高压共轨系统
高压共轨工作原理介绍
高压共轨工作原理介绍高压共轨系统是一种现代柴油发动机燃油喷射系统，它采用了一种高压油泵将燃油送往一个共轨（称为油轨）上，再通过电控单元对喷油嘴进行精确控制，实现燃油喷射。
高压共轨系统具有高效、节能、环保等特点，是现代柴油发动机的主流燃油喷射系统。
高压共轨系统由几个关键部件组成，包括高压油泵、共轨、喷油嘴等。
设备的工作原理如下：高压油泵：高压油泵是高压共轨系统的核心部件，主要用于将柴油从油箱抽送到油轨中。
高压油泵内部有一个可变泵量调节装置，通过控制这个装置，可以实现对油泵的流量和压力进行调节。
高压油泵将燃油推送到油轨上，使油轨内的压力保持在一个高压水平。
共轨：共轨是一个高压油管，位于柴油发动机的缸体上方。
它连接着高压油泵和喷油嘴，起到燃油储存和传输的作用。
共轨内部的压力由高压油泵提供，可以实现非常高的压力水平。
燃油进入共轨后，会被保持在高压状态，等待喷油嘴的控制信号。
喷油嘴：喷油嘴位于发动机缸体上方，负责将高压能量释放出来，将燃油喷射到气缸中。
喷油嘴的喷油量和喷油时间由电控单元精确控制，可以根据发动机负载和转速的变化来进行调节。
当接收到控制信号时，喷油嘴会打开，将压力释放出来，喷射燃油。
电控单元：电控单元是高压共轨系统的控制中心，负责接收车速、转速等传感器的信号，并根据这些信号控制喷油嘴的喷油时间和喷油量。
通过精确控制燃油喷射的时间和量，电控单元可以实现对发动机的燃油喷射过程进行精确调节，以获得最佳的燃烧效果。
高压共轨系统的工作原理是基于电控技术和高压燃油的高效利用。
它能够实现对燃油喷射过程的高精度控制，提高发动机的燃烧效率，减少能源消耗和废气排放。
高压共轨系统还具有响应速度快、噪音低、可靠性高等优点，成为现代柴油发动机的首选燃油喷射系统。
高压共轨工作原理介绍
高压共轨工作原理介绍一、高压共轨系统的组成高压共轨系统由高压油泵、共轨、喷油嘴和电子控制单元（ECU）等组成。
1. 高压油泵：高压油泵是高压共轨系统的核心组件，它将燃油从燃油箱中抽取，并将其压缩到极高的压力（通常为1000-3000bar）。
高压油泵通常采用柱塞式结构，通过凸轮轴或者齿轮传动实现连续的高压油送入共轨。
2. 共轨：共轨是一个储存高压燃油的管道，它连接了高压油泵和各个喷油嘴。
共轨系统可以保持恒定的高压，以确保喷油系统的快速响应和稳定性。
3. 喷油嘴：喷油嘴是高压共轨系统中的另一个重要组件，它负责将高压燃油喷射到气缸内，以实现燃烧过程。
现代柴油车发动机通常采用多孔喷油嘴，通过多次喷射和雾化技术，实现更好的燃烧效果和低排放。
4. 电子控制单元（ECU）：ECU是高压共轨系统的控制中枢，它通过传感器监测发动机的工作状态，根据需要调整燃油压力和喷油时间，以实现最佳的动力输出和尾气排放。
高压共轨系统的工作原理大致分为燃油供给、压力维持和喷油控制三个阶段。
1. 燃油供给阶段：燃油由燃油箱通过低压泵送入高压油管，再由高压油泵压缩后送入共轨。
在这个过程中，电子控制单元根据发动机工作状态调整高压油泵的工作压力和频率，确保共轨中的燃油压力始终保持在一个设计范围内。
2. 压力维持阶段：一旦共轨中的燃油压力达到设计值，高压共轨系统就进入了压力维持阶段，此时共轨中的燃油压力保持不变。
这样可以确保喷油系统随时都能进行高压的燃油喷射，以满足发动机不同工况下的动力输出要求。
3. 喷油控制阶段：在发动机工作时，电子控制单元根据燃烧需要，精确控制喷油嘴的开启和关闭时间。
高压电磁阀会在接收到ECU信号的情况下，打开喷油嘴并将高压燃油喷射到气缸内，完成燃烧过程。
通过精确控制喷油时间和燃油量，高压共轨系统可以实现更高效的燃烧过程，以提高动力输出和降低排放。
1. 提高燃烧效率：高压共轨系统通过精确的燃油控制，实现了更完善的燃烧过程，提高了发动机的燃烧效率和燃油利用率。
高压共轨系统PPT
3. 可以实现预喷射，但是预喷射不能灵活调节； 4. 电磁阀采用高电压驱动，实现电磁阀的快速闭
合控制。 5. 整个控制系统的复杂程度较高。
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§2.3.3 BOSCH高压共轨系统
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高压共轨系统在BMW轿车柴油上
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BOSCH的高压共轨系统
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位置控制式分配泵
油温传感器 喷油量调整 屏蔽轴
位置传感器 分配转子
分配转子
凸轮轴 定时控制活塞
出油阀 油量控制套筒 定时电磁阀
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另一种位置电控VE泵
线圈
位置传感器
衔铁
断油电磁阀
定时控制阀
油量控制套筒
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控制特点
•油量控制特点：
调速器被取消；对油量控制套筒实施位 置饲服控制；喷射量的间接控制
此需要的峰值转矩比较小，2升的轿车发动机的高压泵在 标定转速和1350bar压力的条件下，需要3.8Kw的驱动功率。
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6 关于共轨系统的基本问题（续）
问题11：高压泵能否实现的省功率运行？ 首先是很有必要，因为从PCV泄压的燃油已经被加 压，油温会升高而且能量损失加大。利用高压泵的 单个柱塞关断阀，可以进一步降低高压泵的能量损 失。
平最高
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附：五十铃共轨系统
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附：五十铃共轨系统
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附：五十铃共轨系统
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§2.3.5 压电晶体喷油器—共轨2
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压电晶体相对线圈执行器的优点（1）
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压电晶体相对线圈执行器的优点（2）
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由压力控制模式向体积控制模式过渡
高压共轨工作原理介绍
高压共轨工作原理介绍我们来了解一下高压共轨系统的组成。
高压共轨系统由高压泵、高压共轨、喷油嘴和电子控制单元（ECU）组成。
高压泵的作用是将油液压力升高至非常高的水平，高压共轨则是一个集油气的管道系统，它储存并提供高压燃油，喷油嘴用于喷射燃油，而ECU则是用来控制整个系统的工作。
在高压共轨系统中，每个气缸都有一个或多个喷油嘴，而所有的喷油嘴都是由高压共轨供应燃油。
我们来了解高压共轨系统的工作原理。
在传统的柴油发动机中，燃油是由喷油泵提供高压后送入喷油嘴，然后通过压缩空气进行雾化和混合，最后在气缸内燃烧。
而高压共轨系统的工作原理则有所不同。
当发动机工作时，高压泵将燃油压力提升至非常高的水平，并将其送入高压共轨中进行储存。
在需要喷油时，ECU会根据发动机的工作状态和操作需求来控制高压共轨中燃油的压力，然后通过喷油嘴将燃油喷射到气缸内进行燃烧。
高压共轨系统的工作原理主要分为以下几个步骤：1. 充油阶段：当发动机启动时，高压泵开始工作，将柴油从油箱吸入，然后送入高压共轨中进行储存。
2. 压力调节阶段：当发动机需要喷油时，ECU会控制高压共轨中燃油的压力，以确保燃油能够在需要的时间和量上准确地喷射到气缸内。
3. 喷油阶段：一旦高压共轨中的燃油压力被调整到适当的水平，ECU就会通过信号控制喷油嘴进行喷射，将燃油喷入气缸内进行燃烧。
4. 完善燃烧阶段：在喷油结束后，高压共轨中的余燃油会被回收，以确保下一次的喷油过程能够重新开始。
通过这些步骤，高压共轨系统能够实现对燃油的精确控制，从而提高了燃油的混合效率和燃烧效率，减少了废气排放和燃油消耗，使发动机的性能和经济性都得到了极大的提升。
1. 高效燃烧：由于高压共轨系统可以实现对燃油的高精度控制，使得燃油能够充分雾化和混合，从而实现了更加高效的燃烧过程。
2. 动力性能更佳：高压共轨系统能够实现更高的喷油压力，从而提高了燃油的雾化效果和发动机的动力性能。
3. 排放更干净：高压共轨系统能够实现对燃油的精确控制，减少了废气排放和燃油消耗，使得发动机的排放更加干净。
高压共轨工作原理
高压共轨工作原理高压共轨系统是一种现代柴油机燃油供给系统，它由高压泵、高压共轨、喷油器等部分组成。
由于该系统具有较高的压力及较快的响应速度，能够使得喷油更为精准、快速、均匀，从而提高燃烧效率并降低污染物排放。
在本文中，我们将详细介绍高压共轨系统的工作原理。
一、高压共轨系统的基本组成高压共轨系统是由高压泵、高压共轨、喷油器和控制单元等部分组成的。
高压泵能够提供高压油液，将燃油输送到高压共轨中；高压共轨则是一个压力传递和储油的装置，将高压油液传递给各个喷油器；喷油器则是实现燃油雾化和喷射的设备；控制单元则能够实现对高压共轨系统的控制和调节。
1、高压泵提供高压油液高压泵会将燃油从油箱中吸入，通过柱塞将燃油压缩，形成高压油液，再将高压油液送往高压共轨中。
高压共轨是一个储存高压油液的装置，它能够保存一定量的高压油液，并将高压油液传递给各个喷油器。
3、喷油器实现燃油雾化和喷射当需要喷油时，控制单元将信号发送至喷油器，激活电磁阀，打开高压油液通道，将高压油液送至喷油器中。
喷油器中的针阀则会打开，将高压油液喷射至喷油嘴上，并形成微小的雾状颗粒。
4、控制单元调节燃料喷射时间和量控制单元能够对高压共轨系统中的燃油喷射时间和量进行调节。
当需要增加燃油喷射量时，控制单元会将信号发送至高压泵，增加燃油压力；当需要减少燃油喷射量时，控制单元会减小针阀的打开时间，从而减少燃油的喷射。
1、提高燃烧效率由于高压共轨系统能够保持较高的燃油压力，使得燃油更容易雾化，从而提高了燃烧效率。
高压共轨系统能够调节燃油喷射时间和量，使得燃油能够更加精准地喷射至缸内，从而提高了燃烧效率。
2、降低污染物排放由于高压共轨系统能够实现更加精准的燃油喷射，使得燃烧更加充分，减少了未燃烧的燃料和氧化物的排放，从而降低了污染物的排放。
3、提高启动性能和响应速度由于高压共轨系统能够提供更快的响应时间和更高的燃油压力，使得柴油机具有更好的启动性能和响应速度。
4、降低噪音水平由于高压共轨系统能够喷出细小的雾状颗粒，使得燃油更为均匀，从而减少了燃油的燃烧噪音。
柴油机高压共轨系统工作原理
柴油机高压共轨系统工作原理1. 介绍柴油机高压共轨系统是现代柴油机技术中的重要组成部分。
它通过使用高压油泵将燃油压力提高到很高的水平，并通过共轨将燃油分配给每个喷油器，从而实现燃油的高效喷射。
本文将详细解释柴油机高压共轨系统的工作原理及其组成部分。
2. 高压共轨系统的组成部分柴油机高压共轨系统主要由以下几个组成部分构成：2.1 高压油泵高压油泵是高压共轨系统的核心组件之一。
它的主要作用是将柴油加压到很高的压力，通常可以达到几百至几千巴的水平。
高压油泵通常采用柱塞式结构，通过往复运动使油泵产生压力，从而将燃油送入高压共轨。
2.2 高压共轨高压共轨是一个金属管道，油泵将燃油送入共轨中储存。
高压共轨的设计和制造需要考虑高压和高温环境下的耐久性和可靠性，因此通常采用高强度、耐腐蚀的材料制成。
共轨的直径通常较小，以使燃油能够以较高的压力被释放到喷油器中。
2.3 喷油器喷油器是将燃油喷射到柴油机燃烧室中的设备。
在高压共轨系统中，每个气缸通常都配有一个喷油器。
当发动机控制单元（ECU）发出命令时，喷油器会以非常高的压力将燃油喷射到燃烧室中，并在适当的时机结束喷射。
喷油器需要具备高压、高温和快速响应的能力，以确保燃油的准确喷射。
2.4 高压传感器高压传感器用于监测高压共轨中的燃油压力，并将压力信号反馈给发动机控制单元。
发动机控制单元可以根据高压传感器的信号来控制高压油泵的工作，从而实现精确的燃油喷射控制。
3. 高压共轨系统的工作原理柴油机高压共轨系统的工作原理可以分为以下几个步骤：3.1 燃油供给当发动机启动时，高压油泵开始工作。
高压油泵通过往复运动产生高压燃油，并将其送入高压共轨中储存。
3.2 压力调节高压油泵根据传感器信号和发动机控制单元的指令来调节燃油的压力。
发动机控制单元可以根据负载、转速和其他参数来控制燃油压力的大小，以实现最佳燃油喷射效果。
3.3 燃油喷射当发动机控制单元需要喷射燃油时，它会向喷油器发送信号。
高压共轨的工作原理
高压共轨的工作原理
高压共轨系统是一种现代柴油发动机的燃油供给系统，其工作原理如下：
1. 准备阶段：燃油从油箱被油泵抽取，并经过滤后被送入高压共轨。
高压共轨是一根管道，其内径较大，可以容纳所有喷油嘴需要的燃油量。
2. 压力调节阶段：在高压共轨中的燃油被送入高压泵。
高压泵会增加燃油的压力，使其达到要求的功率水平。
高压泵的工作原理类似于柱塞泵，通过减少柱塞直径来增加燃油的压力。
3. 压力积累阶段：高压泵将燃油送回高压共轨。
随着燃油的不断流入，高压共轨中的压力逐渐增加。
在这个阶段，高压共轨中的压力通常需要达到几百至数千巴的水平。
4. 喷油阶段：通过控制电磁阀或压力调节器，高压共轨中的燃油被喷出到喷油嘴中。
喷油嘴由电磁控制器控制，可以根据发动机的要求进行开关。
通过调整电磁阀的开关时间和频率，可以控制喷油嘴喷出燃油的量和喷射时间。
5. 点火阶段：当燃油被喷出到喷油嘴中后，它与空气混合，并被压缩在气缸中。
最后，喷油嘴喷出的燃油会被点火系统点燃，从而引发燃烧过程。
这个过程产生的能量被转化为驱动发动机的力和动力。
总之，高压共轨系统通过高压泵和喷油嘴的配合，可以将燃油
以高压和适量的方式喷入气缸，从而实现高效燃烧，提高燃油利用率和发动机的性能。
高压共轨系统ppt课件
3. 可以实现预喷射，但是预喷射不能灵活调节； 4. 电磁阀采用高电压驱动，实现电磁阀的快速闭
合控制。 5. 整个控制系统的复杂程度较高。
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§2.3.3 BOSCH高压共轨系统
第48页
高压共轨系统在BMW轿车柴油上
第38页
§2.3.2 液力活塞增压喷射系统－HEUI
第39页
HEUI的含义
第40页
HEUI系统组成
第41页
HEUI的预喷射功能
第42页
HEUI的主喷射
第43页
HEUI的机油压力控制
第44页
HEUI的燃油供油泵
第45页
HEUI的控制系统
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HEUI的控制特点
1. 机油压力和增压活塞配合完成喷射压力控制， 以较低的共轨压力来实现高压喷射；
• 缸内高压喷射
– 轿车：2000bar，卡车：2600bar以上
• 增压中冷，废气再循环(EGR)
– 提高升功率、经济性和降低排放
第6页
柴油机发展趋势
• 排气后处理
微粒捕捉器，氧化催化器，NOx催化器
• 解决方案：电子控制：
– 电子控制燃油喷射 – 电子控制可变截面涡轮 – 电子控制废气再循环 – 电动进排气门 – 电子控制单元 实现理想的喷油速率是解决柴油机排放的基础，
电控单元
ECG
电磁阀
柱塞 凸轮轴 直列泵壳体
高压油管 喷油器 低压系统
第28页
PPVI系统工作特点
PPVI系统的特点：
传统的齿条被取消； 柱塞斜槽被取消，只起加压的作用； 喷油量控制和喷油脉宽完全由电磁阀控制； 电磁阀关闭时刻决定喷射定时； 电磁阀关闭持续时间决定喷油量；
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第二代电控系统总结
(2)与第一代的差别：
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，而且可以控制喷 射定时，实现高频和更加灵活的控制功能；而 且可以实现分缸独立控制。
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第二代电控系统总结
(3)第二代电控系统的缺点：
（1）仍然依赖于传统的脉动高压系统，使得 高压喷射的区间受到凸轮型线的限制，无法实现 大范围的喷射定时控制；
2. 需要活塞增压，增压过程响应慢；30ms
3. 可以实现预喷射，但是预喷射不能灵活调节； 4. 电磁阀采用高电压驱动，实现电磁阀的快速闭
合控制。 5. 整个控制系统的复杂程度较高。
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§2.3.3 BOSCH高压共轨系统
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高压共轨系统在BMW轿车柴油上
• 与汽油机比较：
– HC和CO排放相对较少 – CO2少 – NOx排放和汽油机基本相当，但是汽油
机可以加三效催化装置 – 微粒排放较高 – 噪声较大
解决NOx和PM的排放
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柴油机面临的问题
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柴油机面临的问题
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柴油机发展趋势
• 理想喷射特性
– 预喷射、初始喷射速率低，主喷速率 高，后喷停止速度快
（2）喷射压力的大小只和凸轮型线以及发动 机转速等结构参数有关，不能根据发动机的工况 灵活调节；
（3）无法实现灵活的预喷射和多次喷射。
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§2.3 第三代高压共轨系统
1 共轨压力的反馈控制 2 喷油量控制 3 喷油定时控制 4 预喷射控制
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§2.3.1 共轨控制系统的类型
1 中压共轨—HEUI系统 2 高压共轨—线圈电磁阀喷油器 3 高压共轨—压电晶体喷油器 4 共轨系统的控制特点
配合空气系统和电子控制，是柴油机发展的 根本途径。
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§2 柴油机三种电控燃油喷射系统的对比 1 位置控制式 2 时间控制式 3 高压共轨系统
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§2.1 第一代位置控制式
1 分配泵位置控制 2 直列泵位置控制 3 第一代电控系统的总体特点
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§2.1.1 分配泵位置控制系统 机械式分配泵
•定时控制特点：
电磁阀控制定时活塞两端的压力，实现 对定时的间接控制
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喷射定时的反馈方法
实际喷射定 时的反馈— —喷嘴针阀 升程的检测： 利用针阀运 动导致螺线 管中电磁变 化来反馈喷 射始点
信号 接口
双弹簧 喷嘴
喷嘴架 压力销
螺线管
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§2.1.2 直列泵的位置控制式系统
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油量控制元件
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§2.3.2 液力活塞增压喷射系统－HEUI
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HEUI的含义
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HEUI系统组成
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HEUI的预喷射功能
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HEUI的主喷射
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HEUI的机油压力控制
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HEUI的燃油供油泵
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HEUI的控制系统
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HEUI的控制特点
1. 机油压力和增压活塞配合完成喷射压力控制， 以较低的共轨压力来实现高压喷射；
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位置控制式分配泵
油温传感器 喷油量调整 屏蔽轴
位置传感器 分配转子
分配转子
凸轮轴 定时控制活塞
出油阀 油量控制套筒 定时电磁阀
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另一种位置电控VE泵
线圈
位置传感器
衔铁
断油电磁阀
定时控制阀
油量控制套筒
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控制特点
•油量控制特点：
调速器被取消；对油量控制套筒实施位 置饲服控制；喷射量的间接控制
喷油器
滤清器
电磁阀
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喷油控制功能
密封端口
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ECU模块
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凸轮轴位置传感器
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控制时序
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§2.2.2 基于直列泵的电控系统
电控单元
喷嘴
高压
电
油路
磁
阀
低压
油路
简化直列油泵
输油 泵
位置/转速传感器
PPVI：在直列泵上实施的时间控制式电控系统
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PPVI液力系统结构框图
取消机械调速器 对齿条/拉杆的位置
实施电控
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装有柔性动力系的混合调速器
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装有柔性动力系统的康明斯发动机
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§2.1.3 第一代电控系统特点总结
间接控制喷油量——位置饲服 间接控制喷油定时——液力系统饲服控制 喷射压力大小控制——取决于原有机械系统的性能 喷油速率控制——取决于原有机械系统的性能 优点：技术难度小，改动工作量小，成本低，可以
柴油机共轨控制系统
一、为什么需要共轨控制系统； 二、柴油机三种电控系统的对比；
（1）第一代位置控制式 （2）第二代时间控制式 （3）第三代高压共轨控制系统 三、柴油机的空气控制系统； 四、共轨控制系统的结构细节； 五、关于共轨系统的一些基本问题；
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柴油机面临的问题
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§1 柴油机面临的问题
• 缸内高压喷射
– 轿车：2000bar，卡车：2600bar以上
• 增压中冷，废气再循环(EGR)
– 提高升功率、经济性和降低排放
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柴油机发展趋势
• 排气后处理
微粒捕捉器，氧化催化器，NOx催化器
• 解决方案：电子控制：
– 电子控制燃油喷射 – 电子控制可变截面涡轮 – 电子控制废气再循环 – 电动进排气门 – 电子控制单元 实现理想的喷油速率是解决柴油机排放的基础，
1 机械式单体泵系统 2 喷油量控制 3 喷油定时控制 4 喷嘴的结构
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单体泵： 机车/船用
应用场合
泵喷嘴： 轿车/卡车
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控制系统的框图
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系统的配置
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§2.2.4 第二代电控系统总结
(1)第二代控制系统的包括：
电控分配泵、直列泵、泵喷嘴、单体泵；
共有的控制特点：
依靠传统的脉动泵产生高压； 喷油量控制和喷油脉宽完全由电磁阀控制； 电磁阀关闭时刻决定喷射定时； 电磁阀关闭持续时间决定喷油量；
电控单元
ECG
电磁阀
柱塞 凸轮轴 直列泵壳体
高压油管 喷油器 低压系统
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PPVI系统工作特点
PPVI系统的特点：
传统的齿条被取消； 柱塞斜槽被取消，只起加压的作用； 喷油量控制和喷油脉宽完全由电磁阀控制； 电磁阀关闭时刻决定喷射定时； 电磁阀关闭持续时间决定喷油量；
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§2.2.3 泵喷嘴和单体泵系统
实现机械混合运行，安全可靠； 缺点：间接控制，响应慢，对发动机性能改善有限
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§2.2 第二代时间控制式
1 分配泵系统 2 直列泵系统 3 电控单体泵/ 泵喷嘴系统 4 第二代电控系统的总体特点
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§2.2.1 基于分配泵的电控系统
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分配泵的电控系统框图
燃油箱
加速踏板传 感器
传感器