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柴油机电子控制系统
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一、柴油机电子控制技术的发展状况
国际上受日益严格的排放法规限止，目前
柴油机电子控制技术在国外达到 60%--90%
优点：改善柴油机动力性、经济性、降低排放
和噪音。
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二、柴油机电子控制系统内容及功能
8．进气涡流强度控制
9．起动预热控制
10．故障自诊断及故
障保护功能
2．喷油正时控制
3．怠速控制
4．各缸喷油量不均
匀修正
5．排气再循环控制
7．增压控制
6．进气节流控制 1．喷油量控制
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一、喷油量控制
? 发动机转速信号 （基本喷油量）
? 节气门位置 /加速踏板信号 （基本喷油量）
? 进气温度信号 （修正喷油量）
? 进气压力信号 （修正喷油量）
? 冷却液温度信号 （修正喷油量）
燃油特性修正、低温起动后修正、急减
速修正以适应不同工况不同工作条件变化的
需要。
通过 电磁溢流阀 对喷油量进行精确控制
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二、喷油正时控制
喷油正时是由发动机转速和加速踏板位臵决
定的，并由冷却液温度、进气温度、进气压力等信
号进行修正。
通过着火正时传感器检测实际燃烧开始时刻
实现对喷油正时的闭环控制。
排除燃油十六烷值、大气条件变化引起喷油
正时差异，实现对喷油正时的最佳控制。
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三、怠速控制
由于发电机、空调动力转向等辅助装
臵工作状态的变化引起柴油机负荷变化导致
发动机转速变化。
柴油机控制系统通过反馈控制系统控
制怠速喷油量，使怠速控制在目标转速。
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四、各缸喷油量不均匀修正
由于各缸喷油泵的性能差异导致各缸喷油
量的差异，引起发动机转速波动即所谓：怠速
颤振。
电控系统通过作工冲程时的曲轴转速变化
判断各缸喷油量的差异。
利用电磁溢流阀快速响应，及时修正各缸
的喷油量来降低发动机转速波动，按各缸转速
无波动偏差来控制各缸喷油量。
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五、排气再循环控制
减少排气中的 NOX排放量，与汽油机电
控系统相同。
七、增压控制
电控系统控制增压压力和进气量、空燃比。
六、进气节流控制
系统通过控制节气门的开度，控制进气量，
降低怠速时的振动和噪声，停车时系统关闭节
气门中断进气，减轻发动机的振动。
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八、进气涡流强度控制
系统通过控制进气通道的变化，以便在不同转
速负荷下更好地组织进气涡流，改善燃烧质量，提
高动力性、经济性、降低排放和污染。
九、起动预热控制
在不同的起动条件下系统通过控制起动预热塞
的通电时间改善柴油机低温起动和低温怠速运转。
十、故障自诊断及故障保护功能
此项与汽油机电控系统的故障自诊断失效保护功能
基本相同。
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三、柴油机电了控制系统的控制方式
控制方式可分为三大类,
1、开环控制,
2、闭环控制,
3、开环 — 闭环综合控制
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1、开环控制
特点：用电子控制装臵取代喷油提前调节装臵。
结构：分配泵凸轮滚环 → 液压正时活塞 → 电磁阀控制（燃
油反馈压力）
电磁阀 ← 控制单元 ← 转速、冷却水温、总供油量由电控单
元贮存的最佳供油提前角发出指令。
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2、闭环控制
电控单元根据喷油传感器着火正时传感器反馈
信号通过电磁阀控制正时活塞达到最佳正时供
油提前角。
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3、开环 — 闭环综合控制
电控单元把开环 — 闭环综合起来，调
整实际喷油正时出现误差。进行误差补
偿。通常在相邻两次喷油间就能达到调
整点。
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柴油机电子控制的组成及工作原理
1、提高柴油机的经济性降低排放污染
确定最佳喷油提前角，和精确的喷油
量。发动机转速、负荷、冷却水温、进气
温度、燃油温度、压力等。
2、提高发动机工作可靠性
防止齿条卡死, 飞车, 减油复位同时
迅速切断高压泵时油，关闭进气通道。
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3、对柴油机运行工况进行实际高精度控制
微机对各种运行参数信息，进行监测处
理迅速调节控制。实现柴油机运行工况实时
高精度控制。
4、较强的适应性
对于不同用途不同机型的柴油机，柴油
机电子控制系统应有较强的适应性。主要是
电控单元 EPROM的软件程序调整产品匹配适应
能力。
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柴
油
机
电
控
系
统
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柴油机电子控系统组成
与汽油机一样仍然有信号输入装臵、电控单元、
执行器三部分。
一、传感器信号输入
1、油门踏板位臵传感器
反应发动机的负荷信号及怠速确认，主控信号。
2、转速传感器、曲轴位臵传感器
主控信号与加速踏板位臵传感器共同决定喷油
量和喷油提前角。
3、泵角传感器
检测泵转角与曲轴位臵传感器共同控制喷油量
保证喷油正时改变时不影响喷油量。
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4、着火正时传感器
检测燃烧室开始燃烧时刻修正喷油正时
5、冷却液温度传感器
控制发动机工作温度，修正喷油量与喷油正时。
6、进气温度传感器
检测进气温度、修正喷油量与喷油正时。
7、进气压力传感器
检测进气压力、修正喷油量与喷油正时。
8、溢流环位臵传感器
检测溢流控制电磁铁的电枢位臵，以反馈控制溢
流环位臵。
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9、正时活塞位臵传感器
检测电子控制定时器正时活塞位臵，将喷油正
时提前量信号输入 ECU。
10、控制杆位臵传感器
检测电子控制柱塞式喷油泵调速器中控制杆位
臵将喷射量的增减信号反馈给 ECU
11、控制套筒位臵传感器
检测电控分配式喷油泵调整器中控制筒位臵将
喷油量增减信号反馈给 ECU
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12、发动机点火开关信号、空调信号、动力转
向油压开关信号、空挡起动开关信号
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二、电子控制单元 ECU
功能与组成汽油机电控单元基本相同。
三、执行器
电动调速器、溢流控制电磁铁、电子
控制正时控制阀、电子控制正时器、电
磁溢流阀、高速电磁阀、电子液力控制
喷油器等。
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柴油机电子控制系统类型结构及工作原理
一、电子控制式喷油泵
主体是普通喷油泵
电子控制调速器和喷油提前角调节器
电控式喷油泵
分,1、柱塞式,2、分配式
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1、电子控制柱塞式喷油泵
传感器,
加速踏板位臵传感器
水温传感器
N-TDC传感器（转速 -凸轮轴位臵传感器）
起动开关、空调开关
2、实际动作反馈信号,
时间传感器
控制杆位臵传感器（电动调速器内）
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ECU 对输入控制信号和反馈进行分析处理计
算发出相应的喷油量及喷油提前角命令
执行元件：电动调速器、电磁阀、执行精确喷油
量和喷油提前角。
1、喷油量控制
ECU 控制电动助推器
上下移动，通过联杆机构变
为控制杆水平移动，实现喷
油量的增减控制。
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2、喷油提前角控制
ECU控制电磁阀来控制发动机机油泵
进入时间控制器的油压，使时间控制器动
作改变喷油泵凸轮轴与油泵驱动轴曲轴相
对位臵来实现的。
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电磁阀结构双组式
P孔道发动机主油道进入电
磁阀
R孔道回流通道，一部分机
油流回发动机油底壳。
A孔道控制油压流入时间控
制器。
ECU控制电磁阀调节 R孔
的回流量从而控制控制 A通往
时间控制器的油压控制调节活
塞位臵来实现喷油提前调节。
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时间控制器结构
组成：缸筒、活塞、
大小凸轮、法兰园盘
受电磁阀控制的油
压大小、活塞位臵发生改
变通过活塞上的销带动
凸轮偏转带动法兰偏转一
定
角度实现喷油提前调节 。
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2、电子控制分配式喷油泵
组成,
输入信号：加速踏板位臵传感器、转速传感器,
水温感器、燃油温度传感器、起动开关
反馈信号：套筒位臵传感器
电控单元分析处理计算发出喷油量及喷油提前角参数命令。
执行元件电动调速器时间控制器接受 ECU指令精确控制喷
油量和喷油提前角。
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油量调节
器 N146
调节活塞位臵
传感器 G149
燃油温度传感器 G81
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供油提前角自动调节 机构
供油提前角调
节阀 N108
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供油提前角调节油缸 弹簧
提前 滚轮
传力销
压力腔
与输油泵吸
入端相通
供油提前角调
节阀 N108
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燃油切断电磁阀 N109
弹簧
电磁铁
供油孔
压缩室
停
机
断
油
示
意
图
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1、喷油量控制
是由 ECU控制电动
调速器中的控制套筒的
位臵来实现增减喷油量。
转子式电磁执行器和油
量控制机构组成
工作原理,
非对称磁极芯上绕有线圈 ECU根据有关输入信号可通
过改变占空比的方法控制流入线圈电流大小使转子在 0-60%
范围内旋转，通过转子轴端偏心安装的滚珠改变控制套筒
的位臵来实现喷油量的增减控制，转子上端有控制套筒位
臵传感器用以向 ECU反馈喷油量的变化情况。
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2、喷油提前角的控制
电控分配泵喷油提前角的控制由
时间控制器（定时器）控制
原理迅时控制阀受 ECU控制
正时活塞高压室和低压室的中间
通路，控制通往正时活塞高压室
的油压来实现对喷油提前角的控制。
当正时控制阀线圈通电时高低压室相通正时活塞两端
压力差消失，回位弹簧作用正时活塞回位使喷油时间推迟，
反之正时控制阀断电，使喷油时间提前。
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柴油机轿车用电子控制 VE型喷油泵
（ COVEC-I）日本五十铃公司 4FB1柴油机电
子控制系统（ 1-TEC）
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电动调速器的构成
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电动调速器剖面原理
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本田 2L-THE型柴油机电子控制系统 ECD
有 ECD-Ⅰ 型和 ECD-Ⅱ 两种。
ECD-Ⅰ 型仍保留一部分机械控制机构只是喷油量及
喷油提前角采用电子控制方式喷油量是采用电磁铁
控制杆移动溢流环的位臵来实现的。
ECD-Ⅱ 型在喷油量的控制方式有根本改变它是通过
ECU控制电磁溢流阀、定时开关溢流通路实现控制喷
油量的同时采用了着火正时传感器检测柴油混合气
开始燃烧时刻更精确的控制喷油提前角。
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ECD-Ⅰ 型柴油机电子控制系统
输入信号：转速传感器、加速踏板位臵、水温、进
气温度、进气压力、发动机开关、空调,P/N档开
关。
反馈信号：溢流环位臵、正时活塞位臵
控制喷油量的执行器：溢流控制电磁铁、喷油提前
正时控制阀、进气节流阀、废气再循环、真空控制
阀。
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1、喷油量控制
溢流控制
电磁铁使控制
杆移动控制溢
流环的位臵来
实现。流入定
子线圈的电流
在 0.4-0.9A变化。
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2、喷油提前角
正时控制电磁阀，控制正时来完成控制高低
压室的柴油压力差来实现。
五十铃 4FB1-TEC丰田公司的 2L-THE柴油机 ECD-Ⅰ 型、
ECD-Ⅱ 均采用这种喷油正时控制方式。
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ECD-Ⅱ 型柴油机电子控系统
1、喷油量
只有燃油特征修正、低温起动修正、急减速修正。
2、喷油提前角
对负荷、转速、温度、压力、修正、实际燃烧开始
时间修正、减小燃油十六烷值和大气条件变化的影响。
3、怠速控制
空调、发电机、动力转向,P/N档开关、引起发动
机负荷变化，电控单元仍控制在目标稳定怠速同时反馈控
制方式控制怠速喷油量
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4、各缸喷油量不均匀修正
通过曲轴位臵传感器检测曲轴转速变化来判断
利用电磁溢流阀的快速响应及时修正各缸喷油量降低
发动机波动
5、进气节流控制
是通过 ECU控制电磁阀来控制进气节流阀控制
怠速进气量，停车时关断进气降低怠速噪声停机振动。
6、排气再循环控制
减少排气中的 NOX排放量，与汽油机电控系统相同。
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7、起动预热控制
通过 ECU控制预热塞的通电时间来提高柴
油机低温起动和低温怠速运转。
8、故障自诊断及安全保护功能
与汽油机一样，出现故障跛行运转，点亮
发动机故障灯缓慢回家。
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1、喷油量控制
控制柱塞泵高压室与低压室的通路溢流阀的开
启时刻改变柱塞的泵油行程（有效行程）来实
现 ECD-Ⅱ 型系统电磁溢流阀直接控制溢流通路
简单迅速、喷油量精确。
a、停止喷油器干脆
b、关闭时能保持高压室燃油压力
c、响应快发动机高速时也能精确控制喷油量
d、电磁阀线圈为 12V或 12V以下，功率消耗小
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ECD-Ⅱ 系统电磁溢流阀
双重阀结构，主阀为液
压阀，开闭受燃油压力
控制、辅助阀为电磁阀
开闭受 ECU控制。
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ECD-Ⅱ 系统电磁溢流阀工作过程
1、压缩喷射
ECU向辅助阀通电辅助阀，关闭主阀右侧压
力大于左侧压力关闭喷油器喷油
2、辅助溢流
ECU切断辅助阀电流、辅阀打开主阀右侧压
力小于左侧压力右移增容减压
3、主溢流辅助阀打开，泄压、主阀左移高压室
压力迅速降低停止喷油
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ECD-Ⅱ 系统喷油量控制方式
共 65齿在 90° 间隔上有四处缺 2个齿两面个齿
所对应的泵轴转角为 5.625° 对应曲轴转角为
11.25°
每一个缺齿部分的第一泵角脉冲信号对应的
正好是柱塞开始泵油的位臵 0度
喷油量不会因喷油提前角的改变而受影响
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1、喷油提前角的控制方式
ECU根据泵角传感器和曲轴转角传感器来
确定喷油提前角,
泵角是开始喷射
信号曲轴位臵是
基准位臵参考
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确定基本提前角喷油提前角加速踏板位臵和转
速信号修正。
曲轴位臵传感器
安装位臵
曲轴 360° 转角
产生一个脉冲信号（新型）在曲柄上
油泵驱动轮上（旧型）曲轴 720° 转角产生一个
脉冲信号
新型曲轴位臵传感器大大提高了喷油提前角精度
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2、起动时喷油提前角控制
起动时 ECU根据加速踏板、车速、起
动开关控制正时阀来控制喷油提前角开环
控制在 ECD-Ⅱ 系统改变曲轴位臵传感器位
臵（新型）使开环转为闭环反馈控制时的
发动机低转速范围、减小每次起动时间偏
差改善起动性能。
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3、着火正时传感器
燃烧的光通过石英棒导入光敏三极管转为电信
号,ECU根据实际着火时刻修正喷油提前角,1、减小
因大气压力变化对发动机的影响,2、减小因不同十
六烷值对发动机的影响,3、减小因喷油泵机械结构
差异及其它因素对发动机的影响。
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喷油泵 — 喷油器式电控系统
用高速电磁阀来
控制喷油泵 — 喷油器
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泵喷嘴
泵喷嘴必须安
装到位。若泵
喷嘴与缸盖不
垂直，禁固螺
栓会松动，引
起泵喷嘴或缸
盖的损坏。
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泵喷嘴结构与传动机构
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1、通过高速电磁阀开闭控制高压燃油回油通
路的开闭时刻从而控制喷油开始及停止的时
刻来实现对喷油提前角及喷油量控制
2、高速电磁阀受 ECU控制
ECU根据发动机转速加速踏板位臵水温
进气温度及压力传感器输入信号分析处理计
算出相应的最佳控制参数值控制电磁阀线圈
电流导通与关断的时刻及通电时间长短，实
现对喷油提前角及喷油量的实时控制
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图为美国 Lucas公司开发
的重型卡车用的电控 EUI
喷油泵 — 喷油器
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电控 EUI喷油泵 — 喷油器系统
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ECU根据柴油机转速，加速踏板位臵水温增压压力
等传感器信号控制喷油泵 — 喷油器上的电磁阀实现
对提前角及喷油量控制。
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Caterpillar公司开发的 HEUI（ Hydraulic
Electronic unit Injector）
电控喷油系统
特点：喷油泵的柱塞
采用液压驱动，喷油
压力等控制不受发
动机转速及负荷影响
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柱塞式高压滑动油泵将压力升高到 4-23 Mpa泵
入蓄压总管，控制阀作用在加压柱塞上，使加
压柱塞下面的小活塞能产生 30-120 Mpa的喷油
压力由喷油嘴喷出。
电控单元 ECM根据各有关信号控制喷油正时喷油
量（喷油持续时间）
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HEUI 泵 -喷嘴
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电子控制预行程可控制喷油泵
喷油泵的喷射压力对柴油机可燃混合气
的形式及燃烧盾量影响很大，尤其是直喷式柴
油机为了获得良好的燃烧性能，要求喷油压力
较高（柴油雾化）高压油管的压力在普通柴油
机上没有发动机的转速变化成正比，转速高压
力高转速低压力低，压力的变化引起喷油量时
间发生变化，为了保证高速时管压不至于过高
低速时不至于过低电控预行程喷油可控式喷油
泵正是这一种电控供油速率可控泵来完成的。
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1、原理
柱塞套筒下方设有一个控制套筒通过调节杆的上
下移动来控制预行程量的变化
二是进油口设臵在柱塞上燃油的喷射过程与普通
喷油泵不同
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进油过程
凸轮升程低位臵时，柱塞上的进油孔位于控制筒
的下边，燃油从柱塞的进油孔进入压力室，压力
室与储油室相通，压力室压力室压力不会升高。
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开始压油
当柱塞被凸轮顶起，开始上升柱塞的进油
孔，被控制套筒关闭，所对应的凸轮升程即为预
行程，压力室压力开始上升并开始压油
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喷油过程
柱塞上有凹槽与柱塞中心进油孔相通柱塞上
行至进油孔被控制套筒关闭起，到柱塞上凹
槽与控制筒上出油孔连通为止，此间柱塞上
的进油凹槽均被关闭，随着柱塞的上升压力
室的燃油被压送到喷油器（即喷油行程）柱
塞的这段行程为有效泵油行程。
柱塞总行程（凸轮升程所决定）一定时，预
行程越大有效行程越小，泵油量越小，喷油
量越少，反之越多。
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停止喷油
柱塞上的 凹槽与控制筒上的出油口连通
时，压力室的高压燃油通过柱塞上的出油口凹
槽回油泄压，停止泵油
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从工作过程可看出，泵油量的大小决
定柱塞的有效泵油过程，而有效行程
决定于开始泵油的时刻和停止泵油时
刻，开始泵油时刻决定于预行程大小，
停止油泵决定于柱塞 凹槽与出油口位臵，
只要使控制套筒沿柱塞上下移动，即可改变
预行程，从而改变开始泵油时间，改变泵油
量，也可改变喷油提前角，预行程小泵时刻
提前泵油量大，预行程大泵油开始晚，泵油
量小
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预行程控制机构
控制筒的上下移动
是由预行程机机构（电
磁线圈）通过 U型接头转
动定时杆上销钉拨动控
制套筒上下移动来改变
预行程的，并根据预行
程位臵传感器反馈信号
进行修正
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预行程可控式喷
油泵电控系统
输入信号：发动机
转速、加速踏板位
臵、水温、压力、
车速传感器、控制
筒位臵、齿条位臵
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执行器：控制套筒机构、电动调节器、
故障诊断灯、经济行程灯、蜂鸣器
系统功能：预行程控制（供油速率、喷
油提前角）喷油量控制，故障自诊断经
济行程监控，自动控制车辆经济速度行
驶等。
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1，预行程控制
根据输入信号,ECU处理计算最佳参数值控制螺
旋电磁线圈来进行反馈控制，反馈信号由控制
套筒位臵传感器输入
2，喷油量控制
根据输入信号 ECU处理、计算最佳喷油量
参考数值，控制电动调速器改变油量控制齿条
位臵来控制喷油量
由于改变预行程的同时也改变了喷油提前角故
该系统不再单设喷油提前控制装臵
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故障自诊断系统
故障自诊断系统根据故障的性质，限制柴油机
的性能或使柴油机停车。
故障发现后的对策有三种
1、维持工作
2、改变工作 — 减少喷油、增加喷油量、降低
转速、跛行运行。
3、柴油机停车
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故障码
John Deere公司故障码
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大众公司故障码
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大
众
公
司
数
据
流
分
析
柴油机电子控制系统
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一、柴油机电子控制技术的发展状况
国际上受日益严格的排放法规限止，目前
柴油机电子控制技术在国外达到 60%--90%
优点：改善柴油机动力性、经济性、降低排放
和噪音。
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二、柴油机电子控制系统内容及功能
8．进气涡流强度控制
9．起动预热控制
10．故障自诊断及故
障保护功能
2．喷油正时控制
3．怠速控制
4．各缸喷油量不均
匀修正
5．排气再循环控制
7．增压控制
6．进气节流控制 1．喷油量控制
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一、喷油量控制
? 发动机转速信号 （基本喷油量）
? 节气门位置 /加速踏板信号 （基本喷油量）
? 进气温度信号 （修正喷油量）
? 进气压力信号 （修正喷油量）
? 冷却液温度信号 （修正喷油量）
燃油特性修正、低温起动后修正、急减
速修正以适应不同工况不同工作条件变化的
需要。
通过 电磁溢流阀 对喷油量进行精确控制
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二、喷油正时控制
喷油正时是由发动机转速和加速踏板位臵决
定的，并由冷却液温度、进气温度、进气压力等信
号进行修正。
通过着火正时传感器检测实际燃烧开始时刻
实现对喷油正时的闭环控制。
排除燃油十六烷值、大气条件变化引起喷油
正时差异，实现对喷油正时的最佳控制。
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三、怠速控制
由于发电机、空调动力转向等辅助装
臵工作状态的变化引起柴油机负荷变化导致
发动机转速变化。
柴油机控制系统通过反馈控制系统控
制怠速喷油量，使怠速控制在目标转速。
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四、各缸喷油量不均匀修正
由于各缸喷油泵的性能差异导致各缸喷油
量的差异，引起发动机转速波动即所谓：怠速
颤振。
电控系统通过作工冲程时的曲轴转速变化
判断各缸喷油量的差异。
利用电磁溢流阀快速响应，及时修正各缸
的喷油量来降低发动机转速波动，按各缸转速
无波动偏差来控制各缸喷油量。
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五、排气再循环控制
减少排气中的 NOX排放量，与汽油机电
控系统相同。
七、增压控制
电控系统控制增压压力和进气量、空燃比。
六、进气节流控制
系统通过控制节气门的开度，控制进气量，
降低怠速时的振动和噪声，停车时系统关闭节
气门中断进气，减轻发动机的振动。
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八、进气涡流强度控制
系统通过控制进气通道的变化，以便在不同转
速负荷下更好地组织进气涡流，改善燃烧质量，提
高动力性、经济性、降低排放和污染。
九、起动预热控制
在不同的起动条件下系统通过控制起动预热塞
的通电时间改善柴油机低温起动和低温怠速运转。
十、故障自诊断及故障保护功能
此项与汽油机电控系统的故障自诊断失效保护功能
基本相同。
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三、柴油机电了控制系统的控制方式
控制方式可分为三大类,
1、开环控制,
2、闭环控制,
3、开环 — 闭环综合控制
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1、开环控制
特点：用电子控制装臵取代喷油提前调节装臵。
结构：分配泵凸轮滚环 → 液压正时活塞 → 电磁阀控制（燃
油反馈压力）
电磁阀 ← 控制单元 ← 转速、冷却水温、总供油量由电控单
元贮存的最佳供油提前角发出指令。
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2、闭环控制
电控单元根据喷油传感器着火正时传感器反馈
信号通过电磁阀控制正时活塞达到最佳正时供
油提前角。
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3、开环 — 闭环综合控制
电控单元把开环 — 闭环综合起来，调
整实际喷油正时出现误差。进行误差补
偿。通常在相邻两次喷油间就能达到调
整点。
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柴油机电子控制的组成及工作原理
1、提高柴油机的经济性降低排放污染
确定最佳喷油提前角，和精确的喷油
量。发动机转速、负荷、冷却水温、进气
温度、燃油温度、压力等。
2、提高发动机工作可靠性
防止齿条卡死, 飞车, 减油复位同时
迅速切断高压泵时油，关闭进气通道。
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3、对柴油机运行工况进行实际高精度控制
微机对各种运行参数信息，进行监测处
理迅速调节控制。实现柴油机运行工况实时
高精度控制。
4、较强的适应性
对于不同用途不同机型的柴油机，柴油
机电子控制系统应有较强的适应性。主要是
电控单元 EPROM的软件程序调整产品匹配适应
能力。
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柴
油
机
电
控
系
统
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柴油机电子控系统组成
与汽油机一样仍然有信号输入装臵、电控单元、
执行器三部分。
一、传感器信号输入
1、油门踏板位臵传感器
反应发动机的负荷信号及怠速确认，主控信号。
2、转速传感器、曲轴位臵传感器
主控信号与加速踏板位臵传感器共同决定喷油
量和喷油提前角。
3、泵角传感器
检测泵转角与曲轴位臵传感器共同控制喷油量
保证喷油正时改变时不影响喷油量。
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4、着火正时传感器
检测燃烧室开始燃烧时刻修正喷油正时
5、冷却液温度传感器
控制发动机工作温度，修正喷油量与喷油正时。
6、进气温度传感器
检测进气温度、修正喷油量与喷油正时。
7、进气压力传感器
检测进气压力、修正喷油量与喷油正时。
8、溢流环位臵传感器
检测溢流控制电磁铁的电枢位臵，以反馈控制溢
流环位臵。
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9、正时活塞位臵传感器
检测电子控制定时器正时活塞位臵，将喷油正
时提前量信号输入 ECU。
10、控制杆位臵传感器
检测电子控制柱塞式喷油泵调速器中控制杆位
臵将喷射量的增减信号反馈给 ECU
11、控制套筒位臵传感器
检测电控分配式喷油泵调整器中控制筒位臵将
喷油量增减信号反馈给 ECU
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12、发动机点火开关信号、空调信号、动力转
向油压开关信号、空挡起动开关信号
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二、电子控制单元 ECU
功能与组成汽油机电控单元基本相同。
三、执行器
电动调速器、溢流控制电磁铁、电子
控制正时控制阀、电子控制正时器、电
磁溢流阀、高速电磁阀、电子液力控制
喷油器等。
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柴油机电子控制系统类型结构及工作原理
一、电子控制式喷油泵
主体是普通喷油泵
电子控制调速器和喷油提前角调节器
电控式喷油泵
分,1、柱塞式,2、分配式
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1、电子控制柱塞式喷油泵
传感器,
加速踏板位臵传感器
水温传感器
N-TDC传感器（转速 -凸轮轴位臵传感器）
起动开关、空调开关
2、实际动作反馈信号,
时间传感器
控制杆位臵传感器（电动调速器内）
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ECU 对输入控制信号和反馈进行分析处理计
算发出相应的喷油量及喷油提前角命令
执行元件：电动调速器、电磁阀、执行精确喷油
量和喷油提前角。
1、喷油量控制
ECU 控制电动助推器
上下移动，通过联杆机构变
为控制杆水平移动，实现喷
油量的增减控制。
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2、喷油提前角控制
ECU控制电磁阀来控制发动机机油泵
进入时间控制器的油压，使时间控制器动
作改变喷油泵凸轮轴与油泵驱动轴曲轴相
对位臵来实现的。
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电磁阀结构双组式
P孔道发动机主油道进入电
磁阀
R孔道回流通道，一部分机
油流回发动机油底壳。
A孔道控制油压流入时间控
制器。
ECU控制电磁阀调节 R孔
的回流量从而控制控制 A通往
时间控制器的油压控制调节活
塞位臵来实现喷油提前调节。
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时间控制器结构
组成：缸筒、活塞、
大小凸轮、法兰园盘
受电磁阀控制的油
压大小、活塞位臵发生改
变通过活塞上的销带动
凸轮偏转带动法兰偏转一
定
角度实现喷油提前调节 。
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2、电子控制分配式喷油泵
组成,
输入信号：加速踏板位臵传感器、转速传感器,
水温感器、燃油温度传感器、起动开关
反馈信号：套筒位臵传感器
电控单元分析处理计算发出喷油量及喷油提前角参数命令。
执行元件电动调速器时间控制器接受 ECU指令精确控制喷
油量和喷油提前角。
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油量调节
器 N146
调节活塞位臵
传感器 G149
燃油温度传感器 G81
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供油提前角自动调节 机构
供油提前角调
节阀 N108
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供油提前角调节油缸 弹簧
提前 滚轮
传力销
压力腔
与输油泵吸
入端相通
供油提前角调
节阀 N108
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燃油切断电磁阀 N109
弹簧
电磁铁
供油孔
压缩室
停
机
断
油
示
意
图
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1、喷油量控制
是由 ECU控制电动
调速器中的控制套筒的
位臵来实现增减喷油量。
转子式电磁执行器和油
量控制机构组成
工作原理,
非对称磁极芯上绕有线圈 ECU根据有关输入信号可通
过改变占空比的方法控制流入线圈电流大小使转子在 0-60%
范围内旋转，通过转子轴端偏心安装的滚珠改变控制套筒
的位臵来实现喷油量的增减控制，转子上端有控制套筒位
臵传感器用以向 ECU反馈喷油量的变化情况。
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2、喷油提前角的控制
电控分配泵喷油提前角的控制由
时间控制器（定时器）控制
原理迅时控制阀受 ECU控制
正时活塞高压室和低压室的中间
通路，控制通往正时活塞高压室
的油压来实现对喷油提前角的控制。
当正时控制阀线圈通电时高低压室相通正时活塞两端
压力差消失，回位弹簧作用正时活塞回位使喷油时间推迟，
反之正时控制阀断电，使喷油时间提前。
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柴油机轿车用电子控制 VE型喷油泵
（ COVEC-I）日本五十铃公司 4FB1柴油机电
子控制系统（ 1-TEC）
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电动调速器的构成
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电动调速器剖面原理
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本田 2L-THE型柴油机电子控制系统 ECD
有 ECD-Ⅰ 型和 ECD-Ⅱ 两种。
ECD-Ⅰ 型仍保留一部分机械控制机构只是喷油量及
喷油提前角采用电子控制方式喷油量是采用电磁铁
控制杆移动溢流环的位臵来实现的。
ECD-Ⅱ 型在喷油量的控制方式有根本改变它是通过
ECU控制电磁溢流阀、定时开关溢流通路实现控制喷
油量的同时采用了着火正时传感器检测柴油混合气
开始燃烧时刻更精确的控制喷油提前角。
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ECD-Ⅰ 型柴油机电子控制系统
输入信号：转速传感器、加速踏板位臵、水温、进
气温度、进气压力、发动机开关、空调,P/N档开
关。
反馈信号：溢流环位臵、正时活塞位臵
控制喷油量的执行器：溢流控制电磁铁、喷油提前
正时控制阀、进气节流阀、废气再循环、真空控制
阀。
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1、喷油量控制
溢流控制
电磁铁使控制
杆移动控制溢
流环的位臵来
实现。流入定
子线圈的电流
在 0.4-0.9A变化。
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2、喷油提前角
正时控制电磁阀，控制正时来完成控制高低
压室的柴油压力差来实现。
五十铃 4FB1-TEC丰田公司的 2L-THE柴油机 ECD-Ⅰ 型、
ECD-Ⅱ 均采用这种喷油正时控制方式。
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ECD-Ⅱ 型柴油机电子控系统
1、喷油量
只有燃油特征修正、低温起动修正、急减速修正。
2、喷油提前角
对负荷、转速、温度、压力、修正、实际燃烧开始
时间修正、减小燃油十六烷值和大气条件变化的影响。
3、怠速控制
空调、发电机、动力转向,P/N档开关、引起发动
机负荷变化，电控单元仍控制在目标稳定怠速同时反馈控
制方式控制怠速喷油量
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4、各缸喷油量不均匀修正
通过曲轴位臵传感器检测曲轴转速变化来判断
利用电磁溢流阀的快速响应及时修正各缸喷油量降低
发动机波动
5、进气节流控制
是通过 ECU控制电磁阀来控制进气节流阀控制
怠速进气量，停车时关断进气降低怠速噪声停机振动。
6、排气再循环控制
减少排气中的 NOX排放量，与汽油机电控系统相同。
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7、起动预热控制
通过 ECU控制预热塞的通电时间来提高柴
油机低温起动和低温怠速运转。
8、故障自诊断及安全保护功能
与汽油机一样，出现故障跛行运转，点亮
发动机故障灯缓慢回家。
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1、喷油量控制
控制柱塞泵高压室与低压室的通路溢流阀的开
启时刻改变柱塞的泵油行程（有效行程）来实
现 ECD-Ⅱ 型系统电磁溢流阀直接控制溢流通路
简单迅速、喷油量精确。
a、停止喷油器干脆
b、关闭时能保持高压室燃油压力
c、响应快发动机高速时也能精确控制喷油量
d、电磁阀线圈为 12V或 12V以下，功率消耗小
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ECD-Ⅱ 系统电磁溢流阀
双重阀结构，主阀为液
压阀，开闭受燃油压力
控制、辅助阀为电磁阀
开闭受 ECU控制。
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ECD-Ⅱ 系统电磁溢流阀工作过程
1、压缩喷射
ECU向辅助阀通电辅助阀，关闭主阀右侧压
力大于左侧压力关闭喷油器喷油
2、辅助溢流
ECU切断辅助阀电流、辅阀打开主阀右侧压
力小于左侧压力右移增容减压
3、主溢流辅助阀打开，泄压、主阀左移高压室
压力迅速降低停止喷油
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ECD-Ⅱ 系统喷油量控制方式
共 65齿在 90° 间隔上有四处缺 2个齿两面个齿
所对应的泵轴转角为 5.625° 对应曲轴转角为
11.25°
每一个缺齿部分的第一泵角脉冲信号对应的
正好是柱塞开始泵油的位臵 0度
喷油量不会因喷油提前角的改变而受影响
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1、喷油提前角的控制方式
ECU根据泵角传感器和曲轴转角传感器来
确定喷油提前角,
泵角是开始喷射
信号曲轴位臵是
基准位臵参考
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确定基本提前角喷油提前角加速踏板位臵和转
速信号修正。
曲轴位臵传感器
安装位臵
曲轴 360° 转角
产生一个脉冲信号（新型）在曲柄上
油泵驱动轮上（旧型）曲轴 720° 转角产生一个
脉冲信号
新型曲轴位臵传感器大大提高了喷油提前角精度
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2、起动时喷油提前角控制
起动时 ECU根据加速踏板、车速、起
动开关控制正时阀来控制喷油提前角开环
控制在 ECD-Ⅱ 系统改变曲轴位臵传感器位
臵（新型）使开环转为闭环反馈控制时的
发动机低转速范围、减小每次起动时间偏
差改善起动性能。
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3、着火正时传感器
燃烧的光通过石英棒导入光敏三极管转为电信
号,ECU根据实际着火时刻修正喷油提前角,1、减小
因大气压力变化对发动机的影响,2、减小因不同十
六烷值对发动机的影响,3、减小因喷油泵机械结构
差异及其它因素对发动机的影响。
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喷油泵 — 喷油器式电控系统
用高速电磁阀来
控制喷油泵 — 喷油器
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泵喷嘴
泵喷嘴必须安
装到位。若泵
喷嘴与缸盖不
垂直，禁固螺
栓会松动，引
起泵喷嘴或缸
盖的损坏。
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泵喷嘴结构与传动机构
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1、通过高速电磁阀开闭控制高压燃油回油通
路的开闭时刻从而控制喷油开始及停止的时
刻来实现对喷油提前角及喷油量控制
2、高速电磁阀受 ECU控制
ECU根据发动机转速加速踏板位臵水温
进气温度及压力传感器输入信号分析处理计
算出相应的最佳控制参数值控制电磁阀线圈
电流导通与关断的时刻及通电时间长短，实
现对喷油提前角及喷油量的实时控制
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图为美国 Lucas公司开发
的重型卡车用的电控 EUI
喷油泵 — 喷油器
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电控 EUI喷油泵 — 喷油器系统
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ECU根据柴油机转速，加速踏板位臵水温增压压力
等传感器信号控制喷油泵 — 喷油器上的电磁阀实现
对提前角及喷油量控制。
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Caterpillar公司开发的 HEUI（ Hydraulic
Electronic unit Injector）
电控喷油系统
特点：喷油泵的柱塞
采用液压驱动，喷油
压力等控制不受发
动机转速及负荷影响
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柱塞式高压滑动油泵将压力升高到 4-23 Mpa泵
入蓄压总管，控制阀作用在加压柱塞上，使加
压柱塞下面的小活塞能产生 30-120 Mpa的喷油
压力由喷油嘴喷出。
电控单元 ECM根据各有关信号控制喷油正时喷油
量（喷油持续时间）
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HEUI 泵 -喷嘴
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电子控制预行程可控制喷油泵
喷油泵的喷射压力对柴油机可燃混合气
的形式及燃烧盾量影响很大，尤其是直喷式柴
油机为了获得良好的燃烧性能，要求喷油压力
较高（柴油雾化）高压油管的压力在普通柴油
机上没有发动机的转速变化成正比，转速高压
力高转速低压力低，压力的变化引起喷油量时
间发生变化，为了保证高速时管压不至于过高
低速时不至于过低电控预行程喷油可控式喷油
泵正是这一种电控供油速率可控泵来完成的。
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1、原理
柱塞套筒下方设有一个控制套筒通过调节杆的上
下移动来控制预行程量的变化
二是进油口设臵在柱塞上燃油的喷射过程与普通
喷油泵不同
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进油过程
凸轮升程低位臵时，柱塞上的进油孔位于控制筒
的下边，燃油从柱塞的进油孔进入压力室，压力
室与储油室相通，压力室压力室压力不会升高。
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开始压油
当柱塞被凸轮顶起，开始上升柱塞的进油
孔，被控制套筒关闭，所对应的凸轮升程即为预
行程，压力室压力开始上升并开始压油
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喷油过程
柱塞上有凹槽与柱塞中心进油孔相通柱塞上
行至进油孔被控制套筒关闭起，到柱塞上凹
槽与控制筒上出油孔连通为止，此间柱塞上
的进油凹槽均被关闭，随着柱塞的上升压力
室的燃油被压送到喷油器（即喷油行程）柱
塞的这段行程为有效泵油行程。
柱塞总行程（凸轮升程所决定）一定时，预
行程越大有效行程越小，泵油量越小，喷油
量越少，反之越多。
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停止喷油
柱塞上的 凹槽与控制筒上的出油口连通
时，压力室的高压燃油通过柱塞上的出油口凹
槽回油泄压，停止泵油
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从工作过程可看出，泵油量的大小决
定柱塞的有效泵油过程，而有效行程
决定于开始泵油的时刻和停止泵油时
刻，开始泵油时刻决定于预行程大小，
停止油泵决定于柱塞 凹槽与出油口位臵，
只要使控制套筒沿柱塞上下移动，即可改变
预行程，从而改变开始泵油时间，改变泵油
量，也可改变喷油提前角，预行程小泵时刻
提前泵油量大，预行程大泵油开始晚，泵油
量小
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预行程控制机构
控制筒的上下移动
是由预行程机机构（电
磁线圈）通过 U型接头转
动定时杆上销钉拨动控
制套筒上下移动来改变
预行程的，并根据预行
程位臵传感器反馈信号
进行修正
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预行程可控式喷
油泵电控系统
输入信号：发动机
转速、加速踏板位
臵、水温、压力、
车速传感器、控制
筒位臵、齿条位臵
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执行器：控制套筒机构、电动调节器、
故障诊断灯、经济行程灯、蜂鸣器
系统功能：预行程控制（供油速率、喷
油提前角）喷油量控制，故障自诊断经
济行程监控，自动控制车辆经济速度行
驶等。
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1，预行程控制
根据输入信号,ECU处理计算最佳参数值控制螺
旋电磁线圈来进行反馈控制，反馈信号由控制
套筒位臵传感器输入
2，喷油量控制
根据输入信号 ECU处理、计算最佳喷油量
参考数值，控制电动调速器改变油量控制齿条
位臵来控制喷油量
由于改变预行程的同时也改变了喷油提前角故
该系统不再单设喷油提前控制装臵
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故障自诊断系统
故障自诊断系统根据故障的性质，限制柴油机
的性能或使柴油机停车。
故障发现后的对策有三种
1、维持工作
2、改变工作 — 减少喷油、增加喷油量、降低
转速、跛行运行。
3、柴油机停车
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故障码
John Deere公司故障码
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大众公司故障码
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大
众
公
司
数
据
流
分
析
