柴油机电子控制系统的发展_论文(编辑修改稿)

柴油机电子控制系统的发展_论文(编辑修改稿)内容摘要：

，从而直接控制喷油量、喷油时间和喷油率。 电控喷油器实际上完成了传统喷油器装置中的喷油器、调速器和提前器的功能。 与直喷柴油机中的机械式喷油器相似，喷油器可用压板等安装在气缸盖内。 设计良好的电控喷油器和传统的的机械式喷油器结构相近。 因此，共轨式喷油器在直喷式柴油机中的安装不需要改变汽缸盖结构。 2）电控喷油器的工作原理 电装公司的 喷油器分为三通阀结构和二通阀结构。 最初采用的是三通阀结构。 在设计初期阶段，从理论上分析结构具有很多优越性，但实际试验和使用过程中发现，该三通阀结构并不如想象的好，因为燃油泄漏量较大。 但是，燃油从何处泄漏，如何减少燃油泄漏又没有有效措施。 因此，使用不久就废止了。 改用了二通阀结构。 当二通阀开启时，控制腔内的高压燃油经量孔 2 流入低压腔中，控制腔中的燃油压力降低，但是，喷油嘴压力室中的燃油压力仍然很高。 压力室中的高压使针阀开启，向汽缸内喷射燃油。 当二通阀关闭不同电时，通过量孔 1，控制腔中的燃油压 7 力升高，使针阀下降 ，喷油结束。 这里有一个重要条件：量孔 2 的直径必须小于其左下方量孔 1的直径。 否则不能进行上述工作。 二通阀的通电时刻确定了喷油始点，二通阀的通电时间长短确定喷油量。 这些基本参数都是电子脉冲控制的。 通过控制喷油控制腔内的压力来控制喷油的开始和喷油的终了。 量孔大小既控制喷油嘴针阀的开启速度，也控制喷油率形状。 （四）压电晶体式喷油器 与电磁阀相比，压电执行器具有：没有滞后时间，切换十分迅速而且精确，可重现性非常好，没有因设计造成的以气隙之类的形式出现的偏差，寿命长，工作非常稳定等优点。 压电式喷油器推出之后， 立即受到个大公司的推崇。 如图 24 汽车对共轨系统压电晶体基本要求如下：环 境温度在 40℃ +150℃；高强度；大约 100200V的低压；压电晶体作用升程为其厚度的 1/1000；开关迅速，全升程动作时间约 30μ S。 1）结构 喷油器的主要组成包括：带弹簧的多空喷油嘴，控制活塞，进出油节流孔，二位二通阀，压电晶体部件。 用于喷油器的压电晶体的结构采用多层技术。 多层压电执行器由陶瓷层烧制而成，层与层之间有电极，生产技术与多层电容器相似。 图 24压电式喷油器的结构 2）工 作原理 在中低速范围内，喷射的机动灵活性特别重要，最理想的情况式，在 2500 转 /分一下的转速范围每个工作循环喷射达 5 次，在中等转速范围内每个工作循环喷射23次，在标定转速每个工作循环喷射 1次。 压电式执行原件像一个在点压下立即就能充电的电容器，其关键原件式陶瓷压电薄膜，它在加上电压以后的 以内就会发生晶体晶格的畸变。 为了使执行器达到足够的位移，必须将许多层陶瓷薄膜烧结成一块长方六面体。 喷油器内 30mm 长的执行器由 300 多层薄膜组成，每层的厚度只有 80μ m。 压电原件加上电压后会膨胀 8 大约 40μ m， 通过杠杆比为 1： 的杠杆，使得控制腔回油道中的阀开启。 于是，控制阀内的压力下降，喷油嘴针阀开启。 四 油泵 （一） 低压油泵 低压油泵可以是带有前置过滤器的电动燃油泵，也可以是齿轮式燃油泵。 泵从油箱抽取燃油，然后不但地向高压泵输送定量的燃油。 （二） 高压油泵 高压油泵将燃油增至最高 1350bar 的系统压力。 加压燃油然后经过高压管路并进入管状的共轨内。 圣达菲车 D4EA 发动机的高压油泵安装在气缸盖的后端面上，由凸轮轴驱动。 通过一个带有油水分离器的燃油滤清器，低压油泵从油箱抽取燃油，进入高压泵。 燃油是由高压油泵内 3个相互呈 120176。 径向布置的柱塞压缩的，带偏心凸轮的驱动轴，根据凸轮形状相位的变化而将泵柱塞推上或压下。 当柱塞达到下止点后而上行时，则进油阀被关闭，柱塞腔内的燃油被压缩，只要达到共轨压力就立即打开出油阀，被压缩的燃油进入高压回路，到上止点前，柱塞一直泵送燃油（供油行程），达到上止点后，压力下降，出油阀关闭；柱塞向下运动时，由于容积的增大，剩下的燃油降压，直到柱塞腔中的压力低于低压油泵的供油压力时，进油阀再次被打开，重复 进入下一工作循环。 第三章 柴油机电控系统中的传感器 传感器是柴油机实现电控的关键技术之一，它的作用是进行信号变换，把被测的非电量信号转换成电信号，输入到电控单元，用于在整个工作范围内控制最优燃油喷射量、喷射时间，以减少废气排放并提高发动机功率和经济性。 目前柴油机电控系统应用了很多各种不同类型、不同功能的传感器，如曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、加速踏板位置传感器、冷却液温度传感器、共轨压力传感器、空气流量计等。 本文结合长城哈弗 型柴油机加以描述各个传感器的工 作原理。 9 一、曲轴位置传感器（ CKPS： Crankshaft Point Sensor） 型柴油机的曲轴位置传感器安装在飞轮壳上，曲轴位置传感器为电磁感应式，由 57个短齿槽和 1个长齿槽的信号轮和传感器组成。 如图 31所示，信号轮安装在飞轮起动用齿圈的后方，它有 57 个短齿槽（齿间角度为 6176。 ）、 1 个长齿槽（齿间角度为 18176。 ）。 当发动机工作时，曲轴每转过一圈，曲轴位置传感器的电磁感应线圈会输出 57 个规则的交流脉冲电压信号和一个畸变的 交变电压。 如图 32 所示。 图 31 信号轮的长、短齿槽 图 32 曲轴位置传感器输出的波形 ECU 根据曲轴位置传感器输入的信号，计算曲轴的转速以及确定一缸上止点。