BOSCH 中国市场柴油机高压共轨系统介绍 刘金磊

柴油车高压共轨详细讲解什么是高压共轨？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。

高压共轨有什么用？高压油泵提将燃油输送到公共供油管，通过控制喷油器将燃油直接喷射到缸内。

高压共轨将喷射过程和油压产生完全分开，使供油压力不会受到发动机转速的影响。

优点：1. 高压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。

2. 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。

3. 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NOx，又能保证优良的动力性和经济性。

4. 由电磁阀控制喷油，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。

代表车型：1999年年底诞生了装配着3缸共轨柴油发动机的Smart，它的排量只有799mL，最大功率30kW，在1800～2800rpm时输出最大扭矩100Nm。

奔驰推出的E320上安装了第二代共轨发动机，最大功率150kW/1000rpm时输出扭矩250Nm，在1400rpm时即可得到峰值扭矩的85%，在1800～2600rpm的广阔区域内实现500Nm的峰值扭矩。

0～100km/h的加速时间只有7.7秒，最高车速243km/h。

综合油耗是6.9L/100km，80L的油箱使续航能力达到了1000km。

高压共轨工作原理介绍高压共轨系统是一种现代柴油发动机燃油喷射系统，它采用了一种高压油泵将燃油送往一个共轨（称为油轨）上，再通过电控单元对喷油嘴进行精确控制，实现燃油喷射。

高压共轨系统具有高效、节能、环保等特点，是现代柴油发动机的主流燃油喷射系统。

高压共轨系统由几个关键部件组成，包括高压油泵、共轨、喷油嘴等。

设备的工作原理如下：高压油泵：高压油泵是高压共轨系统的核心部件，主要用于将柴油从油箱抽送到油轨中。

高压油泵内部有一个可变泵量调节装置，通过控制这个装置，可以实现对油泵的流量和压力进行调节。

高压油泵将燃油推送到油轨上，使油轨内的压力保持在一个高压水平。

共轨：共轨是一个高压油管，位于柴油发动机的缸体上方。

它连接着高压油泵和喷油嘴，起到燃油储存和传输的作用。

共轨内部的压力由高压油泵提供，可以实现非常高的压力水平。

燃油进入共轨后，会被保持在高压状态，等待喷油嘴的控制信号。

喷油嘴：喷油嘴位于发动机缸体上方，负责将高压能量释放出来，将燃油喷射到气缸中。

喷油嘴的喷油量和喷油时间由电控单元精确控制，可以根据发动机负载和转速的变化来进行调节。

当接收到控制信号时，喷油嘴会打开，将压力释放出来，喷射燃油。

电控单元：电控单元是高压共轨系统的控制中心，负责接收车速、转速等传感器的信号，并根据这些信号控制喷油嘴的喷油时间和喷油量。

通过精确控制燃油喷射的时间和量，电控单元可以实现对发动机的燃油喷射过程进行精确调节，以获得最佳的燃烧效果。

高压共轨系统的工作原理是基于电控技术和高压燃油的高效利用。

它能够实现对燃油喷射过程的高精度控制，提高发动机的燃烧效率，减少能源消耗和废气排放。

高压共轨系统还具有响应速度快、噪音低、可靠性高等优点，成为现代柴油发动机的首选燃油喷射系统。

柴油机高压共轨燃油喷射系统现状与发展趋势刘斌彬,李国岫,郑亚银(北京交通大学,北京100044)摘要:介绍柴油机电控高压共轨喷射系统的原理和结构,对当今国外典型的高压共轨喷射系统进行介绍和分析,总结各种系统的最新进展,最后提出未来的研究目标和发展趋势。

关键词:柴油机;高压共轨;喷射系统中图分类号:TK 428.8 文献标识码:A 文章编号:1000-6494(2006)02-0001-03Existing Status and Trend of H igh -pressure Common -railI njecting System in Diesel E nginesLI U Bin -bin ,LI G uo -xiu ,ZHE NG Y a -yin (Beijing jiaotong University ,Beijing 100044,China )Abstract :This paper introduces and analyzes the principle and structure of typical foreign electric -control high -pressure com 2m on -rail injecting systems and summarizes the latest development of each mentioned systems.I t puts forward future research tar 2gets and trend in the end.K ey w ords :diesel engine ;high -pressure comm on -rail ;injection system 作者简介:刘斌彬(1982-),男,汉,研究生,主要研究方向为柴油机电控系统的研究与开发。

收稿日期:2005-09-28 为了节省能源、降低排放,柴油机电子控制燃油喷射技术已经取得了巨大的进步,而共轨喷射技术的应用,实现了柴油机发展史上的一大飞跃。

共轨系统的基本介绍柴油机实行高压柴油电子控制的目的，是为了改善柴油机的燃油经济性和排放污染，同时，其在动力性、油耗以及驾驶性等方面相比传统机械系统也具有明显的优势：1) 与同功率的汽油车相比，柴油车燃油消耗约节省25%~30%；2) 动力性强，主要表现在扭矩大，低速状态下加速快，拖拽性能佳等优势；3) 可实现喷油的精确控制，具有多次喷射能力；4) 较好的烟度控制能力与排放潜力；5) 电控单元的精确控制，使得柴油细化，燃烧完善，有效抑制颗粒物与NOx生成；6) CO2排放量比汽油车降低30%左右，HC的排放量也明显降低。

在电控单体泵、电控泵喷嘴、共轨系统这些柴油电子控制方案当中，以高压共轨燃油喷射系统最被广大主机厂所推崇，究其原因无外乎从机械控制式向电子控制式转变的方便度。

共轨系统最大限度地降低了各老机型对升级进行机械更改的要求。

目前在中国市场上的共轨系统提供商主要是国际巨头，包括市场份额接近70%的德国博世BOSCH、日本的电装DENSO、美国的德尔福DELPHI、仅自供的卡特皮勒CATERPILLAR等。

本土企业当中虽也有聚力进行共轨系统研发与生产的，包括新风、北油、龙泵、无锡油泵油嘴研究所等，但目前的技术成熟度与生产成熟度均未成气候，路漫漫其修远兮，仍须上下大力求索！一、共轨系统主要组成整个高压共轨系统可被分为电控系统与液力系统两大部分。

液力系统包括燃油箱、燃油滤清器、高压油泵、高压油轨与喷油器；电控系统则包括电控单元、传感器与执行器这三类。

二、共轨系统工作原理1、通过油门踏板，传感器得到驾驶员的要求，将信号传送给电子控制单元，电子控制单元根据车辆工况（环境、进气量、转速、负荷等），对轨压、进气量以及喷油进行精确运算，从而控制执行器输出，实现驾驶员的要求。

2、燃油从油箱被吸出后，经油水分离器与滤清器后被送入高压油泵，高压油泵将柴油输送到高压油轨中，高压油轨上有一压力传感器用来监控轨压。

在整套高压共轨电控系统中，各类传感器及时检测出发动机的实际运行状态，由电子控制单元根据预置的程序进行运算后，确定适合于该工况下的最佳喷油量、喷油时刻、喷油速率等。

一电控发动机概述{以博时技术为例}常用电控发动机包括:汽油发动机和柴油发动机，目前市场上有少量的燃气发动机和双燃料发动机，双燃料发动机及燃气发动机均是由汽油机或柴油机改制而成的。

柴油发动机的燃烧过程的好坏，本质上取决于燃油喷射到燃烧室的方式。

最重要的指标是喷油正时、喷射持续时间、燃油雾化程度、燃烧室内的燃油分布、点火正时{即相对曲轴旋转的燃油喷射提前量}，以及相对发动机负荷的变化及时调整单次喷射总量。

空气与燃油混合物的组成的混合气形成条件，对发动机油耗特性、扭矩、废气成分、噪声有根本性的影响，电控柴油机混合气形成的质量与效果主要取决于燃油喷射系统。

电控柴油机出现的较多的复杂问题是电控方面的问题，一旦出现状况你无从着手。

一般来说电控柴油发动机本体比传统柴油机的可靠性更好，维修也简单。

但是因为喷射系统电路比较脆弱，另外电喷柴油机对油品要求较高，电控喷油器比较娇气，显得电控柴油机出现问题比较复杂。

电控柴油机出现的问题主要有以下几方面：1、冒黑烟；2、加速不良；3、怠速抖动；4、起动困难；5、耸车；6、油耗高；7、泵内异响；8、冒灰白烟；9、起动不着车；10、怠速高；11、气门响；12、烧机油；13、油泵漏油；14、发动机噪音大；15、偶尔熄火。

柴油机喷油量和曲轴转速是决定发动机功率输出的主要工作参数。

共轨燃油喷射的先进之处在于它的压力累积系统，它能够在很大X围内改变喷射压力和喷射时刻，这是通过将燃油喷射压力和燃油喷射持续时间两个功能分离而变现的。

对电控发动机的几点说明1、国III发动机的一些零部件在外观上与欧II发动机相同或相似，如喷油器、高压油管、柴油滤清器等，严禁用其它型号的零部件替换。

2、保持国III发动机燃油系统的清洁非常重要，否则会导致燃油喷射泵柱塞及喷油器磨损。

3、对于维修来说，电控系统零件我们没办法进行拆修，只能更换。

4、丰富的国II柴油机维修知识和经验对国III柴油机的维修非常重要，国III柴油机的工作原理和国II柴油机差不多，只是国III柴油机用电控技术来控制供油，并非想象中的那么神秘。

第二节柴油机电控共轨技术1.柴油机电控共轨系统简介图8-44所示为Bosch公司生产的第一代高压电控共轨燃油系统。

图8-4博世第一代高压电控共轨燃油系统该系统的主要特点:共轨压力135mpa2.可以实现预注射；3.可以实现闭环控制；4、可用于3-8缸汽车柴油机；5.排放可达到欧3排放标准。

图8-45所示为日本电装公司开发的高压电控共轨系统，适用于汽车柴油机。

第一代电控共轨系统基本采用高速电磁阀作为执行机构，限制了系统的最高油压和效率。

为了解决这个问题，许多公司正在开发采用压电晶体的电控共轨燃油系统。

图8-46是ECD-U2共轨系统在汽车上的实际布局。

电子控制共轨系统的特点可以总结如下:(1)自由调节喷油压力(共轨压力):共轨压力传感器用于测量共轨的燃油压力，从而调节供油泵的供油量。

(2)喷油量自由调节:根据发动机转速和节气门开度信息，由计算机计算出最佳喷油量，通过控制喷油器电磁阀通电和断电的时间，直接控制喷油参数。

(3)喷油率形状自由调整:根据发动机应用的需要，设定和控制喷油率形状:预喷射、后喷射、多级喷射等。

(4)自由调节喷射时间:根据发动机转速和负荷等参数，计算出最佳喷射时间，控制电控喷油器在合适的时间开启和关闭，从而精确控制喷射时间。

在电控共轨系统中，各种传感器，如发动机转速传感器、节气门开度传感器、温度传感器等。

，实时检测发动机的实际运行状态。

ECU根据预先设计的计算程序进行计算后，确定适合运行状态的喷油量、喷油时间、喷油率等参数，使发动机始终工作在最佳状态。

德国博世公司和日本电装公司的研究结果表明，在直喷式柴油机中，电控共轨燃油系统与发动机的匹配比普通凸轮驱动的泵喷嘴系统更方便、更灵活。

它的突出优点可以概括如下:(1)应用领域广(对于轿车和轻型卡车，每缸功率可达30kW，对于重型卡车和机车、船舶用柴油机，每缸功率可达200kW左右)。

(2)更高的注射压力，目前可达到140 MPa，计划在不久的将来达到180Mpa。

柴油机BOSCH高压共轨喷射系统的维修摘要：针对国内普遍采用的柴油机BOSCH高压共轨喷射系统，从轨压建立、喷油正时和喷油量三方面，采用过程分析方法，重点论述了BOSCH共轨系统与维修密切相关的控制策略，依据其控制过程和策略，整理提出BOSCH共轨系统故障的维修思路和检测方法。

关键词：柴油机、BOSCH、高压共轨、维修、检测Abstract：Commonly used for domestic BOSCH Common Rail Diesel injection system, the establishment from the rail pressure, injection timing and fuel injection quantity in three areas, the use of analysis methods, with emphasis on maintenance of BOSCH Common Rail system and is closely related to the control strategy, based on The control process and strategy, finishing BOSCH Common Rail proposed ideas and the maintenance of system failure detection method.Key Words:diesel engine; BOSCH; common rail; repair; maintenance自国Ⅲ柴油机电控化以来，BOSCH高压共轨喷射系统（以下简称BOSCH共轨系统）得到了广泛应用。

装用BOSCH共轨系统的柴油机，较其他电控单体泵，泵喷嘴系统，结构简单，零件数目少，喷射压力高，工作稳定，且具备再次技术升级的可能，是未来柴油机技术发展的主要方向。

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。

BOSCH高压共轨系统燃油计量阀与溢流阀故障排查、拆检指导规范展开全文燃油计量阀与溢流阀故障排查、拆检指导规范一、适用范围适用于配套BOSCH高压共轨燃油喷射系统的玉柴国3、国4系列电控柴油机。

二、工作原理介绍燃油计量阀和溢流阀是博世共轨高压油泵中故障率比较高的两个关键部件，其结构原理如下图所示。

大部分情况下，通过精确定位故障部位和故障类型，单独拆检、清洗或者更换燃油计量阀和溢流阀部件可以避免不必要的整泵更换。

图1 燃油计量阀和溢流阀的结构原理示意图燃油计量阀是一个比例电磁阀，一般安装在高压油泵的进油位置，由ECU输出的PWM信号控制；ECU通过改变PWM信号的占空比来控制燃油计量阀的开度，来控制进入柱塞的燃油量，从而控制共轨管压力。

玉柴博世共轨电控柴油机中不同的机型，依据所应用的高压油泵型号以及具体控制策略的不同，其采用的燃油计量阀结构、特性、安装位置及电气接口形式略有不同，在维修更换时一定要注意区别，特别是根据缺省状态（断电情况下）特性的不同，燃油计量阀分为常开型和常闭型两种类型。

在实际应用中可以根据共轨管上是否存在泄压阀来进行判断：一般商用车平台发动机共轨管都有泄压阀，其燃油计量阀为常开型；乘用车平台发动机共轨管没有泄压阀，其燃油计量阀为常闭型。

对于常开型燃油计量阀，其默认工作状态为常开，不通电状态下流量最大，电流特性如下图所示（常闭型电流特性正好相反）：图 2 常开型燃油计量阀电流特性示意图溢流阀是一个多级机械阀，用于调节输油泵出油压力，对于保证油泵的润滑和回油正常至关重要。

当燃油计量阀进口油压过高时（一般为0.1MPa），溢流阀将打开回油口，使燃油重新回到输入泵入口或者燃油箱。

三、常见故障模式与故障分析不同的机型，依据所应用的燃油计量阀类型以及具体控制策略的不同，其故障现象与故障码定义会略有不同，但基本排查思路是一致的。

下述表格以EDC7系统常开型燃油计量阀为例，对燃油计量阀的常见故障模式进行了汇总分析：燃油计量阀的常见故障模式序号故障模式故障现象故障机理分析1 燃油计量阀线路开路或者短路（与ECU的连接线路故障）1、亮故障灯2、产生相应的故障码：P0251（燃油计量阀驱动故障- 开路）、P0254（燃油计量阀驱动故障-对电源短路）、P0253（燃油计量阀驱动故障-对地短路）、P160E（主继电器1驱动线路故障-对电源短路）或者P160F（主继电器1驱动线路故障-对地短路）；3、控制器加大高压油泵的供油量；4、燃油压力超高，泄压阀冲开；5、诊断仪显示轨压为700-760Bar；6、发动机限转速，限速范围内油1、燃油计量阀与ECU之间的线路连接有两根：电源线和信号线；2、电源线和信号线开路、信号线对电源短路以及信号信号线对地短路分别对应故障码P0251、P0254和P0253。