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
电控共轨式燃油系统请参看第六节
图3-241 6HK1-TC型发动机高压配管
日本五十铃公司6HK1-TC型发动机的燃油喷射系统的概念图如图3-242所示。
燃油从油箱经输油泵供人供油泵中，在供油泵中提升压力之后，送入共轨。共轨内的燃油压力始终保持在25~120MPa。由ECU发出的指令，通过PCV(供油泵控制阀)控制送入共轨中的燃油量。共轨内的高压燃油供给各个气缸所对应的喷油器，设置在电控喷油器上的电磁阀严格按照ECU发来的指令动作，控制各个气缸的喷油时间和喷油量，向各个气缸内喷射最适量的燃油。
将发动机转速、发动机负荷等各种传感器信息、各种开关的信号送入电控单元ECU，ECU根据这些信息，经过预先编制好的计算处理程序、经计算处理以后向供油泵、喷油器等执行器
图3—242 6HK1-TC型发动机电控共轨燃油系统概念图
发出控制指令，从而实现对燃油喷射过程进行最佳控制。因此，电控共轨系统和传统的机械式燃油喷射系统的最大不同之处是：
·自由控制喷油压力；
·自由控制每循环的喷油量；
·自由控制喷油时间；
·自由控制喷油率。
1．喷油量控制方法
为了控制最佳喷油量，主要以发动机转速、加速踏板开度等信息为基础，控制二通阀（TWV）的开启与关闭，从而控制最佳喷油量。
2．喷油压力控制方法
通过控制共轨内的燃油压力，从而控制喷油压力。共轨内的燃油压力是根据发动机的转速和喷油量等参数计算出来的，通过控制供油泵，使之供出适量的燃油，并压送到共轨内。
3．喷油时间控制方法
电控共轨系统的部分功能取代了机械式燃油系统中的提前器。共轨系统根据发动机转速和喷油量等参数，计算出适当的喷油时间，通过控制喷油器，从而实现最佳喷油时间的控制。
4．喷油率控制方法
为了提高发动机气缸内的燃烧质量，在喷射初始阶段以很少量的燃油进行“引导(Pilot)喷射”、着火；在着火完成的时候，再进行第二段喷射——主喷射，为了控制主喷射段的喷射时间和喷油量，ECU通过TWV直接控制喷油器进行喷油。
四、燃油系统组件、传感器及各类开关
本节以采用高压共轨燃油系统的6HK1-TC型柴油机为例，将与共轨系统有关的主要组
成部分、各种传感器和开关等一并列出，给读者一个整体概念和具体的数量概念。
(一)供油泵
6HK1-TC型发动机采用两缸柱塞式供油泵，供油泵的参数如下：
供油泵型号：SPl20—6MD
最大供油量：380mm／行程
溢流阀开启压力：255kPa
供油泵转向：从驱动端看，左旋
编号：8—93492—714—1
(二)喷油器
机械式喷油器变更为电控式喷油器。相对于传统的机械式喷油器来说，新增加了油压活塞、TWV(二通电磁阀)等零件。TWV接受ECU的指令，实时调节指令活塞上部的燃油压力，从而控制针阀开启或关闭，最佳控制喷油量、喷油时间和喷油率。喷油器的结构图如图3—243所示。
图3-243 6HK1-TC型自控共轨系统的喷油
6HK1-TC型发动机的电控喷油器的脉冲谱如图3—244所示。每循环喷油过程分成两段进行——预喷射和主喷射。
喷油器的剖而图如图3—245所示c
6HK1-TC型发动机中采用的喷油器的主要参数如下：
·喷油嘴型号；DLLA149P703
·喷油孔直径—喷油孔数：∮0.21—6
·线圈阻抗：0.5—0.70
(三)共轨组件
共轨组件(图3—246)的作用是接受从供油泵供来的高压燃油，并按照ECU的指令向各个气缸分配燃油。共轨组件中还有压力限制器、流动缓冲器和压力传感器等——关于这些部件的结构和工作原理，请参看特种传感器部分——随时监测有无过剩燃油流出、喷射、监测压力是否正常并进行控制。
图3-244 6HK1-TC型发动机的脉冲谱
图3-245 喷油器剖面图
图3-246 6HK1-TC柴油机的共轨组件
(四)发动机转速传感器和供油泵转速传感器
发动机转速传感器(图3—247)安装在飞轮壳上，以脉冲形式检测发动机转速；供油泵传感器布置在供油泵上，具有传感器功能，对气缸进行判别。
图3-247 发动机转速传感器
(五)油门传感器
油门传感器(图3—248)在加速踏板上。可以检测出脚踩加速踏板的力量（加速踏板转过的角度)。输出电路有两套，以确保可靠性。
(六)增压压力传感器
增压压力传感器(图3—249)安装在进气管上，为了对燃油喷射进行最佳化控制，随时都在监视着增压器提供的进气压力的变化。
(七)水温传感器
水温传感器安装在气缸体左前方的上部。为了确保燃油喷射最佳化，随时都在监视着冷却水温的变化。该发动机中实际使用的水温传感器的形状和特性曲线如图3—250所示。
(八)燃油温度传感器
燃油温度传感器安装在气缸上．靠近燃油滤清器的位置。为了确保燃油喷射最佳化，随时都在监视着燃油温度的变化。该发动机中实际使用的燃油温度传感器的形状和特性曲线如图3—25l所示。
图3-248 油门传感器
图3-249 增压压力传感器
图3—250 水温传感器
(九)大气温度传感器
大气温度传感器安装在前部，为了确保燃油喷射最佳化，随时都在监视着大气温度的变化。该发动机中实际使用的大气温度传感器如图3—252所示。
图3-251 燃油温度传感器
(十)全速油门传感器
全速油门传感器作为PTO而使用，使用PTO时，用来控制发动机的转速。该发动机中实际使用的燃油温度传感器的形状和待性曲线如图3—253所示。
(十一)速度传感器
速度传感器安装在变速器上，监视车速的变化。从脉冲整合器中得到相应的信息。该发动机中实际使用的车速传感器如图3—254所示
图3-252 大气温度传感器
(十二)油门开关
油门开关(图3—255)安装在加速踏板上，随时都在监视着加速踏板的怠速位置。
(十三)大气压力传感器
大气压力传感器布置在ECU内部，为了确保燃油喷射最佳化，随时都在监视着大气压力的变化。
(十四)诊断开关
诊断开关(插座颜色；白色)布置在检查盒内。在进行故障诊断时使用(故障指示灯的闪烁)
图3-253 全速油门传感器
(十五)内存清除开关
内存清除开关(插座颜色：蓝色)布置在检查盒内。在消除故障代码时使用。
(十六)其他开关类
排气制动开关、延迟开关、制动开关、离合器开关、中间开关、PTO开关等所提供的信息都可用于各种辅助控制操作，PYO时控制发动机。
(十七)指示面板
当系统中产生了故障时，指示面板(图3—256)上的故障指示灯点亮，通知驾驶员已经
图3—254 速度传感器
图3-255 油门开关
发生了故障。故障的种类通过灯光的闪烁形式说明。没有任何故障时，灯光不亮。控制开关接通／断开可以对系统进行检查，指示灯点亮5s。
(十八)怠速控制开关／怠速控制切换开关
这是用来切换怠速转速的开关。怠速开关置于手动的位置时，怠速开关上升/下降(UP/DOWN)可以调节怠速的转速。当切换开关置于自动位置时，如果冷却水温低，则自动地提高怠速转速，进行暖机运转。如果冷却水温高丁(暖机结束)，则回到标准怠速转速。
图3-256 诊断指示灯面扳
五故障诊断
(一)检测方法
在进行故障诊断的时候，应注意下列事项：
(1)在诊断系统进行检测时，务必将诊断代码记入存储器中。特别是当产生了多个诊断代码时更是必要。
(2)如果不能从存储器中消除已经产生的故障诊断代码时，则必须检查故障代码产生的位置——因为已经有故障诊断代码显示，则必须检查产生异常的原因。
故障诊断程序如图3—257所示。
注意：在故障诊断代码中有这样的项目：发动机不暖机时不显示代码，加负荷而不行驶时不显示代码的情况。
图3-257 故障诊断流程目(二)自诊断
诊断代码可以用下述两种方法确认，当然也可以消除o 1．确队
(1)根据诊断指示灯闪烁，可以确认诊断代码。
(2)利用专用的诊断仪确认诊断代码。
2．消除
(1)将内存清除开关接到插座里消除诊断代码。
(2)利用专用的诊断仪消除诊断代码。
注意：利用专用的诊断仪确认诊断代码时，与发动机的运行状态无关，可以同时确认当时发生的诊断代码和以前发生的、记忆了的代码。但是，通过诊断指示灯确认诊断代码的时候，在发动机运行状态下显示的内容和停机状态下显示的内容会有所不同，务请注意。
(1)发动机停止状态
当时产生的诊断代码和以前产生的、记忆了的代码同时显示。
(2)发动机运行状态
只显示当时产生的诊断代码。
诊断指示灯的闪烁时间有如下四种：
①t1——约0．3s：②t2——约0．6s；
③t3——约1．2s; ④t4——约2．4s
例如：当诊断代码为23和413的时候．指示灯的闪烁的方式如图3—258所示。
图3-258 怠速控制开关
六、信息流
日本五十铃公司的6HK1-TC型发动机的信息控制流如图3。259所示。
图3-259 6HK1-TC型发动机的信息流
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。
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。
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
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
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
单元六柴油机燃料供给系统 单元七柴油机电控喷油技术 一、填空题 1．柴油的发火性用＿十六辛烷值＿表示，＿十六辛烷值＿越高，发火性＿好＿。 2．通常汽车用柴油的十六烷值应在＿＿不小于45＿＿。 3．柴油的＿冷滤点＿＿越低，其低温流动性＿好＿＿。 4．柴油机可燃混合气的形成装置是柴油机的＿气缸＿＿。 5．柴油机在进气行程进入气缸的是＿纯空气＿＿。 6．针阀偶件包括___针阀____和＿针阀体＿＿，柱塞偶件包括＿柱塞＿＿和＿柱塞套＿＿，出油阀偶件包括＿出油阀＿＿和＿出油阀座＿＿＿它们都是＿选配研磨而成＿＿，＿＿不能＿互换。 7．国产A型泵由＿传动结构＿＿＿，＿泵油机构＿＿＿、＿油压调节结构＿＿＿和＿＿泵体＿＿等四个部分构成。 8．喷油泵的传动机构由＿凸轮轴＿＿＿和＿＿挺柱＿＿组成。 9．喷油泵的凸轮轴是由＿曲轴＿＿通过＿定时齿轮＿驱动的。 10．柴油机的混合气的着火方式是＿压燃＿＿。 11．喷油泵的供油量主要决定于＿柱塞＿＿的位置，另外还受＿齿条＿＿的影响。 12．柴油机的最佳喷油提前角随供油量和曲轴转速的变化而变化，供油量越大，转速越高，则最佳供油提前角＿＿越大＿＿。 13．供油提前调节器的作用是按发动机＿＿工况＿＿的变化自动调节供油提前角，以改变发动机的性能。 14．活塞式输抽泵主要由＿输油泵＿＿、＿限压阀＿＿、＿溢流阀＿＿、止回阀类和油道等组成。 二、判断改错题 1．柴油的十六烷值越高，其蒸发性越强，发火性越好。( X) 2．柴油机所燃用的柴油的凝点必须低于柴油机的最低工作温度。( √) 3．汽车用柴油机必须采用重柴油。( X) 4．柴油机供给系随发动机负荷的不同可相应地改变其供油量，以便各缸间的供油量不
（接上期） 三、精度更高的控制策略 为了保证精确的喷油控制，使车辆之间的差异最小，在喷油器制造过程中采取了专门的措施：减少制造公差、装配期间的标定、装配线终端记录喷油器特性。 1.喷油器特性 喷油器零件的制造是一个高精度的工艺过程,其中有许多零件100%在线监测,以确保产品质量的一致性，并且最终的喷油器总成要在自动测试线上进行100%的检验。喷油器的一整套喷油量检测须在选定的压力范围内进行，每个喷油器的特性就取决于这套数据，并用一块点阵式代码标牌标示在喷油器体上。在发动机装配时，这种点阵式代码信息用光学法读入汽车的ECU中并进行编程，然后用这些信息来校正每个喷油器的电子驱动喷油脉宽和喷油定时。这项技术德尔福已用于1996年以后的柴油喷射系统中的某些泵喷嘴（EUI）产品中，现在该项技术又被设计成可适用于Multec DCR共轨喷射系统。图7中用矩形来表示喷油脉宽和喷油率曲线，并显示出了“标定喷油器”和另一个与之有差异的喷油器（给定喷油器）的喷油率曲线。假如在相同喷油脉宽下，给定喷油器的喷油量大于标定喷油器的喷油量，图8显示了给定喷油器和作为标定目标的标定喷油器的特性（喷油量曲线）的比较，于是在选定的共轨压力下，测定出两者喷油量的偏差值，并被用来修正每个喷油器的喷油脉宽。图9和图10是用和不用12C法修正的喷油量离散的实例，它们描绘出了500次喷射的喷油量曲线（喷油器脉谱图），可以清楚地看出，用12C法修正标定过的喷油器的喷油量精度大大提高，这将有助于改善发动机的性能、燃油消耗和排放。 图7 标定喷油器与给定喷油器的喷油速率
图8 喷油器特性比较（12C修正法的基本原理） 图9 无12C修正法时喷油器喷油量离散情况（500个喷油器统计值）
柴油机电控燃油喷射系统及其发展前景 1 前言 柴油机具有效率高、经济性好、功率强大等特点，在交通运输和工程车辆领域有着广泛的应用。在可以预见的未来，柴油机在动力机械领域将继续占有重要的地位。实际上，在汽油机占主导地位的家用轿车领域，柴油机由于其节能的优势，正越来越受到汽车研究人员们的重视。然而，噪声大、NOx和颗粒物排放高等痼疾也一直困扰着柴油机的应用。前不久，欧盟正式制订了欧VI排放标准，颗粒物排放要求减半，氮氧化物排放必须降低77%，并将于2013年底实施[1]. 面对日益严苛的柴油机排放标准，研究各种排放控制技术成为内燃机工作者的重要课题。这些控制技术总体上可分为3个方面：提高燃油品质、改善燃烧过程和采用先进的排气后处理技术，其中以改善燃烧过程为最根本的措施。就国外的经验来看，采用电控高压燃油喷射系统以改善柴油机的燃烧过程是普遍的发展趋势[2 ,3 ]. 电控喷油技术是柴油机技术三大飞跃的最近一项（另外两项是机械燃油技术和增压中冷技术）[4]，也是内燃机行业20世纪的三大突破之一（另外两项是汽油直喷技术和DME待用燃料）[5]，为柴油机的喷油控制，以及噪声和排放的改善做出的巨大贡献。本文将从技术历程、技术现状及发展前景的角度简略阐述电控喷油技术。 2 电控喷油系统的技术历程 电子技术的迅猛发展使20世纪后半叶的技术领域发生了翻天覆地的变化。汽车行业也不例外。在汽油机中采用喷油器代替化油器，导致燃油系统发生巨大改善，这一转型比较顺利，所用时间也比较短，在21世纪初就已全面完成。但在柴油机中要求高精度地控制高压燃油喷射是非常困难的，而且由于传统的机械式柴油机燃油喷射系统具有非常优越的控制性能，所以，像汽油机那样在柴油机中采用电子控制的喷射系统的发展直到20世纪90年代才到来。 虽然大规模发展较晚，柴油机电控喷射系统却迅速地经历了三代发展。如表2-1所示[6]。 表2-1 三代柴油机电控燃油系统特点 2.1 第一代电控燃油控制很大程度上仍然是基于机械式燃油系统的，将机械式调速器和提前器换成电子控制的机构。燃油压送机构和机械式燃油系统相同。 在第一代电控燃油系统中： 喷油量的控制：根据ECU的指令由齿杆或溢油环的位置进行控制； 喷油时刻的控制：根据ECU的指令由发动机的驱动轴和凸轮轴的相位差进行控制。 ECU根据各种传感器发出的发动机状态和环境条件（主要是负荷与转速），通过所储存MAP数据，计算出适合发动机状态的最佳控制量，并向执行器发出指令。 第一代电控喷油系统主要的改革是采用了机械式燃油系统中没有的微型计算系统，将最
柴油机电控技术的发展历程、现状及发展趋势 -、柴油机电控技术出现的背景 1. 石油危机 要降低柴油机油耗，必须在各种工况下对循环供油量和喷油提前角精确控制。 2. 环境污染 要降低NOx和PM排放，必须对喷油正时精确控制 3. 电子技术的发展 单片机技术发展，提高了控制精度和处理信息的能力?同时汽油机电控技术的发展为柴 油机提供了宝贵的经验。 二、柴油机电控技术的发展历程 柴油机电控燃油喷射系统的发展分为：位置控制式，时间控制式，时间压力控制式三个阶段。 1、位置控制式 保留了传统的喷油泵-高压油管-喷油嘴系统，只是对齿条（直列泵）或滑套（分配泵）的运动位置实现电子控制。同时，使用了电磁式供油定时控制阀。 图一 如图一所示，为位置控制式的分配泵，它通过采集加速踏板位置信号，转速传感器信号等，确定一个喷油量跟一个合适的喷油提前角。然后给执行器供油时间控制阀和溢油控制线 圈通电，在电磁力和机械作用下，调整凸轮盘跟驱动轴的相对位置，同时也能改变滑套相对 于回油口的一个相对位置。整个过程中，通过两个电磁阀分别控制喷油量和喷油提前角。同理，位置控制式的柱塞泵也是一样的道理，电磁阀只是控制齿条的相对运动，从而控制柱塞相述代HIV披 nr柏m 加玖席駁押庄炖虏近 ——庁却倉iU?特曲 ----- 前園?人《1［则
对于柱塞套的位置，增大或减小喷油量。 位置控制式电控柴油喷射系统与机械控制柴油喷射系统相比，控制精度和响应速度都有 所提高。将机械控制系统改造成为位置型电控系统时，柴油机的机构无需改动，生产继承性 好。但是，这种系统的控制频率低，喷油压力跟喷油规律不能独立控制。 2、时间控制式 用高速电磁阀直接控制高压燃油的适时喷射。通过高速电磁阀关闭时刻和关闭时间长 短控制喷油正时和喷油量。可保留了传统的喷油泵-高压油管-喷油嘴系统。 图二图三 如图二，图三所示，为 VE分配泵部分结构简图。如图二所示，当需要喷油时，电控单元 ECU根据加速踏板位置传感器和柴油机转速传感器的输入信号，首先算出基本供油量，然后 根据来自冷却液温度、气温度、进气压力等传感器信号进行反馈修正后，确定最佳供油量。 确定喷油延时角，进而确定电磁阀线圈通电时刻，线圈通电并产生吸力，吸引衔铁，衔铁克 服阀芯回位弹簧的弹力推动阀芯上座向下运动，当阀芯上座和阀芯下座密封锥面接触时，阀芯关闭形成封闭高压腔。随着柱塞旋转和继续向前运动，高压腔的燃油被压缩产生高压，此时燃油流向如图二所示。如图三，当不需要喷油时，电磁阀断电，喷油阀的阀芯是打开的，进入高压腔的燃油经过溢流阀流回泵腔。 时间控制型的电控喷油系统中，可仍保留了传统的喷油泵-高压油管-喷油嘴系统。利用 具有高响应的电磁溢流阀、电控单元及各种传感器进行喷油量控制，通过供油定时控制阀调节喷油定时。这种控制系统虽然控制精度有很大的提高，但是喷油压力还是不能独立控制。 3、时间压力控制式 用一个高压油泵以一定速比（与发动机转速比）连续将高压燃油送入共轨内，然后送入喷油器，用高速电磁阀控制喷射。喷油量及喷油时刻完全由喷油器按照电控单元的指令完成，可实现预喷、主喷，二次喷射。 时间控制式的燃油喷射系统，又可以分为高压共轨，中压共轨。高压共轨的高压油是 通过高压油泵加压，然后储存在共轨内。中压共轨只是经过低压油泵加压，储存在共轨内，燃油的高压是在喷油器内建立的。 3中压共轨，共轨管内的燃油压力低，需要配合整体式喷油器对低压燃油加压。高压的机油 通过放大活塞对低压燃油进行加压。
BOSCH电控共轨系统 ● 柴油机喷油技术的发展 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。现代电控喷油技术实现的手段主要有电控泵喷嘴、电控单体泵以及电控共轨系统。 ● 电控喷油系统的介绍 泵喷嘴（UIS） 在泵喷嘴系统中喷油泵和喷油嘴组成一个单元。每个发动机气缸都在其缸盖上装有这样一个单元，它或者直接通过摇臂或者间接的由发动机凸轮轴通过推杆来驱动。
单体泵（UPS） 单体泵系统工作方式跟泵喷嘴相同，它是一种模块式结构的高压喷射系统。与泵喷嘴系统不同的是，其喷油嘴和油泵用一根较短的喷射油管连接，单体泵系统中每个气缸都设置一个PF单柱塞喷油泵，由发动机的凸轮轴驱动。 共轨系统（CRS）
在共轨式蓄压器喷射系统中，ECU通过接收各传感器的信号，借助于喷油器上的电磁阀，让柴油以正确的喷油压力在正确的喷油点喷射出正确的喷油量，保证柴油机最佳的燃烧比、雾化和最佳的点火时间，以及良好的经济性和最少的污染排放。 电控高压共轨和电控单体泵优劣势对比
共轨系统的特点 柴油机共轨式电控燃油喷射技术是一种全新的技术，因为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。它不仅能达到较高的喷射压力、实现喷射压力和喷油量的控制，而且能实现预喷射和后喷，从而优化喷油特性形状，降低柴油机噪声和大大减少废气的排放量。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，使得喷油过程的控制十分方便，并且可控参数多，益于柴油机燃烧过程的全程优化； 2.采用共轨方式供油，喷油系统压力波动小，各喷油嘴间相互影响小，
●柴油机喷油技术的发展 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。现代电控喷油技术实现的手段主要有电控泵喷嘴、电控单体泵以及电控共轨系统。 ●电控喷油系统的介绍 泵喷嘴（UIS） 在泵喷嘴系统中喷油泵和喷油嘴组成一个单元。每个发动机气缸都在其缸盖上装有这样一个单元，它或者直接通过摇臂或者间接的由发动机凸轮轴通过推杆来驱动。 单体泵（UPS）
单体泵系统工作方式跟泵喷嘴相同，它是一种模块式结构的高压喷射系统。与泵喷嘴系统不同的是，其喷油嘴和油泵用一根较短的喷射油管连接，单体泵系统中每个气缸都设置一个PF单柱塞喷油泵，由发动机的凸轮轴驱动。 共轨系统（CRS）
在共轨式蓄压器喷射系统中，ECU通过接收各传感器的信号，借助于喷油器上的电磁阀，让柴油以正确的喷油压力在正确的喷油点喷射出正确的喷油量，保证柴油机最佳的燃烧比、雾化和最佳的点火时间，以及良好的经济性和最少的污染排放。 电控高压共轨和电控单体泵优劣势对比
共轨系统的特点 柴油机共轨式电控燃油喷射技术是一种全新的技术，因为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。它不仅能达到较高的喷射压力、实现喷射压力和喷油量的控制，而且能实现预喷射和后喷，从而优化喷油特性形状，降低柴油机噪声和大大减少废气的排放量。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，使得喷油过程的控制十分方便，并且可控参数多，益于柴油机燃烧过程的全程优化； 2.采用共轨方式供油，喷油系统压力波动小，各喷油嘴间相互影响小，喷射压力控制精度较高，喷油量控制较准确； 3.高速电磁开关阀频响高，控制灵活，使得喷油系统的喷射压力可调范围大，并且能方便地实现预喷射、后喷等功能，为优化柴油机喷油规律、改善其性能和降低废气排放提供了有效手段； 4.系统结构移植方便，适应范围宽，不像其它的几种电控喷油系统，对柴油机的结构形式有专门要求；尤其是高压共轨系统，均能与目前的小型、中型及重型柴油机很好匹配。 ● BOSCH电控共轨系统介绍 1.BOSCH电控高压共轨系统构成
对电控柴油喷射系统的论述 班级机械114 学号 110611422 姓名王成坤 二○一三年12 月 1 日
１柴油机电控喷射系统的发展历史 柴油机具有效率高、经济性好、功率强大等特点，在交通运输和工程车辆领域有着广泛的应用。在可以预见的未来，柴油机在动力机械领域将继续占有重要的地位。实际上，在汽油机占主导地位的家用轿车领域，柴油机由于其节能的优势，正越来越受到汽车研究人员们的重视。然而，噪声大、NOx和颗粒物排放高等痼疾也一直困扰着柴油机的应用。前不久，欧盟正式制订了欧VI排放标准，颗粒物排放要求减半，氮氧化物排放必须降低77%，并将于2013年底实施[1]. 面对日益严苛的柴油机排放标准，研究各种排放控制技术成为内燃机工作者的重要课题。这些控制技术总体上可分为3个方面：提高燃油品质、改善燃烧过程和采用先进的排气后处理技术，其中以改善燃烧过程为最根本的措施。就国外的经验来看，采用电控高压燃油喷射系统以改善柴油机的燃烧过程是普遍的发展趋势[2 ,3 ]. 电控喷油技术是柴油机技术三大飞跃的最近一项（另外两项是机械燃油技术和增压中冷技术）[4]，也是内燃机行业20世纪的三大突破之一（另外两项是汽油直喷技术和DME待用燃料）[5]，为柴油机的喷油控制，以及噪声和排放的改善做出的巨大贡献。本文将从技术历程、技术现状及发展前景的角度简略阐述电控喷油技术。 1.1电控喷油系统的技术历程 电子技术的迅猛发展使20世纪后半叶的技术领域发生了翻天覆地的变化。汽车行业也不例外。在汽油机中采用喷油器代替化油器，导致燃油系统发生巨大改善，这一转型比较顺利，所用时间也比较短，在21世纪初就已全面完成。但在柴油机中要求高精度地控制高压燃油喷射是非常困难的，而且由于传统的机械式柴油机燃油喷射系统具有非常优越的控制性能，所以，像汽油机那样在柴油机中采用电子控制的喷射系统的发展直到20世纪90年代才到来。 虽然大规模发展较晚，柴油机电控喷射系统却迅速地经历了三代发展。如表1所示[6]。 第一代电控燃油控制很大程度上仍然是基于机械式燃油系统的，将机械式调速器和提前器换成电子控制的机构。燃油压送机构和机械式燃油系统相同。 在第一代电控燃油系统中： 喷油量的控制：根据ECU的指令由齿杆或溢油环的位置进行控制； 喷油时刻的控制：根据ECU的指令由发动机的驱动轴和凸轮轴的相位差进行控制。