微機控制式捷達SDI（1.9L）電控柴油噴射系統(tǒng)測控試驗臺電路設(shè)計畢業(yè)論文.doc

微機控制式捷達SDI（1.9L）電控柴油噴射系統(tǒng)測控試驗臺電路設(shè)計南京林業(yè)大學應(yīng)用技術(shù)學院交通運輸（汽車運用工程）第1頁共31頁前言21世紀是綠色柴油機的時代，傳統(tǒng)的燃油系統(tǒng)已經(jīng)不能適應(yīng)柴油機技術(shù)發(fā)展的需要，柴油機電控系統(tǒng)是必然之選。到目前為止，世界上已經(jīng)有許多發(fā)達國家已經(jīng)研究并產(chǎn)生了很多功能各異的柴油機電控系統(tǒng)。柴油機電子控制的內(nèi)容已經(jīng)由當初的燃油噴射系統(tǒng)單一控制，逐步發(fā)展到了柴油機各個系統(tǒng)控制，如可變氣門驅(qū)動系統(tǒng)、可變進氣渦輪控制系統(tǒng)等。21世紀柴油機電子控制技術(shù)將進入發(fā)展的鼎盛時期。目前我國生產(chǎn)的捷達、寶來、和奧迪A6轎車等已經(jīng)采用了柴油機電控技術(shù)，其中很多技術(shù)處于世界先進水平，如共軌高壓噴射技術(shù)、泵噴嘴技術(shù)等。正因為電控柴油噴射技術(shù)有了如此大的發(fā)展，我們才更應(yīng)該再認真的學習一下電控柴油噴射系統(tǒng)的一些知識，本論文就是以捷達汽車為例，設(shè)計了捷達汽車的電控柴油噴射系統(tǒng)測控試驗臺，這種設(shè)備采用微機控制，分為試驗臺主體部分，控制柜和顯示板三部分，通過對信號的采集、控制和顯示，可以使我們更好的了解電控柴油噴射系統(tǒng)的性能。這種試驗臺的最主要優(yōu)點是微機控制，這不僅可以使我們進行遠程控制，而且還節(jié)省了成本，并減小了電控噴射系統(tǒng)試驗臺的體積，觀察檢測方便，實用性強，優(yōu)化教學，操作方便，可靠性高。當然，由于時間倉促，不可避免的還有許多缺點和不足，也請各位老師給與批評和指正！微機控制式捷達SDI（1.9L）電控柴油噴射系統(tǒng)測控試驗臺電路設(shè)計南京林業(yè)大學應(yīng)用技術(shù)學院交通運輸（汽車運用工程）第2頁共31頁第一章電控柴油噴射系統(tǒng)概述與現(xiàn)代汽車汽油機電控技術(shù)的發(fā)展背景一樣，即面對無法回避的局部和全球性的環(huán)境和能源問題，現(xiàn)代汽車柴油機不得不采用和發(fā)展電子控制系統(tǒng)，以便保持汽車柴油機的可持續(xù)發(fā)展，更充分發(fā)揮柴油機固有的優(yōu)點(低油耗和低CO2排放)。在保持柴油機卓越的燃油經(jīng)濟性的同時，要想滿足越來越嚴格的排放法規(guī)，除了降低潤滑油消耗、優(yōu)化渦輪增壓技術(shù)和使用先進的廢氣后處理系統(tǒng)外，最主要還需進一步改善柴油機的燃燒過程。而噴油系統(tǒng)性能是影響柴油機燃燒過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，利用微機電控技術(shù)改進燃燒過程應(yīng)用了很多新技術(shù)，有的新技術(shù)雖然與電控技術(shù)沒有直接的關(guān)聯(lián)，但由于改善了整機性能，仍然與電控技術(shù)有間接的聯(lián)系。1.1概述1.1.1國外電控柴油噴射系統(tǒng)發(fā)展的動態(tài)和趨勢電控柴油噴射系統(tǒng)有二大類，一類是位置控制，一類是時間控制。從發(fā)展的順序上講，首先發(fā)展的是位置控制系統(tǒng)。因此.日本人稱它為第一代電控系統(tǒng)，而把時間控制系統(tǒng)稱為第二代。位置控制系統(tǒng)的特點是不僅保留了傳統(tǒng)的泵一管一嘴系統(tǒng)，而且還保留了原噴油泵中的齒條、滑套、柱塞上控制斜槽等控制油量的機械傳動機構(gòu)，只是對齒條或滑套的運動位置予以電子控制。（一）卡特彼勒HEUT公共軌道系統(tǒng)HEUT(Hydraulicallyactuated，Electronicallycon-trolledUnitnjection系統(tǒng)山5部分組成：液壓制動整體式噴油器；柴油泵；軌道壓力控制閥；電子控制組件(ECM)；機油泵。該系統(tǒng)的主要特性為時基噴油和噴油壓力控制。這種電子與液壓技術(shù)的結(jié)合使得燃油系統(tǒng)的工作不受發(fā)動機轉(zhuǎn)速的制約，并可在各種發(fā)動機工況下保持較高而且穩(wěn)定的噴油壓力.HEUI系統(tǒng)的噴油壓力.日前可達150MPa。該系統(tǒng)還具有噴油比率成形功能。即可對初始供油期、著火延遲期及主噴油期的供油量進行優(yōu)化控制。改善放熱率并有助于實現(xiàn)低排放和低噪聲。（二）日本電裝公司ECD-U2蓄壓共軌系統(tǒng)控制噴射壓力的方法有兩種，一種是對噴射壓力直接控制；另一種是結(jié)合控制噴油速率的間接控制。在共軌式電控噴射系統(tǒng)中，通過調(diào)節(jié)共軌中的高壓控制油的壓力可以對噴微機控制式捷達SDI（1.9L）電控柴油噴射系統(tǒng)測控試驗臺電路設(shè)計南京林業(yè)大學應(yīng)用技術(shù)學院交通運輸（汽車運用工程）第3頁共31頁射壓力實現(xiàn)直接控制。在日木電裝公司研制的高壓共軌式電控噴射系統(tǒng)ECD-U2中，共軌壓力可以通過反饋控制保持在預定值，而共軌壓力預定值可以根據(jù)發(fā)動機的工作負荷和轉(zhuǎn)速進行調(diào)節(jié)。共軌中的燃油直接進入噴油嘴，這樣調(diào)節(jié)共軌壓力可直接控制燃油的噴射壓力。所以該共軌式電控噴射系統(tǒng)對噴射壓力的控制具有較大的靈活性，可以依照不同的工況要求噴射壓力的柔性控制。（三）電控蓄壓式噴油系統(tǒng)電控蓄壓式噴油系統(tǒng)，由供油系統(tǒng)、電控噴油器、電子控制器ECD和傳感器等部分組成。供油系統(tǒng)是該裝置的供油壓力源。電控壓力調(diào)節(jié)器采用閉環(huán)控制，以保證供油壓力的精度。油泵向系統(tǒng)連續(xù)供油，而控制器根據(jù)柴油機工況的要求，向電控壓力調(diào)節(jié)器發(fā)出指令要求不同的供油壓力。電子調(diào)節(jié)器則控制旁通油量，并根據(jù)壓力傳感器的反饋信號來調(diào)節(jié)供油壓力，以滿足要求。因此電控壓力調(diào)節(jié)器控制和決定了噴油器每循環(huán)的噴油量，這樣就電控了噴油器供油油壓和油量。日木三菱公司日前正積極開發(fā)研制蓄壓器式泵噴嘴燃油噴射系統(tǒng)。該蓄壓式噴油系統(tǒng)為全液壓無機械凸輪執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計，從而使噴油特性完全不受發(fā)動機工作轉(zhuǎn)速的影響，并可以在整個發(fā)動機工作轉(zhuǎn)速和負荷范圍內(nèi)實現(xiàn)噴油和燃燒特性的優(yōu)化匹配。其最高噴射壓力可達100MPa。1.1.2國內(nèi)柴油噴射電控系統(tǒng)的發(fā)展中國的傳統(tǒng)柴油柴油噴射在電控技術(shù)上與國外差距較大，在電控技術(shù)方面幾乎處于空白狀態(tài)在一個很長的時期，中國的車用柴油機行業(yè)很難接近世界一流的電噴技術(shù)，某些國外公司在這方面曾設(shè)定了很高的門坎。國內(nèi)車用柴油機行業(yè)已有這樣的共識，國I時增壓技術(shù)時代，國II是中冷技術(shù)時代，國III則是電噴技術(shù)時代國III排放法規(guī)實施時期的臨近正促使國內(nèi)車用柴油機行業(yè)加速產(chǎn)品電控化的開發(fā)進程，各主要企業(yè)都已推出或?qū)⒁瞥雠鋫潆妵娂夹g(shù)的柴油機產(chǎn)品，因為對電噴技術(shù)的選擇則取決與柴油機產(chǎn)品本身有關(guān)的一些因素。我國對現(xiàn)代柴油柴油噴射電控技術(shù)的研究和開發(fā)尚處于起步階段，目前還主要集中在對柴油機電控噴射系統(tǒng)的研究與開發(fā)上。但隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，對環(huán)保的要求越來越高，柴油柴油噴射電控系統(tǒng)的研究和相應(yīng)產(chǎn)品的開發(fā)必將成為我國汽車柴油機技術(shù)領(lǐng)域中的一個熱點，這將大大促進我國汽車柴油機產(chǎn)品的更新?lián)Q代，為在未來不長的時期里參與國際競爭奠定堅實的基礎(chǔ)。微機控制式捷達SDI（1.9L）電控柴油噴射系統(tǒng)測控試驗臺電路設(shè)計南京林業(yè)大學應(yīng)用技術(shù)學院交通運輸（汽車運用工程）第4頁共31頁柴油機電控技術(shù)的發(fā)展始于70年代，目前發(fā)達國家已從實驗開發(fā)階段進入產(chǎn)品推廣階段，美、英、日、德等國均已有較成熟的柴油機電控產(chǎn)品投入市場。電子技術(shù)的發(fā)展，已使柴油機從傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品發(fā)展為機電一體化技術(shù)密集型產(chǎn)品，隨著我國柴油機經(jīng)濟性和排放指標的日益嚴格要求，電控技術(shù)也將在我國柴油機產(chǎn)品中有選擇地得到應(yīng)用，其中最主要、最基本的發(fā)展方向是對柴油機的噴油系統(tǒng)進行電子控制。a)轉(zhuǎn)速控制采用電子調(diào)速器代替機械式調(diào)速器，只要通過更換軟件即可輕易變動其調(diào)速特性，也能輕易地在全程式和二極式之間轉(zhuǎn)換。由于電子調(diào)速器中沒有飛球等零件，因而對機械振動的敏感性比機械式調(diào)速器小得多。b)各轉(zhuǎn)速下最大噴油量的控制電子控制裝置可以通過各種傳感器把柴油機的進氣壓力和溫度、冷卻水壓力和溫度、潤滑油壓力和溫度、渦輪增壓器的出口壓力和流量等運轉(zhuǎn)參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，輸入電控裝置后，就可以根據(jù)柴油機的運行工況，控制各轉(zhuǎn)速下的最大供油量。c)噴油定時的電子控制傳統(tǒng)的噴油提前角自動調(diào)節(jié)器都是機械離心式的，通過飛塊旋轉(zhuǎn)時離心力與彈簧力之間的平衡，使噴油提前角隨轉(zhuǎn)速而改變。這種噴油定時控制函數(shù)只有轉(zhuǎn)速一個自變量，這樣一種控制函數(shù)很難跟柴油機噴油提前角與轉(zhuǎn)速之間最優(yōu)化函數(shù)關(guān)系相一致，而且，一個轉(zhuǎn)速下的最佳噴油提前角還與柴油機的負荷有關(guān)。采用電子控制的噴油定時裝置，可以使這兩個間題同時得到解決。1.2柴油機電控噴油系統(tǒng)的組成和分類1.2.1柴油機電控噴油系統(tǒng)的組成柴油機電控系統(tǒng)由傳感器、執(zhí)行器和發(fā)動機電控單元（ECU）組成。傳感器檢測出發(fā)動機或噴油泵本身的運行狀態(tài)；發(fā)動機電控