衡阳单体泵培训资料

2007.10.15玉柴机器股份有限公司玉柴机器股份有限公司20082008年年1010月月玉柴欧III机培训资料（衡阳单体泵系统）目录一、产品介绍二、系统组成及工作原理三、主要零部件结构及特性四、电路连接原理图五、常用控制策略六、安装说明与安装要求七、故障诊断八、常见故障原因及处理办法一、产品介绍•亚新科南岳（衡阳）有限公司电控单体组合泵燃油喷射系统是为满足现代高性能柴油机需求和适应国家第三阶段及以上的排放法规而自主研发的新型燃油喷射系统。•该系统属于泵-管-嘴时间控制式燃油喷射系统。相对于传统机械式燃油喷射系统，由于采用电控技术，实现精确的定时定量控制，1800Bar的喷射压力，完全可以满足国III及以上排放要求，是节能环保可靠的新一代燃油喷射产品。一、产品介绍•系统主要参数：•排放水平：国3标准•最高喷射压力：1800bar•最大许用泵端压力：1400bar•最高许用转速：2000rpm•单缸功率范围：~55kw•柱塞直径：9、10、11mm•最大凸轮升程：12mm/14mm/16mm•发动机第一缸压缩上止点对应油泵基准缸凸轮轴升程：6.93mm（6缸）、6.93mm（4缸、16mm凸轮升程）、6.78mm（4缸、14mm凸轮升程）•使用环境：-40℃~+85℃，海拔4000m（在整车进行过三高标定前提下）•ECU供电电压：24V目录一、产品介绍二、系统组成及工作原理三、主要零部件结构及特性四、电路连接原理图五、常用控制策略六、安装说明与安装要求七、故障诊断八、常见故障原因及处理办法二、系统组成及工作原理1、电控组合泵系统组成：组合泵、控制器（ECU）、传感器、喷油器、高压油管、线束等组成，见图。2、工作原理：由传感器采集汽车和发动机运行工况及驾驶者的操作意图，ECU根据传感器输入的信号，驱动电控单体泵电磁阀，通过电磁阀切换由柱塞高速运动产生的高压燃油的流向。二、系统组成及工作原理图1电控单体组合泵系统目录一、产品介绍二、系统组成及工作原理三、主要零部件结构及特性四、电路连接原理图五、常用控制策略六、安装说明与安装要求七、故障诊断八、常见故障原因及处理办法三、主要零部件结构及特性3.1水温传感器水温传感器热敏电阻式NTC感应元件为外壳屏蔽两个输出端子:信号，接地温度越高阻值越小3.2油温传感器油温传感器热敏电阻式NTC感应元件为外壳屏蔽两个输出端子:信号，接地温度越高阻值越小3.3曲轴、凸轮轴位置传感器（1）曲轴位置（霍尔）传感器感知发动机相位信号盘信号齿位置，并将其转化为电气信号。ECU将该信号处理转化后，用于计算发动机转速，控制喷油参数的精确执行。（2）凸轮轴位置传感器感知油泵相位信号盘信号齿位置，并将其转化为电气信号。ECU将该信号处理转化后，用于发动机判缸•霍尔传感器，采用12VDC供电。–工作电压：6V～16V；16V～24V持续时间≤2Min；–工作电流：≤10mA；–绝缘电阻：≥1MΩ；–工作温度：-40～+150℃。–严格保证传感器测量间隙在1.0±0.2mm范围内–传感器安装螺栓拧紧力矩8-10N·m。3.3曲轴、凸轮轴位置传感器3.4油门位置传感器单电位器＋怠速开关9五线制，其中电位器3根线，怠速开关2根线；9电位器与怠速开关采用独立电路，不能共用参考电源与信号地；电子油门主要技术参数如下：油门自由状态时电位器初始电压为0.65V；油门全开时电位器电压为3.85V；怠速开关变化时电位器电压范围为0.8～0.97V；电位器工作电流：ION＜10mA；4.5增压压力、进气温度传感器–工作电压：5.0±0.5VDC–最大工作电压:16.5V,70℃(1Hour)–工作电流10mA–工作温度:－40℃～+125℃4.6单体泵•最高喷射压力:1600bar•最大供油量:300mm3/rev•EUP电磁铁几何参数：柱塞D＝10mm•升程=16mm•润滑形式：机油强制润滑•最大许用泵端压力：1400bar•线圈电阻:0.46---0.56欧姆•最大驱动电流Imax：17A•工作顺序：1-5-3-6-2-4•1-3-4-24.6单体泵4.7输油泵•传统柱塞式•输油泵出口最大峰值压力：8bar•单体泵进口前最大压力：4.5bar•输油泵进口压力范围：0.5～1.0bar•输油泵供油能力Min当进油压力=1barabs，50Prpm•Max当进油压力=1.0barabs,1250Prpm4.8控制器（ECU）¾南岳系统控制器¾产品型号：GD-1¾采用标称24VDC供电，工作电源范围：11~36VDC；继电器电源控制¾采用32位MC68376微处理器¾大容量1MBFlash存储器¾采用防水、抗振处理、橡胶绝缘隔垫¾用于驱动单体泵电磁阀的6路/4路输出¾具有在线故障诊断功能¾CAN现场总线通信技术¾可以满足欧4、欧5的排放要求¾ECU的工作温度：–40to+105℃¾ECU的存储温度：–40to+125℃¾ECU功耗：待机5W，工作最大功耗36W4.9线束目录一、产品介绍二、系统组成及工作原理三、主要零部件结构及特性四、电路连接原理图五、常用控制策略六、安装说明与安装要求七、故障诊断八、常见故障原因及处理办法四、电路连接原理图•ECU外部电路连接原理图见图2、图3、图4、图5。霍尔式和磁电式曲轴传感器的电路原理图不同。玉柴系统为磁电式，其余机型为霍尔式。必须按照图示电路图连接油泵执行器、ECU、传感器、整机、整车电气仪表指示灯。4.1图2六缸外围电路（霍尔曲轴传感器）图3四缸外围电路（霍尔曲轴传感器）图4六缸外围电路（磁电式曲轴传感器）4.2ECU端接插件引脚定义4.2ECU接插件引脚定义表（霍尔式曲轴传感器）4.2ECU接插件引脚定义表（霍尔式曲轴传感器）4.2ECU接插件引脚定义表（霍尔式曲轴传感器）目录一、产品介绍二、系统组成及工作原理三、主要零部件结构及特性四、电路连接原理图五、常用控制策略六、安装说明与安装要求七、故障诊断八、常见故障原因及处理办法五、常用控制策略5.1起动控制1．1起动油量：•起动时的喷油量大小是由当前转速和冷却水温共同决定的，一般采用查取脉谱的方法获得。冷起动的环境条件比较恶劣，发动机工作温度很低，着火存在很大的延迟，因此需要根据冷却水温对喷油量进行适当的补偿。•一般常温下的起动油量约为怠速油量的5—7倍，而低温时的起动油量则起码是常温时的1.5倍。发动机转速5.1起动控制1.2油量增量补偿另外，还要根据拖转的时间对拖转油量进行增量补偿，即每隔固定时间步长，在基本拖转油量上递增一个补偿油量，如果转速一直没有上升，则此增量一直增加到标定的最大值为止。1.3起动失败停喷考虑到冷起动不成功时燃烧室内可能有过多的喷油残余，会恶化下一次起动的排放，因此一旦超过指定喷油次数，转速仍然没有达到标定值，即判断为起动失败，油量输出为零，发动机不再喷油。1.4起动成功转速只有当转速大于标定值时，才开始喷油。起动成功，过渡到怠速工况的条件是发动机转速高于标定阈值，这个值一般是这样计算的：起动成功转速=怠速参考转速+标定偏差值。5.2目标怠速计算•当出现一些低水温、低电压或是使用空调的情况时，必须立刻对目标怠速进行修正，以保证提供发动机正常摩擦功耗之外的额外功率需求。每一种情况对应的目标怠速都应该分别定义或计算，最后选择其中最高的一个作为输出控制的最终值。•如果没有任何额外要求，则以微调之后存储的怠速值作为当前目标怠速。另外，无论如何都必须将目标怠速限制在标定的上下限之内，且以设定斜率平稳过渡。5.2目标怠速计算2.1标定目标怠速车辆生产下线时就确定了一个目标怠速，一般为630rpm。这个目标怠速可以通过在线标定工具重新标定确定。2.2暖机怠速发动机冷起动后需要尽快提升发动机工作温度，如果启用暖机怠速功能，则将暖机怠速控制标志位标定为1，则目标怠速会根据当前冷却水温自动调高怠速转速，以利用怠速多余的功率来加热发动机。5.2目标怠速计算•2.3空调当车内空调开启时，空调压缩机需要通过发动机皮带轮带动其工作，此时发动机需要额外输出功率，因此目标怠速必须自动的提升，启用相应标志位。另外，考虑到空调控制的需要，以免空调开启的突加载荷影响起动进入怠速以后的稳定性，因此不能在起动成功后立刻拖动空调压缩机工作，所以设定了一个可标定时间延迟。•2.4低电压车载蓄电池电压关系到整个电控喷油系统的正常工作，因此必须保证其输出电压平稳且在一定水平以上。一旦检测到电压偏低超过标定值，则自动提升目标怠速，利用多余能力为蓄电池充电。当蓄电池电压上升超过滞回区间时，恢复正常怠速。5.3怠速闭环怠速闭环怠速工况时，采用比例积分控制器来控制发动机转速，使其自动稳定在目标怠速附近，另外还有利于实现怠速和加速之间的平稳过渡。5.4最大油量限制4.1扭矩限制此模块是为了保护发动机并且定义发动机的额定功率。发动机最大扭矩曲线油量限制是发动机转速的函数：最大扭矩曲线油量限制＝f（档位，发动机转速）。4.2燃油温度修正该模块是为了防止发动机在过高或过低的燃油温度工作时受损伤。4.3冷却水温修正（含故障保护）该模块是为了防止发动机在过热的环境下工作时，冷却液温度过高导致水箱开锅，发动机失去冷却介质而造成损伤。4.4大气压力修正该模块是为了防止增压器在高原地区超速、超温、喘振时受损伤。5.5冒烟限制该模块用来防止发动机在瞬态和稳态工况下冒黑烟。该限制值是一个随增压压力和发动机转速变化的值，增压压力用来补偿空气密度的变化。5.6最高转速控制•该模块的作用在于在高转速，低水温的状态下，通过限制油量来防止发动机受到热负荷和机械损伤。•最高转速油量限制在零油量最高转速附近进行发动机转速闭环控制，零油量转速要根据冷却水温和蓄电池过压保护进行选择。5.7油门油量•此模块主要是建立油门踏板与发动机油量输出的关系，其脉谱输入量为油门开度和发动机转速，输出值为指令油量。通过该脉谱，驾驶员达到控制车速进而控制车辆运行的目的。5.8预热控制预热控制功能只针对预热格栅，控制其继电器通断。继电器的电阻特性和预热格栅电线的内径会影响预热控制的效果。预热继电器和指示灯电气原理图预热继电器4312预热格栅预热控制继电器4312蓄电池正A51ECU预热继电器控制5.9怠速微调此功能允许驾驶员在一定的转速范围内，人工手动调节目标怠速转速。在一定的使能条件满足的情况下，并且通过设定相应标志位启用该功能，则按动相应的调节开关，可以适当的调节当前目标怠速转速，而且调整的结果将适用于以后的发动机运行过程。巡航/PTO/怠速微调开关组电气接线图5.9怠速微调¾注1：怠速微调开关组与PTO、巡航控制共用，定义如下：¾怠速微调使能，也用作PTO使能、巡航控制恢复；¾怠速微增，也用作PTO调整+、巡航控制调整+；¾怠速微减，也用作PTO调整-、巡航控制调整-；¾怠速微调停止，也用作PTO停止、巡航控制停止（不选用巡航控制功能时可以不装，通过怠速微调使能开关退出怠速微调模式）。¾注2：开关组类型要求都是自复位型常开开关，微增微减建议使用双向开关。¾注3：其它必要的开关等条件的配置：¾刹车开关（选用PTO时，要激活怠速微调必需）¾排气制动请求开关（必需）¾油门踏板（必需）5.9.1怠速微调的激活条件¾怠速微调功能允许启用¾车速传感器正常，并且车速低于标定值¾发动机处于怠速状态¾油门无故障¾蓄电池电压高于标定值¾冷却液温度高于标定值¾如果选用了PTO功能，怠速微调的时候必须踩下刹车踏板。如果整车功能内无PTO，该条件失效。¾巡航开关组无故障，且微增微减同时为0¾发动机转速介于标定范围内¾在以上条件同时成立超过延时的前提下，怠速微调使能标志树立（开关有效的闭合又断开）5.9.3操作方法¾闭合怠速微调使能开关不超过1s立刻断开，激活怠速微调；¾点动（闭合不超过一定时间再断开，此时间可标定，单位为10ms）微增或微减开关，目标怠速增加或减少；¾持续按微增或微减开关也只能使目标怠速每次增加或减少；¾微增或微减的调节范围由相应标定限制值限制，当达到或超过调节范围时，以上述两个边界值进行输出。¾在调整过程中闭合怠速