万方数据２００１年第３期内燃机工程
磁阀的打开时间和开启时刻决定的，与高压泵无
关。控制量孔（节流孔）的作用是抑制初始喷射，改
善喷油速率。
本系统就是在这一原理指导下展开设计的。
在这一过程中须完成的基本控制内容有：（１）高速电磁阀的打开和关闭时刻——决定喷
油时刻和喷油量。（２）气缸辨识——决定喷油次序。
（３）调压阀控制——决定喷射压力。
（４）喷油规律控制，包括预喷量及预喷时刻控
制等。由于高压共轨电控燃油喷射系统是一个严格
时间控制系统，必须精确控制喷油器电磁阔的工作过程以实现灵活的喷油规律控制——这是高压共
轨控制的核心也是难点之一。
图Ｉ高压共轨喷油系统原理田
在进行高压共轨电控喷油系统开发过程中一
方面要完成高速电磁阀及其驱动模块设计，另一方
面，也要有完善的开发环境以监测和评价这一瞬态
傲观过程。目前国内研究的方案基本是采用Ｐｃ机
同时完成控制和采集分析过程¨。Ｊ，这一方法距实
用化程度较远．从Ｐｃ机控制系统转移到以单片机
为核心的电控单元（Ｅｃｕ）时也存在着诸多变化因
素，而且ＥＣＵ设计完成后更需要强有力的手段进行
分析和优化，这些因素使得进行独立于ＥＣｕ的“电
控发动机开发环境”设计与Ｅｃｕ的开发同等重要。
作者设计ｒ基于ＣＡＮ现场总线的电控发动机开发
环境，在整个系统中Ｅｃｕ和其他测控单元相对独
立．通过强大的总线通信机制和统～的通信坍议完
成信息共享（数据速率达５００ｋｂｐｓ）。其应用系统如
图２所示。控
罔２电控发动机开发环境应用系统实例
图中：
测试单元ｌ：含有多路模拟量的输入，采用
ＤＭＡ技术使采样速率在１００ｋＨｚ以上，主要完成对
Ｅｃｕ控制过程的微观监测，包括：输出控制波形、高
速电磁阀的电流响应，喷油规律监测以及喷油过程
中共轨压力波动等，该模块在油泵试验台上进行喷
油规律分析和辅助进行高速电磁阀及其驱动电路
设计时尤为有效。测试单元２：含有多路模拟量和数字量输入，主
要完成对发动机工作过程的监测，可以对发动机的
各类瞬态试验作出评价。尤其是发动机循环内转
第２９卷第５期 哈 尔 滨 工 程 大 学 学 报 Ｖｏｌ．２９№．５２００８年５月 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨａｒｂｉｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｍａｙ２００８
柴油机高压共轨式燃油喷射系统的仿真研究
李晓波，史镜海（哈尔滨工程大学动力与能源工程学院，黑龙江哈尔滨１５０００１）摘 要：为了能在无实验条件下方便地研究高压共轨燃油喷射系统的工作规律，借鉴了电控共轨燃油系统的结构和原理．在建立了共轨系统整体物理模型的基础上，利用计算机软件ＨＹＤＳＩＭ对某型实验台架上的高压共轨燃油系统进行了仿真，将利用仿真模型计算出来的喷油量ＭＡＰ图、轨压波动等数据与实测的数据进行了对比．验证数据点的误差和曲线整体走向来判定仿真所得ＭＡＰ图的准确度．将起喷阶段３个轨压设定下的轨压波动曲线图进行对比分析，考察其波动幅度及相位的变化，分析了误差产生原因．验证发现，仿真模型准确可靠，可用于共轨系统的模拟研究．关键词：柴油机；高压共轨；电控；燃油喷射中图分类号：ＴＫ４１３．８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６－７０４３（２００８）０５－０４６５－０５Ｓｉｍｕｌａｔｉｎｇｔｈｅｈｉｇｈ－ｐｒｅｓｓｕｒｅｃｏｍｍｏｎ－ｒａｉｌｆｕｅｌｉｎｊｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｏｆｄｉｅｓｅｌｅｎｇｉｎｅｓＬＩＸｉａｏ－ｂｏ，ＳＨＩＪｉｎｇ－ｈａｉ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＰｏｗｅｒａｎｄＥｎｅｒｇｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨａｒｂｉｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５０００１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅｓｅａｒｃｈｔｈｅｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅｃｏｍｍｏｎｒａｉｌｆｕｅｌｉｎｊｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ＇ｓｗｏｒｋｒｅｇｕｌａｒｐａｔｔｅｒｎｗｉｔｈｏｕｔｅｘ－ｐｅｒｉｍｅｎｔ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｉｕｍｏｆｔｈｅｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅｃｏｍｍｏｎｒａｉｌｆｕｅｌｉｎｊｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ，ａｐｈｙｓｉｃａｌｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｐｈｙｓｉｃａｌｍｏｄｅｌ，ａｓｙｓｔｅｍｗｈｉｃｈｗａｓｕｓｅｄｏｎａｎｅｘ－ｐｅｒｉｍｅｎｔｔａｂｌｅｗａｓｅｍｕｌａｔｅｄｂｙｕｓｉｎｇＨＹＤＳＩＭｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｂｙｃｏｍｐａｒｉｎｇｔｈｅｅｍｕｌａｔｅｄｒｅｓｕｌｔｓｓｕｃｈａｓｔｈｅｉｎｊｅｃｔｉｏｎｑｕａｎｔｉｔｙａｎｄｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｉｎｔｈｅｒａｉｌｗｉｔｈｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｗｈｉｃｈｗａｓｇｏｔｔｅｎｉｎｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，ｔｈｅｒｅａｓｏｎｓｗｈｉｃｈｈａｄｃａｕｓｅｄｅｒｒｏｒｗｅｒｅｆｏｕｎｄ．Ｔｈｒｏｕｇｈｃｅｒｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｔｈｅｅｍｕｌａｔｅｄｍｏｄｅｌｗａｓｐｒｏｖｅｄｔｏｂｅａｃｃｕｒａｔｅａｎｄｒｅｌｉａｂｌｅ．Ｉｔｃａｎｂｅｕｓｅｄｉｎｔｈｅｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅｃｏｍｍｏｎｒａｉｌｆｕｅｌｉｎｊｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ＇ｓｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｔｕｄｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｉｅｓｅｌｅｎｇｉｎｅ；ｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅｃｏｍｍｏｎｒａｉｌ；ｅｌｅｃｔｒｉｃｃｏｎｔｒｏｌ；ｆｕｅｌｉｎｊｅｃｔｉｏｎ
柴油机高压共轨电控喷射系统
一、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接喷注入气缸，在压缩空气中被压燃作功。这个区别造成了柴油机在燃料供给系统的结构有其自己的特点。
柴油机的燃料喷射系统是由喷油泵、喷油器、高压油管及一些附属辅助件组成。柴油机燃料输送的简单过程是：输油泵将柴油送到滤清器，过滤后进入喷油泵（为了保证充足的燃料并保持一定的压力，要求输油泵的供油量比喷油泵的需要量要大得多，多余的柴油就经低压管回到油箱，其它部分柴油被喷油泵压缩至高压）经过高压油管进入喷油器直接喷入气缸燃烧室中压燃。（示意图是柴油机燃料供给系统，4是高压输油管、1、2、3是低压输油管、5、6、7、8是回油管）。
二、高压共轨电控柴油喷射系统
现代先进的汽车柴油机一般采用电控喷射、共轨、涡轮增压中冷等技术，在重量、噪音、烟度等方面已取得重大突破，达到了汽油机的水平，而且相比汽油机更环保。目前国外轻型汽车用柴油机日益普遍，奔驰、大众、宝马、雷诺、沃尔沃等欧洲名牌车都有采用柴油发动机的车型。
在电控喷射方面柴油机与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，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的大小，而柴油机喷油控制是由发动机的转速和加速踏板位置（油门拉杆位置）来决定的。因此，基本工作原理是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，再与来自控制套位置传感器的信号进行反馈修正，确定最佳喷油量的。
电控柴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、温度、压力等传感器，将实时检测的参数同步输入计算机，与巳储存的参数值进行比较，经过处理计算按照最佳值对喷油泵、废气再循环阀、预热塞等执行机构进行控制，驱动喷油系统，使柴油机运作状态达到最佳。这类电控系统可分为：蓄压式电控燃油喷射系统、液力增压式电控燃油喷射系统和高压共轨式电控燃油喷射系统。以下就介绍一下高压共轨电控柴油喷射系统：
文章编号:1000-0925(2001)03-044-04220052
柴油机高压共轨燃油喷射———电控系统开发研究
周文华
(浙江大学,杭州310027)
ResearchonElectronicallyControlledHighPressureCommon
RailFuelInjectionSystemforDieselEngines
ZhouWenhua
(ZhejiangUniversity,Hangzhou310027)
Abstract Theworkingprincipalandrealizingplanofanelectronicallycontrolledhigh-pressurecommonrail
fuelinjectionsystemhasbeenintroduced.Thispapersetsupafieldbusbasedondistributedenvironmentfordeveloping
electronicallycontrolleddieselengine,exploitsadrivingmoduleforhigh-speedelectromagneticvalves,andproposesthe
all-arounddesignforECU’shardwareandsoftware.Thisworkwillprepareforthenextexperimentonanenginetest
rig.
摘要 描述了柴油机高压共轨电控喷油系统的工作原理和实施方案,并展开了对该系统
全面的研究。完成了基于现场总线的分布式电控柴油机开发环境设计、高速电磁阀驱动模块
的开发和电控单元硬软件系统的整体设计等,为进一步的发动机台架试验作好了充分准备。
关键词:共轨;电控单元;柴油机
KeyWords:CommonRail;ECU;DieselEngine
中图分类号:TK423.8:TP27315 文献标识码:A
