第三章电子控制分配泵ppt课件.ppt

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1、第三章 电子控制分配泵,第三章 电子控制分配泵,分配泵系统简介燃油输送和喷射分配泵电控燃油喷射系统分配泵总结,学习情境,观察下图，简述分配泵组成及工作原理？,1. 吸油部分2. 泵油部分3. 喷油量控制部分调速器控制喷油量和发动机输出功率。4. 喷油正时控制部分定时装置是控制与发动机转速成比例的喷油正时。,第一节 分配泵系统简介,（一）概述,喷油泵将燃油泵入各缸的喷油嘴。并控制喷油量和喷油正时。,打开点火开关燃油切断电磁阀通电开启，这样泵体和柱塞之间的燃油通道畅通。当输油泵旋转时，燃油从燃油箱中被抽吸上来，通过水沉淀器及燃油滤清器在由调节阀调定的压力下进入泵体。通过柱塞的运动燃油被压缩并分配到

2、各个出油阀。燃油通过出油阀后，再通过高压油管进入喷油嘴，并被喷入气缸。同时，喷油泵的内部是靠燃油来润滑和冷却的。一部分燃油从溢流螺丝回到燃油箱，来控制泵体燃油温度的上升。,（二）分配泵工作原理,主要由叶片式输油泵、分配泵驱动机构、分配泵、供油提前角自动调节器、调速器等组成。,第一节 分配泵系统简介,（一）输油泵和调节阀,第二节 燃油输送和喷射,1. 输油泵叶轮式输油泵由4个叶片、1个转子组成。转子由驱动轴驱动，叶片在离心力的作用下贴着压力室内表面。由于转子中心与压力室中心有偏心，叶片之间的燃油被压缩后送入泵内。2. 调节阀调节阀依照输油泵转速来调节输油泵的流出的压力。,学习情境,观察下图，简述

3、柱塞泵油原理？,（二）燃油输送和喷射原理,泵油原理：1.输油泵、凸轮板和柱塞是由驱动轴驱动并且以发动机一半的转速旋转。 2.两个柱塞弹簧将柱塞及凸轮板顶在滚子上。 3.凸轮板的板面有与气缸相同数量的端面凸轮。(4 缸发动机有4个端面凸轮。) 凸轮板依靠固定的滚子推动柱塞向内或向外旋转，柱塞随着端面凸轮的运动而运动，柱塞的往复运动与端面凸轮的旋转同步。端面凸轮旋转一圈，柱塞完成4 次完整的往复运动。 4.每1/4圈喷射一次燃油进入气缸和柱塞完成一次往复运动（相对于4缸发动机而言）。,第二节 燃油输送和喷射,5.柱塞有4个吸油槽、1个分配孔、1个回油孔和1个平衡槽。回油孔和分配孔与柱塞中心孔相通。

4、 6.燃油从柱塞的吸油槽被吸入。然后高压燃油从分配孔通过出油阀进入喷油嘴。,第二节 燃油输送和喷射,（二）燃油输送和喷射原理,1连接器2滚轮及架3凸轮盘4柱塞驱动端5柱塞6连接元件7控制套8泵头法兰9出油阀壳10柱塞回位弹簧,第二节 燃油输送和喷射,（二）燃油输送和喷射原理,（三）单缸供油过程,1.吸油过程 ：柱塞在向下运动过程中（如图示向左移动时），柱塞上的 4 个吸油槽中的一个与分配头的吸油孔相通。这样燃油被吸入压力室，从那里进入柱塞内部。2. 供油过程：随着凸轮板和柱塞旋转，分配头的吸油孔关闭、柱塞的分配孔与分配通道相通。随着凸轮板转上滚子，柱塞向右运动压缩燃油。当燃油压力超过出油阀弹簧

5、的预紧力，燃油就被泵入喷油嘴。3. 供油结束：当凸轮板继续旋转柱塞继续向右运动，柱塞上的两个回油孔将柱塞及凸轮板顶在滚子上。这样高压油通过回油孔流回泵体。结果燃油压力突然下降、燃油喷射停止。,第二节 燃油输送和喷射,（四）燃油输送有效行程,第二节 燃油输送和喷射,1.有效行程是从开始压缩燃油到结束，柱塞移动的距离。2.由于柱塞的行程是恒定的，溢流环位置的变化就可以增加或减小喷油量，即改变有效行程。3.当有效行程变长时，压缩终点滞后、喷油量增加。相反当有效行程变短时压缩终点提前、喷油量减少。,（五）燃油切断电磁阀,第二节 燃油输送和喷射,燃油切断电磁阀是用来打开和关闭进入吸油孔的燃油通道。（当通

6、电时燃油切断电磁阀总是开启的。）,（六）自动正时器（喷射正时控制器）,第二节 燃油输送和喷射,为了得到最佳工况，与汽油发动机的点火正时一样，柴油发动机的喷射正时提前（或滞后）必须与发动机转速匹配。 正时提前或滞后由供油的提前角自动调整器所控制的。,学习情境,观察下图，简述自动正时器工作原理？,正时器*,（六）自动正时器（喷射正时控制器）,第二节 燃油输送和喷射,工作原理：喷油正时通过改变端面凸轮与滚子的位置来控制。当喷油泵旋转转速增加时，泵体内的燃油压力也开始上升，正时器活塞克服正时器弹簧的张力向左移动，并且与正时器活塞相连的滑销可以把正时器活塞的横向运动转化成滚子环的旋转运动。当滚子环的旋转

7、方向与驱动轴的转向相反时，喷油正时提前。当滚子环的旋转方向与驱动轴的转向相同时，供油正时滞后。,学习情境,观察下图，分析分配泵如何调速？,溢流环,喷油量,喷油泵转速,1.加速器踏板控制：踩下时：燃油喷油量增加。（发动机转速增加。）释放时：燃油喷油量减少。（发动机转速减少。） 2. 踏板位置恒定和发动机负荷变动时的控制：负荷增大时：燃油喷油量增加。负荷减小时： 燃油喷油量减少。 调速器还能起这些作用：控制发动机最高转速来防止发动机超速，在低转速时保持发动机转速稳定来防止发动机失速。,柴油机的输出功率是由喷油量所控制，依据加速器踏板踩下的程度和发动机的负荷来控制喷油量。而燃油喷油量由溢流环的位置来

8、确定，要使发动机能够稳定的运行，须调速器控制溢流环的位置。,溢流环,（七）机械式调速器,第二节 燃油输送和喷射,（七）机械式调速器,第二节 燃油输送和喷射,在机械式调速器上，调速器的飞块随喷油泵的驱动轴一起转动，由于离心力作用，将按轴转速的增加而向外扩张。这个动作通过调速器轴套和控制杆传递至溢流环，来调节燃油喷油量。共有两种类型调速器： 全程式调节器 最低-最高（转速式调节器）,（七）机械式调速器,第二节 燃油输送和喷射,1. 起动 ：当加速器踏板被踩下和调节杆向满负荷方向移动时，控制弹簧将拉动张力杆直至触及止动器。,起动时喷油泵的转速很低，飞块的离心力是极小，所以即使具有少量张力的起动弹簧也

9、能将控制杆推动，使其靠住调速器轴套，从而将飞块完全闭合。此时，控制杆支点 A 反时针转动，将溢流环移动至起动位置（最大喷油量），来提供起动时所需的燃油喷油量。,（七）机械式调速器,第二节 燃油输送和喷射,2. 怠速运行：发动机已起动，且加速器踏板释放后，调节杆回至怠速位置。,由于此时控制弹簧的张力实际上为零，所以即使转速很低，飞块也能向外扩张。其结果是调速器轴套压缩怠速弹簧。此时，控制杆绕支点 A 顺时针转动，将溢流环移动至怠速位置。在此方式下，当飞块的离心力和怠速弹簧的张力达到平衡时，就可以实现平稳的怠速运行。,缓冲弹簧作用是什么？,（一）机械离心式调速器,怠速时，油门踏板处于自由状态，怠速

10、控制的标定转速，决定调速弹簧力和飞锤离心力，即当转速升至使飞锤的离心力与弹簧力平衡时，发动机转速便稳定。如果因外力使发动机转速变化时，离心力使飞锤立刻产生相应外移或内移变化，从而增加或减少喷油量，维持发动机稳定运转。,课程复习,观察下图，简述柱塞泵油原理？,课程复习,由于此时控制弹簧的张力实际上为零，所以即使转速很低，飞块也能向外扩张。其结果是调速器轴套压缩怠速弹簧。此时，控制杆绕支点 A 顺时针转动，将溢流环移动至怠速位置。在此方式下，当飞块的离心力和怠速弹簧的张力达到平衡时，就可以实现平稳的怠速运行。,课程复习,怠速,（七）机械式调速器,第二节 燃油输送和喷射,3. 全负荷（加速器踏板踩到

11、底）：当加速器踏板踩到底时，调节杆移动至满负荷位置，使张力杆和止动器相接触，如同起动时相同。,控制弹簧具有很大的张力，起弹簧被完全压缩，不起作用。 这和起动时不同，飞块上受到很大的离心力，调速器轴套将控制杆推往右方。然后控制杆绕支点 A 顺时针转动，直至支点 B 和张力杆接触，从而将溢流环移动至满负荷位置。因此，此时的喷油量要少于起动时。,喷油量,喷油泵转速,调整杆,控制弹簧,减震弹簧,支点B,张力杆,有效行程,溢流环,飞块,调速器轴套,控制杆,支点A,满负荷,支点C,（七）机械式调速器,第二节 燃油输送和喷射,4. 最高转速（加速器踏板踩到底）：,当发动机转速高于规定转速时，飞块受到的离心力

12、变的更大，使作用在调速器轴套上的力大于控制弹簧的张力。然后控制杆和张力杆同方向转动，绕支点 A 顺时针转动，将溢流环往减小喷油量方向移动。以此方式限制了最高转速，防止发动机超速。,最高转速与全负荷有何区别？,（七）机械式调速器,第二节 燃油输送和喷射,5. 部分负荷（中等转速）（加速器踏板踩至半途）：当调节杆处于满负荷和怠速之间的中间位置时，控制弹簧有较弱的张力，使溢流环往减小喷油量方向移动，至较最高转速控制时较低的转速处。其结果是发动机转速被控制在和加速器踏板踩下程度相符和水平。,这种状态中喷油量的特性与发动机转速低时和满负荷时相同。此后，当转速增加时，喷油量就减少，来控制转速。,转矩校正装

13、置,1-控制杆 2-校正弹簧 3-调速弹簧 4-张力杆 5-挡销 6-校正杠杆 7-校正销 8-溢流环 9- S、N销轴,正转矩校正,负转矩校正,学习情境,观察下图，分析转矩校正装置的作用及工作原理？,（七）机械式调速器,第二节 燃油输送和喷射,7. 转矩校正装置：,（七）机械式调速器,第二节 燃油输送和喷射,1-控制杆 2-校正弹簧 3-调速弹簧 4-张力杆 5-挡销 6-校正杠杆 7-校正销 8-溢流环 9- S、N销轴,7. 转矩校正装置：正转矩校正装置可以改善柴油机高速范围内的转矩特性，防止喷油泵在高转速范围内会过多的喷油。,正校正：柴油机达到校正转速时，随着转速继续升高，飞锤对控制杆

14、1施加力F，当力F对N点的力矩超过校正弹簧2对控制杆1的力矩时，控制杆1绕销轴N顺时针转动。与此同时，校正杆6绕挡销5顺时针转动，校正杆6通过校正销7压缩校正弹簧，直至校正销大端靠在控制杆1上为止，校正过程结束。,正转矩校正,特点：,转速增加，减少供油；,（七）机械式调速器,第二节 燃油输送和喷射,1-控制杆 2-校正弹簧 3-调速弹簧 4-张力杆 5-挡销 6-校正杠杆 7-校正销 8-溢流环 9- S、N销轴,7. 转矩校正装置：负转矩校正装置可以防止柴油机低速时的冒黑烟。涡轮增压发动机经常需要采用负转矩校正。,负校正：飞锤对校正杆6施加力F，使校正杆6靠在张力杆4的挡销5上，校正销7靠在

15、张力杆上。当柴油机转速升高时，飞锤对校正杆6施加力F增大，若力F对挡销5的力矩大于校正弹簧2对挡销5的力矩，则校正杆6以挡销5为支点逆时针转动，并通过销轴S带动控制杆1绕销轴N逆时针转动，供油增加，从而实现柴油机低速范围内随转速增加而自动增加供油量的校正。,负转矩校正,特点：,转速增加，增加供油；,（七）机械式调速器,第二节 燃油输送和喷射,8. 压力平衡过程,视频,（八）调节螺钉,第二节 燃油输送和喷射,喷油泵有下列各个调节螺钉： 1. 最高转速调节螺钉：控制发动机的最高转速。 2. 怠速调节螺钉：调节怠速运行时发动机的转速。 3. 全负荷设定螺钉：用于调节满负荷喷油量。,提示:由于最高转速

16、调节螺钉和全负荷设定螺钉已调整在正确位置上并被封住，正常情况下已不须再调整。但是，如果随时间流逝而发生变化，必须进行调整时，则拆下封固物，进行调整。每次调整后，必须将最高转速调节螺钉和全负荷设定螺钉重新封住。,1.飞锤 2.调速控制杆 3.怠速调整螺钉 4. 控制弹簧 5缓冲弹簧 6.控制杆 7.张力杆 8.限制轴 9.起动弹簧 10.控制套筒,（八）调节螺钉,第二节 燃油输送和喷射,全负荷设定螺钉：全负荷供油量在外部可进行调整。只要按顺时针方向拧入全负荷泊坦调节螺钉。导杆以支点Ml为轴心左移，使控制套简右移增加全负荷供油量。反之，拧出调节螺钉，全仇荷油量减少。导杆背面有两条起支承作用的支承弹

17、簧，使导杆值置保持稳定。,（九）自动海拔高度补偿装置,第二节 燃油输送和喷射,在高海拔地区，随着大气压力减小，空气密度减小。如果仍按低海拔地区相同条件喷射燃油，则混合气过浓，这会使发动机易于产生黑烟。所以要采用，根据车辆所处的海拔高度，自动地减少最大燃油喷油量。,(1) 低海拔地区：,(2) 高海拔地区：,当大气压力高时，波纹管收缩，推杆被弹簧拉向上方。溢流环保持正常位置。,当大气压力低时，波纹管膨胀，往下推动推杆，通过连接销，控制臂和张力杆的传递，被用于将溢流环向左移动。以此方式来减小最大燃油喷油量。,（十）涡轮增压器增压补偿器,第二节 燃油输送和喷射,当进气量（增压压力）因涡轮增压器而增加

18、时，增压补偿器就根据增加的进气量，增加最大燃油喷油量，来自始至终保持最佳燃烧条件和增加发动机输出功率。,（十一）增压补偿器工作原理,第二节 燃油输送和喷射,增压补偿器安装在喷油泵的调速器上方。其膜片和推杆随增压压力的变化做上，下运动。推杆上有个锥形环槽。依靠这个环槽，通过连接销可以转动控制臂。这个可变动的移动量可以转换成张力杆和溢流环的移动量（喷油量）。,(1) 当增压压力低时：,(2) 当增压压力高时：,弹簧将膜片推向上方，连接销与推杆的锥形环槽下端部分接触，所以喷油量并未增加。,膜片被增压压力所推，将推杆往下移动。张力杆被控制弹簧所拉，连接销往右向推杆的锥形环槽移动，控制臂也顺时针转动。张

19、力杆和控制杆绕支点A反时针转动，溢流环向增加方向移动，从而增加了最大燃油喷油量。,（十一）增压补偿器工作原理,第二节 燃油输送和喷射,增压补偿器安装在喷油泵的调速器上方。其膜片和推杆随增压压力的变化做上，下运动。推杆上有个锥形环槽。依靠这个环槽，通过连接销可以转动控制臂。这个可变动的移动量可以转换成张力杆和溢流环的移动量（喷油量）。,(3) 当增压压力过高时： 正常情况下，只在“C”和“D”区域内进行控制。如果增压压力升至图中截点以上，则连接销被推杆的锥形环槽的“B”部分推回至左边，减小最大燃油喷油量。这样可防止因故障原因使增压压力上升过高。,学习情境,下图为机械控制分配泵，请思考如何改进为电

20、子控制分配泵？,（一）电控分配泵概述,第三节 分配泵电控燃油喷射系统,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。,（二）电控VE泵分类,第三节 分配泵电控燃油喷射系统,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。,1.轴向压缩式分配泵的内部构造,第三节 分配泵电控燃油喷射系统,（二）电控VE泵分类,1.轴向压缩式分配泵的内部构造,第三节 分配泵电控燃油喷射系统,（二）电控VE泵分类,2.径向柱塞型泵的内部构造,第三节 分配泵电控燃油喷射系统,（二）电控VE泵分类,1=滑片式输油泵2=转角

21、传感器3=分配转塞 4=分配套筒5=油泵 ECU5 6=高压电磁阀 7=喷油起始控制电磁阀 8=正时活塞9=凸轮环10=驱动轴,2.径向柱塞型泵的内部构造,第三节 分配泵电控燃油喷射系统,（二）电控VE泵分类,1=从膜片腔过来的燃油 2=高压电磁阀 3=径向柱塞高压泵4=滚子 5=柱塞 6=凸轮环,2.径向柱塞型泵的内部构造,第三节 分配泵电控燃油喷射系统,（二）电控VE泵分类,2.径向柱塞型泵的内部构造,第三节 分配泵电控燃油喷射系统,（二）电控VE泵分类,（三）分配泵喷油量位置控制系统,第三节 分配泵电控燃油喷射系统,1.供油量控制利用电子调速器调节油量控制滑套位置。电子调速器有转子螺线管

22、型和螺线管型两种。,1-螺线管2-回位弹簧3-电枢4-滑套位置传感器5-控制臂6-滑套,螺线管型电子调速器,转子螺线管型电子调速器,（三）分配泵喷油量位置控制系统,第三节 分配泵电控燃油喷射系统,1.供油量控制转子螺线管型电子调速器工作原理：,2-定子；3-转子轴；6-线圈；7-回位弹簧,（三）分配泵喷油量位置控制系统,第三节 分配泵电控燃油喷射系统,1.供油量控制转子螺线管型电子调速器喷油量的控制方式 ：,第三节 分配泵电控燃油喷射系统,1.供油量控制螺线管型电子调速器工作原理：,（三）分配泵喷油量位置控制系统,第三节 分配泵电控燃油喷射系统,1.供油量控制螺线管型电子调速器工作原理：,（三

23、）分配泵喷油量位置控制系统,第三节 分配泵电控燃油喷射系统,2.供油正时控制利用电磁阀控制正时活塞两侧油压。利用正时活塞位置传感器实现闭环控制。,（三）分配泵喷油量位置控制系统,第三节 分配泵电控燃油喷射系统,1.普通型喷油量控制阀 用于轴向柱塞型泵 2.直接作用型喷油量控制阀 用于高压情况下的径向柱塞型,（四）分配泵时间控制系统,第三节 分配泵电控燃油喷射系统,轴向柱塞型泵和时间控制工作原理：进油行程：阀关闭柱塞左移燃油吸进燃烧室。喷射：阀关闭柱塞右移，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：阀打开由于燃油释放，压力降低喷射结束。达到燃油切断条件时，阀始终打开，压力不

24、变。,（四）分配泵时间控制系统,第三节 分配泵电控燃油喷射系统,3.普通型阀工作原理正常情况下：电流通过线圈，导向阀向下正常关闭。由于来自阀内的压力高于阀外， 油压和弹簧力也导致主阀关闭通道“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。导向阀被导向弹簧上推，通道“B” 被打开。从而，主阀的压力降低。结果，主阀上升，通道“A”被打开。,（四）分配泵时间控制系统,主弹簧,第三节 分配泵电控燃油喷射系统,3.普通型阀控制原理,（四）分配泵时间控制系统,第三节 分配泵电控燃油喷射系统,4.直接作用型阀工作原理正常情况下：电流通过线圈，滑阀向下运动直接关闭燃

25、油通道“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。滑阀被弹簧上推，来自通道“A”的燃油推动导向阀上移，通道“B” 被打开。从而，泄压。,（四）分配泵时间控制系统,线圈,滑阀,弹簧,A,B,导向阀,第三节 分配泵电控燃油喷射系统,5.喷油量控制原理图,（四）分配泵时间控制系统,第三节 分配泵电控燃油喷射系统,（四）分配泵时间控制系统,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

26、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。,第三节 分配泵电控燃油喷射系统,（四）分配泵时间控制系统,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。,早期：与采用“位置控制”方式的分配泵

27、相同，保留了供油提前角自动调节器。共同点：供油的开始时刻取决于分配泵驱动装置中滚轮架与端面凸轮的相对位置。不同点：供油结束时刻的控制方式不同。位置控制：供油结束时刻取决于供油量控制滑套的位置。时间控制：供油结束时刻取决于高速电磁阀的开启时刻。后期：“时间控制”方式的分配泵中，取消了供油提起角自动调节器，完全用高速电磁阀的关闭和开启时刻来控制供油的开始和结束时刻，真正实现了供油正时的“时间控制”。,第四节 分配泵总结,（一）供油时间比较,第四节 分配泵总结,（二）分配式喷油泵与直列柱塞式喷油泵,分配式喷油泵与直列柱塞式喷油泵相比，有如下特点：1）分配泵结构紧凑，零件数目少，体积小，重量轻，调速器

28、与供油提前角自动提前器均装在泵体内；2）分配泵凸轮升程小，有利于适应高速柴油机的要求；3）仅需一副柱塞偶件，因此容易保证各缸供油均匀性、供油定时一致性的要求；4）分配泵运动件靠泵体内的柴油润滑和冷却，因此，对柴油的清洁度要求很高，发动机长时间大负荷工作时柴油温度很高，柱塞容易咬死；5）对多缸机而言，油泵凸轮轴旋转一周，柱塞往复运动几次，线速度很高，柱塞容易咬死。总之，分配式喷油泵对柴油的品质要求很高，不允许有水分。,1、直列柱塞泵与轴向柱塞式分配泵的区别？2、径向柱塞式分配泵与轴向柱塞式分配泵主要区别？3、直列柱塞泵“位置控制系统”的供油量和供油正时控制是如何实现的？4、轴向柱塞式分配泵“位置控制系统”和“时间控制系统”的供油量和供油正时控制是如何实现的，与传统的供油量控制有何区别？5、位置控制系统和时间控制系统的区别？,结合所学知识思考下列问题？,小 结,1.分配泵系统简介2.燃油输送和喷射3.分配泵电控燃油喷射系统,舞台可以简陋，演出必须精彩；岗位可以平凡，追求务求崇高。,谢谢！Thank you for your attention!,