柴油机电控燃油技术是由电子控制系统根据收集到的各传感器信息，按预设的程序进行计算，通过控制各执行器（如喷油器、电子提前器和电磁溢油阀等）来控制喷油量、喷油压力、喷油时间、喷油率和其他附加控制功能。
柴油机电子控制技术的出现与发展是一个必然趋势，究其原因，主要有以下两个方面：一是由于石油能源危机及严重的环境污染，对柴油机这一主要移动式动力装置的燃油经济性和排放指标，提出了几乎是十分苛刻的要求；二是单片微型计算机的出现，大大地促进了柴油机控制系统的更新换代，使柴油机电子控制技术的出现及发展成为必然趋势。
3.1 电控喷油柴油机的原理及特点
图1 柴油机电控系统框图
3.1.1电控喷油柴油机的原理
电控喷油柴油机的原理如图1所示，通过各种传感器检测出发动机的实际运行状态，输入到电子控制单元(ＥＣＵ)，形成数据ＭＡＰ，从数据ＭＡＰ中计算目标啧油量，向执行器发出指令，进行控制，并且反复循环操作。
3.1.2电喷系统的特点
3.1.2.1自由控制喷油压力
电控喷油柴油机的喷油压力不受曲轴转速以及凸轮形状的影响，可以根据需要灵活控制，能够提高啧油压力、提高供油能量、改善雾化质量、缩短喷油延续
排放。在大负荷工况下可以通过提高喷射压力，推迟喷油定时间，从而降低NO
X
时的方法求得NO
和PM(颗粒)的折中关系。在低负荷工况下则需要减少混合燃料
X
的比例，同时降低喷油初期的喷射压力。
3.1.2.2精确控制喷油量
根据传感器的信息，ECU计算出目标喷油量，计算出喷油装置需要的供油时间，并向驱动单元发送驱动信号，从而控制喷油量。在基本啧油量、怠速转速控制、启动油量控制、各缸不均匀油量补偿控制、恒定转速控制等各种运行状况下，实现最佳喷油量制。
3.1.2.3精确控制喷油定时
通过各种传感器监测发动机当时的工况条件和环境条件，并根据这些实时条件计算出最佳啧油时间，将结果送给执行器(定时控制阀TCV)，控制流入或流出提前器的工作油。由于工作油对提前机构的作用，改变燃油压送凸轮的相位角，或提前、或延迟，从而控制啧油定时。
3.1.2.4自由控制喷油率
电啧柴油机能够自由地实现对啧油率的控制，不仅能够实现靴形喷油率，还可以实现图2所示的多段啧油。各段啧油的作用和效果如表3所示。
图2多段喷油图
表3各段喷射作用
3.1.2.5扩展了故障诊断、联络等功能
自我故障诊断功能就是由ECU监视、发现电子控制系统中故障产生的位置，并向驾驶员或修理人员提供故障信息的功能。同时可以解决运行参数及监测数据的存储与传递，有利于对机械的动态管理。
综上EFI柴油机系统通过控制燃油喷油量和喷油正时，使之达到最佳水平，其主要有油耗低、输出功率大、稳定性强、噪声低、尾气排放少等优点。
3.2电控柴油喷射系统的组成及类型
3.2.1电控柴油喷射系统的组成
尽管目前已发展出许多功能各异的柴油机电子控制系统，如喷油系统控制、调速控制、进/排气控制及废气涡轮增压器喷嘴环截面控制系统等。其基本组成大体上是相同的，它们均与被控对象(柴油机与动力装置)构成一个闭环反馈控制系统。
图3 柴油机电控系统示意图
一般可将电控柴油机分为四个部分，即被控对象、传感器、以单片机为核心的控制器及执行器。后三部分组成了柴油机电子控制系统，如图3所示。这三部分的作用分别是：
传感器：实时检测柴油机、车辆运行状态及使用者的操作思想——操作量等信息，并送给控制器。基本传感器有：发动机转速传感器、齿杆位移传感器、喷油提前角传感器及加速踏板位置传感器等。
控制器：其核心部分是计算机，它负责处理所有信息，执行程序，并将运行结果作为控制指令输出到执行器。此外，还有一种通讯功能，即和其他的控制系统?——如传动装置控制器进行数据传输和交换，同时考虑到其他系统的实时情况，适当修正燃油系统的执行指令，即适当修正喷油量、喷油提前角等。与此同时，还可以向其他控制系统送出必要的信息。
执行器：根据控制器送来的执行指令驱动调节喷油量及喷油正时的相应机构，从而调节柴油机的运行状态。在直列泵系统中，有调节喷油泵的齿杆位移的调速器执行器，调节发动机驱动轴和喷油泵凸轮轴的相位差的提前器执行器，从而调节喷油时间，在分配泵系统中也还有一些独特的执行器。
3.2.2电控柴油喷射系统的类型 控制套位移传感器制动灯开关转速传感器车速表离合器开关加速踏板传感器空气滤清器废气再循环
喷油泵喷油正时传感器进气温度传感器水温传感器控制单元故障灯
3.2.1电控直列泵燃油供给系统
图5 电控直列泵燃油供给系
电控直列泵燃油供给系统如图5所示。在电控直列泵燃油系统中，由调速器执行机构控制调节齿杆的位置，从而控制供油量；由提前器执行机构控制发动机驱动轴和喷油泵凸轮轴间的相位差，从而控制喷油时间。调速器执行机构和提前器执行机构是电控直列泵系统中的两个特殊机构。在调速器执行机构的箱体内，还装有齿杆位移传感器、传感器放大器和转速传感器等。调速器执行机构通过计算机计算出最佳喷油量，用线性螺线管、线性直流电动机等代替传统的杠杆机构，电动地控制调节齿杆的位移。因此，可以根据发动机的运行状态将喷油量控制到最佳。
3.2.2电子控制分配泵燃油喷射系统
图6 电控分配泵燃油系
电子控制分配泵燃油喷射系统如图6所示，是根据各种传感器的信息检测出发动机的实际运行状态，由计算机完成如下控制：喷油量控制；喷油时间控制；怠速转速控制。从原理方面来说，电控分配泵燃油系统的构成，除喷油泵外，和直列泵系统几乎一样。电控分配泵燃油系统按喷油量、喷油时间的控制方法可分为两类:位置控制式和时间控制式。
3.2.2.1位置控制式
3.2.2.1.1喷油量控制
图7 电控分配泵喷油量控制
喷油量的控制方式如图7所示。ECU根据发动机的状态计算出目标喷油量，并将其结果输出到驱动回路；驱动回路根据ECU的指令一边反馈控制执行机构的位置，一边控制输出。这样，将VE分配泵的溢油环控制在目标位置，从而控制喷油量。
3.2.2.1.2喷油时间控制
喷油时间的控制方法如图8所示。VE型分配泵的提前器活塞内设有连通高压腔和低压腔的通道，按占空比控制定时调节阀，使定时活塞两侧的压力差变化，
从而控制喷油时间。由传感器检测出定时活塞的位置，从而进行反馈控制。
图8 电控分配泵喷油时间控制
3.2.2.2时间控制式
图9 时间控制式电控分配泵燃油系
时间控制式电控分配泵如图9所示。微型计算机内设有时钟，通过利用时钟，控制喷油终了时间，从而控制喷油量。控制喷油终了的执行机构是电磁阀，对每
一次喷油都可以进行控制，因此，可以取消其他的喷油量控制机构。另外，在时间控制方式中，电子回路比较简单。典型的时间控制式分配泵产品有：日本电装公司的ECD－V3型分配泵、德国博世公司的VP44型分配泵等。
3.2.3电控泵喷嘴
所谓泵喷嘴就是将喷油泵的压油机构紧缩到喷油嘴处，即高压油管长度为零的燃油系统。因为没有高压油管，所以高压系统的容积可以最大限度地减小，这对高压化非常有利。
关于喷油量的控制，则是由电磁阀控制喷油的开始和终了，使喷油泵腔和低压系接通或切断进行控制的。
优良的混合气准备是提高柴油发动机动力性、燃油经济性；降低排放率、噪音率的关键因素。这就要求喷射系统产生足够高的喷射压力，确保燃油雾化良好，同时还必须精确控制喷油始点和喷油量。泵喷嘴系统能够符合上述的严格要求。因此，早在1905年柴油发动机的创始人Rudolf diesel 先生就提出了泵喷油器概念，设想将喷油泵和喷嘴合成一体，省去高压油管并获得高喷射压力。二十世纪五十年代，阶楔控制泵喷射系统的柴油发动机就已应用在轮船及卡车上。之后，Volkswagen和Robert Bosh AG公司合作研制出适用于轿车的电磁阀控制泵喷射系统。
图10 电控泵喷嘴燃油供给系统
电控泵喷嘴燃油供给系统如图10所示，
单向阀：发动机不工作时，防止燃油回流。
旁通阀：若燃油内有空气，则通过此处排出。
节流孔与过滤器：收集、分离供油管内的气泡。限压阀1：调节供油管内压力﹥7.5bar时打开。
限压阀2：保持回油管内压力再1bar,在电磁阀针阀处保持压力平衡。
泵喷嘴的结构主要包括喷射凸轮、滚柱式摇臂、球销、泵活塞、活塞弹簧、电磁阀针阀、回油管、收缩活塞、供油管、喷射弹簧、喷嘴针阀、高压腔和隔热密封垫等。
3.2.3.1预喷射循环
为确保燃烧过程尽可能平稳，在主喷射循环之前，少量燃油在低压下被喷入燃烧室，这个过程叫做预喷射循环。少量燃油的燃烧可使燃烧室内的压力和温度上升。
预喷射循环工作过程如图11所示，当喷射凸轮通过滚柱式摇臂将泵活塞压下时，高压腔内的燃油被排到供油管。发动机控制单元给喷油器电磁阀发送电信号，电磁阀针阀被压入到电磁阀阀座内，以关闭高压腔到供油管的通道。因而高压腔内开始产生压力，当压力达到18MPa时，即高于喷射弹簧的压力，喷油器针阀上升，预喷射循环开始。上升的压力在打开针阀的同时，收缩活塞克服弹簧压力下降，使高压腔的内容积扩大，于是瞬间压力下降，喷油器针阀关闭，预喷射循环即可结束。
3.2.3.2主喷射循环
喷油器针阀关闭后的短时间内，因为喷油器电磁阀仍然关闭，并且泵活塞继续下移，所以高压腔内的压力立即重新上升。当压力达到30 MPa时，燃油压力高于喷油器弹簧的作用力，喷油器针阀再次打开，主喷射循环开始。发动机最大功率时的喷射压力可达205 MPa。当发动机控制单元使喷油器电磁阀断电时，电磁阀针阀回位，此时燃油被泵活塞排到供油管，压力下降，喷油器针阀关闭，并且把收缩活塞压回到初始位置，主喷射循环结束。
图11 泵喷嘴预喷射循环工作过程图
3.2.4电控高压共轨式燃油系统
图12 电控高压共轨式燃油系统的基本组成
柴油机电控共轨式燃油喷射技术是一种全新现代微机控制技术，
该系统对降泵活塞电磁阀阀座电磁阀针阀高压腔泵活塞喷油器电磁阀收缩活塞喷油器弹簧喷油器针阀预喷射循环结束预喷射循环结束喷油器针阀供油管高压腔喷射凸轮
低柴油机的排放有着最关键的作用，它集成了计算机控制技术、现代传感检测技术以及先进的喷油结构于一身。该技术的主要特点是：(1)采用先进的电子控制装置及配有高速电磁开关阀；(2)采用共轨方式供油；(3)高速电磁开关阀频响高，控制灵活；(4)系统结构移植方便，适应范围宽。这一技术的研究与开发热点问题有：(1)对高压共轨系统的恒高压密封的研究问题；(2)对高压共轨系统中共轨压力的微小波动所造成的喷油量不均匀的研究问题；(3)对高压共轨系统的多MAP即三维控制数据表优化的研究问题；(4)对微结构、高频响电磁开关阀设计与制造过程中的关键技术的研究问题等。
高压共轨燃油喷射系统在现代发动机对燃油喷射系统的要求达到了所需目标，只要对现有发动机作较小改动的就可满足欧Ⅲ排放标准，高压共轨系统被内燃机行业公认为是20世纪二大突破技术之一，是21世纪车用柴油机电控燃油系统开发的主流。
3.2.
4.1电控共轨系统的组成
从功能方面分析，电控共轨系统可以分成两大部分：电子控制系统和燃料供给系统，如图12所示。
电子控制系统可以分成三大部分：传感器、计算机和执行器。电子控制系统的核心是ECU。ECU的输入是安装在车辆和发动机上的各种传感器和开关；ECU 的输出是送往各个执行机构的电子信息。ECU根据各个传感器的信息，计算机进行计算、完成各种处理后，求出最佳喷油时间和最合适的喷油量，并且计算出在什么时刻、在多长的时间范围内向喷油器发出开启电磁阀、或关闭电磁阀的指令等，从而精确控制发动机的工作过程。
燃料供给系统的主要组成部分如图13所示。由图可见，燃油供给系统的主要构成是供油泵、共轨和喷油器。燃油供给系统的基本工作原理是：供油泵将燃油加压成高压，供入共轨内；共轨实际上是一种燃油分配管。储存在共轨内的燃油在适当的时刻通过喷油器喷入发动机气缸内。电控共轨系统中的喷油器是一种由电磁阀控制的喷油阀，电磁阀的开启和关闭由计算机控制。
图13 燃料供给系统的主要组成
3.2.
4.2电控共轨系统的特点
高压共轨喷油系统可实现传统喷油系统无法实现的功能，其功能及效果如图14所示。
高压共轨喷油系统具有以下优点:
(1)共轨系统中喷油定时与喷油压力都可以独立控制，喷油压力不依赖于转速，因而在宽广的运行区域内都可以进行高压喷射(喷射压力达120M～200MPa 以上)。
(2)共轨系统具有高精度控制预喷射的能力，可控制喷油速率变化，实现预喷射和多次喷射。控制喷油正时，配合高的喷射压力，既可降低柴油机排气中的和PM成分，改善低温启动性及降低燃烧噪音，又能保证优良的动力性和经济
NO
X
性。
(3)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，各缸供油不均匀现
象可得到改善，从而减轻柴油机的振动和降低排放。
图14 高压共轨喷油系统的功能及效果
3.3电控柴油机的发展前景
“十一五”期间，发动机企业，尤其是柴油机企业最关注的莫过于国Ⅲ排放法规的实施。2008年，我国全面实施国Ⅲ排放标准，对国内柴油机企业提出巨大挑战。
柴油机从国Ⅰ升级到国Ⅱ，甚至从国Ⅲ升级到国Ⅳ，技术跨度都没有从国Ⅱ升级到国Ⅲ大。因为从国Ⅱ到国Ⅲ，柴油机供油系统要发生本质变化，从机械供油系统转变为电控高压燃油供给系统，同时柴油机燃油喷射压力大幅提升，对相关零部件的强度提出更高要求。国内柴油机企业，尤其是重型柴油机企业积极应对这一变化，适时推出符合标准的产品。
在国Ⅲ技术路线选择方面，关注柴油机行业的人都知道2008年那场国Ⅲ主流与非主流技术路线之争，即高压共轨与EGR（废气再循环）之争。重汽EGR路线凭借成本优势在国Ⅲ标准实施后的一段时间占据市场优势。随着时间推移，目前高压共轨依然坚挺，但EGR国Ⅲ发动机的呼声已不再那么高。但是经过此番争论，柴油机企业在面对国Ⅳ排放升级技术路线选择时显得十分谨慎，或静观其变，或多手准备，生怕再出现个“非主流”。
是否该大力发展乘用车柴油机，业内争议颇多，尚无定论。另外，新能源动力对传统内燃机发展的挑战成为业内关注和讨论的热点。有专家提出，新能源着
眼长远，提升传统内燃机技术有助于解决当前能源和环保问题，二者并不矛盾，而且诸如混合动力等新能源车，对发动机发展提出了新的要求，发动机仍是其最主要的动力来源。与此同时，一些发动机企业也利用自己的技术优势，开始开发新能源动力系统。
在关键零部件系统方面，国内企业通过自身努力，在柴油机高压燃油喷射和尾气后处理系统开发方面均取得了较大进步。在高压燃油喷射系统方面，成都威特电喷有限责任公司、亚新科南岳（衡阳）有限公司、辽宁新风企业集团有限公司、山东龙泵燃油喷射有限公司等企业均已具备高压燃油喷射系统生产能力，并有产品成功投放市场，一汽也于2008年开发出电控单体泵系统，同时电控高压共轨系统的研究也取得一定成果。在尾气后处理方面，面对排放标准不断升级的趋势，国内一些企业总结国Ⅲ排放标准实施时准备不足的经验教训，早作准备，已开发出相应产品。（三方面简析“十一五”车用发动机发展情况）
柴油机比汽油机节能30%，这是业界早已达成的共识。在当前燃油紧张和排放限制日益严格的形势下，柴油机的这一优势就凸显出来。2007年8月8日，全球第二大汽车零部件生产商罗伯特·博世有限公司在无锡宣布，由博世集团和无锡威孚集团合资组建的博世汽车柴油机系统股份有限公司正式成立。合资公司的注册资金为2亿美元，博世和威孚各占67%和33%的股份。这是博世柴油系统在德国以外最大的投资项目。加强和扩大博世在中国生产和研发现代柴油系统的能力，是博世集团全球战略的重要组成部分，博世非常看好电控柴油车在中国未来的市场，预计到2013年，中国电控柴油车将达到300万辆，主要在商用车领域。而在此之前，全球最大的零配件供应商德尔福在上海推介起柴油发动机，宣布近期将与三家中国发动机制造商新签电控柴油共轨系统供货合同，同时在中国建立新的生产基地。目前德尔福公司先利用在印度和韩国的现有设施进行生产，同时将在中国建立新的基地，计划实施后，将在亚洲形成年产100万套共轨系统的能力。至此，世界两大汽车零部件生产商在2004年均宣布涉足国内柴油机市场，这无疑是看好电控柴油机在中国市场巨大的发展空间与前景。
目前公认的最有前途的电控高压共轨燃油喷射系统可以降低汽车碳烟和颗粒排放，提高发动机动力性和燃油经济性，改善起动性能和降低燃烧噪声，它的高度柔性的燃油喷射系统，在柴油机的结构设计和性能优化上有了广阔的自由空间，但系统中大量的基本参数的可变性对于废气排放、噪声水平、经济性和动力性折衷优化匹配带来了困难。
高压共轨燃油喷射系统在现代发动机对燃油喷射系统的要求达到了所需目标，只要对现有发动机作较小的改动就可满足欧Ⅲ排放标准，高压共轨系统被内燃机行业公认为是20世纪二大突破技术之一，是21世纪车用柴油机电控燃油系统开发的主流，高压共轨系统的开发热潮己经到来。因此，高压共轨技术已经被汽车工业界认定为柴油机动力车领域最具发展前途的燃油喷射技术。
由前述目前的状况可知，电控高压共轨式喷射系统是未来最有前景的控制系统，对于燃油喷射控制的原理，各种共轨喷射系统近期变化较小。可以说将来的柴油机燃油喷射系统将会是高喷射压力、喷油量及喷油定时可灵活控制、最佳喷油速率控制的这样的一个趋势，全电子控制的燃油喷射系统是实现燃油喷射过程柔性控制的必然趋势。
2016-2017学年上学期教学教案 科目《柴油机维修》授课班级：15汽4/6/8/10/12班 任课教师：彭博教案使用时间：第11 周 课题：柴油机喷油器检修课时安排：4 课时 知识与技能目标：1、了解喷油器的作用及类型； 2、掌握柴油机喷油器的构造； 3、能够理解柴油机喷油器的工作原理； 4、掌握喷油器的检修及拆装； 过程与方法目标：通过对喷油器构造工作原理的学习，使学生知道如何拆装及检修喷油器。 情感态度与价值观目标：培养学生学习兴趣，树立自信，培养学生热爱专业服务社会的良好品质。教学重点：柴油机喷油器的结构与检修方法 教学难点：柴油机喷油器的工作原理 教学重点、难点解决办法：首先通过实物讲解喷油器的结构，在通过播放视频使学生理解喷油器的工作原理，最后在要求每个同学实际操作以达到学习目的。 教师教法：讲授法、演示法、分组实践法； 学生学法：小组讨论法、探究法、分组实践法、互帮互助学习； 教具、学具准备：教案、多媒体课件、视频、喷油器4个、梅花扳手开口扳手各4个、一字起4个、喷油器试验台4个； 教学程序设计：复习→新课导入→喷油器的作用→喷油器构造→喷油器的工作原理→喷油器检修方法→实操→小结→教后反思
备课时间：2016年11月5日 专业部 签字：年月日 教师备课纸 教学过程 教学内容教师活动学生活动设计意图一、导入新课 复习：柴油机燃料供给 系统的组成？ 提问思考并回答问题巩固所学知识二、新课教授 一、喷油器的作用与类型 1.作用：将喷油泵供给的高压柴油，以一定的压力，呈雾状喷入燃烧室。 2.类型：目前采用的喷油器都是闭式喷油器，有孔式和轴针式两种。 3.对喷油器的要求：提问：我们都知道柴油机 的燃料是柴油那么柴油是 如何进入气缸的呢它是以 什么形式进入的呢？ 讲解喷油器的作用。 课件讲解 思考 听、说 教师讲解概念让 学生理解知识
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。压力越高，燃料雾化越好,颗粒越小越均匀，燃烧越充分，经济性、动力性和排放性均好,但这对喷射系统的要求也越高;喷射的次数不断增加，可以实现满足发动机燃烧和排放的多次喷射,可以控制燃烧的不同阶段喷油量和喷油速率,使燃烧更充分,热效率提高；在最小稳定喷射量上,3个阶段的每次的喷射量在下降,这说明每次喷射时候可以使喷射更均匀、更细密,喷油和断油更干脆，反应灵敏，响应特性好，这样有利于燃烧，减少积炭的产生。
GF07.16-P-3006IB共轨喷注系统柴油机(CDI)限制全负荷喷油量, 功能10.9.99 发动机628.960, 在车型 220.028 /128 中 发动机628.963, 在车型 163.128 中 发动机628.961, 在车型 211.028 中 B4/6油轨压力传感器 B11/4冷却液温度传感器 B17进气温度(IAT)传感器 B28压力传感器 B37加速踏板传感器 F1保险丝和继电器模块 (车型 163) K40/7右前保险丝和继电器模块(车型 220) L5曲轴位置传感器 N3/9 共轨喷注系统柴油机(CDI)控制单 元 N10/1 带保险丝和继电器模块的驾驶员侧 信号采集及促动控制模组(SAM) 控制单元 (车型 211) Y74调压阀 Y76喷油器 P07.16-2235-76 任务 在全负荷工作时将烟的形成最小化。在加速和恒速驾驶时, 这样可以将烟的形成最小化。 如果增压压力控制出现错误, 全负荷喷油量也会减少。 功能 共轨喷注系统柴油机(CDI)控制单元(N3/9)通过压力传感器(B4/6), 调压阀(Y74)和喷油器(Y76)限制全负荷工作时的喷油量。 燃油供给功能GF07.16-P-2006IC 共轨喷注系统柴油机(CDI)控制单元, 位置/任务GF07.16-P-3101IB 共轨喷注系统柴油机(CDI)喷油量控制功能GF07.16-P-3004IB 油轨压力传感器, 位置/任务/设计/功能GF07.04-P-5034I 调压阀, 位置/任务/设计/功能GF07.05-P-2101I 喷油器, 位置/功能/设计/工作GF07.03-P-2100I 压力传感器, 位置/任务/功能GF07.04-P-5015IA 曲轴位置传感器, 位置/任务/设计/功能GF07.04-P-4116IA 冷却液温度传感器, 位置/任务/设计/功能GF07.04-P-5026I 踏板传感器, 位置/任务/设计/功能发动机 628GF30.20-P-4011L 车型 220, 211GF30.20-P-4011A 控制器区域网络 (CAN) 数据总线, 功能车型系列 163GF54.00-P-0005IA 车型 220, 211GF54.00-P-0005IB 第1页，共1页? Daimler AG，12-2-22，G/01/11, gf07.16-p-3006ib, 共轨喷注系统柴油机(CDI)限制全负荷喷油量, 功能 发动机 628.960, 在车型 220.028 /128 中发动机 628.963, 在车型 163.128 中发动机 628.961, 在车型 211.028 中'
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
柴油机高压共轨系统喷油量和喷油规律测量方法概述 张彬, 刘建新, 杜慧勇, 王站成 (河南科技大学车辆与动力工程学院,河南洛阳471003) 摘要:对目前几种常用的测量柴油机高压共轨系统喷油量和喷油规律的方法、原理和装置进行了介绍与分析。 关键词:柴油机; 高压共轨; 喷油规律; 喷油量 中图分类号: TK421+. 42;U464. 136文献标识码:A文章编号:1006- 0006(2009)02- 0006- 02 Summarize ofMeasurement of Fuel InjectionQuantityand FuelDeliveryLawfor High2pressureCommonRail InjectionSystem ZHANGBin, LIUJian2xin, DUHui2yong, WANGZhan2cheng (Vehicle &Motive Power EngineeringCollege,HenanUniversityof Science &Technology,Luoyang471003,China) Abstract: Severalmethodsand theories andequipments formeasuringfuel injectionquantityand rules incommon use, are analysedandevaluatedinthispaper. Keywords: Diesel engine; High2pressure commonrail injectionsystem; Fuel deliverylaw; Fuel injectionquantity 电控高压共轨喷油系统是当前提高柴油机性能、减少其有害排 放物最有效的技术手段之一,已广泛应用在现代高效、低排放的柴油 机上。随着全球范围内能源问题的日益突出和国内欧Ⅲ、欧Ⅳ排放 法规的逐步实施,柴油机电控高压共轨喷油系统也将在我国得到越 来越广泛的应用。高压共轨喷油方式可以在高喷射压力下进行并形 成由预喷射、主喷射和后喷射等组成的多段喷射。预喷射可缩短主 喷射的着火延迟时间,能减少燃烧噪音和NO x的排放量。预喷射量 对柴油机NO x排放及燃油消耗有重要影响 [1] 。燃油消耗随预喷射 量的增加呈上升趋势,但不存在线性关系。而对于NO x排放,当预 喷射量由少增多时, NO x的排放是先减少然后又升高,即对于发动机 的某个工况存在一个最佳预喷射量。柴油机燃烧过程的质量在很大 程度上取决于喷油规律 [2] ,根据柴油机不同工况选择不同形式的喷 油规律(先缓后急型和先急后缓型)曲线和喷射策略,可以在改善柴 油机动力性和经济性的同时,在降低排放、振动和噪声等之间获得最 佳折中。 为使电控高压共轨喷油系统能提供发动机所需的喷油量和喷油 规律,就必须具备相应的测试手段以进行每循环预喷油量、主喷油量 和喷油规律等参数的精确测量,本文就相关测量方法与测试装置介
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
柴油机喷油器 1、喷油器功用 喷油器是一种向柴油机燃烧室喷射高压燃油的装置。根据不同柴油机要求，将高压油泵来的柴油雾气，以一定的喷油压力、喷雾细度、喷油规律、射程和喷雾锥角喷入燃烧室特定位置，与空气混合燃烧。 2、喷油器构造与工作原理 汽车用柴油机喷油器大多采用孔式喷油器，其基本构造如图1所示。 喷油器主要部件是一对精密偶件，称其为喷油嘴或喷油头，由针阀11和针阀体13组成，用优质轴承钢制造成，其相互配合的滑动圆柱面间隙仅为 0.001mm-0.0025mm ，通过高精密加工或研磨选配而得，不同喷油嘴偶件不可互换。该间隙过大，会使喷油压力下降，喷雾质量变差；间隙过小，针阀容易卡死。针阀中部的环形锥面（承压锥面）位于针阀体的环形油腔12中，其作用是承受由油压产生的轴向推力，使针阀上升。针阀下端的锥面（密封锥面）与针阀体相配合，起密封喷油器内腔的作用。针阀上部有凸肩，当针阀关闭时，凸肩与喷油器体下端面的距离h 为针阀最大升程，其大小决定了喷油量的多少，一般h=0.4mm-0.5mm 。针阀体与喷油 器体的结合处有1-2个定位销8防止针阀体转动，以免进油孔错位。 喷油器工作时，来自喷油泵的高压柴油，经油管接头15进入喷油器体上的进油道14,再进入针阀体中部的环形油腔 12，作用在针阀的承压锥面上，对针阀形成一个向上的轴向推力，此推力一旦大于喷油器调压弹簧16的预压力时，针阀立即上移，打开喷孔10 ，高压柴油随即 图1 孔式喷油器构造
喷入燃烧室中。喷油泵停止供油时,高压油道内压力迅速下降，针阀在调压弹簧作用下及时回位，将喷孔关闭，停止喷油。 进入针阀体环形油腔12的少量柴油，经喷油嘴偶件配合表面之间的间隙流到调压弹簧端，进入回油管，流回滤清器，用来润滑喷油嘴偶件。 针阀的开启压力（喷油压力）的大小取决于调压弹簧的预紧力。不同的发动机有不同的喷油压力要求，可通过调压螺钉17调整，旋入时压力增大，旋出时压力减小。 3、喷油器分类 现代柴油汽车发动机基本采用闭式喷油器，根据喷油嘴结构形式不同，闭式喷油器又分为孔式喷油嘴和轴针式喷油嘴等，分别用于不同的燃烧室。 1．孔式喷油嘴 其特点是喷油嘴偶件中的针阀不直接伸出喷孔，喷油嘴头部的喷孔小且多，一般喷孔1-7个，直径 0.2-0.5mm 。孔式喷油嘴又分为短型和长型两种（图2），长型孔式喷油嘴的针阀导向圆柱面远离燃烧室，减少了针阀受热变形卡死在针阀体中，用于热负荷较高的柴油机中。 闭式 孔式 长型 短型 轴针式 普通型 节流型 分流型 图2 孔式喷油嘴类型 b) a) 图3 轴针式喷油器
柴油机的供油量如何调 节 Revised by Petrel at 2021
柴油机的供油量如何调节 喷油泵供油量的调整 ,、调整额定供油量喷油泵经长期工作后，随着偶件的磨损，供油量会逐渐下降。由于各柱塞的磨损也不会一致，各缸供油不均匀度也将会超差。为恢复其性能，可做如下调整。(1)调整试验台输油泵压力至156kPa;(2)把负荷控制杆推到靠住全负荷限位螺钉上，使 ,、调整额定供油量 喷油泵经长期工作后，随着偶件的磨损，供油量会逐渐下降。由于各柱塞的磨损也不会一致，各缸供油不均匀度也将会超差。为恢复其性能，可做如下调整。 (1)调整试验台输油泵压力至156kPa; (2)把负荷控制杆推到靠住全负荷限位螺钉上，使试验台拖动喷油泵凸轮轴的转速为规定转速(见表5-3和表5-4中的A点对应转速); (3)读齿条行程量具示数，与参数表给定值对照; (4)测量各柱塞供油量; (5)调整各柱塞供油量:若有测值不符合规定时，应松开扇齿夹紧螺钉，用适当大小的螺丝刀和小锤转动油量控制套筒，向左转会使供油量增加，向右转会使供油量减少。 ,、调整预行程和供油正时 用柱塞行程测定仪调整柱塞的预行程和各个柱塞的供油正时，柱塞行程测定仪如同齿条行程量具一样是一个改装后的百分表，能够较准确地测出柱塞的行程。 (1)把负荷控制杆推到靠住全负荷限位螺钉的位置上; (2)拆掉1缸高压油管、出油阀紧座、弹簧和出油阀;
(3)装上柱塞行程测定仪; (4)转动凸轮轴使1缸凸轮处于下止点，这时柱塞行程测定仪上的百分表指针 向小行程方向已走到极点，无论凸轮轴向哪个方向转动，指针都会向回摆动，转动百分表盘，使指针在极点时指"0"行程; (5)调整试验台输油泵压力为156kPa，这时1缸出油阀处的溢油管会向外流柴油，按工作方向缓慢转动凸轮轴，直到溢油管停止流油，立即停止转动。此时，行程测定仪上指示的数字就是预行程，应为3.3mm;( (6)调整预行程:如果柱塞行程测定仪指数不是规定值，应松开挺往上的正时螺 钉的锁紧螺母，用拧动正时螺钉的方法调整预行程。若指数大于3.3mm，应将螺钉 向左拧;反之，向右 (6)调整预行程:如果柱塞行程测定仪指数不是规定值，应松开挺往上的正时螺 钉的锁紧螺母，用拧动正时螺钉的方法调整预行程。若指数大于3.3mm，应将螺钉 向左拧;反之，向右拧。调好后，背紧锁紧螺母，再重测确认一次。 (7)调整供油正时:当1缸出油阀处的溢油管停止溢油时，凸轮轴的相位正是1 缸供油正时位置，此时提前器壳上的刻线应与泵体前端面上的正时指示片上刻线对准。如果不对，应松开提前器后面的驱动接头紧固螺栓，转动提前器壳，使之对准; (8)拆掉柱塞行程测定仪，装复出油阀组件，按规定力矩拧紧出油阀紧座。接 好该缸高压油管，打开试验台喷油器的溢流阀，提高试验台的输油泵压力，略反转凸轮轴，直到看见溢流阀流出油为止; (9)按喷油顺序，把柱塞行程测定仪接在下一柱塞副上，按工作时凸轮轴的转 动方向转动约60，调整下一缸柱塞的预行程和供油正时，直至调完六个柱塞副为止; CA6110系列柴油机的各缸工作顺序及喷油泵的喷油顺序为1-5-3-6-2-4，各缸 之间的供油正时夹角为60，允许偏差为30"。
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。
1.1电控燃油喷射系统发展历程简介 1934年德国研制成功第一架装用汽油喷射发动机的军用战斗机。第二世界大战后期，美国开始采用机械式喷射泵向气缸内直接喷射汽油的供油方式。 1952年，曾用于二战德军飞机的机械式汽油喷射技术被应用于轿车，德国戴姆乐-奔驰(Daimler-Benz)300L型赛车装用了德国博世(Bosch)公司生产的第一台机械式汽油喷射装置。它采用气动式混合气调节器控制空燃比，向气缸直接喷射。 1957年，美国本迪克斯(Bendix)公司的电子控制汽油喷射系统问世，并首次装于克莱斯勒(Chrysler)豪华型轿车和赛车上。 由于汽油喷射系统比起化油器来，计量更精确、雾化燃油更精细、控制发动机工作更为灵敏，因此，在经济性、排放性、动力性上表现出明显的优势。人们的注意力越来越集中在汽油喷射系统上。 1967年，德国博世公司研制成功K-Jetronic机械式汽油喷射系统，并进而成功开发增加了电子控制系统的KE-Jetronic机电结合式汽油喷射系统，使该技术得到了进一步的发展。1967年，德国博世公司率先开发出一套D-Jetronic全电子汽油喷射系统并应用于汽车上，于20世纪70年代首次批量生产，在当时率先达到了美国加利福尼亚州废气排放法规的要求，开创了汽油喷射系统的电子控制的新时代。 D型喷射系统在汽车发动机工况发生急剧变化时，控制效果并不理想。 1973年，在D型汽油喷射系统的基础上，博世公司开发了质量流量控制的L-Jetronic型电控汽油喷射系统。之后，L型电控汽油喷射系统又进一步发展成为LH-Jetronic系统，后者既可精确测量进气质量，补偿大气压力，又可降低温度变化的影响，而且进气阻力进一步减小，使响应速度更快，性能更加卓越。 1979年，德国博世公司开始生产集电子点火和电控汽油喷射于一体的Motronic数字式发动机综合控制系统，它能对空燃比、点火时刻、怠速转速和废气再循环等方面进行综合控制。 为了降低汽油喷射系统的价格，从而进一步推广电控汽油喷射系统，1980年，美国通用(GM)公司首先研制成功一种结构简单价格低廉的节流阀体喷射(TBI)系统，它开创了数字式计算机发动机控制的新时代。TBI系统是一种低压燃油喷
南昌大学实验报告 学生姓名：学号：专业班级： 实验类型：■验证□综合□设计□创新实验日期：实验成绩：实验三柴油机喷油速率测量 一、实验内容 1．根据Bosch长管法测量柴油机喷油系统的喷油速率 2．计算机高速数据采集 二、实验目的 1．掌握柴油机喷油速率的测量方法 2．掌握压电传感器的测量电路连接方法 3．了解计算机高速数据采集系统的工作过程 三、仪器设备 1. 喷油泵试验台DB2000-IIA 泰安泰山金石机械公司 2. 压电式压力传感器QSY8122 绵阳奇石缘科技有限公司 3. 电荷放大器QSY7706 绵阳奇石缘科技有限公司 4. 高速数据采集卡QSY8504 绵阳奇石缘科技有限公司 5. 2I332-85喷油泵、ZCK155S529喷油器 四、实验原理 1. 测量喷油速率的Bosch长管法 图3 博世长管法测试系统
Bosch 长管法测试系统组成如图3所示，它是基于非稳定流中的一元压力波的理论，通过测量喷油器出口不远处的细长管内压力波动，来确定喷油规律的，仪器简便实用。其原理可简述为： 喷油器喷油进入细长管内，其体积流量的表达式为： b dV q Au dt == (3.1) 式中:A 为细长管的横截面积；U 为燃油在管中的流速。 由非稳定流中的一元压力波理论，细长管内压力波)(t p 的表达式为， u a t p ρ=)( (3.2) 式中:a 为音速；ρ为燃油密度；)(t p 为波动压力。 由式(3.1)、(3.2)可得喷油率表达式为， )(1t p a A dt dV b ρ = (3.3) 或ρ ?a n t Ap d dV p b 6)(= (3.4) 式中，A 、a 、ρ、p n （凸轮轴转速）是已知道的，通过测试系统测出长管内的压力变化，就可以得到喷油规律。累积喷油量为， 2 22111()()()t t t t t t Ap t A Q dt p t dt K p t dt a a ρρ ===??? (3.5) 在油泵试验台上测出喷油器的单次累积喷油量Q ，可标定式（3.5）中的K 值。 2. 长管内油压的测量 在喷油器出口附近安装压电式压力传感器，电荷信号经电荷放大器放大后，高速数据采集卡将输出的电压值显示并存储于计算机内。在知道压电传感器的灵敏度和电荷放大器的放大倍数后，即可知道输出电压与压力的对应关系。 图3.11 数据采集软件界面
文件编号：RHD-QB-K4024 （操作规程范本系列） 编辑：XXXXXX 查核：XXXXXX 时间：XXXXXX 柴油机喷油器常见故障及维修要点标准版本
柴油机喷油器常见故障及维修要点 标准版本 操作指导：该操作规程文件为日常单位或公司为保证的工作、生产能够安全稳定地有效运转而制定的，并由相关人员在办理业务或操作时必须遵循的程序或步骤。，其中条款可根据自己现实基础上调整，请仔细浏览后进行编辑与保存。 喷油器常见故障及影响 (1)喷油雾化不良 当喷油压力过低、弹簧端面磨损或弹簧弹力下降时，会使喷油器提前开启、延时关闭，并出现喷油雾化不良现象，导致柴油机功率下降、燃烧不充分而排气管冒黑烟。 (2)密封失效、排白烟并伴有放炮声
喷油器工作时，针阀体的密封锥面由于受到针阀频繁的强力冲击和磨料磨损，锥面会逐渐出现划痕或点蚀，配合锥面接触宽度增加，从而造成密封失效，使喷油器滴油。当柴油机温度低时，排气管有冒白烟现象；当柴油机温度高时，排气管除冒黑烟外，还会不时地发出放炮声。这时，若停止向该缸供油，排烟与放炮声则迅速消失。 (3)针阀卡死，无法喷油 柴油中的水分或酸性物质过量时会使针阀因锈蚀而被卡住；当针阀密封锥面受损后，气缸内可燃混合气也会窜入配合面并形成积炭，使针阀被卡住，喷油器无法喷油，致使该缸停止工作。
(4)内漏、喷油时间长、启动困难 当针阀在针阀孔内作频繁的往复运动时，如果柴油中杂质微粒直径过大，则会使针阀孔导向面逐渐磨损，致使喷油器内漏增加、压力下降和喷油时间延长，造成柴油机启动困难，工作时振动增大。 (5)喷油器与缸盖的结合孔漏气、窜油 若喷油器在缸盖上的安装孔内有积炭，铜垫圈不完好、不平整，以石棉板或其他材质代替紫铜材质，或垫圈的厚度不能确保喷油器伸出缸盖平面，都会造成散热不良或起不到密封作用，导致喷油器与缸盖的结合孔处漏气、窜油。
柴油机燃油喷射系统的技术发展 摘要利用先进的电子技术、高频高速电磁阀技术，能够自由控制喷油量、喷油压力、喷油正时和喷油(速)率的柴油机电控喷射技术，目前正迅速推广和普及。我国威孚公司和德国Bosch公司的技术合作，将使我国柴油机设计、制造和技术使用进入一个新的历史时期。本文利用简短的文字和资料描述了柴油机燃油喷射技术的发展过程及其技术内涵。关键词电子技术自由控制柴油机燃油发射 20世纪，柴油机技术发展史上经历了三次重大的飞跃:机械式燃油系统、中冷增压和电控喷射。 20世纪60年代后期，瑞士的Hiber教授研制了柴油机电控共轨系统的“原型”，其后以瑞士工业大学的Ganser教授为中心对电控共轨系统进行了一系列的研究。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型电控共轨系统成功的应用于载重汽车用柴油机上并批量生产，“从此开始了柴油机电控共轨燃油系统的新时代”，随后，德国的Bosch公司、美国的Cummiese公司、瑞典的Volvo公司、意大利的 Fiat 公司和日本五十铃公司等相继将自行开发的分别用于轿车、载重汽车和工程机械的电控共轨系统柴油机投放市场。目前，柴油机电控喷射技术正迅速推广和普及，其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 问题的由来 1.1 柴油机的负面效应众所周知，柴油机因其压缩比大，故动力性和燃料使用经济好、且故障少、功率范围宽。但同时带来振动噪声大和氮氧化物(Nox)、颗粒排放(主要成分是碳烟)污染环境的缺点。 1.2 能源危机 1973年和1979年两次波及全世界的石油危机，使人们意识到石油资源的有限性和可利用的时间短的问题。另据资料表明(见图1)， 图1 全世界石油生产量预测 2013年世界石油最高产量为320亿桶/年，2050年将急剧衰减到60亿桶/年，与快速增加的柴油机年保有量形成明显的巨大的反差。 1.3 城市空气质量下降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(约占50%)。由上述可见，当今柴油机技术中迫切需要解决的问题是:减少其废气中的有害成分;减少柴油消耗。
柴油机的四种供油系 统
精品文档 柴油机的四种供油系统 1．直列泵系统 体积较大，每个气缸对应一个分泵，分泵与对应缸之间通过高压油管连接，喷油器利用柴油自身的压力被动喷油。该系统多采用机械离心式调速器，可靠性较好，但精度较差。驾驶员通过油门控制调速器弹簧的预紧力，飞锤离心块产生的离心力与弹簧力相互制约，保持动态平衡。弹簧力将油量控制机构向供油量增加的方向移动，供油量增加使柴油机加速，同时调速器飞锤离心块的离心力也增加，离心力使油量控制机构向减油的方向移动，制约转速的增加，油门位置与调速弹簧预紧力对应，弹簧预紧力与转速相对应，从而达到控制转速的目的。一旦调速器失灵或油量控制机构卡住、断开，极易造成柴油机“飞车”。加速时烟色较深，燃油利用率和尾气排放标准较低。喷油压力为17~19MPa，不利于柴油充分地雾化燃烧。 2．分配泵系统 与直列式相同之处是，采用柱塞式喷油泵和机械离心式调速器，喷油器与喷油泵用油管连接，喷油器为被动式喷油；不同之处是分配泵减少了柱塞泵的数量(只有1个柱塞偶件)，通过分配转子按各缸工作顺序将高压柴油送至各缸的喷油器，高压油管在安装时必须按照分配转子的旋转方向和各缸的工作顺序连接。分配泵数量的减少使喷油泵本身体积减小，结构更紧凑，降低了成本。驱动转速的增加使喷油压力更高。分配泵驱动转速可以达到曲轴转速的3倍。在柱塞偶件密封程度不变的前提下，喷油泵驱动转速越高喷油压力越高，分配泵喷油压力可达60~80MPa。高压喷射有利于柴油更充分地雾化燃烧，降低烟度。3．PT供油系统 这是康明斯公司的专利。喷油器为主动式喷油，低压柴油在喷油器中通过摇臂压动喷油器的柱塞产生高压，喷油器也是一种柱塞泵，P和T分别指作用于喷油器油杯计量孔的压力和计量孔的开启时间。当加油门时，油路中的柴油流量增加，油路中的油压也随之增加。在计量孔开启时间不变的前提下，进入油杯中的柴油增多，使柴油机加速，同时喷油器喷油的频率增加，计量孔开启的时间缩短，限制了单次喷油量过多，其控制精度要高于直列泵系统。PT泵的调速器也是机械离心式的，其结构是柱塞在柱塞套内滑动，控制油路的宽窄，离心力推动柱塞向油路变窄的方向移动，减小压力和喷油量，限制转速的增加。弹簧推动柱塞向油路变宽的一侧移动，弹簧力与离心力相互制约，保持动态平衡。该系统的油门和停机电磁阀在油路中串联在调速器之前，所以不会出现“飞车”。其喷射压力可达70~100MPa。PT供油系统在动力性、经济性以及环保方面都优于直列泵系统和分配泵系统。 4．电控系统 有电控调速器系统和电控喷油器系统两大类。电控调速器系统就是将直列泵、分配泵的机械离心式调速器改为电控调速器。这一类柴油机利用各种传感器 将柴油机运转时的转速、气压、油压等工况参数转化成电信号送给处理器，经程序处理后处理器将指令传送到执行机构进行控制，通过不断的反馈修正使柴油机的工况接近于理想状况。控制单元将转速传感器的反馈信号经程序处理后，将控制信号作用于电磁执行机构，利用电磁力控制加油或减油，泵体部分和机械离心式的完全一样。电控系统可以实现喷油率的智能控制。电控直列泵系统同时也加装了“飞车”保护装置。 电控喷油器系统又可分为电控泵喷嘴系统和电控共轨系统。 电控泵喷嘴系统是以PT供油系统为基础的一种改进型，利用喷油器上的电磁阀的开闭控制进入油杯的油量，去掉了调速器。泵油方式仍然是摇臂压动柱塞，与PT供油系统相同。电控共轨系统是在缸盖上安装了一个燃油轨，燃油轨是一个长管状密闭容器，各缸喷油器都安装在容器上，共同使用这一燃油轨，即所谓共轨。燃油泵通过单向阀向共轨内部不断泵入柴油产生高压，类似于制动系统的储气罐。压力传感器将共轨内压力值反馈给控制单元，并通过控制电磁阀的适当开启泄油以调节共轨内的压力。共轨内的压力就是喷油器的喷油压力，可达100~120MPa。油压的产生方式与柱塞泵的完全不同。供油正时由喷油器电磁阀的开启时刻控制，喷油量由电磁阀的持续开启时间控制，所以该系统既不需要提前器也不需要调 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除
各种柴油机高压油泵油量调整数据 调整供油正时的方法如下： 打开喷油泵侧面的检查窗口，找准要调的柱塞所对应的挺柱； 拧松该挺柱上的正时螺钉锁紧螺母； 若正时迟后，应旋出正时螺钉少许，用锁紧螺母锁紧再试；若正时超前，应旋入正时螺钉少许，用锁紧螺母锁紧再试(这种情况很少)； 每次调后，都要小心地慢转凸轮，使柱塞升到最高点。然后，用螺丝刀撬起柱塞尾部，用厚薄规(塞尺)测量柱塞尾部与正时螺钉头之间的间隙。此间隙不得小于0.4mm，以防柱塞顶到出油阀座，损坏两组偶件。如果只有间隙小于0.4mm才能满足正时要求，则必须换用新柱塞偶件。 供油提前器的维修 正像汽油机的点火提前一样，柴油机也要在活塞运行到压缩行程的上止点之前就开始喷油，称为喷油提前角，有了喷油提前才能保证燃油雾化和燃烧后最大限度的发挥出动力。而喷油泵从喷油开始到压缩上止点前的曲轴转角称为供油提 前角，在喷油泵的前端的提前器外壳上有一条刻线和指示片表示供油提前角。
提前器的常见故障是油封漏油和从动盘磨损。提前器里的零件是在油中工作的，油对飞铁的振动起阻尼作用，缺油会影响提前器的工作性能；从动盘的曲线形状磨损，也会改变提前器的工作性能。因此，当柴油机高速动力不足、烟色变浓、过热时，应想到检查提前器的特性。 提前器的工作特性，需在喷油泵试验台上检查。对于非增压的CA6110型发动机用提前器，在转速低于500r·min-1时，提前角为0°；在1500r·min-1时，提前角为6.5°。对于增压型发动机用提前器，在转速低于500r·min-1时，提前角为0°；在1300r·min-1时，提前角为5°。提前角随转速的变化为线性，即随转速的变化成正比例变化。如果试验所测得的特性曲线偏离了上述要求，应予以检修。 提前器的工作特性发生了变化，说明从动盘与飞铁滚轮接触的表面出现了磨损，可将其拆出，用油石修磨其曲面形状，使其恢复原有形状。再在从动盘弹簧座下垫上相当于磨损和修磨总量厚度的垫片，使曲面的位置不变。修好的提前器，应装好重试，直到工作特性符合要求为止。对于漏油的提前器，通常只要更换油封即可排除故障。 单体泵喷油正时的调整
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。 图3-240 6HK1-TC型发动机特性曲线
柴油机喷油压力 供油系统的作用 燃油喷射过程及特性 喷油规律的基本要求 不正常的喷射现象： 二次喷射 不规则喷射 断续喷射 隔次喷射 滴漏 柴油机喷油压力检测 喷油压力的测试方法 供油系统的作用 供油系统的作用就是按燃烧过程的要求向缸内喷射燃油，系统应满足： 1.喷油量能随负荷的变化而变化； 2.油束应有良好的雾化质量，并与燃烧室很好地配合，以提高缸内的 空气利用程度，形成均匀的可燃混合气； 3.喷油率的变化与燃烧速率相适应，以提高燃烧的平稳性及有效性； 4.喷油定时特性应适应柴油机的转速和负荷的变化； 5.系统有较高的工作可靠性及较长的使用寿命，并能保证稳定的喷射 特性。
燃油喷射过程及特性 为了更好地形成可燃混合气，用高压（10000-100000KPa或更高）将燃料喷入气缸。烘油系统按规定的要求，定量、定时、有规律地实施。为了在油耗和噪声、排放之间优化协调、喷油提前角精确到 l°KW。 由于高压油管的弹性变形，因此喷射过程也不再是稳定的，喷射系统出现压力波动现象。喷油泵柱塞出油时产生一个压力波ΔPv，并以声速(约1400m／s)通过高压油管传至喷油嘴。这个压力波到达关闭的喷油嘴后，反射回一个压缩波。如喷油嘴处于开启的状态，则返回一个膨胀波。返回的波形到达喷油泵后，又有反射波返回。因此，在高压管内瞬态来回传播的压力波相互叠加，如图所示。 喷油嘴处的压力、针阀升程、喷油量变化如下图所示。由于压力波的传播需要一定时间，所以喷油嘴处的压力相对于供油开始时间上有一个滞后。因此，喷油泵、高压油油管、喷油嘴相互间必须仔细协调。不适当的反射波会使同一循环内压力再一次超过喷油嘴的开启压力，从而出现后喷（二次喷射）现象，使碳烟增多。