柴油机燃油喷射系的功用和构造
2.1柴油机燃油喷射系的组成以及作用
柴油机燃油喷射系主要由柴油箱、柴油滤清器、输油泵、高压油泵、喷油器、低压油管、高压油管和回油管组成。主要组成部分的作用如下：
（1）喷油泵：
喷油泵的作用是定时、定量地向喷油器输送高压燃油。在多缸柴油机中喷油泵应保证：
①各缸的供油次序符合所要求的发动机工作次序；②各缸供油量均匀，不均匀度在标定工况不大于3%~4%；③各缸供油提前角一致，相差不大于0.5度。为避免喷油滴漏现象，喷油泵还必须保证供油停止迅速。
（2）调速器：
调速器是一种自动调节喷油泵供油量的装置。它能根据柴油机负荷的变化自动作相应的调节，使柴油机能以稳定的转速运转，从而保证柴油机既不会产生超速也不会在怠速时造成熄火。
（3）喷油器：
喷油器可把喷油泵送来的高压燃油雾化成较细的颗粒，并以一定的设计角度往发动机燃烧室内喷射。
2.2对柴油机燃油喷射系的性能要求
柴油机燃油喷射系作为发动机的重要组成部分，主要应满足下列的性能要求：
（1）要能随时精确测量出发动机负荷的变化，且能使供油量自动灵敏地进行自适应调节，并往各缸做均匀的喷射。
（2）应能根据转速或负荷的变化自动地改变喷油定时（即自动调节喷油的提前时间）
（3）喷射的燃油必须获得充分的雾化，并能以最佳状态引起燃烧。
（4）结果设计合理，要能耐冲击、抗疲劳，零部件互换性强，且价格尽可能低廉。
2.3对燃油喷射系各工作部件的要求
根据柴油机可燃混合气形成的特点和燃烧过程的需要，喷油泵应满足以下要求：
（1）匹配而均匀的供油率。额定供油率的调节是与发动机的额定功率和舒定转速相匹配的。为使运转平稳，对各缸的供油率要均匀，这就需要与之相适应的柱塞直径、柱塞行程和方便的供油调节机构。
（2）准确的供油提前角。喷油泵的供油提前角一方面要求与发动机的曲轴转速相同步（即第一缸喷油起始时间要对得上发动机曲轴转角零位标记），另一方面还要求对各缸供油的间隔时间要一致，其误差应控制在0.5°以内。为了防止喷油时间过长而造成燃烧不良，喷油泵还必须能在短促喷油之后迅速地暂停供油，这主要通过出油阀及喷油器结构的合理设计来达到。
（3）燃油雾化良好。柴油的挥发性能差，为了能在极短的时间内形成混合气，有利于燃烧，要求喷出的油束雾化良好、油粒细小均匀、方向和形状与燃烧室的形状相适应，并且要求喷射干脆，不允许喷油滴漏。为了使燃油获得良好的雾化，要求喷油泵能够提供相当高的供油压力。经喷油器调定后，喷射压力将控制在10~21MPa。当某些喷油嘴针阀卡死造成高压油路堵塞时，被近似封闭的燃油的压力经柱塞压缩后，其峰值压力可高达60Mpa以上，这就对柱塞、出油阀偶件和泵体柱塞座孔肩胛面的强度及加工精度提出了相当高的要求[1] [2] [3] [4]。柴油机属于压燃式内燃机，为了适应发动机高速运转的需要，从喷油嘴喷往气缸的燃油必须尽快着火，并在最佳时刻迅速燃烧完毕，以便将燃油的化学能最大限度的转化为推动发动机运行的机械能。要达到此目的，喷油器应满足以下要求：
（1）喷油器应具有一定的喷油压力和喷注贯穿距离。气缸中的空气经压缩后，温度和压强都大大提高，喷油器的喷油压力若不能超过这一高压就根本无法进行燃油的喷射。喷油器的喷油压力是由喷油泵提供并经自身的调节弹簧调
定的。而喷注贯穿距离不仅与喷油压力有关，也与喷油器的结构和喷油嘴的喷油直径、针阀型式有关。
（2）要与燃烧室形状相匹配的合适的喷射方向和喷雾锥角。由于不同的设计需要，发动机燃烧室除了具有预燃烧室式、涡流式和直接喷射式等多种形式外，火塞顶部形状还有平顶型、中心凹弧形、中心凹孔型、ω型和非对称型等各式各样的变化，这就要求喷油器的喷射方向和喷雾锥角要与之相匹配，使喷出的燃油能与燃烧室的构造特点及燃烧室气流运动的特点相适应，己达到使燃油能迅速与空气充分均匀混合，从而提高燃烧效率的目的。
（3）要有良好的雾化性能，这是保证喷射的燃油能迅速与空气均匀混合而获得充分燃烧的重要条件。雾化的好坏与喷射压力的大小、喷油器内部的装配质量和喷油嘴的磨损程度有关。雾化性能的测量要在喷油器试验器上进行。磨损严重，雾化不良且难以修复的喷油嘴应坚决更换。
（4）在暂停喷油时刻，喷油器应能迅速完全的切断燃油供给，不允许发生异常喷油现象。喷油嘴的针阀与针阀座面之间的密封不良会导致异常喷油。在气缸压力与气体温度因活塞下行而迅速下降后，异常喷油所引起的燃烧只会造成燃烧不良、积炭增多、油耗增加和排气异常。要保持喷油嘴的密封性，除了从设计上设法适当减小密封面的接触面积，以使接触压力增大外，经常对喷油器进行维护保养也是十分重要的。
（5）应能经受高温、高压的严酷条件并长期安全的使用。由于喷油嘴暴露在高温、高压的燃气中，温度和压力的反复骤变，使工作条件十分恶劣，加上运动疲劳磨损、燃油杂质磨损、高速油流冲刷磨损和燃烧中产生的腐蚀性气体（如三氧化硫）的腐蚀磨损，使喷油嘴成为柴油机发动机的易损件之一。因此，要使喷油器经常保持良好的工作状态，必须选择优良的制造材料、合理的制造工艺，并在注意维护保养喷油器本身的同时，注意加强对发动机、高压油泵的定期保养与维护，以求尽量改善喷油器运行的外部环境[4][5][6]。
2.4柴油机供油喷射系统的结构对发动机工作性能的影响
柴油机的供油系统是柴油机的重要组成部分。其作用是将一定数量的清洁燃油，以足够高的压力，在准确的时间内喷入气缸，与压缩空气混合，以保证
气缸内燃烧的进行。因此，供油系统的好坏，必然会影响到气缸内燃油的燃烧质量，同时也将影响柴油机的性能和可靠性。
柱塞式喷油泵的泵油机构主要由柱塞偶件和出油阀偶件组成。柱塞在柱塞套内做往复运动，将一定数量的燃油压缩到一定的压力，出油阀相当于一个单向止回限压阀，只要柱塞将燃油压缩到一定压力，出油阀就开启，使燃油进入高压油管，并使喷油器喷油。在停止喷油后，出油阀还能保证高压油管中具有一定的残余压力。
柱塞从上止点到下止点所经过的实际行程取决于驱动凸轮的高度，该行程是不变的，但是循环喷油量却取决于它的有效行程—柱塞的上端面完全遮住套筒的油孔到柱塞下斜面刚刚露出油孔这一段柱塞所上行的行程。在柴油机工作过程中，如果使柱塞相对于套筒转动一个角度，则改变了柱塞的有效行程，也就相应地改变了循环喷油量，从而达到了调节柴油机工作状况的目的。
出油阀偶件设在柱塞偶件与高压油管之间，出油阀在开启时先上升一个距离，使高压油管压力预先接近喷油器启喷压力，结果使喷油器喷油及时迅速；在喷油之后，出油阀又下降一个距离，使高压油管残余压力远远低于喷油器的启喷压力，结果使喷油器停喷干脆彻底。
柴油机燃烧质量的好坏与喷油器的结构有着很大的关系。喷油器中最重要的精密副是针阀偶件，当高压油管中的高压燃油进入喷油器体和针阀体内的油道进入针阀中部承受锥面处的压力腔内。当高压油管内压力升高，并反映到压力腔时，承受锥面在油压的作用下推动针阀上升。针阀通过顶杆在克服弹簧张力上升的同时，针阀下端与针阀体配合的密封锥面被打开，燃油通过此处经喷油孔喷入燃烧室;当高压油管内的压力下降时，针阀承受锥面的受力减小，调节弹簧通过顶杆迫使针阀下落，并立刻关闭密封锥面，使燃油停止喷射[[1][2][3]。
当针阀刚刚上升时，由于喷孔内的轴针为柱形，喷孔通道面积也较小，所以喷油较少，而且扩散锥角较小;针阀继续上升，喷孔通道面积增大，喷油量增多，同时，倒锥形的节流式轴针前端使喷注的扩散锥角增大。这样，一方面限制了滞燃期内形成始燃量过多，使速燃期压力升高率和燃烧最高压力较低，柴油机工作柔和平稳;另一方面使大量的燃油集中在缓燃期内燃烧，减少了后燃量和排污。
在喷油泵中，喷油泵凸轮型线和喷油泵柱塞决定着循环供油量和几何供油规律，它们对柴油机性能的影响，主要反映在喷供油提前角、喷油延迟角、喷油持续角对柴油机性能的影响上。喷油提前角可通过改变凸轮轴位置进行调整，而喷油延迟角、喷油持续角则和柱塞直径、凸轮外形等因素有关。
供油系统中直接影响燃烧性能的是喷油提前角，但是喷油提前角的测量比较麻烦，所以平时的柴油机调试，只测量供油提前角。供油提前角是指喷油泵从开始供油的瞬时（柱塞泵以喷油泵的出油阀升起为标志，而分配泵以内凸轮顶起滚柱为标志）到活塞行至上止点时所转过的曲轴转角。供油提前角对柴油机的影响很大，主要是影响柴油机的经济性，压力增长率和最高爆发压力。供油提前角过少时，在压缩过程中燃烧的燃油数量过多，这不仅增加压缩负功使油耗增高，功率下降，而且由于着火延迟较长，压力增加率和最高爆发压力迅速升高，工作粗暴，怠速不良，难于启动；供油提前角过小时，则燃油不能在上止点附近迅速燃烧，后燃增加，虽然最高爆发压力较低，但燃油消耗率及排温增高，发动机过热。
所以对于每一工况，有一最佳供油提前角，此时的燃油消耗率最低。
喷油泵凸轮廓线决定了柱塞的运动规律，而柱塞的速度变化规律决定油泵的供油规律，从而影响喷油规律。在柱塞有效行程和供油始点相同的情况下，凸轮外形陡，即供油速度大，喷油持续时间缩短；而凸轮外形平，喷油持续时间和喷油延迟时间都较长。在高速柴油机中，由于燃油高压系统中有压力波动现象，使得很难从供油规律控制喷油规律，所以油泵凸轮的廓线一般不是根据理想的供油规律设计的，而是从加工难易的角度考虑，一般都选用切线凸轮或圆弧凸轮。在升程、基圆和滚轮等都相同的情况下，切线凸轮的柱塞速度增加较快。对于一定的供油量，柱塞速度提高，则供油持续时间可以缩短，一般说来，柴油机转速较高时，采用切线凸轮，对改善经济性有好处，但是供油速度过高，在着火延迟期里喷入气缸的燃油较多，可能引起燃烧粗暴，最高爆发压力过高。在某些大功率中速柴油机中还应用凹弧凸轮以增大供油速率，减少燃油持续角，但过大的供油速率，往往导致凸轮和滚轮之间接触应力过大，引起点蚀。
不同的柱塞直径对喷油规律也有影响。当柱塞直径增大时，喷油延迟角及喷油持续角都减小，但供油速度变大，使初期喷油速率也变大，喷油规律曲线变高。
所以一般说来，柱塞直径加大能使经济性变好，但运转粗暴。当柴油机强化时，因每循环供油量加大，就要考虑加大柱塞直径来维持合适的喷油延续时间，以保证柴油机的经济性[2][7][8]。
虽然上述各种工作部件对柴油机的燃油喷射和燃烧过程都有影响，但是相比较而言，柱塞、出油阀和针阀偶件的影响要大一些，因此，在本试验中将重点研究这三大精密偶件对柴油机性能的影响。
收稿日期:2005-4-8 作者简介:邱宗敏(1968-),女,贵州贵阳人,讲师. 浙江交通职业技术学院学报,第6卷第4期,2005年12月 Journal of Zhejiang V ocational and T echnical Institute of T ransportation V ol 16N o.4,Dec.2005 共轨式电控柴油喷射系统 邱宗敏 (浙江交通职业技术学院汽车系,浙江杭州 311112) 摘 要:通过对共轨式燃油喷射技术主要特点的分析提出共轨式燃油喷射技术是电 控柴油喷射系统的发展方向。 关键词:共轨技术;喷油量控制;喷油正时控制;喷油规律控制中国分类号:U4641136文献标识码:A 文章编号:1671-234X (2005)04-0020-04 0 前 言 柴油机经济性好,燃油消耗率低且C O 2排放率较汽油机低,在国内外的应用率越来越高。但柴油机同样得面对无法回避的局部和全球性的环境问题和能源问题。因此,现代的柴油机也在采用和发展电子控制系统,以适应其可持续发展的需要。 电控柴油喷射系统由传感器、EC U (计算机)和执行机构三部分组成。计算机根据转速传感器和油门位置传感器的输入信号,首先计算出基本喷油量,然后根据水温、进气温度、进气压力等传感器的信号进行修正,确定最佳喷油量及喷油正时。实现对喷油量以及喷油定时随运行工况进行实时控制。同时计算机经过处理计算按照最佳值对废气再循环阀、预热塞等执行机构进行控制,使柴油机工作状态达到最佳。 早期的电控柴油喷射系统采用“位置控制”,通过以微机为核心的控制单元对位置伺服机构进行控制,改变油量调节齿条(直列泵)或油量调节滑套(VE 型分配泵)的位置,以调节喷油泵的循环供油量。但伺服机构执行响应慢,控制频率低,控制精度欠精确。其后开发了“时间控制式柴油喷射系统”,利用新型高速强力电磁阀的关闭时刻和闭 合的持续时间控制喷油泵的循环供油量和喷油正时,取代了油量调节齿条(直列泵)或油量调节滑套。上述两种电控柴油喷射系统都保持了传统脉冲高压供油原理,喷油压力与发动机的转速和负荷有关,无法单独控制,这种特性对于低转速和小负荷下的燃油经济性和烟度排放很不利。同时,还会造成柴油压力的波动,引起间歇性不喷射或二次喷油等不正常现象,恶化燃烧过程。而电控共轨式柴油喷射系统的问世,则抛弃了传统的传统脉冲高压供油原理,采用“时间-压力控制”或“压力控制”方式,使电控柴油喷射系统进入一个新的发展阶段。其中,应用较多的是“时间-压力控制”式。 1 共轨式柴油喷射系统 图1即为日本电装公司EC D -U2“时间-压力 控制”式柴油喷射系统。该系统主要有柴油箱、输油泵、公共油道、喷油器和各种电子元件组成。 共轨式柴油喷射系统指该系统中有一条公共油道,即共轨。高压输油泵将柴油从油箱中吸出并将油压提高到120MPa 后送入共轨,多余燃油经回油管路流回油箱。用电磁阀对共轨油压进行压力调节并由压力传感器进行反馈控制,并使其根据柴油机的工况要求稳定在目标值。有一定压力的柴油经共
柴油发动机电控 21世纪是绿色柴油机的时代，传统的燃油系统已经不能适应柴油机技术发展的需要，机械技术与电子技术的结合使得汽车技术发生了一系列深刻的变化。柴油机电控系统，是必然之选。到目前为止，世界上许多发达国家已经研究并生产了很多功能各异的柴油机电控系统。柴油机电子控制的内容已由当初的燃油喷射系统单一控制，逐步发展到了各个系统控制，如可变气门驱动系统、可变进气涡轮控制系统以及废气再循环等。21世纪柴油机电子控制系统将进入发展的鼎盛时期。目前我国生产的宝来、奥迪轿车以及长城哈弗、华泰圣达菲等一些SUV都已采用了柴油机电控技术，其中很多技术处于世界先进水平，如高压共轨喷射技术、泵喷嘴技术等。本篇突出了柴油机电控部分的构原理和目前先进的柴油机电控技术。 电控柴油共轨系统的主要特点 1 改善柴油机的经济性 由于柴油机具有优异的节油特性，行驶成本远远低于汽油轿车。在原油价格不断上涨的情况下，它的经济性无论是对社会还是个人，都显示出巨大的价值。 2 提高控制精度 控制系统的控制精度越高，被控对象的功能指标就越容易接近最
优值。计算机控制的精度主要体现在三个方面：输入信号的高保真、信号均以数字形式传输，只要计算机的位数够高，就能保证足够的精度、高分辨率的输出信号。 3 控制策略灵活 对于不同的柴油机，其控制策略往往不同，当需要改进或与其他机型匹配时，传统的办法是改变机械控制系统，周期长成本高。计算机控制系统需要改变的仅仅是EPROM中的软件程序。有些情况下，甚至不需要变更便能用于不同的柴油机。 4 电子控制 整个系统有传感器、电控单元和执行器三大部分组成。最明显的特点是柴油电控喷射系统的多样化，具有高压、高频、脉动等特点喷射压力高达60-150MPa，甚至200MPa。柴油机电控喷油系统的组成 柴油机电控系统由传感器、执行器和电控单元组成。传感器检测出发动机或喷油泵的运行状态，ECU根据个传感器信息，控制发动机的最佳喷油量、最佳喷油时间，执行器根据计算机的指令，准确的控制喷油量和喷油时间。 电控燃油共轨系统的组成 电控高压共轨燃油系统可分成两大部分：电控系统和燃油供给系统。 1 电控系统
柴油机燃油喷射系的功用和构造 2.1柴油机燃油喷射系的组成以及作用 柴油机燃油喷射系主要由柴油箱、柴油滤清器、输油泵、高压油泵、喷油器、低压油管、高压油管和回油管组成。主要组成部分的作用如下： （1）喷油泵： 喷油泵的作用是定时、定量地向喷油器输送高压燃油。在多缸柴油机中喷油泵应保证： ①各缸的供油次序符合所要求的发动机工作次序；②各缸供油量均匀，不均匀度在标定工况不大于3%~4%；③各缸供油提前角一致，相差不大于0.5度。为避免喷油滴漏现象，喷油泵还必须保证供油停止迅速。 （2）调速器： 调速器是一种自动调节喷油泵供油量的装置。它能根据柴油机负荷的变化自动作相应的调节，使柴油机能以稳定的转速运转，从而保证柴油机既不会产生超速也不会在怠速时造成熄火。 （3）喷油器： 喷油器可把喷油泵送来的高压燃油雾化成较细的颗粒，并以一定的设计角度往发动机燃烧室内喷射。 2.2对柴油机燃油喷射系的性能要求 柴油机燃油喷射系作为发动机的重要组成部分，主要应满足下列的性能要求： （1）要能随时精确测量出发动机负荷的变化，且能使供油量自动灵敏地进行自适应调节，并往各缸做均匀的喷射。 （2）应能根据转速或负荷的变化自动地改变喷油定时（即自动调节喷油的提前时间）
（3）喷射的燃油必须获得充分的雾化，并能以最佳状态引起燃烧。 （4）结果设计合理，要能耐冲击、抗疲劳，零部件互换性强，且价格尽可能低廉。 2.3对燃油喷射系各工作部件的要求 根据柴油机可燃混合气形成的特点和燃烧过程的需要，喷油泵应满足以下要求： （1）匹配而均匀的供油率。额定供油率的调节是与发动机的额定功率和舒定转速相匹配的。为使运转平稳，对各缸的供油率要均匀，这就需要与之相适应的柱塞直径、柱塞行程和方便的供油调节机构。 （2）准确的供油提前角。喷油泵的供油提前角一方面要求与发动机的曲轴转速相同步（即第一缸喷油起始时间要对得上发动机曲轴转角零位标记），另一方面还要求对各缸供油的间隔时间要一致，其误差应控制在0.5°以内。为了防止喷油时间过长而造成燃烧不良，喷油泵还必须能在短促喷油之后迅速地暂停供油，这主要通过出油阀及喷油器结构的合理设计来达到。 （3）燃油雾化良好。柴油的挥发性能差，为了能在极短的时间内形成混合气，有利于燃烧，要求喷出的油束雾化良好、油粒细小均匀、方向和形状与燃烧室的形状相适应，并且要求喷射干脆，不允许喷油滴漏。为了使燃油获得良好的雾化，要求喷油泵能够提供相当高的供油压力。经喷油器调定后，喷射压力将控制在10~21MPa。当某些喷油嘴针阀卡死造成高压油路堵塞时，被近似封闭的燃油的压力经柱塞压缩后，其峰值压力可高达60Mpa以上，这就对柱塞、出油阀偶件和泵体柱塞座孔肩胛面的强度及加工精度提出了相当高的要求[1] [2] [3] [4]。柴油机属于压燃式内燃机，为了适应发动机高速运转的需要，从喷油嘴喷往气缸的燃油必须尽快着火，并在最佳时刻迅速燃烧完毕，以便将燃油的化学能最大限度的转化为推动发动机运行的机械能。要达到此目的，喷油器应满足以下要求： （1）喷油器应具有一定的喷油压力和喷注贯穿距离。气缸中的空气经压缩后，温度和压强都大大提高，喷油器的喷油压力若不能超过这一高压就根本无法进行燃油的喷射。喷油器的喷油压力是由喷油泵提供并经自身的调节弹簧调
柴油机电控系统维修
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柴油机电控系统 柴油机电控技术的发展 在柴油机的电子控制系统中，最早研究并实现产业化的是电子控制柴油喷射系统，到目前为止已经经历了三代变化： 1. 第一代电控柴油喷射系统：位置控制式。 2. 第二代电控柴油喷射系统：时间控制式。 3. 第三代电控柴油喷射系统：高压共轨式系统。 柴油机电控燃油喷射系统的特点 1.提高发动机的动力性和经济性 2.降低氮氧化物和微粒的排放 3.提高发动机运转稳定性 4.改善低温起动性 5.控制涡轮增压 6.适应性广 7.控制精度高、响应快 柴油机电控系统的功能 1. 燃油喷射控制 2. 怠速控制 3. 进气控制 4. 增压控制 5. 排放控制 6. 起动控制 7. 巡航控制 8. 故障自诊断和失效保护 9. 柴油机与自动变速器的综合控制 柴油机电控燃油喷射系统的基本组成 传感器 传感器是柴油机实现电控的关键技术之一，其作用是感知和检测发动机与车辆的运行状态，并将检测结果转换成电信号输送给ECU。柴油机电控燃油喷射系统所用的传感器多数与汽油机电控系统相同。在柴油机电控系统中常用的传感器有压力传感器、温度传感器、位置传感器、转速传感器、空气流量传感器及氧传感器等。此外，在电控系统中还有开关量采集电路，用于检测空调、离合器、挡位、制动、巡航控制等开关量的状态信息。所有的信息经过电控单元的信号采集模块处理后送到发动机电控单元，作为发动机控制的依据。
柴油机电控单元 执行器 执行器主要是接收ECU传来的指令，并完成所需调控任务。不同柴油机电控燃油喷射系统的执行元件有很大差异，如电控直列泵[b1] 和分配泵中的线性螺线管，电控单体泵和泵喷嘴中的电磁阀，电控共轨系统中的PCV阀和喷油器电磁阀，以及空气系统控制中的各种阀门控制器等。执行器的水平决定了最终柴油机能够达到的性能。 第一代位置控制式电控燃油喷射系统 位置控制式直列柱塞泵 位置控制式电控分配泵系统 第一代位置控制式电控燃油喷射系统的控制特点 位置控制式直列柱塞泵 ECU根据加速踏板位置传感器信号（即负荷信号）和柴油机转速信号，并参考供油齿条位置、冷却液温度、进气压力等传感器信号，按内存控制程序计算供油量和喷油提前角控制参数值，再通过ECU中行程或位置伺服电路，使电子调速器内的线性螺线管控制喷油泵供油齿条的行程或位置。 1. 喷油量的控制 线性螺线管安装在原喷油泵供油齿条的一端，螺线管中的铁心与喷油泵的供油齿条连成一体。当控制电流通过螺线管时，产生一个作用在铁芯上的与螺线管中电流成正比的电磁力，推动油量调节齿杆移动，当推力与复位弹簧力平衡时，齿杆就停留在某一位置上。齿杆位置传感器将信号传给ECU，ECU根据齿杆的实际位置和预定位置间的偏差量，发出改变输入螺线管电流的驱动信号就能精确控制齿杆的位置，从而改变喷油量 位置控制式直列柱塞泵电子调速器结构
摘要 摘要 本设计基于博世CR柴油机高压共轨电控系统，在深入分析柴油机高压共轨电控系统控制原理的前提下，主要针对电控燃油喷射系统进行了总体控制设计，即高压共轨电控燃油喷射系统的空气供给系统、燃油供给系统设计；高压共轨电控燃油喷射系统的传感器和执行器控制设计；高压共轨电控燃油喷射系统的电子控制单元设计。另外对整个电控系统的控制逻辑进行了划分，总结出五个基本的控制任务，包括状态识别、油量控制、共轨压力控制、喷射控制和驱动，形成了完整的控制方法和实现方法。 关键词：柴油机，高压共轨，电控单元，控制方法
发动机控制技术课程设计任务书 发动机控制技术课程设计任务书 一、设计题目 发动机电控系统设计 以某一具体类型的发动机（如：凌志LS400轿车1UZ-FE型发动机）为对象，结合发动机电控系统设计的要求，选择合适的传感器和执行器等硬件设备，对发动机的主要控制系统或某一控制系统进行硬件设计和软件设计。 控制内容：发动机控制系统包括电子控制汽油喷射（EFI）、电子控制点火提前（ESA）、怠速控制（ISC）、废气再循环控制（EGR）、蒸发污染控制（ECS）、谐波进气增压系统控制（ACIS）、故障诊断（DIAGN）、失效保护与后备功能和怠速混合气浓度调节（CO排放控制）等内容。 二、设计内容 1．原理简介 主要内容：对发动机的构成与工作原理进行简要介绍 2．对象特性描述 主要内容：对所选择的控制对象的特性进行分析和描述 3．控制系统设计 发动机的电子控制系统设计。1）电子控制单元的设计；2）传感器和控制开关；3）各类执行器；4）控制系统的工作过程。主要内容：控制方案的选择与论证；被控参数与控制参数的选择；输入输出系统的设计；画出原理图、方框图和仪表流程图、系统接线图、梯形图；进行程序设计。 三、设计要求 1．课程设计说明书的格式应严格按照学校课程设计格式要求。 2．论理正确、逻辑性强、文理通顾、层次分明、表达确切，并提出自己的见解和观点。 3．课程设计说明书。 前置部分：封面、摘要、设计任务书、目录；主体部分：引言（设计目的、任务与要求等）、正文、结论、参考文献；附录部分：系统方框图和电路原理图、程序清单等。 4．课程设计说明书应包括按上述设计步骤进行设计的分析和思考内容和引用的相关知识。 5．如有程序，必须提供清单。
柴油发动机的电控系统 柴油机电控系统以柴油机转速和负荷作为反映柴油机实际工况的基本信号，参照由试验得出的柴油机各工况相对应的喷油量和喷油定时MAP来确定基本的喷油量和喷油定时，然后根据各种因素（如水温、油温、、大气压力等）对其进行各种补偿，从而得到最佳的喷油量和喷油正时，然后通过执行器进行控制输出。 柴油机电控系统概述 【任务目标】 （1）柴油机电控技术的发展。 （2）柴油机电控技术的特点。 （3）柴油机电控系统的基本组成。 （4）应用在柴油机上的电控系统。 【学习目标】 （1）了解柴油机电控技术的发展。 （2）了解柴油机电控技术的特点。 （3）了解柴油机电控系统的基本组成。 （4）掌握应用在柴油机上的电控系统。 柴油机电控技术的发展 1.柴油机电控技术的发展 1）柴油机技术的发展历程 柴油用英文表示为Diesel，这是为了纪念柴油发动机的发明者――鲁道夫·狄塞尔（RudolfDiesel）如图8-1所示。 狄塞尔生于1858年，德国人，毕业于慕尼黑工业大学。1879年，狄塞尔大学毕业，当上了一名冷藏专业工程师。在工作中狄塞尔深感当时的蒸气机效率极低，萌发了设计新型发动机的念头。在积蓄了一些资金后，狄塞尔辞去了制冷工程师的职务，自己开办了一家发动机实验室。 针对蒸汽机效率低的弱点，狄塞尔专注于开发高效率的内燃机。19世纪末，石油产品在欧洲极为罕见，于是狄塞尔决定选用植物油来解决机器的燃料问题（他用于实验的是花生油）。因为植物油点火性能不佳，无法套用奥托内燃机的结构。狄塞尔决定另起炉灶，提高内燃机的压缩比，利用压缩产生的高温高压点燃油料。后来，这种压燃式发动机循环便被称为狄塞尔循环。
柴油机燃油喷射系统的工作原理及故障诊断 一、柴油机的工作原理 柴油发动机是一种压燃式发动机，压燃式发动机吸入气缸的是纯净的空气，并被压缩到很高的温度，柴油经喷射装置以高压喷入气缸并与高温空气混合着火燃烧，对外作功，从而将化学能转变为机械能。柴油发动机的优点是：燃油消耗低，较低的有害废气排放。柴油发动机有四冲程也有二冲程的，汽车使用的柴油机多为四冲程。 柴油机工作循环（四冲程） 第一冲程活塞由上死点向下运动，将空气经打开的进气门吸入气缸，故而称之为进气冲程； 第二冲程活塞由下死点向上运动，进、排气门关闭，气缸内的空气以14：1—24：1的压缩比被压缩，空气升温至800℃，在压缩行程结束时，喷油器以接近1500巴的压力将柴油喷入气缸。该冲程称之为压缩冲程。 第三冲程在一定的发火延迟后，雾化的燃油与空气混合自行发火燃烧，气缸内空气压力迅速升高，推动活塞下行对外作功。该冲程称之为作功冲程。 第四冲程活塞向上运动，排气门打开，燃烧的废气被子排出气缸。该冲程称之为排气冲程。 二、发动机的构造 发动机由：机体、曲柄连杆机构、配气机构、供给系、冷却系、润滑系、起动系组成。 三、燃油喷射系的工作过程 1、功用：按照柴油机的工作顺利及负荷的新变化，将清洁的柴油定时、定量、定压 并以一定的空间状态雾化喷入燃烧室。 2、组成：由低压油路与高压油路两大部分组成。 低压油路：由燃油箱、滤清器、输油泵、低压油管等组成； 高压油路：由喷油泵、高压油管、喷油器等组成。 3、燃油供给路线：柴油从燃油箱内被吸出，经油管进入输油泵，输油泵以一定的压 力将柴油压送到柴油滤清器，经滤清器过滤后的清洁柴油输入到喷油泵，再经喷
★柴油机共轨式电控燃油喷射技术产生的背景: 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80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。 柴油机高速运转时，柴油喷射过程的时间只有千分之几秒。实验证明，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。柴油的可压缩性质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喷射时之后，使高压油管内的压力再次上升，达到令喷油器针阀开启的压力，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，并使油耗增加。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。为了解决柴油机燃油压力变化所造成的缺陷，现代柴油机采用了一种称之为“共轨”的电喷技术。 ★什么是共轨技术？ 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，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。
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。但前者用压燃柴油作功，后者用点燃汽油作功，一个"压燃"一个"点燃"，就是两者的根本区别点。汽油机的燃料是在进气行程中与空气混合后进入气缸，然后被火花塞点燃作功；柴油机的燃料则是在压缩行程接近终了时直
电控高压共轨柴油发动机原理及特点
前言 电控柴油发动机进入海气已有十个年头了，我们的汽车维修工还没有正确认识它。目前进入我国燃油喷射系统技术有博世、电装、德尔福等几家柴油机用电控技术来控制供油，并非想象中的那么神秘，它的发动机工作原理是一样的。我们常见电控柴油发动机均采用电控共轨或单体泵技术，其主要差异在于发动机的燃油喷射系统，发动机的外形差异不是很大，电控部分的实现、更加有利于整正性能的优化，减少排放、经济性、动力性、以及整车的舒适性等。 第一章电控发动机与普通发动机的差异 一、技术原理上的差异性。 1、高压共轨与四气门技术结合。 电控发动机目前一般采用高压共轨、四气门和涡轮增压中冷技术相结合，四气门结构（二进、二排）不仅可以提高充气效率，更由于喷油嘴可以居中布置，使多孔油未均匀分布，可为燃油和空气良好混合创造条件，同时可以在四气门缸盖上将进气道设计成两个独立的具有圆形状的结构以实现可变涡流。这些因素的协调配合，可大大提高混合气的形成质量（品质），有效降低碳烟颗粒（HC）碳氢和（NOX）氮氧化物排放，并提高热效率。 2、高压喷油和电控喷射技术。 高压喷射和电控喷射技术的有效采用，可使燃油充分雾化，各缸的燃油和空气混合达到最佳，从而降低排放，提高整车性能。 二、部件构成上的差异。 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（电脑控制）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，喷油压力独立可调。 三、高压共轨系统的特点。 高压共轨系统改变了传统的喷油系统的组成结构，最大的特点就是将燃油压力产生和燃油喷射分离，以此对轨管内的油压实现精确控制。 1、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。 2、继承性：结构简单，安装方便。 3、灵活性：高压共轨油压独立于发动机转速控制，整车控制功能强。 4、喷油压力：共轨管压力1600bar、普通压力180kgf/cm2。 5、多次喷油：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。 6、升级潜力：多次喷油特别是后喷能力使得共轨系统特别方便与后处理系统配合。 7、匹配适合性：结构移植方便，适应范围广，与柴油机均能很好匹配。 8、时间控制：时间控制系统抛弃了传统喷油系统的泵、管、嘴、系统，用高速电磁阀直接控制高压燃油的通与断，喷油量由电磁阀开启和切断的时间来确定，时间控制系统结构简单，将喷油量和喷油正时的控制合二为一，控制的自由度更大，同时能较大地
一、填空题 1.常用的加速踏板位置传感器有_____________ 、___________。 2.差动电感式加速踏板位置传感器主要由________、 _________和 _________等组成。 3.在柴油机电控燃油喷射系统中，ECU以柴油机___________ 和 ___________作为主控制信号，按设定的程序确定最佳的供油速率和供油规律。 4.柴油机的怠速控制主要包括_______________和 _____________________的控制。 5.柴油机的起动控制主要包括______________ 、____________ 、____________控制。 6.___________、 ___________是影响柴油机动力性和经济性的重要因素。 7.柴油机电控系统中，进气控制主要包括__________、 __________、 _________控制。 8.柴油机中的燃油温度传感器一般采用的是________________。 9. 第一代柴油机电控燃油喷射系统主要以_____________或 _____________为特征。 10. “位置控制”的直列柱塞泵供油量控制一般采用___________电磁阀。 11.柴油机电控系统的控制模式可分为___________、 ___________、 ________三大类。 12.柴油机执行器中所使用的执行电器主要有__________、 _________ 、_________ 、________和力矩电机等。 13.最早的柴油机电控燃油喷射系统就是以_______________为基础改造的。 14.加速踏板位置传感器用以检测____________________信号。 15.发动机负荷信号和_____________信号共同决定柴油机的喷油量及喷油提前角。 16.柴油机电子控制系统的执行器由____________ 、_____________两部分组成。 17.最佳喷油提前角受____________、 __________ 、__________燃油温度、进气温度、及压力等多种因素的影 响。 18.柴油机电控系统是由______________、 ____________ 、___________三部分组成。 19.在装用电子调速器的柱塞泵电控系统中，喷油量控制是由ECU通过控制_____________来实现的。 20.直流电动机式电子调速器主要由___________、 ____________ 和控制杆等组成。 21.电动助推器实际上就是直线运动的__________________。 22.控制杆位置传感器安装在______________内，用来检测___________的位置。 23. 第二代柴油机电控燃油喷射系统包括_______________燃油喷射系统；________________燃油喷射系统和 _____________________燃油喷射系统。 24.直列柱塞泵供油正时电控系统的两个电磁阀分别安装在___________________中。 25.直列柱塞泵供油正时电控系统的转速传感器安装在________________________上。 26.直列柱塞泵常用的正时控制器为___________________。 27.电控柴油机燃油喷射控制主要包括______________控制；______________控制； __________________控制等。 28. 柱塞泵正时控制器的组成主要由_______、 _______ 、________、 ________、 ________、调整弹簧等组成。 二、判断题 1.柴油电控系统能在不同工况及工作条件下对喷油量进行校正补偿。（） 2.对于不同用途、不同机型的柴油机，柴油机电子控制系统应有较强的适应性。（） 3.着火正时传感器检测燃烧室开始燃烧的时刻，修正喷油正时。（） 4.柴油机电控燃油喷射系统一般对供油量采用开环控制。（） 5.在不同柴油机电控燃油喷射系统中，供油正时和供油量的执行元件是不同的。（） 6.在多缸柴油机工作时，由于喷油量控制指令值一定，所以各缸喷油量就一定。（） 7.喷油提前角对柴油机的动力性、经济性及排放影响很大。（） 8.柴油机是压燃式，发动机在低温条件下着火相当困难。（） 9.柴油机的排放控制主要是废气再循环控制。（）
柴油机高压共轨电控喷射系统介绍 一、共轨技术 在汽车柴油机中，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。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，现代柴油机采用了一种称"共轨"的技术。 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，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。共轨式喷油系统于二十世纪90 年代中后期才正式进入实用化阶段。高压共轨系统可实现在传统喷油系统中无法实现的功能，其优点有： a、共轨系统中的喷油压力柔性可调，对不同工况可确定所需的最佳喷射压力，从而优化柴油机综合性能。 b、可独立地柔性控制喷油正时，配合高的喷射压力（120Mpa～200MPa），可同时控制NOx和微粒（PM）在较小的数值内，以满足排放要求。 c、柔性控制喷油速率变化，实现理想喷油规律，容易实现预喷射和多次喷射，既可降低柴油机NO x，又能保证优良的动力性和经济性。 d、由电磁阀控制喷油，其控制精度较高，高压油路中不会出现气泡和残压为零的现象，因此在柴油机运转范围内，循环喷油量变动小，各缸供油不均匀可得到改善，从而减轻柴油机的振动和降低排放。 由于高压共轨系统具有以上的优点，现在国内外柴油机的研究机构均投入了很大的精力对其进行研究。比较成熟的系统有：德国BOSCH公司的CR系统、日本电装公司的ECD-U2系统、意大利的FIAT集团的unijet系统、英国的DELPHI DIESEL SYSTEMS公司的LDCR 系统等。 二、高压共轨电控燃油喷射系统及基本单元 高压共轨电控燃油喷射系统主要由电控单元、高压油泵、蓄压器(共轨管)、电控喷油器以及各种传感器等组成。低压燃油泵将燃油输入高压油泵，高压油泵将燃油加压送入高压油轨(蓄压器)，高压油轨中的压力由电控单元根据油轨压力传感器测量的油轨压力以及需要进行调节，高压油轨内的燃油经过高压油管，根据机器的运行状态，由电控单元从预设的map图中确定合适的喷油定时、喷油持续期由电液控制的电子喷油器将燃油喷入气缸。 1、高压油泵 高压油泵的供油量的设计准则是必须保证在任何情况下的柴油机的喷油量与控制油量之和的需求以及起动和加速时的油量变化的需求。由于共轨系统中喷油压力的产生于燃油喷射过程无关，且喷油正时也不由高压油泵的凸轮来保证，因此高压油泵的压油凸轮可以按照峰值扭矩最低、接触应力最小和最耐磨的设计原则来设计凸轮。
柴油机高压共轨喷油系统的现状及发展 陈然 摘要：随着排放法规的日益严格和柴油机电控技术的不断进步，高压共轨喷油系统作为一种高度柔性控制的燃油喷射系统，以其显著的优越性，已经成为现代柴油机技术的主要发展方向之一。本文介绍了电控高压共轨喷油系统的组成、工作原理和特点，概括了国内外的研究状况，最后提出了未来的研究目标和发展趋势。 关键词：柴油机；喷射系统；高压共轨；发展趋势 能源危机和环境污染问题以及世界各国日益严格的排放法规促使人们进一步改善柴油机的燃烧过程，而影响燃烧过程的关键是燃油喷射系统的性能。电控高压共轨喷油系统通过各种传感器检测出发动机的实际运行状况，由计算机计算和处理，可以精确、柔性地控制柴油机喷油量、喷油定时和喷射压力，与传统的喷射技术相比，进一步降低了燃油消耗和排放，增强了动力性能，实现了柴油机综合性能的又一次飞跃。柴油机高压共轨系统在整个内燃机行业被公认为20世纪三大突破之一[1]，是21世纪柴油喷射系统的主流。 1电控高压喷油系统的原理和结构 与前两代喷油系统相比,电控共轨燃油喷射系统克服了燃油压力受柴油机转速的影响,不再采用传统的柱塞泵脉动供油原理,而采用了公共控制油道——共轨管,高压油泵只是向公共油道供油以保持所需的共轨压力,通过连续调节共轨压力来控制喷射压力,使其达到与工况相适应的最优数值,而且还使得喷油压力和喷油速率的控制成为
可能,且系统的控制自由度及精度得到了大幅度提高。 高压共轨喷油系统的结构见图1,为典型的电控高压共轨喷射系统,主要由高压泵、带调压阀的共轨管、带电磁阀的喷油器、各种传感器和电控单元(ECU)组成。 图1 高压共轨喷射系统结构 2 国外主要的高压共轨喷射系统 目前,国外在柴油机电控共轨喷射系统方面的研究进展很快,并有多种共轨喷射系统设计并投产。德国Bosch公司、意大利菲亚特集团、英国LUCAS、日本电装公司、美国德尔福公司等世界著名油泵油嘴制造商相继开发了高压共轨系统。 2.1 德国Bosch公司的高压共轨系统 目前为止,Bosch公司总共规划和设计了3代高压共轨系统。如图2所示为Bosch公司的高压共轨喷射系统。第一代已经上世纪批量投放市场,主要应用于轿车,喷射压力达135MPa。第二代于2000年开始批量生产,开始使用具有油量调节功能的高压泵和经改进的电磁阀喷油器,喷射循环由预喷射、主喷射和多级喷射等多次喷射组成,最大
柴油机电控技术发展三个阶段的技术简介 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）
第一代柴油机电控燃油喷射系统（常规压力电控喷油系统） 优点：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。 缺点：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。 第二代柴油机电控燃油喷射系统（高压电控喷油系统） 改变了传统燃油供给系统的组成和结构，主要以电控共轨（各缸喷油器共用一个高压油管）式喷油系统为特征，直接对喷油器的喷油量、喷油正时、喷油速率和喷油规律、喷油压力等进行“时间－压力控制”或“压力控制”。 特点：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。 ●柴油机电控燃油喷射系统的优点 1.改善低温起动性。 电子控制系统能够以最佳的程序替代驾驶员进行这种麻烦的起动操作，使柴油机低温起动更容易。 2.降低氮氧化物和烟度的排放。 采用柴油机电控技术，可精确地将喷油量控制在不超过冒烟界限的适当范围内，同时根据发动机工况调节喷油时刻，从而有效地抑制排烟。 3.提高发动机运转稳定性。 4.提高发动机的动力性和经济性。 采用柴油机电控系统，无论负荷怎样增减，都能保证发动机怠速工况下以最低的转速稳定运转，有利于提高其经济性。 5.控制涡轮增压。 柴油机电控系统中，ECU根据传感器信号精确计算喷油量和喷油正时。从而提高发动机的动力性和经济性。采用电子控制技术可以对增压装置进行精确的控制。 6.适应性广。
柴油机共轨式电控燃油喷射新技术与环境保护
柴油机共轨式电控燃油喷射新技术与环境保护 作者：佚名文献来源：本站原创点击数：更新时间：2005-10-04 2000-7(145)61,资源环境资源环境 柴油机共轨式电控燃油喷射新技术与环境保护 ＮｅｗＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄＣｏｍｍｏｎＲａｉｌＦｕｅｌＩ ｎｊｅｃｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒＤｉｅｓｅｌＥｎｇｉｎｅｓａｎｄＥｎｖｉｒ ｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ 施光林１钟廷修２ (上海交通大学机电控制研究所，博士后１；教授２上海２０００３０) 人类虽已跨入了２１世纪，但环境问题始终是人们最为忧虑的问题之一。这是因为随着世界范围经济的发展，人们一方面在生产对自身生存与发展有用的东西，而另一方面也在大量排放破坏人类居住环境的有害物质，如有毒的气体、液体和固体物质等。尤其是随着世界各国城市交通运输车辆、船舶的急剧增加，柴油机排放的尾气已经成为对地球环境的主要污染源。 据美国的一份资料报道，现在地球大气中７７．３％的一氧化碳(ＣＯ)、５５．３％的碳氢化物(ＨＣ)、５０．９％的氮氧化物(ＮＯＸ)均来自以柴油机为动力的汽车排放。特别是在城市，由于人口密集、缺少绿地，而汽车排气口一般都离地面６０～７０厘米，低空排放恰好易于各种有害物质经呼吸系统进入人体内部，从而对人体的健康造成极大的危害。 在我国，伴随着经济建设的快速发展，环境问题也日趋严峻。目前在我国许多城市，大气污染已从煤烟型向煤烟—石油混合型或机动车污染型转变，甚至在有些大城市已出现了光化学烟雾。仅以上海为例，据环保部门的监测，现在机动车尾气污染已成为上海地区大气污染的主要来源，其中尾气中的ＣＯ、ＨＣ、ＮＯＸ等分别占中心城区污染量的９０％、９２％和２３％。在交通干线附近，行人呼吸到的ＣＯ、ＨＣ和ＮＯＸ浓度均超过国家二级大气环境质量标准。上述事实充分说明，人类居住的地球环境已经开始遭到严重破坏，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。为此，世界各国，如美国、日本和欧共体等国从２０世纪６０年代就开始相继制订出有关尾气排放法规，对在各种场合使用的柴油机、汽油机的尾气排放加以限制，以减少对大气的污染。这几年又先后有欧洲Ⅱ、欧洲Ⅲ等更加严厉的尾气排放限制法规出台。我国从８０年代起也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，世界各国业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。柴油机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污染排放的新技术。 一、共轨式电控燃油喷射技术的原理 熟知柴油机的人都知道，燃烧过程是其工作的“核心”，而喷油系统对燃烧过程及其工作品质，特别是对排放的污染物种类及数量起着重要的作用。因此，对柴油机喷油系统的研究一直成为研究者们的关注热点。一般认为，柴油机喷油技术经历了传统的纯机械操纵式喷油和现代的电控操纵式喷油这两个发展阶段。而现代电控喷油技术的崛起，则应归功于计算机技术和传感检测技术的迅猛发展。目前电控喷油技术已从初期的位置控制型发展到时间控制型。共轨式电控燃油喷射技术正是属于后者。该技术不再采用传统的柱塞泵脉动供油的原理，而是通过共轨直接或间接地形成恒定的高压燃油，分送到每个喷油器，并借助于集成在每个喷油器上的高速电磁开关阀的开启与闭合，定时、定量地控制喷油器喷射至柴油机燃烧室的油量，从而保证柴油机达到最佳的燃烧比和良好的雾化，以及最佳的点火时间、足够的点火能量和最少的污染排放。图１是柴油机共轨式电控燃油喷射系统的原理框图。 这一系统主要由电控输油泵、共轨(恒压蓄油箱)、高速电磁开关阀、喷油器、电子控制装置(ＥＣＵ)及各类传感器等组成。按照喷油高压形成的不同，目前共轨式电控燃油喷射系统有两种基本形式，即高压
国Ⅳ之后柴油机三种燃油喷射系统对比及 其技术发展趋势 司康 ２０１１年１２月２９日，国家环保部“关于实施国 家第四阶段车用压燃式发动机与汽车污染物排放标 准的公告”正式出台。公告要求：自２０１３年７月１ 日起，所有生产、进口、销售和注册登记的车用压燃 式发动机与汽车必须符合国Ⅳ标准。 随着国Ⅳ排放标准全面实施日期的临近，从目 前国内主要商用车企业已申报和正在申报的国Ⅳ汽 车与发动机产品公告、以及“十二五”国Ⅳ、国Ⅴ柴 油发动机开发计划来看，其燃油喷射系统主要采用 电控高压共轨，少数产品采用电控单体泵和泵喷嘴。 下面分别就这三种喷射系统的优缺点及其技术发展趋势作一对比介绍。 电控泵喷嘴系统是将油泵和油嘴做成一体直接安装于气缸盖上，由顶置凸轮轴驱动。顶置凸轮轴必须具有极高的硬度和刚度以承受喷油器产生的高压，同时，凸轮轴的驱动系统也需专门设计。其最大优点是能够减轻或者消除在柴油流动和喷射过程中高压油管内压力波的影响。因为这个压力波会妨碍喷油系统与负荷转速的良好匹配，并随着高压管的增长而增大。此系统结构紧凑、喷射压力高，低速和小负荷时燃油喷射稳定性好，具有较好的控制灵活性，低速时发动机综合性能显著改善。 电控泵喷嘴系统主要设计原理是通过气缸盖顶端的顶置凸轮轴直接驱动燃油形成高压，如图１所示为该系统布置示意图。由于没有了额外的高压燃油管路，故消除了管路压力损失并避免了管路泄漏的可能。同时因为燃油增压与喷射装置的一体化，故可以在短时间内高效高压完成燃油喷射并对其喷油量、压力、正时进行灵活控制。该系统的喷油压力一般都超过共轨系统和单体泵系统所能够达到的水平。 由于该系统发动机缸盖顶置凸轮轴的结构特点，加大了缸盖刚度、强度的设计要求。按国外产品经验，采用该系统的发动机，气缸内能够承受的最大爆发压力一般需要达到20MPa。该系统的最大优势是可以形成更高的喷射压力，从而使得发动机具备国Ⅳ、国Ⅴ排放升级的潜力。因为对发动机缸盖的设计难度增大，从近期国内主要商用车企业已申报和正在申报的国Ⅳ发动机产品公告来看，到目前为止国内还没有此种系统的实际应用。 单体式喷油泵简称单体泵。将整体式喷油泵化整为零安装在发动机每个气缸上，燃油喷射由各自的独立喷射单元来完成。喷油泵与喷油嘴之间用一根很短的高压油管相连。电控单体泵系统是在泵喷嘴系统的基础上衍生出来的，除了压力比泵喷嘴稍低一点外，其他功能基本和泵喷嘴相近。 单体泵系统主要由柱塞、柱塞套筒、回位弹簧、弹簧座、出油阀、出油阀座、出油阀弹簧、出油阀压紧螺帽等零件组成 。 作为在国内外都有着成熟应用的电控单体泵技术，其系统基本布置是：将油泵柱塞驱动与发动机配 １电控泵喷嘴系统 ２电控单体泵系统 图１电控泵喷嘴系统布置示意图
论柴油机电控燃油喷射系统 摘要：（……自己写……..） 关键词：柴油机;工作原理；优缺点；类型；特征；控制策略；故障诊断 一.什么是柴油机电控燃油喷射系统 柴油机电控燃油喷射系统由传感器、ECU(计算机)和执行机构三部分组成。 其任务是对喷油系统进行电子控制， 实现对喷油量以及喷油定时随运行工况的实时控制。 采用转速、油门踏板位置、喷油时刻、进气温度、进气压力、 燃油温度、冷却水温度等传感器， 将实时检测的参数同时输入计算机(ECU)， 与已储存的设定参数值或参数图谱(MAP图)进行比较， 经过处理计算按照最佳值或计算后的目标值把指令送到执行器。 执行器根据ECU指令控制喷油量(供油齿条位置或电磁阀关闭持续时间) 和喷油正时(正时控制阀开闭或电磁阀关闭始点)， 同时对废气再循环阀、 预热塞等执行机构进行控制，使柴油机运行状态达到最佳。 二.柴油机电控系统工作原理 以柴油机转速和负荷作为反映柴油机实际工况的基本信号， 参照由试验得出的柴油机各工况相对应的喷油量和喷油定时MAP来确定基本的喷油量和喷油定时， 然后根据各种因素（如水温、油温、、大气压力等）对其进行各种补偿，从而得到最佳的喷油量 和喷油正时，然后通过执行器进行控制输出。 三.柴油机电控燃油喷射系统的优点和难点 优点 1高的喷射压力
为满足排放法规的要求，柴油喷射压力从10MPa提高到200MPa。 如此高的喷射压力可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 传统柴油机的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排放不利。 若供油系统具有不依赖转速和负荷的喷射压力控制能力，就可选择最合适的 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。 3改善柴油机燃油经济性 用户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、高平均喷油压力等措施都能降低燃油消耗率，从而提高了柴油机 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汽缸的油量，决定着汽缸的 峰值爆发压力和最高温度。高的汽缸压力和温度可以改善燃油使用经济性， 但导致NOX增加。而不依赖于转速和负荷的喷射正时控制能力，是在燃油消 耗率和排放之间实现最佳平衡的关键措施。 5可变的预喷射控制能力 预喷射可以降低颗粒排放，又不增加NOX排放，还可改善柴油机冷启动性能、 降低冷态工况下白烟的排放，降低噪声，改善低速扭矩。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要求是不一样的。因此具有 可变的预喷射控制能力对柴油机的性能和排放十分有利。 6最小油量的控制能力 供油系统具有高喷射压力的能力与柴油机怠速所需要的小油量控制能力发生矛盾。 当供油系统具有预喷射能力后将会使控制小油量的能力进一步降低。由于工程机械 用柴油机的工况很复杂，怠速工况经常出现，而电喷柴油机容易实现最小油量控制。 7快速断油能力 喷射结束时必须快速断油，如果不能快速断油，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的高速电磁开关阀很容易实现快速断油。