汽车柴油机分配式喷油泵（八）

3．传感器

VE—EDC型电控轴向柱塞式分配泵的电控系统中采用了下列几种传感器。

(1)油门踏板位置传感器：与司机油门踏板连接或做成一体，用来反映汽车司机对发动机扭矩和转速的要求。

(2)转速传感器：测量发动机转速和上止点位置。

(3)控制套位置传感器：它是一个角度传感器，与控制套的操纵轴相连。可以将电磁调速机构的转角和控制套的位置反馈给电控单元，从而实现喷油量的反馈控制。

(4)喷油始点传感器：它用来探测喷油始点，直接装在双弹簧喷油器体内(图5)。喷油始点传感器(针阀运动传感器)的细部结构如图6所示。当针阀运动时，加长的挺杆(4)伸入电磁线圈(3)，其伸入的深度×决定了磁流的强度。这样，线圈中的磁流强度随着喷油嘴针阀的运动而变化，并感应出信号电压。该信号电压与针阀运动的速度成正比，而不是与针阀运动的升程成正比。该信号直接在发动机电控单元的一个评估电路中进行处理，当其电压超过临界电压时，该信号就被评估电路认作为喷油始点信号(图7)。

(5)进气空气质量流量计：测量发动机进气空气的质量流量，它与发动机转速一样是电控单元计算喷油量的最基本的参数。

(6)其他传感器：包括测量进气温度、冷却水温度、燃油温度和大气压力等参数的传感器，与汽油机电控系统相类似。

4．电控单元(ECU)

ECU采用了数字技术，它包括微处理器、存储器和输入／输出电路。在存储器中存入了有关发动机转速、负荷、空气量和冷却水温度等参数最佳的各种特性曲线(脉谱图)，作为控制发动机在最佳工况下运行的依据。ECU对防干扰性有较高的要求，因此其输入端和输出端都具有防短路功能，以防止来自车用电子系统的干扰脉冲的影响。而保护电路和机械屏蔽(包括ECU金属外壳等)为ECU提供了一个高水平的电磁兼容性，防止外界的辐射干扰。

以ECU为核心的电子柴油控制系统的闭环控制功能框图如图8所示。现将主要的控制功能说明如下：

(1)喷油量控制

由于喷油量对启动、怠速、功率特性、运行舒适性和废气排放都有决定性的影响，因此预先将启动油量、怠速、全负荷特性、油门踏板特性、排烟限制

和油泵特性等的特性曲线编程并存储到ECU的存储器中。驾驶员可通过油门踏板传感器输入他对发动机扭矩和转速的要求，ECU根据已存入的特性曲线值和传感器的实际输入值就能计算出此时电磁调速机构位置的设定值，并根据电磁调速机构中的角度传感器(控制套位置传感器)的反馈信号用来校正控制套的位置，就能使喷油量始终很精确，有利于降低燃油消耗和废气排放。

(2)喷油始点控制

喷油始点对启动、噪声、燃油耗和排放都有决定性的影响，因此编入到ECU存储器中的喷油始点特性曲线是考虑了这些相互关系的最佳数据的。控制回路确保了喷油始点的高精度控制：喷油始点传感器从喷油嘴中获得实际的喷油始点，并将其与程序中的喷油始点额定值进行比较；如有偏差，ECU就会改变输送给提前器脉冲电磁阀的信号占空比，以改变提前器活塞上的燃油压力，直到喷油始点控制偏差为零为止。在发动机启动和发动机倒拖(此时喷油中断)工况，喷油始点信号不足或没有喷油始点信号，此时ECU就会转换到另一种控制工作状态，从ECU已编程的特性曲线中来获取控制提前器脉冲电磁阀所需的信号占空比。

(3)废气再循环(EGR)控制

EGR是目前降低柴油机NOx排放最有效的方法。它通过EGR阀按一定的比例将发动机排出的废气部分地返回到发动机进气总管，与吸入的新鲜空气混合后进入汽缸，以降低燃烧温度，达到降低柴油机NOx排放的目的。ECU根据发动机的进气量和其他运行参数计算出此时所需的EGR量，并与所存入的EGR特性曲线值进行比较。在比较结果有偏差的情况下，ECU就会改变输送到EGR阀的信号，调节EGR阀的开启行程，达到所要求的EGR量。

(4)启动油量控制／怠速转速控制

启动油量控制和怠速转速控制都是根据发动机转速的实际值与ECU中的额定值进行比较所得到的偏差大小来调节喷油量(油量控制套筒的位置)实现闭环控制的，因此才得以顺利启动、怠速运转稳定、发动机振动很小。

(5)附加功能

在系统中还具有许多高级的附加功能。例如当发动机转速传感器坏了的时候，ECU就会从喷油始点传感器发出的喷油始点信号的时间间隔中算出替代转速的信号。在发动机控制系统中某些部件发生故障时，采取诸如此类的替代方法来保证发动机能继续运转(即使此时发不出全部功率)。这种功能被称为“跛行回家功能”。又如当喷油量调节器发生故障时，ECU就会使断油电磁阀关闭，使发动机停机。只有当重要的传感器发生故障时，报警灯才会亮。

(6)自诊断

ECU具有自诊断功能。在发动机运行时，ECU对系统中的传感器、调节机构和微处理器等进行实时监控。一旦发生故障，就会以故障代码的形式存储起来，并通过仪表板上的报警灯提示汽车司机。在修理时，可以采用故障诊断仪与汽车上的诊断插座连接，读出故障代码得知发生故障的部件，并可按特定的测试程序，系统地检查所有的传感器、插头和电控单元的功能。

四、VE—MV型电控轴向柱塞式分配泵

VE-MV型电控轴向柱塞式分配泵是更新一代的电控分配泵，它与上述VE-EDC电控分配泵的主要区别是用一个高压电磁阀替代带有油量控制套的电磁调速机构来控制燃油计量，这样在燃油定量上和喷油始点的可变性上就有了更高的灵活性。

如图9所示，这种高压电磁阀控制的分配泵的尺寸、安装条件、输油泵、滚轮和平面凸轮盘传动结构以及由脉冲电磁阀控制的提前器与上述VE-EDC电控分配泵大体相同，最重要的新部件有高压电磁阀、转角传感器和油泵电子控制单元。

1．高压电磁阀

高压电磁阀由阀体、阀针和油泵电控单元控制的电磁线圈组成，作为一个独立的部件安装在分配泵泵头中央。它必须满足下列要求：

(1)具有较大的开启截面，确保即使在高转速时高压腔也能充分进油；

(2)低的运动质量，响应特性好，确保燃油定量的精确度；

(3)磁力大，以适应高的燃油压力。

燃油由滑片式输油泵经泵头和高压电磁阀输送到高压腔。高压电磁阀接通的时刻确定了喷油泵的供油始点，它可以处在凸轮的下止点或凸轮型线的上升段。高压电磁阀关闭(断电)就确定了油泵的供油结束点，因此高压电磁阀的接通时间确定了喷油量。高压腔内产生的高压经出油阀和高压油管输送到喷油嘴。由于压力波的动力效应，嘴端喷油压力可高达140MPa。

由于没有其他的进油口，因此当高压电磁阀一旦发生故障，燃油即停止喷射，这样就可防止发动机因失控而“飞车”。

2．转角传感器

转角传感器总成包括传感器、传感器在驱动轴上的支承环和带固定齿距的触发轮(如图9所示)。传感器产生的脉冲信号输入到油泵电控单元，并由一个评估电路进行处理。传感器与滚轮座圈互相连接，这样就保证了当提前器使滚轮座圈转过一个角度时能正确地将角度增量与平面凸轮盘位置联系起来。

3．油泵电控单元

油泵电控单元安装在油泵顶部，它具有下列主要功能：

(1)通过总线系统与发动机电控单元进行数据交换；

(2)转角传感器信号的评估；

(3)高压电磁阀的控制；

(4)提前器脉冲电磁阀的控制。

这种油泵电控单元的工作原理与上述VE-EDC电控分配泵大体相同，其中也存入了控制分配泵工作的各种特性曲线。它不仅考虑了针对特定汽车使用中的调节参数和确定的发动机特性，而且还可以检查所收到的信号的可信度，是分配泵控制的神经中枢。

(编辑　李阳)

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