柴油发动机高压共轨技术研究

浅谈柴油机电控高压共轨技术摘要:电控高压共轨技术是一种燃油喷射压力与发动机转速无关的供油系统,由高压泵、压力传感器和电子控制单元(ECU)组成的闭环系统中,将喷油压力的产生和喷射过程彼此完全分开。

关键词:柴油机共轨喷油压力控制提高柴油机动力性,实现低污染、低油耗的中心任务就是改善柴油机的燃烧过程。

也就是要保证组成燃烧过程的进气、喷油、燃烧三要素中的油、气良好混合和在不同工况下满足不同的燃烧和放热要求。

其中喷油是最重要的因素。

所谓电控高压共轨技术主要是对喷油过程进行控制,是指在高压泵、压力传感器和电子控制单元(ECU)组成的闭环系统中,将喷油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,ECU控制喷油器的喷油量,喷油量大小取决于公共供油管压力和电磁阀开启时间的长短。

一、电控高压共轨柴油机的组成1、控制系统:包含了传感器、电脑和执行器。

电脑是电控共轨燃油系统的核心部分,它根据各传感器的信息进行综合计算,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压电阀或关闭压电阀的指令,从而精确控制发动机的工作过程。

2、燃油供给系统:包含了高压供油泵、共轨和喷油器。

高压供油泵将燃油加压成高压,输入共轨内,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汽缸内。

电控共轨系统中的喷油器是一种非常精密的压电阀,它的开启和关闭由电脑控制。

二、电控高压共轨技术工作原理:燃油从油箱被电动输油泵吸出后,经油水分离器滤清后,被送入VP分配式高压油泵,这时燃油压力为0.2Mpa。

进入VP分配泵的燃油一部分通过高压油泵上的安全阀进入油泵的润滑和冷却油路,流回油箱;一部分进入VP分配式油泵,在VP分配式高压泵中,燃油被加压到135Mpa后,被输送到蓄压器。

高压柴油从蓄压器、流量限制阀往高压油管进入喷油器后,又分两路:一路直接进入燃烧室;一路在喷油期间针阀导向部分和控制套筒与柱塞缝隙泄漏的多余燃油一起流回油箱。

高压共轨柴油机轨压控制策略及参数研究
高压共轨柴油机是现代柴油机的一种重要形式，它采用了高压共轨技术，能够实现高效、环保、节能的特点。

其中，轨压控制策略及参数
的研究是高压共轨柴油机技术研究的重要方向之一。

轨压控制策略是指控制高压共轨中的燃油压力，以满足发动机不同工
况下的燃油需求。

目前，常用的轨压控制策略主要有开环控制和闭环
控制两种。

开环控制是指根据发动机的工作状态，预先设定好轨压值，然后通过
控制高压油泵的输出压力来实现轨压的控制。

这种控制策略简单、实
现成本低，但是对于发动机的工作状态变化较大的情况下，轨压控制
效果不佳。

闭环控制是指通过传感器实时监测发动机的工作状态，然后根据反馈
信号来调整高压油泵的输出压力，以实现轨压的控制。

这种控制策略
能够更加准确地控制轨压，适用于发动机工作状态变化较大的情况下。

除了轨压控制策略外，轨压控制参数也是影响高压共轨柴油机性能的
重要因素之一。

常用的轨压控制参数包括轨压上升时间、轨压下降时间、轨压稳定时间等。

这些参数的设置需要根据发动机的工作状态和
要求进行合理的调整，以实现最佳的燃油经济性和排放性能。

总之，轨压控制策略及参数的研究是高压共轨柴油机技术研究的重要
方向之一。

通过合理的轨压控制策略和参数设置，能够实现高效、环保、节能的特点，为发动机的性能提升和应用推广提供了有力的支持。

高压共轨柴油机轨压双闭环控制策略研究高压共轨柴油机是目前广泛应用于汽车和工程机械领域的一种高效、环保的动力装置。

而轨压控制是高压共轨系统中的关键技术之一，它直接影响着柴油机的燃烧效率和排放性能。

为了提高柴油机的动力性能和燃油经济性，研究人员提出了一种轨压双闭环控制策略。

轨压双闭环控制策略是指在高压共轨柴油机的轨压控制系统中，采用两个闭环控制回路来实现对轨压的精确控制。

其中一个闭环控制回路负责实时监测和调节轨压的设定值，另一个闭环控制回路负责根据实际工况动态调整轨压的控制参数。

具体而言，轨压双闭环控制策略的实施过程如下：首先，通过传感器实时采集柴油机的工作状态参数，如转速、负荷和环境温度等。

然后，根据这些参数计算得到当前工况下的轨压设定值。

接下来，将轨压设定值与实际测量值进行比较，得到轨压误差。

然后，根据误差的大小调节轨压控制器的输出信号，进而调整轨压调节阀的开度，使轨压逐渐接近设定值。

同时，根据柴油机的工作状态动态调整轨压控制器的参数，以保证轨压控制的精度和稳定性。

轨压双闭环控制策略的优点在于能够根据不同的工况实时调整轨压的控制参数，从而实现更加精准和稳定的轨压控制。

与传统的单闭环控制相比，轨压双闭环控制策略具有更高的控制精度和响应速度，能够更好地适应不同工况下的动力需求。

此外，由于轨压双闭环控制策略能够实时监测和调整轨压的设定值，因此柴油机的燃烧效率和排放性能也能够得到有效的改善。

然而，轨压双闭环控制策略也存在一些问题和挑战。

首先，由于柴油机工作状态的复杂性和多变性，轨压双闭环控制策略的参数调整和优化比较困难。

其次，由于柴油机燃烧过程的非线性和时变性，轨压双闭环控制策略的控制精度和稳定性还有进一步提高的空间。

最后，由于柴油机燃烧过程中的实时监测和调整需要大量的计算和数据处理，轨压双闭环控制策略的实施成本较高。

为了克服这些问题和挑战，研究人员正在不断探索和创新。

他们通过改进控制算法、优化控制参数，提高传感器的精度和响应速度，以及采用先进的计算和数据处理技术，来进一步提高轨压双闭环控制策略的性能和可靠性。

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。

高压共轨柴油机控制策略研究一、内容描述咱们先来聊聊高压共轨柴油机这个家伙吧，它可是个大家伙，功率大、扭矩大、噪音小，是现在很多汽车都喜欢用的发动机。

但是这么一个大家伙，可不是随便就能控制好的。

所以我们就研究了一下它的控制策略，希望能够让它跑得更顺溜、更省油。

首先我们要了解一下高压共轨柴油机的工作原理，简单来说就是通过高压油泵把高压油送到喷油嘴，然后在高温高压下喷出来，形成雾状与空气混合后点燃，产生动力。

但是这个过程中还有很多参数需要控制，比如喷油时间、喷油量、气缸进气量等等。

这些参数如果控制不好，就会导致发动机燃烧不充分、动力不足、油耗增加等问题。

为了解决这些问题，我们就研究出了一套高压共轨柴油机的控制策略。

这套策略主要包括两个方面：一是传感器采集数据，二是控制器根据数据进行调整。

具体来说就是通过安装在发动机各个部位的传感器，实时采集发动机的工作状态、温度、压力等参数；然后，通过控制器对这些参数进行分析和处理，判断是否需要进行调整；再通过执行器把调整后的信号传递给发动机各个部件，实现对发动机的精确控制。

A. 研究背景和意义然而随着科技的发展和市场需求的提高，高压共轨柴油机的技术要求也在不断提高。

如何实现对高压共轨柴油机的高效、稳定、安全控制，成为了业界亟待解决的问题。

因此本文的研究背景和意义就显得尤为重要了。

首先通过对高压共轨柴油机控制策略的研究，我们可以提高其燃烧效率，降低油耗从而降低使用成本，为企业创造更大的经济效益。

同时这也有助于减少环境污染，保护生态环境，实现可持续发展。

其次研究高压共轨柴油机控制策略，可以提高其运行稳定性和安全性。

这对于保障工程机械、交通运输等领域的正常运行至关重要。

此外研究成果还可以为相关领域的技术研发提供借鉴和参考，推动整个行业的技术进步。

本文的研究背景和意义还体现在培养科研人才方面，通过开展高压共轨柴油机控制策略研究，可以培养一批具备专业技能和创新能力的科研人才，为我国的科技创新和产业发展做出贡献。

TDI高压共轨直喷柴油发动机详解(组图)2008-3-12 14:57柴油和汽油都是石油的提取物，而且都用于车用内燃机，但是它们之间却有着巨大的特性差异。

汽油是一种非常易燃的油品，一个小小的火星就可以将一大桶汽油引燃。

而柴油则不行，甚至用明火去点，在没有引火物的情况下，柴油自身并不会被引燃。

这就是二者发火性之间的差异。

也是基于柴油的这种发火特性，使得柴油在抗爆性方面比汽油有着很大的优势。

如果注意过柴油发动机和汽油发动机压缩比的人应该有印象，通常柴油发动机的压缩比要比汽油发动机的高一倍以上，就是得益于柴油的抗爆性好。

高压缩比的好处显而易见，它可以让燃烧更为充分。

汽油发动机的进步其中有一项就是压缩比的逐步提高，这也使得汽油的抗爆性越来越高，98号汽油的高昂价格已经说明高抗爆性汽油的成本之高。

即便如此，普通燃烧方式的汽油发动机有11以上的压缩比就很不错了，而柴油发动机的这个数字常常能够超过20。

这无疑有利于充分燃烧，柴油发动机普遍比汽油发动机更省油的主要原因也在于此。

柴油的燃烧速度比汽油慢得多，这使得柴油混合气点燃的速度要慢于汽油混合气，.常规的柴油发动机响应慢，也是因为柴油的这个特性导致的。

另外柴油的挥发性也要比汽油慢，因此它不能像汽油发动机那样通过进气负压来吸进混合气，而是需要通过高压油泵来将雾化的柴油压人汽缸内，才能与空气充分混合。

所有以上这些柴油与汽油的特性差异，导致柴油发动机的整体设计与汽油发动机完全不一样，它们的性能特点也有着很大的区别。

传统的柴油发动机扭矩很大，可靠性也非常高，但功率小、响应差、低温点火困难、污染严重等等，而且其震动噪音大，因此常常只能被一些载货汽车采用，少数硬派越野车也会采用这种柴油发动机，但对于注重舒适的轿车或者公路SUV而言，在过去是很少有柴油发动机版本的。

传统柴油机给人这种印象是因为技术特性决定的。

如前面所说，柴油的挥发性差，不能通过进气负压被动吸人汽缸，因此柴油发动机必须靠油泵将燃油泵入汽缸内。

高压共轨技术定义工作原理及流程工作原理工作流程与传统喷射系统对比燃油压力控制喷油器设计燃油经济性提高燃油经济性精确控制喷油量高压共轨技术可以精确控制每个喷油器的喷油量，确保燃油的完全燃烧，从而提高燃油经济性。

优化喷油正时通过高压共轨系统，可以实现对喷油正时的精确控制，使燃油在最佳时机喷入气缸，进一步提高燃烧效率。

降低燃油消耗由于燃油的完全燃烧和优化的喷油正时，发动机的燃油消耗得以降低，为用户节省燃油成本。

降低尾气排放污染减少氮氧化物排放降低颗粒物排放通过精确控制喷油量和喷油正时，高压共轨技术可以降低燃烧室内的温度和压力，从而减少氮氧化物的生成和排放。

符合环保法规要求1 2 3提高燃油喷射压力优化燃烧过程扩大发动机适用范围增强动力性能表现减少零部件数量降低维护成本提高可靠性030201简化发动机结构国内外主流厂商及产品介绍国内厂商国外厂商不同类型电喷柴油发动机特点比较机械式电喷柴油发动机01液压式电喷柴油发动机02高压共轨式电喷柴油发动机03市场需求及发展趋势预测市场需求发展趋势未来电喷柴油发动机将向更高压力、更精确控制、更低排放的方向发展，同时智能化、电动化等新技术也将逐步应用于电喷柴油发动机领域。

高压油泵结构与工作原理高压油泵结构工作原理喷油器设计及优化方向喷油器结构优化方向共轨管路布局和连接方式选择共轨管路布局共轨管路是高压共轨系统的重要组成部分，其布局应合理，以减少压力损失和振动噪音。

一般采用直线或曲线布局，并设置必要的支撑和固定装置。

连接方式选择共轨管路的连接方式主要有焊接、卡套连接和法兰连接等。

焊接连接具有较高的强度和密封性，但维修不便；卡套连接易于安装和拆卸，但密封性相对较差；法兰连接具有较好的密封性和可维修性，但成本较高。

根据实际需求选择合适的连接方式。

燃油喷射正时和喷油量控制方法基于曲轴位置和凸轮轴位置传感器的信号，精确计算发动机转速和相位，从而确定燃油喷射正时。

通过电子控制单元（ECU）接收来自各种传感器的信号，如进气温度、进气压力、冷却水温度等，实时计算最佳喷油量。

高压共轨技术结合HC-SCR控制柴油机NOx排放的研究摘要本文介绍并分析了实现国IV标准的欧美技术，结合国内具体情况，提出了高压共轨技术结合HC-SCR技术处理汽车尾气的技术设想，并做了简要分析。

关键词柴油车；NOx；高压共轨；HC-SCR1 背景介绍柴油发动机具有高效率、大功率、适应性好、功率范围大等优点，因此在生产和生活中的应用非常广泛。

随着社会的发展，私家车变得日益普及，柴油机凭借其一系列优势，作为汽车发动机的应用也越来越多。

然而，柴油机尾气却一直是制约其发展的瓶颈，尤其是尾气中的NOx，不仅是大气污染的主要气体之一，对人体的危害也很大。

由于柴油机尾气的危害，世界各国都针对柴油机尾气排放制定了相应的标准，目前，美国、日本和欧洲均已形成了严格的汽车排放标准体系，我国也制定了相应的汽车尾气排放标准（见表1）。

越来越严格的排放标准将对柴油机尾气处理技术提出更高的要求，柴油机尾气处理技术的发展将直接制约国产柴油机的发展。

欧美已有较为成熟的汽车尾气处理技术，但在国内的应用受到诸多限制，因此，研究符合国V标准要求的NOx 处理技术具有现实意义。

2 国外相关技术分析欧美国家对汽车排放控制起步早，相关技术较国内成熟。

已形成以欧洲为代表的欧洲技术和以美国为代表的美国技术。

2.1 欧洲技术欧洲技术是采用高压共轨技术结合选择性催化还原技术（SCR）的处理系统。

高压共轨技术是指在由高压油泵、压力传感器和ECU 组成的闭环系统中，将柴油喷射压力的产生和柴油喷射过程彼此完全分开的一种供油方式。

高压共轨技术能够实现对喷油量和喷油正时的精准控制，从而优化燃烧，减少NOx的生成。

同时在汽车上安装尾气处理装置，利用SCR技术对汽车尾气进行后处理，以减少排放到空气中的NOx的量[2]。

2.2 美国技术美国技术是采用废弃再循环技术（EGR）+微粒捕捉技术（DPF）。

废气再循环就是将柴油机排出的一部分废气再吸入柴油机的气缸参与燃烧的过程。

怠速工况是柴油机最重要的运行工况之一,此工况性能对柴油机各项性能指标(如燃油经济性、排放性能、操纵性和舒适性等)都有很大影响。

柴油机的燃油消耗有相当大的比例消耗在怠速工况[1]。

据统计,汽车柴油发动机大约有30%的燃油消耗在怠速工况下,同时有1/3的排放量来自怠速工况。

怠速转速低,HC、CO 等污染物的排放明显增多;转速高则燃油消耗量大,噪声大等。

柴油机怠速工况如果控制不好,会存在许多问题,如怠速游车、发动机转速飞升、车辆喘振等。

因此改善柴油机怠速性能是柴油机控制系统的一项重要功能。

对于装有高压共轨柴油发动机的汽车来说,柴油机的高压共轨控制系统是整车电气的最关键部分,其核心是高压共轨控制系统的电子控制单元,电子控制单元性能的好坏直接关系到整车电气和整车的性能。

柴油机的控制器在硬件和软件已经做好的情况下,为了使高压共轨系统匹配不同的柴油机,不同的整车系统(如汽车空调、电子风扇、仪表、发电机等),控制器的软件控制参数需要重新修改。

这种修改控制器中的控制参数以使柴油机与整车工作在最佳状态就叫做参数标定。

装有高压共轨柴油发动机的汽车,整车控制参数标定包括:驾驶性标定、排放标定、三高试验标定、怠速控制标定、主动减震标定等。

对于一款车型新配带有高压共轨系统的柴油发动机来说,其控制器里面的参数是默认值,几乎是空白,需要重新修改设置。

对于整车怠速控制模块,如果不重新标定控制器里的参数,就会使发动机的怠速转速不稳,转速波动大,有时候转速波动会达到正负100r /min,尤其是有开关空调、制动、换档等负载扰动的情况下,转速波动会更大。

怠速控制标定就是综合考虑负载(如空调、发电机、制动等)干扰,发动机和车辆工作状况及性能要求,修改控制器中关于怠速控制的参数,使柴油机与整车性能最佳。

怠速控制标定需要考虑各种工况、负载,需要进行大量的修改参数试验,使整车性能最佳,其试验过程较复杂,因此有必要探索一套标定试验方法,使怠速控制标定快捷有效。

电控高压共轨柴油发动机原理及特点前百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。