高压共轨系统

喷油器工作过程
5、ECM
ECM在汽车电子中通常指引擎控制器。 发动机电子控制模块（简称ECM）具有连续监测 并控制发动机正常工作运转的功能。在现代发动机管 理系统中，ECM系其核心控制元件。它可以根据发动 机的不同工况，向发动机提供最佳空燃比的混合气和 最佳点火时间，使发动机始终处在最佳工作状态，发 动机的性能（动力性、经济型、排放性）达到最佳。 其主要功能有： 1、燃油喷射（EFI）控制 2、点火（ESA）控制 3、怠速控制（ISC） 4、排放控制 5、自诊断与报警 6、CAN总线接口
各缸高压油
共 轨 压 力 反 馈
各 缸 喷 油 指 令
共轨压力指令
其它传感 器输入
高压共轨系统工作原理图
3、VP分配式高压油泵工作原理
(1)VP型分配式高压油泵
VP型分配式高压油泵由三个径向排列、互相呈120°夹角 的柱塞组成。VP分配泵通过联轴器、由凸轮轴上的油泵驱动齿 轮带动旋转，油泵的转速是发动机转速的一半。主要部件：泵 缸、活塞、排出阀、活塞杆及吸入阀。 高压泵（高压往复泵）的工作原理： 活塞自左向右移动时，泵缸内形成负压，则进口管路内液 体经吸入阀进入泵缸内。当活塞自右向左移动时，缸内液体受 挤压，压力增大，由排出阀排出。活塞往复一次，各吸入和排 出一次液体，称为一个工作循环；这种泵称为单动泵。若活塞 往返一次，各吸入和排出两次液体，称为双动泵。 活塞由一 端移至另一端，称为一个冲程。
ECM的功能
4、扭矩控制 1、喷油方式控制 高达5次喷射（现只用2次） 瞬态扭矩 加速扭矩 2、喷油量控制 低速扭矩补偿 预喷油量自学习控制 最大扭矩控制 减速断油控制 5、瞬态冒烟控制 3、喷油正时控制 6、增压器保护控制 主喷正时 7、过热保护 预喷正时 8、各缸平衡控制 正时补偿 9、EGR 控制 4、轨压控制 10、VGT 控制 正常和快速轨压控制 11、辅助起动控制(电机和预热塞) 轨压建立和超压保护 12、系统状态管理 喷油器泄压控制 13、电源管理 轨压Limp home控制 14、故障诊断
喷油速率控制
喷油规律是影响柴油机排放的只要因素。 理想的喷油规律要求喷射初期缓慢.喷油速率不 能太高，目的是减少在滯燃期内的可燃混合气 量，降低初期燃烧速率，以降底最高燃烧温度 和压力升高率，来抑制NO生成和降低燃烧噪声： 预喷射是实现初期缓慢燃烧的方法。喷油中期 采用高喷油压和高喷油速率目的是加快燃烧速 度，防止生成微粒和降低热效率，主喷射发生 在中期可加快可燃混合气的扩散燃烧速度。喷 油后期要求迅速结束喷射，防止在较低的喷油 压力和喷油速率下燃油雾化变差，导致燃烧不 完全而使HC和微力物排放增加。后喷射可有效 降低排放物。在高压共轨系统进行多次喷射， 可使喷油规律优化。
7、柴油喷射控制内容
低排放高压共轨柴油机喷射系统的基本任务时： 根据柴油机输出功率的需要，在每一循环中，把经 过计算后燃油量.按喷油正时.以很高的喷射压力， 将柴油喷入发动机燃烧室。为此，柴油机喷射控制 主要能容是，喷油量的控制.喷油时间控制.喷油压 力控制和喷油速率控制。
喷油时间的控制
在共轨系统中，为实现发动机的最佳燃烧，ECM根 据发动机的运行工况和外部环境条件经常调节喷油器 时间：即进行最佳喷油时间控制。具体控制方法是由 发动机决定基本喷油时间，同时，还要根据发动机的 负载.冷却水温度.进气温度和压力.燃油温度和压力等 对基本时间进行修改，决定目标喷油时间。
（3）控制喷油速率
ECM根据发动机实际运行工况设置并控制预喷、主喷 和后喷。 （4）控制喷油时间
ECM根据发动机转速和负荷等参数，准确计算出最佳喷 油时间，并控制电磁喷油器的开启时刻、关闭时刻，准确 控制喷油时间。 (5)控制喷射方式
高压共轨系统多采用多次喷射。多次喷射是将每一个 工作循环中的喷油过程分成几段进行，每段喷油都是相互 独立的，目的是控制燃烧速率。在共轨系统中采用的多次 喷射包括先导喷射、预喷射、主喷射、后喷射和次后喷射 等。
2、高压共轨系统的工作原理
共轨电喷技术是指在高压油泵、压力传感器和电 子控制装置(ECM)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，通过公共供油管 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 转速变化的程度，因此，也就减少了传统柴油机的缺陷。 ECM控制喷油器的喷油量，其大小取决于燃油轨道(公共 供油管)压力和电磁阀开启时间的长短。该技术不再采 用传统的柱塞泵脉动供油的原理，而是通过供轨直接或 间接的形成恒定的高压燃油，分送到每个喷油器，并借 助于集成在每个喷油器上的高速电磁开关阀的启闭，定 时定量的控制喷油器喷射至柴油机燃烧室的油量，从而 保证柴油机达到最佳的燃烧比和良好的雾化，以及最佳 的发火时间、足够的能量和最少的污染排放。
4、喷油器工作原理
柴油机喷油系统将燃油雾化，并分布在燃烧室内与空气混合的部件。 它主要由喷油嘴和喷油器体组成，它在缸盖上的安装位置与角度取决于燃 烧室的设计。 喷油器的喷雾特性包括雾化粒度、油雾分布、油束方向、射程和扩散 锥角等。这些特性应符合柴油机燃烧系统的要求，以使混合气形成和燃烧 完善，并获得较高的功率和热效率。喷油器分为开式和闭式两种。开式喷 油器结构简单，但雾化不良，很少被采用。闭式喷油器广泛应用在各种柴 油机中。 喷油器中的燃油来自于高压油路，经通道流向喷油嘴，同时经节流孔 流向控制腔，控制腔与燃油回路相连，途径一个受电磁阀控制其开关的泄 油孔。泄油孔关闭时，作用于针阀控制活塞的液压力超过了它在喷油嘴针 阀承压面的力，结果，针阀被迫进入阀座且将高压通道与燃烧室隔离，密 封。当喷油器的电磁阀被触发，泄油孔被打开，这引起控制腔的压力下降， 结果，活塞上的液压力也随之下降，一旦液压力降至低于作用于喷油嘴针 阀承压面上的力，针阀被打开，燃油经喷孔喷入燃烧室。这种对喷油嘴针 阀的不直接控制采用了一套液压力放大系统，因为快速打开针阀所需的力 不能直接由电磁阀产生，所谓的打开针阀所需的控制作用，是通过电磁阀 打开泄油孔使得控制腔压力降低，从而打开针阀。 此外，燃油还在针阀和控制柱塞处产生泄漏，控制和泄漏的燃油量， 经连接回油管，会同高压泵和压力控制阀的回油流回油箱。
高压共轨系统为蓄压器式共轨系统，该系统由油箱、柴油滤 清器、电动输油泵、VP分配式高压油泵、高压∕低压燃油管、 蓄压器（油轨）、喷油器、回油管和ECM等组成。 B O S C H 高 压 共 轨 系 统 图
系统框图
燃油供给系统的基本工作原理：低压燃油由电动输油泵从油箱 中吸出后，经柴油滤清器输送到分配式高压油泵，柴油经高压 油泵加压后输送到蓄压器（油轨）中。储存在油轨中的高压柴 油在适当的时刻通过电磁喷油器喷入发动机气缸内。电磁喷油 器的开启和关闭由ECM根据传感器输入的信号进行控制。
VP分配式高压油泵图
VP分配式高压油泵横断面图
高压 VP分 配式 油泵 纵断 面图
a 柱塞下行，控制阀开启，低压燃油经控制阀流入柱塞腔； b 柱塞上行，但控制阀中尚未通电，处于开启状态，低压燃油经控制阀流回低压 腔； c 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； d 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。 该方法使高压油泵不产生额外的功率消耗，但需要确定控制脉冲的宽度和控制脉 冲与高压油泵凸轮的相位关系，控制系统比较复杂。
1、高压共轨系统的结构组成
（1）电子控制部分
电子控制部分由ECM、 各种传感器和执行器，如喷油器、 电磁阀等组成。电控系统的功能 是根据各种传感输入的信号，由 ECM经过比较、运算、处理后，得 出最佳喷油时间和喷油量，向喷 油器发出开启或关闭电磁阀的命 令，从而精确控制发动机的工作 过程。
（2）燃油供给部分
（2）高压蓄压器（油轨）
高压蓄压器存储高压燃油，同时高压油泵供油和喷油产生 的压力波动可在共轨中得到抑制。 高压蓄压器为所有气缸共有，因此将其称为“共轨”，即 使大量燃油排出时，共轨也能将其内部压力保持基本不变，因 此确保了喷油器的喷油压力保持恒定。
燃油主要走向：油箱→粗滤（手油泵）→燃油分配器→输油泵（在高压油泵后 端）→细滤→高压油泵→共轨管→喷油器。
ECM (Engine Control Module引擎控制模块) 就像引擎的灵魂 一样，控制整个引擎的运转。要控制能引擎，就必须有许多感应器 (Sensor) 来接收并传递引擎运转信息，一具引擎通常会有进气温 度感知器 (IAT Sensor)、油门开度感知器 (TPS Sensor)、歧管压 力感知器 (MAP Sensor)、水温感知(ECTSensor)、曲轴角度感知器 (Crank Sensor)、爆震感知器 (Knock Sensor)、含氧感知器等 (O2 Sensor)将引擎各种状态信息送至ECU (Engine Control Unit) 作运算，这些引擎运转信息经过运算后，会由ECU对各个致动器 (Reactor) 发出控制讯号来控制致动器的作动，引擎上常见的致动 器有怠速控制阀 (IAC)、喷油模块、点火模块、EGR阀、VVT控制器、 活性碳罐 (EEC) 脱气阀等。
高压共轨柴油系统
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目录
1、高压共轨系统的结构组成 2、高压共轨系统的工作原理
3、VP分配式高压油泵工作原理
4、喷油器工作原理 5、ECM 6、电控高压共轨系统的控制功能 7、柴油喷射控制内容
什么是“高压”？什么是“共轨”？
“高压”是指喷油系统压力比传统柴油机要高 出1.1倍，最高能达到145MPa（而传统柴油机 喷油压力在60—70 MPa），压力大雾化好燃烧 充分，从而提高了动力性，最终达到省油的目 的。 “共轨”是通过公共供油管同时供给各个喷 油嘴，喷油量经过ECM精确的计算，同时向各 个喷油嘴提供同样质量、同样压力的燃油，使 发动机运转更加平顺，从而优化柴油机综合性 能。而传统柴油发动机由各缸各自喷油，喷油 量和压力不一致，运转不均匀，造成燃烧不平 稳，噪音大，油耗高。
6、电控高压共轨系统的控制功能
（1）控制喷油量
发动机电控单元ECM根据发动机转速和油门开 度信号以及温度、压力等辅助信号，计算机发动机 实际运转工况下的最佳喷油量，ECM通过控制电磁 阀通、断电及时及通、断电持续时间直接控制喷油 量，使发动机在最佳状态下运转。 （2）控制喷油压力
蓄压器压力传感器用来测量油轨内的燃油压力， 从而调整高压油泵的供油量，控制油轨中的燃油压力。 油轨中的压力大小决定了喷油器压力的大小。ECM还根 据发动机的转速、喷油量大小与预置的最佳值相比较 进行反馈。
喷油压力控制
在共轨系统中，ECM根据安装在油轨上的压力传感器 的电信号，计算出实际喷油量。并将其值和目标压力进行 比较，然后发出指令控制高压油泵升高压力或降低压力， 实行闭环控制完成最佳喷油压力控制 喷油压力越大，喷油能量越高.喷雾愈细.混合气体形 成和燃烧愈完全，柴油机的排放性能和动力性.经济性.经 济性能都会得到进一步改善。 高的喷射压力可以明显改善燃油机和空气的混合，从 而降低烟度和可吸收颗粒物的排放量同时又可以缩短着火 落后区.使柴油机工作柔和.燃烧噪声小。高压共轨柴油机 的喷射压力量大可达2000MPa，大负荷时柴油机的烟度可 大幅度降低。
什么是高压共轨系统？
高压共轨系统是压力—-时间控制式喷 油系统，高压油泵只是向油轨供油以维持所 必需的油轨中油压，而公共油轨中的油压由 压力调节阀进行调节，以控制喷射压力大小， 用电磁阀关闭时间长短控制喷油量。高压共 轨系统喷油压力大小独立于发动机的转速与 负荷，喷油正时、喷油压力和喷油持续时间 可以在较宽的范围内选择。共轨系统可以根 据发动机的需要进行预喷射、主喷射和二次 喷射，可以提高燃烧效率、可减少氮氧化物、 排放可达欧Ⅲ标准。123.mp4