国产长城高压共轨柴油机实验台架设计.doc

目 录 1 引言 1 1.1 设计的目的和意义 1 1.2 研究现状及发展趋势 1 1.3 设计的主要工作 2 2电控高压共轨柴油机的结构与原理 3 2.1电控高压共轨柴油机的结构特点 3 2.1.1电控高压共轨系统的基本组成 3 2.1.2电控高压共轨系统的特点 4 2.1.3共轨喷射特性 5 2.2电控高压共轨柴油机的工作原理 7 2.2.1系统原理 7 2.2.2供油泵 11 2.2.3喷油器 16 3 博世柴油共轨发动机实验台设计方案 18 3.1实验台台架的设计 18 3.2实验台的设计 19 3.2.1实验台架面板图的设计 19 3.2.2 柴油机共轨控制电路图的设计 20 3.3实验台故障控制的设计 21 3.3.1故障设置与消除的设计 21 3.3.2故障分析与设置功能 22 3.3.3传感器信号模拟功能 22 4实验台的使用 23 4.1发动机运转及显示功能 23 4.2使用注意事项 23 结 论 25 参考文献 26 致 谢 27 英文翻译 28 1 引言 1.1 设计的目的和意义 随着汽车保有量的增加，同时也带来了能源的紧张，环境的污染等问题。降低能源消耗和减少废气排放污染，满足节能和排放法规的要求，将是今后汽车工业发展的重中之重，而基于柴油机本身的性能优势，电控柴油机的发展将是解决该问题的一个重要方向。而当今电控柴油汽车技术的发展日新月异，特别是电控柴油高压共轨技术将是电控柴油技术的重要发展方向。对于汽车维修类专业的学生对电控柴油共轨技术的深入了解将是一个必不可少的内容，而在实践教学中，由于在实车上难于设置故障及演示故障现象。因此，使学生理解与学习过程中遇到一定的困难。为了解决该问题，使学生对新兴的电控柴油共轨发动机系统更直观的理解和掌握，本文将特别针对开发设计一台适合实训实验教学使用的高压柴油共轨发动机实验台的原理与设计方案进行一些探讨。同时，介绍高压柴油共轨发动机的基本原理。为制作一台更合理、更实用的教学设备起一定的铺垫作用。另外，与同类产品比较，通过对结构的优化使该实验台更具合理性，无论是在性能指标上还是在耐用程度上都将具有一定的提高。 总之，该实验设备将会以其较强的实践应用价值，在实训实验教学中发挥出它的作用，服务于教学，协助教师获得良好的教学效果，同时使学生获得良好的学习效果。因此，它必将成为实践教学中不可缺少的实验实训设备，广泛的应用于我们的教学当中。希望该设计方案的研究结果会为实验台的制作能够起到一定的作用。 1.2 研究现状及发展趋势 我国对现代柴油机电控技术的研究和开发尚处于起步阶段，目前还主要集中在对柴油机电控喷射系统的研究与开发上。 图 2-1 燃油供给系统构成框图 (1)电控系统: 电控系统可分成三大部分：传感器、发动机电控单元和执行器。发动机电控单元是电控共轨燃油系统的核心部分。根据各个传感器的信息，发动机电控单元计算出喷油时间和最合适的喷油量，并且计算出在什么时刻，在多长时间范围内向喷油器发出开启电磁阀或关闭电磁阀的指令等，从而精确控制发动机的工作过程。 ECU的输入是安装在车辆和发动机上的各种传感器和开关，ECU的输出是送往各个执行机构的电子信息。电子控制系统的框图，如图2-2所示 图2-2高压共轨系统的电子控制框图 (2)燃料供给系统: 燃料供给系统的主要组成部分如图2-3所示。由图可见，燃油供给系统的主要构成是供油泵、共轨和喷油器等。 燃油供给系统的基本工作原理是：供油泵将燃油加压成高压，供入共轨内；共轨实际上是一种燃油分配管。储存在共轨内的燃油在适当的时刻通过喷油器喷入发动机气缸内。电控共轨系统中的喷油器是一种由电磁阀控制的喷油阀，电磁阀的开启和关闭由计算机控制。 图2-3燃油供给系统的组成 2.1.2电控高压共轨系统的特点 （1）自由调节喷油压力（共轨压力）：利用共轨压力传感器测量共轨内的燃油 压力，从而调整供油泵的供油量、控制共轨压力。共轨压力就是喷油压力。此外，还可以根据发动机转速、喷油量的大小与设定了的最佳值（指令值）始终一致地进行反馈控制。 （2）自由调节喷油量：以发动机的转速及油门开度信息等为基础，由计算机 计算出最佳喷油量，通过控制喷油器电磁阀的通电、断电时刻直接控制喷油参数。 （3）自由调节喷油形状：根据发动机用途的需要，设置并控制喷油形状：预喷射、后喷射、多段喷射等。 （4）自由调节喷油时间：根据发动机的转速和负荷等参数，计算出最佳喷油时间，并控制电控喷油器在适当的时刻开启，在适当的时刻关闭等，从而准确控制喷油时间。 在电控共轨系统中，由各种传感器，如发动机转速传感器、油门开度传感器、温度传感器等。实时检测出发动机的实际运行状态，由微型计算机根据预先设计的计算程序进行计算后，定出适合于该运行状态