柴油机电控技术发展历程
柴油机电控技术的优点
柴油机电控技术的优点
➢改善柴油机的经济性和排放 ➢提高发动机的工作可靠性 ➢响应快、控制精度高 ➢控制策略灵活
第二部分 电控单体组合泵
➢电控单体组合泵系统的组成及特点 ➢电控单体组合泵系统的工作原理 ➢电控单体组合泵一些注意事项
电控单体泵、电控单体组合泵
标准
I
美国阶段 II
III
III
欧洲
IV
V
日本
新短期 新长期
实施时间
1998 2004 2007 2000 2005 2008 2000 2005
NOX（g/kw·h） PM（g/kw·h）
5.4 2.7 1.58 5.0 3.5 2.0 4.5 3.38
0.13 0.13 0.014 0.10 0.02 0.02 0.49 0.18
国Ⅲ标准介绍
国Ⅲ标准介绍
国Ⅲ排放标准
• 我国从上世纪末提出了等同采用欧洲排放标准 • 根据2005年5月30日发布的中国排放标准GB17691-2005《车用压
燃式、气体点燃式发动机与汽车排气污染物限值及测量方法（中国 Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ阶段）》替代GB17691-2001标准）明确规定第Ⅲ、Ⅳ、 Ⅴ阶段标准执行时间
电控泵喷嘴 EU1
2000-2400bar
中、重型柴油 顶置凸轮轴
机
+摇臂
电控泵 嘴合一
VOLVO， SCANIA
集成电控单 体FEUP
1600-1800bar
轻、中、重型 柴油机
油泵传动轴
电控泵+ 机械嘴
4DW、4DX 玉柴YC6L
发动机排放达到国Ⅲ标准所采用方法
采用满足国Ⅲ要求柴油、机油
柴油（EN590）：
• 喷油控制精度高。最小喷油量控制精度为3mm3/循环，是机械控制的 1/3以下；最大循环供油量为300mm3/循环；
• 响应速度快。喷油正时的控制精度高于0.1℃A（曲轴转角），是机械控 制的5倍以上，电磁阀响应时间0.4ms以内；
• 电控系统与柴油机匹配方便快捷，具有在平衡控制，故障诊断功能；工 况适应性广，在发动机不同运行工况下，根据策略采取相应的MAP图， 能实现各工况性能的优化，最终实现柴油机整体性能的最优化；
项目
欧Ⅰ
EN590-1993
十六烷值≮
49
硫含量 ppm≯
2000
机油（API） ：
欧Ⅱ EN590-
1999 49
500
欧Ⅲ EN590-2000
51 350
欧Ⅳ EN590-2005
51 50
项目 等级
欧Ⅰ CD（CE）
欧Ⅱ CF-4
欧Ⅲ CH-4
欧Ⅳ CI-4
发动机排放达到国Ⅲ标准所采用方法
柴油机电控技术发展历程
第一代柴油机电控燃油喷射系 统——位置控制式。这种系统的主 要特点是保留了大部分传统的燃油 系统部件，如喷油泵－高压油管－ 喷油嘴系统和喷油泵中齿条、齿圈、 滑套、柱塞上的螺旋槽等零件，只 是用电子伺服机构代替机械式调速 器来控制供油滑套或燃油齿条的位 置，使得供油量的调整更为灵敏和 精确。
Bosch电控共轨，四 气门
Delphi单体泵和单体 合成泵，四气门
➢柴油机电控技术的发展历程及优点
柴油机电控技术的出现是一个必然趋势
由于石油能源危机及严重的环境污染，对柴油这一主要 移动式动力装置的燃油经济性和排放指标，提出了几乎是 十分苛刻的要求所导致的。 单片微型计算机的出现，大大地促进了柴油机控制系统 的更新换代，使柴油机电子控制技术的出现与发展成为必 然趋势。
➢带有冷却装置的排气再循环系统（可选） ➢可选装催化转化器和颗粒捕捉器等后处理装置（可 选）
发动机排放达到国Ⅲ标准所采用方法
高且精准的燃油喷射系统
由于国Ⅲ排放需要通过严格控制气缸内的燃烧放热规律来达到排放指标， 这就要求严格控制燃油系统在柴油机的不同工况、在每次喷油的过程中严 格按规定油量、规定的供油方式形式进行每一个循环的喷油，毫无疑问这 种精准的喷射决不是目前所用的机械控制的直列泵所能实现的。目前国际 上通行的是采用电调、电控技术。
• 通过优化的匹配标定试验，能使采用本系统的柴油机尾气排放符合当今 严格的排放法规；
• 智能化控制的ECU能对柴油机进行全面监控并与整车电控单元进行通讯， 从而使柴油机运行安全高效、经济性好、排放低；
• 制造工艺相对简单、成本低、产品价格低；
• B10寿命：50万公里。
电控单体组合泵系统基本工作原理
国外大量的试验研究和整机开发经验表明，一个高于1300bar的燃油 喷射压力是欧Ⅲ柴油机的最起码条件，为建立如此高的喷射压力通常采用 的手段有以下几种：
可变预行程电调直列泵（带有TICS结构）； 高品质的分配泵； 每缸独立设置的单体泵； 每缸独立工作的泵喷咀； 把单体泵集成起来的单体组合泵； 电控高压共轨系统。
标准
实施时间
NOX g/kW·h
PM g/kW·h
HC g/kW·h
CO g/kW·h
烟度m-1
国Ⅰ
2000
8.0
0.36
1.1
4.5
Ⅱ
2004
7.0
0.15
1.1
4.0
Ⅲ
2007
5.0
0.10
0.66
2.1
0.8
Ⅳ
2010
3.5
0.02
0.46
1.5
0.5
Ⅴ
2012
2.0
0.02
0.46
1.5
0.5
电控单体泵和电控单体组合泵属于柴油机电控燃油喷射系统— —时间-压力控制式。结合我厂生产特点，下面仅介绍电控单体组
合泵。
电控单体组合泵柴油机电控燃油喷射系统由冷却水温传感器、中 冷后空气温度压力传感器、燃油温度传感器、加速踏板（油门位 置）传感器、曲轴转速传感器、凸轮位置传感器、线束部件、电 控单元ECU、低压输油泵、电控组合泵、高压油管和喷油器等组 成。
由传感器采集汽车和发动机运行工况及驾驶者的操作意 图，ECU根据传感器输入的信号，驱动电控单体泵电磁 阀，通过电磁阀切换由柱塞高速运动产生的高压燃油的 流向，在适当的时刻，高压燃油通过高压油管进入喷油 器，喷油器将高压燃油喷入气缸。由于采用电子控制和 高速响应的电磁阀，能够实现喷油量、喷油正时和喷油 压力的精确、柔性控制，改善发动机缸内燃烧，从而降 低发动机的有害排放物，提高发动机的经济性、动力性 和可驾驶性。
电控单体组合泵外形图
润滑 油进 口
O型圈
润滑油流 回发动机 齿轮室
电控单体组合泵内部结构
滚轮体腔
凸轮轴腔
电控单体组合泵的特点
• 燃油喷射压力高，在电控单体泵的泵端可达180MPa；
• 实现了燃油喷射的数字化控制。采用电磁阀实现对喷射过程的直接数字 控制，不但可以控制喷油量和喷射定时，还可以实现分缸平衡控制，怠 速加载控制、油门安全性控制、瞬态油量控制策略、可驾驶性好；
第三代柴油机电控燃油喷射系 统——时间－压力控制式，即 电控共轨式喷油系统。这种系 统包括了高压共轨系统和中压 共轨系统。这是20世纪90年代 国外最新推出的新型柴油机电 控喷油技术。该系统摒弃了传 统的泵－管－喷嘴的脉动供油 方式，代之用一个高压油泵在 柴油机的驱动下，连续将高压 燃油输送到共轨（公共容器） 内，高压燃油再由共轨送入各 缸喷油器，通过控制喷油器上 的电磁阀实现喷射的开始和终 止。
国内柴油机行业国Ⅲ情况及采取的主要措施 ：
企业 一汽锡柴 一汽锡柴 一汽锡柴 一汽大柴
上柴 维柴 东风 玉柴
代表机型 CA4DF3-17E3 CA6DF3-24E3 CA6DL1-32E3 4DW93-84E3 4DX23-130E3 DeutzBF6M1013
SC8DK
蓝擎 Cum1 ISBE
ISLE YCห้องสมุดไป่ตู้L
国Ⅲ标准介绍
背景之二 由于汽车大量增加，从汽车尾气排放到大气中的污染物
大量增加。 1970年，美国加州制订了第一部汽车尾气地方性法规，
称加州标准。 1992年，欧盟出台了ECER49，即欧洲I号标准，对汽车
尾气NOX、CO、HC、PM以及烟度进行全面限制。
国Ⅲ标准介绍
美国、欧洲、日本柴油机排放标准的最新进展
国Ⅲ标准介绍
背景之一
全球环境状况的持续恶化，内燃机是环境污染的罪魁祸首 之一。发动机产生的废气中包含大量的CO，NOX，HC化 合物和没有完全燃烧的炭烟（Particle Metal），给大气和 生活环境造成极大污染。因此控制发动机的废气排放是目前 面临的紧迫任务之一。
保护环境、实施可持续发展战略已成为我国的一项基本国 策。根据国家环保规划，2008年1月1日全国将强制实行国 Ⅲ排放法规，届时达不到国Ⅲ的产品将拿不到进入市场的准 入证，而北京地区2005年7月起就提前实行国Ⅲ排放法规， 其他各大城市也将开始出台类似的地方性法规。
这类技术已发展到了可以同时 控制定时和预喷射的TICS 系统。
柴油机电控技术发展历程
第二代柴油机电控燃油喷射系 统——时间控制式。这种系统可以保 留原来的喷油泵－高压油管－喷油器 系统，也可以采用新型高压燃油系统。 其喷油量和喷油定时是由电脑控制的 强力高速电磁阀的开闭时刻所决定： 电磁阀关闭，执行喷油；电磁阀打开， 喷油结束。即喷油始点取决于电磁阀 关闭时刻，喷油量取决于电磁阀关闭 时间的长短，因此可以同时控制喷油 量和喷油定时。传统喷油泵中的齿条、 滑套、柱塞上的斜槽和提前期等全部 取消，对喷射定时和喷射油量控制的 自由度更大。
• 国Ⅲ比国Ⅱ排放限值下降了30%。
国Ⅲ标准介绍
•针对于轻型汽车如贵厂的小卡之星V3360，我国也有严 格的排放法规《轻型汽车污染物排放值及测量方法（中 国Ⅲ、Ⅳ阶段）（GB18352.3-2005，自2007年7月1 日起实施）》