电控燃油范文

电控燃油范文（精选9篇）

电控燃油 第1篇

关键词：柴油机,燃油喷射,控制,技术

柴油机电控技术与汽油机电控技术有许多共同之处, 都由传感器、ECU和执行器3部分组成。柴油机电控燃油喷射系统采用的传感器, 如转速传感器、压力传感器、温度传感器以及节气门位置传感器等, 与汽油机电控系统相同。ECU在硬件以及整车管理系统的软件方面也有相似之处。柴油机电控技术的关键技术和技术难点为柴油喷射电控执行器。另外, 柴油电控喷射系统表现形式多样化。

1 柴油机电控燃油喷射系统的优点

柴油机电控燃油喷射系统在应用中, 满足了排放法规的要求, 大大提高柴油机的燃油经济性和动力性。与机械式供油系统相比, 优点如下: ①实现对喷油量的精确控制; ②实现喷油正时的精确控制; ③实现怠速控制; ④实现废气再循环控制; ⑤实现线控制系统 (加速踏板电位器) ; ⑥防止发动机喘振; ⑦向数据采集系统输出有用的信息; ⑧具有温度补偿功能; ⑨实现车速自动控制。

2 柴油机电控燃油喷射系统的类型及应用

柴油机电控燃油喷射系统在传统的喷射系统基础上, 首先发展起来的是位置控制系统, 即第一代柴油机电控燃油喷射系统;而时间控制系统则为第二代柴油机电控燃油喷射系统。高压共轨系统将成为21世纪柴油机燃油系统的主流, 即第三代柴油机电控燃油喷射系统。目前, 这3代技术在柴油机中都有应用, 体现了柴油机电控喷射系统的多样性。

2.1 位置控制系统

位置控制系统不仅保留传统的喷油泵、高压油管和喷油器系统, 而且还保留喷油泵中齿条齿圈、滑套、柱塞上控油螺旋槽等控制油量的机械传动机构, 只是把齿条或滑套的运动位置由原来的机械调速器控制改为微机控制。

日本Denso公司的ECD—V1系统、德国Bosch公司的EDC系统、日本Zexel公司的COVEC系统和英国Lucas公司的EPIC系统等, 都属于位置控制的电控分配泵系统。日本Zexel公司的COPEC系统、德国Bosch公司的EDR系统和美国Caterpillar公司的PCEC系统等, 都属于位置控制的电控直列泵系统。

2.2 时间控制系统

时间控制系统保留了原有的喷油泵、高压油管和喷油器系统, 用高速强力电磁阀直接控制高压燃油的喷射。通常电磁阀关闭, 开始喷油;电磁阀打开, 喷油结束。喷油始点取决于电磁阀关闭时刻, 喷油量取决于电磁阀关闭的持续时间, 传统喷油泵中的齿条、滑套、柱塞上的斜槽和控制喷油正时的提前器等全部取消, 对喷射定时和喷射油量控制的自由度更大。

日本Denso公司的ECD-V3系统电控分配泵、日本Zexel公司的Model—1电控分配泵、美国Detroit公司的DDEC电控泵喷嘴和德国Bosch公司的EUPl3电控单体泵等, 都属于时间控制系统。

2.3 共轨控制系统

共轨式电控喷射系统改变了传统的柱塞泵脉动供油原理, 采用新型的产生高压的燃油系统, 例如, 通过油锤响应、液力增压、共轨蓄压或者高压共轨等形式形成高压。采用压力时间式燃油计量原理, 用电磁阀控制喷射过程, 可以实现对喷射油量和喷射正时的灵活控制。

德国Bosch公司、日本Denso公司和英国LLICas公司都研制出了电控高压共轨系统, 并开始小批量向市场供货。德国戴姆勒一奔驰公司利用Bosch公司的技术, 首先在世界范围内推出了采用新型高压共轨燃油喷射系统的4气门直喷式柴油机, 并用于A、C级轿车上。

共轨式电控喷射系统又称为公共轨道式电控喷射系统, 是指该系统中有一条公共油管, 用高压 (或中压) 输油泵向共轨 (公共油道) 中泵油, 用电磁阀进行压力调节并由压力传感器反馈控制。有一定压力的柴油经由共轨分别通向各缸喷油器, 喷油器上的电磁阀控制喷油正时和喷油量。喷射压力或直接取决于共轨中的高压压力, 或由喷油器中增压活塞对共轨来的油压予以增压。共轨式电控喷射系统的喷射压力高且可控制, 又可以实现喷油速率的柔性控制, 以满足排放法规的要求。与电控泵喷嘴系统比较, 虽然电控泵喷嘴系统也可实现高达200 MPa的喷射压力, 但对于采用传统的泵、管和嘴系统的柴油机, 采用共轨式电控柴油喷射系统对柴油机结构的改造工作量不大, 能比较方便地采用, 并且能达到120～160 MPa的高压喷射, 甚至能达到200 MPa的喷射压力。因此, 共轨式电控喷射系统被认为是近年来世界上正在积极发展的一种喷射系统。

2.4 高压共轨系统的主要特点

1) 共轨腔的高压直接用于喷射可以省去喷油器内的增压机构, 而且共轨腔内是持续高压, 高压油泵所需的驱动力矩比传统油泵小得多。

2) 通过高压油泵上的压力调节电磁阀, 可以根据发动机负荷状况以及经济性和排放性的要求对共轨腔内的油压进行灵活的调节, 尤其优化了发动机的低速性能。

3) 通过喷油器上的电磁阀控制喷射正时、喷射油量以及喷射速率, 还可灵活地调节不同工况下预喷射和后喷射的喷射油量以及喷射的时间间隔。

高压共轨系统由5个部分组成, 即高压油泵、共轨腔及高压油管、电控单元、各类传感器和执行器。供油泵从油箱将油泵入高压油泵的进油口, 由发动机驱动的高压油泵将燃油增压后送入共轨腔内, 再由电磁阀控制各喷油器在相应时刻喷油。

预喷射在主喷射之前, 将小部分燃油喷入气缸, 在缸内发生预混合或者部分燃烧, 缩短主喷射的着火延迟期。这样, 缸内压力升高率和峰值压力都会下降, 发动机工作比较缓和。同时, 缸内温度降低使得NOX排放减少。预喷射还可以降低失火的可能性, 改善高压共轨系统的冷起动性能。

主喷射初期降低喷射速率, 也可减少着火延迟期内气缸内的油量。提高主喷射中期的喷射速率, 可以缩短喷射时间, 从而缩短缓燃期, 使燃烧在发动机更有效的曲轴转角范围内完成, 提高输出功率, 减少燃油消耗, 降低碳烟排放。主喷射末期快速断油可以减少不完全燃烧的燃油, 降低烟度和碳氢排放。

3 柴油机电控燃油喷射系统控制原理

柴油机电控燃油喷射系统形式多样, 其基本控制量为循环供油量和供油提前角。柴油机电控燃油喷射系统主要由传感器、ECU和执行器组成, 如图1所示。传感器包括柴油机转速传感不起、节气门位置传感器、齿条位置传感器、凸轮轴位置传感器、车速传感器、进气压力传感器、进气温度传感器、燃油温度传感器、冷却液温度传感器等, ECU根据各种传感器实时检测到的柴油机运行参数, 与ECU中预先已经存储的参数值或参数图谱 (称为MAP图) 相比较, 按其最佳值或计算后的目标值把指令输送到执行器。执行器根据ECU指令控制喷油量 (齿条位置或电磁阀关闭持续时间) 和喷油正时 (正时控制阀开闭或电磁阀关闭始点) 。柴油机电控燃油喷射系统还可与整车动力控制装置 (PCM) 、ABS ECU及其他系统的ECU之间进行数据共享, 从而实现整车的电子控制。

4 结束语

近年来, 柴油机的关键技术有很多突破性的发展。燃油喷射系统是影响燃烧过程的重要因素, 高压直喷系统和燃油共轨系统都使柴油机的燃油经济性和排放性能有很大改善。废气再循环、氧化催化转换器和微粒捕捉器改善了柴油机的各项排放。发动机管理系统对喷油和进气过程进行综合控制, 保证发动机能够在保持良好的动力性基础上, 燃油经济性和排放性能都能达到最优, 同时降低振动和噪声。

参考文献

[1]黄坚.柴油发动机电控技术与发展浅析[J].广西质量监督导报, 2007 (4) :92-93.

[2]金江善, 平涛, 凌励逊.柴油机高压共轨燃油喷射系统共轨压力控制技术研究[J].柴油机, 2006 (3) :5-7.

[3]张开洪.浅谈高压共轨技术[J].农机使用与维修, 2008 (4) :99-100.

[4]方峰.柴油机高压共轨燃油喷射系统初探[J].江苏船舶, 2008 (4) :27-28.

电控燃油 第2篇

2013-2018年中国汽车电控燃油喷射系统（EFI）行业研究报告

第一章 电控燃油喷射系统EFI行业概况

第一节 概述

一、燃油喷射技术的发展概况

二、电控燃油喷射系统的优越性 第二节 电喷系统的组成及功能

一、电喷系统的组成

二、燃油系统的作用

三、进气系统的作用

四、电子控制系统的作用 第三节 工系统的分类

一、按燃油供应方式分类

二、按有无反馈信号分类

三、按控制方式分类

第四节 电控燃油喷射系统技术发展 第五节 全球电控燃油喷射系统市场概况 第六节 跨国电子燃油喷射系统企业发展分析

一、柴油机电喷市场 每年超过200万套

二、电喷系统市场规模超过171亿元

第二章 电控燃油喷射系统（EFI）行业影响因素分析

第一节 上游原材料行业的影响分析

一、石油价格上涨对电控燃油喷射系统行业的影响分析

二、钢铁行业现状对电控燃油喷射系统行业的影响分析 第二节 下游汽车及发动机行业发展的影响分析

一、中国汽车工业发展对电控燃油喷射系统行业的影响

二、发动机行业发展对电控燃油喷射系统行业的影响 第三节 其他影响因素

一、国Ⅲ排放标准实施的影响

二、油品特征改进的影响

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三、电子控制技术发展的影响

第三章 电控燃油喷射系统（EFI）的市场分析

第一节 电控燃油喷射系统（EFI）市场需求分析

一、电控燃油喷射系统（EFI）市场总体规模

二、电控燃油喷射系统（EFI）市场需求结构

1、汽油发动机EFI需求情况分析

2、柴油发动机EFI需求情况分析

三、推动电控燃油喷射系统（EFI）市场需求的因素 第二节 电控燃油喷射系统（EFI）市场供给分析

一、电控燃油喷射系统（EFI）市场竞争格局分析

二、电控燃油喷射系统（EFI）市场配套情况分析

三、电控燃油喷射系统（EFI）市场进入分析

四、电控燃油喷射系统（EFI）市场供给现状形成的原因 第三节 汽车电控燃油喷射系统进出口分析

一、汽车电控燃油喷射系统进出口概况分析

1、进出口总量分析

2、进出口价格分析

3、进出口企业分析

二、汽车电控燃油喷射系统进口分析

1、进口需求地分析

2、进口来源地分析

三、汽车电控燃油喷射系统出口分析

1、出口发货地分析

2、出口目的地分析

四、汽车电控燃油喷射系统供需平衡分析

第四章 电控燃油喷射系统应用及技术发展分析

第一节 电子控制汽油喷射的诞生 第二节 电子控制汽油喷射的发展

第三节 柴油机电控燃油喷射的应用及发展

一、电控直列式喷油泵

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二、电控单体泵系统

三、电控分配泵

四、电控泵喷嘴系统

五、机械驱动式电控泵喷嘴系统

六、电控蓄压式泵喷嘴系统 第四节 电控燃油喷射在摩托车上的应用 第五节 商用车柴油机高压燃油喷射系统的发展

一、国Ⅲ、国IV与国Ⅱ排放标准主要区别

二、电控高压燃油喷射系统

1、电控单体泵

2、电控高压共轨燃油喷射系统

2.1.高压共轨燃油喷射系统的优点 2.2.电控高压共轨燃油喷射系统的分类

A、共轨液压式燃油喷射系统 B、高压共轨式燃油喷射系统 C、液力增压式共轨燃油喷射系统

第六节 电控燃油喷射技术决定汽车柴油化进程

一、汽车柴油化进程加快

二、电控燃油喷射技术取得突破

三、“国IV”重型柴油机技术路线待定 第七节 电控燃油喷射技术：外企角逐国内突围

一、德尔福：共轨技术和单体泵技术各有侧重

二、博世：在中国大力推广高压共轨技术

三、电装：欧Ⅲ以上排放普遍采用共轨系统

四、国外：从电控共轨发展到电控液力

五、国内：电控直列泵是目前满足欧Ⅲ排放的低成本解决方案

第五章 部分电控燃油喷射系统企业分析

第一节 *****公司 第二节 *****公司 第三节 *****公司 第四节 *****公司

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第五节 *****公司 第六节 略„„

第六章 我国电控燃油喷射系统行业发展趋势及投资策略分析

第一节 汽车电控燃油喷射系统行业趋势分析

一、中国电控燃油喷射系统行业市场供需趋势分析

二、我国EFI自主品牌成长趋势分析

三、电控燃油喷射系统技术发展趋势 第二节 中国电控燃油喷射系统行业投资分析

一、汽车门锁投资机会分析

二、汽车门锁投资风险与防范

三、汽车门锁投资建议与策略分析

部分图表目录

图表、电控燃油系统结构示意图 图表、空气系统结构示意图 图表、燃油供给系统结构示意图 图表、点火系统结构示意图 图表、供油系统的工作原理图 图表、EFI市场运作模式分析图

图表、2008-2011年我国乘用车各国车系产量份额图 图表、国内企业采用电控燃油喷射系统品牌关系示意图 图表、我国汽油机电控燃油喷射系统市场品牌份额分析 图表、我国柴油机电控燃油喷射系统市场品牌份额分析 图表、2006-2011年我国电控燃油喷射系统出口数量变化 图表、2006-2011年我国电控燃油喷射系统出口数量变化

图表、2013-2018年我国汽油机和柴油机电控燃油喷射系统产量预测 图表、电控燃油喷射装置直喷系统工作原理图 图表、欧盟汽车尾气排放标准

图表、2007-2011年我国乘用车主要品牌产销情况 图表、2007-2011年我国商用车主要品牌产销情况 图表、2007-2011年我国车用发动机生产企业产销情况表

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图表、2011年电控燃油喷射系统与我国德系汽车配套关系一览 图表、2011年电控燃油喷射系统与我国美系汽车配套关系一览 图表、2011年电控燃油喷射系统与我国日韩系汽车配套关系一览 图表、2000-2011年我国进口电控燃油喷射系统数量及金额 图表、2000-2011年我国出口电控燃油喷射系统数量及金额 图表、2008-2011年我国汽油汽车、柴油汽车及其他燃料汽车产量 图表、2013-2018年我国汽油汽车、柴油汽车产量同比增长率预测 图表、2013-2018年我国汽油汽车、柴油汽车产量预测 图表、汽油直喷技术DGI（Direct Gasoline Injection）要点 图表、燃油分层喷射技术FSI（Fuel Stratified Injection）要点 略„„

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电控燃油 第3篇

(1.南通航运职业技术学院 轮机工程系，江苏 南通 226010;2.大连海事大学 轮机工程学院，辽宁 大连 116026;3.中船重工第703 研究所无锡分部，江苏 无锡 214151)

0 引言

近年来，随着能源危机及环境污染问题日趋严重，人们对柴油机的节能和排放要求越来越严格，因而对柴油机的调节控制提出高精度及多参数的要求，从而推动电控柴油机的发展［1-2］.Wärtsilä 公司率先将共轨技术应用于船舶大型低速电控柴油机，使得柴油机能够自由选择喷射压力、精确控制燃油喷油量、独立控制喷油正时和喷油规律［3］，能够满足船用柴油机的动力性、经济性以及排放等方面的要求.对电控柴油机的燃油共轨系统进行建模和仿真可以得到燃油共轨系统的基本特性，以及各参数对系统性能的影响［4］，对系统以后的设计和改进具有重要意义.

1 燃油共轨系统原理

Wärtsilä 公司的RT-flex 系列柴油机可用2个或3个共轨.若用2个共轨，则包括60～90 MPa 的燃油共轨和8～20 MPa 的伺服油共轨，伺服油共轨用于控制喷射电磁阀、排气阀和气缸起动阀.若用3个共轨，则增加1个20 MPa 的控制油共轨，其作用是控制喷射电磁阀和伺服油供油泵.

本文主要介绍燃油共轨系统，主要包括控制系统、高压油泵、中间储油器、燃油共轨管、压力传感器、压力调节阀、喷油器等［5］，其原理见图1.柴油机曲轴输出端的齿轮带动高压油泵，根据燃油齿条的位置将燃油供入中间储油器，中间储油器通过两个立管与燃油共轨管相连，燃油在共轨管中等待喷射.

图1 燃油共轨系统原理

2 燃油共轨系统仿真模型

燃油共轨系统仿真是以液体流动数学方程组(包括质量守恒方程、动量守恒方程和物态方程)为基础进行研究的.本文对共轨系统建模作如下假设［6-7］:(1)燃油在整个系统中做可压缩一维非稳态流动;(2)在整个系统中，燃油的温度保持不变;(3)各腔为集中容积，不考虑压力传递时间，同一瞬时状态压力处处相等;(4)不考虑管路中燃油的流动阻力和空穴现象;(5)不考虑各部件的漏泄和弹性形变;(6)不考虑弹簧自振和运动件冲量损失，及系统进出口局部损失.

2.1 高压油泵数学模型

(1)凸轮运动方程:

式中:hfc为凸轮的升程;hmax为凸轮的最大升程;θ为凸轮转角;θB为凸轮工作段半包角;C1，C2，C3，C4为系数，其中C1=(-480hmax+ 165v)/192，C2=(160hmax-97v)/32，C3=(-120hmax+ 75v)/24，C4=(96hmax-61v)/64，v为燃油的运动黏度.

(2)柱塞腔的燃油满足连续性方程［8］:

式中:Vfpl为柱塞腔容积;E为燃油的弹性模量;Pfpl为柱塞腔压力;Afpl为柱塞面积;Qifa_in为中间储油器进口流量;μ0和A0分别为燃油泵进口流量系数和截面积;P0为燃油泵进口压力;α1为阶跃函数;hfpl为柱塞升程，hfpl=ηhfc，其中η为燃油泵齿条的百分比.

2.2 中间储油器数学模型

由中间储油器流入和流出的燃油满足连续性方程:

式中:Vifa为中间储油器容积;Pifa为中间储油器压力;Qifa_in和Qifa_out分别为中间储油器进、出口流量;μ1和μ2分别为中间储油器进、出口流量系数;A1和A2分别为中间储油器进、出口流通面积;μ3为中间储油器安全阀流量系数;A3为中间储油器安全阀流通面积;Pfcr为共轨管压力;δ为阶跃函数.

2.3 共轨管数学模型

由共轨管流入和流出的燃油满足连续性方程:

式中:Vfcr为燃油共轨管容积;Qfcr_out为燃油共轨出口流量;Picu为燃油控制活塞压力;λ1为压力控制阀针阀升程的函数;μ4和A4分别为压力控制阀针阀的流量系数和截面积;μfcr和Afcr分别为共轨管至燃油控制活塞的流量系数和截面积;σ为阶跃函数.

另外，还需对压力调节阀、燃油控制活塞以及喷油器建立数学模型［9-10］，原理与上述模型一致，限于篇幅，这里不再描述.

3 仿真模型与结果分析

3.1 仿真模型

选择Wärtsilä 公司的7RT-flex 60C 共轨柴油机为研究对象，在MATLAB/SIMULINK中建立燃油共轨系统仿真模型，见图2.模型分为凸轮、高压油泵(见图3)、中间燃油累加器、燃油共轨管、压力控制阀和气缸等6个子系统.模型输入凸轮轴转速，计算得到高压油泵升程、柱塞腔压力、共轨管压力以及喷油率等参数.

3.2 参数初始化

仿真前，需要对参数进行初始化.系统采用AB两列高压油泵，A 列高压油泵初始位置为凸轮开始上行时的位置，B 列高压油泵与其在空间上相差60°角.对于中间储油器，假定其初始油压稍高于燃油共轨油压.对于燃油控制活塞，假定其初始位置在燃油不喷射的一端，根据发火顺序动作.对于喷油器，假定其盛油腔内作用有一定的残余油压，针阀处于关闭位置.计算过程中采用ode4 算法，计算步长设为0.000 01，柴油机负荷为99.97%，高压油泵齿条达到满量程的66.6%，凸轮轴转速为570 r/min，中间储油器与燃油共轨管容积分别为0.5 m3和3.0 m3.

3.3 模型验证

模型可以仿真出系统各部件的升程h，压力P以及流量特性，图4～6为部分仿真曲线.从图4可以看出，该高压油泵升程曲线比较柔和且输出稳定，三作用凸轮使其效率更高，符合实际工作情况.从图5可以看出，系统稳定后中间储油器和共轨管压力波动均小于0.02 MPa，满足共轨压力波动小于5%的要求［11］.由图6可以看出，随着喷油器针阀升程的加大，喷油率q 也随之变大，且喷油率存在波动，这是由喷油器盛油腔的压力波动引起的.

图4 高压油泵柱塞升程

另外，按照柴油机试验报告设定柴油机转速、负荷、喷油脉宽和燃油轨压，对循环喷油量的仿真值和试验值进行对比，见表1.从表1可以看出误差较小，说明模型与实际情况具有较好的一致性.

表1 试验数据与仿真数据对比

4 共轨系统各参数对系统性能的影响

4.1 高压油泵转速对供油率的影响

图7 高压油泵转速对供油率的影响

从图7可以看出，随着高压油泵转速的提高，高压油泵的供油率和供油频率随之变化［12］.在凸轮升程，随着高压油泵转速的增大，柱塞的运动速度增大，柱塞腔压力升高较快，从而使供油泵与中间储油器之间的压差增大、供油率增大［13］.同样，由于转速增加，在凸轮回程，柱塞腔的压力下降较快，供油率下降也较快.

4.2 压力缓冲器容积对其压力稳定性的影响

燃油共轨管作为压力缓冲器，在供油和喷射过程中起着减小压力波动的作用，其容积对压力波动起着至关重要的作用.图8为共轨管设定压力为89.60 MPa 时，共轨管容积对中间储油器和共轨管压力的影响情况.从图中可以看出随着缓冲器容积的加大，缓冲器的压力波动逐渐减小.从理论上讲，缓冲器的容积越大越有利于压力稳定，但是为使柴油机在起动过程中尽快建立起油压，缓冲器的容积应尽量小.为了平衡二者的关系，在满足柴油机起动要求的前提下尽量选择较大的缓冲器容积.另外一种比较好的办法是将共轨管做成多段，各段之间通过阀门联通，当柴油机处于启动状态时让一段共轨管处于工作状态，柴油机起动后逐渐向各段共轨管供油，当各段共轨压力接近后，打开连接管路上的截止阀，使多段共轨串联工作，降低其压力波动.

图8 燃油共轨管容积对压力稳定性的影响

4.3 共轨压力对喷油率的影响

喷油率直接决定柴油机的动力性，是柴油机最为重要的参数之一.图9 给出柴油机在不同轨压下喷油率的变化情况，结合表1可以发现柴油机在99.97%和89.88%负荷下，其喷油始角和喷油脉宽基本相同，但是由于燃油轨压不同，导致高负荷时柴油机的喷油率高于低负荷时的喷油率.因此可以得出，相同喷油脉宽下提高轨压可以提高喷油率，如果柴油机转速相同则可得到较大的喷油量.

图9 共轨压力对喷油率的影响

5 结 论

(1)在研究7RT-flex 60C 柴油机燃油共轨系统工作原理的基础上，对其建立仿真模型，经验证，仿真的高压油泵柱塞升程、柱塞腔压力、共轨管压力、喷油器盛油腔压力和喷油率等参数与实际情况基本相符，验证模型的正确性.

(2)用仿真模型对影响燃油共轨系统性能的主要参数作进一步研究.结果表明，高压油泵的转速越高，供油率变化越快;相同喷油脉宽下，共轨压力增加，喷油率增加.另外，中间储油器、共轨管的容积对共轨压力波动有较大影响，建议在满足柴油机起动性能的基础上选用较大的缓冲器容积或采用分段式共轨管.

［1］李圣军，张维竞，常广晖.船用电控型柴油机的最新技术进展［J］.船舶工程，2004，26(2):4-6.

［2］张学文，满长忠，唐运榜，等.低速船用柴油机电控共轨系统新进展［J］.内燃机，2010(5):1-6.

［3］虞金霞，郭海涛，卓斌.共轨式喷油系统数学模型［J］.上海海运学院学报，2002，23(2):30-34.

［4］徐建飞.喷射系统参数对电喷柴油机性能的影响［J］.上海海事大学学报，2011，32(4):38-42.

［5］李斯钦.船用电控柴油机燃油共轨系统建模与仿真研究［D］.厦门:集美大学，2011.

［6］樊艮，王剑平，曹诚，等.柴油机高压共轨系统仿真研究［J］.内燃机，2011(1):39-40.

［7］SEYKENS X L J，SOMERS L M T，BAERT R S G.Detailed modeling of common rail fuel injection process［C］//MECCA，III，2005:30-39.

［8］ZHANG Zhen，SUN Zongxuan.A novel internal model-based tracking control for a class of linear time-varying systems［J］.ASME J Dynamic Systems，Measurement ＆ Contr，2010，132(1):1-10.

［9］王永坚，李斯钦，王海燕.大型低速船用智能柴油机燃油共轨喷射系统的建模与动态仿真［J］.船舶工程，2012，34(4):45-48.

［10］虞金霞，胡先富.柴油机燃油喷射系统的仿真计算及分析［J］.上海海运学院学报，2001，22(2):11-14.

［11］BAUMANN J，KIENCKE U，SCHLEGL T，et al.Practical feasibility of measuring pressure waves in common rail injection systems by magnetoelastic sensors［C］// SAE 2006 World Congress ＆ Exhibition，2006-01-0891.

［12］袁方恩，林学东，黄丫，等.高压共轨喷射系统参数对柴油机性能影响的研究［J］.内燃机工程，2012，33(2):11-19.

汽车电控燃油喷射系统故障分析 第4篇

电控燃油喷射系统正常工作时, 其工作信号都在设定的范围内变化。当某一单元电路的信号出现异常值或送人电控单元的信号不能被识别时, 电控单元就可以判定为发生故障。

1.1 传感器故障的诊断过程

燃油喷射系统中, 设有较多的传感器 (空气流量、进气压力、节气门位置、曲轴位置、水温和进气温度、氧气传感器等) , 工作中各传感器的信号不断地输入电控单元。在电控单元内设置有传感器信号监测系统, 用来判别输入的信号是否正常, 每一种被监测的传感器都设定有正常的工作范围, 当某一传感器的信号或信号电压超出正常范围值时, 信号监测系统分析比较后, 判断出该传感器的故障或连接电路的问题, 使驱动电路中的指示灯亮, 并将该故障以代码的形式储存在存储器中。例如, 设定的发动机冷却水的温度范围在-30℃-120℃, 对应的冷却水温度传感器正常的信号电压变化范围是0.3V-4.7V, 如果电控单元检测出信号电压超出了该范围, 监测系统就判定为水温传感器 (或其电路) 有故障, 自诊断系统故障指示灯亮, 并使RAM存储器储存故障代码, 以便技术人员在维修时读取。此时, 为防止冷却水温度异常, 发动机失去控制, 从另一ROM存储器取出水温为80℃的代用值, 来控制发动机工作。

当故障状态存在超过一定时间, 故障代码就以稳定的形式储存。如果在一定时间里该故障状态不再出现, 监控系统则视为偶然性故障。当发动机起动若干次后故障不再出现时, 该偶发故障代码就会自动消除。

1.2 电控单元故障的自诊断过程

电子控制单元是控制燃油喷射系统的中枢, 它根据各种传感器送来的信号, 确定满足发动机运转状态的燃油喷射量、点火正时和怠速转速等。

电控单元出现故障时, 自诊断系统显示并记录其故障代码。其监测方法是:电控单元内设置一监视回路, 其监视计时器按时对微机进行复位。当出现故障监视器不能复位时, 电控单元启用其备用电路, 防止该系统出现异常造成汽车不能运行。

1.3 执行器故障的自诊断过程

汽车上装有很多执行器, 如电动燃油泵、喷油器、冷起动喷油及热限时开关、怠速空气调节器, 点火线圈等执行器。电控单元发出指令后, 执行器完成各项动作。

执行器工作中没有信号返回到电控系统, 为了监测执行器的工作状态, 一般都增设有监视回路, 及时将显示执行器的工作状态的信号反馈给电控系统。当没有反馈信号或信号不在正常范围内时, 故障指示灯亮, 并开始储存故障代码。

2 进入故障自诊断系统的方法

读取故障代码时, 首先要进入自诊断测试状态。由于制造厂和车型的不同, 其方法也不一样, 大致有以下几种:

2.1 用跨接线连接“诊断输入”和“搭铁”接头法

如连接丰田轿车的“TE1”和“E1”、韩国大宇轿车的“A”和“B”接头时, 便进入自诊断系统。

2.2 按下“诊断”按钮开关法

沃尔沃、天津三峰客车等使用此方法。

2.3 打开设在电控单元上的诊断开关

日产轿车等采用此方法。

2.4 同时按下空调面板上的“WARMER”和“OEF”键

福特林肯、凯迪拉克, 大陆轿车等都采用此方法。

2.5 利用点火开关上的约定法

转动点火开关从ONOFFONOFFON循环一次。纽约人、幻影、太阳舞及北京切诺基等汽车使用方法。

2.6 利用加速踏板的约定操作法

打开点火开关, 不起动发动机, 在5 s内踩加速踏板5次即可。德国宝马轿车采用此方法。

2.7 利用专门的解码器读取

所有的车型故障代码读取均可采用专用解码器进行。但有些轿车只用此方法, 如奥迪100、桑塔纳2000型轿车等。

3故障代码的显示方法

3.1 数字显示

利用车上仪表以数字形式显示故障代码, 显示直观, 操作简单 (一般只需按下设定按键即可) 。

3.2 利用指示灯的闪烁情况显示

大部分自诊断系统均采用这种方法, 它是利用脉冲电压的宽度驱动仪表板上“检查发动机”指示灯的闪烁来实现的, 有以下几种:

a.宽脉冲 (灯亮时间较长) 表示十位, 窄脉冲 (灯亮时间短) 表示个位。十位与个位间有一较短的暂停时间, 故障码与故障码之间有一个较长的暂停时间。如图1所示, 表示故障码为13和22。

b.电脉冲宽度相同, 位与位之间有一较短的暂停时间, 故障码与故障码之间有一较长的暂停时间。如图2所示, 表示故障码为13和22。

c.表示故障码的脉冲宽度相同, 在位与位之间有一个暂停时间, 在故障码与故障码之间有一较宽的电压脉冲, 如图3所示, 表示故障码为12和23。

d.以5V的电压脉冲表示十位, 以0V的电压脉冲表示个位, 故障码与故障码之间以较长的2.5V电位区分。如图4所示, 表示故障码为21和32。

3.3 利用发光二极管 (IED) 显示

有的汽车上利用1个或多个发光二极管来显示故障代码。发光二极管一般就装在电控单元上, 其指示代码的方式有所不同。

a.采用1个发光二极管。其指示方式与仪表板上的故障指示灯显示故障的方式相同。

b.采用2个发光二极管。一般为2个不同颜色的发光二极管, 红色发光二极管显示十位码, 绿色发光管显示个位码。

c.采用4个发光二极管。各发光二极管 (从前至后) 分别代表数字8、4、2、1。显示故障码时, 发光二极管显示的代码相加即为显示的故障码。

4 故障代码的清除

在对发动机电控燃油喷射系统的故障排除后, 就应清除存储器内电控单元中的故障代码, 以防止与以后记录的故障代码相混淆。故障代码在存储器中是以系统接电后得以保存的, 一般说来, 只要系统断电30s后, 故障代码即可清除 (但应注意, 彻底断电后, 存储在内存的石英钟和音响的信息也会被清除, 应查阅具体车型的故障代码清除方法) 。

参考文献

[1]肖永清, 陆刚.新型轿车电喷系统的原理与故障检修[M].北京:人民邮电出版社.

电控燃油喷射系统控制策略的研究 第5篇

本文以某小型二冲程发动机为研究对象, 该发动机喷油量控制方式是按工况来控制的。该发动机的工况可分为怠速喷油控制、起动喷油控制、稳定工况喷油控制及每个工况下的喷油量修正控制。

1 起动工况喷油控制

在发动机起动时, 发动机转速较低, 一般在200r/min, 而且转速极其不稳定, 进气温度较低, 必须要向发动机供给较浓的混合气。但当发动机运行一段时间熄火后, 此时的发动机温度较高, 发动机的热量就能够作为加热油气混合物的能量以加速汽油和空气的混合时间, 此时的发动机就不再是冷起动了, 因此, ECU喷油控制就必须要根据温度和转速信号来确定喷油量。

2 怠速工况喷油控制

发动机起动后, 当转速维持在1500r/min时, 发动机进入怠速工况模块, 此时根据怠速转速控制喷油量是最主要的控制方式。为了使发动机的怠速转速始终维持在1500r/min左右, 当怠速转速高于1500r/min时就会自动减少喷油量, 当怠速转速低于1500r/min时就会自动增加喷油量。

3 稳定工况喷油控制

当我们检测到发动机的转速大于1800r/min时, 此时的发动机处于稳定的运转状态, 此时的工况也称作常态工况。在该工况下, 需要根据气节门开度、转速以及各种修正参量进行二维差值运算来控制喷油量。在实际的控制中, 通常把喷油量分为基本喷油量和修正喷油量。基本喷油量就是有转速和节气门的开度决定的喷油量, 而修正的喷油量是指除了发动机转速和节气门开度外影响发动机喷油量的参数。本文主要研究由进气温度、曲轴箱温度、蓄电池电压等参数对喷油量的影响。

4 喷油量修正

本文采用查表控制方法研究发动机, 修正喷油脉宽和基本喷油脉宽之和为最终的喷油脉宽。发动机的转速和节气门的开度决定了基本喷油脉宽, 即由主喷油MAP图确定;而修正喷油脉宽则是根据曲轴箱温度、进气温度、蓄电池电压以及大气压力等参数进行修正。

基本喷油脉宽T0已经由发动机试验和BOOST软件建模获得, 本文主要研究曲轴箱温度、进气温度和蓄电池电压等修正参数对发动机喷油量的影响。

4.1 进气温度修正

由热力学常识可知进气温度高低影响着进气密度的大小。因此, 发动机必须要根据不同温度对发动机的进气量做出改变, 以达到控制空燃比的浓度在理想空燃比14.7附近。为此, 随着进气温度的改变, 发动机的喷油脉宽控制也要及时做出调整。通过对发动机进行多次试验并分析试验数据可知, 基本喷油脉宽T0和进气温度修正喷油脉宽T1的关系如公式 (1) 所示。

式中, t1—发动机的进气温度。

4.2 曲轴箱温度修正

该发动机是个二冲程发动机, 汽油和空气的混合都是在曲轴箱内进行的。因此曲轴箱的温度对发动机的喷油控制是有较大的影响, 需要根据该曲轴箱温度来调整喷油量的大小, 以达到调整适当空燃比的目的。在发动机进行多次试验, 分析试验数据可知基本喷油脉宽T0和曲轴箱温度修正后喷油脉宽T2是成比例的, 两者的关系如公式 (2) 所示。

式中, t2—发动机曲轴箱的温度。

4.3 蓄电池电压修正

蓄电池供给发动机起动和喷油所需的电量, 但是由于蓄电池本身不是一个恒压源, 其电压随着时间的变化而变化。从本质来看, 发动机的喷油器是一个电磁阀, 喷油时间以及工作电压都会影响喷油量。如果蓄电池的电压偏高, 那么可以快速开启喷油器的电磁阀以增加喷油时间, 从而增加喷油量;如果蓄电池的电压偏低, 那么可以通过减慢喷油器的电磁阀开启速度, 随之喷油时间和喷油量也会随着减少。蓄电池电压修正主要是减少并修正蓄电池电压波动对喷油量的影响, 电压偏高时则减少喷油脉宽, 电压偏低时则增大喷油脉宽。分析大量的试验可知, 基本喷油脉宽T0和蓄电池电压修正后喷油脉宽T3是成比例的, 两者的关系见公式 (3)

式中, U—蓄电池电压值。

5 结论

通过以上分析, 发动机喷油指控策略受到发动机工况和该工况下的喷油修正量的影响。在工况确定后, 发动机喷油器的每循环喷油量有公式 (4) 来确定。

上式中, T—每循环发动机工作的喷油量;

T0—每循环基本喷油脉宽。

参考文献

[1]陈家辉.小型二冲程电控汽油机ECU喷油控制策略的研究[D].南京:南京航空航天大学, 2006.

[2]沈秀娟.电子控制燃油喷射系统的模拟仿真研究[D].武汉:武汉理工大学, 2005.

[3]张翠平.电控汽油机燃油喷射及点火控制系统的设计与实验研究[D].太原:太原理工大学.

电控燃油喷射发动机维修技术探讨 第6篇

关键词：电控燃油,喷射,发动机,维修技术,方法

电控燃油喷射发动机在科技的带动下, 不断改进与创新, 其功能越来越强大, 性能越来越稳定, 其在汽车的应用中为人们带来了很多便利, 随着社会的发展与进步, 人们的物质生活水平越来越高, 汽车的数量与种类不断增加, 但是汽车交通事故的数量也在逐年增加, 经过调查发现, 有些事故的原因就是因为汽车的电控燃油喷射发动机出现了故障, 出现故障后如果不对其进行及时的维修, 很容易使驾驶员在行车的过程中发生危险。所以对电控燃油喷射发动机的故障诊断也很重要, 驾驶员必须掌握一定的诊断方法, 才能及时对其进行维修。笔者希望通过以下的论述, 对提升这类发动机的维修技术可以带来一定的帮助。

1 电控燃油喷射发动机的优点与功能

电控燃油喷射发动机, 顾名思义, 这类发动机能量的产生主要是靠电控燃油喷射的技术, 这项技术是经过不断的发展、不断的创新形成的, 它首先历经的是晶体管时代, 后来这项技术又在集成电路中不断发展, 最后又在微机处理的发展阶段中不断的改进而形成的重要技术。这项技术经过不断的改进, 性能越来越稳定, 应用的范围也越来越广。电控燃油喷射技术最大的优点是其产生的混合气浓度极优, 非常适合发动机使用。

电控燃油喷射发动机技术可以使发动机的动能发挥到极致, 所耗费的燃油很少, 发动机排放的气体也有所减少, 可以延长发动机的使用期限, 使发动机可以产生最大的能力, 保证汽车在加速或者转弯时可以更加平稳。电控燃油喷射发动机的主要特性是动力强、耗油小、排放小, 是一个深受大众欢迎的经济型发动机。这类发动机的排放的有害气体少主要归功于电控燃油喷射系统安装了控制排放物的设备, 这个系统可以有效的减少一氧化碳等有害气体的排放, 符合可持续发展的要求, 对环保也有一定帮助。由于电控燃油喷射的压力比较大, 所以其雾化效果非常好, 使得汽车的发动性能也得到了提高。而且当驾驶员开车行走于不同的路段或城市时, 由于环境发生了变化, 路况与气温等因素的变化也改变了周围空气的密度, 但是电控燃油喷射发动机通过控制ECU, 及时对其作出调整, 从而保证了汽车发动机的稳定性。这类发动机有在驾驶员减速后, 可以及时减速燃油的使用量, 具有节能减排的作用, 可以更加经济节省。而且发动机由于没有其他机器的喉管, 所以进气的阻力很小, 在冬天或夏天都可以为车内提供暖风与热风, 大大提高了汽车的舒适度。

2 电控燃油喷射发动机的数据流维修技术

由于电控燃油喷射发动机具有很多优点, 所以很多轿车内都使用这类发动机, 使用率非常频繁, 由于发动机都有一定使用期限与条件, 操作不慎可能会导致其出现故障, 但是随着社会的进步, 科技技术的发展, 维修这类发动机的技术也越来越多, 并且在不断创新与改进。下面我们介绍一下关于数据流的维修方法。

2.1 利用“静态数据流”分析故障

静态数据流的维修方法是在轿车接通点开开关后, 并不启动电控燃油喷射发动机时对其进行检修的技术, 利用故障诊断仪读取的发动机电控系统的数据进行判断。例如进气压力传感器的静态数据应接近标准大气压力100kpa-102kpa, 如果检测到的数据不符合这个标准, 则说明发动机出现了故障。而汽车冷却温度传感器的静态数据凉车时应接近环境温度, 如果汽车在未启动发动机时温度已经过高, 则说明汽车的发动机发热异常。

2.2 利用“动态数据流”分析故障

动态数据流是指接通点火开关, 启动发动机时, 利用诊断仪读取的发动机电控系统的数据。这些数据随发动机工况的变化而不断变化, 如进气压力传感器的动态数据随气门开度的变化而变化。氧气传感器的信号应在0.1V-0.9V之间不断变化等。

2.3 利用控制ECU进行检测

阅读控制单元数据成为解决问题的关键。通过阅读控制单元数据, 能够了解各传感器输送到ECU的信号值。通过与真实值的比较, 才能找出确切的故障部位。不光是针对无故障存储的ECU, 即使对于有故障码输出的ECU, 阅读控制单元的数据也是至关重要的。它是维修人员寻找故障原因的重要技术。

2.4 人工直观诊断技术

直观诊断的技术包括看、听、摸、嗅、试。 (1) 看:即目测检查发动机工作状况, 如排气颜色、机油颜色及液面、消耗量是否正常, 各部件是否漏油、漏水, 然后再综合分析判断。 (2) 听:主要是仔细倾听发动机各部位的工作响声, 有无爆燃、有无敲缸、有无进气管或排气管放炮等, 并和正常响声进行比较分析, 判断出哪些部位响声异常, 响声是发生故障和产生事故的前兆, 需认真对待。 (3) 摸:用手触摸有关部位的温度和振动情况.从而可判断相应部件工作是否正常。 (4) 嗅:汽车发电机正常工作时应无异味产生, 若嗅到有浓汽油味、橡胶烤焦味等, 表明有故障, 必须仔细检查产生气味的部位。 (5) 试:根据前述检查, 有针对性地试车, 就是通过试车, 对发动机的技术状况进行检测, 以便进一步确定故障部位。

2.5 运用故障诊断表的技术进行维修

当遇到疑难故障时, 例如发动机无故障码, 但故障实际存在:或有发动机故障代码, 但根据故障代码内容检查该部件良好时, 可按照故障诊断表中的编号顺序依次检查。若怀疑不是电控系统的故障, 则按发动机机械故障和其他故障表进行检查和判断故障。运用故障诊断表所指示的诊断程序进行检测, 以缩小范围, 迅速找出故障部位, 这种方法是十分实用和有效的。故障诊断表中列出了故障现象、检测部位及检测的顺序, 栏目中数字代表检测的部位。对于某一故障现象, 将其需要检测部位按检测顺序排列在相应的栏目中。

3 结论

综上所述, 电控燃油喷射发动机的优点很多, 其在轿车中的应用极其广泛, 使用电控燃油喷射发动机的汽车既可以保证汽车的舒适性, 也可以满足广大驾驶员对汽车经济性的要求。电控燃油喷射发动机的维修技术很多, 而且维修也比较方便, 笔者希望通过本文的论述, 可以使广大的驾驶员朋友掌握一定的维修知识, 也希望电控燃油喷射发动机的维修技术可以在此基础上不断改进与创新。

参考文献

[1]李春明著.汽车发动机燃油喷射技术[M].北京:北京理工大学出版社.

电控燃油 第7篇

在国家的号召下, 大量的化油器车辆逐渐被淘汰, 新型的电控燃油喷施系统的汽车被人们广泛使用, 这为我们降低了环境污染的同时也产生了新的问题———电控喷射系统的各种问题和故障。本文就以本田雅阁车的电控燃油喷射系统为例, 来具体地讲述其发展、优点和检修技巧。

一、综合叙述电控燃油的喷射系统

大部分家用汽车消耗的资源都是汽油, 在汽车中, 汽油喷射系统如果按喷射方式我们可以把它分为两种:一种是像柴油机那样可以间隙性喷射的向缸内喷射, 另一种则是可以连续性喷射的向进气管喷射。如果按照控制方式的不同则可以分为:机械喷射系统和电控喷射系统。在以前的汽车中大部分都采用机械喷射系统, 随着人们对环境的关注程度越来越高, 新型的轿车便逐渐用电控喷施系统来取代机械喷射系统。例如, 本田2.3升雅阁轿车的发动机就运用了程式控制燃油系统, 也就是我们主要讲述的电控燃油喷射系统。在该系统中主要有发动机微机、进气系统、燃油喷射系统控制、燃油供给系统、发动机排放系统、可变配气相位正时及升程电子控制系统、发动机支座控制系统以及自诊断系统组成, 这些系统间的完美合作不但能够确保汽车各项性能的综合提升, 还能够有效地减少废气的排放, 有效地保护环境。

二、简述电控燃油喷射系统的发展历史

早在上世纪六十年代, 汽车的数量就在日益增多, 汽车的排放量和消耗的资源便成为了人们的一种担忧。也就是从那时候开始, 人们就在寻找和探索一种能够让汽车排出来的尾气得到净化, 并且能够节约燃料的新型的装置。随着电控燃油喷射系统的诞生, 人们的愿望实现了。但是在早期, 电控燃油喷射系统还是存在着很多不稳定的问题, 结构的复杂性以及成本的昂贵性都限制着其使用的范围。于是针对这种缺点, 我们又不断地研究和发明, 最后终于将这种电控燃油喷射系统变得更加合理和可靠, 这个时候才广泛地应用到汽车生产领域。

三、电控燃油喷射系统具有的优点

汽车行业之所以如此青睐电控燃油喷施系统, 是由于它具有很多的优点和优势。首先, 电控燃油喷射系统采用的是电子控制的装置, 与传统的机械系统的控制装置相比, 它在控制发动机的温度、空燃比、油门状况等因素中更加突出和准确。它能够更加准确地控制混合气体的质量, 保证气缸内的燃料能够得到充分的燃烧, 让燃料的使用效率能够达到最大, 从而减少废气和燃油的消耗量。同时, 这样也会大大提高发动机的充气效率, 增加发动机的使用效率和扭矩。

四、电控燃油喷射系统的工作原理

单点电控燃油喷射装置是指喷射器安装在原来化油器的位置, 如果把喷油器放在每个气缸的进气管上, 我们就称之为是多点电控燃油喷射装置。由电动油泵、燃油滤清器、油压调节器等组成了喷油油路, 当ECU发出指令之后, 信号可以将喷射器头部的针阀打开, 从而将燃油喷出。传感器就是人类的眼睛、耳朵和鼻子等器官, 专门感受温度、混合气体的浓度、空气流量和压力, 从而把这些参数全部都传送给ECU。这样ECU会集中所有传感器传递来的数据和信息进行计算以及准确的分析, 最后向喷油系统发出指令, 让燃油和空气能够达到最理想的混合比, 最后进行曲缸内燃烧, 产生我们需要的动力。

五、电控燃油喷射系统中传感器的检修

传感器在电控燃油喷射系统中扮演着“传送员”的工作, 它能否真正地运行, 会直接关系到整个系统的工作情况。因此在电控燃油喷射系统中, 我们一定要重视传感器的检修技巧和方法。

1. 氧气传感器。

在发动机中检测废气中氧气含量的就是氧气传感器。ECU就是根据氧气传感器传送过来的参数来判断当前情况下混合气体的情况, 从而来有效地调节喷油器的喷油量, 从而确保混合气体的空燃比。当我们的汽车出现速度不稳、容易“缺火”或是间隙性振动等现象时我们就可以考虑是氧气传感器出了故障。在目前汽车市场中, 氧气传感器有氧化锆式和氧化钛式两种, 一旦它出现了问题, 将会使电子燃油喷射系统的电脑不能够快速准确地得到所需要的信息, 从而出现发动机的耗油量增加、尾气增多的情况。

2. 进气管传感器。

气缸内空气流量是通过进气管压力传感器来传递给ECU的, 这个重要的信号参数如果出现问题, 自诊断故障指示灯闪示“故障代码3”。这个时候我们就应该断开电话开关, 断开3芯插头或是合闭电话开关, 检测电压和连接真空泵, 如果电压不正常或是MAP中的传感器不能够保持真空, 我们就需要更换新的传感器。

3. 发动机冷却液温度传感器。

运用热敏电阻组成的发动机冷却液温度传感器是将发动机的温度信号传授给ECM, 从而修正喷油持续的时间和点火的时刻。当发动机冷却液温度传感器及其电路有故障时, 自诊断故障指示灯会亮起并闪示“故障代码6”。这时, 我们可以进行电阻检测:断开电话开关, 断开其2芯插头, 用欧姆表来测量传感器两端的电阻;电压检测:闭合点火开关, 用电压变来测量传感器两端的电压, 如果电压不符合要求就要检查ECM与传感器之间的线路。

4. 曲轴转角和上止点的传感器。

在整个发动机工作的过程中, 只有点火燃烧之后才能够真正地将燃气燃烧的内能转化为机械的机械能, 从而带动汽车正常的工作。而在发动机工作的过程中喷油和点火的最佳时刻是由曲轴转角传感器产生的信号来确定的, 并且决定着发动机工作时的转速;为了防止曲轴转角传感器在出现问题时带来的一些不必要的麻烦, 在发动机里面还专门设置了上止点传感器, 它是在曲轴转角传感器出现问题时, 确定着火点的时刻。这时候自检系统诊断故障指示灯出现的“故障代码4”, 也就是说这个时候曲轴转角传感器或是其他电路出现了问题。相反, 一旦出现“故障代码8”, 则表示上止点传感器或其他电路出现了问题。这时候我们可以采用电阻检测和搭铁检测的方法来排除故障。

以上是电控燃油喷射系统的简单介绍和一些常见故障的分析, 希望能够对大家所有帮助。

参考文献

[1]本田雅阁轿车电控燃油喷射系统的故障检修.吉林电机工程学校.

电控燃油 第8篇

电控单体泵系统通过电磁阀在等速凸轮段灵活控制喷油定时和喷油压力, 满足柴油机排放法规和经济性的要求, 作为一种燃油喷射系统应用于柴油机广泛应用于船用柴油机。喷射压力是成功匹配柴油机的关键因素, 决定了喷油量和燃油雾化的质量。然而目前研究工作都只是针对喷油压力随燃油系统结构参数变化规律[1,2,3], 并未针对喷油压力随时间历程的波动规律进行系统的研究工作。本文结合电控单体泵油泵试验台试验结果, 详细分析了电控单体泵系统的喷油压力特性, 研究喷油压力及喷油压力升高率随转速和喷油脉宽的变化规律, 为电控单体泵的设计提供理论支撑。

1 系统的组成及工作原理

图1为电控单体泵燃油系统的结构示意图。该系统由电控系统和机械液力系统组成。电控系统主要包括控制单元、传感器等, 机械液力系统由电控单体泵、高压油管、喷油器和低压系统所组成。两系统之间通过控制单元发出控制信号实现对喷油过程的数字控制[4,5]。

喷油量和喷油定时通过电磁阀关闭时间长短和关闭时刻来调节, 油泵柱塞只起供油加压作用, 不承担供油调节功能, 因而油泵的结构得到简化[6]。由于电控单体泵的泵端压力、嘴端压力和喷油规律的时序与机械泵的时序有很大的区别, 所以电控单体泵的喷油压力规律不同于机械泵, 研究其喷油压力不仅对匹配不同柴油发动机有指导作用, 而且与控制系统中发动机管理程序、喷射程序、发动机标定系统的标定参数等紧密相关[7,8]。

2 试验装置及工况

2.1 试验装置

图2为电控单体泵测试系统油泵试验台试验装置。采用瑞士Kistler公司生产的高精度瞬态压力传感器测量单体泵系统高压部分的单体泵泵端和喷油器嘴端的瞬态压力。表1为试验设备与仪器。

2.2 试验工况

为了能够反映电控单体泵燃油系统在不同发动机负荷特性和速度特性下的喷射压力特性, 根据电控单体泵系统的工作特点, 选取了能够反映系统喷射压力特性的低速 (400r/min) 、中速 (800r/min) 和高速 (1 200r/min) 三条速度特性和小喷油脉宽 (2°CaA) 、中等喷油脉宽 (7°CaA) 和大喷油脉宽 (12°CaA) 三条负荷特性线, 通过对六条特性线上九个特性点的喷油压力情况进行深入分析, 研究电控单体泵的喷油压力特性, 如图3所示。

3 喷油压力特性研究

图4为喷油压力变化规律曲线。图4 (a) 为喷油脉宽7°CaA、不同凸轮转速情况下喷油定时对喷油压力 (即喷油器嘴端压力) 的影响规律。由图4可见, 喷油定时在19~29°CaA时对喷油压力基本没有影响, 因为在凸轮型线等速工作段, 在此喷油定时范围内, 喷油压力在等速段内建立;喷油定时在13~19°CaA时喷油压力均呈现上升趋势, 因为喷油压力建立过程超出了凸轮型线等速段范围。喷油压力建立过程在凸轮型线等速工作段范围内的特点是在相同转速下, 循环喷油量的调节与喷油定时无关, 油量和喷油脉宽的对应关系简单, 进而使标定工作简单。同时, 为了消除喷油定时对单体泵系统喷油压力特性的影响, 本文喷油压力的建立过程均是在凸轮型线等速工作段范围内。为了能对比分析单体泵系统喷油压力 (即喷油器嘴端压力) 的变化规律, 该试验的控制电流都是从相同凸轮相位时间开始作用。由图4 (b) ~图4 (d) 可知, 相同转速下, 随着喷油脉宽的增大, 柱塞压油的有效供油凸轮转角增大, 高压燃油向喷油器的供油量增加, 从而使喷油压力近似线性增加。随着凸轮转速的增加, 燃油的供油速率增加, 从而使喷油压力增加。根据控制电流与喷油压力的时序关系得出电磁阀通电后, 燃油的惯性和液力传递的延迟作用使喷油压力并未立即开始建立。而喷油压力是电磁阀通电时间累积蓄压的结果, 电磁阀断电结束了累积蓄压的过程而使喷油压力达到最大值, 但由于流体的惯性作用, 压力并未立即下降。喷油压力最大值随着转速和喷油脉宽的增加而升高, 在凸轮转速为400r/min时, 喷油压力最大值从喷油脉宽为2°CaA时的38.75MPa升高到喷油脉宽为12°CaA时的82.50MPa。随着转速的增加, 液体的流动速率增加, 液力延迟的作用减小, 喷油压力曲线随着转速的增加整体前移。

4 喷油压力升高率特性研究

随着转速和喷油脉宽的变化, 喷油压力的斜率出现规律性的变化, 由此提出喷油压力升高率的概念 (本文所涉及到的压力升高率均是嘴端压力升高率) 以更进一步探究喷油压力随时间历程的变化规律。

4.1 平均压力升高率

本文定义的平均压力升高率分为两部分:一是从喷油压力开始建立到喷油压力达到顶点 (即喷油压力最大值) 这一个阶段的压力增加差与这个阶段所对应的时间差的比值, 二是从喷油压力顶点下降到最低点的压力下降差与这一阶段所对应的时间差的比值。第一阶段是喷油压力上升阶段, 故为喷油压力平均升高率, 第二阶段为喷油压力下降阶段, 理论上应为平均压力下降率, 但本文为了统一概念, 统一规定为平均压力升高率, 压力上升部分为正值, 压力下降部分为负值。

图5为喷油压力的平均压力升高率曲线。由图5 (a) 可知, 相同脉宽下, 随着转速的升高, 喷油压力上升部分的平均压力升高率呈现上升的变化规律。7°CaA喷油脉宽时, 喷油压力上升部分的平均压力升高率从400r/min的19 132.7MPa/s增加到1 200r/min的89 285.7MPa/s。由于随着转速的升高, 供油速率增加, 喷油压力最大值增加, 即喷油压力的最大值与建压时的压力的差值增加, 并且随转速的增加, 相同喷油脉宽所对应的喷油时间减少, 也就是喷油压力的最大值与建压时的压力所对应的时间差减小, 根据平均压力升高率的定义得出平均压力升高率随转速的增加呈上升的变化规律。而同一转速下随着喷油脉宽的增加, 喷油压力上升部分的平均压力升高率变化规律不明显。由图5 (b) 可知, 相同转速下, 随着喷油脉宽的增大, 喷油压力下降部分的平均压力升高率呈现出下降的变化规律。凸轮转速为1 200r/min时, 喷油压力下降部分的平均压力升高率从2°CaA的-45 634.9MPa/s下降到12°CaA的-75 396.8MPa/s。随着喷油脉宽的增大, 柱塞压油的有效凸轮转角增大, 加压后向喷油器供给的燃油量增加使喷油压力最大值增大, 从而使喷油压力下降差增加。根据图4 (c) 所示, 凸轮转速为800r/min时2°CaA的压力下降时间为0.001 47s, 7°CaA的压力下降时间为0.001 05s, 12°CaA的压力下降时间为0.001 47s。由于燃油的几乎不可压缩性, 很小的体积变化便会引起很大的压力改变, 泄流时的瞬间高压燃油迅速膨胀, 喷油压力下降的时间很短, 进而相同转速不同脉宽的下降时间差别很小, 所以喷油压力下降的差值对喷油压力下降部分的平均压力升高率起决定性作用, 故喷油压力下降部分的平均压力升高率随着喷油脉宽的增大而下降。而相同脉宽下随着凸轮转速的增加, 喷油压力下降部分的平均压力升高率的变化规律不明显。

4.2 瞬时压力升高率

将平均压力升高率中定义的时间差减小, 减小到喷油压力采样点的采样周期, 两个采样时间点所对应的喷油压力的差值与采样周期的比值即为瞬时压力升高率。瞬时压力升高率代表喷油压力随时间变化的速率, 瞬时压力升高率的正负决定了喷油压力的单调性和波动性, 瞬时压力升高率值为零时, 喷油压力为极值点。图6为不同转速和喷油脉宽下瞬时压力升高率的变化规律曲线。其中, 瞬时压力升高率曲线中数值的正负反映喷油压力的波动, 虽然在压力上升阶段有压力波动, 即瞬时压力升高率曲线的数值有正负的变换, 但喷油压力没有到达最大值之前还会继续增加, 喷油压力最大值点在瞬时压力升高率曲线上就是到达最小压力升高率前瞬时压力升高率为零的点。喷油压力瞬时升高率在正值范围内的波动反映喷油压力升高过程中的脉动性, 同时得出喷油压力上升阶段为喷油压力建压起点到最小压力升高率出现前瞬时压力升高率为零的时刻, 最大波谷的作用时间为喷油压力下降阶段。

4.3 压力升高率最值点

瞬时压力升高率曲线中的最大值和最小值是燃油系统中喷油压力变化快慢的转折点。图7为凸轮转速800r/min、喷油脉宽12°CaA时压力升高率最值点与系统喷油速率、泵端压力的对应图。从图7 (a) 可知, 最大压力升高率产生的点为针阀开启的瞬间, 由于针阀开启的瞬间喷油开始, 嘴端压力瞬时减小。而柱塞加压的燃油补充由于针阀开启而喷出的燃油, 压力升高率达到最大值。图7 (b) 为泵端压力和压力升高率随时间的变化曲线, 从图7 (b) 可知, 最小压力升高率对应泵端压力下降时的压力反弹点。而泵端压力下降的压力反弹点是因为阻尼出油阀落座的瞬间, 燃油回路的节流面积突然减小, 泵端压力回升。而且从阻尼阀开始动作到落座的泄压容积是由嘴端的燃油补充, 从而增加了嘴端压力下降的压力差值。这两个因素的共同作用使压力升高率达到最小值。

图8为喷油压力升高率最值点及其时刻的变化规律。由图8 (a) 可知, 相同脉宽下, 随着凸轮转速的增加, 最大喷油压力升高率增大。而同一转速下, 随着喷油脉宽的增大, 最大压力升高率的变化规律不明显。在喷油脉宽为12°CaA时, 最大压力升高率从凸轮转速400r/min时的71 428.6MPa/s增加到凸轮转速1 200r/min时的190 476.2MPa/s。这是由于在相同脉宽下, 随着转速的增加, 燃油的供油速率增加, 单位时间内的压力差值增加, 所以最大压力升高率增大。最大喷油压力升高率的时刻点随转速、喷油脉宽变化的规律不明显。

根据图8 (b) 所示, 随着凸轮转速的增加, 喷油压力的最小压力升高率减小, 同时随着喷油脉宽的增加, 喷油压力的最小压力升高率的值也同样表现出减小的变化规律。在喷油脉宽为7°CaA时, 最小压力升高率从400r/min时的-95 238.1MPa/s下降到凸轮转速1 200r/min时的-196428.6MPa/s。这是由于随着凸轮转速的增加, 供油速率增加, 喷油压力增加, 喷油压力最大值增加, 而喷油压力下降的时间差值差别很小, 故喷油压力下降差值对喷油压力下降部分的压力升高率起决定性作用, 在相同的时间内喷油压力下降的差值的绝对值增加, 所以最小喷油压力升高率减小。喷油压力升高率最小值的时刻点随着转速的增加而提前。因为随着转速的增加, 相同喷油脉宽对应的喷油时间减少, 从而导致最小压力升高率时刻点提前。在喷油脉宽为2°CaA时, 最小压力升高率时刻从凸轮转速400r/min时的0.007 77s提前到凸轮转速1 200r/min时的0.007 14s。随着喷油脉宽的增加, 喷油压力升高率最小值的时刻点延后。凸轮转速800r/min时, 最小压力升高率时刻从喷油脉宽为2°CaA时0.007 14s延后到喷油脉宽为12°CaA时的0.009 24s。这是由于相同转速下, 喷油脉宽增加, 即喷油时间增加, 而喷油开始时刻相同, 从而使喷油结束时刻延后, 所以最小压力升高率时刻延后。

5 结论

(1) 由平均压力升高率研究可知, 喷油压力上升部分的平均压力升高率随着转速的增加而增大, 喷油压力下降部分的平均压力升高率随着喷油脉宽的增大而减小。

(2) 由瞬时压力升高率研究可知, 喷油压力最大值点为瞬时压力升高率曲线中的最小压力升高率出现前瞬时压力升高率为零的点。喷油压力上升阶段为喷油压力建压起点到最小压力升高率出现前瞬时压力升高率为零的时刻, 最大波谷的作用时间为喷油压力下降阶段。

(3) 最大压力升高率与针阀开启时刻相对应, 并随着转速的增加而增大, 而随脉宽的增大变化规律不明显;最小压力升高率与阻尼出油阀落座时刻相对应, 并随着凸轮转速的增加而减小, 而随脉宽增大的变化规律不明显。

参考文献

[1]范立云, 田丙齐, 马修真, 等.电控单体泵全工况喷油量波动影响参数量化分析[J].哈尔滨工程大学学报, 2012, 33 (1) :72-79.Fan L Y, Tian B Q, Ma X Z, et al.Quantitative analysis on the electronic unit pump fuel injection quantity in overall operating conditions[J].Journal of Harbin Engineering University, 2012, 33 (1) :72-79.

[2]Fan L Y, Tian B Q, Ma X Z, et al.Quantitative analysis on cycle fuel injection quantity fluctuation of diesel engine electronic inline pump system[C]//SAE 2010-01-0875, 2010.

[3]范立云, 马修真, 朱元宪, 等.电控组合泵燃油温度动态特性研究[J].内燃机工程, 2010, 31 (6) :65-71.Fan L Y, Ma X Z, Zhu Y X, et al.Investigation on dynamic characteristics of fuel temperature for electron-controlled assembly pump[J].Chinese Internal Combustion Engine Engineering, 2010, 31 (6) :65-71.

[4]仇滔, 刘兴华.电控单体泵供油系统仿真研究[J].车用发动机, 2005, 156 (2) :23-25.Qiu T, Liu X H.Simulation of the EUP fuel injection system[J].Vehicle Engine, 2005, 156 (2) :23-25.

[5]杨时威, 吴长水, 冒晓建, 等.电控单体泵燃油喷射系统仿真[J].系统仿真学报, 2009, 21 (6) :1743-1747.Yang S W, Wu C S, Mao X J, et al.Simulation of electronic unit pump fuel injection system[J].Journal of System Simulation, 2009, 21 (6) :1743-1747.

[6]Chiatti G, Chiavola O.Modelling high pressure injection system and its effect on engine performance[C]//SAE 2003-01-1852, 2003.

[7]Catania A E, Eerrari A.Advanced mathematical modeling of electronic unit-injector systems for heavy duty diesel engine application[C]//SAE 2008-01-1195, 2008.

电控燃油 第9篇

传统柴油发动机燃油喷射系统的工作过程是:输油泵将柴油输送到过滤器, 经过滤后再送入喷油泵, 喷油泵按照一定的供油定时和供油量将高压燃油经高压油管压入机械式喷油器, 喷油器以预调的喷油压力将燃油喷入气缸燃烧室。

在燃油喷射过程中, 高压油管各处的压力是随时间和位置的不同而变化的。由于柴油的可压缩性和高压油管中柴油的压力波动, 使实际的喷油状态与喷油泵所规定的柱塞供油规律有较大差异。油管内的压力波动有时还会在主喷射之后, 使高压油管内的压力再次上升, 达到令喷油器针阀开启的压力, 将已经关闭的针阀又重新打开产生二次喷油现象。由于二次喷油不可能完全燃烧, 于是增加了烟度和碳氢化合物的排放量, 油耗也增高。此外, 每次喷射循环后高压油管内的残压都会发生变化, 随之引起不稳定的喷射, 尤其在低转速区域容易产生上述现象, 严重时不仅喷油不均匀, 而且会发生间歇性不喷射现象。为了解决传统柴油发动机燃油喷射系统存在的这些问题, 现代柴油机采用了一种高压共轨电控燃油喷射技术。

2高压共轨电控燃油喷射技术

2.1什么是高压共轨电控燃油喷射技术

高压共轨 (High Pressure Common Rail, 简称HPCR) 技术是将喷射压力的产生与喷射过程彼此完全分开的一种供油方式。其基本技术原理是, 由高压油泵把高压燃油输送到公共供油管 (即“共轨”) , 通过对公共供油管内的油压实现精确控制, 使高压油管压力大小与发动机的转速无关, 这样便大幅度减轻了柴油发动机供油压力随发动机转速的变化;而且喷油定时与喷油压力的产生也是相互独立的, 燃油喷射由电控装置 (Electronic Control Unit, 简称ECU) 直接控制喷油器而实现, 喷油量的大小取决于公共油轨 (公共供油管) 中燃油压力和控制喷油电磁阀的开启时间的长短。

2.2高压共轨电控燃油喷射技术基本特点

a.具有较大容积的高压共轨腔对高压油泵送来的高压燃油起到了蓄积缓冲作用, 消除了压力波动。

b.共轨腔内的高压直接用于喷射, 可以省去喷油器内的增压机构;而且共轨腔内是持续高压, 高压油泵所需的驱动力矩比传统油泵小得多。

c.可以根据发动机负荷状况以及经济性和排放性的要求确定最佳喷射压力, 从而优化发动机综合性能, 尤其是发动机的低速性能。

d.通过电控喷油定时、喷油量及喷油速率, 实现理想喷油规律, 比如实现多次喷射。更具体地说, 可以根据不同工况灵活调节预喷射和后喷射的喷射油量以及与主喷射的间隔等, 从而提高发动机的动力性和经济性, 并降低氮氧化物的排放量。

e.喷油器为电液联合控制式, 而不是传统的机械式。电控精度高, 高压油路中不会出现气泡和残压为零的现象, 因此每循环喷油量变动小, 各缸喷油均匀性好。

f.喷油压力、喷油过程和喷油持续期不受负荷和转速的影响。

g.喷油定时与喷油计量分开, 可以自由地调整每个气缸的喷油量和喷油起始点。

3高压共轨电控燃油喷射系统的组成与工作原理

高压共轨电控燃油喷射系统主要由电子控制装置 (ECU) 、高压油泵、高压油轨 (也叫共轨管、共轨腔、蓄压器) 、电控喷油器以及各种传感器和执行器等组成。

高压共轨管上还安装了压力传感器、限流缓冲器和限压器。压力传感器向 ECU 提供高压油轨的压力信号;限流缓冲器起减缓高压油轨和高压油管中燃油压力波动的作用, 并保证在喷油器出现燃油漏泄故障时切断向喷油器的供油;限压器保证高压油轨在出现压力异常时, 迅速将高压油轨中的压力放泄掉。

电控喷油器根据 ECU 发出的控制信号, 通过控制电磁阀的开启和关闭, 将高压油轨中的燃油以最佳的喷油定时、喷油量和喷油率喷入燃烧室。

总体工作过程是:首先, 低压部分的供油泵将燃油泵入高压油泵;高压油泵将燃油加压送入具有较大容积的高压油轨 (共轨管) , 高压油轨中的燃油压力由ECU根据油轨压力传感器测得的数据以及作业需要进行综合调节;高压油轨内的燃油经过各缸高压油管, 然后由ECU根据发动机运行状态, 确定理想的喷油定时和喷油持续期, 并由电液控制的电子喷油器将燃油喷入气缸。

在高压共轨电控燃油喷射系统中, 燃油喷射实现了每循环多次喷射。

在主喷射之前, 先进行预喷射, 即先将一小部分燃油喷入气缸, 使之在缸内发生预混合或者部分燃烧, 从而缩短主喷射的着火延迟期。这样缸内压力升高率和峰值压力都会下降, 发动机工作比较平缓, 同时缸内温度降低使得氮氧化物排放量减少。

主喷射初期降低喷射速率, 也可以减少着火延迟期内喷入气缸内的油量;提高主喷射中期的喷射速率, 可以缩短喷射时间, 从而缩短缓燃期, 使燃烧在发动机更有效的曲轴转角范围内完成, 从而提高输出功率, 减少燃油消耗, 降低碳烟排放。主喷射末期快速断油可以减少不完全燃烧的燃油, 降低烟度和碳氢排放。

4高压共轨电控燃油喷射技术的发展过程

柴油发动机电控技术自20世纪80年代开始发展, 初期主要是用于汽车发动机。随着控制项目的不断增多, 电控系统的任务不断从简单到复杂, 直至全方位控制。例如, 早期的电控燃油喷射系统大都采用“位置控制”, 其高压供油原理保持了传统的脉冲式, 只是通过电控装置对位置伺服机构进行控制, 改变油量调节齿条 (直列泵) 或油量调节滑套 (VE型分配泵) 等的位置, 从而调节喷油泵的循环供 (喷) 油量。但由于位置伺服机构执行频率响应慢, 控制频率低, 所以控制精度不稳定。经过近10年的发展, 到90年代初, 开发成功了“时间控制”式电控燃油喷射系统, 这时采用了新型高速强力电磁阀直接对高压燃油进行数字式高频调节, 由电磁阀的关闭时刻和闭合持续时间决定循环供 (喷) 油量和供 (喷) 油正时。尽管如此, 这种“时间控制”式电控燃油喷射系统仍为传统的脉冲高压供油原理。到90年代中期, 新型的高压共轨电控燃油喷射系统问世了, 这种系统抛弃了传统的脉冲高压供油原理, 采用了“时间-压力控制”式燃油计量原理, 通过对公共油轨中油压的连续控制与各缸喷油过程的电磁阀控制相结合的方式控制发动机每循环喷油量和喷油正时。其应用范围也从汽车推广到拖拉机、联合收割机、自走式喷药机等。

目前, 比较成熟的高压共轨电控燃油喷射系统有德国Bosch (博世) 公司的 CR 系统、日本Denso (电装) 公司的ECD-U2 系统和英国Lucas公司的 DELPHI DIESEL系统和意大利的 FIAT 集团的UNIJET系统等。

各公司的开发进展有所不同, 但高压共轨电控燃油喷射系统的开发, 从技术角度大体经历了3代。

第1代系统的共轨高压泵总是保持在最高压力, 导致能量浪费较大, 燃油温度较高。

第2代系统可根据发动机的需求而改变输出压力, 并具有预喷射和后喷射功能。预喷射是在主喷射之前的百万分之一秒内先将少量燃油喷入气缸压燃, 预加热燃烧室。预热后的气缸使主喷射后的压燃更加容易, 缸内的压力和温度不再是突然地增加, 因此降低了燃烧噪音。在膨胀过程中进行后喷射, 产生二次燃烧, 将缸内温度增加200～250℃, 降低了排气中的碳氢化合物。