柴油机电控燃油喷射系统的功能与组成

任务七柴油机燃油供给系常见故障的诊断与排除学习目标•1、能够熟练拆装柴油机燃油供给系。•2、能够进行柴油机燃油供给系维护与保养。•3、能够运用所学知识分析柴油机燃油供给系常见故障。•4、能够排除柴油机燃油供给系常见故障。主要学习内容•1.柴油机电控供给系统的发展，电控供给系统的组成和工作原理•2.ECD-V1系统、ECD-V3系统、Ｉ－TEC系统直列柱塞泵电控系统以及ECD-U2系统的工作原理。•3.柴油机燃油供给系常见故障现象以及对常见故障检测方法。柴油机电控共轨系统一、柴油机电控技术的发展二、柴油机电控燃油喷射系统的优点三、柴油机电控燃油喷射系统的功能与组成四、柴油机电控燃油喷射系统实例活塞式输油泵工作原理示意图1-偏心轮；2-滚轮；3-活塞；4-活塞弹簧；5、6-单向阀；7-顶杆活塞式输油泵工作原理第一代柴油机电控燃油喷射系统（常规压力电控喷油系统）优点：结构不需改动，生产继承性好，便于对现有柴油机进行升级换代。缺点：系统响应慢、控制频率低、控制自由度小、控制精度不够高，喷油压力无法独立控制。第二代柴油机电控燃油喷射系统（高压电控喷油系统）改变了传统燃油供给系统的组成和结构，主要以电控共轨（各缸喷油器共用一个高压油管）式喷油系统为特征，直接对喷油器的喷油量、喷油正时、喷油速率和喷油规律、喷油压力等进行“时间－压力控制”或“压力控制”。特点：通过设置传感器、电控单元、高速电磁阀和相关电/液控制执行元件等，组成数字式高频调节系统，有电磁阀的通、断电时刻和通、断电时间控制喷油泵的供油量和供油正时。但供油压力还无法独立控制。二、柴油机电控燃油喷射系统的优点1、改善低温起动性2、降低氮氧化物和烟度的排放3、提高发动机运转稳定性4、提高发动机的动力性和经济性5、控制涡轮增压6、适应性广1、改善低温起动性电子控制系统能够以最佳的程序替代驾驶员进行这种麻烦的起动操作，使柴油机低温起动更容易。2、降低氮氧化物和烟度的排放采用柴油机电控技术，可精确地将喷油量控制在不超过冒烟界限的适当范围内，同时根据发动机工况调节喷油时刻，从而有效地抑制排烟。3、提高发动机运转稳定性采用柴油机电控系统，无论负荷怎样增减，都能保证发动机怠速工况下以最低的转速稳定运转，有利于提高其经济性。4、提高发动机的动力性和经济性柴油机电控系统中，ECU根据传感器信号精确计算喷油量和喷油正时。从而提高发动机动力性和经济性。5、控制涡轮增压采用电子控制技术可以对增压装置进行精确的控制。6、适应性广只要改变ECU的控制程序和数据，一种喷油泵就能广泛用在各种柴油机上，而且柴油机燃油喷射控制可与变速器控制、怠速控制等各种控制系统进行组合实现集中控制，有利于缩短柴油机电控系统开发周期，并降低成本，从而扩大柴油机电控系统的应用范围。柴油机电控燃油喷射系统的功能与组成一、柴油机电控系统的功能二、柴油机电控燃油喷射系统的组成一、柴油机电控系统的功能1.燃油喷射控制2.怠速控制3.进气控制4.增压控制5.排放控制6.起动控制7.巡航控制8.故障自诊断和失效保护9.柴油机与自动变速器的综合控制燃油喷射控制主要包括：供（喷）油量控制、供（喷）油正时控制、供（喷）油速率控制和喷油压力控制等。1.燃油喷射控制柴油机的怠速控制主要包括怠速转速控制和怠速时各缸均匀性的控制。2.怠速控制柴油机的进气控制主要包括：进气节流控制、可变进气涡流控制和可变配气正时控制。3.进气控制4.增压控制柴油机的增压控制主要是由ECU根据柴油机转速信号、负荷信号、增压压力信号等，通过控制废气旁通阀的开度或废气喷射器的喷射角度、增压器涡轮废气进口截面大小等措施，实现对废气涡增压器工作状态和增压压力的控制，以改善柴油机的扭矩特性，提高加速性能，降低排放和噪声。5.排放控制柴油机的排放控制主要是废气再循环（EGR）控制。ECU主要根据柴油机转速和负荷信号，按内存程序控制EGR阀开度，以调节EGR率。6.起动控制柴油机起动控制主要包括供（喷）油量控制、供（喷）油正时控制和预热装置控制，其中供（喷）油量控制和供（喷）油正时控制与其他工况相同。7.巡航控制带有巡航控制功能的柴油机电控系统，当通过巡航控制开关选定巡航控制模式后，ECU即可根据车速信号等自动维持汽车以一定车速行驶。8.故障自诊断和失效保护柴油机电控系统中也包含故障自诊断和失效保护两个子系统。柴油机电控系统出现故障时，自诊断系统将点亮仪表盘上的“故障指示灯”，提醒驾驶员注意，并储存故障码，检修时可通过一定的操作程序调取故障码等信息；同时失效保护系统启动相应保护程序，使柴油能够继续保持运转或强制熄火。在装用电控自动变速器的柴油车上，将柴油机控制ECU和自动变速器控制ECU合为一体，实现柴油机与自动变速器的综合控制，以改善汽车的变速性能。9.柴油机与自动变速器的综合控制柴油机电控燃油喷射系统的组成柴油机电控燃油喷射系统除了控制喷油量外，对喷油正时和喷油的压力都有很高的要求。（柴油机电控燃油喷射系统的喷油压力较高约19.6MPa）各种柴油电控系统的区别在于控制功能、传感器的数量和类型、执行元件的类型、ＥＣＵ控制软件、主要电控元件的结构原理和安装位置，基本组成与其他电子控制系统一致，也由传感器——ECU——执行元件三部分组成。1.传感器(1)加速踏板位置传感器(2)反馈信号传感器(3)燃油温度传感器(4)其他传感器和信号开关2.柴油机控制ECU根据各传感器输入信号和内存程序，计算出供（喷）油量和供（喷）油开始时刻，并向执行元件发出执行令信号。3.执行元件执行ECU的指令，调节柴油机的供（喷）油量和供（喷）油正时。四、柴油机电控燃油喷射系统实例一、日本电装公司ECD－V1系统二、日本电装公司ECD－V3系统三、日本五十铃公司Ｉ－TEC系统四、直列柱塞泵电控系统五、美国caterpillar公司HEU-I系统六、日本电装公司ECD－U2系统一、日本电装公司ＥＣＤ－Ｖ1系统日本丰田公司柴油轿车最早装用的就是由日本电装公司开发的ECD－V1系统，该系统是在转子分配式喷油泵的基础上，加装电子控制装置而形成的。主要传感器包括：发动机转速传感器、加速踏板位置传感器、滑套位置传感器、正时活塞位置传感器、进气压力传感器、进气温度传感器、冷却液温度传感器、车速传感器、空档开关、起动开关、空调开关等。ECD—V1系统的控制功能包括：燃油喷射控制、进气节流控制、预热塞控制、自诊断和安全保护功能等。二、日本电装公司ECD－V3系统日本电装公司开发的ECD—V3系统也是在转子分配式喷油泵基础上，增加电子控制装置形成的柴油机电控燃油喷射系统。与ECD—V1系统相比，主要是喷油量控制方法不同，ECD—V3系统是通过控制喷油时间来实现对喷油量控制的，即ECU在确定喷油器的喷油开始时刻后，再通过回油控制电磁阀来控制柱塞泵回油的时刻（即停止喷油的时刻），以此来控制喷油量；为控制喷油时间，在转子分配式喷油泵内增设了泵角传感器。泵角传感器采用电磁感应式，向ECU提供喷油泵凸轮轴位置和转角信号。此外，ECD—V3系统装用光电式着火正时传感器，对喷油正时实施反馈控制。发动机转速传感器安装在曲轴上。三、日本五十铃公司Ｉ－TEC系统五十铃公司L—TEC（全电子控制式）是在转子分配式喷油泵基础上，增加电子控制装置形成的全电子控制式柴油机电控燃油喷射系统。该系统的主要特点是：具有巡航控制功能，设有燃油温度传感器，不对喷油正时进行反馈控制。此外，加速踏板位置传感器采用差动电感式；进气节流（节气门）不受ECU控制。四、直列柱塞泵电控系统装用直流电动机式电子调速器的直列柱塞泵电控系统，用电子调速器取代原有的机械调速器，以实现对喷油量的控制；用正时控制器取代原有的机构离心式供油提前角自动调节器，来对喷油正时进行控制；并设有油量调节拉杆（或齿条）位置传感器和正时传感器，对喷油量和喷油正时的控制均采用闭环控制方式。五、美国Caterpillar公司HEUＩ系统该系统具有共轨式柴油机电控燃油喷射系统的基本组成和结构，属第二代电控共轨式燃油喷射系统。该系统的控制功能包括：燃油喷射控制、进气控制、起动控制、故障自诊断、失效保护和应急备用，同时还具有与其他控制系统进行数据传输的功能。HEUI系统的喷油量控制采用了“压力控制”方式，通过由传感器、ECU和执行元件等组成的控制系统，对循环喷油量、喷油正时、喷油速率和喷油压力进行控制。六、日本电装公司ECD－U2系统该系统主要用于载重汽车装用的柴油机上，日本日野汽车公司、三菱汽车公司和日产汽车公司生产的载重汽车柴油机多数采用ECD－U2系统。该系统具有共轨式喷油系统的基本组成和结构，属于第二代柴油机电控燃油喷射系统，ECD－U2系统的组成由各种传感器、ECU、燃油压力控制阀和三通电磁阀等组成的控制系统，对喷油量、喷油正时、喷油速率和喷油压力进行“时间压力控制”。发动机起动困难1.起动时排气管不冒烟现象：发动机听不到爆发声音无起动迹象，排气管无烟排出原因：属于低压油路的原因：•油箱内无油或存油不足；•油箱开关未打开或油箱盖空气孔堵塞；•油箱至喷油泵间管路堵塞；•油箱至输油泵间管路中有漏气部位，使油路中进入空气；•柴油机滤清器或输油泵滤网堵塞；•低压油路中溢流阀不密封，使低压油路中不能保持有一定值的油压；•输油泵油阀粘滞、密封不严、弹簧折断；•输油泵活塞咬死或活塞弹簧折断，使输油泵的机械泵油部分不起泵油作用。属于高压油路方面的原因•喷油泵柱塞偶件磨损过大，造成内泄漏大，使供油量达不到起动时的需要；•喷油泵油量调节机构卡滞，使柱塞不能转动或转动量过小；•出油阀密封不良或粘滞，造成不供油或供油不足；•喷油器针阀积碳或烧结不能开启；•喷油器针阀开启压力调整过高；•喷油器喷孔堵塞；•高压油管中有空气或其接头松动。其它方面的原因•低温起动预热装置失效，发动机气缸内温度过低；•空气滤清器堵塞，排气管排气不畅；•供油时间过早或过迟；•喷油雾化不良；•气缸压缩压力过低，压缩终了的温度和压力达不到使柴油自燃的温度。故障诊断与排除方法•发动机起动时无着车迹象，排气管不排烟，说明柴油没有进入气缸，重点检查供给系的堵塞、漏气和某些零部件的损坏。首先应确定故障出自低压油路还是高压油路。将喷油泵放气螺钉松开，扳动手油泵，观察放气螺钉处是否流油。若不流油或流出泡沫状柴油，而且长时间扳动手油泵也排不尽，表明低压油路有故障。如果流油正常，则说明故障出在高压油路。2.起动时排气管排出大量白烟现象:•接通起动机后，发动机不易起动或起动后排气管排出象水蒸气般白色烟雾，且慢慢熄火。原因:•油路中渗入了水；•气缸垫冲坏或气缸盖螺栓不紧固使水进入燃烧室；•气缸体或气缸盖冷却水套有破裂处。3.起动时排气管排出灰白烟现象:•接通起动机后，发动机不易起动，起动时排出灰白色烟雾。原因:•一般为气缸内温度低、压力低，燃油未能很好地形成混合气燃烧便被排出去所致。故障诊断与排除•检查低温起动预热装置是否完好，如果完好仍不能起动，应检查和调整喷油正时，供油是否过多或过少。再检查喷油雾化情况，喷油器针阀有无滞住，气缸压力是否过低。发动机动力不足发动机运转均匀、无高速、排气管排气量少现象:•汽车行使动力不足，加速不灵敏，踩下加速踏板后，转速不能提高到规定值，排气管排气量过少。原因•加速踏板拉杆行程不能保证供给最大供油量；•调速器调整不当或调速弹簧过软、折断使喷油泵不能保证最大供油量；•喷油泵油量调节拉杆（或齿条）达不到最大供油位置；•喷油泵出油阀密封不良；•喷油泵柱塞磨损过甚、粘滞或弹簧折断。•输油泵工作不良使供油不足；•低压油路堵塞使供油不足；•油箱至输油泵管路漏气，使油路中进空气等；•喷油器喷油不正常；•柴油牌号不对；•空气滤清器、排气管消声器堵塞。故障诊断与排除方法此种故障现象可以断定，是因达不到额定供油量而使发动机动力不足的。•首先检查加速踏板的行程。•检查调整调速器高速限制螺钉和最大供油量限制螺钉。•检查燃油系统是否吸入了空气，若吸入了空气，应检查各油管接头是否松动，将油路中空气排除。•检查燃油滤清器是否堵塞、油箱通气孔是否堵塞、输油泵滤网有无堵塞等；•