优选高压共轨柴油机电控喷油器
高压共轨
高压共轨高压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，喷油量大小取决于燃油轨（公共供油管）压力和电磁阀开启时间的长短。
共轨系统将燃油压力产生和燃油喷射分离开来，如果把单体泵柴油喷射技术比做柴油技术的革命的话，那共轨就可以称作反叛了，因为它背离了传统的柴油系统而近似于顺序汽油喷射系统。
共轨系统开辟了降低柴油发动机排放和噪音的新途径。
欧洲可以说是柴油车的天堂，在德国柴油轿车占了39%。
柴油轿车已有了近70年的历史，而最近10年可以说柴油发动机有了突飞猛进的发展。
在1997年，博世与奔驰公司联合开发了共轨柴油喷射系统。
今天在欧洲，众多品牌的轿车都配有共轨柴油发动机，如标致公司就有HDI共轨柴油发动机，菲亚特公司的JTD发动机，而德尔福则开发了Multec DCR柴油共轨系统。
共轨系统与之前以凸轮轴驱动的柴油喷射系统不同，共轨式柴油喷射系统将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开。
电磁阀控制的喷油器替代了传统的机械式喷油器，燃油轨中的燃油压力由一个径向柱塞式高压泵产生，压力大小与发动机的转速无关，可在一定范围内自由设定。
共轨中的燃油压力由一个电磁压力调节阀控制，根据发动机的工作需要进行连续压力调节。
电控单元作用于喷油器电磁阀上的脉冲信号控制燃油的喷射过程。
喷油量的大小取决于燃油轨中的油压和电磁阀开启时间的长短，及喷油嘴液体流动特性。
燃油喷射压力是柴油发动机的重要指标，因为它联系着发动机的动力、油耗、排放等。
目前，共轨柴油喷射系统已将燃油喷射压力提高到1800巴。
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。
高压共轨柴油机无法启动难以启动运行熄火的故障分析演示文稿
诊断仪显示轨
压偏小。
1.检查高压油
泵是否能够提 供足够的油轨
压力； 2.检查燃油计 量阀是否损
坏。
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高压油泵
高压油管
喷油器开启 压力250bar
共轨管 共 轨 压 力 传 感 器
1、打马达正常情况3s建立起动轨压大于250 bar
2、限压阀失效
3、滤网堵塞 4、燃油计量单元失效
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限 压 阀
滤 网
故障原因
第
8
步
轨压难以 建立
故障表现 解决方法
高压连接管
与喷油器连 接处密封不
严，泄露严
重等。
检查高压连 接管与喷油 器连接处密 封面压痕是 否规则。
OK
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二、故障分析
故障原因
第 发动机管理系统
1 （ ECU） 无法上
步 电。
故障表现
1. 通 电 自 检 时 故 障指示灯不亮； 2. 诊 断 仪 无 法 连 通； 3. 油 门 接 插 件 没 有5V参考电压。
解决方法
检查发动机管理 系统与各传感器 之间线束及保险 ，电源主继电器 ，以及点火开关 等方面。
①打开钥匙门，如果发动机故障灯闪亮一下大概2秒钟后熄灭表明ECU已上电且 自检已经工作正常。
②拔掉水温传感器，打开钥匙开关，用万用表量取该插接件线束电压，如果一根
线有5V电压，表明ECU已正常供电。
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故障原因 故障表现
解决方法
第 2 蓄电池电压 步 不足
柴油机电控高压共轨喷射系统
１ 关键 部件及工作原理 ．
柴油 机 电控 高 压共 轨喷 射 系统 的 基本 组 成如 图 １所 示 。它 由 电控单 元 （ＥＣＵ）、高压 油 泵 、共轨 管 、电 控 喷油器 以及 各种 传感 器等 组 成 。低 压燃 油 泵将 燃
ａｎａｌｙｓｅｓ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆｔｈｉｓ ｓｙｓｔｅｍ：Ｔｈｅ ｋｅｙ ｔｅ ｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆｔ ｈｅ ｈ ｉｇ ｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃｏｍｍｏｎ ｒａｉｌ ｆｕｅｌ ｉｎｊｅ ｃｔ ｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ
ｄｉｅｓｅｌ ｅｎｇｉｎｅ ｈａｓ ｂｅｅｎ ａｎ ａｌｙｚｅｄ ａｔ ｔｈｅ ｅｎｄ ｏｆ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ． Ｋ ｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｄｉｅｓｅｌ ｅｎｇｉｎｅ；ｈｉｇｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃｏｍｍｏｎ ｒａｉｌ；ｋｅｙ ｔｅ ｃ ｈｎｏｌｏｇｙ
Ｔｈｅ Ｈｉｇｈ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｍｍｏｎ Ｒａｉｌ Ｆｕｅｌ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ Ｄｉｅｓｅｌ Ｅｎｇｉｎｅｓ
ＣＨＥＮ Ｓａｎ— ｍｅｉ。ＧＵＯ Ｃｈｅｎｇ— ｙｉ
（Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｃｏｌｌｅｇｅ。Ｗｕｈａ ｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ ４３００７０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｅｓｅｎｔｓ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｔａｔｕｓ ｏｆ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃｏｍｍｏｎ ｒａｉｌ ｆｕｅｌ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ｄｉｅｓｅｌ ｅｎｇｉｎｅｓ，ａｎｄ
高压共轨
JI LIN UNIVERSITY
共轨管
压力传感器向 ECU 提供高压油轨的压力 信号； 压力限制器保证高压 油轨在出现压力异常 时，迅速将高压油轨 中的压力进行放泄。 液流缓冲器（限流器） 保证在喷油器出现燃 油漏泄故障时切断向 喷油器的供油，并可 减小共轨和高压油管 中的压力波动；
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高压共轨电控燃油喷射系统
控制器 传感器 执行器
电子控制部分
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结 构 组 成
燃油供给部分
线
束
油箱 滤清器
输油泵
油水分离器
柴油滤清器
低压部分
低压油管
回油管 高压泵 共轨管 高压部分 喷油器 高压油管
齿轮输油泵
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在壳体内安装有两个互相 一个为被动齿轮；
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利用一个高压油泵，以一定的速比连续将高压燃油输送到共轨管内， 高压燃油再由共轨送入各缸喷油器，ECU直接控制喷油器内的高速电 磁阀，实现燃油定时、定量喷射；
柴油机燃油喷射系统
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凸轮驱动系统
液力执行系统
泵管嘴
泵喷嘴
高压共轨系统HEUI 系 统 NhomakorabeaJI LIN UNIVERSITY
主讲人：解方喜
柴油机电控系统的分类
• 柴油机电控喷油系统的开发研 究从20世纪70年代开始，已经 经历了三代： ①、第一代：位置控制式电控柴 油喷射系统保留了传统的喷油 泵、高压油管、喷油嘴系统， 将原来的机械调速器控制改为 电子控制，使控制精度与响应 速度得以提高； ②、 第二代：时间控制式电控柴 油喷射系统利用高速电磁阀直 接控制高压燃油的适时喷射；
电控高压共轨系统的技术特点
电控高压共轨系统的技术特点电控高压共轨系统的技术特点电控高压共轨技术是指在高压油泵、共轨管、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分开的一种技术，由高压油泵把高压燃油输送到共轨管，通过对共轨管内的油压进行闭环控制，喷压独立可调。
这种系统具有以下特点：可靠性：对轻型车来说系统零部件成熟且有长期使用考核验证、中型比较成熟；但是对重型柴油机使用寿命未经验证（单体泵供应商声称100万公里，而共轨供应商尚无一敢承诺30万公里）；υ继承性：结构简单，安装方便。
υ灵活性：共轨油压独立于发动机转速控制、整车控制功能强，适应轻型车特别是乘用车的要求；υ优化噪声：预喷技术可以降低怠速噪声；υ喷油规律：共轨系统的初始喷射率太高，不符合柴油机燃烧所需要的先缓后急的规律，不利于排放控制；υ喷油压力：一代共轨喷油压力1350~1450bar，二代做到1600bar，总体来说比单体泵和泵喷嘴要低，所以在油耗上有3%左右的劣势；将来做到1800barυ以上但是需要采用增压共轨技术，还没有成熟，成本增加较大。
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6υ次喷射；共轨系统的灵活性好，但是势必带来匹配工作的难度。
时间和技术人员的水平，决定了一定阶段在中国使用太灵活的系统不一定能达到预期的效果；升级潜力：多次喷射特别是后喷能力使得共轨系统特别方便地和后处理系统配合，具有实现欧Ⅳ、欧Ⅴ排放法规的潜力；υ适应能力：燃油（水、灰份杂质）适应能力差，对用户使用条件要求高υ复杂性：系统特别是控制系统和控制策略复杂对整车厂、用户、售后维修均带来挑战；零部件更换成本高，特别是电控喷油器和电控喷油泵；υ相对于电控单体泵系统，高压共轨更轻巧、更适用于中轻型发动机。
图7为高压共轨系统示意图。
图7 高压共轨系统示意图目前，广泛应用于市场的电控高压共轨系统国外生产商主要有德国博世、美国德尔福、日本电装和德国西门子VDO。
电控柴油机优缺点
3 柴油机电控技术的特点柴油机电控技术与汽油机电控技术有许多相似之处，整个系统都是由传感器、电控单元和执行器三部分组成。
在电控喷射方面柴油机汽油机的主要差别是，汽油机的电控喷射系统只是控制空燃比(汽油与空气的比例)，柴油机的电控喷射系统则是通过控制喷油时间来调节输出油量的大小，且柴油机喷油控制是由发动机的转速和加速踏板位置(油门、供油拉杆位置)来决定的。
柴油机电控技术有两个明显的特点：一是柴油喷射电控执行器复杂，二是柴油电控喷射系统的多样化。
3.1 柴油机是一种热效率比较高的动力机械柴油机燃油喷射具有高压、高频、脉动等特点。
其喷射压力高达200MPa，为汽油机喷射压力的百倍以上。
对燃油高压喷射系统实施喷油量的电子控制，困难大得多。
而且柴油喷射对喷射正时的精度要求很高，相对于柴油机活塞上止点的角度位置远比汽油机要求准确，这就导致了柴油喷射的电控执行器要复杂得多。
3.2 由于柴油机的喷射系统形式多样传统的柴油机具有直列泵、分配泵、泵喷油器、单缸泵等结构完全不同的系统。
实施电控技术的执行机构比较复杂，形成了柴油喷射系统的多样化；同时柴油机需要对油量、定时、喷油压力等多参数进行综合控制，其软件的难度也大于汽油机。
4柴油机喷射系统采用电控已成为当今柴油机技术的发展趋势，而电控燃油喷射技术是其中最重要的组成部分。
第1代是位置控制阶段. 典型的有：德国BOSCH公司的RP39和RP43型电控直列喷油泵；日本小松公司的KP21型电控直列喷油泵；日本电装公司的.ECD—V1型电控分配泵；英国LUCAS公司的EPIC型电控分配泵；美国STANADYNE公司的PCF:型电控分配泵等。
第2代是时间控制阶段.典型的有：德国BOSCH公司的PDE27/PDE28系统；英国LUCAS 公司的EUI系统；美国底特律阿列森公司的DDEC系统等。
第3代是时间--压力控制阶段(即共轨控制系统)。
又分为高压共轨系统和中压共轨系统(也称为蓄压式共轨系统)。
柴油机电控共轨喷油系统发展现状
Ｄｅ ｅｏ ｍｅ ｔｉ ｅ ｅ ｅ ｔｏ ｉ ｖ ｌｐ ｎ ｎ Ｄｉｓ ｌＥｌｃｒ ｎ ｃ—ｃ ｎ ｒ ｌ ｄ Ｃｏ ｏ ｔｏ ｌ ｍｍｏ ｉ Ｉ ｅ ｔｏ ｙ ｔｍ ｅ ｎ Ｒａ ｌ ｃ ｉｎ Ｓ ｓｅ
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摘要 ： 目前柴油 机电控共轨喷油 系统归纳为两太 类型， 将 介绍了各 自的基 本原理 ， 并介绍 了共轨 系统 目前发展 的新 进展 ， 出了未来发展的 主要方 向。 提 关键词 ： 轨； 共 喷油系统 ； 喷射压力 ； 喷射速 率 中围分类号 ：Ｋ４￣． Ｔ ２ ８ 文蘸标识码 ： Ａ 文章编 号 ：０ ０ ４４ ２０ ）２—０ ０ １０ —６ ９ （０ ２ ０ ０ ３一ｏ ３
问控制 阶 段 、 力 控 制 阶 段 、 力 一时 问 控 制 阶 压 压
１ 国外柴油机 电控 共轨喷油 系统主要类型
段¨ ， Ｊ目前正处于第三阶段的发展 与成熟期。笔者
仅论 述压 力 一时间 控制方 式 的柴油机 电控共轨 喷 油 系统 。
目前 ， 国外在柴油机 电控共轨喷油系统方面的
（ ｅ ｉｅ＆ ＴｒｆｃＥ ｇ ｅｒ ｇＩｓｉ ｔ， ｅｉ ｓｉ ｔ ｆ ｝ ｌ ， ￣ｉ ０ ０ １ Ｃ ［ ） Ｖ ｈｃ ｌ ａ ｉ ｎ ｉ ｅｉ ｎｔｕｅＢ ｉ Ｉ ｔｕｅ 啪 Ｂ ｉ １ ０８ － ｈｎ ｎ ｎ ｔ ｊ ｎ ｔ ｏＴ ｇ ｎ ｇ ｎ ａ
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柴油机电控喷油技术
第八节电控共轨柴油机一例一、慨述五十铃FORWARD型中型系列卡车从1994年全面改型以后，一直受到市场的好评。
其中的6HK1-TC型发动机(图3—239)采用日本电装公司的ECD-U2型电控共轨燃油系统，是比较具有代表性的电控共轨柴油卡车之一。
以此为实例，简要介绍中型柴油机卡车用电控高压共轨式燃油系统的全貌。
关于ECD-U2系统的部分零部件已在专项内容中介绍，此处从略。
未作具体介绍的内容尽可能列出，给出一个关于电控共轨燃油系统的整体概念。
6HK1-TC型发动机满足1998年日本国内的排放法规。
当时的法规值为：NOx(氮氧化物) 4.5g/(k W.h)PM(微粒，Particulate Matter) 0.25g/(k W·h)黑烟25%CO（一氧化碳）7.4g/(k W·h)HC（碳氢化合物） 2.9g/(k W·h)二、结构和参数6HK1-TC型发动机采用的ECD-U2电控共轨燃油系统的主要参数如表3—35，重要特性曲线如图3—240所示。
三、电控共轨柴油机的特点与采用普通机械式燃油系统的柴油机相比，电控共轨柴油机有如下重要的不同之处图3-239 6HK1-TC型发动机的结构变更(1)用供油泵代替了原来的喷油泵。
利用发动机的转动，通过供油泵将燃油加压，并送入共轨中。
在供油泵上配置了供油泵控制阀(PCV———Pump Control Valve)．在ECU指令的控制下，调节供人共轨中的燃油量。
此外，供油泵带有输油泵。
输油泵的作用是从油箱中抽油，并将燃有油供人供油泵的往塞腔中。
(2)取消了调速器和提前器；新增加了储存高压燃油的共轨组件；由于采用共轨式电控燃油系统，原来安装喷油泵的托架变更了。
(3)机械式喷油器变更为电控式喷油器。
可以最佳地控制喷油量、喷油时间和喷油率(4)高压配管(即高压油管)的形状变更了(图3—241)。
高压配管外径由∮6.35变更为∮8，内径由∮2．0变更为∮4．0。