重型柴油车电控高压共轨系统教程

重型柴油车电控高压共轨系统教程柴油发动机周围环境的变迁

为了防止全球变暖和降低废气排放，从而减少对人类健康的影响，改善车辆的燃油经济性已成为全世界亟需解决的问题。在欧洲，柴油发动机车辆是很受欢迎的，因为它的燃油经济性较好。另一方面，必须大大降低废气中所含的“氮氧化（NOx）”和“粒子状物质（PM）”，以满足废气法规的要求，而用以改善燃油经济性和降低废气的相关技术也正在积极开发中。

对柴油车辆的要求：

减少废气（NOx、PM、一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）和烟雾）。

改善燃油经济性。·减少噪音。·提高功率输出和驾驶性能。

废气排放法规的变迁（大型车辆柴油法规）

对燃油喷射系统的要求

为了应对施加于柴油车辆的各种要求，燃油喷射系统（包括喷射泵和喷嘴）起到举足轻重的作用，因为它直接影响到发动机和车辆的性能。其中一些要求是：更高的喷射压力、最佳的喷射率、更高精度的喷射正时控制、更高精度的喷射量控制。因此电控高压共轨柴油机在现今正逐步推广。

共轨系统特性

•共轨系统使用一种称为油轨的蓄压室来存储加压燃油，带电子控制电磁阀的喷油器可将加压燃油喷射到各个气缸中。

•由于发动机控制器控制喷射系统（包括喷射压力、喷射率和喷射正时），所以喷射系统是相对独立的，不受发动机转速或负荷的影响。•由于发动机控制器可以将喷射量和喷射正时控制到很高的精度，甚至可实现多次喷射（一次喷射行程中有多次燃油喷射）。

•这样确保喷射压力在任何时候都是稳定的，即使在低发动机转速范围，通常可以显著减少在起动和加速期间柴油发动机排出的黑烟量。因此，废气更加清洁且废气排放减少，从而实现更高的功率输出。A.喷射控制的特性

a.喷射压力控制

·在低发动机转速下实现高压喷射。

·优化控制，从而减少粒子状物质和NOx的排放。

b.喷射正时控制

根据驾驶情况实现最佳控制。

c.喷射率控制

在进行主喷射之前，先导喷射控制首先喷射少量燃油。

燃油共轨构成

•共轨控制系统可大致划分为以下四个方面：传感器、发动机控制器、EDU 和执行器。

A.传感器

监测发动机和泵的状况。

B.发动机控制器

从传感器接收信号，计算实现发动机最佳运行所需的正确喷射量和喷射正时，然后向执行器发出合适的信号。

C.执行器

根据从发动机控制器接收的信号，提供最佳喷射量和喷射正时。

概述：

燃油共轨系统主要由输油泵、油轨和喷油器组成。根据所使用的输油泵的不同，有以下类型。

A.HP0 型这是电装商品化的第一个燃油共轨系统。它使用HP0 型输油泵，并被安装在大型卡车和大型公共汽车上。

a.系统主要组件外观图

b.系统主要组件构成（以HP0 为例）

输油泵

A. HP0 型

a.结构和特性

·HP0 输油泵主要由传统型直列泵（两气缸）中的压送系统、控制燃油排放量的PCV （泵控制阀）、气缸识别传感器（TDC （上止点）（G）传感器）和进油泵组成。

·它通过改变凸轮的齿数来控制发动机缸数。输油泵以发动机一半的

转速旋转。发动机缸数与输油泵的压送次数之间的关系如下表所示。

通过增加凸轮齿的个数来控制发动机缸数，使用一个小型、两缸的泵单元可以实现。此外，由于此泵的压送行程数与喷射次数相同,所以油轨压力会保持平稳。

b.输油泵零部件功能

(1)进油泵

进油泵（集成在输油泵中）从燃油箱吸入燃油，然后通过燃油滤清器供给泵室。进油泵有两种类型：次摆线型和叶轮型。次摆线型进油泵的功能如下所示。凸轮轴驱动进油泵的外部/ 内部转子，使其开始转动。根据外部/ 内部转子的运动产生的空间，进油泵将燃油抽吸到吸

入口，然后压送到排放口。

(2) PCV：泵控制阀PCV （泵控制阀）调节输油泵的燃油排放量，以便调节油轨压力。输油泵排放到油轨的燃油量取决于向PCV 施加电流的正时。

A)执行电路

下图所示为PCV 的执行电路。点火开关接通或关断PCV 继电器，以向PCV 施加电流。ECU 对PCV 的打开/ 关闭进行控制。它根据每个传感器发出的信号，确定提供最佳油轨压力所需的目标供油量，并控制PCV

的打开/ 关闭正时，从而达到目标供油量。

(3) 压送机构

凸轮轴由发动机驱动，凸轮通过挺柱体驱动柱塞以压送进油泵提供的燃油。PCV 对供油量进行控制。燃油从进油泵压送到气缸，然后到出油阀。

(4) 气缸识别传感器（TDC （G）传感器）

当脉冲通过气缸识别传感器（TDC （G）传感器）时，磁阻发生变化，而且通过传感器的电压发生变化。内部IC 电路使电压的变化放大，并且输出到发动机控制器。在输油泵凸轮轴的中心有一个盘形齿轮，其上每隔60°就有一个缺口，以及一个额外缺口。因此，发动机每转两转（对于六缸发动机）该齿轮输出七个脉冲。通过将发动机侧的发动机转速脉冲和TDC 脉冲相结合，可将额外切口脉冲之后的脉冲辨认为1 号气缸。

c.输油泵工作原理

(1)输油泵燃油总流程

燃油从燃油箱被吸入到进油泵，然后通过PCV 输送到抽吸机构。PCV 将抽吸机构抽吸的燃油量调整到必要的排出量，然后燃油通过出油阀被压送到油轨。

(2)燃油排供油控制

从进油泵输送的燃油经过柱塞抽吸。为了调整油轨压力，PCV 对排放量进行控制。实际操作如下所示。

A) 每一个行程期间PCV 和柱塞的操作

a)进气行程(A)

在柱塞下降行程中，PCV 打开，同时低压燃油通过PCV 被吸入到柱塞

室中。

b)预行程(B)

就在柱塞进入上升行程时，PCV 不通电并保持开启。此时，通过PCV 吸入的燃油没经过加压（预行程）而通过PCV 返回。

a)抽吸行程(C)

在获得所需排放量的最佳时机，提供电力使PCV 关闭，则返回通道关闭，同时柱塞室中的压力上升。因此，燃油流经出油阀（反向切断阀），然后被抽吸到油轨。具体情况是，PCV 关闭之后柱塞升程部分变成排放量，而且通过改变PCV 关闭正时（柱塞预行程的终点），排放量得到改变，从而使油轨压力得到控制。

a)进气行程(A)

当凸轮超过最大升程时，柱塞进入下降行程，同时柱塞室中的压力下降。此时，出油阀关闭，燃油抽吸停止。此外，PCV 由于被断电而打