优选高压共轨柴油机电控喷油器

高压共轨高压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。

共轨系统将燃油压力产生和燃油喷射分离开来，如果把单体泵柴油喷射技术比做柴油技术的革命的话，那共轨就可以称作反叛了，因为它背离了传统的柴油系统而近似于顺序汽油喷射系统。

共轨系统开辟了降低柴油发动机排放和噪音的新途径。

欧洲可以说是柴油车的天堂，在德国柴油轿车占了39%。

柴油轿车已有了近70年的历史，而最近10年可以说柴油发动机有了突飞猛进的发展。

在1997年，博世与奔驰公司联合开发了共轨柴油喷射系统。

今天在欧洲，众多品牌的轿车都配有共轨柴油发动机，如标致公司就有HDI共轨柴油发动机，菲亚特公司的JTD发动机，而德尔福则开发了Multec DCR柴油共轨系统。

共轨系统与之前以凸轮轴驱动的柴油喷射系统不同，共轨式柴油喷射系统将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开。

电磁阀控制的喷油器替代了传统的机械式喷油器，燃油轨中的燃油压力由一个径向柱塞式高压泵产生，压力大小与发动机的转速无关，可在一定范围内自由设定。

共轨中的燃油压力由一个电磁压力调节阀控制，根据发动机的工作需要进行连续压力调节。

电控单元作用于喷油器电磁阀上的脉冲信号控制燃油的喷射过程。

喷油量的大小取决于燃油轨中的油压和电磁阀开启时间的长短，及喷油嘴液体流动特性。

燃油喷射压力是柴油发动机的重要指标，因为它联系着发动机的动力、油耗、排放等。

目前，共轨柴油喷射系统已将燃油喷射压力提高到1800巴。

低压油泵将柴油从油箱中吸出，经过过滤提供给高压油泵，在低压泵内有一电磁阀控制燃油到达高压泵室，燃油进入管形蓄压器—燃油轨道。

诊断仪显示轨
压偏小。
1.检查高压油
泵是否能够提 供足够的油轨
压力； 2.检查燃油计 量阀是否损
坏。
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高压油泵
高压油管
喷油器开启 压力250bar
共轨管 共 轨 压 力 传 感 器
1、打马达正常情况3s建立起动轨压大于250 bar
2、限压阀失效
3、滤网堵塞 4、燃油计量单元失效
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限 压 阀
滤 网
故障原因
第
8
步
轨压难以 建立
故障表现 解决方法
高压连接管
与喷油器连 接处密封不
严，泄露严
重等。
检查高压连 接管与喷油 器连接处密 封面压痕是 否规则。
OK
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二、故障分析
故障原因
第 发动机管理系统
1 （ ECU） 无法上
步 电。
故障表现
1. 通 电 自 检 时 故 障指示灯不亮； 2. 诊 断 仪 无 法 连 通； 3. 油 门 接 插 件 没 有5V参考电压。
解决方法
检查发动机管理 系统与各传感器 之间线束及保险 ，电源主继电器 ，以及点火开关 等方面。
①打开钥匙门，如果发动机故障灯闪亮一下大概2秒钟后熄灭表明ECU已上电且 自检已经工作正常。
②拔掉水温传感器，打开钥匙开关，用万用表量取该插接件线束电压，如果一根
线有5V电压，表明ECU已正常供电。
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故障原因 故障表现
解决方法
第 2 蓄电池电压 步 不足

国 内也 有一 些科 研机 构在 柴 油机 高 压共 轨 喷 射 系统 的研究 上做 了很多工 作 ，并取 得 了一定 的成 果 。 ２００５年拥有 自主知识产权的柴油机高压共轨喷射系 统 由无锡 油泵 油嘴 研究所 开 发成功 。
１ 关键 部件及工作原理 ．
柴油 机 电控 高 压共 轨喷 射 系统 的 基本 组 成如 图 １所 示 。它 由 电控单 元 （ＥＣＵ）、高压 油 泵 、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
ａｎａｌｙｓｅｓ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆｔｈｉｓ ｓｙｓｔｅｍ：Ｔｈｅ ｋｅｙ ｔｅ ｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆｔ ｈｅ ｈ ｉｇ ｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃｏｍｍｏｎ ｒａｉｌ ｆｕｅｌ ｉｎｊｅ ｃｔ ｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ
ｄｉｅｓｅｌ ｅｎｇｉｎｅ ｈａｓ ｂｅｅｎ ａｎ ａｌｙｚｅｄ ａｔ ｔｈｅ ｅｎｄ ｏｆ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ． Ｋ ｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｄｉｅｓｅｌ ｅｎｇｉｎｅ；ｈｉｇｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃｏｍｍｏｎ ｒａｉｌ；ｋｅｙ ｔｅ ｃ ｈｎｏｌｏｇｙ
Ｔｈｅ Ｈｉｇｈ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｍｍｏｎ Ｒａｉｌ Ｆｕｅｌ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ Ｄｉｅｓｅｌ Ｅｎｇｉｎｅｓ
ＣＨＥＮ Ｓａｎ— ｍｅｉ。ＧＵＯ Ｃｈｅｎｇ— ｙｉ
（Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｃｏｌｌｅｇｅ。Ｗｕｈａ ｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ ４３００７０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｅｓｅｎｔｓ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｔａｔｕｓ ｏｆ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃｏｍｍｏｎ ｒａｉｌ ｆｕｅｌ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ｄｉｅｓｅｌ ｅｎｇｉｎｅｓ，ａｎｄ

JI LIN UNIVERSITY
共轨管
压力传感器向 ECU 提供高压油轨的压力 信号； 压力限制器保证高压 油轨在出现压力异常 时，迅速将高压油轨 中的压力进行放泄。 液流缓冲器（限流器） 保证在喷油器出现燃 油漏泄故障时切断向 喷油器的供油，并可 减小共轨和高压油管 中的压力波动；
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高压共轨电控燃油喷射系统
控制器 传感器 执行器
电子控制部分
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结 构 组 成
燃油供给部分
线
束
油箱 滤清器
输油泵
油水分离器
柴油滤清器
低压部分
低压油管
回油管 高压泵 共轨管 高压部分 喷油器 高压油管
齿轮输油泵
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在壳体内安装有两个互相 一个为被动齿轮；
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利用一个高压油泵，以一定的速比连续将高压燃油输送到共轨管内， 高压燃油再由共轨送入各缸喷油器，ECU直接控制喷油器内的高速电 磁阀，实现燃油定时、定量喷射；
柴油机燃油喷射系统
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凸轮驱动系统
液力执行系统
泵管嘴
泵喷嘴
高压共轨系统HEUI 系 统 NhomakorabeaJI LIN UNIVERSITY
主讲人：解方喜
柴油机电控系统的分类
• 柴油机电控喷油系统的开发研 究从20世纪70年代开始，已经 经历了三代： ①、第一代：位置控制式电控柴 油喷射系统保留了传统的喷油 泵、高压油管、喷油嘴系统， 将原来的机械调速器控制改为 电子控制，使控制精度与响应 速度得以提高； ②、 第二代：时间控制式电控柴 油喷射系统利用高速电磁阀直 接控制高压燃油的适时喷射；

电控高压共轨系统的技术特点电控高压共轨系统的技术特点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，喷压独立可调。

这种系统具有以下特点：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；但是对重型柴油机使用寿命未经验证（单体泵供应商声称100万公里，而共轨供应商尚无一敢承诺30万公里）；υ继承性：结构简单，安装方便。

υ灵活性：共轨油压独立于发动机转速控制、整车控制功能强，适应轻型车特别是乘用车的要求；υ优化噪声：预喷技术可以降低怠速噪声；υ喷油规律：共轨系统的初始喷射率太高，不符合柴油机燃烧所需要的先缓后急的规律，不利于排放控制；υ喷油压力：一代共轨喷油压力1350~1450bar，二代做到1600bar，总体来说比单体泵和泵喷嘴要低，所以在油耗上有3%左右的劣势；将来做到1800barυ以上但是需要采用增压共轨技术，还没有成熟，成本增加较大。

多次喷射：可以实现多次喷射，目前最好的共轨系统可以进行6υ次喷射；共轨系统的灵活性好，但是势必带来匹配工作的难度。

时间和技术人员的水平，决定了一定阶段在中国使用太灵活的系统不一定能达到预期的效果；升级潜力：多次喷射特别是后喷能力使得共轨系统特别方便地和后处理系统配合，具有实现欧Ⅳ、欧Ⅴ排放法规的潜力；υ适应能力：燃油（水、灰份杂质）适应能力差，对用户使用条件要求高υ复杂性：系统特别是控制系统和控制策略复杂对整车厂、用户、售后维修均带来挑战；零部件更换成本高，特别是电控喷油器和电控喷油泵；υ相对于电控单体泵系统，高压共轨更轻巧、更适用于中轻型发动机。

图7为高压共轨系统示意图。

图7 高压共轨系统示意图目前，广泛应用于市场的电控高压共轨系统国外生产商主要有德国博世、美国德尔福、日本电装和德国西门子VDO。

3 柴油机电控技术的特点柴油机电控技术与汽油机电控技术有许多相似之处，整个系统都是由传感器、电控单元和执行器三部分组成。

在电控喷射方面柴油机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(汽油与空气的比例)，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油量的大小，且柴油机喷油控制是由发动机的转速和加速踏板位置(油门、供油拉杆位置)来决定的。

柴油机电控技术有两个明显的特点：一是柴油喷射电控执行器复杂，二是柴油电控喷射系统的多样化。

3.1 柴油机是一种热效率比较高的动力机械柴油机燃油喷射具有高压、高频、脉动等特点。

其喷射压力高达200MPa，为汽油机喷射压力的百倍以上。

对燃油高压喷射系统实施喷油量的电子控制，困难大得多。

而且柴油喷射对喷射正时的精度要求很高，相对于柴油机活塞上止点的角度位置远比汽油机要求准确，这就导致了柴油喷射的电控执行器要复杂得多。

3.2 由于柴油机的喷射系统形式多样传统的柴油机具有直列泵、分配泵、泵喷油器、单缸泵等结构完全不同的系统。

实施电控技术的执行机构比较复杂，形成了柴油喷射系统的多样化；同时柴油机需要对油量、定时、喷油压力等多参数进行综合控制，其软件的难度也大于汽油机。

4柴油机喷射系统采用电控已成为当今柴油机技术的发展趋势，而电控燃油喷射技术是其中最重要的组成部分。

第1代是位置控制阶段. 典型的有：德国BOSCH公司的RP39和RP43型电控直列喷油泵；日本小松公司的KP21型电控直列喷油泵；日本电装公司的.ECD—V1型电控分配泵；英国LUCAS公司的EPIC型电控分配泵；美国STANADYNE公司的PCF:型电控分配泵等。

第2代是时间控制阶段.典型的有：德国BOSCH公司的PDE27/PDE28系统；英国LUCAS 公司的EUI系统；美国底特律阿列森公司的DDEC系统等。

第3代是时间--压力控制阶段(即共轨控制系统)。

又分为高压共轨系统和中压共轨系统(也称为蓄压式共轨系统)。

Ｄｅ ｅｏ ｍｅ ｔｉ ｅ ｅ ｅ ｔｏ ｉ ｖ ｌｐ ｎ ｎ Ｄｉｓ ｌＥｌｃｒ ｎ ｃ—ｃ ｎ ｒ ｌ ｄ Ｃｏ ｏ ｔｏ ｌ ｍｍｏ ｉ Ｉ ｅ ｔｏ ｙ ｔｍ ｅ ｎ Ｒａ ｌ ｃ ｉｎ Ｓ ｓｅ
Ｚ ＨＡＮＧ ａ Ｘｉ ｏ—ｌ Ｗ ＡＮＧ Ｓ ａ ｇ—ｙ ｎ Ｚ ｉ 。 ｈｎ ｏ ｇ， ＨＡＮＧ ｕ—ｔｎ Ｙｏ ｏｇ
地 点 ≥ 对 象 ｜ 量 毋等 舅 寥
。
０ 再 ０ 再 ｑ、再
．
如 托一 如 辩 拖 如
■
｛ ＂
摘要 ： 目前柴油 机电控共轨喷油 系统归纳为两太 类型， 将 介绍了各 自的基 本原理 ， 并介绍 了共轨 系统 目前发展 的新 进展 ， 出了未来发展的 主要方 向。 提 关键词 ： 轨； 共 喷油系统 ； 喷射压力 ； 喷射速 率 中围分类号 ：Ｋ４￣． Ｔ ２ ８ 文蘸标识码 ： Ａ 文章编 号 ：０ ０ ４４ ２０ ）２—０ ０ １０ —６ ９ （０ ２ ０ ０ ３一ｏ ３
问控制 阶 段 、 力 控 制 阶 段 、 力 一时 问 控 制 阶 压 压
１ 国外柴油机 电控 共轨喷油 系统主要类型
段¨ ， Ｊ目前正处于第三阶段的发展 与成熟期。笔者
仅论 述压 力 一时间 控制方 式 的柴油机 电控共轨 喷 油 系统 。
目前 ， 国外在柴油机 电控共轨喷油系统方面的
（ ｅ ｉｅ＆ ＴｒｆｃＥ ｇ ｅｒ ｇＩｓｉ ｔ， ｅｉ ｓｉ ｔ ｆ ｝ ｌ ， ￣ｉ ０ ０ １ Ｃ ［ ） Ｖ ｈｃ ｌ ａ ｉ ｎ ｉ ｅｉ ｎｔｕｅＢ ｉ Ｉ ｔｕｅ 啪 Ｂ ｉ １ ０８ － ｈｎ ｎ ｎ ｔ ｊ ｎ ｔ ｏＴ ｇ ｎ ｇ ｎ ａ
Ａ ｓ ａｔＴｈ ａ ｅ ｄ ｌｅ ｅ∞ｍｍ∞ ｒｉｉｊ ｔ ｎｓｓｅ ｓｉｔ ｏｔｐ ａｄｔｌｔｅ ａｈｐｉｄ ｌ Ｏ ｅ Ｂ ∞－ ｈｌ ｅ： ｉＰ ｐ ｒ ［ ｄｓｔ ｒ ｓ ｖ ｈ ａ ｅ ｉ ｔｍ ｏ ｗ ∞．ｎ ｌｈｉ ｅｃ ｒ ｐ ． ｎｔ ｓ ｌｎ ｃ ｏ ｙ ｎ ｔ ｙ ｅ ｒ ｎ ｅ ｈｂｊ ｔｅ ｉ ｅｅ ｐｎ ｌ ｃ￣ ｈ ｅ ｖｎ ｈ ｎｄｖｌ ｉ ｄｒ ｔ ｎｉ ｔｉ ｆｌ ｉｇ ｅ ． ｍａ ｏ ｇ ｅ ｏ ｎ ｓｉ ｄ ｓ ｉ Ｋｅ ０ ：ｃ ｗ ｃｍｍ∞ ｒ ｔｉｅｔ ｓ ； ｊｃｏ ｒ ｕｅ］ ｅｔ ｎｒｔ ａ ￣ ｊｃｏ ｓ ｔ ｉ ｅｔｎｐ￣ｓｒ ； ｊ ｉ ｅ ｉｎ ｉ ｙ￣ ｎ ｉ ｎ ｎｃ ｏ ａ

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。

!概述
随着世界石油资源日益短缺和人们环保意识 提高，人们对柴油机燃油经济性、动力性以及排 放的要求也不断提高。电控技术为柴油机的发展 带来新的变革，成为柴油机新的发展方向。其中， 柴油机高压共轨电喷技术以其高喷射压力、灵活 喷射控制等特性得到日益广泛的关注与应用。
柴油机高压共轨系统喷射燃油计量按 PT 计量 原理进行计量，即单次喷射油量与喷射压力 P 和 喷射时间 T 有关。喷射压 力 P 取 决于共轨压力。 喷射过 程中共轨压力 直接影响 燃油计量 。因此， 共轨压力必须控制准确，波动幅度小。
本文介绍一型高压共轨系统共轨压力控制原 理，制定了高压共轨系统共轨压力控制策略。开 发了高压共轨系统共轨压力闭环控制算法，编写 控制程序并通过平台试验验证了该闭环控制算法。
" 共轨压力控制原理
研究 的高压共 轨系统由 电控喷 油器、共轨、 电控高压油泵以及高压油管组成（见图 1）。电控 喷油器在控制电流的激励下打开，向气缸内喷油。
Qf in
P base
Po
上止点信号
n
T压检测点
P0
Pc 共轨
Pc<P0 Pc>P0
转速信号是否有效输出？
高压油泵
电控喷油器
图 # 共轨压力控制逻辑
在发动机起动初期，燃油凸轮 转速较低，凸 轮上止点信号不能有效输出。此时，ECU 按一定频 率 f 检测共轨压力。当发现共轨 压力超出设定值
#$%&’(%)* +$,$)-%& .’ /.00.’ +)(* 1-$,,2-$3/.’4-.* .5 6(7&3 1-$,,2-$ /.00.’ +)(* 82$* 9’:$%4(.’ ;<,4$0 5.- =($,$* >’7(’$

前言以往我们的发动机维修是以机械修理为主，特别是柴油机几乎与电子技术无缘，但随着高压共轨电控柴油发动机的到来，采用了大量的先进电子技术和微处理技术。

如我们的SOFIM高压共轨电控柴油发动机，所采用的BOSCH高压共轨电子控制燃油喷射系统，是当今世界上最先进的电控燃油喷射系统，ECU 通过采集进气温度/压力、燃油温度和压力、发动机转速、相位、冷却液温度、油门位置等信号，来精确计算和控制喷油器的喷油，使得发动机在各种工况下都能以最佳状态工作，从而有效地控制排放、提高发动机的动力性和经济性、降低发动机的噪音。

电控燃油喷射技术使柴油发动机的启动三要素中的两个要素从传统的“机械式”转变为“电子式”，如果我们的维修人员仍采用传统的故障诊断办法和经验来维修，就势必会感到“无从下手”或“无能为力”。

先进技术大量采用的同时给维修人员的技能也带来了跳跃式的高要求，尽快适应电控发动机的维修要求，已成为广大汽车维修工作者的迫切愿望。

在发动机分公司翟焕龄总经理的积极倡导和关心下，发动机分公司高技能协会组织会员编写了《SOFIM高压共轨电控柴油发动机维修指南》，《指南》系统和详细地介绍了SOFIM高压共轨电控系统的结构原理、控制逻辑、故障码和电控系统的专用零部件，可以完整地了解高压共轨电控系统及其故障；特别是组织编写的高压共轨电控发动机常见故障诊断流程和维修案例，均是高技能人员的宝贵经验总结，维修案例覆盖了柴油发动机的启动三要素，对广大维修人员快速掌握电控发动机的维修技巧和故障分析能力具有非常好的指导作用。

发动机分公司高技能协会目录一、柴油发动机电子控制燃油喷射系统简介1、电控喷射系统的发展简述2、高压共轨电子控制燃油喷射系统二、SOFIM高压共轨电控柴油发动机的机械结构特点1、共轨电控柴油机的结构特点、型号及主要性能参数2、共轨电控柴油机机械部分主要专用件明细表三、SOFIM高压共轨电控柴油发动机的电控原理和主要电控零部件介绍1、共轨电控系统的控制策略2、共轨电控系统的构成3、共轨电控系统的主要零部件介绍4、共轨电控系统电气原理图①、MS6.3系统电气原理图和管脚定义②、EDC16系统电气原理图和管脚定义5、共轨电控系统主要零部件明细表四、SOFIM高压共轨电控柴油发动机的装配技术要求五、SOFIM高压共轨电控柴油发动机的使用注意事项六、SOFIM高压共轨电控柴油机的检查和维修1、自诊断系统故障代码DTC2、X-431故障诊断仪与诊断接口的连接3、数据流分析及其应用4、SOFIM高压共轨电控柴油机检测维修流程5、维修技巧和案例一、柴油发动机电子控制燃油喷射系统简介1、柴油机电控喷射系统的发展简述第一代：位置控制式—对喷油泵的滑套和提前器的位移控制由原来的机械方式改为电子方式来控制，原理仍是用滑套和提前器的位移来控制油量和正时。

21
电控高压共轨系统 凸轮轴速度传感器
作用： 随高压油泵总成供货， 通过测量高压油泵凸轮 轴转速，来确定柴油机 喷油正时的时间。（凸 轮轴转速为曲轴转速的 一半）
22
电控高压共轨系统
进气温度、压力传感器总成
作用： 安装于进气歧管上，测
量增压中冷后的进气温度 和进气压力，将信号传递 给ECU，ECU通过计算空气 量，用来控制“空燃比”， 从而指导喷油正时和喷油 量。
19
电控高压共轨系统
5、ECU及传感器
ECU是整个电控系统信息处理与指 令发出的中心，发动机及整车上的 传感器将进气压力、进气温度、水 温、机油压力、燃油压力、凸轮轴 信号、转速信号、油门信号、大气 压力信号及车速信号等参数传给 ECU，ECU根据以上参数来向喷油器 等执行器发出相应指令
柴油机线束接口×2
输油泵（4叶片）
输油压力调节阀
7
电控高压共轨系统
高压泵为对压式的柱塞泵，由转子、进油阀、出油阀和两个带滚子的对置式柱 塞等组成，两柱塞之间为压力腔，从进油阀泵进压力腔的燃油经过柱塞加压后 从出油阀流出，此时压力能被提升到1400bar以上，从高压油泵出来的高压油 被打到轨管中
转子
进油阀
滚轮
柱塞
出油阀
整车线束接口
ECU冷却 油出油口
20
电控高压共轨系统
曲轴转速传感器
作用： 该传感器可以确定活塞上止点位置，
同时测量曲轴的转速。 信号产生： 飞 轮 外 端 面 360 范 围 内 按 6 度 间 隔 打
58个孔，剩下2孔未打形成间隙， 作为判断活塞上止点的依据。传 感器中的磁通量随着通过的孔与 间隙而变化，产生正弦交流电压， 其波幅随着发动机转速而变化。 设定间隙到传感器位置的角度， 可确定一缸上止点。结合凸轮轴 传感器正时凸轮，确定一缸发火 上止点。

ＭＡＳＴＥＲ　ＴＨＥ　ＢＡＳＩＣＳ基础知识讲座>>62一、前言在前几期中，我们介绍了德国博世（Ｂｏｓｃｈ）公司的电控高压共轨喷油系统。

从本期开始，本文将为您介绍美国德尔福（Ｄｅｌｐｈｉ）公司的电控高压共轨喷油系统的主要零部件和多次喷射的控制策略。

美国德尔福公司自２０００年兼并了英国卢卡斯公司的柴油系统及其相关的售后市场业务以后，在柴油喷射系统和柴油发动机管理系统方面得到了进一步发展。

该公司开发的Ｍｕｌｔｅｃ　ＤＣＲ１４００型电控高压共轨喷油系统，德尔福柴油机以其独特的喷油器设计、精确的喷油量控制能力、创新的控制策略和良好的系统配套适应性，得到了市场的认可，并可以使柴油机排放达到欧３标准。

德尔福公司ＭｕｌｔｅｃＤＣＲ　１４００型电控高压共轨喷油系统的主要特点是高压燃油泵具有进油计量功能并带有整体式低压输油泵，而喷油器在其１７　ｍｍ直径的壳体内装有一个高速电磁控制阀，喷油压力可在发动机整个运转工况范围内在２３～１６０ＭＰａ之间调节。

同时，为了使预喷射降低噪声和排放的性能在汽车整个使用寿命期内保持在很小的变化幅度内，德尔福公司又为该系统开发成功了一种以加速度信号处理为基础的称之为“加速度预喷射控制（ＡＰＣ）”（ＡｃｃｅｌｅｒｏｍｅｔｅｒＰｉｌｏｔ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）的创新的多次喷射（预喷、主喷和后喷）控制策略，显示出该系统控制喷油速率的灵活性，进一步降低了噪音，并且试验已证实在配装氧化催化净化器的情况下，该系统在中小型汽车上具有达到欧４排放法规的潜力。

二、德尔福共轨喷油系统简介图１显示了德尔福高压共轨喷油系统的液压油路。

整体式输油泵将燃油从汽车油箱经滤清器输往高压泵。

在高压泵的进●　文／江苏　敏瑞图１ 德尔福Ｍｕｌｔｅｃ　ＤＣＲ－１４００共轨喷射系统图２ 德尔福共轨喷射系统主要部件（左起：滤清器、圆筒状共轨和喷油器、高压燃油泵）电控高压共轨喷油系统（一）ＭＡＳＴＥＲ　ＴＨＥ　ＢＡＳＩＣＳ基础知识讲座ＭＡＳＴＥＲ　ＴＨＥ　ＢＡＳＩＣＳ基础知识讲座>>64图５ Ｍｕｌｔｅｃ　ＤＣＲ电液式喷油器图６ Ｍｕｌｔｅｃ　ＤＣＲ电液式喷油器的液压油路喷油器在精确的油量控制能力和配套适应性方面能满足大多数直喷式柴油机的要求（图５）。

高压共轨(Common Rail)电喷技术是指在高压油泵、压力传感器和电子控制单元(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。

它是由高压油泵将高压燃油输送到公共供油管(Rail)，通过公共供油管内的油压实现精确控制，使高压油管压力(Pressure)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变化的程度.结构及原理高压共轨系统利用较大容积的共轨腔将油泵输出的高压燃油蓄积起来，并消除燃油中的压力波动，然后再输送给每个喷油器，通过控制喷油器上的电磁阀实现喷射的开始和终止。

其主要特点可以概括如下：共轨腔内的高压直接用于喷射，可以省去喷油器内的增压机构；而且共轨腔内是持续高压，高压油泵所需的驱动力矩比传统油泵小得多。

通过高压油泵上的压力调节电磁阀，可以根据发动机负荷状况以及经济性和排放性的要求对共轨腔内的油压进行灵活调节，尤其优化了发动机的低速性能。

通过喷油器上的电磁阀控制喷射定时，喷射油量以及喷射速率，还可以灵活调节不同工况下预喷射和后喷射的喷射油量以及与主喷射的间隔。

高压共轨系统由五个部分组成，即高压油泵、共轨腔及高压油管、喷油器、电控单元、各类传感器和执行器。

供油泵从油箱将燃油泵入高压油泵的进油口，由发动机驱动的高压油泵将燃油增压后送入共轨腔内，再由电磁阀控制各缸喷油器在相应时刻喷油。

预喷射在主喷射之前，将小部分燃油喷入气缸，在缸内发生预混合或者部分燃烧，缩短主喷射的着火延迟期。

这样缸内压力升高率和峰值压力都会下降，发动机工作比较缓和，同时缸内温度降低使得NOx排放减小。

预喷射还可以降低失火的可能性，改善高压共轨系统的冷起动性能。

主喷射初期降低喷射速率，也可以减少着火延迟期内喷入气缸内的油量。

提高主喷射中期的喷射速率，可以缩短喷射时间从而缩短缓燃期。

主要生产商目前世界上主要有三大公司在研发和生产柴油机高压共轨系统，日本电装、德国博世和美国德尔福。

摘要面对日益严重的能源危机和环境污染,寻找内燃机在汽车工业可持续发展的途径越来越必要。

柴油机日新月异的发展中,燃油喷射系统研究与应用是一个关键。

目前柴油机燃油喷射系统的发展已经进入到电子控制的第三代——电控共轨式燃油喷射系统。

现在,国外在柴油机方面已普遍采用电子控制技术,而且电子控制共轨喷射技术也进入实用阶段,并取得了显著的经济效益。

本文主要讲解了高压共轨的概念，以及高压共轨的结构组成和工作原理，重点分析了电控高压共轨柴油机的使用维护方法、故障诊断思路、检测维修工艺，并结合典型故障维修实例进行分析。

关键词：电控柴油机高压共轨结构组成工作原理使用维修目录摘要 (I)第一章引言 (1)第二章柴油机高压共轨技术 (2)2.1高压共轨的概念 (2)2.2高压共轨系统的结构组成 (2)2.2.1高压共轨燃油系统介绍 (2)2.2.2高压共轨燃油喷射系统油路部分 (2)2.2.3高压共轨系统的电路介绍 (5)2.3高压共轨系统的工作原理 (6)2.4电控高压共轨的优点 (8)第三章电控共轨柴油机的使用与维护 (10)3.1机电控制单元（ECU）的使用注意事项 (10)3.2基本操作要求 (10)3.3ECU的日常维护 (10)第四章电控共轨系统的维修简述 (12)4.1ECU故障自诊断功能 (12)4.2失效策略 (12)4.3常见电喷系统故障处理 (13)第五章博世电控共轨发动机维修实例 (15)5.1发动机无法起动 (15)5.2有时候踩油门没有反映 (17)5.3增压压力传感器损坏。

(18)5.4加速时冒黑烟 (19)5.5最高转速只能达到1500转 (19)第六章总结 (21)致谢 (22)参考文献 (23)第一章引言柴油机电子控制技术始于20世纪70年代，20世纪80年代以来，英国卢卡斯公司、德国博世公司、奔驰汽车公司、美国通用的底特律柴油机公司、康明斯公司、卡特鼻勒公司、五十铃木公司等竞相开发新产品并投放市场，以满足日严格的排放法规要求。

1柴油喷射系统的发展历程一直以来，博世都是柴油机燃油喷射技术的先驱和领导者，早在1927年就设计和生产了第一台直列泵及油嘴，为柴油喷射技术的发展奠定了坚实基础。

此后，经历了轴向分配泵、电控分配泵和电控直列泵等发展过程，尤其是直列泵技术在几十年后的今天仍在各个领域广泛应用。

1994年，生产了第一台商用车电控泵喷嘴系统（UIS），自此柴油喷射系统从位置控制系统发展为时间控制系统，用高速电磁阀直接控制高压柴油喷射，使原来复杂的机械结构大大简化。

随后，第一台单体泵系统（UPS）和第一台电控径向分配泵相继问世。

代表着当今最先进的柴油喷射系统———电控高压共轨系统于1997年和1999年分别在乘用车和商用车领域实现批量生产，它使喷射压力的产生完全独立于发动机的转速和喷射过程，并由高速电磁阀直接控制高压柴油喷射，实现了从时间控制系统到时间—压力控制系统的飞跃（见图1）。

图1Bosch柴油喷射系统的发展历程2Bosch电控高压共轨系统的工作原理2．1高压共轨系统简介高压共轨燃油喷射技术是通过高压油泵压缩燃油至共轨管内形成高压，再由高压油管分配到每个喷油器，并通过控制喷油器上的高速电磁阀的开启与关闭定时定量地将高压燃油喷射至柴油机燃烧室内，以保证最佳的雾化和燃烧效果，从而使发动机获Bosch电控高压共轨系统的工作原理和特点唐永华，张恬（博世汽车柴油系统股份有限公司技术中心，无锡214028）摘要：阐述了Bosch柴油喷射系统的发展历程，并介绍了Bosch电控高压共轨系统的组成和工作原理，分析了Bosch 电控高压共轨系统的主要特点。

同时指出以Bosch为代表的电控高压共轨技术是当前实现国3及更高排放标准，同时提高柴油机动力输出、降低油耗和噪音的最佳技术方案，是今后国内柴油机应用和发展的必然趋势。

关键词：Bosch；柴油机；电控；共轨系统中图分类号：U467．48文献标志码：A文章编号：1005－2550（2009）05－0009－05Working Principle and Key Characteristics of Bosch Diesel Common Rail SystemTANG Yong－hua，ZHANG Tian（Bosch Automotive Diesel System Co．Ltd．，Wuxi214028，China）Abstract：This article introduces the evolution of Bosch diesel fuel injection system，working principle and key charac-teristics of Bosch common rail system．Based on the analysis of its main characteristics，it points out that Bosch common rail system is the state－of－the－art diesel injection technology to meet China3and future emission standards，and mean-while helps to raise power output，lower fuel consumption and reduce noise emission for diesel engine，therefore，it is an inevitable tendency of Chinese diesel engine application and development．Key words：Bosch；diesel；electronic controlled；common rail system收稿日期：2009-06-12得最佳的性能。

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共轨式电控柴油机喷射系统
图7-3-16 多次喷射示意图
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②电子控制ECU对起动喷油量的控制 A.起动喷油量计算过程 起动喷油量＝基本扭矩喷油量＋补偿扭矩喷油 量 B. 补偿扭矩喷油量 高原时补偿： XS_TRQ_PRESS_ATM_SCALE= f (Ambient Pressure) 起动过程中，ECU会根据起动时间和转速逐渐 增加喷油量，以促进柴油机顺利起动
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2）M-prop燃油计量单元：ECU根据标准共 轨压力与油轨里实际的高压燃油压力的差值大 小对燃油计量电磁阀（图7-3-6）进行PWM控 制（165～195Hz），从而控制进入柱塞的燃 油量，使实际共轨压力与目标压力值保持一致。 燃油计量电磁阀线圈电阻为2.60~3.15欧姆， 最大工作电流为1.80安培，缺省状态为全开 (limp home)。
目录
共轨式电控柴油机喷射系统
• 知识目标 • 能力目标 • 任务分析 • 相关知识
• （一）共轨式电控柴油喷射系统基本组成及工作原理
• 任务实施
• 一、喷油器的拆卸与安装 • 二、重写IQA码
• 故障案例分析 • 思考与练习
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知识目标
了解共轨式电控柴油喷射系统基本组成 柴油发动机辅助控制系统的结构原理 了解不同柴油机电控燃油喷射系统结构原理
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图7-3-14 电磁喷油器工作原理
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整个喷射过程简述如下:当电磁阀通电时,针阀 抬起,喷射开始；当电磁阀断电时,针阀落座,喷射 结束。由于共轨中的压力一直存在，所以任何 时刻喷油器都可以在电磁阀的控制下喷油,这是 与第二代时间控制式系统的喷油电磁阀最不同 之处。由此可见,在“时间-压力控制”系统中,ECU 油压力调节阀使喷油器的喷油压差保持不变,再 通过控制电磁阀工作实现喷油量和供油正时的 控制。电磁阀通电开始时刻决定了喷油的开始 时刻,其通电时间决定喷油量。

共轨系统概述柴油共轨系统特性传统柴油喷射系统其压力的产生与喷油量跟凸轮与柱塞联系在一起，喷油的压力随着发动机转速与喷油量的增加而增加。

这种柴油系统已经无法满足日益严格的排放法规和降低油耗的愿望。

共轨系统（Common Rail Systems，简称CRS）将燃油在高压下贮存在蓄压器（高压油轨）中，从本质上克服了传统柴油机喷射系统的缺陷，其特性有：•喷油压力的产生不依赖于发动机转速与系统喷油量，可根据发动机不同的工况灵活控制喷射压力和油量，从而实现低转速高喷射压力，达到低速高扭矩，低排放及优化燃油经济性的目的。

•通过电子控制单元算出理想的喷油量和喷油时间，再由喷油器精确地喷射，甚至多次喷射。

•更高的系统压力，更好的排放能力，更低的燃油消耗柴油共轨系统组成柴油共轨喷射系统由液力系统和电子控制系统构成。

其中液力系统又分低压液力系统和高压液力系统。

•液力系统低压液力系统—油箱—输油泵—燃油滤清器—低压油管高压液力系统—高压泵—高压油轨—喷油器—高压油管•电子控制系统（Electronic Diesel Control，简称EDC）—传感器—电控单元（Electronic Control Unit，简称ECU）—执行器，包括带电磁阀的喷油器、压力控制阀？？、预热塞控制单元、增压压力调节器（增压器）、废气循环调节器（EGR）、节流阀？？等—线束其中，喷油器、高压泵、高压油轨、电控单元为柴油共轨系统四大核心的部件。

共轨系统示意图喷油器喷油器是将燃油雾化并分布在发动机燃烧室的部件。

共轨喷油器的喷油时刻和持续时间均经电控单元精确计算后给出信号，再由电磁阀控制。

高压泵高压泵的作用是将燃油由低压状态通过柱塞将其压缩成高压状态，以满足系统和发动机对燃油喷射压力和喷油量的要求。

高压油轨高压油轨的作用是存贮燃油，同时抑制由于高压泵供油和喷油器喷油产生的压力波动，确保系统压力稳定。

高压油轨为各缸共同所有，其为共轨系统的标志。