電控單體泵發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)（FEUP）研發(fā)部電氣電控室2015.82主要內(nèi)容一、電控單體泵系統(tǒng)的概述二、電控單體泵系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理三、電控單體泵系統(tǒng)的故障維修3一、電控單體泵系統(tǒng)的概述4隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，環(huán)境問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)重，國(guó)家法規(guī)對(duì)于汽車尾氣的排放要求也越來(lái)越嚴(yán)格。由于發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制技術(shù)能有效降低排放和噪音，和在改善發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性方面的優(yōu)勢(shì)，電控技術(shù)已經(jīng)越來(lái)越多的應(yīng)用到發(fā)動(dòng)機(jī)上。

目前，國(guó)內(nèi)常用的柴油機(jī)電控系統(tǒng)主要有高壓共軌系統(tǒng)和電控單體泵系統(tǒng)。我公司系統(tǒng)匹配如下：BOSCH高壓共軌系統(tǒng)：錫柴6DF、6DL、6DM，濰柴等FEUP電控單體泵系統(tǒng)：DEUTZBF6M等5單體泵系統(tǒng)框圖6電控單體泵電控單體泵供油系統(tǒng)，顧名思義，它的供油系統(tǒng)的核心部件噴油泵是單體的，單個(gè)的。與傳統(tǒng)的機(jī)械式噴油泵相比，在結(jié)構(gòu)形式上主要有兩點(diǎn)不同：

一是每個(gè)油泵都是獨(dú)立的，分別安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體上，對(duì)應(yīng)每一氣缸在氣缸體上有安裝單體泵的孔，六缸柴油機(jī)就有六個(gè)單體泵，（四缸柴油機(jī)就有四個(gè)單體泵），這六個(gè)單體泵是由整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的凸輪軸來(lái)驅(qū)動(dòng)，也就是說(shuō)單體泵一般作為整體部件裝在柴油機(jī)的氣缸體上，由配氣凸輪軸上的噴射凸輪驅(qū)動(dòng)。而傳統(tǒng)的六缸柴油機(jī)的機(jī)械式噴油泵是布置在整機(jī)缸體的外側(cè)，通過(guò)外部托架固定在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體上，在噴油泵泵體內(nèi)，有一根凸輪軸，專門(mén)驅(qū)動(dòng)六套柱塞，通常稱作一臺(tái)噴油泵。7第二點(diǎn)不同是電控單體泵的上部有電磁閥，電磁閥能夠按照特性圖譜的數(shù)據(jù)精確地控制噴射正時(shí)及噴油時(shí)間。最早一汽集團(tuán)公司（FAW）將德?tīng)柛５碾娍貑误w泵（EUP）集成（Integration）為FEUPI，即直列式電控合成單體泵，這種燃油噴射系統(tǒng)，使一汽集團(tuán)生產(chǎn)的柴油機(jī)達(dá)到歐III排放，順利實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的升級(jí)換代。后來(lái)用國(guó)產(chǎn)的電控單體泵代替了進(jìn)口德?tīng)柛５模瑸榱思右詤^(qū)分，縮寫(xiě)為FEUP。EUPFEUPE-electricalU-unitP-pumpFEUP的由來(lái)8目前采用合成式單體泵的發(fā)動(dòng)機(jī)較少，F(xiàn)EUP也僅代表了所采用的電控系統(tǒng)。9二、電控單體泵系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理10◆單體泵系統(tǒng)電控框圖11◆燃油回路圖12電控單體泵系統(tǒng)組成：控制單元（ECU）執(zhí)行裝置（電控單體泵）傳感器ECU通過(guò)各種傳感器和開(kāi)關(guān)，采集到發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前的工作狀態(tài)信息，進(jìn)行分析計(jì)算并按此狀態(tài)下事先標(biāo)定好的最佳工作參數(shù)表，控制發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油量、噴油時(shí)刻及噴油壓力，從而調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)，達(dá)到省油、高效、低排放的目的。131、傳感器曲軸轉(zhuǎn)速傳感器凸輪軸轉(zhuǎn)速傳感器進(jìn)氣壓力溫度傳感器水溫傳感器機(jī)油壓力傳感器電子油門(mén)踏板（位置傳感器）電控單體泵系統(tǒng)的傳感器主要由以下幾種：14◆曲軸轉(zhuǎn)速傳感器注意：安裝間隙：（1.0±0.5）mm在轉(zhuǎn)速傳感器附近，不能放置磁電設(shè)備或大電流電線區(qū)別于BOSCH系統(tǒng)，F(xiàn)EUP系統(tǒng)的曲軸轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)是霍爾式的。15◆曲軸轉(zhuǎn)速傳感器作用：該傳感器可以確定活塞上止點(diǎn)位置，同時(shí)測(cè)量曲軸的轉(zhuǎn)速。信號(hào)產(chǎn)生：飛輪外端面360范圍內(nèi)按6度間隔打58個(gè)孔，剩下2孔未打形成間隙，作為判斷活塞上止點(diǎn)的依據(jù)。傳感器中的磁通量隨著通過(guò)的孔與間隙而變化，產(chǎn)生正弦交流電壓，其波幅隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速而變化。設(shè)定間隙到傳感器位置的角度，可確定一缸上止點(diǎn)。結(jié)合凸輪軸傳感器正時(shí)凸輪，確定一缸發(fā)火上止點(diǎn)。16◆凸輪軸轉(zhuǎn)速傳感器17◆凸輪軸轉(zhuǎn)速傳感器

原理：霍爾效應(yīng)，凸輪軸上安裝著一個(gè)用鐵磁性材料制成的輪，有6+1個(gè)齒，它隨著凸輪軸旋轉(zhuǎn)。當(dāng)這個(gè)齒經(jīng)過(guò)凸輪軸傳感器的半導(dǎo)體膜片的時(shí)候，它的磁場(chǎng)就會(huì)使半導(dǎo)體膜片中的電子以垂直于流過(guò)膜片的電流的方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)，既而產(chǎn)生一個(gè)短促的電壓信號(hào)（霍爾電壓）。作用：用于判斷發(fā)動(dòng)機(jī)第1缸壓縮上止點(diǎn)的到來(lái)時(shí)刻，作為噴油的基準(zhǔn)信號(hào)；另在曲軸轉(zhuǎn)速傳感器故障時(shí)可以維持發(fā)動(dòng)機(jī)跛行功能。18◆判缸過(guò)程ECU根據(jù)電控柴油機(jī)曲軸信號(hào)盤(pán)與凸輪軸信號(hào)盤(pán)的相位關(guān)系判斷柴油機(jī)運(yùn)行的角度相位（也稱判缸），并計(jì)算柴油機(jī)轉(zhuǎn)速，僅在判缸成功后才能開(kāi)始噴油。19◆起動(dòng)模式

A、正常模式（曲軸/凸輪軸傳感器均正常）在起動(dòng)過(guò)程中，曲軸信號(hào)與凸輪軸信號(hào)均正常時(shí)，ECU結(jié)合曲軸缺齒判斷與凸輪軸多齒判斷進(jìn)行判缸。判缸過(guò)程迅速、可靠。B、后備模式1（僅有凸輪軸傳感器）在起動(dòng)過(guò)程中，僅有凸輪軸信號(hào)時(shí)，ECU通過(guò)檢測(cè)判缸齒（第一缸前的多余齒）確定當(dāng)前柴油機(jī)的正確相位，從而按照正確的噴油時(shí)序噴射。C、后備模式2（僅有曲軸傳感器）在起動(dòng)過(guò)程中，僅有曲軸信號(hào)時(shí)，當(dāng)ECU檢測(cè)到一個(gè)缺齒時(shí)，猜測(cè)柴油機(jī)此時(shí)處于第一缸上止點(diǎn)前，按照此假定的角度相位，以1-5-3-6-2-4的噴油時(shí)序持續(xù)一定次數(shù)的噴射，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速超過(guò)一定閾值時(shí)，可以判斷此相位正確，從而判缸成功；若沒(méi)有轉(zhuǎn)速升高的著火跡象，則重新假定一相位噴油以判缸。20◆進(jìn)氣溫度及壓力傳感器

功能：檢測(cè)進(jìn)氣的溫度與壓力，檢測(cè)進(jìn)氣的壓力就是檢測(cè)進(jìn)氣量的多少，避免碳煙的生成，在較低的進(jìn)氣量時(shí)限制噴油量。21◆進(jìn)氣壓力測(cè)量范圍：50-400KPa（絕壓）Uout=（0.8*P-5)*Us/350供電電壓：5.0±0.25V響應(yīng)時(shí)間：<1ms鉗位電壓：0.3±0.05V（低）

4.8±0.05（高）◆進(jìn)氣溫度測(cè)量范圍：40/130°C電阻（Ω）22◆水溫傳感器特性：高靈敏度NTC工作電壓：5±0.15V（ECU提供）額定電阻：在20°C2.5kΩ±6%在100°C0.186kΩ±2%電阻（Ω）溫度（°C）23◆機(jī)油壓力傳感器特性：供電電壓：5.0±0.1V測(cè)量范圍：0~128Psig(0~885.2KPa)綜合精度_：±2%F.SVout=（0.625*Psig+10）*Us/10024◆電子油門(mén)踏板駕駛員的加速信號(hào)由加速踏板傳感器探測(cè)記錄并傳輸給ECU，在傳感器中電位計(jì)上形成的電壓是加速踏板設(shè)定值的函數(shù)，通過(guò)特征曲線可計(jì)算出該電壓下的踏板位置。根據(jù)踏板位置及系統(tǒng)設(shè)定的駕駛特性MAP圖即可計(jì)算出所需扭矩，再由扭矩-油量轉(zhuǎn)換MAP圖來(lái)計(jì)算噴油量。252、控制單元（ECU）控制單元（ECU）是控制系統(tǒng)的核心，由硬件電路和控制軟件組成，負(fù)責(zé)信息的采集、處理、計(jì)算和執(zhí)行。通過(guò)傳感器、開(kāi)關(guān)等采集的信息不斷的檢查發(fā)動(dòng)機(jī)等的狀態(tài)，計(jì)算符合條件的燃油噴射量及相關(guān)控制等，執(zhí)行噴油與控制執(zhí)行器的動(dòng)作等，使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在最佳狀態(tài)；具有診斷功能，及時(shí)的發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障并報(bào)警。26控制單元（ECU）可以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)控制和整車控制的功能。發(fā)動(dòng)機(jī)控制功能：發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)，停機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速控制，冷機(jī)時(shí)提高怠速發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩和轉(zhuǎn)速的控制發(fā)動(dòng)機(jī)的保護(hù)，比如根據(jù)水溫限制發(fā)動(dòng)機(jī)的功率等整車控制功能：PTO功能；最大車速限制功能；排氣制動(dòng)功能；CAN通訊功能；自動(dòng)巡航；手油門(mén)等。27ECU針腳圖283、電控單體泵電控單體泵的主要功能是，在發(fā)動(dòng)機(jī)各種工況下，按照整機(jī)要求定時(shí)、定量供給高壓燃油，使各缸能夠正常工作，發(fā)出要求的功率、扭矩，同時(shí)滿足排放標(biāo)準(zhǔn)。它對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，工作可靠性和耐久性起到至關(guān)重要的作用，是燃油供給系統(tǒng)的核心部件。29電控單體泵的結(jié)構(gòu)30單體泵工作原理電控單體泵安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體上，由發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣凸輪軸上的噴射凸輪通過(guò)挺柱總成驅(qū)動(dòng)柱塞，挺柱壓縮柱塞彈簧.凸輪上行過(guò)程，壓縮柱塞彈簧，凸輪下行過(guò)程，柱塞彈簧釋放，凸輪連續(xù)旋轉(zhuǎn),使柱塞做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。電控單體泵噴射系統(tǒng)的工作過(guò)程如下：高速電磁閥設(shè)在單體泵的儲(chǔ)油端，電磁閥斷電時(shí)，回油道打開(kāi)，單體泵內(nèi)的柱塞即使已開(kāi)始泵油，也不能建立高壓，只有當(dāng)電磁閥通電，回油油道關(guān)閉，油壓才迅速升高；高壓燃油經(jīng)過(guò)一段很短的高壓油管進(jìn)入噴油器使其噴油。電磁閥斷電時(shí)，回油油道打開(kāi)，迅速溢流卸壓，噴油停止。電磁閥通電的持續(xù)時(shí)間決定了循環(huán)供油量。31噴油斷油32機(jī)械式噴油泵EUP電控單體泵與機(jī)械式噴油泵相比，電控單體泵的主要改進(jìn)：1、增加電磁閥控制的溢流閥部件2、柱塞取消斜槽等油量調(diào)整結(jié)構(gòu)33噴油器噴油器結(jié)構(gòu)噴油器的主要功能是將單體泵提供的高壓燃油以一定的空間分布，霧狀噴入發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室，以便燃油與空氣形成有利于燃燒的可燃混合氣。它是燃油供給系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。噴油器結(jié)構(gòu)如圖所示，在結(jié)構(gòu)上無(wú)回油管，可以避免回油管斷裂、不密封的弊端。工作過(guò)程：燃油經(jīng)電控單體泵加壓后，由高壓油管輸送到噴油器進(jìn)油端，經(jīng)噴油器濾芯孔、進(jìn)油道到達(dá)噴油嘴偶件，當(dāng)壓力室內(nèi)達(dá)到220bar時(shí)，高壓燃油使軸針抬起，燃油經(jīng)噴孔噴出。34泵體（CAM-BOX)油溫傳感器電控單體泵低壓輸油泵凸輪軸傳感器壓力潤(rùn)滑機(jī)油進(jìn)油口高壓油泵進(jìn)油口

溢流閥

（OverFlowValve）機(jī)油回油口輸油泵進(jìn)油口輸油泵出油口合成式單體泵35FEUP36三、電控單體泵系統(tǒng)的故障維修37檢測(cè)工具38發(fā)動(dòng)機(jī)故障的檢測(cè)將點(diǎn)火開(kāi)關(guān)由“OFF”檔旋轉(zhuǎn)到“ON”檔的位置，不要起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。這時(shí)儀表盤(pán)上的各種指示燈（包括發(fā)動(dòng)機(jī)故障指示燈）應(yīng)閃爍一次，進(jìn)行自檢，一定時(shí)間后熄滅。如果發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)無(wú)故障，發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈應(yīng)保持熄滅狀態(tài)；如果發(fā)動(dòng)機(jī)故障指