CATC9发动机电控柴油喷射技术分析
CAT /C9发动机电控柴油喷射技术分析
随着各油田用户环保意识的加强和对车用发动机经济性能要求的提高，新一代电控喷射柴油机开始在我厂修井机上使用。
为了尽快熟悉此类发动机性能，以便正确选型和指导用户正确使用，我们有必要了解此类发动机的核心控制技术—电控柴油喷射技术。
下面以ＣAT C9电控喷射柴油机为例进行分析。
现代理论证明，对发动机燃油喷射的控制对其排放性能、经济性能和动力性能有着十分重要的影响。
传统技术、方法已满足不了控制要求，而必须采用新一代的电子控制技术。
ＣAT C9电控喷射柴油机是卡特公司的新产品，今年在我厂六台新疆４０吨修井机上首次使用，其额定功率250KW,最高转速2200r/min。
其电控柴油喷射系统主要由燃油系统、进气系统和电控系统三部分组成。
一，燃油系统主要由燃油滤清器、输油泵、高压泵、压力控制阀及喷油器组成。
①燃油滤清器。
燃油中的污染物会导致泵零部件、出油阀和喷油嘴的损坏，另外柴油中可能含有以结合态（乳状液）或者以自由态（例如由于温度改变而产生的冷凝水）存在的水。
如果这些水进入喷射系统，就有可能因为腐蚀而导致零部件损坏。
与其他喷射系统相似，电控喷射系统也需要带有储水器的燃油滤清器，过滤出来的水必须定时地从储水器中放出来。
②输油泵采用机械驱动的齿轮泵，它集成于高压泵中，与高压泵共享一个驱动装置，输送油量与发动机转速成正比。
齿轮泵是免维护的。
在第一次启动之前或者当燃油箱被用“空”时，可以用装在齿轮泵上的手动泵泵送燃油。
③高压泵连续不断地产生高压系统中需要的压力。
这意味着，与传统系统相反，燃油不必专门为每一次喷射过程而单独进行压缩。
高压泵由它泵送的柴油进行润滑，在其内部，燃油由三个相互以120°的间隔角度径向布置的泵油柱塞进行压缩。
④压力控制阀用于根据发动机负荷设定高压油系统的正确压力，并使它保持在正确的水平上。
如果高压油系统内压力过高，压力控制阀就开启，一部分燃油从高压油管通过回油管返回燃油箱。
如果压力过低，压力控制阀就关闭，使高压部分相对于低压部分保持密封。
压力控制有两条控制环路：一条响应的电气控制环路，用于设定高压油系统变动着的平均压力；一条快响应的机械控制环路用于补偿高频压力脉动。
压力控制阀由弹簧和电磁铁叠加控制，弹簧设计成可以达到大约10MP的最高压力。
电磁铁的力正比与使它激活的电流，而这个激活电流是以脉宽调制的方式加以控制的。
1KHZ 的脉宽频率就足以防止不希望发生的电磁铁—衔铁的运动和高压油系统的压力脉动。
⑤喷油器是电磁式喷油器，它是喷射系统中一个关键的执行元件，它接受ECM(Electronic control module)送来的喷油脉冲信号，精确地进行燃油喷射。
因此它是一种加工精度非常高的精密偶件，要求其动态流量范围大，抗堵塞和污染能力强，雾化性能好。
喷油器由电磁线圈、衔铁、阀芯、阀座、喷嘴及滤网组成，在筒状外壳内装有电磁线圈、柱塞、复位弹簧和针阀。
柱塞和针阀共同装成一体，在复位弹簧的压力下，针阀贴在阀座上，将喷孔封闭。
当电磁线圈有电流通过时，柱塞和针阀在电磁力吸引下向上移动，打开喷孔，喷出柴油。
喷嘴针阀开启后的延续时间取决于励磁电流的脉冲宽度。
其脉冲宽度由ECM根据空气流量等参数来控制。
二，进气系统的主要部件有空气滤清器、进气温度传感器、增压器、空气冷却器、增压后温度传感器、增压后压力传感器、节气门体及节气门开度传感器、进气岐管等。
进气系统的作用是测量和控制柴油燃烧时所需的空气量，为发动机可燃混合气的形成提供必需的空气。
空气经空气滤清器、节气门、进气总管至进气岐管，被吸入汽缸和喷入的柴油混合后，燃烧做功。
一般行驶时，空气的流量由通道中的节气门来控制，其控制信号来自于速度位置传感器；怠速行驶时，节气门关闭，空气由旁通道通过。
怠速转速的控制是由怠速调整螺钉和怠速空气调整器调整流经旁通道的空气流量来实现的。
怠速空气调整器一般由ECM控制。
在气温低、发动机暖机时，怠速空气调节器的通道打开，以供给暖机时必需的空气量到进气岐管，此时，发动机转速较正常怠速高，称为快怠速。
随着发动机冷却水温升高，怠速空气调节器使旁通道开度逐渐减小，发动机转速逐渐降低至正常怠速。
在发动机排量一定的情况下，提高发动机输出功率的有效办法是多提供燃烧燃料，但传统的进气系统很难提供足够的空气以支持燃料完全燃烧。
增压技术则是提高发动机进气量的有效办法。
增压和增压中冷技术不仅可以提高柴油机的动力性和经济性，还能消除冒黑烟现象，大幅度降低NOx的排放量。
C9发动机采用废气涡轮增压器，增压后的空气经过空气冷却器冷却，以提高空气密度，提高含氧量。
冷却后的空气经过温度传感器测温,向ECM发出信号，进而控制进气加热器通断，使进气温度维持在一定范围内，进气温度是控制喷射的一个修正信号。
加温后的空气测量其压力，作为控制喷射的主要信号，和发动机转速一起推算出吸入的空气量，并计算燃油流量的速度密度方式，称为速度密度控制的柴油喷射系统。
三，电子控制系统是电控柴油喷射系统控制中枢，其功能是根据发动机运行状况和车辆运行状况确定柴油的最佳喷射量。
该系统由传感器、电控单元（ECM）和执行器组成。
其作用是通过各种传感器把反映发动机工况的非电量信号转换成各种电信号输入ECM,经过ECM综合判断与计算，确定喷油器的开启和持续喷油时间，指令喷油器喷油，以供给发动机最佳空燃比的混合气。
传感器用来监测发动机的实际工况，并将监测结果输给ECM，作为运算和控制喷油的依据。
检测发动机和车辆运行状况的传感器主要有发动机转速传感器、主用转速正时传感器、冷却水温传感器、进气温度传感器、进气压力传感器、速度位置传感器等。
除此之外还有控制供给喷油器电流的电阻等控制部件。
电控系统的主要部件即电控单元ECM实际上就是一个微型计算机，具有丰富的逻辑判断功能和计算功能，是电子控制系统的指挥中心，负责处理从各种传感器送来的信息，经过判断和计算等处理后，向执行机构发出控制信号。
电控单元ECM主要由中央处理器（CPU）、A/D转换器、存储器、I/O接口、总线及电源供给电路等部分组成。
①CPU由运算器和控制器组成，它是电子控制单元的核心部分，其中运算器用于完成各种算术和逻辑运算，而控制器是微处理器的控制中枢，它按事先编好的程序进行工作，向系统的各个部分发出控制信号，指挥整个系统自动、协调地工作。
②存储器中存有柴油喷射控制的全部程序和各个工况下的最佳喷油量和喷油时刻等参数。
ECM读出由传感器传来的信号，并与其存储器中的相应的信息进行比较，最终计算出与当前状态适合的最佳喷油量和喷油时刻。
③A/D转换器把模拟信号（如温度传感器、压力传感器输出信号等）转变成数字信号后，输入ECM进行处理。
④I/O接口是用于CPU与各外部设备（传感器和执行机构）之间控制数据流动和数据格式的一种电路。
由于外部设备种类繁多，他们输出或接受的信息在速度、电平、信息形式等方面都不一定能很好地与CPU相匹配，因此，必须通过I/O接口对所传输或交换的信息进行协调，才能实现外部设备与微机之间的信息交换和传递。
⑤在微机系统中的信息传输线路均采用多点连结方式，即在上述各功能部件之间设置公共的信息传输线路，这便是总线（BUS）。
各功能部件间通过总线的信息传递由CPU
统一控制。
⑥电源供给电路将汽车上的24V电压转变为标准的5V电压，满足微机工作的需要，同时维持一定时间的后备电源，以免微机在工作过程中出现短时间的电源中断，造成数据和工作程序丢失。
存储器中存放着柴油喷射控制的全部程序和与喷油量、喷油时刻等有关的数据与算法，一旦接通点火开关，ECM便开始执行程序，并在程序控制下工作，如控制系统自身的初始化（即完成A/D转换、I/O接口等工作方式的设定、预置某些数据等等）。
电子控制系统一旦收到起动信号，立即进入起动控制程序，并向喷油器发出起动控制脉冲，使起动机起动。
发动机起动后，自动转入正常运行程序。
在发动机正常工作期间，各传感器不断地监测发动机的转速、空气流量、冷却水温度等信号，经输入接口电路输给ECM。
ECM首先根据发动机转速和空气流量（负荷）信号按存储器中的程序和数据，计算出该工况下的基本喷油量，并转换为基本喷油脉冲宽度，再根据温度、节气门开度等传感器提供的信号加以修正，得到发动机在这一工况下运行的最佳喷油持续时间，并将计算结果转变为控制信号，精确地、不断地控制喷油器工作。
上述全部工作时间是在极短的时间内（不大于10ms）完成的，并在发动机工作期间周而复始地进行着。
CAT挖掘机发动机C-9喷油系统浅析
CAT挖掘机发动机C-9喷油系统浅析
牟春禄;李超
【期刊名称】《科技风》
【年(卷),期】2009(0)2X
【摘要】液压电子单体式喷油器HEUI燃油系统的工作完全不同于任何其他类型的机械促动式燃油系统。
HEUI燃油系统不能对组件进行机械调整,是完全免于调整的。
通过在电子模块中安装不同的软件,就可以实现性能的改变。
对于液压电子单体式喷油泵HEUI燃油系统的介绍,分析燃油系统的工作过程,可以更好的掌握此类设备的技术,对于提高本国工设备的技术起到借鉴作用,能够更好的维护保养设备。
【总页数】3页(P119-121)
【关键词】液压电子单体式喷油泵;HEUI;喷油促动压力
【作者】牟春禄;李超
【作者单位】中铁八局一公司
【正文语种】中文
【中图分类】TK403
【相关文献】
1.利星行机械推出CAT320C型挖掘机液压系统及发动机翻新业务 [J], 黄慧
2.氢-汽油双燃料发动机电控喷氢-喷油系统的设计 [J], 孟育博;杜明霞;路斌;李清博;焦劲光
3.发动机喷油微小喷油孔尺寸和形状测量系统 [J], 吉贵军;Schwe.,H
4.CAT挖掘机发动机故障远程诊断系统设计 [J], 孙先松
5.CAT喷油系统粉末冶金飞锤毛坯和飞锤支架的研制 [J], 曹阳;沈周强;舒正平因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
CAT C-9型柴油机不能启动的原因(图)
CAT C-9型柴油机不能启动的原因(图) 卡特彼勒330C型挖掘机配置CAT C-9型柴油机。
该型柴油机采用液压电控单体式喷油器（HEUI）实现燃油喷射以及喷油量的精确控制，可使用电子技师（ET）对柴油机进行故障诊断。
本文就CAT C-9型柴油机无法启动的原因及排除方法进行分析。
图1 CAT C-9型柴油机的燃油供给系统1.电控系统故障(1)蓄电池柴油机启动时，若能听到启动机电磁阀的“嗒嗒”声及启动机齿轮与飞轮齿圈啮合声，但是柴油机不能达到启动转速，可判定是蓄电池电量不足。
此时应检查电源开关是否接触不良，蓄电池接线柱与电缆有无松动或腐蚀现象，并用万用电表检测蓄电池的电压是否在正常范围内。
(2)启动机若转动启动开关，启动机不动作，而蓄电池及启动电路正常，测量点火线圈、保持线圈的电阻也在正常范围内，可判定是启动机出现故障。
此时，可用万用电表检测启动机的转子和定子线圈的电阻，从而确定启动机的故障部位。
(3)电控系统如果柴油机安装了一个新的电控模块（ECM），但没有安装ECM个性单元，该机也将无法启动，同时这个电控模块（ECM）将无法与电子技师（ET）连接。
其次检查低压油路是否畅通。
可通过手油泵进行泵油测试，若拉出按钮时感到无吸力，而按下按钮时感到吃力，说明输油泵与喷油器（HEUI）之间的油路发生堵塞，应检查燃油滤清器是否堵塞。
若拉出按钮时明显感到吃力，而松手后按钮自动回位，说明油箱与输油泵间的油路堵塞，应检查油管是否堵塞。
若上拉、下按按钮时均无正常的泵油阻力，说明手油泵出现故障，应检查输油泵出油阀是否发卡或密封不良。
图2 液压电控单体式喷油器最后检查低压油路中是否混入空气或水分。
用手油泵泵油，如果从排气螺塞孔有气泡溢出，说明柴油中含有空气，此时应检查管路有无破损，管接头是否松动。
若无破损或松动，应分段进行放气检查。
方法是：旋松输油泵上的出油接头，按手油泵，观察排油的情况，若泡沫排不尽，说明输油泵至油箱间的油管或油箱内的吸油管破裂或接头松动；若泡沫能排尽，则应旋松柴油滤清器输出接头或排气螺塞进行排气试验，检查管路接头是否漏气。
2024版CAT电喷柴油系统详解
技术创新方向探讨
高性能需求
工程机械、农业机械等领域对柴油机的动力性、经济性和可靠性要求不断提高，推动电喷柴油系统向高性能方向发展。
智能化、自动化需求
智能化、自动化成为各行业发展趋势，柴油机作为动力来源之一，其电喷系统也需满足智能化、自动化的需求。
节能环保需求
随着全球环保意识的提高，市场对节能环保型柴油机的需求将持续增长。
CAT电喷柴油系统结构与原理
包括燃油箱、燃油滤清器、燃油泵等，负责提供清洁的柴油。
燃油供给系统
空气供给系统
控制系统
包括空气滤清器、涡轮增压器等，负责提供清洁的空气。
包括电子控制单元（ECU）、传感器和执行器等，负责控制燃油喷射和空气混合比例。
03
02
01
整体结构组成
燃油泵
燃油喷射器
空气滤清器
涡轮增压器
作用
该系统可显著提高柴油发动机的功率和扭矩，降低燃油消耗和排放污染，同时改善发动机的启动性能和运行平稳性。
定义与作用介绍
CAT电喷柴油系统经历了从机械控制到电子控制的发展过程，随着技术的不断进步，系统的控制精度和可靠性得到了显著提高。
发展历程
目前，CAT电喷柴油系统已经广泛应用于各类柴油发动机中，成为现代柴油机技术的重要组成部分。
05
CHAPTER
CAT电喷柴油系统应用案例分享
1
2
3
CAT电喷柴油系统广泛应用于重型卡车，提供高效、可靠的燃油喷射，满足高负载、长距离运输的需求。
重型卡车
在轻型商用车领域，CAT电喷柴油系统以其优异的燃油经济性和低排放性能受到青睐。
轻型商用车
对于皮卡和SUV等车型，CAT电喷柴油系统提供了强劲的扭矩输出和优异的越野性能。
卡特彼勒C_9发动机的介绍
C-9发动机系统介绍
液压泵 剖视图
电磁铁 电磁线圈
滑套 滑板
C-9发动机系统介绍 提升阀
安全阀 驱动活塞
出油口 燃油输送泵
驱动轴
轴承
牵引板
滑套
活塞
中心轴
单向阀
C-9发动机系统介绍
C-9发动机系统介绍
C-9发动机系统介绍
卸压阀
C-9发动机系统介绍
压力传感器
C-9发动机系统介绍
执行器
C-9发动机系统介绍
主油道
连杆轴承
主轴承
C-9发动机系统介绍
曲轴箱 呼吸器
发动机系统介绍
冷却系统示意图
节温器
膨胀水箱
气缸盖
气缸体
旁通管
机油散热器 水泵
散热器
C-9发动机系统介绍
知识回顾 Knowledge
Review
C-9发动机基本情况介绍
气缸套
• 高强度、高硬度灰铸铁缸套增 加了使用寿命。
• 中部支撑湿式气缸套，允许更 高的活塞环位置，可获得更好 的燃油经济性并改善排放。
C-9发动机基本情况介绍
气缸盖
• 4 气门, 保证充分的进排气。 改善了燃油经济性和排放。
• 优化的结构设计，改善了缸盖 的密封性,可靠性和耐用性
3306
• 长度 - 1270 mm • 宽度 - 812 mm • 高度 - 1166 mm • 重量 - 970 kg
C-9发动机基本情况介绍
手油泵
增压器
节温器壳 出水口
排气管
阻尼减振器
C-9发动机基本情况介绍
机油散热器
发电机 机油滤清器
C-9发动机基本情况介绍
燃油滤清器
CATC9发动机电控柴油喷射技术分析
CAT C9发动机电控柴油喷射技术分析CAT C9发动机电控柴油喷射技术分析随着各油田用户环保意识的加强和对车用发动机经济性能要求的提高，新一代电控喷射柴油机开始在我厂修井机上使用。
为了尽快熟悉此类发动机性能，以便正确选型和指导用户正确使用，我们有必要了解此类发动机的核心控制技术—电控柴油喷射技术。
下面以ＣAT C9电控喷射柴油机为例进行分析。
现代理论证明，对发动机燃油喷射的控制对其排放性能、经济性能和动力性能有着十分重要的影响。
传统技术、方法已满足不了控制要求，而必须采用新一代的电子控制技术。
ＣAT C9电控喷射柴油机是卡特公司的新产品，今年在我厂六台新疆４０吨修井机上首次使用，其额定功率250KW,最高转速2200r/min。
其电控柴油喷射系统主要由燃油系统、进气系统和电控系统三部分组成。
一，燃油系统主要由燃油滤清器、输油泵、高压泵、压力控制阀及喷油器组成。
①燃油滤清器。
燃油中的污染物会导致泵零部件、出油阀和喷油嘴的损坏，另外柴油中可能含有以结合态（乳状液）或者以自由态（例如由于温度改变而产生的冷凝水）存在的水。
如果这些水进入喷射系统，就有可能因为腐蚀而导致零部件损坏。
与其他喷射系统相似，电控喷射系统也需要带有储水器的燃油滤清器，过滤出来的水必须定时地从储水器中放出来。
②输油泵采用机械驱动的齿轮泵，它集成于高压泵中，与高压泵共享一个驱动装置，输送油量与发动机转速成正比。
齿轮泵是免维护的。
在第一次启动之前或者当燃油箱被用“空”时，可以用装在齿轮泵上的手动泵泵送燃油。
③高压泵连续不断地产生高压系统中需要的压力。
这意味着，与传统系统相反，燃油不必专门为每一次喷射过程而单独进行压缩。
高压泵由它泵送的柴油进行润滑，在其内部，燃油由三个相互以120°的间隔角度径向布置的泵油柱塞进行压缩。
④压力控制阀用于根据发动机负荷设定高压油系统的正确压力，并使它保持在正确的水平上。
如果高压油系统内压力过高，压力控制阀就开启，一部分燃油从高压油管通过回油管返回燃油箱。
柴油机高压共轨电控燃油喷射技术介绍
柴油机高压共轨电控燃油喷射技术介绍————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：柴油机高压共轨电控燃油喷射技术介绍摘要：传统机械发动机的喷油系统凭借其可靠性、易维护性一直在不断地发展和使用。
进入21世纪以来，随着人们对能源、环保的意识和要求日益提高，传统发动机的脉动喷油系统已经不能够满足现代发动机的要求。
因此,现代发动机的共轨燃油喷射技术在避免了传统发动机缺点的基础上，得到了快速的发展，已经成为燃油喷射的主要发展趋势。
为了更好的对高压共轨电控发动机燃油喷射系统的理解，现对高压共轨电控燃油喷射系统进行系统的介绍。
1 引言随着世界各国工程机械、运输车辆等数量增加，柴油机排放的尾气已经成为对地球环境的主要污染原因之一，如何采取措施保护人类赖以生存的地球环境已是当务之急。
我国从八十年代起相应制订了有关的标准,将环境保护作为大事来抓。
与此同时,世界各国也已开始寻找和探究其他方法和采取其他有效的技术措施主动地减少和控制污染物的排放。
共轨式电控燃油喷射技术正是从众多方法和措施中脱颖而出的一项较为成功的控制柴油机污染排放的新技术。
2 高压共轨电控燃油喷射技术发展过程20世纪40年代电控共轨燃油喷射技术首先在航空发动机上应用，20世纪50年代在赛车发动机上广泛应用。
20世纪90年代，柴油机的电控供油系统开始在实际应用中大量使用。
主要有日本电装公司和丰田汽车公司ECD-U2系统、博世公司和D-C公司电控共轨式燃油喷射系统。
国外在柴油机电控高压共轨燃油喷射系统方面的研究开展得较早而且比较深入，有多种共轨系统已经投产，并与整车进行了匹配应用。
日本电装公司的ECD-U2系统是电控高压共轨燃油喷射系统的典型代表,该系统还能实现预喷射和靴型喷射.共轨喷射的发展大体经历了3个阶段,如表1所示.从表1中可以看出：共轨喷射的最高喷射压力在不断提高，这样对于喷射品质的提高有着重要的意义。
柴油机电控燃油喷射技术
潍柴柴油机电控燃油喷射技术一、技术概述排气净化与节能是汽车产品急需解决的两大难题，现代车用柴油机工作压力高，燃烧充分，油耗比汽油机约低两成，排放物中除微粒物外均低于汽油机，因此在世界范围内应用不断扩大，除中重型商用车外，轻型车和轿车也越来越多地应用。
传统的柴油机存在着供油不精确的问题，解决的办法是采用电子控制燃油喷射的技术。
与汽油机相比,柴油机的电子控制燃油喷射系统有很多相同之处，在整机电脑管理方面两者基本相同，但因柴油机的喷射系统形式多样，电控系统的硬件也呈多样形式，同时柴油机需要对油量、定时、喷油压力、喷油路等多参数进行综合控制，其软件的难度也大于汽油机。
第一代柴油机电控燃油喷射系统也称位置控制系统，它用电子伺服机构代替调速器控制供油滑套位置以实现供油量的调整，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。
第二代系统也称时间控制系统，其特点是供油仍维持传统的脉动式柱塞泵油方式，但油量和定时的调节则由电脑控制的强力快速响应电磁阀的开闭时刻所决定。
第三代也称为直接数控系统，它完全脱开了传统的油泵分缸燃油供应方式，通过共轨压力和喷油压力／时间的综合控制，实现各种复杂的供油规路和特性。
强力快速线形响应电磁阀是各种系统共同的技术难点。
二、现状及国内外发展趋势因柴油机的喷射系统形式多样，国外柴油机的电控系统也形式多样，有直列泵和分配泵的可变预行程TICS 系统，有基于时间控制泵喷嘴系统，有蓄压共轨系统和高压共轨系统等。
各种技术方案都在原有的基础上发展，但高压共轨系统是总的发展方向。
根据国内到2007 年实行欧洲III号法规的进度要求，对主要国产喷油泵进行电控系统的开发，包括硬件和软件的开发，并尽快实现产业化，同时要专门组织力量，对主要在中、重型车上使用的高压共轨系统和在轻、轿车上使用的时间控制式VE 分配泵系统进行联合开发、攻关，到2008 年前后实现产业化。
三、柴油机基本知识柴油发动机与汽油发动机具有基本相同的结构，都有气缸体、气缸盖、活塞、气门、曲柄、曲轴、凸轮轴、飞轮等。
浅谈共轨电控燃油喷射技术
浅谈共轨电控燃油喷射技术孙志峰（中国石油海上应急救援响应中心）内容摘要：随着科学电子技术迅猛发展，微型计算机越来越广泛地应用在船舶动力控制和监测。
为了提高燃油经济性、降低排放要求、提高可靠性和操作的灵活性，实现适时调节，共轨电喷柴油机已成为发展的必然趋势。
经过各大厂商的不懈努力，全电喷型的柴油机终于在2003年研制成功并得到实船验证，这标志着柴油机的发展经历了又一次质的飞跃。
关键词：电控、共轨、喷射引言：共轨电控燃油喷射技术是柴油机发展的一次质的飞跃，对于节能环保都有其明显的优势，同时其技术相对复杂，对管理者提出了更高的要求，所以我们必须对这项技术了解消化和掌握。
1．柴油机电控技术的发展柴油机电控技术是在解决能源危机和排放污染两大难题的背景下，在飞速发展的电子控制技术平台上发展起来的。
汽油机电控技术的发展为柴油机电控技术的发展提供了宝贵经验。
柴油机电控技术发展的三个阶段：位置控制、时间控制、时间—压力控制（压力控制）1．1常规压力电控喷油系统结构不需改动，生产继承性好，便于对现有柴油机进行升级换代。
系统响应慢、控制频率低、控制自由度小、控制精度不够高，喷油压力无法独立控制。
1．2高压电控喷油系统通过设置传感器、电控单元、高速电磁阀和相关电/液控制执行元件等，组成数字式高频调节系统，有电磁阀的通、断电时刻和通、断电时间控制喷油泵的供油量和供油正时。
但供油压力还无法独立控制。
2．柴油机电控燃油喷射系统2.1共轨技术2．1．1什么是共轨技术。
在高速柴油机中，高速运转使柴油喷射过程的时间只有千分之几秒，实验证明，在喷射过程中高压油管各处的压力是随时间和位置的不同而变化的。
由于柴油的可压缩性和高压油管中柴油的压力波动，使实际的喷油状态与喷油泵所规定的柱塞供油规律有较大的差异。
油管内的压力波动有时还会在主喷射之后，使高压油管内的压力再次上升，达到令喷油器的针阀开启的压力，将已经关闭的针阀又重新打开产生二次喷油现象，由于二次喷油不可能完全燃烧，于是增加了烟度和碳氢化合物（HC）的排放量，油耗增加。
『专业知识』柴油发动机高压共轨电控燃油喷射技术
『专业知识』柴油发动机高压共轨电控燃油喷射技术1. 柴油机高压共轨电控燃油喷射技术的发展历程燃油喷射系统是柴油发动机的核心组成部分。
它是在一定的压力下，利用喷油器将一定数量的燃料直接喷入气缸或进气道内的燃油供给装置。
自1897年德国发明家鲁道夫·狄塞尔发明第一台柴油发动机以来，燃油喷射系统经历了由蓄压式到机械式再到电控式的发展历程。
图1 世界燃油喷射系统发展历程从电子技术控制燃油喷射的角度，经历了3个阶段。
表1展示了柴油机喷射阶段及特点。
表1 柴油机电控燃油喷射阶段及特点2. 柴油机高压共轨电控技术的工作原理及组成高压共轨电控喷油系统的主要部件包括：燃油泵、高压油轨、喷油器、ECM和各种传感器等组成。
图2 高压共轨燃油系统工作图图2是共轨燃油系统的原理图，显示了机械，流体，电气和所有关键要素之间的联系。
燃油首先由低压泵通过入口计量阀供应给高压泵，然后由高压泵产生满足要求的高压燃油，再由高压泵传递给共轨管。
共轨管主要是用于储存高压燃油的容器，为喷油器喷射做准备。
最后喷油器按照ECM的指令去控制一定量的燃油喷射到汽缸。
•高压燃油泵高压油泵将低压系统中的清洁燃油进行加压，使其产生足够的压力冲破出油阀的限制，其结构如图3所示。
图3 高压油泵结构图图4 高压油产生简图工作原理：吸油行程中，柱塞随着凸轮的转动，柱塞由上止点移动到下止点，过程中柱塞腔内容积不断增大，压力不断减小，输油泵提供的燃油不断被吸入到柱塞腔中，直至柱塞移到下止点，进油阀关闭，切断了低压燃油与柱塞腔之间的油路，吸油结束。
凸轮轴继续转动，柱塞由下止点移动到上止点，过程中柱塞腔容积不断减小，腔内燃油不断被加压至阀门预设值，此时阀门开启，腔内燃油流入共轨管中。
图4为高压油的产生简图。
•喷油器喷油器是高压共轨燃油系统中最复杂和最关键的部件，它能根据ECM传送的电子控制信号，将共轨内的高压燃油以最佳的喷油定时、喷油量、喷油率和喷雾状态喷入发动机燃烧室中进行燃烧。
柴油机电控高压共轨式喷射技术分析_孙吉树
第30卷 第3期2008年9月 延 边 大 学 农 学 学 报Journal of Agricult ural Science Yanbian University Vol.30No.3 Sep.2008收稿日期:2008-06-08作者简介:孙吉树(1955-),男(朝鲜族),吉林龙井人,延边大学工学院副教授.柴油机电控高压共轨式喷射技术分析孙 吉 树(延边大学工学院,吉林延吉133002)摘要:阐述了柴油机电控高压共轨式喷射系统的由来及现状,比较分析了柴油机电控系统的技术特性,同时指出共轨式电喷技术是今后柴油机发展的必然趋势.关键词:柴油机;电控系统;高压共轨中图分类号:T K421+.4 文献标识码:A 文章编号:1004-7999(2008)03-0222-0420世纪,柴油机技术发展史上经历了3次重大的飞跃:机械式燃油系统、中冷增压和电控喷射.从20世纪70年代开始,鉴于柴油机有害气体排放严重污染自然环境、石油资源的有限开采和利用,人们主动而有效地利用电子技术、计算机技术、传感技术和控制理论推动柴油机燃油喷射技术的发展.1995年末,日本电装公司将ECD -U2型电控共轨喷射系统成功地应用于柴油机上并批量生产[1],随后,德国的Bo sch 公司、美国的Cummiese 公司等相继将自行开发的电控共轨系统柴油机投放市场.目前,柴油机电控共轨式喷射技术正在迅速研发和应用,技术水平也日趋成熟,总的发展趋势是由位置控制向时间控制过渡、由模拟控制向数字控制过渡.1 机械式燃油供给柴油机存在的问题众所周知,柴油机因其压缩比大,故动力性和燃料使用经济性好、故障少、功率范围宽.但笨重、噪音大和喷黑烟,令许多人对柴油机的直观印象不佳,同时还有振动噪声大和氮氧化物(NO x )、颗粒排放(主要成分是碳烟)污染环境的缺点.近年来,人们深刻意识到石油资源的有限性和可利用时间短的问题,越来越重视降低燃料消耗,而柴油机热效率仍很不理想.随着人们生活水平的提高,希望人居城市的生活环境有所改善,但与此相反,城市空气质量普遍下降并有恶化的趋势,究其原因,主要是发动机废气有害成分的大量排放造成的.因此,当今柴油机技术需要迫切解决的问题就是减少其废气中的有害成分,减少燃油消耗.鉴于柴油机技术的关键是柴油与空气组成的可燃混合气的正常燃烧,因此降低柴油机燃料消耗和减少柴油机废气中的有害气体排放,必须围绕改进柴油机可燃混合气形成与燃烧过程. 第3期孙吉树:柴油机电控高压共轨式喷射技术分析3222 电控共轨式燃油喷射系统2.1 柴油机电控喷油技术的发展过程在高速柴油机中,高速运转使柴油喷射过程的时间只有千分之几秒.实验证明,在喷射过程中高压油管各处的压力随时间和位置的不同而变化.由于柴油的可压缩性和高压油管中柴油的压力波动,使实际的喷油状态与喷油泵所规定的柱塞供油规律有较大的差异[2].油管内的压力波动有时还会在主喷射之后,使高压油管内的压力再次上升,达到令喷油器的针阀开启的压力,将已经关闭的针阀又重新打开产生二次喷油现象,由于二次喷油不可能完全燃烧,于是增加了烟度和碳氢化合物(HC)的排放量,油耗增加.此外,每次喷射循环后高压油管内的残压都会发生变化,随之引起不稳定的喷射,尤其在低转速区域容易产生上述现象,严重时不仅喷油不均匀,而且会发生间歇性不喷射现象.为了解决柴油机这个燃油压力变化的缺陷,现代柴油机由机械操纵逐渐向电子技术控制方向发展,经历了3个阶段:1)凸轮压油+位置控制;2)凸轮压油+电磁阀时间控制;3)凸轮压油+共轨蓄压+电磁阀时间—压力控制.1)位置控制系统 保留了传统的机械式泵、喷油及供油调节机构的结构型式(如喷油泵、高压油管、喷油器、供油拉杆或齿条、带螺旋槽的柱塞等),只是用以单片机为核心的控制器ECU(Elect rontic Cont rol U nit)指令执行器—电动机(调速器)代替机械离心式调速器.2)时间控制系统 既可保留传统的机械式泵、喷油结构型式,也可用新型的高压(130～200Mpa)供油泵,但以高速电磁阀直接控制高压柴油喷射.3)电控共轨系统 是迄今为止柴油机电控喷油技术中结构最完善、性能最先进、技术难度最大的电控喷油系统.2.2 电控共轨式喷射技术共轨技术是指高压油泵、压力传感器和ECU组成的闭环系统中,将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开的一种供油方式.由高压油泵把高压燃油输送到公共供油管,通过对公共供油管内的油压实现精确控制,使高压油管压力大小与发动机的转速无关,可以大幅度减小柴油机供油压力随发动机转速的变化,因此也就减少了传统柴油机的缺陷.ECU控制喷油器的喷油量,其大小取决于燃油轨(公共供油管)压力和电磁阀开启时间的长短.电控共轨燃油喷射系统利用各种相关传感器采集并输送柴油机运行状态参数给控制器(ECU),ECU根据目标(设定)值计算出喷油量、喷油压力、喷油正时和喷油(速)率,随后发出指令给执行器,驱动其动作,让柴油机处于最佳(接近理想—符合实际运行条件的)状态下运转.采用电控共轨系统的柴油机的突出优点是,在理论分析、大量实验的基础上,综合柴油机实际运行状况,能够自由控制喷油量、喷油压力、喷射正时、喷油速率和多次喷射(预喷射、主喷射和后喷射),不仅实现了节省燃料、减少废气有害成分的排放目标,并且给柴油机带来了技术性能的全面提高[3].3 柴油机电控喷射系统的技术发展趋势为达到降低柴油机燃油消耗和减少废气中有害气体排放的目的,必须要改善柴油机可燃混合气形成与燃烧过程,对燃油喷射系统的要求也越来越严厉.延 边 大 学 农 学 学 报第30卷 4221)高的喷射压力 为满足排放法规的要求,柴油喷射压力从10Mpa将提高到200 Mpa以上.高的喷射压力将明显改善柴油和空气的混合质量,缩短着火延迟期,使燃烧更迅速、更彻底,并且控制燃烧温度,从而降低废气排放.2)独立的喷射压力控制 传统柴油机供油系统的喷射压力与柴油机的转速负荷有关.这种特性对于低转速、部分负荷条件下的燃油经济性和废气排放不利.电控喷射系统应设计成能很好地满足供油系统,不依赖转速和负荷的喷射压力控制能力,选择最合适的喷射压力使喷射持续期、着火延迟期最佳,使柴油机在各种工况下的废气排放最低而经济性最优[1].3)改善柴油机燃油经济性 人们对柴油机的燃油消耗率非常关注.高喷射压力、独立的喷射压力控制、小喷孔、高平均喷油压力等技术措施都可以降低燃油消耗率,从而提高柴油机的燃油使用经济性.4)独立的燃油喷射正时控制 喷射正时直接影响到柴油机活塞上止点前喷入气缸的油量,决定着气缸的峰值爆发压力和最高温度.高的气缸压力和温度可以改善燃油使用的经济性,但导致NO X增加.而不依赖于转速和负荷的喷射正时控制能力,将是在燃油消耗率和排放之间实现最佳平衡的关键技术.5)可变的预喷射控制能力 实验证明,预喷射可以降低颗粒排放,又不增加NO X排放,还可改善柴油机冷起动性能,降低冷态工况下白烟的排放,降低噪声,改善低速扭矩[2].但是预喷射量、预喷射与主喷射之间的时间间隔在不同工况下的控制要求不同.具有可变的预喷射控制能力将成为柴油机的性能和废气排放的关键技术.6)最小油量的控制能力 供油系统具有的高喷射压力能力与柴油机怠速所需要的小油量控制能力常发生矛盾.供油系统最小油量控制技术将是研究方向之一.7)快速断油能力 喷射结束时必须快速断油,否则在低压力下喷射的柴油就会因燃烧不充分而冒黑烟,增加HC排放.电喷柴油机喷油器上采用高速电磁开关阀将是实现快速断油的主要技术.柴油机燃油喷射具有高压、高频、脉动等特点,其喷射压力很高,为汽油机喷射压力的百倍以上,而且柴油喷射对喷射正时的精度要求更高,这就导致了柴油喷射的电控执行器要复杂得多.BOSC H公司的柴油机电控共轨喷射系统是该领域技术与发展的典型代表.2003年该公司开始批量生产第3代电喷共轨喷射系统,是以高、精、尖的技术内涵为特征的技术飞跃.据资料介绍,采用第3代共轨喷射系统的柴油机,其废气排放可降低15%～20%,功率可提高5%～7%,噪声可降低3dB[3].现在国内外柴油机的研究机构均投入大量精力对电控高压共轨式喷射技术进行研发.新近开发的系统喷压已达250Mpa,由于喷射压力非常高,能使很细的喷射油束与空气更好的混合,从而使燃烧更加清洁,效率更高.柴油机电控共轨式喷射技术将为成功的控制柴油机污染排放和降低燃油消耗的主要技术手段,将全面替代机械式燃油喷射系统.参考文献:[1] 富文军,桑宝才.柴油机燃油喷射系统的技术发展[J].工程建设机械,2005(9):9-11.[2] 程婷婷.高压共轨电控柴油机起动过程及油量研究[J].现代车用动力,2008(1):20-22.[3] 陈建国,陈澄.柴油机电控高压共轨燃油喷射系统原理[J].汽车维修,2008(6):4-6. 第3期孙吉树:柴油机电控高压共轨式喷射技术分析522Analysis of the technology of electronically controlled high pressure common rail injection system for diesel enginesSUN Ji2shu(Engi neeri ng College of Yanbi an U ni versit y,Yanj i J ili n133002,Chi na)Abstract:Invention and p resent situation of t he electronically controlled high pressure com2 mon rail injection systems for diesel engines were int roduced.Analyzed and compared t he injection characteristic of t he diesel engines using electronically cont rol system and ad2 vanced t hat t he electronically cont rolled common rail injection systems will be t rend of t he diesel engines technology.K ey w ords:diesel engine;elect ronically control system;high p ressure common rail[上接第210页]On the regional embeddedness of K orean f irms in Yanbian: with special reference to m anagement practices L V Bi2shun, PIAO Xiang2hua, J IA Qi, C H EN G Huo2sheng, J IN Chun2ji (Geog ra p hy Dep artment,S cience College of Yanbi an U ni versit y,Yanj i J ili n133002,Chi na) Abstract:In order to explore t he characteristics of regional embeddedness of K orean firms in Yanbian,wit h special reference to management practices.Attempt to analyze t he type and t he st ruct ure of t his firm,t he struct ure of decision-making,labor p ractices,inter-organizational networks wit h t he government,trade associations and t he business support2 ing agencies for achieve t he goal.The major p urpo se of investment in Yanbian by K orean firms is to penet rate and expand t he local market.In line wit h t his,t he st ruct ure of deci2 sion-making by K orean firms tends to become increasingly autonomous,especially in terms of employment and marketing.However,t he related to finance and accounting of de2 cision-making tends to be still highly cont rolled upon t he headquarter in K orea.In addi2 tion,it is shown t hat K orean firms make a great effort to sustain t he cooperative relation2 ship wit h t he local society and t he local government.K ey w ords:Yanbian;foreign direct invest ment;K orean firms;management p ractice;re2 gional embeddedness。