项目三柴油机电控系统检测课件

单击此处编辑母版标题样式,机电工程系,汽车电控系统检测,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,机电工程系,汽车电控系统检测,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,机电工程系,汽车电控系统检测,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,机电工程系,汽车电控系统检测,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,机电工程系,汽车电控系统检测,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,机电工程系,汽车电控系统检测,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,机电工程系,汽车电控系统检测,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,机电工程系,汽车电控系统检测,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,机电工程系,汽车电控系统检测,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,机电工程系,汽车电控系统检测,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,机电工程系,汽车电控系统检测,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,机电工程系,汽车电控系统检测,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,机电工程系,汽车电控系统检测,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,机电工程系,汽车电控系统检测,任务,3.1,电控柱塞泵系统,任务,3.2,电控分配泵系统检测,任务,3.3,电控泵喷嘴系统检测,任务,3.4,电控共轨系统,项目三 柴油机电控系统检测,【,绪论,】,柴油机电控系统概述,柴油机电控技术发展,柴油机电控系统组成,柴油机电控系统功能,【,一,】,柴油机电控技术发展,柴油机面临的问题（与汽油机相比）,HC,和,CO,排放相对较少,CO,2,少（,20%,25%,）,NO,X,和颗粒（,PM,值）排放较高,不稳定工况冒黑烟严重,噪声较大,油耗低（,25%,30%,）,柴油机优点,压缩比较大,没有点火系,热效率较高,燃油消耗低，经济性好,低速扭矩特性好,排放污染少,柴油的安全性高,驾 驶 乐 趣,低 排 放,耐 久 性 强,成 功,经 济,创 新,驾 驶 乐 趣,低 排 放,耐 久 性 强,成 功,经 济,创 新,20,世纪,80,年代：常规压力电控喷油系统,凸轮压油,+,位置控制,喷油量控制：电子调速器,喷油正时控制：电子提前器,位置控制电控柱塞泵、分配泵系统,凸轮压油,+,时间控制,喷油量控制：时间控制电磁阀,喷油正时控制：正时控制电磁阀,时间控制电控分配泵、泵喷嘴系统,20,世纪,90,年代：电控共轨喷油系统,共轨蓄压,+,时间控制,自由控制喷油量（喷油时间）,自由控制喷油正时,自由控制喷油率,自由控制喷油压力（共轨油压）,电控共轨系统（三代）,电控柴油机发展分,3,个阶段,VP44,CRS,UIS,solenoid valve controlled,1,989,VP37,electronically,controlled,mechanically,controlled,1985,VE,时间控制,电控分配泵,机械分配泵,电磁阀控制（时间控制）,共轨系统,泵喷嘴,位置控制,机械调速器,19,96,19,9,7,19,9,8,1,989,现代轿车柴油机采用的先进技术,先进的电控系统,共轨喷射和泵喷射等高压喷射技术,涡轮增压等高效进气技术,对燃烧室、活塞、喷油器以及整个发动机系统的优化,废气再循环、氧化催化等排放控制技术,采用更清洁纯净的燃油,国际三大柴油机电控公司,BOSCH,德国博世,DELPHI,美国德尔福,DENSO,日本电装,国内柴油机研发公司：,无锡威孚集团,上海内燃机研究所（上内所）,Cummins,康明斯（合资）,技术优点及产品,【,二,】,柴油机电控系统组成,柴油喷射系统控制单元,J248,自诊断故障报警灯,K83,预热报警灯,K29,进气压力传感器,G71,进气温度传感器,G72,EGR,阀,N18,发动机转速传感器,G28,冷却液温度传感器,G62,预热塞,Q6,预热塞继电器,J52,油量调节器,N,146,供油提前角调节阀,N108,滑套位置传感器,G149,燃油温度传感器,G81,预热塞继电器,J52,针阀升程传感器,G80,加速踏板位置传感器,G79,自诊断接口,离合器踏板开关,F36,制动踏板开关,F47,制动灯开关,F,捷达位置控制,VE,泵,1.9L SDI,柴油机,保留：凸轮压油,柱塞泵、高压油管、喷油嘴，油量调节机构（齿条,/,拉杆）,改变：,机械调速器,-,电子调速器（电控调节油量拉杆位置）,机械提前器,-,电子提前器（电子调节喷油提前角）,优缺点：,控制精度低、响应慢（比机械调速器精度要高）,供油压力、喷油率不能控制,位置控制电控柱塞泵系统,保留：凸轮压油,分配泵、高压油管、喷油嘴，油量调节机构（滑套）,改变：,机械调速器,-,电子调速器（电控调节油量滑套位置）,液压提前器,-,电子提前器（电控调节液压提前器）,优缺点：,控制精度低、响应慢（比机械调速器精度要高）,供油压力、喷油率不能控制,位置控制电控分配泵系统,位置控制电控分配泵,VP37,保留：凸轮压油,分配泵、高压油管、喷油嘴,改变：,电磁阀控制喷油量（时间控制），取消调速器,液压提前器,-,电子提前器（电控调节液压提前器）,优缺点：,自由控制喷油量,供油压力、喷油率不能控制,时间控制电控分配泵系统,时间控制电控分配泵,VP44,保留：凸轮压油,柱塞泵与喷油嘴一体,取消高压油管,改变：,电磁阀控制喷油量和喷油提前角（时间控制）,优缺点：,自由控制喷油量和喷油提前角,供油压力仍然不能控制，能机械方式实现,2,段喷油率,时间控制电控泵喷嘴系统,保留：,高压油泵、高压油管、喷油嘴,改变：,电磁阀控制喷油量和喷油提前角（时间控制）,电磁阀控制喷油压力（共轨压力）,优点：,自由控制喷油量、喷油提前角、喷油压力、喷油率,电控共轨系统,【,三,】,柴油机电控系统功能,燃油喷射控制,包括：供,(,喷,),油量控制、供,(,喷,),油正时控制、供,(,喷,),油速率控制和喷油压力控制等。,怠速控制,：包括怠速转速控制和怠速时各缸均匀性的控制。,进气控制,：包括进气节流控制、可变进气涡流控制和可变配气正时控制。,增压控制,：根据转速信号、负荷信号、增压压力信号等，实现对废气涡增压器工作状态和增压压力的控制,排放控制,：主要是废气再循环（,EGR,）控制。,起动控制,：主要包括供,(,喷,),油量控制、供,(,喷,),油正时控制和预热装置控制。,巡航控制,：,ECU,根据车速信号等自动稳定车速行驶。,故障自诊断：包含故障自诊断和失效保护两个子系统。,柴油机与自动变速器的综合控制,1,喷油量控制,目标喷油量控制,怠速喷油量控制,起动喷油量控制,各缸不均匀油量补偿控制,恒定车速控制,喷油特性,目标喷油量特性反应柴油机喷油特性（转矩特性）,不同用途的柴油机要求不同的转矩特性，通过控制喷油量来实现,目标喷油量控制特点,目标喷油量特性已经数值化，绘成三维图形（,MAP,图），存储在柴油机,ECU,中,控制信号：转速、负荷,可以得到自由的喷油量特性,目标喷油量控制,怠速喷油量控制特点,目标怠速转速与实际怠速转速比较,控制信号：冷却水温度、车速、油门开度等,怠速喷油量控制,起动喷油量控制特点,油门开度和柴油机转速决定起动喷油量、冷却水温度等决定补偿喷油量、由此计算目标起动喷油量,控制信号：起动信号、油门开度、转速、水温等,起动喷油量控制,各缸不均匀油量补偿控制特点,目标喷油量（基本喷油量）：油门开度和柴油机转速决定,各气缸转速波动值,与,所有气缸转速平均值,比较,修正补偿各缸实际喷油量,各缸不均匀油量补偿控制,定速巡航喷油量控制特点,发动机负荷和车速决定巡航目标车速,实际车速与目标车速比较，计算巡航目标喷油量,控制信号：巡航设定信号、负荷、车速、制动器信号等,恒定车速喷油量控制,2,喷油压力控制,最高喷油压力的变化,喷油压力的控制方法,电控共轨系统喷油压力控制,提高喷油压力,一直是柴油机燃油系统追求的基本目标之一,提高喷油压力是改善排放有效措施之一,喷油压力与发动机的,PM,、,NO,X,排放量关系很大,提高喷油压力,能改善排放、能改善雾化质量、能缩短喷油延续时间,共轨系统最高喷油压力,第一代共轨,120135MPa,喷油压力提升受喷油嘴、供油泵、共轨、高压配管等零部件密封和强度问题,以材料强度来看，最高的共轨压力应为,160180MPa,最高喷油压力的变化,柴油机技术研究,超高压喷射，可达,300MPa,使,NO,X,、燃油耗和排烟能同时降低的柴油机燃烧的研究,柴油机排气中,NO,X,还原系统的研究,机械式燃油系统喷油压力控制,受凸轮形状、柱塞直径、出油阀直径、高压油管长度和内径、喷油嘴等一系列参数的函数影响,不可能自由地控制喷油压力,喷油压力是随着发动机的转速变化而升降的,特别是在低转速、高负荷区域内不可能得到高的喷油压力，导致起动时由于不完全燃烧而冒黑烟,提高喷油压力还常常会导致,NO,X,排放增加,喷油压力的控制方法,共轨系统喷油压力控制,可以自由控制喷油压力,对共轨压力进行闭环控制,共轨压力控制功能三项任务,共轨压力设定（柴油机转速、喷油量、冷却液温度等信号）,共轨压力控制,共轨压力监控,喷油压力与发动机转速无关,第一代,120135MPa,第二代,160MPa,第三代,180MPa,能缩短喷油延续时间,目标喷油压力（共轨油压）控制,由转速、负荷决定共轨油压,基本不受高压油泵等机械件的影响,共轨系统喷油压力控制,3,喷油时刻控制,基本喷油时间（喷油始点）：油门开度、发动机转速,转速越高、负荷越大：最佳喷油提前角越大,修正信号：进气压力、温度、水温等,反馈修正：曲轴转角、转速信号,柱塞泵：电子提前器,分配泵：电子液压提前器,泵喷嘴：喷油电磁阀,共轨：喷油电磁阀,4,喷油率控制,什么是喷油率？,单位时间内喷油量与喷油时间之比,喷油率功用,直接影响柴油机燃烧过程、排放特性等重要指标,喷油率控制？,“凸轮压油”：一次喷油，喷油率不可控,“共轨蓄压”：,ECU,自由控制喷油率,共轨系统喷油率,2,段喷油率：预喷射、主喷射,5,段喷油率：引导喷射、预喷射、主喷射、后喷射、次后喷射,【,任务,3.1】,电控柱塞泵系统,电子,调速器,电子 提前器,喷油泵,1,电子调速器控制喷油量,比较：机械调速器,-,电子调速器,转速传感机构（飞块）转速传感器,油门位置（弹簧力）油门位置传感器,机械调速（杠杆）执行器（电磁阀）位置控制,？（无反馈）齿杆位置传感器（反馈）,电子调速器结构及控制过程,2,电子提前器控制喷油提前角,比较：机械提前器,-,电子提前器,转速传感机构（飞块）转速传感器,？（负荷）油门位置传感器,机械提前（离心力）执行器（电磁阀,+,液压控制器）,？（无反馈）提前角传感器（反馈）,【,任务,3.2】,电控分配泵系统检测,位置控制,电控分配泵系统,示例：,1.9L L4 SDI,（捷达）,时间控制,电控分配泵系统,示例：,2.5L V6 TDI,（奥迪,A6,）,【,任务,3.2.1】,位置控制,-,电控分配泵系统,柴油喷射系统控制单元,J248,自诊断故障报警灯,K83,预热报警灯,K29,进气压力传感器,G71,进气温度传感器,G72,EGR,阀,N18,发动机转速传感器,G28,冷却液温度传感器,G62,预热塞,Q6,预热塞继电器,J52,油量调节器,N,146,供油提前角调节阀,N108,滑套位置传感器,G149,燃油温度传感器,G81,预热塞继电器,J52,针阀升程传感器,G80,加速踏板位置传感器,G79,自诊断接口,离合器踏板开关,F36,制动踏板开关,F47,制动灯开关,F,捷达位置控制,VE,泵,1.9L SDI,柴油机,【,一,】,喷油量控制,滑套位置传感器,G149,油量调节器,N146,比较机械调速器与电子调速器,转速传感机构（飞块）转速传感器,油门位置（弹簧力）油门位置传感器,机械调速（杠杆）执行器（电磁阀或电机）位置控制,N146,？（无反馈）滑套位置传感器（反馈）,G149,油量调节器,N146,占空比旋转电磁阀式,偏心球调节喷油量,滑套位置传感器,G149,测量滑套位置,反馈修正喷油量,怠速,负荷,油量调节器,N146,基本喷油量控制信号,加速踏板位置,发动机转速,喷油量修正信号,冷却液温度,进气量（空气流量计,/,进气压力传感器）,进气温度,燃油温度,闭环反馈信号,滑套位置,喷油量控制信号,【,二,】,喷（供）油提前角控制,比较液压提前器与电子提前器,输油泵进出口压差 感知转速变化 转速传感器,液压提前 电磁阀,N108,供油提前角调节油缸,弹簧,提前,滞后,滚轮,传力销,压力腔,供油提前角调节阀,N108,基本喷油提前角控制信号,加速踏板位置、发动机转速,喷油提前角修正信号,冷却液温度、进气压力等,闭环反馈信号,正时器位置（捷达,SDI,无此传感器）,喷油正时控制信号,N108,【,三,】,捷达,SDI,电控分配泵系统检测,柴油喷射系统控制单元,J248,自诊断故障报警灯,K83,预热报警灯,K29,进气压力传感器,G71,进气温度传感器,G72,EGR,阀,N18,发动机转速传感器,G28,冷却液温度传感器,G62,预热塞,Q6,预热塞继电器,J52,油量调节器,N,146,供油提前角调节阀,N108,滑套位置传感器,G149,燃油温度传感器,G81,预热塞继电器,J52,针阀升程传感器,G80,加速踏板位置传感器,G79,自诊断接口,离合器踏板开关,F36,制动踏板开关,F47,制动灯开关,F,捷达位置控制,VE,泵,1.9L SDI,柴油机,1,V.A.G1552,检查故障码,输入,“,02,”,功能,，按,“,Q,”,键确认,读取故障码,条件,发动机怠速状态,连接,V.A.G1551/1552,选择地址码,01,打开点火开关（不启动发动机,）,按,Print,键打开打印器,Faults,recongnised,(,个故障,),故障码一个一个被存储、显示、打印,所有故障码打印完毕后，显示：,Rapid dada transfer HELP,Select function,清除故障码,输入,“,05”,功能,，按“,Q”,键确认,Rapid dada transfer HELP,Fault memory is erased,(,故障记忆被删除,),若无法删除故障记忆，应排除该故障,根据提示按键，显示：,Rapid dada transfer HELP,Select function,输入,“,06”,功能,“结束输出”，按“,Q”,键确认,2,N146,和,G149,检测,N146,与,G149,控制电路,检测油量调节器,N146,油量调节器,N146,故障码：,P1561,（,17969,）：调节不准,电路短路,/,断路,分配泵失效,可能的影响,预热指示灯闪亮、存在不同运行问题、发动机熄火,P1562,（,17970,）：超上限,油量调节器失效或堵塞,可能的影响,输出功率降低、耸车,P1563,（,17971,）：超下限,油量调节器失效或堵塞,可能的影响,冒黑烟、怠速不稳,检查,N146,关闭点火开关，拔出喷油泵连接器,检测喷油泵连接器端子,5-6,间电阻：,0.52.5,若阻值不符，则更换喷油泵,若阻值合格，则检查线路,检查接线盒插口与传感器端子,121-6,，,1,、,2-5,间电路是否短路,/,断路,若正常，则更换电控单元,J248,检测滑套位置传感器,G149,油量调节行程传感器,G149,故障码：,P1354,（,17762,）：线路电气故障,电路短路,/,断路,G149,失效,可能的影响,预热指示灯闪亮,存在各种运行问题,发动机熄火,检查,G149,关闭点火开关，拔出喷油泵连接器,检测喷油泵连接器端子,1-2,、,2-3,间电阻：,4.97.5,。,若阻值不符，则更换喷油泵,若阻值合格，则检查线路,检查接线盒插口与传感器端子,108-1,、,106-2,、,99-3,间的电路是否短路,/,断路,若正常，则更换电控单元,J248,3,N108,和,G80,检测,N108,与,G80,控制电路,检测供油提前角调节阀,N108,喷油阀,N108,故障码：,P1251,（,17659,）：与蓄电池正极短路,电路与蓄电池正极短路,N108,失效,P1252,（,17660,）：断路或与车身短路,电路断路或与车身短路,N108,失效,可能的影响,怠速时敲缸，因为喷油始点始终“提前,”,性能差，因为喷油始点始终“滞后,”,检查,N108,关闭点火开关，拔出喷油泵连接器,检测喷油泵连接器端子,9-10,间电阻：,1220,若阻值不符，则更换喷油泵,若阻值合格，则检查线路,检查接线盒插口与传感器端子,114-9,，,1,、,2-10,间电路是否短路,/,断路,若正常，则更换电控单元,J248,检测针阀升程传感器,G80,针阀升程传感器,G80,故障码：,P1245,（,17653,）：与车身短路,电路与车身短路,G80,失效,P1246,（,17654,）：信号不正常,喷油管到喷油嘴不畅,G80,失效,燃油不足、燃油系统有空气,P1247,（,17655,）：断路或与蓄电池正极短路,电路断路或与蓄电池正极短路,G80,故障,可能的影响,预热指示灯亮、发动机运转粗暴,输出功率降低、尾气排放值升高,检查,G149,关闭点火开关，拔出,G80,连接器,检测连接器端子,1-2,间电阻：,80120,若阻值不符，则更换带,G80,的喷油嘴,若阻值合格，则检查线路,检查接线盒插口与传感器端子,109-1,、,101-2,间的电路是否短路,/,断路,若正常，则更换电控单元,J248,【,任务,3.2.2】,时间控制,-,电控分配泵系统,奥迪,A6,时间控制,VE,泵,2.5L V6 TDI,柴油机,【,一,】,喷油量控制,目标喷油量控制信号,加速踏板位置,发动机转速,喷油量修正信号,冷却液温度,空气流量计,燃油温度,充油过程,J399,控制油量调节电磁阀（,N146,）打开,来自泵内腔的燃油进入压缩室,N146,另一功用：关闭发动机（当点火开关关闭时，电磁阀打开）,压油过程,J399,控制油量调节电磁阀关闭,燃油被压缩并输送到喷油嘴（供油压力,150MPa,）,喷油结束：,N146,打开，停止喷油,油量调节电磁阀,N146,【,二,】,喷油始点控制,目标喷油始点控制信号,计算出的喷油量,发动机转速,喷油始点反馈修正,针阀行程传感器检测实际喷油始点,转速负荷大,-,喷油始点提前,n N108,会提高环形腔的压力,控制活塞右移,让出喷油始点调节活塞通道,内腔油压到达调节活塞左腔,左腔油压推动调节活塞右移,带动斜凸轮调整环逆时针转动,喷油始点提前,喷油始点磁阀,N108,【,三,】,预热控制系统,起动预热系统,空气加热,预热塞式、进气加热式,辅助预热系统,冷却液加热,起动预热系统,打开点火开关后，如果温度低于,+9,，接通预热塞,预热时间指示灯亮,加热过程结束后，指示灯会熄灭,可以起动发动机,起动预热系统,预热阶段,点火开关“,ON”,，水温低于,9,时接通，预热期间报警灯亮。预热循环阶段结束时报警灯熄灭，发动机可以起动。,后预热阶段,发动机起动后即为后预热阶段，时间不超过,4min,，当转速超过,2500r/min,后，后预热阶段结束。,辅助预热系统,【,任务,3.3】,电控泵喷嘴系统检测,示例：,1.9L,宝来,TDI,优点：燃烧噪音低、排放清洁、结构紧凑、油耗低经济性好、维修费用低、功率损失小效率高,技术优势：高达,2050bar,的喷射压力、精确控制喷射循环、预喷射循环,不足：发动机气缸盖结构复杂、对凸轮轴及正时齿带驱动产生不均匀高压负荷,控制优点：,喷油量控制：预喷射循环、主循环喷射（电磁阀时间控制）,喷油始点控制：泵喷嘴电磁阀时间控制,控制不足,喷油率控制：,2,段喷油率是机械控制，不是自由控制得到,喷油压力：仍然是凸轮控制,喷油量和喷油时刻控制过程,【,一,】,喷油量控制,喷油传动机构,配气凸轮轴：喷油凸轮、气门凸轮,滚柱式摇臂,燃油泵位置：位于缸盖上，将燃油由油箱传送到泵喷嘴,滚柱式摇臂,气门凸轮,喷射凸轮,燃油泵,泵喷嘴结构组成,驱动机构、高压泵、电磁阀、喷嘴,喷射凸轮结构特点,一个陡峭上升面：泵活塞迅速下压、获得高喷射压力,一个平滑下降面：泵活塞缓慢平稳上移、柴油由燃油泵经打开的电磁阀流入高压腔,泵喷嘴结构特点,柴油机可燃混合气形成与燃烧,备燃期,：,A-B,，喷入气缸的雾状柴油从气缸内的高温空气吸热、蒸发、扩散，与空气混合,速燃期,：,B-C,，,火焰自火源向四周迅速传播，燃烧速度迅速增加，急剧放热，,C,点为压力最高点（,6-9MPa,）,缓燃期,：,C-D,，燃烧速度越来越慢，喷油过程一般在缓燃期内结束，,D,点为温度最高点（,2000-2500K,）,后燃期,：,D-E,，压力和温度均降低,2,段喷油率,预喷射循环,：在主喷射之前，少量燃油在低压下喷入、燃烧，在预喷射和主喷射的“喷射间隔”，燃烧室压力平缓上升，缩短着火延迟期，降低燃烧噪声、,NO,X,排放,主喷射循环,：高喷射压力，燃油完全混合并雾化，充分燃烧，降低排放、确保高效率运转,2,段喷油率,高压腔充油过程,供油循环期间，泵活塞上移,高压腔容积增大,喷油电磁阀不动作（打开）,供油管到高压腔的通道打开,燃油流入高压腔,喷射循环,高压腔充注燃油,泵活塞,活塞弹簧,电磁阀针阀,喷嘴电磁阀,供油管,高压腔,预喷射循环开始过程,喷射凸轮驱动高压泵活塞下压,ECU,控制喷嘴电磁阀动作（关闭）,关闭供油管到高压腔的通道,高压腔内压力升高到,18MPa,，高于喷射弹簧压力,喷嘴针阀上升，预喷射循环开始,喷射循环,预喷射循环开始,泵活塞,电磁阀关闭,电磁阀针阀,供油管,高压腔,针阀,喷射凸轮,喷嘴针阀缓冲过程,预喷射循环中，“液力阻尼垫”可以准确控制预喷射量,前,1/3,行程，喷油针阀无阻尼打开，预喷射到燃烧室,当缓冲塞堵住喷嘴壳体内孔时，针阀上部燃油只能通过泄油间隙排入喷嘴弹簧室,形成液力阻尼垫，限定预喷射的针阀行程,喷嘴针阀缓冲阻尼作用,液力阻尼垫,泄油间隙,喷嘴壳体,喷嘴弹簧室,无阻尼行程,缓冲塞,预喷射循环结束过程,预喷射同时，收缩活塞下移，高压腔内容积增大,压力瞬时下降，喷嘴针阀关闭，预喷射结束,收缩活塞的下移，增加了喷嘴弹簧的压紧程度,主喷射油压必须比预喷射油压高,喷射循环,预喷射循环结束,泵活塞,高压腔,针阀,活塞弹簧,收缩活塞,喷嘴电磁阀,主喷射循环开始过程,泵活塞继续下移,喷嘴电磁阀仍然关闭,高压腔内压力升高到约,30MPa,，高于喷射弹簧压力,喷嘴针阀再次上升，主喷射循环开始,喷射过程中，进入高压腔的燃油多于经喷嘴喷出的燃油，压力不断上升，最高可达,205MPa,。,喷射循环,主,喷射循环开始,泵活塞,高压腔,针阀,活塞弹簧,喷嘴电磁阀,主喷射循环结束过程,ECU,控制喷嘴电磁阀断电（打开）,主喷射循环结束,高压腔燃油被泵活塞排出到供油管，压力下降,喷嘴针阀关闭，喷嘴弹簧将压缩活塞压回到初始位置,喷射循环,主,喷射循环结束,泵活塞,电磁阀针阀,喷嘴电磁阀,供油管,电磁阀弹簧,收缩活塞,泵活塞,供油管,泵喷嘴回油管功能,冷却泵喷嘴,来自供油管的燃油冲刷通向回油管的泵喷嘴油道,排出泵活塞处泄出的燃油,通向回油管内节流孔分离来自供油管内的气泡,燃油返回泵喷嘴,回油管,节流孔,泄油,泵活塞,供油管,【,二,】,宝来,TDI,电控泵喷嘴系统检测,1,V.A.G1552,执行元件诊断,执行元件诊断条件,只能在点火开关接通，发动机不运转的情况下完成,汽车处于室温（高于,15,）,打开空调系统,温度调至最低档，鼓风机转速调至最高档,按下列顺序执行元件诊断触发下列部件：废气再循环阀（,N18,）、空调压缩机切断、进气压力调节电磁阀（,N75,）、进气歧管翻板转换阀（,N239,）、预热警告灯（,K29,）、散热器风扇继电器（,J323,）、预热塞继电器（,J52,）、低热输出继电器（,J359,）和高热输出继电器（,J360,）,每个执行元件被激活,30,秒钟，但期间可通过按键激活另一个执行元件,重复进行执行元件诊断前，必须关闭点火开关,连接故障诊断仪,V.A.G1552,输入地址码,01,，选择发动机控制单元，此时发动机必须怠速运转，显示器显示：,Rapid data transfer,HELP,Select function,按,“,03,”,键，进入“执行元件诊断”功能，用Q键确认,Rapid data transfer Q,03 Final control diagnosis,用Q键确认，显示器显示：,必须听到废气再循环阀,N18,发出的卡塔声,（注意：若因发动机运转声的影响而听不到电磁阀的卡塔声，则可通过触摸确定阀是否动作）,如必要，打开点火开关，再次进行检查。若电磁阀无卡塔响声，检查废气再循环系统,按键，显示器显示：,检查空调压缩机切断,空调压缩机必须在5秒钟内停转，然后约每5秒种起动和关闭一次,如果空调压缩机未切断，检查空调系统信号,按键，显示器显示：,必须听到进气压力调节电磁阀,N75,发出的卡塔声,如果电磁阀无卡塔响声，检查进气压力调节电磁阀,Final control diagnosis,Exhaust gas recirculation valve-N18,Final control diagnosis,Conditioner compressor interruption,Final control diagnosis,Charge pressure control solenoid valve-N75,按键，,显示器显示：,发动机必须停转,如果发动机不停转，检查进气歧管翻板转换阀,N239,按键，显示器显示：,按键，显示器显示：,风扇必须每,5,秒钟运转和停止一次,如果风扇不运转，检查风扇继电器,J323,按键，显示器显示：,Final control diagnosis,Intake manifold flap changeover valve-N239,Final control diagnosis,Glow period warning lamp-K29,预热警告,灯必须闪亮,如果不闪亮，检查预热警告灯,K29,Final control diagnosis,Fan relay-J323,Final control diagnosis,Glow plug relay-J52,预热塞继电器,J52,必须发出咔嗒声,由于预热塞耗能大，因此，继电器接通和断开时可看到车内灯随之一明一暗,如果继电器无咔嗒声，检查预热塞继电器,手动变速器车辆，按键，,显示器显示：,低热输出继电器,J359,必须发出咔嗒声,如果继电器无咔嗒声，检查低热输出继电器,手动变速器车辆，按键，显示器显示：,所有车辆，按键，显示器显示：,高热输出继电器,J360,必须发出咔嗒声,如果继电器无咔嗒声，检查高热输出继电器,Final control diagnosis,Low heater output relay-J359,Final control diagnosis,High heater output relay-J360,Rapid dada transfer HELP,Select function,输入,“,06”,功能”,结束输出”，按“,Q”,键确认,2,泵喷嘴电磁阀检测,泵喷嘴电磁阀信号失效,发动机将不能平稳运转，功率也将下降。,喷嘴电磁阀有双保险功能,若电磁阀保持常开状态，泵喷嘴内无法建立起压力；,若电磁阀保持常闭状态，泵喷嘴高压腔内无法充注燃油。,两种情况下，都没有燃油喷到气缸内。,电磁阀插头的插拔次数最多,810,次,否则将造成连接部位电阻过大,泵喷嘴,N240-243,故障码：,P1260,、,P1263,、,P1266,、,P1269,：信号不正常,故障原因,：,不能控制泵喷嘴,P1261,、,P1264,、,P1267,、,P1270,：超出控制极限,故障原因,：,控制时间过长,，传输受阻,P1262,、,P1265,、,P1268,、,P1271,：未达到控制极限,故障原因,：,控制时间过短,，,缺油、燃油系统有空气,可能的影响,：,发动机运转问题、发动机运转粗暴、输出功率降低、排放值升高,泵喷嘴,N240-243,数据流：,连接故障诊断仪,V.A.G1552,输入地址码,01,，选择发动机控制单元，此时发动机必须怠速运转，显示器显示：,Rapid data transfer,HELP,Select function,按,“,0,8”,键，进入“,读测量数据流,”功能，用Q键确认,Read measured value block HELP,Input display group number,输入,“,0,18”,键，,选择显示组,18,，用Q键确认,Read measured value block 18,0,0,0 0,观察显示区,14,的标准值,标准值：,0 0 0 0,注意：至少怠速运转,1min,读数,若显示值非,0,，则检查泵喷嘴电阻,按键和“,06”,键选择“结束输出”功能，按“,Q”,键,关闭点火开关,检查,N240-243,关闭点火开关，拔掉泵喷嘴连接器,检测,7-5,、,7-3,、,7-2,、,7-6,间电阻：约,0.5,检查电路间及对地是否短路，规定值：,如阻值符合要求，则检查,ECU,线路,如阻值不符合要求，则进行下一步检查,拆下泵喷嘴阀插头,检查泵喷嘴阀电阻，规定值：约,0.5,如未达到规定值,更换失效的泵喷嘴（,N240N243,）,如达到规定值，检查泵喷嘴线路,泵喷嘴连接器,5,、,3,、,2,、,6,和,4,个泵喷嘴阀插头的端子,1,间线路电阻（是否断路）：最大,1.5,泵喷嘴连接器,7,与,4,个泵喷嘴阀插头的端子,2,间线路电阻（是否断路）：最大,1.5,对线路是否短路进行附加检查：规定值,如达到规定值，检查,ECU,线路,拔出发动机,ECU,（,J248,）连接插头,检测,ECU,和泵喷嘴连接器线束的导通性，,116-5,、,117-3,、,118-2,、,121-6,、,114-7,：,1.5,检查导线间、对地及对蓄电池正极是否短路：,如在线路中未检测出故障，更换,ECU,3,进气翻版电磁阀检测,N239,功用,停机时切断进气，少量空气被压缩，使发动机不抖动或停止运动,N239,控制,J248,控制其搭铁，转换阀接通真空箱，真空操纵进气歧管翻板关闭,点火开关,EDC:J248,进气翻板电磁阀（,N239,）,进气翻板转换阀,进气翻板,进气,进气管,N239,故障码：,P3104(19560),：与蓄电池正极短路,故障原因：电路与蓄电池正极短路,P3105(19561),：断路或与车身短路,故障原因：电路断路、,N239,失效、电路与车身短路,可能的影响,发动机停机时振动过大,检查进气翻板转换阀,检测条件,保险丝正常,电瓶电压不低于,11.5V,所有电气设备均须关闭,检查进气歧管翻板转换阀的功能,拆下发动机罩,拆下与进气歧管连接管处的进气冷却管的连接软管,起动发动机，怠速运行，然后关闭发动机。,关闭点火开关后，进气歧管翻板必须关闭，约,3,秒钟后须再次打开,如果转换阀未起作用，则必须执行下列检查：,检查翻板转换机构是否活动自如：用手操作连杆进行检查,用手提式真空泵检查真空定位元件的功能,如在机械部件中未发现故障，则需检查,N239,检查进气翻板电磁阀,N239,拔掉,N239,插头,测量触点,1-2,间的电阻：,25.0-45.0,注意：室温下，电阻值位于下限区域，而工作温度下，则在上限区域,如未达到规定值，更换,N239,如达到规定值，测量,1-2,间电压,起动发动机，怠速运转时：电瓶电压,关闭点火开关,3s,后：电压降至,0V,如电压不符合上述变化，则检查,ECU,线路,检查,ECU,线路,关闭点火开关,拔出发动机,ECU,（,J248,）连接插头,检测,ECU,和泵喷嘴连接器线束的导通性，,81-2,、,S234,（保险）,-1,：,1.5,检查导线间、对地及对蓄电池正极是否短路：,如在线路中未检测出故障，更换,ECU,【,任务,3.4】,电控共轨系统,共轨蓄压,-,时间控制,示例：,奥迪,A6 3.0L V6 TDI,（第三代共轨）,自由调节喷油压力（共轨压力控制）,通过控制共轨压力而控制喷油压力，并对共轨压力反馈控制,自由调节喷油量,以发动机的转速及油门开度信号为基础，计算出最佳喷油量，并控制喷油器的通断电时间,自由调节喷油率形状,根据发动机用途的需要，设置并控制喷油率形状：预喷射、后喷射、多段（两段、三段、五段）喷射等,自由调节喷油时刻,根据发动机的转速和喷油量等参数，计算出最佳喷油时间，并控制喷油器开启和关闭的准确时刻,共轨系统技术特点,第一代电控共轨系统,1995,年日本电装公司用,ECD-U2,系统批量生产卡车柴油机,1997,年德国博世公司批量生产电控高压共轨轿车柴油机,最高喷油压力,135MPa,，电磁阀式喷油器、两段喷油率,第二代电控共轨系统,20022003,年推出,最高喷油压力,160MPa,，压电晶体喷油器，多段喷油率,满足欧,排放法规,第三代电控共轨系统,最高喷油压力,180MPa,，压电晶体喷油器，多段喷油率,满足欧,排放法规,共轨技术发展,传统喷射与共轨喷射比较,喷油率比较：,1,段,-2,段（预喷射、主喷射）,放热率比较：前期混合燃烧量大，易产生,NO,X,和燃烧噪声,-,缩短主喷射着火延迟期,共轨,2,段喷油率控制,引导喷射：通过预混合燃烧，降低颗粒排放。,预喷射：缩短主喷射的着火延迟，降低,NO,X,和燃烧噪声,主喷射：提供功率和扭矩,后喷射：促进扩散燃烧，降低颗粒排放。,次后喷射：排温升高、提供还原剂（,HC,），促进后处理（选择性催化转换器,SCR,）,共轨,5,段喷油率控制,【,一,】,电控共轨系统组成,高压油泵,PCV,（共轨压力控制阀）,共轨组件,共轨压力传感器,流量缓冲器,限压阀,电磁阀喷油器,喷油嘴,TWV,（喷油量,/,喷油时刻,/,喷油率控制阀）,传感器,负荷传感器,(,油门,),NE/G,传感器,电控共轨系统工作过程,1,高压油泵结构原理,高压油泵结构组成,每个周期内，,3,个呈,120,的柱塞同时压缩,最高转速：,3000r/min,PCV,功用,保持共轨中的压力为调定压力并恒定,PCV,原理,占空比型电磁阀：压力过高，阀开度大，回油箱多；压力过低，阀开度小，回油箱少。,PCV,阀结构原理,2,共轨组件结构原理,共轨压力传感器,适时检测共轨油压，反馈给,ECU,控制,PCV,阀稳定喷油油压,限压阀,安全阀，最高压力,160MPa,流量限制阀,不喷油时，柱塞位于共轨端,喷油时，柱塞移至中间,常喷油时（故障），柱塞移至喷嘴端，断油,3,电磁式喷油器结构原理,TWV,阀功能,自由控制喷油量,自由控制喷油时刻（喷油开始和结束时刻）,自由控制喷油率（,2,段、,3,段、,5,段喷油率）,TWV,阀控制过程,TWV,阀工作,通电时刻：喷油始点（喷油提前角：,ECU,根据转速、负荷计算得到）,断电时刻：喷油结束,一个通电脉冲连续时间：喷油量,一个工作循环通断电脉冲个数,-,几段喷油率,喷油量控制过程,调速特性,发动机转速、油门开度决定目标喷油量,修正得到实际喷油量,喷油量控制,ECU,根据转速、负荷确定喷油压力,PCV,阀和共轨油压传感器控制和稳定喷油压力,喷油量与,TWV,阀的通电脉宽成正比,4,柴油机排气净化装置,曲轴箱强制通风,三元催化器,EGR,颗粒捕集器,DPF,选择性催化还原器,SCR,德国,BOSCH,公司,DPF,和,SCR,尾气处理系统,DPF,工作原理,柴油机排气中的,NO,被氧化成,NO,2,，这种新生的,NO,2,具有很强的氧化活性,能使后面的,DPF,中的微粒在,200,左右的温度下就发生激烈的氧化反应，生成,CO,2,和,NO,。,采用无硫的柴油，否则催化剂很快失效,DPF,（连续再生式颗粒捕集器）,SCR,应用,尿素作为还原剂的,SCR,系统，已经在发电厂和固定式柴油机上得到应用,轿车用柴油机，共轨系统,次后喷射,（,5,段喷油率）,提供用作还原剂的,HC,SCR（选择性催化还原器）,前置催化转换器：加速排气中,NO,向,NO,2,的转化增加,NO,X,的净化能力,尿素水解催化转换器：尿素水解反应产生氨（,NH,3,）,SCR,：高温排气中加入,NH,3,（或其它还原剂），与,NO,X,反应后生成,N,2,和,H,2,O,。当温度过低时，,NO,X,的还原反应不能有效进行,残余氨氧化催化转换器：用于氧化残留的氨,SCR,工作,原理,【,二,】,奥迪,3.0L-V6-TDI,电控共轨系统,燃油供给系统,电动节流阀调节器,VTG,涡轮增压器,排气控制系统,1,燃油供给系统,低压燃油回路,高压燃油回路,主要元件,高压泵、共轨组件、压力调节阀,N276,、轨压传感器,G247,、压电喷油阀,N30/N31/N32/N33/N83/N84,、两轨间分配管,高压燃油回路,两级燃油泵,齿轮泵与高压泵,燃油压力调节,冷机或怠速时：,N276,（共轨上）调节油压,热机或全负荷时：,N290,（高压泵上）调节油压,/,计量油量,工作油压,共轨油压超过,20MPa,时：,ECU,启动喷油过程,共轨油压降至,13MPa,时：,ECU,终止喷油过程,高压燃油泵,压电喷油阀功能,每个工作行程可产生多个触发脉冲,多个喷油阀之间切换时间非常短,产生很大的力以对抗共轨压力,燃油卸压时可精确控制行程,触发电压为,110148V,，取决于共轨压力,压电喷油阀组成,执行元件模块,连接模块,切换阀,喷嘴模块,压电喷油阀结构,压电效应,正压电效应,逆压电效应,工作特点,承受压力大,响应速度快,压电喷油阀工作原理,结构组成,装有,264,层压电层,压电效应,正压电效应：当压电晶体（电气石、石英等）受外力发生变形时，会产生一个电势,逆压电效应：反过来，当压电晶体加上电压后，会变形拉长,执行元件模块工作,结构组成,连接活塞,A,压力缓冲垫,阀活塞,B,工作过程,连接模块的作用就像液压缸,液力转换器：将压电晶体长度增长转化为液体压力和位移，作用到切换阀上,燃油在连接活塞,A,和阀活塞,B,之间起压力缓冲垫作用,连接模块工作,结构组成,阀门芯,节流片,出口节流阀,A,入口节流阀,Z,工作过程,共轨燃油经入口节流阀,Z,到喷嘴针阀上腔，喷嘴针阀上下部压力平衡，因喷嘴弹簧力而关闭,当压下阀门芯时，回油通路打开，喷嘴针阀上腔经出口节流阀,A,卸压，喷嘴针阀打开，开始喷油,压电晶体切换脉冲非常快，每个工作行程可以完成多次连续喷油过程,切换阀工作,结构组成,喷嘴针阀,喷嘴弹簧,工作过程,喷油阀断电：切换阀阀门关闭，喷嘴关闭,喷油阀通电：压电晶体变形伸长，通过连接模块打开转换阀阀芯，喷嘴上腔回油，喷嘴开启，喷油,喷油率,发动机冷机或怠速时：预喷油和补充喷油,随负荷增加，预喷油逐渐减少,全负荷时：只有主喷油工作,2,次补充喷油：用来还原颗粒过滤器,喷嘴模块工作,2,电动节流阀调节器,节气门调节器（,N335,）,要想关闭发动机，就得关闭节气门,可以降低压缩效果，减缓发动机惯性运动,通过精确的曲线控制关闭节气门的方式来提高废气再循环率,废气再循环,EGR,高压废气再循环系统,废气气流与空气气流方向相反，混合均匀充分,电动节流阀调节器（,V157,、,V275,）,调节进气状况与转速、负荷、排放、油耗、功率,/,扭矩相适应,节流阀关闭,为使,扭矩,输出和燃烧状况达到最佳状态,转速负荷较低时,，关闭漩涡通道可以增强漩涡运动,怠速时，节流阀关闭（占空比约,80%,）,起动时，节流阀打开,怠速,2750rpm,时，节流阀处于打开状态（占空比约,8020%,）,电动节流阀关闭,节流阀打开,为使,功率,输出和燃烧状况达到最佳状态,转速负荷较高时,，打开漩涡通道有助于气缸充气,n,约,2750rpm,时，节流阀处于完全打开状态,无电流及超速状态时，节流阀处于完全打开状态）,电动节流阀打开,3,VTG,涡轮增压器,VTG,可变几何尺寸涡轮,Variable Turbine Geometry,电动调节器,J724,温度传感器,G42,：,防止增压器过热,450,，启动颗粒过滤器还原,大负荷、高转速,增大废气口横截面积,将增压压力保持在最佳范围内,小负荷、低转速,缩小废气口横截面积,快速产生增压压力,VTG,涡轮增压器的工作,4,排气控制系统,排气系统,EGR,系统,调节,三元催化器,颗粒过滤器,1.EGR,系统,EGR,阀,N18,控制进气管内废气再循环流量,EGR,冷却器转换阀,N345,热机时，冷却废气，降低燃烧温度，减少,N0,X,排放,发动机冷机状态,N345,控制旁通阀打开,废气再循环直接进行,尽快加热催化净化器,发动机热机状态,N345,控制旁通阀关闭,废气强制冷却,降低燃烧温度,EGR,冷却器的工作,2.,调节,传感器,第一次在奥迪柴油机上使用氧传感器,宽频式,传感器,整个发动机转速范围内均可接受,信号,调节功用,调整,EGR,量，并校正烟雾排放,值约,1.3,或更稀,：可将,EGR,值调到烟雾排放极限值，提高,EGR,率,验证空气流量计信号可信性,根据,值可计算空气流量，与空气流量计比较,对整个系统进行校正（,EGR,、喷射、供油始点）,传感器特点,装三元催化反应器前，插头为,6,脚,调整更精确、更精细,传感器原理,通过单元泵工作，可将尾气中的氧吸入测量室，单元泵工作所用电流，即为传递给控制单元的电信号,控制,的电压值在,450mv,附近,宽频氧传感器结构原理,混合气过稀时,泵在原来的转速下会泵入较多氧,测试室中氧的含量较多，,电压值下降,减少单元泵的工作电流，使,电压值尽快恢复到,450mv,单元泵工作电流传给,ECU,，将其折算成,电压值信号,加大喷油量,混合气过浓时,泵在原来的转速下会泵入氧含量少,测试室中氧的含量较少，,电压值升高,增大单元泵的工作电流，使,电压值尽快恢复到,450mv,单元泵工作电流传给,ECU,，将其折算成,电压值信号,减小喷油量,宽频氧传感器工作,3.,颗粒过滤器,颗粒过滤器的保养,当行驶,1500020000km,时，过滤器就会失效（取决于机油消耗量），必须更换,机油燃烧后的残余物（机油灰）堆积在过滤器内，无法烧掉，导致过滤器失效,主动还原控制,主动还原由发动机管理系统控制,常见城市循环工况，每行驶,10002000km,还原一次,还原程序：存储在,ECU,中,驾驶状况和压差传感器,G450,判断吸附饱和程度,主动还原过程,提高涡轮增压器的温度（,G42,）到约,450,（方法）,第一次补充喷油（和主喷油接近）：加大喷油量、延迟喷油时刻、关闭,EGR,、阻塞节气门等,当催化净化器后超过约,350,时（,G235,），进行第二次补充喷油（与主喷射很远），尚未燃烧的燃油蒸汽在催化净化器处发生反应（,HC+O,2,H,2,O+CO,2,）,排温提高到,750,，碳烟颗粒开始燃烧,（主动还原,NO,2,+C N,2,+CO,2,）,G448,可调节第二次补充喷油量，使颗粒过滤器前温度达到,620,，炭烟颗粒在几分钟内就烧掉,涂层中氧化陶瓷在,582,时，用,O,2,加速热还原反应,颗粒过滤器主动还原过程,颗粒过滤器的被动还原,被动还原不由发动机管理系统控制,出现在高速公路上，排气温度,350500,之间,废气通过滤芯的铑涂层会产生,NO,2,NO,2,在,350,以上时会引起炭烟氧化,（被动还原,NO,2,+C N,2,+CO,2,）,炭烟被缓慢而仔细地转化为,CO,2,颗粒过滤器被动还原过程,