柴油机高压共轨燃油喷射系统-北京理工大学
柴油机燃油喷射喷油泵
目的与要求：
1. 各种泵的工作原理、特点、优缺点 2. 喷油泵改进、发展的思路
一 传统喷油泵的缺点
供油系统向高喷压、喷油规律可控 的方向发展。
传统喷油泵要获得非常高的喷油压 力难度很大； 传统喷油泵喷油压力会随n、负荷发 生难以控制的变化； 传统喷油泵喷油量随转速的变化趋 势差（速度特性）。
3= 针阀弹簧
4=
轴针
5= 高压腔
轴针弹簧的预紧力300 bar 燃油的压力可能达到2050bar
喷射过程 5
主喷射结束
1= 油泵柱塞
2= 塞
5= 燃油进油管
6=
轴针
7= 电磁阀弹簧
泵喷嘴
可控喷油规律
电控泵喷嘴、 电控单体泵等 可以控制并得 到理想的喷油 率。
四 PT 喷油器
目的： 柱塞与针 阀功能合 二为一。
PT 喷油器
共轨供油系统
高压共轨系统
共轨供油系统 The Common Rail
System
共轨供油 系统 The
Common Rail
System
电液控制 喷油器
增压式共轨系统
高压共轨式电控喷射系统的优点
①高喷压>200MPa； ②喷压独立于发动机转速； ③可预喷和后喷，调节喷油率的形状，实现理 想喷油规律； ④喷油定时和喷油量可控； ⑤喷油特性好、排放、噪声、经济性好； ⑥可靠性好，适应性强，可以在新老发动机上 使用。
c. 出油阀工作原理
油腔内压力↗>弹力→开 ←压力已经较大；
油腔压力↘<弹力→关← 压力依然大→喷油器关闭不可靠 →二次喷射
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。
柴油机高压共轨燃油喷射系统 北京理工大学
CRS压电喷油器——工作过程
压电执行器在非工作状态时处于原始 位置，伺服阀关闭，高压范围和低压 范围相互隔断。
液压接杆补偿可能存在间隙(例如由于 热膨胀所引起的) ，喷嘴借助于紧挨着 控制室的共轨压力保持关闭状态。
压电执行器起作用时就将伺服阀打开， 从而使控制室中的压力降低，喷嘴开 启。若伺服阀关闭，控制室中的压力 随之增大，喷嘴针阀也随之关闭。
Caterpiller公司HEUI系统
电磁线圈断电，控制滑阀在弹 簧作用下位于下部，液压喷油 器增压活塞上部油腔与共轨管
内液压隔绝，与液压喷油器上 部泄压油道接通，增压活塞和 柱塞在回位弹簧作用下上行， 燃油进入柱塞腔内、喷油器在 针阀弹簧作用下关闭，停止喷 油；
电磁线圈通电，控制滑阀位 于上部，增压活塞上部与共
柴油机电控高压共轨燃油喷射系统
北京理工大学
柴油机燃油喷射系统发展
三个里程碑
? 20年代－机械泵供油 ? 50年代－增压 ? 80年代－电控
柴油机燃油喷射系统发展
? ①位置控制式燃油喷射系统的电子控制 （保留原喷油泵中的齿条、滑套、柱塞上 的斜槽等控制油量的机械传动机构，只对 齿条或滑套的运动位置予以电子控制）
高压共轨系统分类
美国BKM公司的Servojet系统（中压共轨） 蓄压式 美国 Caterpiller 公司 HEUI 系统（中压共轨）液压式 日本电装公司的 ECD-U2系统 （高压共轨） 德国BOSCHCR 系统（高压共轨） 意大利 Fiat 集团 Unijet 喷油系统
BKM公司Servojet系统
虚线：最小喷 油脉宽的情况
控制压力下降 呈两段，是由 于控制阀的液 力效应引起的
柴油机高压共轨电控燃油喷射技术介绍
柴油机高压共轨电控燃油喷射技术介绍————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：柴油机高压共轨电控燃油喷射技术介绍摘要：传统机械发动机的喷油系统凭借其可靠性、易维护性一直在不断地发展和使用。
进入21世纪以来，随着人们对能源、环保的意识和要求日益提高，传统发动机的脉动喷油系统已经不能够满足现代发动机的要求。
因此,现代发动机的共轨燃油喷射技术在避免了传统发动机缺点的基础上，得到了快速的发展，已经成为燃油喷射的主要发展趋势。
为了更好的对高压共轨电控发动机燃油喷射系统的理解，现对高压共轨电控燃油喷射系统进行系统的介绍。
1 引言随着世界各国工程机械、运输车辆等数量增加，柴油机排放的尾气已经成为对地球环境的主要污染原因之一，如何采取措施保护人类赖以生存的地球环境已是当务之急。
我国从八十年代起相应制订了有关的标准,将环境保护作为大事来抓。
与此同时,世界各国也已开始寻找和探究其他方法和采取其他有效的技术措施主动地减少和控制污染物的排放。
共轨式电控燃油喷射技术正是从众多方法和措施中脱颖而出的一项较为成功的控制柴油机污染排放的新技术。
2 高压共轨电控燃油喷射技术发展过程20世纪40年代电控共轨燃油喷射技术首先在航空发动机上应用，20世纪50年代在赛车发动机上广泛应用。
20世纪90年代，柴油机的电控供油系统开始在实际应用中大量使用。
主要有日本电装公司和丰田汽车公司ECD-U2系统、博世公司和D-C公司电控共轨式燃油喷射系统。
国外在柴油机电控高压共轨燃油喷射系统方面的研究开展得较早而且比较深入，有多种共轨系统已经投产，并与整车进行了匹配应用。
日本电装公司的ECD-U2系统是电控高压共轨燃油喷射系统的典型代表,该系统还能实现预喷射和靴型喷射.共轨喷射的发展大体经历了3个阶段,如表1所示.从表1中可以看出：共轨喷射的最高喷射压力在不断提高，这样对于喷射品质的提高有着重要的意义。
柴油机电控高压共轨燃油喷射系统原理与发展
齿轮输油泵由发动机通过机械 装置驱动， 为了在发动机第一次起动 或燃油箱放空后排除燃油系统中的 空气， 需在齿轮泵或低压管路上配备 手动油泵。
③电控喷油器： 电控喷油器是高
阀球阀 ５ 关闭控制室顶部的回油量
压共轨燃油系统中最关键和最复杂
孔 ６， 高压油轨的燃油压力通过量孔
的部件， 它通过高压油管与共轨管相
７ 作用在针阀控制柱塞 ９ 上， 使喷嘴
连， 主要由一个喷油器和一个电磁阀
关闭； 电磁阀通电时， 量孔 ６ 被打开，
构 成 。ＥＣＵ 使 电 磁 阀 通 电 后 喷 油 器
一、高压共轨燃油喷射系统的基 本组成
高压共轨电控燃油喷射系统主 要 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（ 见图 １） 。输油泵（ 低压油泵） 将 燃油输入高压油泵， 高压油泵将燃油 加压后送入高压油轨（ 高压油轨中的 压力由 ＥＣＵ 根据油轨压力传感器测 量的油轨压力以及预设值进行调 节） ， 高压油轨内的燃油经过高压油 管 进 入 喷 油 器 ； ＥＣＵ 根 据 柴 油 机 的 运行状态， 由预设程序确定合适的喷 油定时和喷油量， 以控制喷油器的喷 油起始时刻和持续时间， 操纵电液控 制的喷油器将燃油喷入气缸内。
电动机为永磁式直流电动机， 电 动 机 的 供 电 由 ＥＣＵ 通 过 继 电 器 控 制， 发动机起动时即开始工作， 其转 速（ 泵油量） 不受发动机转速的影响。
汽车发动机新技术 - 柴油机高压共轨喷射系统
第六节 柴油机高压共轨喷射系统
二、高压共轨柴油喷射系统的主要特点 （1）喷油正时与燃油计量完全分开，喷油压力和喷油过程由控制单元 适时控制； （2）可依据发动机工作状况去调整各缸喷油压力，喷油始点、持续时 间，从而追求喷油的最佳控制点； （3）能实现很高的喷油压力，可以实现预喷射、调节喷油速率、喷油 形状、实现理想喷油规律； （4）有良好的喷油特性，可优化燃烧过程，使发动机油耗、烟度、噪 声和排放性能指标得到明显改善，并有利于发动机转矩特性； （5）结构简单，可靠性高，适应性强可在所有新老发动机上使用。
第六节 柴油机高压共轨喷射系统
一、高压共轨柴油发动机的组成和基本作用
高压共轨又称电喷柴油发动机，即为采用电子控制燃油喷射及 排放的电喷柴油机。电喷柴油发动机的喷射系统由传感器、控制单 元和执行机构三部分组成。其任务是对喷油系统进行电子控制，实 现对喷油量以及喷油定时随运行工况的实时控制。
高压共轨燃油喷射系统高压油泵、带调压阀的共轨油管、高压油管、 带高速电磁阀的喷油器、控制单元以及发动机转速、加速踏板位置、 喷油时刻、进气温度、进气压力、燃油温度、冷却液温度等各种传感 器组成。
第六节 柴油机高压共轨喷射系统
7、尾气净化装置 （2）主动式氮氧催化转换器
第六节 柴油机高压共轨喷射系统
7、尾气净化装置 （2）主动式氮氧催化转换器
在发动机起动后数分钟，DeNox-催化净化器达到其正常工作温度 （180℃的废气温度）。这个温度信息由废气温度传感器4-G648（在 DeNox-催化净化器的上游）传给发动机控制单元J623。温度超过这个数值 后就可以喷射还原剂了。还原剂喷入很热的废气气流中后，水分首先汽化。 接着发生热解作用，尿素分解成异氰酸和氨气。只要有热的表面存在，异 氰酸就会通过水解作用转化成二氧化碳和氨。
浅谈柴油发动机高压共轨电控燃油喷射系统故障的诊断
word浅谈柴油发动机高压共轨电控燃油喷射系统与故障诊断内容提要：柴油发动机高压共轨电控燃油喷射技术从结构上彻底改变了柴油发动机燃料供应方式，实现了高压喷射、准确控制、喷油压力与喷油过程分开，使柴油发动机经济性、排放性、动力性有了大幅提高，并在柴油发动机系统中广泛使用。
机械结构、电子控制、液压系统多种先进技术的综合运用，使系统的复杂程度、精细程度大大增加。
对使用维护提出了更高的要求。
了解、掌握高压共轨电控燃油喷射系统，对维修人员有着重要意义。
本文简单介绍了高压共轨电控燃油喷射系统，并根据自己的维修经验，结合案例分析总结了高压共轨电控燃油喷射系统故障诊断的根本思路。
关键字：高压共轨电控喷射诊断目录:一、柴油发动机高压共轨电控燃油喷射系统根本知识〔一〕柴油发动机高压共轨电控燃油喷射系统特点〔二〕柴油发动机高压共轨电控燃油喷射系统组成和工作原理二、电子控制系统工作原理和主要元件介绍〔一〕电子控制系统工作原理〔二〕电子控制系统主要元件介绍〔三〕电子控制系统设置三、燃油供应系统工作原理和主要元件介绍〔一〕燃油供应系统工作原理〔二〕燃油供应系统主要元件介绍四、案例分析——系统故障的诊断思路〔一〕案例分析〔二〕诊断思路小结五、完毕语参考文献浅谈柴油发动机高压共轨电控燃油喷射系统与故障诊断一、柴油发动机高压共轨电控燃油喷射系统根本知识〔一〕柴油发动机高压共轨电控燃油喷射系统特点柴油发动机高压共轨电控燃油喷射系统属于稳压式时间控制喷油系统。
在计算机控制技术、现代传感检测技术以与先进的喷油结构根底上，实现了喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开的供油方式。
彻底解决了容积式燃油泵喷油量、喷油压力受发动机转速负荷影响的问题，实现了较高的喷射压力，使柴油发动机经济性、动力性、排放性能均有了大幅提高。
同时采用先进的电子控制装置，配有高速电磁开关阀，使得喷油过程的控制十分方便，精度大为提高。
可控参数多，益于柴油机燃烧过程的全程优化。
北京理工大学张幽彤教授汽车电子技术-柴油机电控讲义
回油 1
共 轨 油 道
喷油速率控 制盘 喷油速率控 制油腔
中压共轨蓄压式 喷油系统
清洁车辆（北京市重点）实验室 LEVRL (Low Emission Vehicle Research Laboratory)
共轨系统
清洁车辆（北京市重点）实验室 LEVRL (Low Emission Vehicle Research Laboratory)
CRS电磁喷油器
电流 枢轴升程 压力
轴针升程 喷油量 时间
清洁车辆（北京市重点）实验室 LEVRL (Low Emission Vehicle Research Laboratory)
清洁车辆（北京市重点）实验室 LEVRL (Low Emission Vehicle Research Laboratory)
三、电控高压共轨喷射技术
清洁车辆（北京市重点）实验室 LEVRL (Low Emission Vehicle Research Laboratory)
高压共轨-喷油规律
Injection R ate
清洁车辆（北京市重点）实验室 LEVRL (Low Emission Vehicle Research Laboratory)
共轨系统CRS＿SIEMENS
清洁车辆（北京市重点）实验室 LEVRL (Low Emission Vehicle Research Laboratory)
CRS压电喷油器
单体泵系统
•
柴油机电控单体泵系统图 清洁车辆（北京市重点）实验室 LEVRL (Low Emission Vehicle Research Laboratory)
柴油机共轨燃油喷射系统的检测与诊断毕业论文
泉州理工职业学院毕业论文（设计）『2012届』题目柴油机共轨燃油喷射系统的检测与诊断姓名学号 09102322专业班级汽车检测与维修3班指导教师2011年 10 月 1 日毕业论文任务书依照学院教务处关于毕业设计或毕业论文的要求，经系领导研究决定，我系特作如下安排：论文题目：根据所学的汽车理论、汽车构造、汽车检测与维修、汽车电控系统故障诊断与维修、汽车检测技术、汽车营销等专业理论与实践知识及实习期间所从事的专业工作，论述汽车检测与维修、汽车电器、汽车故障分析与诊断、汽车销售与服务、汽车保险与理赔等方面的经验与心得体会。
题目自选．．．．，但题目不可过大（不能选用“国”字头）。
其它说明：第一、毕业生确定实习单位后，一周内将毕业论文提纲拟定，并及时报到指导老师处审查；第二、整篇文章应在五千字左右，3．月．15．．日前后．．．论文大检查，5．月．15．．日前．．定稿上交指导老师，指导老师初评后，优秀论文交系论文指导小组做最后评审。
各组于五月二十八号前．．．．．．．选择优秀论文进行答辩（人数控制在学生数的5％）；第三、论文不得网上下载，不得抄袭；一经查实按不及格处理；第四、同学应主动与指导教师经常联系，获得论文指导；第五、毕业设计或毕业论文成文格式：按照教务处制订的“泉州理工职业学院毕业论文（设计）文本规范”（详见附件）。
论文封面及内容由学生自行印制一式三份（其中交教务处一份、交系一份、自留一份）；第六、毕业设计或毕业论文按优秀．．、不及格．．．五级评分。
不按时．．、及格．．、中等．．、良好上交论文，不及格者不予按时毕业，必须补交或补做及格后才能获得毕业证书；第七、车辆工程系论文指导小组成员名单：陈其生，郑耀林，蔡海毅，吴聪慧，陶之发，苏江流，陈良波，林庭超，陈明福，李秀全，缪秋莲，郑丽萍等。
车辆工程系2011.4.30目录1 概述 (1)1.1 电控柴油机简介 (1)1.2 柴油机电控燃油喷射系统的发展 (2)1.3 柴油机电控燃油喷射系统的分类及特点 (2)2 共轨电控柴油机燃油喷射系统 (3)2.1 柴油机共轨燃油喷射系统的工作原理 (3)2.2 柴油机共轨电控燃油喷射系统的构成及特点 (4)3 共轨电控柴油机的检测与诊断 (7)3.1 柴油机运行中自行熄灭 (7)3.11 熄火前有不正常现象 (7)3.12 熄火前没有不正常的现象 (8)3.2 柴油机启动困难 (9)3.3 发动机动力不足 (10)3.4 发动机工作不稳 (11)柴油机共轨燃油喷射系统的检测与诊断09汽车检测与维修（3）班林天强摘要柴油机电控技术是在解决能源危机和排放污染两大难题的背景下，在飞速发展的电子控制技术平台上发展起来的。
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。
电控共轨柴油机的控制技术及故障诊断
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。
高压共轨柴油机喷油器喷油特性研究
度 ; t 为喷油器的通电时间;Δp 为喷孔前后的压力差.
21 11 1 共轨压力
单个电控喷油器在喷油脉宽一定时 ,共轨压力决
定了喷油量大小. 共轨压力是由共轨调压电磁阀的
图 1 标定实验装置示意图
脉宽大小控制 ,共轨压力波动影响喷油量的大小. 假
Fig. 1 Schematic diagram of t he calibration system
轨压力波动范围为 (30 ±5) M Pa时 , pmax 和 pmin 分别
近似取 35 , 25 M Pa , m pmax = 11 18 m pmin , 最大流量差 的波动为 18 %. 高共轨压力下的喷油一致性比低共
轨压力下的一致性好. 因此 ,喷油一致性应以低共
轨压力下喷油量的误差为主 ,保证最大流量差的波
Abstract : To facilitate t he calibratio n p rocess of elect ro nic2co nt rolled injecto r , a st udy o n t he calibratio n of f uel quantit y and buildup of basic MA P was made. Chief factors affecting f uel injectio n co nsistency and identit y were analyzed. A met ho d for f uel injectio n co nsistency and identit y imp rovement was designed by co nt rolling t he co mmo n rail p ressure fluct uatio n and modif ying t he f uel injectio n p ul se. The initial f uel injectio n MA P was achieved by t he met hod of variable step interpolatio n , t hen t he accuracy of t he basic f uel injectio n MA P was tested. A test o n an engine equipped wit h t he calibrated co mmo n rail elect ric co nt rol injectio n system was carried o ut . The experimental result s p roved t he ratio nalit y of t he initial f uel injectio n MA P. Key words : high p ressure co mmo n rail ; f uel injectio n co nsistency ; f uel injectio n identit y
MPC555在柴油转子发动机电控高压共轨燃油喷射系统中的应用_中文
MPC555在柴油转子发动机电控高压共轨燃油喷射系统中的应用杨青,王尚勇,李雪松,吴进军(北京理工大学机械与车辆工程学院,北京100081)Research and Application of MPC555to High Pressure Common RailFuel Injection System on Diesel Rotary Piston EngineYANG Qing,WANG Shang-yong,LI Xue-song,WU Jin-jun(School of Mechanical and Vehicular Engineering,Beijing Institute of Technology,Beijing,China) Abstract:This paper dealt with the application of MPC555to a fuel injection system for a diesel rotary piston engine.And the hardware design principle and method were introduced.This system took the MPC555microcontroller as its core and was also provided with some correlative circuits consisting of a few kinds of sensors,the A/D convertion,nozzle control,high pressure bump control, injection pressure control and the CAN bus interface circuit etc t o realize the exact control of the engine.The electronic control injection system based on the MPC555had themerits of high density of integration and high reliability,and could control the s peed of engine up t o4400r/min and the power of the engine up t o25kW per cylinder res pectively.摘要:介绍了MPC555在柴油转子发动机燃油喷射系统中的应用。
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日本电装ECD-U2系统
共轨压力、喷油量、喷油时刻、喷油速率
共轨压力控制——PCV阀
高压油泵是由两个到 三个顺序工作的柱塞 泵组成，在每一个柱 塞泵的进油口上安装 了一个油泵控制电磁 阀（PCV）。 当柱塞向下运动时， 油泵控制电磁阀 （PCV）开启，低压 燃油被吸进柱塞腔内 当柱塞向上运动时， 柱塞腔内的燃油在柱 塞推动下经油泵控制 电磁阀（PCV）产生溢 流，只有当电磁阀通 电关闭时，柱塞才能 产生高压、将燃油输 送至共轨管。
压电执行器在非工作状态时处于原始 位置，伺服阀关闭，高压范围和低压 范围相互隔断。 液压接杆补偿可能存在间隙(例如由于 热膨胀所引起的) ，喷嘴借助于紧挨着 控制室的共轨压力保持关闭状态。 压电执行器起作用时就将伺服阀打开， 从而使控制室中的压力降低，喷嘴开 启。若伺服阀关闭，控制室中的压力 随之增大，喷嘴针阀也随之关闭。
BKM公司Servojet系统
Caterpiller公司HEUI系统
电磁线圈断电，控制滑阀在弹 簧作用下位于下部，液压喷油 器增压活塞上部油腔与共轨管 内液压隔绝，与液压喷油器上 部泄压油道接通，增压活塞和 柱塞在回位弹簧作用下上行， 燃油进入柱塞腔内、喷油器在 针阀弹簧作用下关闭，停止喷 油；
德国BOSCH高压共轨系统
喷油器结构
喷油过程原理
电磁线圈断电:球座电磁阀关闭，
控制活塞腔的泄流通道切断，控 制活塞腔压力和针阀压力室压强 相等，由于控制活塞面积大于压 力室面积，所以两个受力面合力 向下将针阀关闭，喷油器不喷油。
电磁线圈通电:球座电磁阀打开，
由于进油节流孔的节流作用，控 制活塞顶部油压下降，针阀压力 室截面产生的向上推力大于针阀 弹簧的预紧力，针阀抬起、喷油 器喷油。
电磁线圈再次断电:控制活塞
腔的泄流通道切断，控制活塞腔 内的压力因共轨管内的燃油不断 进入而升高，直至与共轨压力相 等，在此过程中，喷油器控制活 塞和针阀因活塞上部不断增加的 向下压力而向下移动关闭针阀、 喷油器停止喷油。
喷油器特性
球阀升程仅为50um
针阀升程仅为0.2mm
预喷油量仅为 1.5mm3/次
主喷与预喷间隔仅为 1ms左右 喷油量：电磁阀的控 制脉宽+共轨管压力
CRS电磁喷油器
CRS压电喷油器
CRS压电喷油器
CRS压电喷油器——工作原理
逆压电效应：在一个合适的晶体上施加一个电压，这样就会引起晶体晶格的变
形，从而产生一种线性位移。逆压电效应就成为了压电共轨喷油系统的技术基 础。
CRS压电喷油器——工作过程
7.在整个发动机使用寿命期内能做到无泄漏运行，避免了有害的功率损耗， 充分挖掘了降低燃油耗的潜力
Injection Rate
- 60
TDC
+ 60
~4ms内，精确控制喷射5、6次
与传统电磁控制喷油器性能比较
共轨优势
• 与欧2柴油机的继承性好，除油系统以外的 所有零部件都可以通用 • 低速喷油压力高，发动机低速扭矩大 • 多次喷射，能实现欧5/欧6 排放标准 • 油泵凸轮扭振小，发动机噪声低 • ……
喷油启停控制——三通阀结构和原理
开始喷油:三通阀
电磁线圈通电，外阀 抬起，通道1与2断开， 通道2与3接通，控制 油压降低，针阀抬起.
停止喷油:三通阀
三通阀电磁线圈断电， 外阀落下，通道2与3 断开，通道1与2接通， 控制油压增加，针阀 落座.
喷油速率控制——单向阀、节流孔
型喷油规律：喷射率渐升速停。
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高压共轨原理
脉动式的喷油加压原理发展为稳定压力喷油 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，实现喷油量和喷油时刻的精确控制 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
高压共轨系统分类
美国BKM公司的Servojet系统（中压共轨） 蓄压式 美国Caterpiller公司HEUI系统（中压共轨）液压式 日本电装公司的ECD-U2系统 （高压共轨） 德国BOSCHCR系统（高压共轨） 意大利Fiat集团Unijet喷油系统
柴油机电控高压共轨燃油喷射系统
北京理工大学
柴油机燃油喷射系统发展
三个里程碑
• 20年代－机械泵供油 • 50年代－增压 • 80年代－电控
柴油机燃油喷射系统发展
• ①位置控制式燃油喷射系统的电子控制 （保留原喷油泵中的齿条、滑套、柱塞上 的斜槽等控制油量的机械传动机构，只对 齿条或滑套的运动位置予以电子控制） • ②时间控制式燃油喷射系统的电子控制 （取消以上机械机构） • ③压力——时间控制式燃油喷谢系统的电子 控制（压力时间式燃油计量原理，电磁阀 控制喷射过程）
电磁线圈通电，控制滑阀位 于上部，增压活塞上部与共 轨液压接通，增压活塞和柱 塞下行，开始喷油
共轨压力
喷油量 电磁线圈通 电时间
电磁线圈的 通电时刻 喷油器喷油 时刻
特点
• 中压共轨电控液压式喷射系统； • 系统共轨中采用燃油和柴油机润滑油两条共轨， 因此系统中有润滑油和燃油两套油路； • 采用机油共轨油道驱动燃油增压活塞，对燃油 增压，实现高压喷油； • 利用高速开关电磁阀控制共轨油道中机油进出 增压活塞，实现燃油压力的上升与下降，从而 实现喷油的定时控制； • 通过采用预喷射量孔控制初期喷油率实现预喷； • 喷油压力与柴油机转速和负荷无关。
柴油机燃油喷射系统发展
• • • • • • 直列泵 可变预行程直列泵 转子泵（轴向压缩、径向压缩） 泵喷嘴（EUI、UIS） 单体泵（EUP、UPS） 共轨系统CRS（蓄压式、液压式、高压共轨）
高压共轨供油系统 The Common Rail System
高压共轨目的
降低平均燃油消耗
低速时的加速性能 废气排放 降噪 …………
喷油器三通阀的方有一个由单向阀和节流孔组成的 环型油路，可实现三角型喷射率。三通阀接通时， 控制室内压力降低，针阀上升，开始喷油，由于节 流孔节流作用，控制室内压力不能迅速降低，针阀 升程只能缓慢增加。 三通阀关闭时，共用管压力通过单向阀迅速到达控 制室使针阀关闭，形成渐升速停三角型喷射率，改 变节流孔径可改变三角型形状。
预喷型喷射率：通过在主喷射之前给三通阀一个
小脉冲实现。改变小脉冲宽度可实现不同预喷量。 预喷型喷射每次喷油过程中，三通阀通电两次，针 阀动作两次。
喷油过程中信号、控制压力和针阀时序
虚线：最小喷 油脉宽的情况 控制压力下降 呈两段，是由 于控制阀的液 力效应引起的
A--点划线
B--实线
德国BOSCH高压共轨系统
CRS压电喷油器——工作过程
特点
1.高喷压>200MPa 2.没有机械力通过推杆作用在喷嘴针阀上，运动质量和摩擦大大降低 3.稳定性和喷油误差比通常的电磁阀控制喷油系统明显改善 4.伺服阀与喷嘴针阀的紧密连接使得针阀对压电执行器的动作能直接作出 迅速的反应，控制始点与喷油始点之间的延迟时间总共约150μs，这样就 能获得高的针阀速度和重复性较好的最小喷油量 5.液压传递路线从1 5 2m m缩短至4 2m m，减少了2/3。最大的喷嘴针阀运 动速度可达1.3 m/s，要比电磁阀式共轨喷油系统约高一倍 6.很短的喷射间隔