【正文】 （ 1）失效模式及失效產(chǎn)生原因： ①無(wú)法測(cè)得油門位置信號(hào) 原因： ECU 至傳感器之間的線路斷路； ②發(fā)動(dòng)機(jī)加速無(wú)力 原因：傳感器內(nèi)部 2 套電阻之間不能夠互相檢測(cè)， ECU 無(wú)法獲得當(dāng)前油門踏板的正確位置，出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)加速無(wú)力的故障現(xiàn)象；電位計(jì)中某一套電阻失效導(dǎo)致 ECU 接收到錯(cuò)誤信號(hào)。 （ 1）失效模式及失效產(chǎn)生原因： ①測(cè)得的轉(zhuǎn)速不穩(wěn) 原因：傳感器上吸 附了鐵屑影響了磁通量，導(dǎo)致信號(hào)不準(zhǔn)；信號(hào)線屏蔽線破損，影響傳遞信號(hào)的準(zhǔn)確性；傳感器安裝位置不當(dāng)，使間隙超差，導(dǎo)致信號(hào)不準(zhǔn)確；飛輪齒圈節(jié)距不等，在某一個(gè)轉(zhuǎn)速點(diǎn)時(shí)測(cè)得的轉(zhuǎn)速不準(zhǔn)確，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)。 ： （ 1）很多軟性故障（如 ECU 故障、電路故障等）是不能憑經(jīng)驗(yàn)解決問(wèn)題的，需要使用故障診斷儀器檢測(cè)故障，并根據(jù)故障碼找出故障原因后加以排除。 針對(duì)現(xiàn)象，聯(lián)系原理；善用工具，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)；由簡(jiǎn)到繁，由表及里；按系分段，檢查分析。 （ 4）比較法 淮安信息這也技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 對(duì)某些總成或零部件，采用更換的辦法確定是否存在故障。 （ 3）確認(rèn)故障元件后，要分析造成元件故障的原因，結(jié)合用戶的使用環(huán)境、油品質(zhì)量、操作習(xí)慣等因素判定故障原因，以避免故障現(xiàn)象再現(xiàn)。其燃油消耗量較點(diǎn)燃式汽油機(jī)減少 40%45%,滿足歐 IV 排放標(biāo)準(zhǔn)。與汽車發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)的節(jié)油技術(shù)涉及兩個(gè)方面 ,一個(gè)是司機(jī)的駕駛習(xí)慣 ,一個(gè)是發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)上的一些局部的改裝。 （ 5）風(fēng)阻系數(shù) 由于現(xiàn)代汽車速度的增高 ,汽車的造型對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性也有重要影響 ,車速越快影響越大 ,這就是人們常說(shuō)的“風(fēng)阻” 。行駛同樣的距離 ,越重的車做功越多 ,也就需要更多的燃油。發(fā)動(dòng)機(jī)在負(fù)荷為 90%、空燃比為 :1 時(shí)燃燒效率最高 （ 2）輪胎與油耗的關(guān)系 輪胎作為汽車的關(guān)鍵承載部件之一 ,承受車輛負(fù)荷、向路面?zhèn)鬟f驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力等作用。 （ 8）改型及自加空調(diào)的發(fā)動(dòng)機(jī)，控制系統(tǒng) ECU 就會(huì)出現(xiàn)受控指令，需要重新刷寫數(shù)據(jù)。 36V 高電壓時(shí)只能工作 5 分鐘。 ECU 安裝要求在通風(fēng)情況良好、嚴(yán)禁上面有覆蓋物，以免長(zhǎng)時(shí)間有積灰，防灰塵，會(huì)影響 ECU 的散熱情況；遠(yuǎn)離熱源，避免 ECU 的熱輻射，避免熱源產(chǎn)生熱流直接作用于 ECU；遠(yuǎn)離高頻率、高能量的聲源，如：發(fā)電機(jī)、水泵、油泵、氣泵等；應(yīng)選擇相對(duì)較高且干燥的位置，避免長(zhǎng)時(shí)間暴 露在濕氣中，避免泡水，避免腐蝕性液體接觸到 ECU 及控制線束； ECU 附近的線束要固定可靠，防止線束的脫落或折斷；視情況考慮加裝防護(hù)罩；不能安裝在較大的廂板上；要保證 ECU安全接地；附近無(wú)強(qiáng)電磁源，確保電磁屏蔽； （ 3）整車線束的要求 由于 ECU 的供電電源由整車電源提供，博世要求，新線束 20 度條件， ECU到電源以及 ECU 到地所構(gòu)成的回路電阻小于 45 豪歐，阻值過(guò)大電壓會(huì)損失在線束上，影響到 ECU 供電電壓，冷啟動(dòng)時(shí)尤為明顯，故此盡量減少線束的長(zhǎng)度，如線束長(zhǎng)度達(dá)到最小，要提高線束的橫截面積，并且使用質(zhì)量較高的銅芯線束 ； （ 4）線束的連接 只有在油泵的所有機(jī)械連接完成以后，最后才進(jìn)行電纜線的連接。 （ 6）燃油濾 清器的使用，必須使用廠家規(guī)定的燃油濾清器，不得使用劣質(zhì)濾清器，更不能使用傳統(tǒng)的燃油濾清器，否則，引起發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法啟動(dòng)、啟動(dòng)困難、功率不足的故障。因?yàn)?，電控系統(tǒng)要產(chǎn)生壓力更高的壓力及實(shí)現(xiàn)更精度的控制，內(nèi)部的量孔更精細(xì)，運(yùn)動(dòng)元件的配合也會(huì)更精密，不潔的燃油會(huì)使共軌高壓泵失效，造成泵的壓力降低，同時(shí)還會(huì)造成噴油器的堵塞。如果需要松開(kāi)高壓油管時(shí)必須將車靜置 15min 以上，等油軌內(nèi)的壓力下降以后才能松開(kāi)高壓油管，否則油軌內(nèi)的高壓燃油噴出極有可能造成人員傷害。即采用了一套液壓放大系統(tǒng) ，電磁閥打開(kāi)泄油孔使得針閥控制腔壓力降低，從而產(chǎn)生控制柱塞的上下壓差，在壓差作用下打開(kāi)針閥。該油管是由鋼管制成 , 通常外徑為 6mm，內(nèi)徑為 。這樣 ，柱塞腔內(nèi)的燃油被密封，它將以高于供油壓力的油壓被壓縮，油壓的升高一旦達(dá)到共軌的油壓，出油閥被打開(kāi)，被壓縮的燃油就進(jìn)入了高壓循環(huán)。 圖 219 空氣流量計(jì) ECU 根據(jù)各種傳感器傳來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)信息，進(jìn)行計(jì)算、分析、發(fā)出控制指令，對(duì)噴油時(shí)間、噴油量、噴油率、噴油壓力進(jìn)行控制。此外，凸輪軸 位置信號(hào)還用于發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)識(shí)別出第一時(shí)刻點(diǎn)火。 圖 213 曲軸轉(zhuǎn)速傳感器 第二章 電控高壓共軌柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)原理 17 通過(guò)收集油門踏板位置傳感器信號(hào)，將重新整理后的油門信號(hào)傳往電腦，提高引擎的響應(yīng)性能，從而提高油門靈敏度，加快起步速度，提升車輛瞬時(shí)提速性能 ,避免車輛突發(fā)性前竄 ,避免發(fā)動(dòng)機(jī)積碳 （如圖 214） 。 第二章 電控高壓共軌柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)原理 15 圖 210 噴油器結(jié)構(gòu) 圖 211 噴油器工作過(guò)程 電控高壓共軌柴油機(jī)的主要電氣元件 電控高壓共軌柴油機(jī)電氣元件主要包括傳感器部分、 ECU、執(zhí)行器部分（如圖212）。 淮安信息這也技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 共軌管的主要作用是蓄壓和分配燃油，阻尼燃油壓力波動(dòng)同時(shí)還限制最高燃油壓力，使之不超過(guò)安全限值。齒輪泵的吸入壓力為 —70~— 30KPa，該壓降來(lái)自燃油濾清器的過(guò)濾阻力（如圖 26）。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)燃油耗盡時(shí)，進(jìn)行油水分離器內(nèi)的排水工作，更換燃油濾清器后，重新啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)前要先按壓手動(dòng)輸油泵直到按不動(dòng)為止。德國(guó)博世公司從推出第一代、第二代柴油機(jī)高壓共軌系統(tǒng)后，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到第三代高壓共軌噴射系統(tǒng)。 主要傳感器有： （ 1）發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器（曲軸轉(zhuǎn)速傳感器、凸輪軸轉(zhuǎn)速傳感器） 曲軸轉(zhuǎn)速傳感器檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)，凸輪軸轉(zhuǎn)速器確定發(fā)動(dòng)機(jī)工作順序。高壓共軌發(fā)動(dòng)機(jī)由以下 2 大部分組成：燃油系統(tǒng)以及電控系統(tǒng)（如圖 21）。由于工作油對(duì)提前機(jī)構(gòu)的作用，改變?nèi)加蛪核屯馆喌南辔唤?，或提前、或延遲，從而控制噴油定時(shí)。推遲噴油定時(shí)的方法求得 NOx 和 PM(顆粒 )的折中關(guān)系。 （ 8）控制參數(shù)多，控制精確。因?yàn)樗淖兞藗鹘y(tǒng)的機(jī)械式噴油系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)，使噴射壓力的產(chǎn)生完全獨(dú)立于發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和噴射過(guò)程，真正地實(shí)現(xiàn)了噴油壓力、噴油時(shí)刻、噴油量和多次噴射的獨(dú)立及柔性控制，從而實(shí)現(xiàn)與發(fā)動(dòng)機(jī)的完 美匹配，大大提升了柴油機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、排放及噪聲方面的綜合性能。第三代高壓共軌帶有壓電直列式噴油器。第二代共軌技術(shù)可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)需求來(lái)改變輸出壓力，并具有預(yù)噴射和后噴射功能，帶有控制油量的油泵，壓力達(dá)到 160MPa。在控制策略上，目前國(guó)內(nèi)主要采用經(jīng)典的 PID 控制方淮安信息這也技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 法，這種方法原理簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，穩(wěn)定性好，但存在需要在不同工況下反復(fù)調(diào)節(jié)和不能在線調(diào)節(jié)等缺點(diǎn)。第一章 緒論 5 Multec DCR 設(shè)計(jì)獨(dú)特的噴油器是帶有平衡控制和反饋控制的電磁閥噴油器 !其響應(yīng)迅速并能精確計(jì)量燃油。 圖 14 國(guó)外電控高壓共軌柴油機(jī) 德國(guó) Bosch 公司于 20xx 年推出了第三代使用壓電噴油器的高壓共軌電控噴射系統(tǒng)。如無(wú)錫油泵油嘴研究所研發(fā)的共軌系統(tǒng)已在無(wú)錫公交使用，同時(shí)國(guó)內(nèi)從事電控柴油機(jī)研發(fā)的企 業(yè)數(shù)量較多，因而國(guó)內(nèi)在電控柴油機(jī)市場(chǎng)今后一定會(huì)有所作為。長(zhǎng)城汽車與博世公司開(kāi)發(fā)出了高壓共軌柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，此外奧迪、奔馳、華泰等品牌也推出了采用共軌系統(tǒng)的汽車。 圖 12 徑向柱塞分配泵 第三代 —— 時(shí)間 — 壓力控制式 也稱高壓共軌系統(tǒng) ，這種系統(tǒng)包括了高壓共軌系統(tǒng)和中壓共軌系統(tǒng)這是 20世紀(jì) 90 年代國(guó)外最新推出的新型柴油機(jī)電控噴油技術(shù)。 第一代 —— 位置控制系統(tǒng) 這種系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是保留了大部分的燃油系統(tǒng)部件，如噴油泵 — 高壓油管— 噴油嘴系統(tǒng)和噴油泵中齒條、齒圈、滑套、柱塞上的螺旋槽等零件，只是用電子伺服機(jī)構(gòu)替代機(jī)械式調(diào)速器來(lái)控制供油滑套或燃油齒條的位置，使得供油量的調(diào)整更為靈敏和精確。 electronically controlled diesel engine。其噴油控制與故障監(jiān)控策略的研究 ， 對(duì)提高燃油噴射控制精度、實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)、提高發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性與可靠性以及優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)整體性能具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 早在 20 世紀(jì) 70 年代，人們就開(kāi)始研究柴油發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制技術(shù)來(lái)替代機(jī)械控制。即噴油始點(diǎn)取決于電磁閥關(guān)閉時(shí)刻，噴油量取決于電磁閥關(guān)閉時(shí)間的長(zhǎng)短，因此可以同時(shí)控制噴油量淮安信息這也技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 和噴油定時(shí)。目前博世公司共軌系統(tǒng)在歐洲乘用車和輕型車柴油機(jī)上已得到普通應(yīng)用，如德國(guó)戴姆勒 奔馳公司 C 系列轎車、意大利 AlfaRemeo156 轎車、德國(guó)大眾的奧迪 型 V8 渦輪增壓柴油機(jī)、美國(guó)通用公司與日本五十鈴公司合資 生產(chǎn)的Duramax6600 柴油機(jī)及美國(guó)康明斯公司的 和 全電控柴油機(jī)等。這得益于兩方面原因：一是我國(guó)原有柴油機(jī)使用車輛大都具有自主品牌，二是我國(guó)柴油機(jī)使用車輛的舒適性要求不高，價(jià)格低廉，國(guó)外公司與中國(guó)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)不占優(yōu)勢(shì)。 當(dāng)然，國(guó)內(nèi)在電控柴油機(jī)系統(tǒng)方面還面臨很多挑戰(zhàn)，如制造工藝不成熟，批量規(guī)模較??；燃油品質(zhì)難以保證；柴油機(jī)后處理技術(shù)水平不高等。在這種系統(tǒng)中，高壓油泵先在共軌管中產(chǎn)生 135MPa 的壓力，然后通過(guò)一個(gè)特殊的轉(zhuǎn)換活塞使噴油壓力達(dá)到 250MPa 以上。 國(guó)內(nèi)高壓共軌柴油機(jī)的發(fā)展 目前我國(guó)對(duì)高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)尚處于起步階段，發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴射系統(tǒng)由機(jī)械式噴射系統(tǒng)向電控式噴射系統(tǒng)過(guò)渡還主要依靠國(guó)外技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。博世 1995年發(fā)表了用于轎車的高壓共軌系統(tǒng)，采用了徑 向柱塞轉(zhuǎn)子式供油泵，噴油器電磁閥采用球閥控制。預(yù)熱后的氣缸使主噴射壓燃更容易，缸內(nèi)的壓力和溫度不在突然增加，有利于降低燃燒噪聲。 電控高壓共軌的特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn) 眾所周知，提高柴油機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和降低排放的中心任務(wù)是改善柴油機(jī)的燃燒過(guò)程。 （ 5）更高的噴油壓力。 （ 13）系統(tǒng)成本高 ，維修費(fèi)用高。在基本噴油量、怠速轉(zhuǎn)速控制、啟動(dòng)油量控制、各缸不均勻油量補(bǔ)償控制、恒定轉(zhuǎn)速控制等各種運(yùn)行狀況下，實(shí)現(xiàn)最佳噴油量制 。同時(shí)可以解決運(yùn)行參數(shù)及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與傳遞，有利于對(duì)機(jī)械的動(dòng)態(tài)管理。 （如圖 23）。 第二章 電控高壓共軌柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)原理 11 —— 根據(jù)各傳感器傳來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，進(jìn)行計(jì)算、分析、發(fā)出控制指令，對(duì)噴油時(shí)間、噴油量、噴油率、噴油壓力進(jìn)行控制，同時(shí)具有故障自診 斷和故障應(yīng)急功能。燃油進(jìn)入高壓柱塞腔后被壓縮，通過(guò)高壓油管進(jìn)入共軌管形成高壓，每缸噴油器通過(guò)高壓油管與共軌管相連，以實(shí)現(xiàn)高壓噴射（如圖 24）。齒輪泵不需要維修，如果損壞直接更換。當(dāng)燃油進(jìn)入高壓部分后，一路經(jīng)過(guò)油量計(jì)量單元進(jìn)入高壓柱塞腔，經(jīng)壓縮后進(jìn)入油軌，同 時(shí)多余的燃油通過(guò)溢油閥回到油箱中。 圖 29 共軌組件 電控噴油器 噴油器是電控高壓共軌系統(tǒng)中最關(guān)鍵和最復(fù)雜的部件，它的作用是根據(jù) ECU發(fā)出的電信號(hào)控制電磁閥的開(kāi)啟和關(guān)閉，將高壓油軌中的燃油以最佳的噴油時(shí)刻、噴油量和噴油率噴入柴油機(jī)的燃燒室內(nèi)。常與凸輪軸位置傳感器配合使用。一個(gè)將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的傳感器部件安裝在此膜片上，傳感器產(chǎn)生的信號(hào)被輸入一個(gè)用于放大拾取信號(hào)并將它送入 ECU 的檢測(cè)回路。通過(guò)傳感器的氣流改變了膜片上的溫度分配，從而使得兩個(gè)溫度電阻的電阻值產(chǎn)生差異，由此對(duì) ECU 輸出一個(gè)變化的電壓信號(hào)。輸油泵使燃油經(jīng)安全閥 的節(jié)流孔，進(jìn)入高壓泵的潤(rùn)滑和冷卻回路。燃油壓力由共軌壓力傳感器測(cè)定，通過(guò)高壓泵上的調(diào)壓閥調(diào)節(jié)到規(guī)定數(shù)值。泄油孔關(guān)閉時(shí) ，作用于針閥控制活塞的液壓力超過(guò)了它在噴油嘴針閥承壓面 的力，結(jié)果，針閥被迫進(jìn)入閥座且將高壓通道與燃燒室隔離，密封。 圖 224 噴油器 淮安信息這也技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 第三章 電控高壓共軌柴油機(jī)使用維護(hù) 基本操作要注意的問(wèn)題 起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)前檢查水位、油位、蓄電池電壓等，起動(dòng)時(shí)間不能過(guò)長(zhǎng)（要小于15s）；不用踩油門，因?yàn)閱?dòng)油量已經(jīng)在 ECU 中被設(shè)置固定，踩了油 門也不會(huì)增大供油量 。例如水溫超過(guò)設(shè) 定值、高壓油管破裂、增壓壓力低等，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)限制轉(zhuǎn)速和功率，這是電控發(fā)動(dòng)機(jī)為確保行車安全，并且能讓用戶方便維修的人性化功能。回油管要求回到油液面一下，防止有氣進(jìn)入到回油管路，進(jìn)、回油管的距離最少不低于 20cm。因 為，放氣螺栓在底盤的油水分離器上，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)排空氣是沒(méi)有聯(lián)系的。電控發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度是通過(guò)傳感器將信息發(fā)送到 ECU， ECU 受控發(fā)動(dòng)機(jī)的出水溫度，水溫超出整車標(biāo)定的溫度， ECU 受控發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入自動(dòng)保護(hù)策略，降低發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。 （ 5）油水分離器，油門踏板，整車線束生產(chǎn)時(shí)是由汽車 廠來(lái)采購(gòu)，但必須經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的檢測(cè)后才能使用，特別是油門踏板，需提供特性曲線，進(jìn)行標(biāo)定，如果換第二個(gè)廠家，必須根據(jù)新油門踏板特性曲線重新進(jìn)行標(biāo)定。 節(jié)油措施 （ 1）發(fā)動(dòng)機(jī)與油耗的關(guān)系 說(shuō)到發(fā)動(dòng)機(jī)與油耗的關(guān)系 ,有的人往往把油耗的大小與發(fā)動(dòng)機(jī)的排量聯(lián)系在一起 ,認(rèn)為大排量的發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗會(huì)大于小排量的發(fā)動(dòng)機(jī)。節(jié)油輪胎比起同規(guī)格產(chǎn)品來(lái)說(shuō) ,在負(fù)載不變的情況 下滾動(dòng)阻力值平均降低 21%至 24%。由發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷特性可知 ,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷相同時(shí) ,一般是轉(zhuǎn)速越低燃油消耗率越小。一般來(lái)說(shuō) ,車輛高速行駛中 ,