德尔福高压共轨喷油系统的创新开发201306
电控高压共轨喷射系统及其喷油器研发生产方案(一)
电控高压共轨喷射系统及其喷油器研发生产方案一、实施背景随着全球能源结构的转变和环保意识的提高，燃油效率的提高和排放的减少成为汽车制造业的重要需求。
电控高压共轨喷射系统及其喷油器作为关键技术，对于改善燃油燃烧、降低污染物的排放具有重要意义。
近年来，国内外汽车市场对燃油喷射技术的需求逐渐向高压化、电子化、智能化方向发展，因此，开展电控高压共轨喷射系统及其喷油器的研发与生产具有迫切性和必要性。
二、工作原理电控高压共轨喷射系统是通过电子控制单元（ECU）对喷油器进行精确控制，实现燃油的高压喷射。
ECU根据发动机的转速、进气量、温度等参数，计算出最佳的喷油时刻和喷油量，并通过驱动电路控制喷油器的电磁阀，实现燃油的喷射。
该系统具有喷射压力高、喷射时间精确、燃油雾化效果好等优点。
喷油器是电控高压共轨喷射系统的核心部件，其工作原理是将电信号转化为机械动作，打开或关闭喷油嘴。
当ECU发出电信号时，驱动电路驱动喷油器的电磁阀开启或关闭，实现燃油的喷射或停止。
喷油器的性能直接影响燃油的喷射效果和发动机的性能。
三、实施计划步骤1.市场调研与需求分析：对国内外汽车市场进行深入调研，了解客户对电控高压共轨喷射系统及其喷油器的需求，分析行业发展趋势和竞争对手情况。
2.技术研究与开发：组织技术团队进行电控高压共轨喷射系统及其喷油器的研发，包括硬件设计、软件开发、系统集成等。
同时，进行专利检索与分析，避免侵权问题。
3.实验室测试与优化：在实验室环境下，对研发的电控高压共轨喷射系统及其喷油器进行性能测试与优化，确保产品的性能和质量达到预期目标。
4.生产工艺制定与设备采购：根据产品研发结果，制定生产工艺流程，采购生产设备与元器件，确保生产线的搭建和运转顺利进行。
5.生产线建设与试生产：按照制定的生产工艺流程，搭建生产线，进行设备的安装与调试。
随后进行试生产，对生产出的产品进行质量检测与评估。
6.客户验证与市场推广：将试生产的产品提供给客户进行实际工况验证，收集反馈意见，对产品进行进一步优化。
共轨原创德尔福和卡特共轨喷油器内部升程参数定义
共轨原创德尔福和卡特共轨喷油器内部升程参数定义共轨之家独家原创，版权所有，转载请注明出处！一、德尔福1、衔铁升程1）定义：喷油器在工作过程中阀芯可移动的距离大小，德尔福公轨喷油器的衔铁升程一般在30~70微米之间。
2）示意图：3）调整趋势：由上图可知，德尔福喷油器的衔铁升程其实就是自由状态下，阀芯盘距离阀座上缘的距离（或阀芯盘相对阀座陷下去的深度）。
因此完全取决于阀组件的加工控制，不能调节（当然，如果衔铁升程偏心，可以尝试用1500目以上精细砂纸打磨阀芯盘端面）。
4）对喷油特性影响：衔铁升程的大小会影响各点的喷油量，衔铁升程越大，喷油量就越大。
当喷油量有偏差时，更换一个衔铁升程不一样的阀组件可改变喷油量的大小。
2、空气余隙1）定义：当阀芯盘（即衔铁盘）运动到最上端时（小台阶与电磁阀接触），阀芯盘主体与电磁阀端面并不接触，而是留有一定的间隙，此间隙大小即空气余隙。
2）示意图：3）调整趋势：与衔铁升程一样，德尔福喷油器的空气余隙也是由阀组件生产加工控制的，不能调节，如上图所示。
4）对喷油特性影响：空气余隙越大，喷油量越小。
不过影响不如衔铁升程明显。
3、针阀升程1）定义：喷油器在工作过程中油嘴针阀的最大位移就叫做针阀升程。
2）示意图：3）调整趋势：德尔福喷油器的针阀升程不可以调整。
它的大小由回油隔板的孔深度和针阀伸出量共同决定。
4）对喷油特性影响：针阀升程越大，喷油量也越大。
4、电磁阀弹簧力1）定义：电磁阀弹簧有一个预设力，它用来压紧密封小球，以密封住阀座控制腔里的高压燃油。
电磁阀弹簧力不能太小，否则高压燃油会从座面泄漏出来。
也不能太大，否则小球开启缓慢甚至打不开。
电磁阀弹簧力的大小可由改变调整块厚度进行调节。
2）示意图：3）调整趋势：调整块越长，电磁阀弹簧力越大。
4）对喷油特性影响：电磁阀弹簧力越大，喷油量就越小。
电磁阀越小，喷油量就越大。
对中速点油量的影响尤其显著。
5、油嘴弹簧力1）定义：油嘴弹簧有一个预设力，它用来压紧针阀，以密封住喷孔阻止燃油喷射。
德尔福柴油机电控高压共轨喷油系统(二)
程 ，然 后
用 这 些 信
息 来 校 正
每 个 喷 油
器 的 电子
驱 动 喷 油
脉 宽 和 喷
油 定 时 。
这 项 技 术
德 尔 福 已 用 于 １ ９９６年 以后 的 柴 油 喷油 器 ）的 喷油 率 曲线 。假 如 在 相 同喷 油
喷射 系统 中的 某 些 泵 喷 嘴 （ＥＵＩ】 脉 宽下 ，给定 喷油 器 的 喷 油 量 大于 标定 喷
７中用 矩 形来 表 来 修 正 每 个 喷 油器 的 喷油 脉 宽 。图 ９和 图
示 喷 油 脉 宽 和 １０是 用 和 不 用 １２Ｃ 法修 正 的喷 油 量 离 散
喷油 率 曲线 ，并 的 实例 ，它 们 描 绘 出 了５００次 喷射 的 喷油 显 示 出 了 “标 定 量 曲线 （喷 油 器 脉 谱 图 ），可 以清 楚 地 看
取 了 专 门 的措 施 ：减 少 制 造 公 差 、装 配 期 数 据 ， 并 用 一 块
间 的 标定 、装 配线 终 端 记 录 喷 油 器特 性 。 点 阵 式 代 码 标 牌
１．喷 油 器 特 性
标 示 在 喷 油 器 体
喷 油 器 零 件 的 制 造 是 一 个 高 精 度 的 上 。 在 发 动 机 装
数据 存 储在 ＥＣＵ中 ，用 于 整个 使 用寿命 期 内保 持 在 很小 的 变化 幅度
调 节 汽 车 使 用 寿 命 期 内 的 范 围 内 。图 １４显 示 了德 尔福 Ｍｕｌｔｅｃ ＤＣＲ
预 喷射 脉宽 。图 １２和 图 １３ 共轨 喷射 系 统 的控 制 。（未 完 待 续 ）
给 定 的 喷 射 定 时下 ，逐 渐 共轨 喷射 系 统 最 低 的 燃烧 噪 声和 排 放 。在
基于OSEKWorks开发平台的高压共轨喷油控制系统的研究
及共轨压力 ,及时准确地对系统进行监控 ,本研究选 择了高性能的 PowerPc MPC555 微控制器 。MPC555 卓越的片内集成功能使得电控单元的硬件电路更加 简单 , 紧 凑 。由 于 控 制 器 本 身 片 内 集 成 448Kbyte flash ,因此不需进行系统存储器扩展 ,使电控单元的
扩展任务 ,用于故障诊断。上电运行后等待消息 MsgSpeedErrFlag ,确定转速运行状态是否正常 ;等待消 息 MsgLoadErrFlag ,确定负荷状态 ; 等待消息 MsgChk2 BaseSignal ,诊断是否有判缸信号 ;等待消息 Msg-ADEr2 rFlag ,诊断 AD 转换是否有误 ;诊断过程发现严重错误 时 ,通知系统紧急停机。
当设计一个应用程序时 ,整个开发流程如图 2 所 示。从图中可以看出 ,系统整体设计采用分层结构 , 控制系统生成代码由五部分构成 :OSEKWorks 操作系 统内核、COMΠNM(communicationΠnetwork management) 管 理、BSP(board support packages) 、OIL (OSEK implementa2 tion language) 配置文件以及用户程序代码。其中 OS2 EKWorks、COMΠNM 以及 BSP 是以目标代码的方式存 在 ,OIL 配置文件和用户程序代码被单独编译 ,最后通 过链接器 ,将所有的目标代码链接生成影像文件 ram. elf ,从而下载到目标板[3] 。
第 25 卷 第 4 期
内 燃 机 工 程
Vol. 25 No. 4
2004 年 8 月 Chinese Internal Combustion Engine Engineering Aug. 2004
一种高压共轨喷油器的驱动电路设计
一种高压共轨喷油器的驱动电路设计时间：2012-06-29 11:41:59 来源：现代电子技术作者：于正同张楠摘要：分析了高压共轨喷油器电磁阀工作原理，设计的驱动模块采用高电压、大电流对电磁阀的开启加以控制，随后采用低电压、小电流的PWM波维持导通，满足了高压共轨喷油器电磁阀驱动控制的要求。
试验表明此驱动电路性能优异，设计运行可靠，能满足高压共轨喷油器电磁阀驱动控制的要求。
关键词：高压共轨；电磁阀；驱动电路0 引言高压共轨系统由高压油泵、共轨、喷油器、电子控制单元(ECU)和各种传感器组成。
低压燃油泵将燃油输入高压油泵，高压油泵将低压燃油加压成高压燃油，并将高压燃油供入共轨之中。
燃油压力是由通过调节供入共轨中的燃油量来控制的。
共轨内的高压燃油经高压油管输送到安装在气缸盖上的喷油器内，经喷油器内的喷油嘴将燃油喷入燃烧室内。
在电控共轨系统中，由各种传感器检测出发动机的实际运行状况，经过ECU硬件的输入模块进行相应处理，将信号传送给CPU，由CPU进行计算、判断、定出适合于该运行状况的供油量、喷油量、喷油定时等参数，再经过ECU专用集成电路的输出模块进行处理，提供高压预喷射、主喷射和PWM喷射脉冲，驱动电磁阀开关，使发动机处于最佳工作状态。
要达到最佳工作状态需要借助灵活可变的喷油速率(多次喷射技术)得以实现，这要求共轨喷油器具有高速响应的特征。
而其快速响应特性是通过电磁阀的特殊设计及高压电源(50V)模块快速放电实现的。
电控燃油系统核心部件是执行器，电磁阀作为应用最广泛的燃油喷射系统执行器，其驱动电路直接影响燃油喷射系统乃至整个发动机的性能。
喷油器电磁阀驱动模块是共轨ECU开发的核心技术，现阶段，喷油器电磁阀广泛地采用峰值～维持控制方式，峰值电流为20A左右，维持电流为13A左右，该方式通常由BOOST升压与PWM调制驱动两个部分构成，本研究对这两部分进行详细的分析，并给出相应的实现方法和控制电流波形。
德尔福共轨喷射系统DCR
德尔福共轨喷射系统DCR基本介绍德尔福柴油机共轨喷射系统简称DCR（D elphi D iesel C ommon R ail）第一部分：简介1、系统组成德尔福柴油机共轨喷射系统采用了模块化设计技术，便于应用于不同结构和形式的发动机之上。
德尔福柴油机共轨喷射系统主要包括以下部件：-共用高压燃油储能器（共用油轨）；-高压燃油调节器（选装元件）；-内置高压泵并设计有进油计量初级供油泵结构的燃油泵；-燃油喷射器（喷油器）；-发动机电子控制单元（ECU）；-燃油滤清器。
德尔福柴油机共轨喷射系统所配备的共用高压燃油储能器，亦称为“共用油轨”。
通常被设计装配在发动机的气缸体或气缸盖上，由高压油泵向其提供高压燃油。
共轨内部的燃油压力是通过发动机电子控制模块结合设计在高压油泵内部的进油计量装置和高压燃油调节器（当系统装备时）完成综合调节控制的。
因此，系统燃油压力与发动机转速无关。
即使在很低的发动机转速下，如果需要，系统也可以提供高压燃油并进行高压燃油喷射。
一组若干个高压燃油喷射器将通过高压油管与共轨相连接。
系统通过发动机电子控制模块直接驱动设计在燃油喷射器内部的电磁开关控制燃油喷射的开启和关闭时间和频率。
2、目前应用状况德尔福柴油机共轨喷射系统系为轿车用未来高速直喷式柴油发动机至少达到满足美国联邦1998年排放法规和欧洲三号排放法规以及更高的世界排放法规的要求所设计的。
由于系统采用模块化设计，因此可非常方便地被搭载应用到不同结构的三至六缸的柴油发动机的各式车辆上。
根据相同的应用原则，德尔福柴油机共轨喷射可非常方便地扩展应用到中型车辆柴油机以及非车用柴油机市场产品上。
3、德尔福柴油机共轨喷射系统DCR优势：1) 结构设计紧凑德尔福柴油机共轨喷射系统主要零部件设计精巧，外形尺寸小，非常适合现代两气门和四气门发动机使用。
2) 模块式系统构成每气缸配备一枝电子控制的燃油喷射器的模块化组合式结构，可方便应用于三缸、四缸、五缸和六缸任何一款柴油机上。
德尔福共轨燃油喷射技术故障诊断与故障排除
14
故障码
序号 故障代码 故障码解释
81 P0120 82 P1253 83 P1254 84 P1256 85 P1257 86 P1258 87 P1259 88 P1500
油门1信号故障-参考电压 油轨压力控制偏差故障-超负限 油轨压力控制偏差故障-超正限 轨压控制故障-模式1 轨压控制故障-模式2 轨压控制故障-模式3 轨压控制故障-模式4 车速传感器信号故障-通用
12
故障码
序号 故障代码 故障码解释
65 P1174 66 P1191 67 P1192 68 P1193 69 P1252 70 P1190 71 P0190 72 P0191
第4缸喷油器MDP飘移_低 轨压无法建立故障 轨压信号飘移-超低 轨压信号飘移-超高 轨压过高 油轨压力信号飘移 油轨压力信号故障-参考电压 油轨压力信号故障-变化率过大
7
ECU故障码
序号 故障代码 故障码解释 25 P1290 喷油器3电路电阻水平超低 26 P1291 喷油器3电路电阻水平超高 27 P1292 喷油器4电路电阻水平超低 28 P1293 喷油器4电路电阻水平超高 29 P0115 水温传感器信号故障-参考电压 30 P0117 水温传感器信号范围故障-超低 31 P0118 水温传感器信号范围故障-超高 32 P1115 水温传感器信号故障-不合理
10
故障码
序号 故障代码 故障码解释 49 P0203 喷油器3驱动线路开路故障 50 P0204 喷油器4驱动线路开路故障 51 P1201 喷油器1驱动线路短路故障 52 P1202 喷油器2驱动线路短路故障 53 P1203 喷油器3驱动线路短路故障 54 P1204 喷油器4驱动线路短路故障 55 P0180 燃油温度传感器故障-参考电压 56 P0183 燃油温度传感器范围故障-超高
高压共轨电喷柴油机供油启动系统[实用新型专利]
![高压共轨电喷柴油机供油启动系统[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/3a1f0d88fc0a79563c1ec5da50e2524de418d041.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201720103966.7(22)申请日 2017.01.23(73)专利权人 广州三业科技有限公司地址 510000 广东省广州市越秀区先烈中路83号501自编之十二(72)发明人 郑浩 郑全 苏锦荣 王伟 (74)专利代理机构 广州三环专利商标代理有限公司 44202代理人 黄华莲 郝传鑫(51)Int.Cl.F02M 63/02(2006.01)F02M 37/04(2006.01)(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利(54)实用新型名称高压共轨电喷柴油机供油启动系统(57)摘要本实用新型涉及内燃机控制技术领域，公开了一种高压共轨电喷柴油机供油启动系统，包括油泵总成、高压共轨腔、燃油箱及多个喷油器，燃油箱的出油端与油泵总成的第一进油口连通，油泵总成的第一出油口与高压共轨腔的第二进油口连通，高压共轨腔上设有多个第一供油口，多个喷油器的第三进油口依次与第一供油口连通，高压共轨腔上还设有第一回油口，第一回油口与燃油箱的回油端连通，喷油器上还设有第二回油口，第二回油口与燃油箱的回油端连通；还包括预充油/加压装置，预充油/加压装置设有第二供油口，第二供油口与高压共轨腔连通以给高压共轨腔预充油，以增加高压共轨腔的压力。
权利要求书1页 说明书5页 附图6页CN 206571609 U 2017.10.20C N 206571609U1.一种高压共轨电喷柴油机供油启动系统，其特征在于，包括油泵总成、高压共轨腔、燃油箱及多个喷油器，所述燃油箱的出油端与所述油泵总成的第一进油口连通，所述油泵总成的第一出油口与所述高压共轨腔的第二进油口连通，所述高压共轨腔上设有多个第一供油口，多个所述喷油器的第三进油口依次与所述第一供油口连通，所述高压共轨腔上还设有第一回油口，所述第一回油口与所述燃油箱的回油端连通，所述喷油器上还设有第二回油口，所述第二回油口与所述燃油箱的回油端连通；还包括预充油/加压装置，所述预充油/加压装置设有第二供油口，所述第二供油口与所述高压共轨腔连通以给所述高压共轨腔预充油，以增加所述高压共轨腔的压力。
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会讨研放排国中
2013
5
Delphi Common Rail Roadmap Light Duty Systems
Tier 2 bin 5 EURO4 EURO5 EURO6
DIRECT ACTING 2200 bar DIRECT ACTING 2000 bar MULTECTM DCR 2200 bar* MULTECTM DCR 2000 bar MULTECTM DCR 1800 bar MULTECTM DCR 1600 bar MULTECTM DCR 1400 bar
Delphi Common Rail System development
Dr LI Xiaolu
Nanjing 20th June 2013
Emissions & CO2 Regulations Chronology
Project to replace the NEDC procedure by the WLTP (Worldwide Harmonized Light-duty Test Procedure) Introduction of RDE (Real Driving Emissions ) Emissions regulations - Chronology
CO2 = 140g/km CO2 = 140g/km
NEDC
CO2 = 130g/km
WLTP?
CO2=95g/km
2009
2
2010
2011
2012
2013
2014
2013
2015
2016
2017
2018
2019
2020
2021
会讨研放排国中
WLTC version 5
The cycle is based on a statistical study done with real data from all the associated countries, in order to have a cycle which better match the reality. A «large scale» validation (called « Validation step 2 ») is in progress with the participation of lots of stakeholders, including DELPHI. The first results are scheduled for end of September 2012. The version 5 cycle is the one used for the validation phase 2, for Class3 vehicles. The gear shift will depend on engine and vehicle characteristics. A tool was developed by the European Commission and available Cycles Max Speed (km/h) Max acceleration (m/s²) Average Speed (km/h) Total time (s) Total distance (km)
4
会讨研放排国中
2013
4
Delphi Common Rail systems Three Key Product Families
High technology FIE path: Direct Acting CR • Unique “Direct Acting Piezo injector” • The fastest and most precise injector for lowest emission at the source
Nozzle Needle
Multiple injection performance ↑ Minimum separation ↓
Nozzle Body
Worldwide fuels compatibility. Start of production on Q1 / 2009.
7
会讨研放排国中
2013
3
NEDC 120 1.04 34 1180 11
2013
EPAIII 91 1.5 34.1 1875 17.8
WLTC5 132 1.75 45.4 1800 22.7
会讨研放排国中
Euro 6 Engine Mechanization with HP + LP EGR
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. Air filter Mass Air Flow meter (+ Air temp. Sensor) VGT with pos-feedback Intercooler Throttle (DC-motor) with pos-feedback MAP sensor combined with air temperature sensor Variable swirl actuator with pos-feedback Crankshaft position / Engine speed sensor Camshaft position sensor HP EGR valve (DC-motor) with pos-feedback Engine Block Linear O2 sensor DOC-In temperature Diesel Oxidation Catalyst DPF-In temperature CDPF Differential Pressure Sensor Close Coupled Diesel Particulate Filter Coolant Temperature sensor Glow plugs + Control Unit Engine Control Unit (ECU) Atmospheric pressure Pedal Assembly Electrical Lift Pump (option) Low Pressure Sensor (option) Fuel Filter High Pressure Pump Fuel temperature sensor Inlet Metering Valve High Pressure Rail Rail pressure Sensor Injectors Knock Sensor Absolute (or differential) pressure sensor Exhaust Throttle with pos-feedback LP EGR Cooler LP EGR Valve In temperature LP EGR Valve with Pos-feedback
Simplified design with the new CVA (Combined Valve & Adaptor Plate). Axial/Radial inlet. 2000bar 2200bar operation.
Cap Nut
Improved spray atomisation performances. Reduced back-leak flow / CO2 ↓
Small Engines
2007 2008 2009 2010 2011 2012
UPCRS 1400 - 1600 bar
2013 2014 2015 2016 2017
*2400 bar under consideration
6
会讨研放排国中
2013
High value FIE Path: 2000bar Fast Balanced-Valve Servo-Solenoid Injector
Needle Motion Amplifier Piston
Cap Nut
2000bar
2400bar operation.
“0” back-leak flow / CO2 ↓
Nozzle Needle
Accumulator in injector eliminates interactions between injections ↓ Near 0 µS separation ↓ Start of production on Q3 / 2008.
9
FIE System Flow Capacity Downsizing
High Pressure Outlet Hydraulic Head
Inlet Metering Valve
New single cylinder small high pressure pump DFP6:
Simplified design with reduced number of components. Downsized pump capacity & increased drive speed (ratio 1/1). 2 pumping events per revolution. Reduction of dead volume.
High pressure inlet 12 volts Solenoid Actuator Assembly 2-Way Balanced Valve Combined Valve /Adaptor Plate Control Chamber
Latest design of Fast Servosolenoid Injector: