柴油机电控燃油系统学习教案.pptx
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1、会计学1柴油机电控燃油系统柴油机电控燃油系统(xtng)第一页,共96页。8.1 柴油机电控燃油系统柴油机电控燃油系统的类型的类型(lixng)与组成与组成n n柴油机电控燃油系统的类型n n 柴油机电控燃料系统在多年的发展过程中产生了多种结构类型,按照产生高压燃油的机构不同,可以分为(fn wi)电控喷油泵系统(包括电控直列泵系统和电控分配泵系统)和电控单缸泵系统(包括电控泵喷嘴系统和电控单体泵系统),以及目前广泛应用的电控高压共轨喷射系统。第1页/共95页第二页,共96页。n n 根据控制方式(fngsh)的不同,柴油机电控燃油系统又可分为位置控制方式(fngsh)、时间控制方式(fngs
2、h)和时间压力控制方式(fngsh)等。第2页/共95页第三页,共96页。柴油机电控燃油系统柴油机电控燃油系统(xtng)的的组成组成n n 柴油机电控燃油系统不论其类型如何(rh),均由传感器、电控单元(ECU)与执行器三部分组成。第3页/共95页第四页,共96页。1传感器传感器传感器传感器n n 常见的传感器主要(zhyo)有以下几种。n n(1)燃油温度传感器n n(2)冷却液温度传感器n n(3)机油温度传感器n n(4)空气温度传感器第4页/共95页第五页,共96页。n n(5 5)空气流量计)空气流量计n n(6 6)加速踏板)加速踏板(t b(t b n)n)位置传感器位置传感器
3、n n(7 7)针阀升程传感器)针阀升程传感器n n(8 8)冷却液位传感器)冷却液位传感器n n(9 9)曲轴位置传感器)曲轴位置传感器第5页/共95页第六页,共96页。n n(1010)凸轮轴位置传感器)凸轮轴位置传感器n n(1111)共轨压力传感器)共轨压力传感器n n(1212)燃油压力传感器)燃油压力传感器n n(1313)机油)机油(jyu)(jyu)压力传感器压力传感器n n(1414)进气歧管压力传感器)进气歧管压力传感器n n(1515)大气压力传感器)大气压力传感器n n(1616)氧传感器)氧传感器第6页/共95页第七页,共96页。8.2 电控直列泵系统电控直列泵系统(
4、xtng)n n电控直列泵系统的组成 n n 电控直列泵系统属于电控柴油机的早期产品,主要用在载货(zi hu)汽车柴油机上,比较典型的是电控滑套式直列泵,其组成如图8.1所示。第7页/共95页第八页,共96页。图图8.1 电控直列泵系统的组成电控直列泵系统的组成1油箱油箱2输油泵输油泵3燃油滤清器燃油滤清器4直列式喷油泵直列式喷油泵5电子停油装置电子停油装置6燃油温度燃油温度传感器传感器7油量调节齿油量调节齿杆位置传感器杆位置传感器8线性电磁执行机构线性电磁执行机构9转速传感器转速传感器10喷油器喷油器11冷却液温度传感冷却液温度传感器器12加速踏板位置加速踏板位置传感器传感器13离合器、制
5、动和排气制动开关离合器、制动和排气制动开关14操纵操纵(cozng)板板15警告灯和故障诊警告灯和故障诊断座断座16车速表车速表17ECU18进气温度传感器进气温度传感器19增压压力传感器增压压力传感器20涡轮增压器涡轮增压器21电门开关电门开关22蓄电池蓄电池第8页/共95页第九页,共96页。n n 这种系统是对传统的机械式喷油泵进行的改进(gijn),在喷油泵中增设了控制油量拉杆的电控调速机构,以及控制柱塞滑套的电控供油正时调节机构。第9页/共95页第十页,共96页。n n 各种(zhn)传感器将柴油机的运行参数和驾驶员的操作意图传给ECU,ECU根据上述信息进行计算后,控制喷油泵中相关执
6、行机构的工作,使发动机获得最佳的供油正时和供油量。第10页/共95页第十一页,共96页。电控直列泵系统主要部件的构造电控直列泵系统主要部件的构造(guzo)与工作原理与工作原理 n n1 1电控供油正时调节机构电控供油正时调节机构(jgu)(jgu)n n 电控直列泵的滑套式电控供电控直列泵的滑套式电控供油正时调节机构油正时调节机构(jgu)(jgu)由柱塞、滑由柱塞、滑套、油量调节齿杆、滑套调节轴、套、油量调节齿杆、滑套调节轴、供油正时调节器等组成(见图供油正时调节器等组成(见图8.28.2)。)。第11页/共95页第十二页,共96页。n n 滑套由供油正时调节器控制(kngzh)作上下移动
7、,从而达到改变柱塞预行程和供油始点的目的。n n 滑套上移,预行程增加,供油推迟;反之,预行程减小,供油提前。第12页/共95页第十三页,共96页。图图8.2 滑套式电控供油正时调节机构滑套式电控供油正时调节机构(jgu)1柱塞套柱塞套2滑套滑套3油量调节齿杆油量调节齿杆4柱塞柱塞5喷油泵凸轮轴喷油泵凸轮轴6供油正时调供油正时调节器节器7滑套调节轴滑套调节轴8电子调速器电子调速器9齿杆位移传感器齿杆位移传感器10回油孔回油孔第13页/共95页第十四页,共96页。图图8.3 滑套控制供油正时示意图滑套控制供油正时示意图1出油阀出油阀 2柱塞顶部柱塞顶部(dn b)空间空间 3柱塞套柱塞套 4滑套
8、滑套 5控制斜槽控制斜槽 6柱塞上的进油孔柱塞上的进油孔7柱塞柱塞 8柱塞弹簧柱塞弹簧 9挺柱滚轮挺柱滚轮 10凸轮凸轮11回油孔回油孔第14页/共95页第十五页,共96页。2 2电控调速机构电控调速机构电控调速机构电控调速机构(jgu)(jgu)n n 在电控直列泵中,油量调节齿杆是由ECU通过电控调速机构来控制。n n 图8.4是一个电磁式电控调速器,ECU根据加速踏板位置(wi zhi)传感器的信号,控制油量调节齿杆的位置(wi zhi)。第15页/共95页第十六页,共96页。n n ECU除了通过电控调速器实现(shxin)供油量的控制外,还要实现(shxin)调速器的功能,在发动机转
9、速因外界影响而变化时,及时调整供油量,以保证发动机的稳定运转。第16页/共95页第十七页,共96页。图图8.4 电控调速机构电控调速机构1油量调节油量调节(tioji)齿杆齿杆2回位弹簧回位弹簧3油量调节油量调节(tioji)齿杆齿杆4电磁线圈电磁线圈5转速传感器转速传感器6转速传感器脉冲轮转速传感器脉冲轮7喷油泵凸轮轴喷油泵凸轮轴第17页/共95页第十八页,共96页。8.3 电控分配电控分配(fnpi)泵系统泵系统n n位置控制式电控分配泵系统 n n 图8.5所示为位置控制式电控分配泵的结构图。n n 它主要包括调节(tioji)轴角位移传感器、油量调节(tioji)电磁阀、电子停油装置、
10、分配泵柱塞、供油正时控制电磁阀和油量调节(tioji)套等。第18页/共95页第十九页,共96页。图图8.5 位置位置(wi zhi)控制式电控分配泵的控制式电控分配泵的结构结构1调节轴角位移传感器调节轴角位移传感器2油量调节电油量调节电磁阀磁阀3电子停油装置电子停油装置 4分配泵柱塞分配泵柱塞5供油正时控制电磁阀供油正时控制电磁阀6油量调节套油量调节套第19页/共95页第二十页,共96页。n n 图8.6所示为位置控制式分配泵的工作原理。n n 油量调节电磁阀控制调节轴旋转,拉动油量调节套使其沿分配泵柱塞左右移动(见图8.5),以改变(gibin)分配泵的供油量;供油正时控制电磁阀接在分配泵
11、液压提前器的旁通油路中,在ECU控制下改变(gibin)开度,控制作用在提前器柱塞上的压力,以改变(gibin)供油正时。第20页/共95页第二十一页,共96页。图图8.6 位置控制式分配泵的工作原理位置控制式分配泵的工作原理1分配泵分配泵 2供油正时调节供油正时调节(tioji)电磁阀电磁阀 3油量调节油量调节(tioji)电磁阀电磁阀 4电子停油装置电子停油装置5ECU第21页/共95页第二十二页,共96页。时间时间(shjin)控制式电控分配控制式电控分配泵系统泵系统n n1 1时间控制式轴向柱塞分配泵系统时间控制式轴向柱塞分配泵系统n n 图图8.78.7所示为日本电装(所示为日本电装
12、(Nippon-Nippon-DensoDenso)公司开发的)公司开发的ECD-V3ECD-V3型时间控型时间控制式轴向柱塞分配泵系统。制式轴向柱塞分配泵系统。n n 供油量的改变供油量的改变(g(g ibin)ibin)采用时间采用时间控制方式。控制方式。第22页/共95页第二十三页,共96页。n n 当油量调节电磁阀关闭时,柱塞顶部空间与低压(dy)腔隔绝,因而在柱塞上行时产生高压,喷油泵即通过出油阀向喷油器供油;当ECU控制该油量调节电磁阀开启时,高压油腔卸压,供油过程即终止。第23页/共95页第二十四页,共96页。n n 由此可见,供油量取决于油泵(yubng)开始供油到油量调节电磁
13、阀开启之间的持续时间,ECU通过控制这个时间的长短达到控制供油量的目的。第24页/共95页第二十五页,共96页。图图8.7 ECD-V3型电控分配泵系统型电控分配泵系统1供油量控制供油量控制(kngzh)电磁阀电磁阀 2柱塞柱塞 3柱塞顶部空间柱塞顶部空间 4出油阀出油阀 5供油正时供油正时控制控制(kngzh)电磁阀电磁阀6曲轴位置传感器曲轴位置传感器 7阀芯阀芯8低压油路低压油路 9旁通油路旁通油路第25页/共95页第二十六页,共96页。2 2时间控制式径向时间控制式径向时间控制式径向时间控制式径向(jn(jn xin xin)柱塞分配泵系统柱塞分配泵系统柱塞分配泵系统柱塞分配泵系统n n
14、 图8.8所示为时间控制式径向柱塞分配泵的结构图。n n 其主要特点是采用径向柱塞取代轴向柱塞,同样采用时间控制方式。n n 由于各柱塞在圆周(yunzhu)上均匀分布,凸轮环受力均匀且作用力相互平衡,因此可以产生较高的供油压力(达170MPa)。第26页/共95页第二十七页,共96页。图图8.8 时间控制式径向柱塞分配泵系统时间控制式径向柱塞分配泵系统 1ECU 2ECU 3滑片式输油泵滑片式输油泵 4转转角信号传感器角信号传感器 5径向柱塞高压径向柱塞高压(goy)部部分分6供油量控制电磁阀供油量控制电磁阀 7供油调节装置供油调节装置 8供油正时电磁阀供油正时电磁阀 9喷油器喷油器第27页
15、/共95页第二十八页,共96页。8.4 电控单缸泵系统电控单缸泵系统(xtng)n n 电控单缸泵系统(xtng)有电控泵喷嘴系统(xtng)和电控单体泵系统(xtng)两种。n n 这类系统(xtng)每个气缸都有1个单独的喷油泵,并将喷油泵布置在气缸盖上,可采用较短的高压油管,甚至取消了高压油管,具有机械结构刚性较好的特点,燃油喷射压力高,最高可达200MPa以上,可以满足日益严格的排放法规要求。第28页/共95页第二十九页,共96页。电控泵喷嘴电控泵喷嘴(pnzu)系统系统 n n1 1电控泵喷嘴系统的组成电控泵喷嘴系统的组成n n 电控泵喷嘴系统核心部件是电控泵喷嘴系统核心部件是泵喷嘴
16、。泵喷嘴。n n 通常安装在气缸盖上,每缸通常安装在气缸盖上,每缸一个一个(y(y )泵喷嘴,由顶置式凸轮机泵喷嘴,由顶置式凸轮机构直接驱动。构直接驱动。第29页/共95页第三十页,共96页。2电控泵喷嘴电控泵喷嘴(pnzu)的工作原理的工作原理n n(1 1)高压腔进油阶段)高压腔进油阶段n n 泵活塞在活塞弹簧压力作用下向泵活塞在活塞弹簧压力作用下向上移动,高压腔内容积增大。上移动,高压腔内容积增大。n n 喷嘴电磁阀不动作,电磁阀针阀喷嘴电磁阀不动作,电磁阀针阀处于初始的开启处于初始的开启(kiq(kiq)状态,供油管状态,供油管到高压腔的通道打开,使柴油进入高压到高压腔的通道打开,使柴
17、油进入高压腔(见图腔(见图8.108.10)。)。第30页/共95页第三十一页,共96页。图图8.9 8.9 电控泵喷嘴电控泵喷嘴11滚柱式摇臂滚柱式摇臂 2 2球销球销 3 3泵活塞泵活塞 4 4活塞弹簧活塞弹簧 5 5电磁阀电磁阀 针阀针阀 6 6喷嘴电磁阀喷嘴电磁阀 7 7回油管回油管 8 8收缩活塞收缩活塞 9 9供油管供油管 1010喷嘴弹簧喷嘴弹簧 11 11针阀缓冲元件针阀缓冲元件(yunjin)12(yunjin)12缸盖缸盖 13 13针阀针阀 14 14隔热密封垫隔热密封垫 15O 15O形环形环 16 16高压腔高压腔 17 17喷射凸轮喷射凸轮第31页/共95页第三十二
18、页,共96页。图图8.10 电控泵喷嘴高压腔进油阶段电控泵喷嘴高压腔进油阶段1滚柱式摇臂滚柱式摇臂 2泵活塞泵活塞 3活塞弹簧活塞弹簧(tnhung)4电磁阀针电磁阀针阀阀 5高速电磁阀高速电磁阀 6供油管供油管 7高压腔高压腔第32页/共95页第三十三页,共96页。(2 2)预喷射)预喷射)预喷射)预喷射(pnsh)(pnsh)阶段阶段阶段阶段n n 预喷射的目的就是在主喷射开始前,让少量的燃油在低压下喷入燃烧室。n n 使燃烧室内的温度和压力上升,可以减少点火延迟的时间,降低燃烧噪声(zoshng),减小氮氧化合物的排放。第33页/共95页第三十四页,共96页。n n 喷油凸轮通过摇臂驱动
19、泵活塞向下移动。n n 高速电磁阀关闭,高压腔内压力上升。n n 当压力达到18MPa时,预喷射开始,如图8.11所示。n n 高压腔达到一定油压时,收缩(shu su)活塞向下运动,高压腔的容积突然增大,燃油压力瞬间下降,喷嘴针阀关闭喷油孔,预喷射结束。第34页/共95页第三十五页,共96页。图图8.11 电控泵喷嘴预喷射阶段电控泵喷嘴预喷射阶段1泵活塞泵活塞(husi)2电磁阀座电磁阀座 3电磁阀针阀电磁阀针阀 4供油管供油管5喷油针阀喷油针阀 6高压腔高压腔 7喷油凸轮喷油凸轮第35页/共95页第三十六页,共96页。图图8.12收缩活塞的作用过程收缩活塞的作用过程(guchng)1高压腔
20、高压腔 2收缩活塞收缩活塞第36页/共95页第三十七页,共96页。(3 3)主喷射)主喷射)主喷射)主喷射(pnsh)(pnsh)阶段阶段阶段阶段n n 预喷射结束后,随着泵活塞继续(jx)压油,高压腔内的压力重新上升。n n 当油压上升到约30MPa时,燃油压力高于喷嘴弹簧的作用力,喷嘴针阀再次上升,主喷射开始(见图8.13)。第37页/共95页第三十八页,共96页。n n 当喷油量达到目标值后,ECU切断(qi dun)喷油电磁阀的电路,打开电磁阀针阀,高压腔内压力急剧下降,关闭喷油针阀,主喷射结束。第38页/共95页第三十九页,共96页。图图8.13 电控泵喷嘴电控泵喷嘴(pnzu)主喷
21、射阶主喷射阶段段1泵活塞泵活塞 2高速电磁阀高速电磁阀 3喷嘴喷嘴(pnzu)弹簧弹簧 4喷嘴喷嘴(pnzu)针阀针阀 5高压腔高压腔第39页/共95页第四十页,共96页。电控单体电控单体(dn t)泵系统泵系统n n1 1电控单体泵系统电控单体泵系统(xt(xt ng)ng)的组成的组成n n 电控单体泵机械液力系统电控单体泵机械液力系统(xt(xt ng)ng)的结构如图的结构如图8.148.14所示。所示。第40页/共95页第四十一页,共96页。图图8.14 电控单体泵系统示意图电控单体泵系统示意图1喷油器喷油器 2高压油管接头高压油管接头 3高压油管高压油管 4螺纹接头螺纹接头 5行程
22、限止器行程限止器 6针阀针阀 7盖板盖板 8泵体泵体9柱塞顶部高压腔柱塞顶部高压腔 10柱塞柱塞 11柴油机体柴油机体 12滚轮滚轮(gnln)挺柱销挺柱销 13凸轮凸轮 14弹簧座弹簧座 15电磁阀弹簧电磁阀弹簧16高速电磁阀高速电磁阀 17衔铁板衔铁板 18中间板中间板 19密封圈密封圈 20进油口进油口 21回油回油口口 22柱塞导向套柱塞导向套23挺柱弹簧挺柱弹簧 24挺柱体挺柱体 25弹簧座弹簧座 26滚轮滚轮(gnln)挺柱挺柱 27滚轮滚轮(gnln)第41页/共95页第四十二页,共96页。2 2电控单体泵系统的工作电控单体泵系统的工作电控单体泵系统的工作电控单体泵系统的工作(g
23、ngzu)(gngzu)原理原理原理原理n n 电控单体泵系统的供油量与供油正时均由高速电磁阀根据ECU的指令(zhlng)来控制,高速电磁阀通过针阀来控制柱塞顶部空间中的燃油压力。n n 电磁阀断电时,将旁通油路打开(同时将高压油路关闭),柱塞顶部空间与油泵体内的回油道相通,这时即使柱塞处于上升阶段,也不能建立高压。第42页/共95页第四十三页,共96页。n n 反之,若电磁阀通电,其针阀将旁通油路关闭,使柱塞高压腔与出油口相通,则柱塞顶部(dn b)空间的油压迅速升高,并通过高压油路流向喷油器,使之喷油。n n 此后电磁阀再断电,高压油路卸压,喷油终止。第43页/共95页第四十四页,共96
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