电控柴油机课件.ppt

第三章 电控柴油发动机,RudolfDiesel,德国工程师鲁道夫狄塞尔(Rudolf Diesel)为了解决内燃机的着火方法，于1892年提出了一种利用压缩空气的高温进行点燃的新方案，并获得专利。1897年狄塞尔发明了气缸内吸入纯空气后对其进行压缩，并在高温高压的空气中将燃油雾化而进行燃烧的压燃式内燃机柴油机。,第一台柴油发动机,当时的目标是等温燃烧，但实际结果却接近等容燃烧。之后采用高压喷油泵的喷射方式，使燃烧成为混合燃烧过程。柴油机以使用廉价的低级燃料而获得高的热效率，其热效率高达46，成为热效率最高的发动机，作为汽车以及工程机械的主要动力源得到广泛地应用。,柴油,柴油发动机基本工作原理,概述,概述柴油发动机是以柴油作为燃料。一台四行程柴油发动机的运转与汽油机发动机是相同的。工作循环：进气行程、压缩行程、燃烧行程、排气行程柴油发动机与汽油发动机相比较有一个最大优点，就是它的燃油消耗更好小，因为它的损耗少且压缩比高。相反，柴油机也有一些缺点，比如在运行过程中振动大和噪音高。而且尾气的有害物质的数量要比汽油发动机多。,概述,概述1.进气行程在这个过程中只有空气进入气缸。,概述,概述2.压缩行程在这个过程中，活塞压缩吸入的空气，使之升温到燃烧前温度点。柴油发动机的压缩比要与汽油发动机的高。压缩比:汽油发动机：9-11 柴油发动机：14-23,概述,概述3.燃烧行程燃油被喷射进入燃烧室。燃油因为与高温的压缩空气混合后，并且引发自燃着火和燃烧。,概述,概述4.排气冲程在这个过程中，活塞推动燃烧过的气体排除气缸。,柴油发动机工作过程,概述,发动机,行程,进气,汽油发动机,压缩,燃烧,火花塞点燃压缩的空气-燃油混合气,排气,空气-燃油混合气吸入气缸室,只吸入空气进入气缸室,活塞压缩空气-燃油混合气,活塞压缩空气使之增压、升温：压力升到约3MPa（30kgf/cm2,430 psi）和将温度升高到大约500-800(930-1,470).,燃油被喷射进入高温、高压的压缩空气里，由于与高温的压缩空气所相遇，从而引发自燃着火。,活塞将废气压出气缸,活塞将废气压出气缸,柴油发动机,概述下表对汽油发动机和柴油发动机在各个行程的情况进行了比较：,柴油机与汽油机的不同：,1、燃油不同。2、点火方式不同。3、供油方式不同。4、混合气形成时间不同。5、所需要的过量空气系数不同。,柴油机与汽油机特征值比较,汽油机 柴油机 压缩比 6 11：1 21 30：1压缩压力 bar 11 18 30-60压缩温度 400-600 700-900燃烧最高压力bar 40-60 65-90全负荷排气温度 700-1000 500-600转速（平均值）l/min 5000-6000 4000低速扭矩 小 大升功率kW/l 高 低总效率%15 30 25-40点火方式 外部点火 自燃,柴油机的特点：,1、压缩比高：15-22,压缩压力达3.5-4.5MPa。2、热效率高：达到30%-40%。3、燃油消耗低：比汽油机低30%左右，经济性好。4、没有点火系，油路系统机件精密，故障相对减少，工作可靠性高。5、排放污染物少，但易产生碳烟。6、转速低、质量大、制造维修费用高。,柴油机供给系：由燃油供给装置、空气供给装置、混合气形成装置 以及废气排出装置组成。,燃油供给装置包括：柴油箱、柴油滤清器、低压油管、输油泵、喷油泵、喷油器、高压油管、回油管。空气供给装置包括：空气滤清器、进气管和气缸内的进气道。混合气形成装置是燃烧室。废气排出装置由气缸内的排气道、排气管及排气消声器组成。,柴油的使用性能指标：,1、发火性：燃油的自燃能力，由十六烷值表示。2、蒸发性：由燃油的蒸馏试验确定-需要测定50%，90%，95%馏出温度。3、粘度：燃油的流动性。4、凝点：柴油冷却到开始失去流动性的温度。5、柴油的净化程度。,柴油的标号：根据凝点或十六烷值编定。,汽车柴油机应选用十六烷值较高、蒸发性较好、凝点和粘度合适、不含水分和机械杂质的柴油。,概述,压缩,燃油系统,预热系统,柴油发动机工作情况压缩系统和燃油系统是柴油发动机运转的最重要的因素。对于发动机处于冷态起动时来说，预热系统的加热压缩空气功能是必要的。,概述,100 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500,700600500400300200100,1 5 10 15 20 25 30 35,温度,压缩温度（初始温度为60C）,（kgf/cm2）,压力（绝对压力）,（kPa）,压缩温度（初始温度为20C）,（C）,柴油发动机工作情况1.压缩系统柴油发动机压缩空气必须达到燃油自燃所必要的高温。因此，柴油发动机的压缩系统功能与汽油发动机的点火系统起到了相同的作用。而且与汽油发动机同样，通过燃烧被压缩的空气燃油混合气来获得很大的爆发推力。,概述,柴油发动机工作情况2.燃油系统柴油发动机没有类似汽油发动机的控制油量的节气门。汽油发动机的油量是靠节气门的开启、关闭来控制的，因此采用的是控制吸入的空气-燃油混合气的总量来达到控制。但是，柴油发动机是通过调节燃油喷油量来达到控制。此外，燃油喷射时被看作燃烧开始，它也被当做喷油正时。它相当于汽油发动机的点火正时。,概述,预热塞式,进气加热式,预热塞,进气加热器,柴油发动机工作情况3.预热系统预热系统是柴油发动机特有的。预热系统用于发动机冷态起动时，通过电子装置加热压缩空气。预热系统有两种类型：预热塞式，它用于加热涡流室内的空气；进气加热式，它用于直接加热来自空气滤清器的空气。,概述,ECU,火花塞,喷油泵,柴油发动机,汽油发动机,加速器踏板,喷油器,喷油嘴,加速器踏板,通过调节燃油喷油量控制（进入气缸的空气量不能调节）,通过使用节气门调节空气-燃油合气的吸入量来控制,柴油发动机输出功率控制在柴油发动机中，燃油是在空气被压缩形成高温、高压的压缩空气后再喷入燃油.如在发动机低速旋转时要获得高温、高压的压缩空气，就必须吸引大量的空气进入气缸。由于存在有进气阻力因此就不能采用节气门。（某种类型发动机使用了进气活门，它的形 状与节气门非常相似。）在柴油发动机中，柴油机的输出功率是通过调节燃油喷油量来达到控制。燃油喷油量小：输出功率小燃油喷油量大：输出功率大,概述,燃烧周期1.柴油燃油的可燃性增加燃油温度会使燃油自燃点火，甚至不会呈现出火焰。产生这种情况的最低温度称为自燃温度（自行燃烧温度）。燃油喷入燃烧室并被高温、高压的压缩空气所加热。然后引发了燃油自燃和燃烧.在柴油发动机中，燃油因为压缩比增加改善了燃油的点火性能，从而使温度迅速上升。而且，如使用高十六烷值的燃油时点火性能也得到提高。十六烷值柴油的十六烷值与汽油的辛烷值对应，都表示燃油的点火性能。烷值越高，燃点越低，燃烧性越好。对于柴油发动机，十六烷值至少要求在40-45。通常使用的燃油的十六烷值是53-55。使用高十六烷值的燃油符合以下的效果：启动性能好 尾气清洁 输出功率大 降低燃油消耗量 发动机运转平稳、低噪音。,概述,（C）,压缩压力,1300120011001000900800700600500400300200100 0,（MPa）,（kgf/cm2）,1301201101009080706050403020100,压缩空气温度,压缩比,压缩压力,13121110 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0,压缩空气温度,4 8 12 16 20 24 28 32,燃烧周期2.压缩比与压缩压力或温度之间的关系柴油发动机通过压缩气缸中空气，提高用于燃烧过程的温度。左图显示了压缩比与压缩压力或温度之间的关系。假设在活塞和缸筒之间没有空气泄漏和热量损失发生.例如，当压缩比是16时，压缩压力和温度可以高达近5Mpa(50Kgf/cm2)和560（1040）。然而实际在柴油发动机上，由于热量损失，压缩压力和空气温度比图示的理论值要低一些。,概述,压力,曲轴转角,（MPa）,（kgf/cm2）,燃油喷射结束,燃油喷射,100 75 50 25 TDC 25 50 75 100,6050403020100,6543210,燃油喷射开始,点火,燃烧,点火延迟,A,B,C,D,E,燃烧周期3.柴油发动机燃烧过程对于柴油发动机的燃烧过程，如左图显示的，燃烧室内部的压力与曲轴转角之间关系。因此燃烧过程可以分成下面的四个阶段。,概述,燃烧周期(1)点火延迟（A-B）为燃烧做准备，喷入的燃油雾化成良好的颗粒与气缸中的空气混合形成空气燃油混合气。,概述,燃烧周期(2)火焰传播（B-C）在这个阶段，点火从这里开始，油气达到了充分的比例，然后继续向外燃烧。从B点到C点，压力明显上升。压力上升要受在点火延迟阶段喷射的燃油总量、燃油雾化条件和油气混合气等的影响。,概述,燃烧周期(3)直接燃烧（C-D）在这个阶段，燃油喷射后立即在燃烧室以火焰的形式燃烧。由于喷射后燃油迅速燃烧，燃烧后产生的压力迅速上升。这时通过调整燃油喷油量就可以调整压力。,概述,燃烧周期(4)继燃（D-E）在D点，燃油停止喷入燃烧室。然后本来不燃烧的剩余燃油在这一阶段燃烧。这个燃烧阶段持续的时间越长，排气温度上升，热效率*1越低。*1:在热机中，热效率是热能转变成工作载荷,概述,燃烧周期燃烧过程（A-E）,概述,柴油发动机爆震在点火延迟阶段积累的燃油在火焰传播阶段同时燃烧。因此燃烧室的压力迅速上升。燃烧室内的压力迅速上升与在点火延迟阶段的喷射燃油总量成比例。压力波使柴油发动机振动并且发出很大的噪音.这就是柴油发动机爆震。柴油发动机采用的是自燃燃烧系统,所以在某个程度，柴油发动机爆震上不可避免的。以下是柴油发动机爆震产生的原因：柴油发动机的温度过低。吸入的空气温度过低。燃油点火温度高。（十六烷值低）喷油正时过早。（当压缩温度仍然低时就开始喷射燃油）喷射条件不好。（燃油与空气混合不充分）为了防止柴油发动机爆震，缩短点火延迟，就可避免压力的突然升高以下是采用的一些方法：使用高十六烷值的燃油。提高压缩压力和吸入空气温度直到燃油开始喷射。提高燃烧室温度。保持合适的冷却温度。保持合适的喷油正时、喷油压力和雾化条件。,概述,如何防止爆震,项目,柴油机,压缩比供气温度压缩压力气缸温度燃油燃点点火延迟期,汽油机,增升增升降低缩短,减降低减降低升伸长,t,爆震,柴油发动机爆震,汽油发动机爆震,P,爆震,正常燃烧,正常燃烧,喷射,点火,只压缩,只压缩,P,t,柴油发动机爆震1.柴油发动机爆震与汽油发动机爆震的比较柴油发动机爆震与汽油发动机爆震都是在燃烧阶段压缩压力均升高过快。然而它们在时间、原因和条件上都不一样。(1)柴油发动机爆震柴油发动机爆震由于自燃点火困难而发生。而且当空气-燃油混合气立刻燃烧并且导致压力迅速上升时也产生爆震。在柴油发动机中，区分正常燃烧和爆震是很困难的。因此一般仅仅通过突然噪音增大或发动机振动来判断。(2)汽油发动机爆震汽油发动机爆震发生在点火时。在汽油发动机中，正常燃烧和爆震完全不一样。,科学技术的发展使得柴油发动机的各方面性能得到了进一步完善：,1、动力性不低于汽油机。2、有些指标高于汽油机。3、噪音,振动得到完美解决。4、颗粒控制技术大大提高-与80年 相比降低70%。,燃油喷射系统,喷射系统,什么是EFI柴油发动机,传感器,发动机转速传感器,加速器 位置传感器,曲轴位置传感器,其他传感器和开关,诊断,执行器,喷油量控制,喷射正时控制,其他控制器,ECU,什么是EFI柴油发动机ECU检测发动机的运行情况基于不同的传感器信号。依靠上述信息，电子控制系统通过执行器的工作使喷油量和喷油正时达到最佳水平。,什么是EFI柴油发动机,柴油机（机械型）,EFI柴油机,什么是EFI柴油发动机 EFI柴油机系统通过控制燃油的喷油量和喷油正时使之达到最佳水平。这样做，使以下优点可成为现实：1.发动机高输出功率 2.低油耗 3.低排气排放 4.低噪声 5.减少白烟和黑烟排出 6.改善稳定性,什么是EFI柴油发动机,燃油滤清器,油箱,喷油泵,喷油嘴,调速器,正时器,什么是EFI柴油发动机柴油机（机械型）喷油量调速器（机械型）喷油正时：正时器,什么是EFI柴油发动机,燃油滤清器,油箱,喷油泵,喷油嘴,SPV,正时器,TCV,ECU,什么是EFI柴油发动机EFI柴油机喷油量：SPV（ECU 控制）喷油正时：TCV（ECU 控制）,EFI柴油机的类型,1.常规型EFI柴油机,2.共轨型柴油机,EFI柴油机的类型有两种类型EFI柴油机：常规型EFI柴油机喷油量和喷油正时是由电控的。用于泵油、分配和喷射过程的控制机构是基于用机械型柴油机系统的机构。喷油量控制：SPV阀喷油正时控制：TCV阀轴向柱塞泵*径向柱塞泵*和机械式喷油泵一样，这两种泵是按其形状来命名的。,EFI柴油机的类型,燃油滤清器,油箱,喷油泵,喷油嘴,SPV,TCV,ECU,EFI柴油机的类型1.常规型EFI柴油机喷油量和喷油正时是由电控的。用于泵油、分配和喷射过程的控制机构是基于用机械型柴油机系统的机构。喷油量控制：SPV阀喷油正时控制：TCV阀轴向柱塞泵*径向柱塞泵*和机械式喷油泵一样，这两种泵是按其形状来命名的。,EFI柴油机的类型,共轨,燃油滤清器,油箱,喷油泵,SCV,ECU,压力传感器,喷油器,EFI柴油机的类型2.共轨型EFI柴油机代替了喷油泵，它自身给各缸分配燃油，为了喷射必需将有压力的燃油存在油轨中，如同汽油发动机的EFI系统，喷油器按来自ECU的喷射信号开启和关闭，实现最佳燃油喷射。喷油量控制：喷油器开启持续时间喷油正时控制：喷油开始正时,常规型EFI柴油机,常规型EFI柴油机系统配置常规型构造系统1.传感器2.执行器 3.ECU和其它,常规型EFI柴油机,常规型EFI柴油机系统配置 1.传感器(1)加速踏板位置传感器 检测加速踏板开启角度和怠速工况。(2)进气温度传感器 检测进气温度(3)涡轮增压压力传感器 检查进气歧管压力(4)水温传感器 检测水温。(5)曲轴位置传感器 检查曲轴转角基准位置(6)速度传感器 安装在泵转子凸轮处，该传感器检测发动机转速和泵凸轮的转角。(7)燃油温度传感器 检测燃油温度。,常规型EFI柴油机,2.执行器,常规型EFI柴油机系统配置 2.执行器(1)EGR阀（废气再循环阀）控制EGR气体的流入量。(2)SPV(喷油量控制阀)控制喷油量。(3)TCV（喷油正时控制阀）控制燃油喷射正时。,常规型EFI柴油机,3.ECU和其它零部件,常规型EFI柴油机系统配置 3.ECU和其它零部件(1)ECU（电子控制单元）根据来自各传感器的信号确定工况并发送给发动机最佳的控制信号。(2)EDU（仅用于径向柱塞泵）放大ECU信号并驱动喷油量控制阀（SPV）。(3)喷油泵 泵送并分配燃油。(4)燃油滤清器和沉淀器 除去从燃油中的杂质和水。(5)喷油嘴 喷射由泵送来的燃油。,常规型EFI柴油机,4.EFI柴油机中的燃油流和信号流,常规型EFI柴油机系统配置 4.EFI柴油机中的燃油流和信号流(1)燃油流 喷油泵内的输油泵把来自燃油箱的燃油送入喷油泵中。燃油被泵出和分配到每个气缸的喷射嘴里.促成喷油嘴张开，并喷入到气缸.(2)信号流 ECU接收来自各传感器的信号以确定发动机工况。.ECU发送信号用于控制喷油泵中的SPV和TCV，以达到最佳的喷油量和喷射正时。,共轨型EFI柴油机,1.传感器,共轨型EFI柴油机的系统配置1.传感器(1)空气流量计 检测进气流量。(2)加速踏板位置传感器 检测加速踏板开启角度和怠速工况。(3)凸轮轴位置传感器 识别各气缸(4)进气温度传感器 检测进气温度(5)涡轮增压压力传感器 检查进气歧管压力(6)水温传感器 检测制冷液温度。(7)曲轴位置传感器 检测曲轴转角(8)燃油压力传感器 检测共轨中的燃油压力。(9)燃油温度传感器 检测燃油温度。,共轨型EFI柴油机,2.执行器,共轨型EFI柴油机的系统配置 2.执行器(1)喷油器 依照信号喷射燃油。(2)EGR阀（废气再循环阀）依照来ECU的信号开启或关闭，以调节废气流量来降低排放量。(3)SCV（吸入控制阀）装在供给泵上的吸入控制阀调节进入供给泵的燃油量。,共轨型EFI柴油机,3.ECU和其它零部件,共轨型EFI柴油机的系统配置 3.ECU和其它零部件(1)ECU（电子控制模块）根据来自各传感器的信号，确定工况并发送给发动机最佳控制信号。(2)电驱动器 放大ECU的信号用以促动喷油器。(3)共轨 储存由供给泵压缩到喷油所需压力的燃油。(4)供给泵 提高油压提供给喷射和供油到共轨。(5)燃油滤清器 从燃油中除去杂质和水份。,共轨型EFI柴油机,4.共轨型EFI柴油机中的燃油流和信号流,共轨型EFI柴油机的系统配置 4.共轨型EFI柴油机中的燃油流和信号流(1)一般柴油机的燃油量和信号 供给泵中的输油泵把油箱中燃油吸出来。燃油被供给泵压缩并送到储油的共轨中。所储存的燃油通过高压油管分配至各缸喷油器中，当喷油器工作时，燃油就喷出。(2)信号流 ECU收集来自各传感器的信号并将信号发送到SCV以获得目标燃油压力。此外，来自共轨的燃油压力信号反馈至ECU。ECU发送信号至EDU以操纵喷油器，EDU提高送至喷油器的电压，于是喷油器就喷油。,基本控制项目,燃油系统,喷油量控制,喷油正时控制,喷射率控制,进气系统,进气限量控制器,预热,预热塞控制器,其他,发动机控制器,ISC 控制器EGR 控制器怠速减振控制器主继电子控制器,ECU 通信控制器,ECT 控制器,诊断功能,失效保护功能,基本控制项目在常规型EFI柴油机和共轨型EFI柴油机中的ECU控制功能：,常规型EFI柴油机,发动机ECU,进气温度传感器,进气加热器,VSV（用于进气关闭）,VSV（用于EGR）,真空调节阀,喷油泵,水温传感器,曲轴位置传感器,EDU,DLC3,加速器 踏板开关,加速器 踏板位置 传感器,VSV（用于涡轮压力传感器）,涡轮压力传感器,EGR阀,EDU,组件图（1HD-FTE E/G）,概述,燃油滤清器，沉淀器,SPV（喷油量控制器）,TCV（喷油正时控制）,油箱,喷油嘴,常规型EFI柴油燃油系统在常规型EFI柴油中，喷油量和油射正时是电子控制的。但产生燃油压力的装置仍是和机械式柴油发动机是使用同样的油泵。,概述,燃油滤清器和沉淀器,SPV（喷油量控制）,TCV（喷油正时控制）,油箱,喷油嘴,常规型EFI柴油燃油系统由输油泵从油箱吸出的燃油经过燃油滤清器输到油泵中进行压缩，然后由喷油泵内的柱塞泵出。这种过程和机械式的柴油泵是一样。在泵腔里的燃油被输油泵压至1.5和2.0Mpa之间。下一步根据ECU送来的信号，由SPV控制喷油量，（喷射持续时间）、TCV控制喷油正时（喷射开始时间）。,概述,轴向柱塞型泵,径向柱塞型泵,喷油泵的类型普通柴油机有两种类型的分配式喷油泵：轴向柱塞型泵和具有更高喷射压力的径向柱塞型泵。,概述,速度传感器,SPV（喷洒控制阀）,输油泵,滚子环,转子,凸轮板,TCV（喷油正时控制阀）,柱塞,喷油泵的类型轴向柱塞型泵的内部构造,概述,SPV（喷洒控制阀）,速度传感器,转子,输油泵,滚柱,柱塞,凸轮环,TCV（喷油正时控制阀）,喷油泵的类型径向柱塞型泵的内部构造,泵,轴向柱塞型泵的泵部构造该种泵由以下机件组成：,泵,轴向柱塞型泵的泵部构造滚子环,泵,轴向柱塞型泵的泵部构造滚柱,泵,轴向柱塞型泵的泵部构造凸轮板,泵,轴向柱塞型泵的泵部构造柱塞,泵,轴向柱塞型泵的运行,泵,径向柱塞型泵的泵部结构该种泵由以下机件组成：,泵,径向柱塞型泵的泵部构造4个滚柱,泵,径向柱塞型泵的泵部构造4个柱塞,泵,径向柱塞型泵的运行,喷油量,普通型SPV,直接作用型SPV,SPV（喷油量控制阀）概述控制喷油量的SPV有两种型号。普通型SPV用于轴向柱塞型泵 直接作用型SPV用于高压情况下的径向柱塞型,喷油量,线圈,导向弹簧,导向阀,主弹簧,主阀,普通型SPV1.结构普通型SPV合成两种阀：主阀和导向阀。,喷油量,普通型SPV2.工作原理正常情况下应电流通过线圈，SPV导向阀正常关闭。由于来自阀内的压力高于阀外，油压和弹簧力也导致主气门关闭通道“A”。当发动机ECU 的信号切断时当发动机ECU的信号切断时，导致流向线圈的电流被切断。导向阀被控制弹簧下拉，通道“B”被打开。控制气门打开时从而，主阀的压力降低。结果，主阀上升，通道“A”被打开。,喷油量,线圈,滑阀,弹簧,直接作用型SPV1.结构相对于普通型SPV来说，直接作用型SPV 更适用于高油压泵，并达到很高灵敏度和喷射性能。而且，关闭滑阀时，控制线圈的电压接近150V 高电压，这使来自ECU 的信号放大。因此，滑阀在低压时保持开启状态。,喷油量,直接作用型SPV2.工作原理正常情况下由于线圈通电，滑阀下拉关闭通道。线圈中没有电流时线圈中的电流切断。在弹簧作用下推动滑阀上升打开通道。,喷油量,轴向柱塞型泵,径向柱塞型泵,ECU,ECU,EDU,有两种柱塞：轴向柱塞型泵 径向柱塞型泵,喷油量,轴向柱塞型泵和SPV工作原理进气行程SPV关闭。柱塞左移。燃油吸进燃烧室。喷射SPV关闭。柱塞右移。使燃油压力升高，待燃油压力至预定值时，使从喷油嘴喷出。喷射结束SPV 打开。由于燃油释放，压力降低。喷射结束。达到燃油切断条件时，SPV始终打开，压力不变。,喷油量,径向柱塞型泵和SPV工作原理进气行程SPV打开。滚柱和柱塞往外扩张，将燃油吸进燃烧室。压力升高SPV关闭。滚柱和柱塞收缩，压力升高。喷射SPV关闭。转子转动和接触转子泵出点及分配孔，燃油到达预定压力值，使从喷油器喷出。喷射结束SPV打开。由于燃油释放，压力降低。喷射结束。达到燃油切断条件时，由于SPV始终打开，压力不增加。,喷油量,喷油量调整根据ECU信号操作SPV，调整喷油量去改变喷射结束正时。,喷油正时,TCV（正时控制气门）,线圈,活动芯,弹簧,起动器芯,喷油正时,TCV（正时控制气门）,滚子环,正时器活塞,TCV（喷油正时控制阀）,喷油正时,ECU,轴向柱塞型正时器的运行线圈电流的ON/OFF占空比控制TCV阀。电流导通，阀打开的时间长度控制正时器活塞内的油压。提前阀打开时间过短（电流占空比低），旁路通过的油量减少,油压降低。因此，正时器活塞向左移动使滚子环按正时提前方向转动。延时阀打开时间长（电流占空比高），旁路通过的油量增加,油压提高。因此，正时器活塞由于弹簧向右移动，使滚子环按正时延时方向移动。,喷油正时,ECU,径向柱塞型泵的正时运行用于线圈电流的ON/OFF时间占空比控制TCV。电流导通，阀打开的时间长度控制正时器活塞内的油压。提前阀打开时间过短（电流占空比低），旁路通过的油量减少,油压降低。因此，正时器活塞向左移动使滚子环按正时提前方向运动。延时阀打开时间长（电流占空比高），旁路通过的油量增加，油压提高。因此，正时器活塞向右移动使滚子环按正时提前方向运动。,概述,各种类型喷油泵喷射压力 轴向柱塞型泵（用于5L-E 1KZ-TE，等）最大约80MPa 径向柱塞型泵（用于直接喷射式柴油机，如IHD-FTE，15B-FTE，等）最大约130MPa,泵,六缸机型喷油泵,用于4缸型的泵,用于6缸型的泵,喷油量,（v）,150,时间,直接作用SPV的起动电压直接作用SPV开始运行，共给线圈近150伏电压。因此，低压影响占空因数的控制。,共轨型EFI柴油机,燃油压力传感器,压力限制器,喷射管,共轨,ECU,EDU,燃油进气管,输油泵,燃油滤清器和水沉淀器,SCV,喷油器,供给泵,供给泵系统构造1.概述从位于供给泵内部的输油泵抽出的油经加压达到所需的压力。泵内柱塞产生所需喷射压力。压力随发动机转速和负荷状态从怠速时的20MPa到高负荷高速运行状态下的135MPa而变化。(常规型EFI-柴油机系统，压力在10到80MPa之间).ECU(电子控制单元)控制SCV(吸入控制阀)，调节燃油压力，调节进入供给泵的燃油容积。ECU不间断地利用燃油压力传感器检测共轨中的燃油压力并进行反馈控制。,燃油压力传感器,压力限制器,喷射管,共轨,ECU,EDU,燃油进气管,输油泵,燃油滤清器和水沉淀器,SCV,喷油器,供给泵,共轨型EFI柴油机,供给泵系统构造2.部件名,回油,1.部件名,调节器阀,进口,内凸轮,燃油温度传感器,出口,SCV（吸入控制阀）,单向阀,共轨型EFI柴油机,供给泵外观1.部件名,回油,出口,进口,燃油温度传感器,SCV（吸入控制阀）,用于2KD-FTV发动机,进口,回油,MPROP（磁性比例阀）,出口,用于1ND-TV发动机,共轨型EFI柴油机,供给泵外观2.2KD-FTV和1ND-TV发动机,2.输油泵,7.出油阀,4.单向阀,3.SCV（吸入控制阀）,5.柱塞,6.内凸轮,1.调节器阀,共轨型EFI柴油机,供给泵内部结构1.调节器阀2.输油泵 3.SCV（吸入控制阀）4.单向阀 5.柱塞6.内凸轮 7.出油阀,输油泵,出油阀,单项阀,SCV（吸入控制阀）,柱塞,共轨型EFI柴油机,供给泵燃油流动供给泵内燃油按下述顺序流动：输油泵SCV（吸入控制阀）单向阀柱塞出油阀,至燃油箱,SCV1,SCV2,ECU,单向阀,柱塞,出油阀,至共轨,共轨型EFI柴油机,供给泵燃油流动供给泵内有两个燃油管道系统。,2KD-FTV发动机,单向阀,柱塞A,SCV,从输油泵,柱塞B,偏心凸轮,至共轨,环凸轮,共轨型EFI柴油机,供给泵燃油流动2KD-FTV发动机负荷于2KD-FTV发动机的供给泵所供给的燃料有吸入柱塞B或输出柱塞A的方式。如左图，柱塞A和B以依次将燃油吸入或输出的方式，将燃油输送到共轨。,共轨型EFI柴油机,供给泵内油压的产生内凸轮经由滚柱驱动两组对置的柱塞。发动机通过同步皮带驱动内凸轮。内凸轮转动时，使柱塞往复移动。吸入和泵油的综合结果产生了了压力。,共轨型EFI柴油机,供给泵内油压的产生2KD-FTV发动机偏心轮转动使环形凸轮相对偏移轴转动。环形凸轮转动并将两柱塞之一向上推，就像它将另一柱塞往上拉一样。或者，反之，向下的方向也一样。对于供给泵，当柱塞A向下拉。抽吸燃油时，柱塞B向下推压缩燃油，并将它送入共轨。反之，当柱塞A向上推，压缩燃油并将它送到共轨时，柱塞B向上拉，向上抽吸燃油。,1.SCV,2.单向阀,3.柱塞,4.内凸轮,5.出油阀,ECU,共轨型EFI柴油机,供给泵内油压的调节1.SCV 2.单向阀3.柱塞4.内凸轮 5.出油阀 燃油通过输油泵回程对SCV和单向阀供应，柱塞的加压，并被泵出出油阀并输送到共轨。,2KD-FTV和1ND-TV发动机,ECU,SVC,单向阀,单向阀,柱塞,凸轮环,偏心凸轮,共轨型EFI柴油机,供给泵内油压的调节2KD-FTV和1ND-TV发动机输油泵提供的燃油通过SCV（或MPROP）和单向阀被抽吸。再有柱塞压缩，和向上泵送，通过单向阀，经由出油阀到共轨。,打开,关闭,ECU,SCV打开/关闭时间:长,SCV打开/关闭时间:短,ECU,打开,关闭,共轨型EFI柴油机,供给泵内油压的调节为了达到调控燃料压力,通过改变 SCV 或 MPROP 打开/关闭时间，来调节进入供给泵的燃料量。,1ND-TV发动机,外凸轮,内凸轮,MPROP,从输油泵,柱塞C,柱塞A,至共轨,柱塞B,共轨型EFI柴油机,供给泵燃油流动1ND-TV发动机按左图说明，1ND-TV发动机内用的供给泵有三个柱塞，通过吸入，再泵出燃油，将燃油送入共轨。除1ND-TV用三个柱塞外，此过程基本上与2KD-FTV内的相同。1ND-TV发动机也用MPROP（磁性比例阀）控制吸入柱塞的燃油量。磁性比例阀功能与SCV（吸入控制阀）相同。,SCV开（占空比控制开）,燃油 压力 信号,共轨型EFI柴油机,供给泵的SCV控制SCV在ECU占空比控制下运行。同时，进行电流控制限制在ON（接通）期间流动的电流量，以防止SCV中的线圈损坏。,共轨型EFI柴油机,共轨结构共轨存储由供给泵产生的高压燃油，并经过喷射管将燃油分配到气缸的喷油器。由于燃油在极高压下，必须小心防止泄漏。,共轨型EFI柴油机,共轨结构燃油压力传感器检测轨内压力并反馈到ECU。,共轨型EFI柴油机,共轨结构压力限制器在共轨内压力升高到异常高压时的系统故障情况下，该阀打开，释放压力。回到油箱。,压力限制器,泄压阀,燃油压力传感器,：至喷油器,：从供给泵,：至燃油箱,共轨型EFI柴油机,共轨结构2KD-FTV发动机,1ND-TV发动机,燃油压力传感器,燃油压力调节器,：至喷油器,：从供给泵（高压）,：至燃油箱,：从供给泵（回油）,共轨型EFI柴油机,共轨结构1ND-TV发动机油压调节器接受发动器ECU的信号，并调节共轨内部的油压。,共轨型EFI柴油机,压力限制器操作共轨中压力高到异常位置，压力限定计机械低释压。压力限定计钝化 压力限定计激活,泄压阀,共轨,OFF,ECU,共轨型EFI柴油机,泄压阀/压力调节器操作共用燃油油轨内的压力高于目标压力时，泄压阀接收到发动机电控单元的信号。然后，阀门打开，使油压下降到目标油压，多余燃油流回燃油箱。1.在目标油压（共轨或喷射压力）2.过目标油压（共轨或喷射压力）,OFF,ECU,泄压阀,共轨,共轨型EFI柴油机,泄压阀/压力调节器操作共用燃油油轨内的压力高于目标压力时，泄压阀接收到发动机电控单元的信号。然后，阀门打开，使油压下降到目标油压，多余燃油流回燃油箱。1.在目标油压（共轨或喷射压力）2.过目标油压（共轨或喷射压力）,ECU,EDU,喷油器,开,关,喷射正时,时间,推迟,提前,共轨型EFI柴油机,喷油器概述ECU的信号往EDU放大，操作喷油器。特别是阀打开时，用高压打开喷油器。调节喷油器的开和闭正时，控制喷油量和正时，正像在汽油机的EFI系统一样。喷油量控制 喷油正时控制,校正电阻器,电磁阀,回油口,节流孔,控制室,针阀,ECU,EDU,共轨型EFI柴油机,喷油器构造,用于1ND-TV,识别标记,用于1CD-FTV,校正电阻,电磁线圈,喷油器,EDU,ECU,共轨型EFI柴油机,喷油器校正电阻给于相同的喷射间隔，机械差异仍会引起一个喷油器到另一个喷油器的喷油量变化。为启动ECU校正这些差异，每个喷油器配有一个校正电阻。提供从每个校正电阻收到的信息，ECU校正喷油器之间的喷油量差异。提供这些校正电阻，启动ECU识别喷油器，但不与喷油器电路连接。,共轨型EFI柴油机,喷油器操作1.在喷油器操作前从共轨送出的燃油分开进入控制室和针阀底部。在此状态，利用控制室和弹簧的压力向下推针阀，喷嘴依然关闭.2.电磁阀打开时用ECU-EDU加作动电压时，电磁阀打开和控制室压力减小。3.针阀打开时由于限流孔操作，针阀底部压力依然高，喷嘴打开，喷射燃油。4.电磁阀关闭时由ECU-EDU端加电压时，弹簧力使电磁阀关闭和控制室的压力再次增大。5.针阀关闭时由于控制室的压力和弹簧力的作用，针阀下落和关闭喷嘴，结束喷射。,齿轮号,1,2,4,3,5,6,7,8,9,10,11,12,13,电阻（）,30.9,41.2,68.1,53.6,84.5,105,130,158,196,243,301,365,442,齿轮号,14,15,17,16,18,19,20,21,22,23,24,25,电阻（）,549,665,1020,825,1240,1540,1910,2370,3010,4020,5760,9530,共轨型EFI柴油机,1CD-FTV E/G喷油器校正电阻如下图指出，有25类型喷油器。每一种配有一个不同的校正电阻。跟换喷油器时，ECU自动进行正确的燃油校正。所以，不需要用有相同校正电路的喷油器来代替它。,