柴油机电控系统概述Word文档格式.docx

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应用在柴油机上的电控系统

授课方法：

问答法、引入法、讲授法、归纳法、示范操作法、巡回指导法、任务驱动法

教学参考及教具（含电教设备）：

电控柴油机台架拆装工具

参考书：

《汽车柴油机电控技术》张西振

授课执行情况及分析：

板书设计或授课提纲：

模块一柴油机电控系统概述

第一节柴油机电控技术的发展

柴油机技术的发展历程

柴油机电控技术的发展历程

现代柴油机的先进技术

第二节柴油机电控技术的特点

柴油机采用电控技术的优势

柴油及其与汽油机电控技术的比较

电控柴油机的技术参数

第三节应用在柴油机上的电控系统

组成：

功用：

第四节柴油机电控系统的基本组成

基本组成及类型

柴油机电控系统传感器

柴油机控制ECU

柴油机控制系统执行元件

讲授法

1＇

问答法

2＇

引入法

任务驱动法

4＇

5＇

组织教学

1、组长进行点名并检查学生穿戴情况

2、强调安全注意事项及上课的纪律

知识回顾

1、汽油机电控燃料供给系有哪几部分组成？

换档执行机构的作用？

2、汽油机和柴油机混合气的形成方式有什么不同？

第一节柴油机电控技术的发展

新课引入

以前我们学习了汽油机燃料供给系统的基本结构和工作原理，以及供给系统的基本组成，那么柴油机的燃料供给系统又是如何工作的呢？

这就是我们这节课要开始学习的内容。

学习任务描述：

任务实施

一、柴油机技术的发展历程

德国工程师鲁道夫·

狄赛尔（RudolfDiesel）首创的压缩点火式内燃机于1897年研制成功，这种内燃机以后大多用柴油作为燃料，故又称为柴油机。

1913年第一台以柴油机为动力的内燃机车制成。

升功率低、比质量大、振动和噪声大、起动性能差、成本高始终是限制柴油机在汽车上广泛应用的瓶颈。

20世纪50年代出现的废气涡轮增压技术，带来了柴油机技术的第二次飞跃。

20世纪80年代电子控制技术在柴油机上的应用，带来了柴油机技术的第三次飞跃，形成了现代汽车柴油机电控系统。

20世纪90年代，电控技术在柴油机上应用日益增多，控制精度不断提高，控制功能不断扩大，提高了柴油机的竞争力。

2000年欧洲轿车的柴油化率达到27%，到2005年增加到30%。

2003年西欧柴油轿车产量达到400万辆。

一向对发展柴油轿车保持低姿态的美国，2000年也有10%的轿车装用了柴油机。

二、柴油机电控技术的发展历程

技术发展经历了三个阶段：

第一代柴油机电控系统：

采用“位置控制”和“时间控制”，供（喷）油压力与传统柴油机相同，称为常规压力电控系统。

以电控泵为代表。

第二代柴油机电控系统：

采用“时间-压力控制”或“压力控制”，喷油压力较高，称为高压电控系统。

以共轨系统为代表的。

第三代柴油机电控系统：

集“共轨”技术、“时间控制”燃油喷射技术、涡轮增压中冷技术、多气门技术、废气再循环技术、选择性催化还原、过滤器再生技术、压电技术等于一体，以压电式高压共轨系统为代表。

三、现代柴油机先进技术

“共轨”技术：

指利用一个“公共油轨”向各缸喷油器供油，油压可独立控制。

“时间控制”燃油喷射技术：

由ECU控制的高速电磁阀来直接控制供（喷）油的开始与结束时刻。

涡轮增压中冷技术：

废气涡轮增压，中冷却器冷却（50℃以下）。

多气门技术：

每个气缸2个以上气门。

废气再循环技术：

降低NOx的排放量。

第二节柴油机电控系统的特点

一、柴油机采用电控技术的优势

1、燃油经济性和排放性更好

2、工作可靠性更高

3、低温起动更容易

4、运转更稳定

5、适应性强

6、动力输出和负荷匹配更精确

7、实现增压控制

8、结构紧凑，维修方便

二、柴油机与汽油机比较

对混合气浓度的控制方式不同：

汽油机在理论混合气浓度附近工作，柴油机对混合气浓度没有相对固定的要求。

对喷油压力的要求不同：

汽油机多点系统压力0.25～0.35MPa，单点系统压力0.07～0.10MPa，而柴油机喷油压力高达100～200MPa，建立更高的喷油压力是重点和难点。

对燃烧过程的控制途径不同：

汽油机通过控制点火正时和点火能量来控制，柴油机通过控制喷油正时、喷油持续时间和喷油速率来控制。

柴油喷射的电控执行器复杂：

柴油机具有高压、高频、脉动等特点，而且对喷油正时的精度要求很高，这就导致了柴油喷射的电控执行器要复杂得多。

柴油机电控燃油喷射系统形式多样：

传统的柴油机具有结构完全不同的系统，形成了柴油喷射系统的多样化。

一、燃油喷射控制系统

供（喷）油量控制：

ECU根据转速、加速踏板位置确定基本供（喷）油量；

根据水温、进气温度、起动开关、空调开关、反馈信号等对供（喷）油量进行修正。

供（喷）油正时控制：

ECU根据转速、负荷信号来确定基本的供（喷）油提前角；

再根据反馈信号进行修正。

供（喷）油速率和供（喷）油规律：

ECU根据转速和负荷信号作为主控信号，按预设的程序确定最佳的供（喷）油速率和规律。

喷油压力的控制：

ECU以转速和负荷信号作为主控信号，按预设的程序确定最佳的喷油压力，并对喷油压力进行闭环控制。

柴油机低油压保护：

ECU根据机油压力传感器信号，当机油压力低时减少供油量，降低转速并报警；

当机油压力降到一定值以下时，则切断燃油供给，强制熄火。

增压器工作保护：

ECU根据增压压力信号适当调节供（喷）油量，并在增压压力过高或过低时报警。

控制”，供（喷）油压力与传统柴油机相同，称为常规压。

二、怠速控制

怠速转速的控制：

怠速工况时，通过对供（喷）油量的调节使怠速转速保持稳定。

各缸均匀性的控制：

通过精确测定曲轴转速，根据各缸作功行程中曲轴转速的变化确定各缸供（喷）油量的偏差，然后进行补偿调节。

三、进气控制

进气节流控制：

ECU根据转速信号和负荷信号，控制设在进气管中的节气门开度。

可变进气涡流控制：

ECU以柴油机转速和负荷作为主控制信号，对进气涡流强度进行控制。

可变配气正时控制：

ECU根据转速信号和负荷信号，对配气正时进行控制。

四、增压控制

对废气涡轮增压器工作状态和增压压力的控制。

五、排放控制

主要是EGR系统控制。

六、起动控制

起动时供油量、供油正时、预热装置控制

七、巡航控制

八、故障自诊断和失效保护

九、柴油机与自动变速器的综合控制

一、基本组成及类型

传感器、ECU和执行元件组成。

类型：

开环控制、闭环控制。

、

二、柴油机电控系统传感器（三类）

运行工况传感器：

用来检测柴油机运行工况基本参数的传感器，如加速踏板位置传感器、凸轮轴／曲轴位置传感器、空气流量计等。

修正信号传感器：

用来检测柴油机运行工况非基本参数的传感器，如冷却液温度传感器、燃油温度传感器、进气温度传感器、进气压力传感器等。

反馈信号传感器：

闭环控制系统中用来检测执行元件实际位置的传感器，包括供（喷）油量传感器（如供油齿条位置传感器、滑套位置传感器、燃油压力传感器等）和供（喷）油正时传感器（如分配泵正时活塞位置传感器、着火正时传感器等）两大类。

三、柴油机电控ECU

是根据各传感器输入信号和内存程序，计算出供（喷）油量和供（喷）油开始时刻，并向执行元件发出执令信号。

组成：

输入回路、微型计算机和输出回路。

1.输入回路作用：

对各种传感器的输入信号进行处理：

滤波、整形、分频等。

2、微型计算机作用

中央处理器：

读出命令并执行数据处理任务存储器：

存储信息资料，包括随机存储器RAM和只读存储器ROM。

输入/输出接口：

微机与外界进行信息交流的纽带，具有数据缓冲、电平匹配、时序匹配等多种功能。

3、输出回路作用

将微机的处理结果放大，生成能控制执行元件工作的控制信号。

四、柴油机电控执行元件（两类）

对被控制对象直接实施调控的执行元件：

如在采用“时间控制”的柴油机电控燃油喷射系统中所用的高速电磁阀，它的通、断电时刻和通、断电时间直接调控供（喷）油量和供（喷）油正时；

对被控制对象间接实施调控的执行元件：

如在采用“位置控制”的柴油机电控燃油喷射系统中所用的电子调速器，它是通过高压油泵的油量调节机构来实现供油量控制的。

结束任务

1、课堂小结

1）总结本次课的任务。

2）总结本次课的重难点。

本次课的重点：

1、柴油机电控技术的特点2、柴油机电控系统的基本组成难点：

应用在柴油机上的电控系统

2、布置作业

完成工作页中的自我评价和综合评价

3、思考题

通过找相关的资料完成工作页中的知识拓展内容

强调安全注意事项上课纪律

个别提问，提问2-3个学生

提出本次课的任务

通过随机提问来了解学生的掌握情况

视频教学