柴油機電子控制系統(tǒng)的發(fā)展_論文-在線瀏覽
2024-11-04 20:34本頁面
【正文】 間式燃油計量原理 ,用電磁閥 控制噴射過程。對于不同的柴油機，其控制策略往往不同，當(dāng)需要改進或與其他機型匹配時，傳統(tǒng)的辦法是改變機械控制系統(tǒng)，周期長成本高。有些情況下，甚至不需要變更便能用于不同的柴油機 。最明顯的特點是柴油電控噴射系統(tǒng)的多樣化，具有高壓、高頻、脈動等特點噴射壓力高達 60150MPa，甚至200MPa。傳感器檢測出發(fā)動機或噴油泵的運行狀態(tài)， ECU 根據(jù)個傳感器信息，控制發(fā)動機的最佳噴油量、最佳噴油時間，執(zhí)行器根據(jù)計算機的指令，準(zhǔn)確的控制噴油量和噴油時間。 （一） 電控系統(tǒng) 電控系統(tǒng) 可分為三大部分：傳感器、執(zhí)行器和 ECU。根據(jù)各個傳感器的信息，發(fā)動機電控單元計算出最佳噴油時間和最佳和最合適的噴油量，并計算出什么時刻、多長時間的范圍內(nèi)向噴油器發(fā)出開啟電磁閥或關(guān)閉電磁閥的指令，從而精確控制發(fā)動機的工作過程。燃油供給系的主要構(gòu)成是供油泵、共軌和噴油器。共軌實際是一種燃油分配管。 三 噴油器 （一） 博世公司電控噴油器 噴油器主要由控制柱塞、噴油嘴針閥和電磁閥等組成?？刂剖彝ㄟ^由電磁閥打開的回油節(jié)流孔與回油孔連接。 電磁閥動作時，打開回油節(jié)流孔，控制室內(nèi)的壓力下降，當(dāng)作用在控制活塞上的液壓力低于作用在針閥承壓面上的作用力時，針閥立即開啟，開始噴油。 在發(fā)動機和油泵工作時，噴油器的工作可分為四個工作狀態(tài)： 1）噴油器關(guān)閉，以存有的高壓。 3）噴油器完全打開。 （二） 噴油器的工作原理 1）噴油器關(guān)閉如圖 22 a 所示?；赜凸?jié)流孔關(guān)閉時，電樞的鋼球通過彈簧壓在回油節(jié)流孔的座面上。共軌壓力在控制柱塞端面上施加的力及噴油器調(diào)壓彈簧的力大于 作用在針閥承壓面上的夜壓力，針閥處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)電磁閥通電后，在吸動電流的作用下迅速開啟當(dāng)電磁鐵的作用力大于彈簧作用力時，回油節(jié)流孔開啟，在極短的時間內(nèi)，升高的吸動電流成為較小的電磁閥保持電流?？刂剖抑袦p小了的作用力引起作用在控制柱塞上的作用力減小，從而針閥開啟，開始噴油?？刂浦_到 上限位置，并定位在進、回油節(jié)流孔之間。 3) 噴油器關(guān)閉（噴油結(jié)束）。 電樞設(shè)計成兩部分組合式，電樞板經(jīng)一撥桿向下引動。回油節(jié)流孔關(guān)閉，進油節(jié)流孔進的油使控制室中建立起與共軌中相同的壓力。這個來自控制室的作用力和彈簧力超過了針閥下方的液壓力，于是針閥關(guān)閉。 電控噴油器中由電磁閥直接控制噴油始點、噴油間隔、噴油終點，從而直接控制噴油量、噴油時間和噴油率。與直噴柴油機中的機械式噴油器相似，噴油器可用壓板等安裝在氣缸蓋內(nèi)。因此，共軌式噴油器在直噴式柴油機中的安裝不需要改變汽缸蓋結(jié)構(gòu)。最初采用的是三通閥結(jié)構(gòu)。但是，燃油從何處泄漏，如何減少燃油泄漏又沒有有效措施。改用了二通閥結(jié)構(gòu)。壓力室中的高壓使針閥開啟，向汽缸內(nèi)噴射燃油。這里有一個重要條件：量孔 2 的直徑必須小于其左下方量孔 1的直徑。 二通閥的通電時刻確定了噴油始點，二通閥的通電時間長短確定噴油量。通過控制噴油控制腔內(nèi)的壓力來控制噴油的開始和噴油的終了。 （四）壓電晶體式噴油器 與電磁閥相比，壓電執(zhí)行器具有：沒有滯后時間，切換十分迅速而且精確，可重現(xiàn)性非常好，沒有因設(shè)計造成的以氣隙之類的形式出現(xiàn)的偏差，壽命長，工作非常穩(wěn)定等優(yōu)點。如圖 24 汽車對共軌系統(tǒng)壓電晶體基本要求如下：環(huán) 境溫度在 40℃ +150℃；高強度；大約 100200V的低壓；壓電晶體作用升程為其厚度的 1/1000；開關(guān)迅速，全升程動作時間約 30μ S。用于噴油器的壓電晶體的結(jié)構(gòu)采用多層技術(shù)。 圖 24壓電式噴油器的結(jié)構(gòu) 2）工 作原理 在中低速范圍內(nèi)，噴射的機動靈活性特別重要，最理想的情況式，在 2500 轉(zhuǎn) /分一下的轉(zhuǎn)速范圍每個工作循環(huán)噴射達 5 次，在中等轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)每個工作循環(huán)噴射23次，在標(biāo)定轉(zhuǎn)速每個工作循環(huán)噴射 1次。為了使執(zhí)行器達到足夠的位移，必須將許多層陶瓷薄膜燒結(jié)成一塊長方六面體。壓電原件加上電壓后會膨脹 8 大約 40μ m， 通過杠桿比為 1： 的杠桿，使得控制腔回油道中的閥開啟。 四 油泵 （一） 低壓油泵 低壓油泵可以是帶有前置過濾器的電動燃油泵，也可以是齒輪式燃油泵。 （二） 高壓油泵 高壓油泵將燃油增至最高 1350bar 的系統(tǒng)壓力。圣達菲車 D4EA 發(fā)動機的高壓油泵安裝在氣缸蓋的后端面上，由凸輪軸驅(qū)動。 燃油是由高壓油泵內(nèi) 3個相互呈 120176。當(dāng)柱塞達到下止點后而上行時，則進油閥被關(guān)閉，柱塞腔內(nèi)的燃油被壓縮，只要達到共軌壓力就立即打開出油閥，被壓縮的燃油進入高壓回路，到上止點前，柱塞一直泵送燃油（供油行程），達到上止點后，壓力下降，出油閥關(guān)閉；柱塞向下運動時，由于容積的增大，剩下的燃油降壓，直到柱塞腔中的壓力低于低壓油泵的供油壓力時，進油閥再次被打開，重復(fù) 進入下一工作循環(huán)。 目前柴油機電控系統(tǒng)應(yīng)用了很多各種不同類型、不同功能的傳感器，如曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器、加速踏板位置傳感器、冷卻液溫度傳感器、共軌壓力傳感器、空氣流量計等。 9 一、曲軸位置傳感器（ CKPS： Crankshaft Point Sensor） 型柴油機的曲軸位置傳感器安裝在飛輪殼上，曲軸位置傳感器為電磁感應(yīng)式，由 57個短齒槽和 1個長齒槽的信號輪和傳感器組成。）、 1 個長齒槽（齒間角度為 18176。當(dāng)發(fā)動機工作時，曲軸每轉(zhuǎn)過一圈，曲軸位置傳感器的電磁感應(yīng)線圈會輸出 57 個規(guī)則的交流脈沖電壓信號和一個畸變的 交變電壓。 圖
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