道依茨汽車柴油發(fā)動機電控技術培訓.ppt

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增進友誼攜手雙贏 道依茨發(fā)動機電控系統(tǒng)技術培訓 引言 為什么要采用柴油機電噴技術 電控對柴油機主要功能也是控制噴油噴射時間和噴射量 最主要是時間的控制噴油量駕駛員通過電子油門提供駕駛意圖控制器ECU決定整個運行范圍內的噴油量可以有幾十種噴油量控制模式 穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài) 噴油規(guī)律在系統(tǒng)設計時考慮了適當?shù)膰娪鸵?guī)律共軌系統(tǒng)常以多次噴射來實現(xiàn)提前角完全由控制器ECU自動控制噴油壓力完全由控制器ECU自動控制以上各種控制通過基本量 校正量來實現(xiàn) 幾百個表格Map 為什么要采用柴油機電噴技術 隨著科學技術的進步 對柴油機而言 要求提高發(fā)動機的功率輸出和扭矩輸出嚴格限制柴油機排放的同時 進一步降低發(fā)動機的燃油消耗 這些因數(shù)使得燃油噴射系統(tǒng)的要求越來越高 要求燃油噴射系統(tǒng)的控制 更高的噴射壓力 可變的噴油速率 可變的噴油起始時刻 預噴射 隨發(fā)動機狀況變化的合適的噴油量 隨溫度變化的起動噴油量 不隨負荷變化的怠速調節(jié) 巡航控制 廢氣再循環(huán) EGR 的閉環(huán)控制 在整個汽車壽命期內較小的誤差及高的控制精度 對電子柴油控制系統(tǒng)的要求 噴油量控制噴油量控制是柴油機電子控制系統(tǒng)的一項主要功能 該系統(tǒng)由加速踏板位置傳感器和發(fā)動機的轉速傳感器的信號計算出基本噴油量 并由進氣溫度 進氣壓力 冷卻液溫度的修正信號對油量進行修正 通過執(zhí)行機構的快速響應對噴油量進行精確的控制 噴油正時控制噴油正時由發(fā)動機轉速和燃油噴射量決定 由冷卻液溫度進行修正 從而精確的計算出噴油起始點 通過燃油噴射起始時刻傳感器 如針閥運動傳感器 檢測實際的噴射起始時刻 并將它與計算出噴油起始點進行比較 如兩者發(fā)生偏離 則通過噴油起始時刻驅動執(zhí)行器進行快速反應 直到偏離值消除 柴油機電子控制系統(tǒng)的基本功能 怠速控制柴油機怠速運轉時 由于發(fā)電機 空調壓縮機 動力轉向油泵等裝置的工作狀態(tài)變化將引起發(fā)動機負荷的變化 從而導致發(fā)動機轉速的變化 柴油機電子控制系統(tǒng)通過反饋控制系統(tǒng)控制噴油量 把怠速控制在所設定的目標轉速值上 平穩(wěn)運轉控制在多缸柴油機工作時 即使噴油量控制指令值一致 但由于各缸機械性能的差異 從而引起發(fā)動機轉速的波動 柴油機電子控制系統(tǒng)通過各缸在作功沖程的轉速的變化 自動修正各缸噴油量指令控制值 降低發(fā)動機的轉速的波動 是發(fā)動機平穩(wěn)運轉 廢氣再循環(huán)系統(tǒng)通過控制參與再循環(huán)廢氣量已減少排氣中的NOX的排放量 當發(fā)動機達到一定的溫度時 ECU根據發(fā)動機的負荷和轉速決定再循環(huán)的廢氣量 并由發(fā)動機的進氣溫度 進氣流量 進氣壓力來修正 ECU發(fā)出控制電子真空轉換裝置的開關率信號 通過改變真空度控制EGR動作 增壓控制ECU根據增壓壓力傳感器的信號 控制電子真空轉換裝置的電磁法的開關率 從而控制通往廢氣旁通閥或廢氣渦輪葉片的控制氣室的真空度 改變增壓壓力 以適應負荷變化的需要 起動預熱控制在不同的啟動條件下 系統(tǒng)通過控制起動預熱塞的通電時間 以改善柴油機的低溫起動性能和穩(wěn)定低溫怠速運轉 排氣制動功能當排氣制動動作時 ECU估計排制制動設定以便在 0 和怠速供油量之間調節(jié)供油量 防止過熱功能當一定的冷卻液溫度超過后最大扭矩減小 防溜坡起動當EDC關閉時 ECU時油量控制機構處在零供油位置 這樣可以防止車輛在斜坡上停車時車輛不注意移動而使以動機滾動起動 鑰匙動作停車停車功能通過使用啟動鑰匙替代通常的機械熄火裝置 與切斷執(zhí)行裝置電流一樣 它切斷通向電子停車裝置 ELAB 的電流 這樣切斷向發(fā)動機的燃油供給 與其他控制系統(tǒng)的通訊EDC通過信號線路 它可以將EDC相關的量 如噴油量 加速踏板設定 傳輸?shù)较駛鲃涌刂频溶囕v的其他系統(tǒng) 使用一條獨立的線路 這些系統(tǒng)可以在怠速和全負荷之間規(guī)定噴油量 油量超過給定值 與ASR 牽引力控制 一起動作也是可能的 安全概念 自我監(jiān)測系統(tǒng)的安全概念包括廣泛功能的超靜定及由ECU對傳感器電磁線圈執(zhí)行機構用微處理器的監(jiān)測 通過操縱一個給定開關 診斷系統(tǒng)通過儀表板上的故障燈顯示故障 跛行回家功能廣泛的跛行回家功能在系統(tǒng)中是一體化的 如果一些次要的傳感器失效 ECU將用其他傳感器的信號來替代或用一個固定的數(shù)值來控制 如果是重要的傳感器失效 這個事實被故障燈顯示 緊急停車功能除了在停車位置時燃油模塊影響外 在油路上的電磁閥當其斷電時也可以切斷燃油供給 這個獨立的電子停油機構 ELAB 如果噴油量執(zhí)行機構失效時也可以關閉發(fā)動機 柴油機電控技術介紹 1 排放法規(guī) 2000年達到歐洲一號標準 2004年達到歐洲二號標準 2008年實施歐洲三號標準 2010年將與國際排放標準接軌 歐洲2000年實施歐洲三號標準 2005年實施歐洲四號標準 一 排放法規(guī)與柴油機電控技術的發(fā)展 歐洲排放標準 HDV DDE公司國III產品的控制策略 歐美國家歐III產品控制策略主要為 1 電控單體泵 電控泵噴嘴 蓄壓增壓電噴系統(tǒng)2 共軌系統(tǒng)3 電控直列泵4 電控分配泵5 外掛式電控單體泵到目前為止 我們統(tǒng)計的歐美18家著名中重型柴油機廠家中 使用電控單體泵 EUP 或泵噴嘴 EUI 技術的有13家 占絕大多數(shù) 采用高壓共軌的廠家有5家 DDE公司的歐III產品是按照歐美的控制策略來做的 DEUTZ系列 電控單體泵EUP 博世進口6DE系列 外掛電控單體泵FEUPI 泵箱 衡陽 單體泵 德爾福 電控系統(tǒng) 摩托羅拉4DF系列 電控單體泵整體式EUP 成都威特4DC系列 高壓共軌 博世進口CNG系列 電控多點噴射 AEC進口 澳大利亞 EUP是英文縮寫 E電控 U單元 P泵FEUPI是英文縮寫 F一汽 E電控 U單元 P泵 I集成 一般電控系統(tǒng)組成 DEUTZ電控單體泵系統(tǒng) 道依茨電控單體泵是直接安裝在發(fā)動機缸體上 由發(fā)動機凸輪軸驅動 因此 整個系統(tǒng)剛度高 單體泵容易拆裝 便于維修更換 凸輪軸傳感器間隙要求 第二部分電控元件的檢測 冷卻液 燃油溫度傳感器向ECU提供發(fā)動機冷卻液 燃油溫度信號 敏感原件為負溫度系數(shù)的熱敏電阻式 針腳 A58 信號 A41 地 測量范圍 40 128 供電電壓 5V 冷卻液 燃油 溫度傳感器的檢測1 點火開關打到 OFF 拔下傳感器接插件 將點火開關打到 ON 測量傳感器接插件1腳與搭鐵間電壓是否在4 9V 5 1V范圍內 如果測量結果不正確 則應檢查電瓶是否供電正常 或出現(xiàn)了ECU輸出電壓不正常的狀況 或線束出現(xiàn)斷路或接觸不良等狀況 測量傳感器電阻 并記錄 2 測量傳感器接插件2腳與搭鐵之間是否導通 如果不導通則應檢查線束是否斷路或接觸不良 3 點火開關打到 OFF 插上傳感器接插件 拔下ECU上的A端線束接插件 并參看7 1找到對應的A58 A52 與A41 A39 測量它們之間的傳感器電阻 若測得結果與步驟1測得結果偏差較大 則說明線束出現(xiàn)故障的可能性較大 根據當時的溫度情況查找傳感器電阻溫度對照表 若實測的電阻值與理論值出入較大 則傳感器出故障的可能性較大 冷卻水 燃油 溫度傳感器溫度與阻止的對應關系見下表 進氣壓力溫度傳感器進氣壓力溫度傳感器向ECU提供發(fā)動機中冷后的進氣溫度和進氣壓力信息 壓力敏感原件為硅膜片式 溫度敏感元件為負溫度系數(shù)的熱敏電阻式 針腳 A14 正 A40 進氣壓力信號 A23 負 A53 進氣溫度信號 測量范圍 壓力 0 5bar 4bar 輸出信號 0 5V 4 5V 測量范圍 溫度 40 128 進氣壓力溫度傳感器的檢測1 當懷疑進氣壓力溫傳感器有問題時 首先檢查傳感器的電源 3腳 地 1腳 是否正常 方法是 先點火開關打到 OFF 拔下進氣壓力溫度傳感器接插件 再將點火開關打到 ON 測量線束接插件對應上圖的3腳和1腳間的電壓是否正常 大約4 5V左右 若電壓不正常 則需將點火開關打到 OFF 拔下ECU上A端接插件 檢查從A端到進氣壓力溫度傳感器接插件的對應導線是否正常導通 2 對于進氣壓力溫度傳感器的檢測可以分成對溫度傳感器和對壓力傳感器兩部分 溫度部分傳感器的主要組成部分是負溫度系數(shù)電阻 可以先測量傳感器1 2針腳間的電阻 然后查下表得出溫度值 若與當時的實際溫度值偏差較大 則溫度傳感器發(fā)生故障 3 對于傳感器壓力部分的檢測 由于傳感器內部集成了整形補償電路 所以不能用萬用表測量4腳與其它腳間的電阻值 因為用萬用表測量電阻時 萬用表本身會對被測電路施加一個電壓 有可能將傳感器內部的整形補償電路擊穿 造成傳感器損壞 壓力傳感器實測壓力與輸出電壓對應關系如下圖 凸輪位置傳感器 測量范圍 50 4000rpm 線圈電阻 約860 針腳 A10 信號 A50 信號負 A20 屏蔽 測量范圍 50rpm 4000rpm 檢查發(fā)動機轉速傳感器電阻 測量傳感器連接器中1號觸針與2號觸針間的電阻 約860 針腳 A27 信號 A12 信號負 A07 屏蔽 測量范圍 50rpm 4000rpm 曲軸轉速傳感器 凸輪軸位置傳感器和曲軸轉速傳感器的檢測1 凸輪軸位置傳感器和曲軸轉速傳感器屬于信號發(fā)生傳感器 檢測主要是看它們能否正確的發(fā)出信號 還有它們發(fā)出的信號是否同步 為使傳感器信號相位正確 必須保證傳感器的機械安裝精度 以及傳感器與信號盤的間隙在技術要求范圍內 如條件允許可使用信號示波器看兩個信號是否同步 2 凸輪軸位置傳感器1 A10 腳 2 A50 腳 曲軸轉速傳感器1 A27 腳 2 A12 腳 測量1 2腳間的阻值應在1k 左右 若阻值過小 則傳感器內部電磁線圈可能短路 這兩個傳感器屬于磁電式傳感器內部有永久磁鐵 如果取下存放時要避免在鐵質貨架上存放 可以在木質貨架上保存以避免消磁 另外 傳感器還容易吸附鐵屑 要及時清除以免影響傳感器的精度 3 如果兩個傳感器同時出現(xiàn)故障 則發(fā)動機無法點火 如果只是凸輪軸位置傳感器失效 則ECU會自動判別缸序 起動時可能會感覺發(fā)動機起動較慢并有輕微抖動 但起動之后發(fā)動機的運轉將恢復正常 如果只是曲軸轉速傳感器失效 不會影響發(fā)動機點火 但會降低發(fā)動機正常運轉時的平穩(wěn)性 機油壓力傳感器機油壓力傳感器向ECU提供發(fā)動機機油壓力信息 壓力敏感原件為壓電式 測量范圍 0 0 10 0bar供電電壓 5V 針腳 A13 正 A51 負 A56 信號 測量范圍 0bar 10bar 輸出信號 0 5V 4 5V 油門踏板位置傳感器 引腳 K09 信號1 K22 信號1正 K30 信號1地 K31 信號2 K08 信號2地 K46 信號2正 輸出信號 0 5V 4 5V 油門踏板傳感器的檢測1 油門踏板傳感器屬于雙電位器傳感器 共有六個引腳 定義如下 2 點火開關打到 OFF 拔下與油門踏板對接的線束插件 分別檢查k22 與A腳對應 和K46 與D腳對應 與搭鐵間的電壓是否為4 5V左右 K30 與C腳對應 和K08 與F腳對應 與搭鐵之間是否導通 若實測值有偏差 則應檢查ECU輸出電壓 或線束是否正常連通 油門位置與輸出電壓對應關系如下圖 3 當油門踏板傳感器失效時 ECU會自動執(zhí)行 跛行功能 怠速會穩(wěn)定在1200rpm左右 保證司機把車開到維修站 ECU和單體泵電磁閥1 發(fā)動機電控系統(tǒng)本身工作可靠 一般不易發(fā)生故障 常見故障為機械故障 診斷過程中 禁止使用大功率儀器 避免對電控單元 ECU 產生無線電干擾 2 檢測ECU的電源線 搭鐵線是否良好 連接插頭是否正常 3 拔下ECUA和K端連接插頭 查看其內部是否有銹蝕 觸針是否彎曲 如果上述檢測一切正常 可以更換一臺新的ECU來確定ECU是否有故障 4 ECU屬于精密電子元件 禁止私拆ECU 5 單體泵電磁閥的電磁線圈的電阻值大概為0 9 左右 如果小于0 4 則電磁線圈可能短路 第三部分柴油機電控系統(tǒng)故障診斷 電控系統(tǒng)常規(guī)故障模式處理方法