柴油机高压共轨技术论文

浅析柴油机高压共轨技术
[摘要] 本文简要介绍了高压共轨系统组成及其特点，并对柴油机的故障检测做了简要分析。

[关键词] 柴油机高压共轨检测
1、概述
高速运转的柴油机使柴油喷射过程的时间只有千分之几秒，事实上，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，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。

2、高压共轨系统组成和工作原理
高压共轨系统由五个部分组成，即高压油泵、共轨腔及高压油管、喷油器、电控单元、各类传感器和执行器。

通过供油泵的曲轴驱动的输油泵，将油箱内的油吸上来，送往滤清器，将杂质过滤掉，再送往供油泵。

柴油过滤器内设有溢流阀，当过滤器的自身压力超过319kpa
（3.25kgf/cm2）时，阀门打开，经溢流阀返回油箱。

供油泵将送往供油泵的油变为高压，通过压力管输送到共同油轨上，供油泵采用立式（2缸），用发动机机油进行强制润滑，维修方便，此外，该系统还设有三通进油阀，当泵体内的压力达到
255kpa(2.8 kgf/cm2）时，通过三通管返回油箱。

供油泵向共轨压送高压燃油，燃油压力的大小是通过控制每次压送燃油的数量来实现的，ecu通过发送控制信号控制pcv阀（泵控制阀）的开和关，实现压送燃油数量的控制。

共轨接收供油泵产生的高压燃油并分发到各个气缸，安装在共轨上的共轨压力传感器检测到油轨的压力，控制系统实施反馈控制，因此实际的油轨压力会随着发动机的转速和载荷与系统设计的压力值保持一致。

3、电控高压共轨技术特征
3.1 电控柴油机
“电控”是指喷油系统由电脑控制，ecu（俗称电脑）对每个喷油嘴的喷油量、喷油时刻进行精确控制，能使柴油机的燃油经济性和动力性达到最佳的平衡，而传统的柴油机则是由机械控制，控制精度无法得以保障。

3.2 高压柴油机
柴油机“高压”是指喷油系统压力比传统柴油机要高出1.1 倍，最高能达到145mpa（而传统柴油机喷油压力在60—70 mpa），压力大雾化好燃烧充分，从而提高了动力性，最终达到省油的目的。

4、电控高压共轨柴油机技术特点
高压共轨式喷油系统采用高压供油泵，将高压燃油储存在轨道内并保持一个高压环境，依靠喷油器电磁阀的开闭控制喷油时间和喷油量。

高压共轨喷油系统的轨道压力始终保持在设定值，便于实现喷射的灵活控制，容易实现单循环多次喷射。

独特的技术使其更容易达到欧ⅲ标准之后更高的排放要求。

这种柴油机具有以下特点：一是结构简单，安装方便。

二是共轨油压独立于发动机转速控制、整车控制功能强；三是噪声低：预喷技术可以降低怠速噪声；四是多次喷射：可以实现多次喷射，目前最好的共轨系统可以进行6 次喷射；共轨系统的灵活性好；五是对燃油适应能力差，对用户使用条件要求高；六是用户维修比较困难，零部件更换成本高，特别是电控喷油器和电控喷油泵。

5、电控高压共轨柴油机供油系统控制
低压油泵将柴油从油箱中吸出，经过过滤提供给高压油泵，在低压泵内有一电磁阀控制燃油到达高压泵室，燃油进入管形蓄压器—燃油轨道。

在共轨上有压力传感器时时监测燃油压力，并将这一信号传递给ecu，通过对流量的调节，控制共轨内的燃油压力达到希望值。

喷射压力根据发动机运转条件的不同从200～1800pa，再通过电脑控制分别喷射到汽缸中，共轨不但保持了燃油压力，还消除了压力波动。

燃油喷射由机械、液压、电子系统联合作业，要适应发动机各种工况下的工作环境，在燃烧之前燃油必须经过过滤和增压，在准确的时间以一定的喷射速率喷射到每一个汽缸内。

发动
机电脑控制废气再循环、增压、排气后处理系统，以得到最佳的发动机特性和废气排放。

6、高压共轨柴油机故障检测与检修
6.1当电控发动机存在故障时，应做如下操作：
①当电控发动机存在故障时，不论发动机是否在运转，只要点火开关接通(on)，决不可断开ecu，传感器及执行器，由于任何一线圈的自感作用，都会产生很高的瞬时电压，使ecu及传感器严重受损。

因此，应养成在关闭点火开关(off)的状态下，拔、插ecu
与传感器、执行器和插接件的习惯，否则往往会带来老的故障没有排除，而新的故障接踵而来的后果。

而且在发动机运转或点火开关接通(on)时拔下任何传感器连接器插接件，还会使ecu中出现人为的故障代码(假码的一种)，从而干扰维修人员正确地判断和排除故障。

②在对装有电控系统的汽车进行电弧焊时，应断开电脑供电电源线，避免电弧焊接时的高压电造成电脑的损坏。

为此，在电焊时，应提前将蓄电池总的搭铁线拆卸。

③在靠近ecu或传感器的地方进行车身修理作业时，应特别小心，以免碰坏这些电子元件。

④拆开任何油路部分，应首先对燃油系统进行卸压。

检修油路系统时，千万不能吸烟，并要远离明火。

由于电控高压共轨燃料喷射系统内燃油压力极高，因此在检查发动机故障时，绝对不允许用拆卸喷油器接头的方法来实现“断缸”，否则喷出的高压燃油会直
接造成人身的伤害。

⑤拆下蓄电池负极搭铁线后，电脑内所储存的所有故障信息(代码)都会被清除，因此，如有必要，应在拆下蓄电池负菜搭铁线前，读取电脑内的故障信息。

⑥在对蓄电池进行拆卸与安装时，务必使点火开关和其他用电设备开关均置于关断位置。

6.2电控系统的检修
对电控系统进行检修时，应避免电控系统由于过载而损坏。

电控系统中，ecu与传感器的工作电流通常都比较小，因此，与之相应的电路元器件的负载能力也比较小。

在对其进行故障检查时，若使用输入阻抗较小的检测工具，则可能会因检测工具的使用，造成元器件超载而损坏，为此应注意以下几点：
①不可用试灯对电控系统的传感器部分和ecu控制单元进行检查(包括对其接线端子的检查);
②除了测试程序中有特殊说明外，一般不能用指针式万用表检查电控系统部分的电阻，而应该用高阻抗的数字式万用表或是电控系统专用检测仪表;
③在装有电子控制系统的设备上，坚决禁止用搭铁试火或拆线刮火的方法对电路进行检查。

④切记不可用水冲洗ecu控制单元和其他电子装置，并注意ecu 控制系统的保护，避免其因受潮而引起电路板、电子元器件、集成电路和传感器的工作失常。

⑤在一般情况下，不要打开ecu盖板，因为电控发动机上的故障大部分是外部设备故障，ecu故障一般比较少，即使是ecu有故障应由专业人员对其进行测试和维修。

7、结束语
电控高压共轨系统与egr系统相比佳品，具有成本低、更为先进等特点，而且可被轻易地安装到各类不同的发动机中。

共轨系统还提供了更广阔的扩展功能和燃烧过程设计上更大的自由度，它可以使柴油发动机以更低的排放、更好的燃油经济性和低噪声运行。