文档介绍：CRDI柴油机电控燃油喷射系统检修与故障分析

近年来,随着全球对更高效、更低排放及更经济汽车日益增长的现实需求,柴油轿车相比太阳能、燃料电池、混合动力车来说技术更成熟、更具推广潜力和价值。柴油机的关键技术都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,高压直喷系统和共轨系统都使燃油经济性和排放性有很大改善。废气再循环和催化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,同时降低振动和噪音。
柴油机电控技术是在解决能源危机和排放污染两大难题的背景下,在飞速发展的电子控制技术平台上发展起来的。电控燃油喷射系统是影响缸内燃烧过程的关键因素,对柴油机的动力性、经济性和排放性能都有重要影响。要改善柴油机缸内燃烧,燃油喷射系统一方面要有理想的喷射速率特性,另一方面要提高喷射压力。因此,柴油机电控喷射系统逐渐发展起来。在传统的喷射系统基础上首先发展起来的电控喷射系统是位置控制系统,称之为第一代电控喷射系统,而基于电磁阀的时间控制系统则称为第二代电控喷射系统。第三代电控系统——高压共轨系统被世界内燃机行业公认为20世纪三大突破之一,将成为21世纪柴油机燃油系统的主流。
柴油机共轨式电控燃油喷射系统技术集计算机控制技术、现代传感检测技术和先进的喷油结构于一身。共轨式电控燃油喷射系统不再采用传统的柱塞泵脉动供油的原理,而是共轨直接或间接的形成恒定的高压燃油,分送到每个喷油器,并借助于集成在每个喷油器上的高速电磁开关阀的开启与闭合,定时,定量的控制喷油器喷射至最佳的燃烧比和良好的雾化,以及最佳的点火时间、足够的点火能量和最少的污染排放。该新技术已在国外以柴油机提供动力的汽车上投入使用。共轨式燃油喷射技术的现有研究结果表明喷油压力高,燃油雾化后颗粒就越细,排放的有害气体和颗粒就越少。
展望中国柴油轿车发展之路,适度发展和推广具有先进技术的现代柴油轿车显然有利于国家社会资源的节约,符合产业政策和中央政府提出的建设节约型社会的倡导。
第1章电控柴油机概论
一、电控柴油机简介
电子控制燃油喷射及排放的柴油机即为电控柴油机。电喷柴油喷射系统由传感器、ECU和执行机构三部分组成。其任务是对喷油的系统进行电子控制,实现对喷油量以及喷油定时随运行工况的实时控制。采用转速、油门踏板位置、喷油时刻、进气温度、进气压力、燃油温度、冷却水温度等传感器,将实时检测的参数同时输入ECU,与储存的设定参数值或参数图谱进行比较,经过处理计算按照最佳值或计算后的目标值把指令送到执行器。执行器则根据ECU发出的指令控制喷油量(供油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),同时对废气再循环阀、预热塞等执行机构进行控制,使柴油机运行状态达到最佳。
二、电控柴油机控制系统组成
:
(1)油门踏板位置传感器
反应发动机的负荷信号及怠速确认,主控信号。
(2)转速传感器、曲轴位置传感器
主控信号与加速踏板位置传感器共同决定喷油量和喷油提前角。
(3)着火正时传感器
检测燃烧室开始燃烧时刻修正喷油正时
(4)冷却液温度传感器
控制发动机工作温度,修正喷油量与喷油正时。
(5)进气温度传感器
检测进气温度、修正喷油量与喷油正时。
(6)进气压力传感器
检测进气压力、修正喷油量与喷油正时。
(7)燃油压力传感器
测量燃油轨中的燃油压力,以决定喷射压力。该压力测量值作为一个电信号传送给电子控制单元,从而确定燃油喷射的周期。

1—空气质量流量计 2—电子控制单元 3—高压油泵 4—高压油轨
5—共轨压力传感器 6—喷油器 7—曲轴速度传感器 8—冷却液温度传感器
9—带溢流阀的燃油滤清器 10—踏板行程传感器11—燃油箱
12—粗滤清器 13—一级输油泵 14—低压油管 15—高压油管
16—限压阀 17—回油管 18—压力控制阀 19—不同传感器和信号处理 20—不同执行器 21—不同的操作和显示仪表 22—界面或接口
(8)燃油温度传感器
测量燃油温度,井将燃油温度的状态信息提供给控制单元,以便当燃油温度较高时,校正高压油泵的润滑,以保护油泵。
(9)发动机点火开关信号、空调信号、动力转向油压开关信号、空挡起动开关信号

ECU的主要功能是根据发动机运转状态确定燃油最佳喷射量,以此控制发动机的最佳空燃比。此外ECU还具有控制发动机的最佳点火时间,怠速转速、故障自诊断功能。

电动调速器、溢流控制电磁铁、电子控制正时控制阀、电子控制正时器、电磁溢流阀、高速电磁阀、电子液力控制喷油器等。
三、柴油机电子控制技术的发展趋势