共轨柴油机的原理与结构
高压共轨工作原理
高压共轨工作原理高压共轨系统是一种现代柴油机燃油供给系统，它由高压泵、高压共轨、喷油器等部分组成。
由于该系统具有较高的压力及较快的响应速度，能够使得喷油更为精准、快速、均匀，从而提高燃烧效率并降低污染物排放。
在本文中，我们将详细介绍高压共轨系统的工作原理。
一、高压共轨系统的基本组成高压共轨系统是由高压泵、高压共轨、喷油器和控制单元等部分组成的。
高压泵能够提供高压油液，将燃油输送到高压共轨中；高压共轨则是一个压力传递和储油的装置，将高压油液传递给各个喷油器；喷油器则是实现燃油雾化和喷射的设备；控制单元则能够实现对高压共轨系统的控制和调节。
1、高压泵提供高压油液高压泵会将燃油从油箱中吸入，通过柱塞将燃油压缩，形成高压油液，再将高压油液送往高压共轨中。
高压共轨是一个储存高压油液的装置，它能够保存一定量的高压油液，并将高压油液传递给各个喷油器。
3、喷油器实现燃油雾化和喷射当需要喷油时，控制单元将信号发送至喷油器，激活电磁阀，打开高压油液通道，将高压油液送至喷油器中。
喷油器中的针阀则会打开，将高压油液喷射至喷油嘴上，并形成微小的雾状颗粒。
4、控制单元调节燃料喷射时间和量控制单元能够对高压共轨系统中的燃油喷射时间和量进行调节。
当需要增加燃油喷射量时，控制单元会将信号发送至高压泵，增加燃油压力；当需要减少燃油喷射量时，控制单元会减小针阀的打开时间，从而减少燃油的喷射。
1、提高燃烧效率由于高压共轨系统能够保持较高的燃油压力，使得燃油更容易雾化，从而提高了燃烧效率。
高压共轨系统能够调节燃油喷射时间和量，使得燃油能够更加精准地喷射至缸内，从而提高了燃烧效率。
2、降低污染物排放由于高压共轨系统能够实现更加精准的燃油喷射，使得燃烧更加充分，减少了未燃烧的燃料和氧化物的排放，从而降低了污染物的排放。
3、提高启动性能和响应速度由于高压共轨系统能够提供更快的响应时间和更高的燃油压力，使得柴油机具有更好的启动性能和响应速度。
4、降低噪音水平由于高压共轨系统能够喷出细小的雾状颗粒，使得燃油更为均匀，从而减少了燃油的燃烧噪音。
高压共轨燃油喷射系统构造及工作原理
高压共轨燃油喷射系统构造及工作原理柴油机共轨电控柴油喷射系统部件构造4\\六西格玛坛{vW主要由电控单元、高压油泵、共轨管、电控喷油器及各种传感器组成。
低压燃油泵泵送燃油输入高压油泵，高压油泵将燃油加压送入高压油轨，高压油轨中的压力由电控单元根据油轨压力传感器测量的油轨压力以及需要进行调节，高压油轨内的燃油经过高压油管，根据机器的运行状态，由电控单元从预设的map图中确定合适的喷油定时、喷油持续期由电液控制的电子喷油器将燃油喷入气缸。
3.1.1高压油泵@l*[~高压油泵供油量的设计准则是保证柴油机在任何情况下喷油量和控制量之和的需求，以及起动和加速过程中燃油量变化的需求。
由于共轨系统中的燃油喷射压力与燃油喷射过程无关，且高压油泵的凸轮不能保证燃油喷射正时，因此高压油泵的油压凸轮可以根据最小峰值扭矩的设计原则进行设计，接触应力最小，耐磨性最好。
bosch公司采用由柴油机驱动的三缸径向柱塞泵来产生高达135mpa的压力。
该高压油泵在每个压油单元中采用了多个压油凸轮，使其峰值扭矩降低为传统高压油泵的1/9，负荷也比较均匀，降低了运行噪声。
该系统中高压共轨腔中的压力的控制是通过对共轨腔中燃油的放泄来实现的，为了减小功率损耗，在喷油量较小的情况下，将关闭三缸径向柱塞泵中的一个压油单元使供油量减少。
电气安装公司采用三作用凸轮直列泵产生高压。
高压油泵采用控制低压燃油有效进油的方法。
工作过程：_7[）w（g/r&e.h-gu）（1）柱塞下行，控制阀开启，低压燃油经控制阀流入柱塞腔；质量SPC、六西格玛、TS16949、MSA、fmea6gwd0d |%^w/P(_六西格玛品质论坛o9w（2）柱塞上升，但控制阀未通电且打开。
低压燃油通过控制阀流回低压室；（3）在达到供油量定时时，控制阀通电，使之关闭，回流油路被切断，柱塞腔中的燃油被压缩，燃油经出油阀进入高压油轨。
利用控制阀关闭时间的不同，控制进入高压油轨的油量的多少，从而达到控制高压油轨压力的目的；六西格玛质量论坛d7t！ys&n（4）凸轮经过最大升程后，柱塞进入下降行程，柱塞腔内的压力降低，出油阀关闭，停止供油，这时控制阀停止供电，处于开启状态，低压燃油进入柱塞腔进入下一个循环。
高压共轨柴油机无法启动、难以启动、运行熄火的故障分析
● 自持过程，是指发动机气缸内已经着火的燃油所产生的能量可克服发动机的摩
擦阻力实现发动机的持续运转。 ● 发动机起动之后， 在5分钟之内发动机冷却液温度要上升30℃，如果未达到这 一目标，发动机管理系统将进入停机保护模式－熄火。如果关闭EGR，这种现象可
3、打马达时用万用表测量其交流电压值＞1.25V
（单峰值），峰峰值≥2.5V； 4、用检测仪测量其波形；
5、检查传感器本身的好坏及安装间隙。
共轨柴油机无法启动、难以启动、运行熄火的故障分析
﹡ 电磁式曲轴传感器输出的是交流信号、输出电压和频率随转速变化而改变。 ﹡ 霍尔式传感器输出的是频率调制信号，电压为参考电压， 频率随发动机转速变 化。
难以启动：是打马达发动机能着火，但启
动时间超过了正常时间（3s）。
运行熄火：是发动机在运行的过程中突然
熄火。
共轨发动机起动条件：
1、发动机转速＞200r/min； 2、共轨压力＞250bar；
3、同步信号正常； 4、传感器信号≥触发阈值
触发阀值≥2.5V（峰峰值）。
1、SAE的J1850协议：
2﹟－BUS H；10﹟－BUS L。
2、ISO 9141-2协议： 7﹟－K线；15﹟－L线。
3、其他规定： 4﹟、5﹟为搭铁线，16﹟为
+12V电源线。
4、最新CAN协议： 6﹟－CAN H；14﹟－CAN L。
5、1﹟、3﹟、8﹟、9﹟、11﹟、
12﹟、13﹟这些都是厂家
自定义的接口。
当前第5页\共启动、难以启动、运行熄火的故障分析
一、共轨柴油机基础知识：
● 曲轴旋转两圈，活塞上、下二次完成进气、压缩、燃烧、排气四个工作过程的 柴油机称为四冲程柴油机。
电控高压共轨直喷柴油机技术图文教程
电控高压共轨直喷柴油机技术图文教程●Pizezo喷射器(压电式喷油器)Piezo 喷射器具有极快和精确的燃油量分配。
Piezo喷射器的响应时间是原系统的4倍，允许在预喷和主喷之间更短和更多可变距离的喷射。
图为Piezo喷射器由于通过能量恢复获得必需的触发能的可能，必需的触发能会相当地减少。
另外，通过简单的电控制，可达到忍受较大的电磁和基本减少感应错误。
Piezo喷射器安装在油轨上，将燃油喷入燃烧室。
每冲程的喷入量由预喷量和主喷量构成。
这种分层喷射使得柴油机燃烧过程变得柔和。
由于Piezo喷射器的配置，使其具有极快的响应速度（时间）。
因此，喷射的燃油量和剂量可以非常准确的控制，而且确保极好的循环。
喷射器由发动机控制单元控制（ECU）。
与以前的系统比较，Piezo喷射器需要相当小的触发能，它可通过可能的能量恢复得到。
注意：在发动机工作期间，连接线束连接器到发动机控制装置，喷射器必须连接可靠，否则有损坏发动机的危险。
在维修工作时，喷射器不应拆散。
每个件都不许被松动或没有拧紧，否则将引起喷射器的损坏。
●柴油共轨泵DCP柴油共轨泵由布置在一个单一壳体里的下列部件组成：内置传输泵ITP内置叶片泵的作用是将燃油从燃油箱经过燃油滤抽出，供给带有柴油的高压燃油泵。
除此之外，还有润滑高压油泵的目的。
柴油共轨泵DCP是需求控制中心，由凸轮盘驱动具有相差120°的三个排量装置的柱塞泵。
DCP提供体积流量以保证油轨正常的高压，同时也提供喷射器在发动机所所有工作条件下必需的燃油量和在DCP里的燃油压力。
油箱中的柴油完整的内置传输泵ITP(1)经燃油滤清器抽出。
燃油也被传送至润滑阀(6)和体积控制阀(2)。
平行位于燃油供应泵里的预压控制阀，当体积控制阀关闭时打开，使燃油再次到燃油泵的吸入端。
燃油经润滑阀(6)到泵里边，并从那到燃油回油管。
体积控制阀由发动机控制装置控制，计量输送到高压元件(3)的燃油量，同时到高压泵HPP。
高压共轨电控喷射柴油机原理
排量控制
燃油箱
喷油泵
公共
油槽
电磁阀 控制开启
喷油嘴
高压燃油由供油泵产生, 通过公共油槽进入到各喷油嘴. 喷油的开始与结束是由 喷油嘴中的电磁阀来控制着喷嘴中的针阀的开与闭来实现的.
6
7
电喷的燃油系统循环路径
喷油器
安全阀 燃油冷却器
公共油槽
燃油滤芯 2μm
低怠速: 5.1~13.3 kg/cm2 开启时: 3.1~11.3 kg/cm2
压力传感器
回油块
高压供油泵
低压齿轮泵 燃油排气泵 附加燃油滤芯 10μm 油水分离器
8
PC200-8 燃油系统图
限压阀
公共油槽
*
溢流阀
燃油滤芯
喷射器 手油泵
回油 单 向阀
供油泵
IMV 阀
齿轮泵
附加滤芯
燃油冷却器
燃油 燃油箱
(1) 限压阀: 1,850 bar (2) 溢流阀: 105 bar to 13 bar
PCV 与高压泵做在一起, 用来控制压力. 凸轮轴有三个峰, 泵的柱塞数就可降为气缸数的 1/3, 同时, 给公共油槽的加压次数与气 缸数相同, 这样就容易达到公共油槽中的压力稳定与平稳.
13
PC200-8供油泵
齿轮泵
供油泵
齿轮泵
进油阀
输油阀
14
*喷射量 *喷射时间 *喷射次数
公共油槽 压力传感器
油流减振器
燃油 回流
公共油槽
喷射压 力控制
1.燃油箱 2.燃油滤芯 3.供油泵 4.公共油槽 5.喷油器
6.ECU 7.传感器（G、 NE）
NE 传感器
G 传感器
喷油泵
柴油共轨工作原理
柴油共轨工作原理
柴油共轨系统的工作原理是通过控制柴油的喷射和压力来实现燃料的有效燃烧。
系统由高压油泵、减压阀、共轨管和喷油嘴等组成。
在工作时，高压油泵将柴油压缩，形成高压燃油，并将其送入共轨管。
共轨管中的燃油通过减压阀控制其压力，确保在供给到喷油嘴时压力稳定。
当发动机需要喷油时，电控单元会向喷油嘴发送信号，驱动喷油嘴打开，并将燃油以高压喷入燃烧室。
在喷油嘴喷油的同时，高压油泵也会继续输送燃油到共轨管中，以保持供油压力稳定。
共轨系统的优点是可以实现燃油喷射的精确控制和高压稳定供给，从而提高燃烧效率和发动机的功率输出。
此外，共轨系统还可以减少柴油机的噪音和排放。
柴油机共轨技术
柴油机共轨技术及使用介绍
柴油机共轨技术及使用介绍
传感器及执行器组成：
轨压传感器RDS4（集成在油轨上） 曲轴转速传感器DG6 凸轮轴转速传感器PG3.8 空气流量计HFM6 油门踏板 水温传感器TF-W 油量计量单元MPROP（集成在油泵上）
柴油机共轨技术及使用介绍
其它附件 真空电磁阀 EGR阀 预热塞 预热控制单元GCU 柴油滤清器（油水分离、柴油加热功能） 线束
电控单体泵与电控组合泵的优点在于结构相对简 单，性能可靠，故障率低，维修方便，寿命长。 对油品的敏感度低。
它们的缺点在于：不能自由控制燃油喷射压力； 柴油机低速性能无明显改善；不适合于高转速下 工作。因此只能用于重型车用柴油机，而不适用 于轻型车用高速柴油机。
柴油机共轨技术及使用介绍
电控泵喷嘴系统
柴油机共轨技术及使用介绍
柴油共轨系统已开发了3代。 • 第一代共轨高压泵总是保持在最高压力，导致燃
油的浪费和很高的燃油温度。第一代共轨系统为商 用车设计的最高喷射压力为140MPa，乘用车喷射
压力为135MPa。
柴油机共轨技术及使用介绍
• 第二代共轨系统可根据发动机需求而改变输出压 力，并具有预喷射和后喷射功能。带有油量控制的 油泵，喷射压力能达到160MPa。该系统也可以根 据实际状况提供适当的喷油压力。不仅有助于降低 燃油消耗，而且还可以降低燃油温度，从而省去燃 油冷却装置。增加的预喷射功能降低了发动机噪声。 而在膨胀过程中采用后喷射，产生二次燃烧，可将 缸内温度增加200～250℃，降低了排气中的碳氢 化合物。
噪声特性。
柴油机共轨技术及使用介绍
电控单体泵技术的主要技术特征是油泵与配气机构共用一根 凸轮轴，使结构得到最大程度的简化，并缩短油泵出油口到 喷油器的管路距离。由于在油泵出油口加装能够精确进行燃 油计算、时间控制的电磁阀，因而能够对喷油正时和喷油量 进行较为精确的控制，有利于燃烧过程的优化。由于油泵提 升压力原理与直列泵类似，所以其喷油规律为“三角形”的 前缓后急的特征，一定程度上有利于燃烧过程的优化，最高 压力可达到1800-2000bar。但由于油泵压力和发动机转速成 正比，低转速区域压力较低，因而不利于柴油机低速时燃烧 性能的提高。在国Ⅲ排放要求阶段，喷油器的喷油开启方式 仍是依靠弹簧压力控制。进入国Ⅳ阶段，需将机械式喷油器 改成电控喷油器，形成双电磁阀单体泵系统，燃油喷射压力 相应提高到2500bar，并采用系统一致性控制，来优化整个 喷射过程，并且可以实现多次喷射。在对发动机整体结构不 做大的调整下，可以达到欧Ⅳ排放水平。
大柴电控共轨柴油机电控系统原理与检修
大柴CA4DC2电控共轨柴油机电控系统原理与检修大柴EDC16电控系统是一个新型的全电子控制柴油机燃油喷射系统，它不再采用机械调速器（没有齿杆装置）。
与传统的机械喷射系统不同的是：EDC16系统采用扭矩控制策略，可以自由地控制柴油机输出扭矩（喷油量）和喷油开始时间（喷油定时）两个参数。
因此，该系统能够满足国家第3阶段（国Ⅲ）及后续的排放法规的要求。
CA4DC2系列电控柴油机采用的就是EDCl6共轨系统控制逻辑。
本节以EDC16共轨系统为例，来说明大柴CA4DC2系柴油机电控高压共轨系统的电气原理及使用维护。
一、大柴CA4DC2电控共轨柴油机的电控燃油系统的组成EDC16大体可划分为燃油系统和电控系统2个部分。
燃油系统主要包括共轨、高压油管、喷油器、电控高压泵；电控系统主要包括电控单元ECU、传感器、开关以及线束。
CA4DC2柴油机电控高压共轨示意图如图3-8所示，其使用及调整数据如表3-1所示。
图3-8 CA4DC2柴油机电控共轨系统示意图表3-1 电控高压共轨柴油机使用与调整数据项目标准值配气相位（以曲轴转角计）进气门开启始点上止点前16°进气门关闭终点下止点后52°排气门开启始点下止点前66°排气门关闭终点上止点后12°气门间隙（mm）（温态）进气门间隙0.35排气门间隙0.35柴油机转速（r/min）最低空载转速700最高空载转速3960喷油提前角（静态、以曲轴转角计）10°压缩余隙（mm）0.51～1.03主油道机油压力（MPa）怠速标准压力0.15极限压力0.05额定转速标准压力0.4～0.5极限压力0.2气门导管安装尺寸（气门导管露出缸盖平面的高度）（mm）16喷油器安装尺寸（头部高出缸盖底平面的高度）（mm） 3.2±0.5压缩压力（MPa）/（r/min）标准值 2.94（200）极限值 2.45（200）二、CA4DC2电控柴油机及整车匹配的基本功能1.电控系统功能（1）起动控制：对于一台柴油机，为确保起动的可靠性和起动烟度排放要求，喷油定时和起动扭矩必须根据以下方式设定：喷油定时=ƒ（转速、喷油量、冷却液温度）；起动扭矩= ƒ（转速、冷却液温度、起动时间）。
解读柴油机高压共轨电控喷射系统
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。
柴油机高压共轨燃油喷射系统共3篇
柴油机高压共轨燃油喷射系统共3篇柴油机高压共轨燃油喷射系统1柴油机作为一种特殊的内燃机，具有功率大、经济性好、耐用等优点。
现在，在各类重型机械、车辆以及船舶中都广泛应用。
然而，柴油机在使用过程中，其燃料喷射系统一直是一项重要的研究课题。
过去的燃油电喷和机械泵喷嘴逐渐被淘汰，取而代之的是高压共轨燃油喷射系统，本文就来探索一下这个系统的工作原理和优点。
一、高压共轨燃油喷射系统的工作原理高压共轨燃油喷射系统是指通过高压油泵将燃油压制到高压下，然后通过共轨系统将燃油输送到喷油器，并实现喷油控制。
该系统由高压油泵、高压共轨、压力调节器、电控喷油器等部分组成。
其中高压共轨是系统的关键部分，其负责储存经过高压油泵压制的燃油，并向喷油器输送高压燃油。
通过电控器对喷油器的电磁阀进行开关控制，可使喷油器的燃油喷射量达到预期效果，从而实现精准喷油。
二、高压共轨燃油喷射系统的优点高压共轨燃油喷射系统相对于传统的电喷和机械泵喷嘴有许多优点：1. 节省燃油：高压共轨燃油喷射系统可实现精准喷油，避免了传统喷射系统中过多或过少喷油而导致的燃油浪费。
2. 噪音小：高压共轨燃油喷射系统具有较低的噪音水平，能够提升汽车的舒适性。
3. 排放低：通过高压共轨燃油喷射系统的精准喷油控制，燃油燃烧更加充分，大大减少了有害气体排放，符合现代环保要求。
4. 自适应性强：柴油机在运行时其燃油需求随着车速和负载等因素的改变而变化，高压共轨燃油喷射系统能够更精确地适应这些变化。
三、未来展望未来，随着高压共轨燃油喷射系统技术的不断升级以及制造成本的降低，其应用范围将不断扩大。
未来的柴油机燃油喷射系统不仅需要具备精准喷油、低噪音、低排放等诸多特点，还需要结合智能控制等先进技术，实现更加高效、安全、环保的燃油喷射系统。
同时，还需要进一步优化整个燃油系统的设计，提高燃油的利用率，以满足汽车燃油和环境保护等方面的需求。
结语：高压共轨燃油喷射系统是目前柴油机领域最为先进的燃油喷射系统之一。
博世BOSCH德尔福柴油机共轨技术讲座ppt课件
高的燃油喷射压力，有助于提高柴油机的低速扭矩。
• 电控高压共轨系统的特点： • 调节自由度大： • 喷射压力； • 喷射时刻； • 喷油量。 • 控制精度大大改进。
五次喷射
1） 预喷－Pre injection(冷起动)
高压共轨发动机工作原理
高压共轨发动机工作原理
高压共轨发动机工作原理
预喷式柴油机
直喷式柴油机
高压共轨发动机工作原理
• 电控高压共轨系统的高压油轨是共同的，因此称为共轨。系统的电脑根据工况和其他环境条
件，通过高压油泵，将高压油轨中的燃油压力控制在所需要的水平上，并通过对喷油嘴上泄 压阀的控制，以选择最佳的燃油喷射相位和喷射规律。
发动机转速
在正常状态下
正常状态下的燃油喷射压力 由发动机转速和燃油喷射量 计算。
高压共轨发动机工作原理
冷却液温度
燃油喷射量控制
加速踏板位置
发动机转速
发动机起动时的燃油喷射量 在发动机起动时燃油喷射
量由发动机起动转速和冷却 液温度决定。
发动机转速
标准的燃油喷射量 标准的燃油喷射量由发动机转 速和加速踏板位置决定。
热膜式空气流量传感器
BOSCH高压共轨系统
热膜式空气流量传感器工作原理
热膜式空气流量计是一个带 有逻辑输出的空气质量传感器， 为了获得空气流量，传感器元件 上的传感器膜片被中间安装的加 热电阻加热，膜片上的温度分配 被与加热电阻平行安装的温度电 阻测量。通过传感器的气流改变 了膜片上的温度分配，从而使得 两个温度电阻的电阻值产生差异。 电阻值的差异取决于气流的方向 和流量，因此空气流量传感器对 空气的流量和方向具有较高的要 求。微机械制造的传感器元件的 小尺寸和较低的热容量式的传感 器的响应时间<15ms。如需要可 以在传感器内部安装进气温度传 感器，用以测量进气温度。
长城GW2.8TC电控高压共轨柴油机的结构原理与检修
与进油计量 比例 电磁 阀油路并联 ，使进油计量 比例 电磁 阀人 口处 的燃 油压力恒 定为 ０５ＭＰ ， ． ａ 如果 该压力 不稳定 ， 电控高压 共轨系统 不能正 常工作。 ３ 高 压 共 轨 ） 高压共轨的作用是储存高 压燃油并分配到各缸 喷油器 。在高压共 轨上装有用于测量共轨压力 的共轨压力传感器及流量 限制器 。 流量限制器作为共轨 出油 口安装在共轨 上，燃 油通 过其流至喷油 器。当在流量限制器下游 （ 轨出油 口至喷油器 ） 共 出现泄漏或喷油器关 闭不严时 ， 限制器会切断燃油供应 以此来保护高压燃油 系统 。 ４ 喷油器 ） Ｇ ． Ｃ型柴油机 的喷油器由孔式喷油嘴和电磁阀等组成 。来 自 Ｗ２ Ｔ ８ 高压共轨的高压燃油 ， 经油道 流向喷油嘴 ， 同时经节 流孔 流 向针 阀控制 腔， 针阀控制腔通过球 阀控制 的泄油孔与 回油管相连 。 当喷油 器不喷油 时 ， 电磁 阀不通 电， 油孔关 闭， 泄 作用在针 阀控制 活塞顶部的压力大于作用在针 阀承压 面上的压力 ， 阀关 闭。当电磁 阀 针 通 电时， 泄油孔被 打开 ， 阀控制腔 的压 力降低 ， 用于针 阀控 制活塞 针 作 顶部的压力低于作用于喷油嘴针 阀承压面上 的压 力 ， 针阀升起 ， 喷油器 喷油。喷油量的大小取决于喷油嘴开启 的持续时 间、 喷油压力及针 阀行 程等。 ２ＧＷ２８ Ｃ共轨柴油喷射系统的故障检修 ． ．Ｔ ２１检测思路 ． 与传统的机械喷射柴 油机 相比 ，电控高压共轨燃 油喷射柴油机 由 于引入 了电控系统 ， 使得柴 油机 零部件增 多 、 系统 复杂性增加 ， 因此在 对故障进行检修时 ， 必须按照必须 按一定的诊断思路 去解决 问题 ， 从而 找到故障的原因并加以排除 。 １ 在 对 Ｇ ．Ｔ ） Ｗ２８ Ｃ型 共 轨 柴 油 机 的 Ｃ Ｓ ． 轨 系 统 进 行 检 测 时 ， Ｒ ２０共 检测仪是必不可 少的。首先要用检测 仪查询 Ｅ Ｕ有无故障码 ， Ｃ 静动态 数据流是否正常 ， Ａ码是否 匹配 ， Ｉ Ｑ 由此可以对系统存在 的故障有一个 初 步 的诊 断 方 向 。 ２ 根据故障现象 、 ） 故障码确定 了检测方向之后 ， 对可 能存 在故障的 电控元件 进行检测 ， 通过在车静态检测 、 动态检测 、 线路检测 、 件本身 元 电器特性 检测等方法由易到难逐一排查 ， 确认故障并排除 。 ３ ） 确认故 障后 ， 分析造 成故 障的原 因 ， 要 结合用 的使用 环境 、 油品 质量 、 驾驶 习惯 等因素判定故障原因 ， 以避免故障再现。 ２２ ＧＷ２８ Ｃ共 轨 柴 油 不 着 车 故 障 检 修 ． ．Ｔ 柴油机 是压燃 式内燃机。柴油机能否顺利着车 ， 取决于是否具备以 下 条件 ： 大量 品质 良好 的燃油在 合适的时 刻喷入气缸且燃 油能充 分雾化 ， 气缸 内空气经压缩后具 有一定高 的温度 和压 力。因此柴油机不能顺利 着 车 ， 因一 般在 电控燃 油系统 、 排气系统 和气缸的密 封性 ， 原 进 在检修 过程可结合故 障的伴 随特征和仪 器到数据 ， 按步骤进行 分析诊 断。
SOFIM高压共轨电控柴油发动机(上册)要点
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。
柴油机共轨系统介绍
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
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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。
电控原理第3讲共轨系统工作原理及控制
• 确保共轨中的压力失控后不会超压
•机械溢流阀原理
•1350bar可靠关闭，大于允许短时超 过1500bar
• 阻止喷油器常开（喷油器失控） •少量泄漏故障时的保护处理 •1350bar可靠关闭，大于允许短时超过 1500bar
通过柱塞移动的排油量来补偿喷油量，而不是通过节流孔（孔很小）。喷油结 束时，柱塞停止移动，但并没有靠在密封面上关闭出油口。弹簧将它压回静止 位置，燃油从节流孔流出。设计上确保，即使最大油量，柱塞也能回到原位。 油量过大，柱塞被推至出油口密封面，关闭出油口； 少量泄漏，柱塞无法回到原位。几次喷油之后，柱塞封住出油口。
必须定期从集水腔中放水
输油泵： 向高压泵提供足够燃油
•在任何工况下 •在必要的压力下 •贯穿于整个寿命周期
电子输油泵：标准型。永磁电机驱动，仅用于 轿车和轻型商用车。负责供油，在紧急情况下 中断供油。
• 在线泵：箱外安装 • 在箱泵：箱内安装
齿轮式燃油泵：机械驱动，用于轿车、商用车、 非道路机动车。
共轨压力控制的关键执行器：内压控制阀（高压溢流阀原理）
共轨压力＝电磁力＋弹簧力 电枢电流
PWM波占空比 （1KHz，抑止干扰运动或共 轨内的压力波动）
两个控制回路 电子控制回路：共轨中的可变平均压力控制 机械控制回路：高频压力波动的快速响应补偿控制
共轨的作用：存储高压 抑止因供油和喷油而产生的波动
SAE1999-01-0191
共轨燃油系统的组成
• 1）低压部件 2）高压部件
3） ECU 4）传感器 5）执行器
1。低压部分：为高压部分提供足够的燃油
1）油箱：在任意工况下保持0.3bar压力， 合适的开孔或安全阀 2）低压油管：钢管，或带助燃剂的钢编织 铠装柔性油管，放热保护措施 3）输油泵：电控，或齿轮泵带粗滤器 4）过滤器：高压泵过滤，避免泵等敏感元 件出现早期磨损
电子控制共轨式柴油喷射系统
电子控制共轨式柴油喷射系统电控共轨喷油系统是高压柴油喷射系统的一种，20世纪90年代中期才开始推向市场的第3代电控喷射技术，它摒弃了传统使用的直列泵系统，而代之以用一供油泵建立一定油压后将柴油送到各缸共用的高压油管（简称共轨）内，再由共轨把柴油送入各缸的喷油器。
共轨式柴油喷射系统喷油压力与喷油量无关，也不受发动机负荷和转速的影响，能根据要求任意改变压力水平，使NOX和颗粒排放都大大降低。
由于采用了独立的高压油泵，可提供很高的喷油压力，最高可达200~ 220MPa，即使联结各喷油器的高压油管很短也不会出现不可控制的异常喷射情况。
系统采用的是压力—时间计量原理，ECU根据工况、油温、空气温度等信号，由油压传感器测出压力值并输送给ECU，并使所测得的压力与发动机工况所给定的油压脉谱图（所设的最佳压力值）比较，ECU给出信号控制电磁式柴油泵控制阀（PCV）的启闭，来调整高压油泵的供油量，以改变共轨油道中的油压，使油压为最佳值。
因此，油压与发动机的转速和负荷无关。
与传统喷射系统相比，电控共轨柴油喷射系统的主要特点有：1）喷油压力柔性可调。
对不同工况可采用最佳喷射压力，从而可以优化柴油机的综合性能，由于喷油压力不随转速改变，解决了传统喷射系统（包括泵—喷嘴系统）因低速时喷油压力下降而导致的低速转矩差和低速烟度大的缺陷。
2）喷射压力高。
由于系统紧凑、刚度大，可实现较高的喷射压力（120 MPa ~170MPa），NO排放和微粒比普通的柱塞泵高出一倍。
加上可独立柔性控制喷油定时和喷油量，可将x控制在较小范围内。
3）可柔性控制喷油规律。
可实现灵活多样的喷油规律，喷油速率柔性化。
如预喷射、多段喷射、“靴形”喷射等，以及配合排气后处理使用的排气行程中的喷射，从而既保证优NO排放和dφ/dp。
良的动力性、经济性，又可降低x4）控制精度高。
电磁阀控制喷油，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，喷油量变动小，各缸的不均匀可得以改善，并减小柴油机的振动与有害排放，对于车用柴油机来说还可改善驱动性能。
第5章 电控共轨柴油机的构造与原理
5.1.2
电控泵喷嘴系统（EUI）
电控泵喷嘴将喷油泵、喷油嘴和电磁阀组合为一体，没有高压油管， 每缸一组泵喷嘴，靠安装在气缸盖上的凸轮轴来驱动和工作。 特点：由于没有高压油管，在所有 油泵中，具有最高的机械和液力刚度， 能够承受200Mpa以上的喷射压力。 应用实例：一汽大众生产的宝来TDI
前 进
电控柴油机比汽油机二氧化碳的排放量大约低30-35%，而且具有更好 的燃油经济性。
柴油机的应用日趋广泛，在西欧，轻型汽车中的柴油车所占份额已经超 过了40%，中型和重型车中的柴油车的份额超过了90%。 清洁的电控柴油机也将成为未来中国能源问题的重要解决方案之一。 一汽大众公司率先在捷达轿车上装配柴油机发动机； 2003年该公司又在宝来（TDI）轿车装配了采用电控泵喷嘴系统的柴油机。
返
回
5.1.3
电控单体泵（EUP）
前
进
电控单体泵的特点： 1) 高达 25Mpa 的高压喷射能力；双电磁阀系统 （溢流＋油嘴控制）；喷油干脆，断油迅速灵活。 可以获得低油耗、低Nox和低微粒排放。 2)在整个工作速度范围内可根据转速、负荷、 瞬态工况的不同，实现喷油压力、速率编程控制 与调节（可燃混合气的混合比）。 3) 可进行早喷（初期预喷）、预喷（二次预 喷）。 4)喷油速率可编程控制。 5)可有效进行预喷后紧跟大油量高压主喷射， 并紧随迅速突然断油，有效控制气缸峰值压力， 避免过高的峰值温度。
前
进
一汽解放配套的新一代共轨系统柴油机
后
退
前
进
轿车用柴油机共轨系统
后
退
前
进
电控共轨系统工作原理：控制器ECU根据各种传感器采集的信号确定发 动机工况，计算喷油量需求及喷油脉宽（喷油速率、喷油持续时间）， 同时通过油量计量阀调节进入高压油泵的油量，进而调节共轨压力到对 应工况的喷油压力值。 共轨腔的高压燃油一路通向喷油 嘴的盛油槽，另一路通向喷油器 上的三通电磁阀。当控制器ECU控 制指令切断泄油通路时，高压燃 油经进油单向阀到达液压活塞上 腔，此时整个活塞、顶杆、针阀 组件处于液力平衡状态；在针阀 弹簧的压力作用下，针阀处于关 闭状态。一旦三通阀切换到高压 油路并打开泄油通路时，液压活 塞上腔迅速泄压，其中燃油流经 节流孔流向泄油通路。此时针阀 在盛油槽内高压油的作用下克服 弹簧预紧力而开启喷油。
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共轨柴油机的原理与结构
一、为什么需要共轨技术
新技术总是为解决一些实际生活中的实际问题而生的，柴油机的共轨技术的产生，离不开实际问题对研究人员的困扰，所以，我们首先了解一下没有使用共轨电喷系统的柴油机的供油系统有何问题。
在非共轨式燃油系统的柴油机的供油系统中，每个喷油器都连接有一根高压油管和一根回油管，采用高压油泵来提供高压油的压力，在高压油管中不同的位置不同的时间，油压都不相同。
这种结构柴油机喷油器喷油的规律在理论上取决于柱塞的运动规律，并且在调速器的协助下自动调整供油提前角，使柴油机工作情况稳定。
但是在实际的使用过程中，由于柴油的可压缩性质和高压油管中柴油压力的波动，使得实际的喷油状态与喷油泵所规定的柱塞供油规律有了较大的差异。
比如油管内的压力波动有时还会在喷射之后使高压油管内的压力再次上升，达到令喷油器针阀开启的压力，将已经关闭的针阀重新打开，产生二次喷油现象。
由于二次喷油不可能完全燃烧，于是就会增加烟度和碳氢化合物的含量，造成尾气超标和燃油消耗增大。
由于每一次的喷射循环之后高压油管内的残留压力都会发生变化，产生喷油不均匀的信箱，严重时发生间歇性不喷射现象。
且这种现象在低速下更容易发生。
因为以上的缺陷，所以诞生了电控共轨技术。
二、共轨技术的历史和基本原理
1.柴油机的电控燃油喷射技术的发展历程可以分为三代。
第一代柴油机电控燃油喷射系统被称为位置控制系统，采用电子伺服机构（如线性螺线管、线性直流电机等）代替机械式调速器来控制供油齿杆的位置（直列泵）或控制溢油环的位置（分配泵）实现喷油量的控制，由EUC控制的电液执行机构改变发动机驱动轴与喷油泵凸轮轴之间的相位或控制提前器活塞的移动实施喷油时间的控制。
第二代电控燃油喷射系统被称为时间控制系统，和传统的柱塞泵供油方式相比，它仍然采用传统方式提供高压油，但是在燃油的喷射上，则是由ECU控制的安装在喷油器上的高速电磁阀的动作来控制喷油阀的开启时机、时间，从而更加精确的控制燃油的喷射量和时机。
因为采用了高速电磁阀，其控制精度较第一代产品有了较大的提升。
第三代柴油机电控燃油喷射系统，时间-压力控制系统，也称为高压共轨电控燃油喷射系统，它是20世纪90年代中期研制成功的全新的电控燃油喷射系统，打破了传统的喷油泵、分缸燃油供油方式，可以实现喷油压力、时间、喷油量、各种复杂喷油特性的综合控制，比一二代电控燃油喷射系统更加准确优秀！
2.柴油机高压共轨电控燃油喷射技术的基本原理：
如右图一所示，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之
间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，通过对公共油管内压力的精确控制使高压油管内
的油压与发动机的转速之间没有关系，可以大幅度的
减少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。
由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的开启时间的共同作
用，因此这种电控燃油喷射技术也叫时间-压
力控制系统。
其中，燃油供给系统中的压力
波动在高压共轨管中得到了消除，从而使整个系统工作更加稳定。
三、共轨式电控燃油喷射系统的分类
按照喷油高压来源的不同，共轨式电控燃油喷射系统分为两类：
A.高压共轨系统
高压输油泵将燃油输送到高压共轨中，燃油脉动压力变化得以消除，然后再将燃油分配至给各个装有快速电磁阀的喷油阀；当ECU控制系统按照需求发出信号之后，高速电磁阀打开或关闭，从而控制喷油器的工作，即：按设定的要求喷出或者停止喷出高压燃油。
B.中压共轨系统
中压共轨系统采用较小的压力（10-13兆帕）来将燃油输送到共轨管中，在共轨管中将燃油的脉动压力消除后，再通过带有增压柱塞的喷油器将燃油以高速喷出，在高压柱塞的作用下，油压可达120~150兆帕，其喷射时间也是通过ECU发送的指令来控制的，同样，高速电磁阀是其不可或缺的部件。
四、共轨柴油机供油系统结构
在结构上，它主要由电控单元、高压油泵、高压共轨管（蓄压器）、电控喷油器以及各种传感器组成。
A.高压油泵：主要分为柱塞泵和齿轮泵两种，负责将燃油输送到高压共轨管中。
B.高压共轨管：如右图所示，这部分主
要由高压管体、轨压传感器、轨压限
制流量限制阀和高压进油口组成。
其
中，高压管体负责将高压油泵输送的
高压油储存在共轨油腔内，维持ECU
设定的共轨压力，向个气缸提供高压
燃料，并在必要的时候打开轨压限制
阀保护系统；轨压限制阀负责保护系
统，在其打开之后轨压会下降到30
兆帕；流量限制阀的作用是处理某一
个气缸的燃油泄漏事故，在气缸泄露
或者喷油器故障导致了燃油喷射量过
多时，该机构将会切断对应气缸的燃
油供应，每一个气缸都对应一个流量
限制阀；轨压传感器的作用是向ECU
提供高压共轨管内燃油的压力信号。
C.电控喷油器：喷油器是整个电控系统
最关键和最核心的部件，它的作用是
在ECU的控制下适时适量的喷射高压
柴油。
结构上主要有喷油器体、电磁
阀、柱塞阀组件、喷油嘴针阀组件和
弹簧组成，其组成外形如右图所示。
负责针阀开闭的电磁阀具有极快的动
作速度，其开启时间不超过110±10μs，关闭时间不超过30±5μs。
其基本动作过程是这样的：在喷油器的上部，柱塞的阀体上表面有细小回流节油油道，该油道被一小球密封（小球被电磁阀弹簧通过衔铁间接压紧），高压油可以到达柱塞上腔，所以高压油在对柱塞阀体施加压力的同时不会从回流节油道泄露，这样就保证了柱塞对喷油嘴针阀有一
个较大的向下的压力，使得喷油嘴针阀紧密的压在出油口上，虽然针阀下端也受到高压油的作用而有向上运动的趋势，但是这个力远小于柱塞上表面受到的力，所以针阀可以稳稳地压紧在喷油口上，从而密封住高压油。
当需要喷油时，电磁阀就受到ECU的控制，线圈在由ECU提供的电压的作用下，产生磁力克服弹簧的压紧力，将衔铁向上吸起，同时，小球也打开了回油通道，柱塞上腔与回油管连通，由于回油管内油压约为大气压力，所以柱塞受到的油的压力迅速减小，而因为回流节油油道本身很小，故进油压力不会在柱塞阀体组件上方卸荷，而针阀下方压力基本为进油压力，所以针阀受到的合力向上，针阀打开，喷油过程开始，当线圈断电时，弹簧力使小球重新压紧，柱塞阀体组件所受高压重新建立，等待下一次喷射。
D.高压油管：高压油管是联通共轨管和电控喷油器的通道。
它应该有足够的燃油流量减小
燃油流动时的压降，并且使高压管路系统中的的压力波动较小。
能够承受高压燃油的冲击，且启动时油压可以尽快建立。
每一个气缸所连接的高压管应该基本等长，以使喷油压力尽量相同。
并且使长度尽量小，以减小压力的损失。
五、共轨技术的特点、优点与发展趋势
1.特点：
A.可以自由调节喷油压力
B.可以自由调整喷油油量
C.可以自由调整喷油时间
D.可以自由调整喷油率形状
2.高压共轨电控燃油喷射技术的优点：
A.具有多功能的自动调节特性
B.减轻了质量、缩小了尺寸、结构更加紧凑。
这是因为省去了供油提前角自动调节
器和调速器。
C.部件安装方便，维护也方便。
D.具有故障自诊断的功能，可以通过调取故障代码来方便的进行故障诊断和检测。
E.有害气体排放量、震动与噪音显著下降。
3.发展趋势：
A.解决高压共轨系统中共轨压力的微小波动引起的喷油量不均匀现象。
B.解决高压共轨系统的高压密封问题。
C.解决微小结构、高频响电磁开关阀的设计与制造过程中的关键技术问题。
D.优化三维控制数据库。
参考文献
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