电子控制系统

汽油机的电子控制系统　 INCLUDEPICTURE "http://www.qclt.com/html/jiaoxue/dianzi/lesson9/image/yy.gif" \* MERGEFORMATINET 了解电控汽油喷射系统的组成和工作原理。 了解电控汽油喷射系统的控制功能。 了解电控汽油机的发展趋势 汽油机的电子控制系统　　　 　本章由概述、工作原理、控制功能和发展趋势四部分组成。重点是工作原理和控制功能两部分内容。此两部分必须顺序学习。 若要了解更详细的内容，请查阅参考资料。 前言 影响汽油发动机排放的最主要因素是混合气的空燃比， 理论上一公斤燃料完全燃烧时需要14.7公斤的空气。这种空气和燃料的比例称为化学当量比。空燃比小于化学当量比时供给浓混合气，此时发动机发出的功率大，但燃烧不完全，生成的CO、HC多；当混合气略大于化学当量比时，燃烧效率最高，燃油消耗量低，但生成的NOx也最多；供给稀混合气时，燃烧速度变慢，燃烧不稳定，使得HC增多。在电控汽油喷射系统中采用闭环控制的方式，将空燃比控制在化学当量比附近，并在排气系统中消声器前安装一个三元催化转化器，对发动机进行后处理，是当前减少汽车排气污染物的最有效。在化学当量比附近，转化器的净化效率最高。 　　电控汽油喷射系统（Electronic Fuel Injection System）简称为EFI。 　　它利用各种传感器检测发动机的各种状态，经微处理器的判断、计算，使发动机在不同工况下均能获得合适空燃比的混合气。 　　　　　　　　　 　　　　 　　　 　　　目前汽车工业发达的国家在汽油车上均采用汽油喷射系统，以满足日益严格的排放要求。 　 在任何情况下都能获得精确的空燃比 　 混合气的各缸分配均匀性好 　 汽车的加速性能好 　 充气效率高 　 良好的启动性能和减速减油或断油 INCLUDEPICTURE "http://www.qclt.com/html/jiaoxue/dianzi/lesson1/image/016(1).gif" \* MERGEFORMATINET 　　　电控汽油喷射系统主要由下列四部分组成： 　　 进气系统　　 供油系统　　 控制系统　　 点火系统 　 　　　 　怠速时节气门全关， 由怠速执行器根据冷却水温、空调和动力转向等工况调节进气量。 　供油系统主要由油压调节器、喷油器和喷油泵组成。 　　　　　　 　　　   燃 油 泵   　　燃油泵装在油箱内，涡轮泵由电机驱动。当泵内油压超过一定值时，燃油顶开单向阀向油路供油。当油路堵塞时，卸压阀开启，泄出的燃油返回油箱。 　　 　　　　　 喷油器   喷油器是电磁式的。当喷油器不工作时，针阀在回位弹簧作用下将喷油孔封住。当ECU的喷油控制信号将喷油器的电磁线圈与电源回路接通时，针阀才在电磁力的吸引下克服弹簧压力、摩擦力和自身重量，从静止位置往上升起，燃油喷出。 多点喷油系统中喷油器通过绝缘垫圈安装 在进气歧管或进气道附近的缸盖上，并用输油管将其固定。多点喷油系统每缸有一个喷油器。英文称为 multi point injection .简称 为MPI。 单点喷油系统的喷油器安装在节气门体上，各缸共用一个喷油器。英文为single point 　　injection. 简称为SPI。 　　　 　　　　   油压调节器   　　油压力调节器的功能是调节喷油压力。喷油器喷出的油量是用改变喷油信号持续时间来进行控制的。由于进气歧管内真空度是随发动机工况而变化的，即使喷油信号的持续时间和喷油压力保持不变，工况变化时喷油量也会发生少量的变化，为了得到精确的喷油量，必须使油压A和进气歧管真空度B的总和保持不变。 　　 　　 控制系统 　控制系统由传感器、执行器和电子控制单元三部分组成。 　　　　　　   传 感 器   　　传感器是感知信息的部件，负责向ECU提供发动机和汽车运行状况。 　　用鼠标点击下面的图片，你将看到更多信息！ 　　　 电子控制单元   　　ECU的功用是采集和处理各种传感器的输入信号，根据发动机工作的要求（喷油脉宽、点火提前角等），进行控制决策的运算，并输出相应的控制信号。当前电控发动机中除了控制喷油外，还控制点火、EGR、怠速和增压发动机的废气阀等，由于共用一个ECU对发动机进行综合控制，所以也被称为发动机管理系统。 　　中间的金属方盒为电子控制单元，箭头指向电子控制单元的部件为传感器，箭头从电子控制单元出去的部件为执行器。 　 　　在电控发动机中最主要的输入接口是传感器接口（例如转速、负荷、温度、 压力等）。最主要的输出接口是控制接口，它控制外部执行机构的动作（例如：喷油器、点火模块、喷油泵、怠速执行器 执行器   点火系统 　点火控制系统由传感器、电子控制单元和执行器组成。 　　执行器为点火模块和点火线圈。最常见的为无分电器点火系统，它是两个气缸共用一个点火线圈。 目前也有采用每个气缸一个点火线圈的。 INCLUDEPICTURE "http://www.qclt.com/html/jiaoxue/dianzi/lesson1/image/017.gif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://www.qclt.com/html/jiaoxue/dianzi/lesson1/picture/bt12a.gif" \* MERGEFORMATINET 为了满足发动机各种工况的要求，混合气的空燃比不能都采用闭环控制，而是采用闭环和开环相结合的策略。 　主要分为三种控制方式： 　 冷起动和冷却水温度低时通常采用开环控制方式。 　　由于起动转速低、冷却水温度低、燃油挥发性差，需对燃油进行一定的补偿。混合气空燃比与冷却水温度有关，随着温度增加，空燃比逐渐变大。 部分负荷和怠速运行时此时可分为两种情况： 　 若为了获得最佳经济性，可采用开环控制方式，将空燃比控制在比化学计量比大的稀混合气状态下工作。 　 为了获得低的排放，并有较好的燃油经济性，必须采用电控汽油喷射系统加三元催化转化器，进行空燃比闭环控制。 图中虚线部分为未加三元催化转化器时，CO、HC和NOx排放浓度与空燃比的关系。实线部分采用三元催化转化器后CO、HC和NOx与空燃比的关系。从图中可看出采用三元催化转化器时只有当空燃比在化学计量比附近很窄范围内HC、CO和NOx排出浓度均较小。装有电控汽油喷射发动机采用闭环控制方式，才能使混合气空燃比严格控制在化学计量比附近很窄的范围内，使三元催化转化器净化效率最高。 　　 节气门全开（WOT）时： 　　为了获得最大的发动机功率和防止发动机过热，采用开环控制，将混合气空燃比控制在12.5～13.5范围内。此时发动机内混合气燃烧速度最快，燃烧压力最高，因而输出功率也就越大。 　 点火提前角控制   　　为了使发动机发出最大功率，应使最高燃烧压力出现在上止点后 10°～15°左右，点火时刻用点火提前角来表示。它是指火花塞电极间跳火开始到活塞运行至上止点时这段时间内曲轴所转过的角度。 点火过迟：使发动机功率下降，油耗增加。 点火过早：使功率下降，还容易产生爆震。 　 发动机的最佳点火提前角，不仅要使发动机的动力性、经济性最佳，还应使有害排放物最少。 最佳点火提前角的控制策略 起动期间：固定值 起动后： 基本点火提前角的控制：由转速和负荷确定 点火提前角的修正： 　　 部分负荷工况根据冷却水温、进气温度和节气门位置等信号进行修正。 　　 满负荷工况要特别小心控制点火提前角，以免产生爆震。 　　 最大和最小提前角的控制：微处理器计算的点火提前角必须控制在一定范围内，否则发动机很难正常运转。 　 闭合角控制   　　 　 闭合角是沿用了传统点火系的概念。在电子控制的点火系统中是指初级电路接通的时间。点火线圈的次级电压是和初级电路断开时的初级电流成正比。通电时间短时，初级电流小，会使感应的次级电压偏低，容易造成失火。初级电流大，对点火有利；但通电时间过长，会使点火线圈发热，甚至烧坏，还会使能耗增大。因此要控制一个最佳通电时间。 　　蓄电池电压下降时，在相同的通电时间里初级电流能达到的值会变小。因此必须对通电时间修正。 爆震控制   　　汽车发动机利用电火花将混合气点燃，并以火焰传播方式使混合气燃烧。如果在传播过程中，火焰还未到达时，局部地区混合气自行着火燃烧，使气流运动速度加快，缸内压力、温度迅速增加，造成瞬时爆燃，这种现象称为爆震。 　　 爆震控制   爆震会使气体强烈振动，产生噪音；也会使火花塞、燃烧室、活塞等机件过热，严重情况会使发动机损坏。 　　在发动机结构参数已确定的情况下，采用推迟点火提前角是消除爆震既有效又简单的措施之一。 　　装有爆震传感器的发动机能检测爆震界限，通过电子控制单元将点火时刻调到接近爆震极限的位置，从而改善了发动机的性能。 　　当发动机出现爆震时，ECU根据爆震程度，推迟点火时刻，爆震程度大的，不仅推迟的角度大，而且是先快后慢，直到爆震消失为止。为了保证良好的发动机性能，爆震消失后，又将点火提前角逐步加大，增加的速率也分为快、慢两种。当发动机再次出现爆震时，点火提前角再次推迟。通常点火提前角推迟的速率要大于点火提前角增加的速率。 　　　　　   EGR率 通常用EGR率表示 EGR的控制量。它用进入气缸的混合气中废气的比例表示。 　　EGR率与发动机动力性、经济性和排放性能有关。 　　EGR率增加过大时，使燃烧速度太慢，燃烧变得不稳定，失火率增加，使HC也会增加；EGR率过小，NOx排放达不到法规要求，易产生爆震，发动机过热等现象。 因此EGR率必须根据发动机工况要求进行控制。  EGR阀及控制 EGR控制系统中，EGR阀是关键部件。不同的EGR率是通过EGR阀的调节来实现的。电控发动机中广泛采用电子控制EGR阀方法。 　　直线型EGR阀是由ECU控制针阀位置，调节从排气进入进气歧管孔口的大小，精确地控制EGR率。 　　EGR工作期间通过监测针阀位置反馈信号控制针阀位置。并根据冷却水温度、 节气门位置和进气流量控制EGR针阀的位置。 EGR的控制策略： 　 增加EGR率可以使NOx排出物降低，但同时会HC排出物和燃油消耗增加。因此在各种工况采用的EGR率必须是对动力性、经济性和排放性能的综合考虑。 试验结果说明：当EGR率小于10%时，燃油消耗量基本上不增加，当EGR率大于20%时，发动机燃烧不稳定，工作粗暴，HC排放物将增加10%。因此通常将EGR率控制在10%～20%范围内较合适。 　随着负荷增加EGR率允许值也增加（阴影部分）。 　　 怠速和低负荷时，NOx排放浓度低，为了保证稳定燃烧，不进行EGR。 　　 只有热态下进行EGR。发动机温度低时，NOx排放浓度也较低，为了保证正常燃烧，冷机时不进EGR。 　　 大负荷、高速时，为了保证发动机有较好的动力性，此时混合气较浓，NOx排放生成物较少，可不进行EGR或减少EGR率。 　　 废气再循环量对NOx排放和油耗的影响还受到空燃比、点火提前角等因素的影响。因此在EGR率进行控制时，同时对点火等进行综合控制，就能得到较好的发动机性能。 INCLUDEPICTURE "http://www.qclt.com/html/jiaoxue/dianzi/lesson1/picture/bt18.gif" \* MERGEFORMATINET  燃油蒸发 　　为了控制燃油箱逸出的燃油蒸汽，电控发动机普遍采用了碳罐，油箱中的燃油蒸汽在发动机不运转时被碳罐中的活性碳所吸附，当发动机运转时，依靠进气管中的真空度将燃油蒸汽吸入发动机中。电子控制单元根据发动机的工况通过电磁阀控制真空度的通或断达到燃油蒸汽的控制。采用燃油蒸汽的控制可减少大气中的碳氢化合物和节约燃料。 　     缸内直喷汽油发动机   　　采用电控缸内直接喷射方法，在火花塞附近供给浓混合气，以利着火；在其它区域供给稀混合气，进行分段喷油。达到分层燃烧的目的。据报导空燃比为30时，仍可燃烧。此种方法可节约燃料三分之一以上。为了减少稀燃时的NOx,在排气系统中安装了两只温度传感器、两只氧传感器和两级催化转化器。 减少排放物的新手段 试验结果表明： 　　CO、HC和NOx三种排放物在第一个十五工况循环中将占总排放量的70-80%，因此今后解决排放的重点在: 降低HC排放； 改善怠速和暖机期间的排放； 尽可能地缩短催化器的加热时间，在催化器达到起燃温度之前，最大程度地降低发动机排出的废气。     减少排放物的新手段   　满足美国及欧洲共同体排放法规要求的途径： 　　 法　规 关键方法的典型应用 关键附加方法的典型应用 中小型机动车用4－6缸发动机 加州 Tier 0 1990 　美国 Tier 0 1990 　欧洲 Step I 1992 三元催化器   　加州 Tier 1 1992 　美国 Tier 1 1993 　欧洲 Step II 1996 改进的三元催化器 预热时就加热催化器（推迟点火提前角）， 废气再循环 　LEV 1994 ULEV 1994 　欧洲 Step III 2000 　欧洲 Step IV 2005 　 进一步改进三元催化器，使催化器紧接排气总管、浓混合气加热和引入二次空气。 催化器快速加热，加强氧传感器闭环控制，包括使用两个氧传感器、瞬态燃油控制和废气再循环。     采用集成诊断系统   带有在集成诊断系统OBD II 的发动机管理系统   采用集成诊断系统   　 此系统的要求：　 　　　　系统监测：监测所有与排放相关的部件和系统； 　　　　部件保护：防止关键部件的损坏(如三元催化器)； 　　　　应急反应：设置故障时传感器的代用值或“跛行回家”方式信息存储：存储故障发生时的有关信息超标显示：当废气排放超过限定时给出显示； 　　　　信息读取：在维修时利用检测设备读取故障； 　 重点要求为： 　　　◎ 催化器监测 　　　◎ 氧传感器监测 　　　◎ 失火监测 　　　◎ 燃油系统监测 　　　◎ 二次空气系统监测 　　　◎ 废气再循环系统监测 　　　◎ 燃油蒸汽系统监测 · 其他系统监测 ◎ 检测装置标准化 ◎ 发动机相关信息的存储 ◎ “多功能指示灯”显示标准化 ◎ 故障代码的预定义 ◎ 电控系统抗干扰保护   CAN总线 由于车内电控发动机系统、底盘电子控制系统、车身电子控制系统和音响、娱乐等广泛应用。车内开始采用CAN总线。 气门系统 　　配气机构精确地控制发动机的工作正时和性能输出。双变位或连续可变相位凸轮轴调整装置精确地控制着凸轮的定时或用电磁阀直接驱动气门的方法，可优化发动机的废气排放、性能和燃油经济性。   　 概　述 　 工作原理 　 控制功能 　 发展趋势 　 返　　回   　 电控燃油喷射系统 　 发动机管理系统 　 废气后处理装置 　 返　　回 概　述 ：本节介绍电控汽油喷射系统特点及发展历史。 工作原理：本节介绍电控汽油喷射系统的工作原理及其组成。重点掌握供油系统中喷油泵、喷油器以及油压调节器的结构和工作原理。控制系统中ECU、传感器和执行器的工作原理。 控制功能：主要控制功能有：空燃比控制、点火控制、废气再循环和燃油蒸汽的控制等。 发展趋势：缸内直喷、OBDII、电控配气正时、整车及发动机的CAN总线控制是当前的发展趋势。 　　　 电控汽油喷射系统有几部分组成？ 什么是SPI和MPI？试对他们进行比较？ 简述喷油泵结构及其功用。 简述喷油器的工作原理。 油压调节器的作用是什么？ ECU有几部分组成？ 负荷传感器有几种型式？起什么作用？ 转速传感器有几种型式？说明其工作原理。 氧传感器的作用是什么？说明其工作原理。 电控汽油喷射系统中怠速是怎样控制的？ 发动机在各种工况下，空燃比是怎样控制的？ 点火控制主要包括哪些内容？ 爆震控制的基本原理是什么？ 为什么要采用废气再循环控制？控制策略是什么？ 当前采用什么措施控制燃油蒸汽的逸出？ 当前电控汽油机的发展趋势是什么？ 简述缸内直喷汽油机的工作原理。 汽车构造 2000年 人民邮电出版社 汽车排放污染物控制实用技术 1999年 人民交通出版社 现代汽车电子--南京交通技师学院 控制技术 1998年 科学技术文献出版社 AUTOMOBILE ELECTRONIC 1995 ERIC CHOWANITZ SAE INTERNATIONAL AUTOMOBILE ELECTRICAL & ELECTRONIC SYSTEMS 1995 TOM DENTON SAE 　 柴油机的电子控制系统 了解柴油机电子控制燃油喷射系统的发展过程及发展趋势。 掌握柴油机的三代电控燃油喷射系统的划分方法，及其在喷油量控制、喷射压力控制、喷射定时控制、喷油速率控制等方面的区别。 了解第一代位置控制式和第二代时间控制式的电控燃油喷射系统中的各种不同类型。 掌握柴油机电控系统是如何实现喷油过程和进气过程的综合管理的。 了解柴油机废气后处理各种措施及相应装置的基本工作原理。 柴油机的电子控制系统 本章介绍了柴油机的三代电控燃油喷射系统的典型结构，增压压力和废气再循环电子控制系统，以及柴油机的废气后处理装置。重点的学习内容是掌握电子控制系统在如何保证柴油机的动力性和经济性的同时，有效地降低柴油机的排放。学习柴油机的喷油过程和进气过程的各个环节的控制是如何实现的，其中的重点是高压共轨系统的学习。通过学习应能理解为什么说高压共轨系统是柴油机的第三个里程碑。 　　近年来，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柴油机的燃油经济性和排放性能有很大改善。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。 INCLUDEPICTURE "http://www.qclt.com/html/jiaoxue/dianzi/lesson1/image/017.gif" \* MERGEFORMATINET 　　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。传统的喷射系统由于结构和原理等限制，不能同时达到这两个要求，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。  第一代 位置控制系统 位置控制系统不仅保留了传统的泵－管－嘴系统，还保留了原喷油泵中的齿条、滑套、柱塞上的斜槽等控制油量的机械传动机构，只是对齿条或者滑套的运动位置予以电子控制。 　　日本Denso公司的ECD－V1，德国Bosch公司的EDC和日本Zexel公司的COVEC等都属于位置控制的电控分配泵系统。日本Zexel公司的COPEC，德国Bosch公司的EDR系统和美国Caterpillar公司的PEEC系统等都属于位置控制的电控直列泵系统。  第二代 时间控制系统 时间控制系统是用高速强力电磁阀直接控制高压燃油，一般情况下，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、柱塞上的斜槽和提前期等全部取消，对喷射定时和喷射油量控制的自由度更大。 日本Zexel公司的Model-1电控分配泵，美国Detroit公司的DDEC电控泵喷嘴、德国Bosch公司的EUP13电控单体泵都属于时间控制系统。我国专家欧阳明高和丹麦Sorenson研制的“泵－管－阀－嘴（Pump/Pipe/Valve/Injector－PPVI）”电控燃油喷射系统也属于第二代电控喷射系  第三代 共轨电控喷射系统 共轨式电控喷射系统改变了传统的柱塞泵脉动供油的原理，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定时的灵活控制。 　　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。德国Bosch公司、日本Denso公司和英国Lucas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·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。日本Hino公司利用Denso公司的技术在新型K13C型柴油发动机和J系列柴油发动机上均采用了高压共轨系统，日本Mitsubishi公司也利用Denso公司的技术在重型柴油发动机上应用了高压共轨系统。 第三代 共轨电控喷射系统－－－－基本特点 高压共轨系统利用较大容积的共轨腔将油泵输出的高压燃油蓄积起来，并消除燃油中的压力波动，然后再输送给每个喷油器，通过控制喷油器上的电磁阀实现喷射的开始和终止。其主要特点可以概括如下： 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。 　　　 　 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调节，尤其优化了发动机的低速性能。 通过喷油器上的电磁阀控制喷射定时，喷射油量以及喷射速率，还可以灵活调节不同工况下预喷射和后喷射的喷射油量以及与主喷射的间隔。  第三代 共轨电控喷射系统－－－－典型系统 高压共轨系统由五个部分组成，即高压油泵、共轨腔及高压油管、喷油器、电控单元、各类传感器和执行器。供油泵从油箱将燃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，再由电磁阀控制各缸喷油器在相应时刻喷油。 第三代 共轨电控喷射系统－－－－喷射系统 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排放减小。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，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。 INCLUDEPICTURE "http://www.qclt.com/html/jiaoxue/dianzi/lesson1/image/017.gif" \* MERGEFORMATINET 　　发动机管理系统的核心功能由电控单元来实现。传感器为EDC电控单元提供发动机的当前工况信息，电控单元对传感器的信号进行分析以后，根据预定的控制策略对执行器发出控制信号，控制喷油量、喷油始点、增压压力、废气再循环和电热塞系统。   喷油量控制系统   　　EDC电控单元分析发动机转速、加速踏板位置和冷却水温等传感器的信号，确定所需喷油量，并发相应控制信号给喷油泵中的油量调节器。通过安装在油量调节器上的活塞位移传感器的反馈，实现油量的闭环控制。在空气量不够的情况下为了避免黑烟，要根据烟度限制MAP图限制油量。   喷油定时控制系统   喷油始点影响发动机起动性能、燃油经济性和排放性能。EDC电控单元通过喷油量、发动机转速和冷却水温等信号确定最优喷油始点，给喷油泵中的喷油始点控制阀发出相应的控制信号。 HYPERLINK "http://www.qclt.com/html/jiaoxue/dianzi/lesson1/" \l "##" 针阀升成传感器　 HYPERLINK "http://www.qclt.com/html/jiaoxue/dianzi/lesson1/" \l "##" 喷油始点控制阀   增压压力控制系统   　控制单元根据进气管压力传感器、进气管温度传感器和海拔传感器等信号确定增压压力控制电信号，传给增压压力控制阀。增压压力控制阀把电信号转化成真空度信号，传给废气涡轮增压器上的增压压力调节阀，控制增压压力沿理想的特性曲线运行。   废气再循环控制系统   　　在控制单元内，存有EGR特性曲线，它包括发动机各工况点所需的空气量。控制单元利用空气流量传感器的信号，把实际进气量与标定进气量进行比较，为补偿这个差值，对EGR控制阀发出相应的控制电信号。EGR控制阀把电信号转化成真空度信号传给EGR阀，改变EGR阀的开度，控制废气再循环率。 　　废气再循环（EGR）是为了减少排气中的氮氧化物。直喷系统的缸内温度相对较高，而且柴油机工作在富氧的环境下，因此排气中产生大量的氮氧化物。部分的排气通过EGR阀与新鲜空气混合进入发动机，这样缸内混合气的含氧量就降低，从而降低氮氧化物排放。废气再循环率要受到限制，因为过多的废气会使碳氢、一氧化碳和微粒排放恶化。 电热塞控制系统   　电热塞控制集成在EDC电控单元中，控制分为两部分：预热和后热。 　预热：由于直喷柴油机的启动性能好，预热只需在温度低于+9℃以下进行，冷却水温传感器为电控单元提供准确的温度信号，驾驶员通过仪表盘上的预热报警灯了解预热情况。 　后热：发动机启动以后，就要进入后热阶段，后热可以减少发动机的噪音，改善怠速工况的发动机性能，并且降低碳氢排放。发动机转速达到2500rpm时后热阶段停止。 INCLUDEPICTURE "http://www.qclt.com/html/jiaoxue/dianzi/lesson1/picture/bt24.gif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://www.qclt.com/html/jiaoxue/dianzi/lesson1/image/017.gif" \* MERGEFORMATINET 柴油机的排放主要由氮氧化物、碳氢、一氧化碳和微粒组成。氧催化转化器可以降低碳氢、一氧化碳以及部分微粒，氮氧化物排放要通过废气再循环等方式进行控制，而微粒则由微粒捕捉器处理。   氧催化转化器   柴油机工作在富氧的环境下，不适宜采用三元催化器，这里采用氧催化转化器。氧催化转化器是一个圆筒形的陶瓷载体，中间有许多细长的通道，可以大大增加陶瓷载体内部的表面积。活性催化是 用真空金属化的方法加到陶瓷表面的，有害物质与催化材料接触时就会被转化。在氧催化转化器中，大约80%未燃烧或部分燃烧的HC被转化成水蒸气和CO2，有害的CO被转化成CO2，氮氧化物NOx不能被氧传感器转化，因此采用废气再循环的方法减少NOx排放。 废气再循环系统   废气再循环EGR是为了减少排气中的氮氧化合物。直喷系统的缸内温度相对较高，而且柴油机工作在富氧的环境下，因此排气中生产大量的氮氧化合物。部分的排气通过EGR阀与新鲜空气混合进入发动机，这样缸内混合气的含氧量就降低，从而降低氮氧化合物排放。废气再循环率要受到限制，因为过多的废气会使碳氢、一氧化碳和微粒排放恶化。 微粒捕捉器   微粒捕捉器主要用来净化柴油机排气中的颗粒物，是现代柴油机满足欧Ⅲ以上排放法规的有效手段。 柴油机微粒捕捉器的核心是过滤体和过滤体再生装置。过滤体由多孔陶瓷过滤材料或多孔金属材料制成，目前的过滤体的过滤效率可达90％以上而不会引起过高的排气阻力。当过滤体过滤的颗粒物引起柴油机排气不畅时，需要及时消除这些颗粒物，以免造成对发动机性能的影响。再生装置一般是通过直接加热微粒，同时利用催化剂降低微粒着火点，使微粒氧化达到过滤体再生的目的。 　   　 概　述 　 工作原理 　 控制功能 　 发展趋势 　 返　　回 　 电控燃油喷射系统 　 发动机管理系统 　 废气后处理装置 　 返　　回 柴油机的电子控制包括燃油控制、进排气的控制以及对废气的后处理。其中的燃油喷射控制是关键，也是柴油机电子控制中的难点。高压喷射可以有效地改善柴油机的经济性和排放，而灵活的喷油速率控制（例如预喷射）是解决柴油机的排放和噪声的有效措施。废气涡轮增压则不仅能改善柴油机的动力性、经济性，而且还可以有效地降低柴油机的微粒排放。通过废气再循环（EGR），柴油机的氮氧化物排放也可大大降低。最后，通过后处理装置可以进一步降低柴油机的排放。所有这些控制功能只有利用电子控制系统，实现系统综合与优化匹配，才能获得柴油机的最佳性能。　　　 在柴油机的三代电控燃油喷射系统中，各自的特点和区别是什么？ 柴油机的理想喷射特性应是什么样的？ 电子控制单元是如何实现增压压力的反馈控制的？ 电子控制单元是如何实现废气再循环率的控制的？ 柴油机的废气后处理措施有哪些？分别解决什么排放物？ 分别列出第一代分配泵电控系统和第三代高压共轨系统的所有的传感器和执行器。 　　 先进高压共轨技术 Robert Bosch GmbH 汽车柴油机动力系统Automotive Powertrain Diesel Systems. Siemens HEUI电控系统，Caterpillar ECD-U2电子控制系统，Denso TDI发动机性能，Valkswagen 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 _1204422378.doc 控制系统总图