汽车发动机构造与维修第9章电子控制柴油喷射系统

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1、第9章　电子控制柴油喷射系统9.1电子控制柴油喷射系统概述9.2高压共轨电子控制柴油喷射系统9.3丰田汽车公司的电控式柴油机9.4柴油机电子控制系统的故障诊断9.1电子控制柴油喷射系统概述9.1.1电子控制柴油喷射系统的优点与传统的机械方式比较，电子控制柴油喷射系统(简称电控柴油喷射系统)具有如下优点：(1)改善了柴油机的动力性、经济性、排放性和工作可靠性。(2)对喷油定时的控制精度高，反应速度快，改进了柴油机的调速控制。(3)柴油机具有自我保护功能和故障诊断功能。(4)控制策略灵活。9.1.2电子控制柴油喷射

2、系统的类型电控柴油喷射系统可分为两大类，即位置控制系统和时间控制系统。第一代电控柴油喷射系统是位置控制系统。它不改变传统喷油系统的工作原理和基本结构，只是采用电控组件代替调速器和供油提前器，对分配式喷油泵的油量调节套筒或柱塞式喷油泵的供油齿杆的位置，以及油泵主动轴和从动轴的相对位置进行调节，以控制喷油量和喷油定时。其优点是，无须对柴油机的结构进行较大改动，生产继承性好，便于对现有机型进行技术改造；缺点是，控制系统执行频率响应仍然较慢，控制频率低，控制精度不够稳定。由于喷油率和喷油压力难于控制，而且不能改变传统喷油系统

3、固有的喷射特性，因此很难较大幅度地提高喷射压力。第二代电控柴油喷射系统是时间控制系统，其特点是在高压油路中，利用电磁阀直接控制喷油的开始时间和结束时间，以改变喷油量和喷油定时。它具有直接控制、响应快等特点。但其无法实现喷油压力的灵活调节，且较难实现预喷射或分段喷射。第三代电控柴油喷射系统是时间控制系统，即共轨式电控燃油喷射系统是比较理想的燃油喷射系统。它不再采用喷油系统柱塞泵分缸脉动供油原理，而是用一个设置在喷油泵和喷油器之间的、具有较大容积的共轨管，把高压油泵输出的燃油蓄积起来并稳定压力，再通过高压油管输送到每个喷油

4、器上，由喷油器上的电磁阀控制喷射的开始和终止。电磁阀起作用的时刻决定喷油定时，起作用的持续时间和共轨压力决定喷油量。由于该系统采用压力时间式燃油计量原理，因此又可称其为压力时间控制式电控喷射系统。按其共轨压力的高低可分为高压共轨、中压共轨和低压共轨三种。9.1.3电子控制柴油喷射系统的基本原理电控柴油喷射系统由传感器、电控单元(ECU)和执行机构三部分组成。传感器采集转速、温度、压力、流量和加速踏板位置等信号，并将实时检测的参数输入计算机；ECU是电控系统的“指挥中心”，对来自传感器的信息与储存的参数值进行比较、运算，

5、确定最佳运行参数；执行机构按照最佳参数对喷油压力、喷油量、喷油时间、喷油规律等进行控制，驱动喷油系统，使柴油机工作状态达到最佳。9.2高压共轨电子控制柴油喷射系统9.2.1高压共轨电子控制柴油喷射系统的组成高压共轨电控柴油喷射系统的基本组成如图9－1所示，它主要由低压油路、高压油路、传感与控制等几部分组成。(1)低压油路：由油箱34、柴油粗滤器32、电动输油泵33和柴油细滤器35等组成。其作用是产生低压柴油，并将其输往高压泵。其结构原理与传统的柴油机燃油供给系的低压油路相似。(2)高压油路：由喷油泵1、调压阀36、

6、高压油管3、高压存储器(共轨管)5、流量限制器8、限压阀9和电控喷油器10等组成。其基本作用是产生高压（160MPa）柴油。图9－1高压共轨电控柴油喷射系统9.2.2高压共轨电子控制柴油喷射系统主要部件的结构与工作原理1.高压泵高压泵(见图9－2)的作用是产生高压油。它采用三个径向布置的柱塞泵油元件9，相互错开120°，由偏心凸轮8驱动，出油量大，受载均匀。工作时，从输油泵来的柴油流过安全阀5，一部分经节流小孔流向偏心凸轮室供润滑冷却用，另一部分经低压油路6进入柱塞室。当偏心凸轮8转动导致柱塞下行时，进油阀11打开

7、，柴油被吸入柱塞室；当偏心凸轮8顶起时，进油阀关闭，柴油被压缩，压力剧增，达到共轨压力时，顶开出油阀1，高压油被送去共轨管。在怠速或小负荷时，输出油量有剩余，可以经调压阀3流回油箱；还可以通过控制电路使柱塞单向阀12通电，使电枢上的销子下移，顶开进油阀，切断某缸柱塞供油，以减少供油量和功率损耗。图9－2高压泵图9－3调压阀3.高压存储器高压存储器(共轨管)的结构如图9－4所示，其作用是存储高压油，保持压力稳定。共轨管上安装有压力传感器2、限压阀3和流量限制器4。共轨压力传感器(见图9－5)用螺纹6紧固在共轨管上，其

8、内部的压力传感膜片4感受共轨压力，通过分析电路，把压力信号转换成电信号传至ECU进行控制。图9－4高压存储器（共轨管）的结构图9－5共轨压力传感器限压阀(见图9－6)的作用是限制共轨管中的压力。当压力超过弹簧5的弹力时，阀门2打开卸压，高压油经通流孔3和回油孔8流回油箱。图9－6限压阀流量限制器(见图9－7)的作用是防止喷油器出