【正文】 ... 3 電控高壓共軌 柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) .................................................................... 3 電控高壓共軌系統(tǒng)的基本組成 ............................................................. 3 電控高壓共軌系統(tǒng)的特點(diǎn) ..................................................................... 4 共軌噴射特性 ......................................................................................... 5 電控高壓共軌柴油機(jī)的工作原理 .................................................................... 7 系統(tǒng)原理 ................................................................................................. 7 供油泵 ................................................................................................... 11 噴油器 ................................................................................................... 16 3 博世柴油共軌發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)方案 .................................................................... 18 實(shí)驗(yàn)臺(tái) 臺(tái) 架的設(shè)計(jì) .......................................................................................... 18 實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì) .................................................................................................. 19 實(shí)驗(yàn)臺(tái)架面板 圖的設(shè)計(jì) ....................................................................... 19 柴油機(jī)共軌控制電路圖的設(shè)計(jì) .......................................................... 20 實(shí)驗(yàn)臺(tái)故障控制的設(shè)計(jì) .................................................................................. 21 故障設(shè)置與消除的設(shè)計(jì) ....................................................................... 21 故障分析與設(shè)置功能 ........................................................................... 22 傳感器信號(hào)模擬功能 ........................................................................... 22 4 實(shí)驗(yàn)臺(tái)的使用 ............................................................................................................. 23 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)及顯示功能 .................................................................................. 23 使用注意事項(xiàng) .................................................................................................. 23 結(jié) 論 ........................................................................................................................ 25 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................ 26 致 謝 ........................................................................................................................ 27 英文翻譯 ........................................................................................................................ 28 天津工程師范學(xué)院 20xx 屆 本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 1 引言 設(shè)計(jì)的目的和意義 隨著汽車保有量的增加，同時(shí)也帶來了能源的緊張 ， 環(huán)境的污染等問題。因此，使學(xué)生理解與學(xué)習(xí)過程中遇到 一定的困難。 另外， 與同類產(chǎn)品比較，通過對結(jié)構(gòu)的優(yōu)化使該實(shí)驗(yàn)臺(tái)更具合理性，無論是在性能指標(biāo)上還是 在耐用程度上都將具 有一定的提高 。 研究 現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 我國對現(xiàn)代柴油機(jī)電控技術(shù)的研究和開發(fā)尚處于起步階段，目前還主要集中在對柴油機(jī)電控噴射系統(tǒng)的研究與開發(fā)上。 本實(shí)驗(yàn)臺(tái)將包括 電路顯示部分和控制電路部分 、外接計(jì)算機(jī)（主機(jī)用數(shù)據(jù)線與發(fā)動(dòng)機(jī) ECU 相連的計(jì)算機(jī)） 。通過測量實(shí)驗(yàn)臺(tái)上設(shè)置的檢測端子可方便的對發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的各種傳感器、執(zhí)行器的參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)的分析與研究，使學(xué)生能夠理解各種工況下發(fā)動(dòng)機(jī) ECU 的控制原理，以及傳感器、執(zhí)行器的動(dòng)態(tài)參數(shù) 的變化情況，如反饋電壓 和傳感器波形變化，及各電控元件的動(dòng)態(tài) 數(shù)據(jù)流等。既有利學(xué)生的學(xué)習(xí)，又有利于教師的教學(xué)，是一種非常有效的教與學(xué)的結(jié)合產(chǎn)物。 天津工程師范學(xué)院 20xx 屆 本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 2 電 控 高壓共軌柴油機(jī)的結(jié)構(gòu) 與 原理 只有了解了被 測 試件的結(jié)構(gòu)、工作原理及其他部件的匹配關(guān)系后，才能對 發(fā)動(dòng)機(jī)與 實(shí)驗(yàn)臺(tái) 臺(tái)架的連接及 實(shí)驗(yàn)臺(tái)機(jī)械部分 進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。 圖 21 燃油供給系統(tǒng)構(gòu)成 框圖 (1)電控系統(tǒng) : 電控系統(tǒng)可分成三大部分：傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元和執(zhí)行器。電子控制系統(tǒng)的框圖 ， 如圖 22 所示 圖 22 高壓共軌系統(tǒng)的電子控制框圖 天津工程師范學(xué)院 20xx 屆 本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 (2)燃料供給系統(tǒng) : 燃料供給系統(tǒng)的主要組成部分如圖 23 所示。電控共軌系統(tǒng)中的噴油器是一種由電磁閥控制的噴油閥，電磁閥的開啟和關(guān)閉由計(jì)算機(jī)控制。 （ 2） 自由調(diào)節(jié)噴油量：以發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速及油門開度信息等為基礎(chǔ)，由計(jì)算機(jī) 計(jì)算出最佳噴油量，通過控制噴油器電磁閥的通電、斷電時(shí)刻直接控制噴油參數(shù)。 實(shí)時(shí)檢測出發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，由微型計(jì)算機(jī)根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)的計(jì)算程序進(jìn)行計(jì)算后，定出適合于該運(yùn)行狀態(tài)的噴油量、噴油時(shí)間、噴油率等參數(shù)，使發(fā)動(dòng)機(jī)始終都能在最佳狀態(tài)下工作。在高壓電控共軌系統(tǒng)中，供油壓力與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、負(fù)荷無關(guān)，是可以獨(dú)立控制的。 發(fā)動(dòng)機(jī)噴射的三個(gè)階段：引燃噴射、主噴射、二次噴射 引燃噴射： 引燃噴射可以在曲軸上止點(diǎn)前 90176。 （ 2）壓縮延遲時(shí)間減少。缸壓上止點(diǎn)前平穩(wěn)上升，在上止點(diǎn)達(dá)到峰值，當(dāng)達(dá)到引燃最大的壓力峰值時(shí)將產(chǎn)生大的噪聲。 曲軸轉(zhuǎn)角（176。 二次噴射： 帶有 NOX觸媒轉(zhuǎn)換器的二次噴射能減少 NOX排放。部分燃油通過 EGR 系統(tǒng)進(jìn)行下一循環(huán)的引燃噴射。用壓力限制閥來調(diào)節(jié) ECU設(shè)定的共軌壓力。在共軌系統(tǒng)中，噴射壓力的產(chǎn)生和噴射過程是完全彼此分開的。 在 ECU控制系統(tǒng)中，曲軸位置傳感器用來測定發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 。 ECU根據(jù)空氣質(zhì)量流量大小，按空燃比控制噴油量。 在電控高壓共軌系統(tǒng)中，供油壓力與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、負(fù)荷無關(guān)，它是獨(dú)立控制的。渦輪增壓器由渦輪機(jī)和壓氣機(jī)構(gòu)成。本機(jī)的渦輪增壓器工作原理如圖 211： 圖 211 旁通式渦輪增壓器原理 天津工程師范學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 供油泵 功能：本機(jī)采用的是 VP 分配泵。供油泵由三個(gè)徑向排列、互相呈 120176。 圖 212 高壓油泵（原理圖 ） 天津工程師范學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 圖 213 高壓油泵（斷面圖） (1)共軌高壓蓄壓器 : 功能：共軌高壓蓄壓器存儲(chǔ)高壓燃油，同 理 壓力波動(dòng)的產(chǎn)生取決于高壓油泵的燃油分配和共軌管燃油容積的衰減。 結(jié)構(gòu)：為了適應(yīng)各種各樣的安裝條件，軌道上有流量限制器、共軌壓力傳感器 。高壓和低壓間的轉(zhuǎn)換是通過電樞頂在密封座上來實(shí)現(xiàn)的。 1)壓力控制閥不通電時(shí)，共軌管中的高壓油或高壓油泵輸出的油通過高壓入口進(jìn)入壓力控制閥，不通電時(shí)沒有電磁鐵的外力作用，過量的高壓油的壓力大于彈簧的彈力，頂開彈簧，壓力控制閥開啟的大小由油量決定。 PWM 脈寬的勵(lì)磁電流和電磁力是對稱的。 (如圖 216) 燃油經(jīng)一個(gè)小孔流向共軌壓力傳感器，傳感器的膜片將孔的末端封住。這樣，由系統(tǒng)壓力引起膜片形狀變化（ 150MPa 時(shí)變化量約 1mm ） ,促使電阻值改變，并在用 5V 供電的電阻電橋中產(chǎn)生電壓變化。在主要工作范圍內(nèi)，測量精度約為最大值的 2%。限制器內(nèi)部有一個(gè)柱塞，通過彈簧直接與共軌高壓蓄壓器相連。噴射燃油時(shí)，噴油器端部的噴射壓力下降，使柱塞在噴油器內(nèi)移動(dòng)的方向改變。彈簧與節(jié)流孔徑是規(guī)定好的，那樣即使在最大的噴油量狀態(tài)（加上安全儲(chǔ)備），柱塞也有可能返回到流量限制器軌道底端（頂著止動(dòng)器的位置），然后保持在這個(gè)位置，等候下一個(gè)噴油時(shí)刻的到來。幾次噴射發(fā)生之后，柱塞移動(dòng)到出口上的密封底座上。 結(jié)構(gòu)如圖 218： 圖 218 限壓閥 性能：限壓閥是個(gè)機(jī)械裝置，包含如下部件：底座螺絲，一端連接到油箱的回油管、一個(gè)可移動(dòng)的柱塞、一個(gè)彈簧。 噴油器 本機(jī)的噴油器主要由控制柱塞、噴油嘴針閥和電磁閥 等組成。 (1)噴油器關(guān)閉（復(fù)位狀態(tài)）。軌道壓力作用在柱塞的末端，與噴油器彈簧的彈力一起 使噴油器保持關(guān)閉狀態(tài)。由觸發(fā)的電磁閥施加的吸合天津工程師范學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 力大于閥彈簧的拉力時(shí)，電樞打開節(jié)流孔。節(jié)流孔防 止完全的壓力平衡，閥控制室中的壓力因此下降。 (3) 噴油器關(guān)閉（噴油結(jié)束）電磁閥不吸合，彈簧力將球閥壓回球雨 硅 座中。 實(shí)驗(yàn)臺(tái) 臺(tái) 架的設(shè)計(jì) 本實(shí)驗(yàn)臺(tái)臺(tái)架（圖 31） 造型現(xiàn)代、美觀、合理、安全，采用 45 號(hào)鋼質(zhì)結(jié)構(gòu)。發(fā)動(dòng)機(jī)周圍的輔件采用薄鋼管作護(hù)欄，安全、美觀。 第三部分為電腦液晶顯示區(qū) (圖 35)， 顯示 燃油供給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理示意圖和實(shí)驗(yàn)臺(tái)的控制面板上顯示故障，傳感器的波形圖以及數(shù)據(jù)，以方便學(xué)生先看原理示意圖有一個(gè)宏觀認(rèn)識(shí)再結(jié)合實(shí)物了解其原理，這樣會(huì) 取得更好的學(xué)習(xí)效果，同時(shí)也方便于教師教學(xué)以獲得更好的教學(xué)效果。 天津工程師范學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 圖 36 柴油機(jī)共軌電路圖 實(shí)驗(yàn)臺(tái)故障控制的設(shè)計(jì) 故障設(shè)置 與 消除的 設(shè)計(jì) 本實(shí)驗(yàn)臺(tái) 裝有一臺(tái)計(jì)算機(jī)， 將采用智能故障設(shè)置裝置（圖 37），其由硬件和軟件兩部分組成。這些功能項(xiàng)目將通過計(jì)算機(jī)的顯視器顯視出，且更為直觀 、全面。 故障設(shè)置功能 ： 本機(jī)設(shè)有兩個(gè)故障設(shè)置區(qū)： （ 1） 開路設(shè)置區(qū) ： 操作顯示面板下方的電腦端子引出口為開路設(shè)置區(qū)，插頭外緣為傳感器連接線點(diǎn)，插頭內(nèi)緣為電腦連線點(diǎn)，故障設(shè)置時(shí)，關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)后，只須拔下電腦相應(yīng)端子引出口插頭，換上專用的開路模擬插頭即可造成開路故障（當(dāng)設(shè)置故障后故障燈在點(diǎn)火開關(guān)接通及發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下都會(huì)點(diǎn)亮）。電壓模擬主要用來模擬節(jié)氣門傳感器電壓信號(hào)、氧傳感器電壓信號(hào)等，通過模擬可用來判斷傳感器的好壞，也可通過解碼儀數(shù)據(jù)流的顯示觀察噴油脈寬和點(diǎn)火正時(shí)的改變。 （ 2） 旋轉(zhuǎn)點(diǎn)火開關(guān)至起動(dòng)檔位，起動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)（最長可延續(xù) 5 秒鐘）發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)后應(yīng)立即松開鑰匙。 （ 4） 當(dāng)水溫表顯示溫度為 70℃ 80℃ 時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)熱機(jī)結(jié)束，此時(shí)怠速降在 800r/m左右，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入怠速工況。 （ 6） 加大油門開度 ， 操作顯示面板上的相關(guān)儀表顯示發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在25004000r/m 左右，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入高速工況。 使用 注