3.5 共轨式电控燃油喷射系统

3.5 共轨式电控燃油喷射系统

一、电控高压共轨系统概述

1、共轨技术——将柴油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，高压油泵把高压燃油输送到公共供油管（共轨），共轨将高压燃油通过高压油管输送到各缸喷油器。

共轨技术

2、电控高压共轨系统

——利用共轨技术，通过各种传感器检测出发动机的实际运行状态，经ECU 计算、分析、处理，对喷油量、喷油时间、喷油率、喷油压力进行精确的控制。

3、电控高压共轨系统的组成

电控高压共轨系统简图

二、电控高压共轨系统的特点及应用

1、电控高压共轨系统的特点

（1）自由调节喷油压力（共轨压力控制）。

（2）自由调节喷油量。

（3）自由调节喷油时间。

喷油的始点、终点可以方便调节。

（4）自由调节喷油率。

可实现预喷射、主喷射和后喷射，可根据排放要求实现多段喷射。

（5）更高的喷油压力。

目前可达160MPa，将来可达到200Mpa。

（6）喷油压力与实际工况相适应。

在高压共轨系统中，喷油压力（共轨压力）与发动机转速和负荷无关，可以独立控制。由共轨压力传感器测出共轨内燃油压力，与设定的目标喷油压力进行比较后进行反馈控制。

（7）与其它电控柴油喷射系统相比，电控高压共轨系统具有较高的经济和技术优势。

（8）控制参数多，控制精确。

（9）动力性、经济性、排气净化性好。

（10）系统油压波动小。

（11）采用高速电磁开关阀控制，控制灵敏度高。

（12）适用范围广。

（13）系统成本高，维修费用高。

电控高压共轨和电控单体泵优劣势对比：

轿车柴油机三种燃油喷射系统的比较

2、电控高压共轨系统的应用

适用于各种类型的轿车，小型、中型及重型柴油机，是目前柴油机的主流技术和发展趋势。

一汽道依茨4DC2高压共轨系统

潍柴电控高压共轨柴油机三、电控高压共轨系统的组成

——主要由燃油供给部分和电控系统两部分组成。

电子控制高压共轨燃油系统的组成

Bosch高压共轨燃油系统

（一）燃油供给系统

1、燃油供给系统的组成

——主要由供油泵、共轨、喷油器等组成。

燃油供给系统

（1）供油泵（高压油泵）——将燃油产生高压，供到共轨内。

（2）共轨——实际上是一个燃油分配管，储存在共轨内的燃油在适当的时刻经高压油管送入喷油器，喷入到发动机的气缸内。

（3）喷油器——喷油器是由电磁阀控制的喷油阀，由ECU控制电磁阀的开启和关闭，从而控制喷油器的喷有时间和喷油量。

2、电控共轨燃油喷射系统的工作过程

电子控制共轨系统的工作过程

（二）电控系统

电控系统由传感器、ECU、执行器三部分组成。

1、传感器——采集发动机实际运行状态信息参数，传给ECU。

主要传感器有：

（1）发动机转速传感器（曲轴转速传感器、凸轮轴转速传感器）

曲轴转速传感器检测发动机转速信号，凸轮轴转速传感器确定工作顺序。

（2）加速踏板位置传感器

检测油门踏板位置信号（驾驶员转矩的要求）。

（3）空气流量传感器（进气压力传感器）

检测发动机空气流量信号。

（4）增压压力传感器

检测增压器增压压力。

（5）冷却液温度传感器、进气温度传感器

ECU根据温度传感器的数值对喷油始点、喷油率及其它参数进行最佳匹配。

（6）共轨压力传感器

采集共轨内燃油压力，进行反馈，控制共轨内的燃油压力。

2、ECU——根据各种传感器传来的发动机实际运行状态信息，进行计算、分析、发出控制指令，对喷油时间、喷油量、喷油率、喷油压力进行控制。同时具有故障自诊断和故障应急功能。

3、执行器——电磁阀。

由ECU控制各种电磁阀的开启和关闭时刻，对共轨内的喷油压力，喷油器的喷油时间、喷油量、喷油率进行控制。

三、电控高压共轨系统的控制

1、调节喷油压力（共轨压力）

利用共轨压力传感器检测共轨内的燃油压力，从而调整供油泵的喷油量，控制共轨压力。

2、调节喷油量

根据发动机转速传感器、油门踏板位置传感器，由ECU计算出最佳喷油量，通过控制喷油器电磁阀的通电、断电时刻，直接控制喷油器的喷油量。

3、调节喷油率

根据发动机的运行工况的需要，设置并控制喷油率，实现预喷射、主喷射、后喷射、多段喷射等。

电控高压共轨系统的喷射方式有三种：

（1）一次喷射——在发动机的一个工作循环中，每缸喷油器只有一次喷射，即主喷射。应用于早期的电控高压共轨系统中。

（2）两次喷射——在主喷射之前，进行一次喷油量很小的预喷射，即预喷射+主喷射。

预喷射的目的：使燃烧噪声明显降低。

注意点：预喷射会导致PM（碳烟）排放增加。因此，预喷射应尽量靠近主喷射。

（3）多次喷射——将每一个工作循环中的喷油过程分成若干段进行，每段喷油相互无关，各自独立。

多次喷射一般包括引导喷射、预喷射、主喷射、后喷射、次后喷射等多段。

多次喷射的目的：控制燃烧速度。

注意点：在多次喷射过程中，喷油器电磁阀必须完成多次开启和关闭，能量消耗大。

多次喷射的作用

4、调节喷油时间

根据发动机转速和负荷，由ECU计算出最佳喷油时间，通过控制喷油器电磁阀的通电、断电时刻，从而准确控制喷油器的喷油时间。

四、电控高压共轨系统的主要部件

——电控高压共轨燃油系统主要由油箱、输油泵、燃油滤清器、高压油泵、压力控制阀、高压共轨管、限压阀、流量限制器、喷油器等组成。

电子控制高压共轨燃油系统各主要部件的分布位置

1、输油泵

（1）功用——将油箱内的燃油输送到高压油泵。

（2）类型——机械式和电动式。

在电控共轨柴油机中，一般采用滚柱式电动输油泵。