,油压平衡槽15的功用:在柱塞旋转过程中分别与各出油道接通,以平衡各出油道内的压力,保证各缸分油均匀。,2轴向压缩式分配泵工作原理 (3)分配泵 原理: 吸油、泵油、回油
15、三过程。,三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统,回油过程: 进油孔关闭; 柱塞4在端面凸轮作用下右移; 泵腔内高压柴油经泄孔5流回低压腔; 滑套6的位置决定供油量。,2轴向压缩式分配泵工作原理 (3)分配泵 原理: 吸油、泵油、回油三过程。,三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统,熄火断油: 断油电磁阀关闭进油道。,2轴向压缩式分配泵工作原理 (4)供油提前角自动调节器 正时活塞左侧承受弹簧力和来自滤清器的油压,膜片式输油泵的油压基本不变。 正时活塞右侧承受叶片式输油泵输出的油压,随转速而变化。 随转速变化,正时活塞移动,并通过连接销和传动销拨动滚轮架,改变供油提前角。 (5)调速器 传统燃油供
16、给系统中,利用机械调速器根据转速变化自动调节供油量,以稳定和限制柴油机转速。,三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统,1滚轮 2弹簧 3传动销 4连接销 5正时活塞 6滚轮轴 7滚轮架,3轴向压缩式分配泵位置控制系统,三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统,1-蓄电池; 2-车辆开关; 3-车速传感器; 4-加速踏板位置传感器; 5-泵角传感器; 6-电子调速器; 7-滑套位置传感器; 8-燃油温度传感器; 9-正时控制电磁阀; 10-正时活塞位置传感器,3轴向压缩式分配泵位置控制系统 供油量控制 利用电子调速器调节油量控制滑套位置。 电子调速器有转子螺线管型和螺线管型两种。,三、轴向柱塞式分配泵
17、电控燃油喷射系统,转子螺线管型电子调速器 a)结构图;b)原理图,1-滑套位置传感器; 2-定子; 3-转子轴; 4-偏心钢球; 5-滑套; 6-线圈; 7-回位弹簧,3轴向压缩式分配泵位置控制系统 供油量控制 利用电子调速器调节油量控制滑套位置。 电子调速器有转子螺线管型和螺线管型两种。,三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统,1-螺线管 2-回位弹簧 3-电枢 4-滑套位置传感器 5-控制臂 6-滑套,螺线管型电子调速器,3轴向压缩式分配泵位置控制系统 供油正时控制 利用电磁阀控制正时活塞两侧油压。 利用正时活塞位置传感器实现闭环控制。,三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统,1-ECU 2-
18、滚轮 3-滚轮架 4-电磁阀 5-正时活塞 6-正时活塞位置传感器,正时控制系统,4轴向压缩式分配泵时间控制系统 控制器:ECU与分配泵之间的信息中转。 驱动器:对控制器输出的控制信号进行放大 。 高速电磁阀:控制分配泵供油开始与结束 。 类型:进油控制方式、回油控制方式。,三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统,1-控制器 2-驱动器 3-泵角传感器 4-燃油温度传感器 5-高速电磁阀 6-电磁阀关闭时间传感器 7-喷油始点传感器,4轴向压缩式分配泵时间控制系统 回油控制方式 进、回油通道相互独立,用电磁阀取代传统滑套控制回油过程,以实现供油量的时间控制。分配泵柱塞仍保留进油槽。,三、轴向柱塞
19、式分配泵电控燃油喷射系统,1-高速电磁阀 2 回油口 3-进油口 4-泵角传感器 5-正时控制电磁阀 6-至喷油器,4轴向压缩式分配泵时间控制系统 进油控制方式 进、回油通道合二为一,用电磁阀控制进、回油过程,以实现供油量的时间控制。分配泵柱塞取消了进油槽。,三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统,1-分配泵柱塞 2-进回油口 3-高速电磁阀 4-喷油器,1径向分配泵结构原理,四、径向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统,1-联轴器;2-调速器飞块;3-内凸轮;4-滚柱;5-滚柱座;6-泵油柱塞; 7-供油提前角自动调节器;8-分配转子;9-分配套筒;10-叶片式输油泵; 11-喷油器;12-调压阀;1
20、3-油量控制阀,组成:叶片式输油泵、驱动机构、分配泵、正时调节器 。 分配泵的供油量通过油量控制阀13控制进油量来实现。,1径向分配泵结构原理,四、径向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统,径向泵驱动机构 a)结构图;b)原理图 1-泵油柱塞;2-分配转子;3-滚柱座;4-滚柱;5-内凸轮,a基圆段 b压油段 c缷压段 d吸油段,1径向分配泵结构原理,四、径向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统,径向分配泵工作原理 a)压油过程;b)吸油过程 1-内凸轮;2-进油口;3-径向油道;4-中心油道;5-分配口;6-出油道,滚柱座的两个凸耳嵌装在前、后支架的偏心圆弧槽内,前支架上有两个弧形螺栓孔并通过螺栓与分配转子
21、连接。 松开前支架与分配转子的连接螺栓,转动前控制板,即可改变滚柱座在前、后支架偏心圆弧槽内的位置,使滚柱与泵油柱塞一起径向移动 。 随泵油柱塞径向移动,其泵油最大行程改变。,四、径向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统,最大供油量调节机构 1-滚柱;2-滚柱座;3-滚柱座凸耳;4-压油柱塞; 5-前支架;6-弧形螺栓孔;7-后支架;8-螺栓,偏心圆弧槽,偏心圆弧槽,凸耳,1径向分配泵结构原理,转动阀体,改变控制阀直槽与分配泵壳体油道的相对位置 ,即可调节进油量(供油量)。 柴油机小负荷时,经三角形缺口进油,缺口可 在一定范围内保证进油流通截面不发生急剧变化,有利于柴油机小负荷时的运转稳定。,四、径向
22、柱塞式分配泵电控燃油喷射系统,油量控制阀 1-阀体;2-拉杆销;3-连接臂; 4-分配泵壳体油道;5-阀体直槽,1径向分配泵结构原理,1径向分配泵结构原理,四、径向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统,供油提前角自动调节机构 1-内凸轮;2-传动销;3-调节器壳体,调节器的结构原理与轴向压缩式分配泵基本相同。 调节器内的正时活塞在液压作用下移动时,通过传动销使内凸轮相对泵油柱塞转过一定角度。,为实现供油量位置控制,装有泵油柱塞座架。 座架弯臂与柱塞斜面有相同配合角度。 柱塞与座架相对运动时,柱塞沿其轴向移动,改变其泵油行程。 利用电控液压装置控制座架或柱塞(装在分配转子内)的位置,即可实现供油量位置控
23、制。,四、径向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统,泵油柱塞座架 1-泵油柱塞;2-柱塞斜面; 3-座架弯臂槽;4-座架,2径向分配泵位置控制系统,端面凸轮2与导向管10以曲面配合。 端面凸轮2与导向管10相对转动时,使端面凸轮轴向移动。 端面凸轮可通过推力圈3、十字轴9、推杆8推动座架向右移动。座架弹簧7则可使座架向左移动。 端面凸轮2与导向管10相对位置由电控液压系统控制。,四、径向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统,座架轴向位置控制机构 1-驱动轴;2-端面凸轮;3-推力圈;4-驱动轴; 5-泵油柱塞;6-座架;7-座架弹簧;8-推杆; 9-十字轴;10-导向管,2径向分配泵位置控制系统,步进电机6通
24、过伺服阀5控制液压油缸的油路。 液压油使活塞3上、下移动。 液压活塞驱动齿杆和端面凸轮外齿圈使端面凸轮转动。,四、径向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统,端面凸轮转动位置控制机构 1-端面凸轮位置传感器;2-端面凸轮; 3-液压活塞;4-液压油路; 5-伺服阀;6-步进电动机,2径向分配泵位置控制系统,滚柱座10斜面与驱动轴1爪形槽斜面配合 ,使二者轴向相对移动时,滚柱座径向移动。 ECU通过回油电磁阀5和进油电磁阀6控制油腔8内油压。 油腔8内油压使分配转子左移时,滚柱座向内径向移动,使柱塞最大行程(即泵油量)减小。 油腔内泄压时,弹簧2推动分配转子右移,使柱塞泵油行程增大。,四、径向柱塞式分配泵
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 柴油 机电 燃油 喷射 系统
链接地址:https://www.31doc.com/p-2918827.html