電控高壓共軌柴油發(fā)動機原理及特點

1、電控高壓共軌柴油發(fā)動機原理及特點前言電控柴油發(fā)動機進入海氣已有十個年頭了，我們的汽車維修工還沒有正確認識它。目前進入我國燃油噴射系統(tǒng)技術(shù)有博世、電裝、德爾福等幾家柴油機用電控技術(shù)來控制供油，并非想象中的那么神秘，它的發(fā)動機工作原理是一樣的。我們常見電控柴油發(fā)動機均采用電控共軌或單體泵技術(shù)，其主要差異在于發(fā)動機的燃油噴射系統(tǒng)，發(fā)動機的外形差異不是很大，電控部分的實現(xiàn)、更加有利于整正性能的優(yōu)化，減少排放、經(jīng)濟性、動力性、以及整車的舒適性等。第一章 電控發(fā)動機與普通發(fā)動機的差異一、技術(shù)原理上的差異性。1、高壓共軌與四氣門技術(shù)結(jié)合。 電控發(fā)動機目前一般采用高壓共軌、四氣門和渦輪增壓中冷技術(shù)相結(jié)合，四氣

2、門結(jié)構(gòu)（二進、二排）不僅可以提高充氣效率，更由于噴油嘴可以居中布置，使多孔油未均勻分布，可為燃油和空氣良好混合創(chuàng)造條件，同時可以在四氣門缸蓋上將進氣道設(shè)計成兩個獨立的具有圓形狀的結(jié)構(gòu)以實現(xiàn)可變渦流。這些因素的協(xié)調(diào)配合，可大大提高混合氣的形成質(zhì)量（品質(zhì)），有效降低碳煙顆粒（HC）碳氫和（NOX）氮氧化物排放，并提高熱效率。2、高壓噴油和電控噴射技術(shù)。高壓噴射和電控噴射技術(shù)的有效采用，可使燃油充分霧化，各缸的燃油和空氣混合達到最佳，從而降低排放，提高整車性能。二、部件構(gòu)成上的差異。電控高壓共軌技術(shù)是指在高壓油泵、共軌管、壓力傳感器和ECU（電腦控制）組成的閉環(huán)系統(tǒng)中，將噴射壓力的產(chǎn)生和噴射過程彼此

3、分開的一種技術(shù)。由高壓油泵把高壓燃油輸送到共軌管，通過對共軌管內(nèi)的油壓進行閉環(huán)控制，噴油壓力獨立可調(diào)。三、高壓共軌系統(tǒng)的特點。高壓共軌系統(tǒng)改變了傳統(tǒng)的噴油系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)，最大的特點就是將燃油壓力產(chǎn)生和燃油噴射分離，以此對軌管內(nèi)的油壓實現(xiàn)精確控制。1、可靠性：對輕型車來說系統(tǒng)零部件成熟且有長期使用考核驗證，中型比較成熟。2、繼承性：結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便。3、靈活性：高壓共軌油壓獨立于發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制，整車控制功能強。4、噴油壓力：共軌管壓力1600bar、普通壓力180kgf/cm2。5、多次噴油：可以實現(xiàn)多次噴射，目前最好的共軌系統(tǒng)可以進行6次噴射，共軌系統(tǒng)的靈活性好。6、升級潛力：多次噴油特別是

4、后噴能力使得共軌系統(tǒng)特別方便與后處理系統(tǒng)配合。7、匹配適合性：結(jié)構(gòu)移植方便，適應(yīng)范圍廣，與柴油機均能很好匹配。8、時間控制：時間控制系統(tǒng)拋棄了傳統(tǒng)噴油系統(tǒng)的泵、管、嘴、系統(tǒng)，用高速電磁閥直接控制高壓燃油的通與斷，噴油量由電磁閥開啟和切斷的時間來確定，時間控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，將噴油量和噴油正時的控制合二為一，控制的自由度更大，同時能較大地提高噴油壓力。9、環(huán)保：高壓共軌式燃油噴射技術(shù)有助于減少柴油機尾氣排放量，以及改善噪聲、燃油消耗等方面的綜合性能。四、電控高壓共軌系統(tǒng)組成與功能。在高壓共軌噴油系統(tǒng)中，噴油壓力的建立與噴油量互不相關(guān)，噴油壓力不取決于柴油機的轉(zhuǎn)速和噴油量。在高壓共軌中，始終充滿著高

5、壓燃油，而噴油量、噴油正時和噴油壓力由電控單位（ECU）根據(jù)其存儲的特性曲線和傳感器采集的柴油機運轉(zhuǎn)工況信息算出，然后控制每缸噴油器高速電磁閥開與關(guān)來實現(xiàn)。系統(tǒng)組成：高壓共 軌噴油系統(tǒng)的控制部分和傳感器部分包括電控單元（ECU）、曲軸轉(zhuǎn)速傳感器、凸輪軸相位傳感器、油門踏板傳感器、增壓壓力傳感器、空氣質(zhì)量流量計、共軌壓力傳感器及冷卻水溫度傳感器。電控單位（ECU）借助于傳感器得知駕駛員的要求及發(fā)動機和車輛的實時工作狀態(tài)，它處理由傳感器產(chǎn)生并經(jīng)數(shù)據(jù)導線輸入的信號，對發(fā)動機進行控制和調(diào)節(jié)，曲軸轉(zhuǎn)速傳感器測定發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，凸輪軸相位傳感器確定噴油順序和相位，加速踏板傳感器是一種電位計，它通過電壓信號告

6、知電控單元（ECU）關(guān)于駕駛員對扭矩的要求，空氣質(zhì)量計告知電控單元（ECU）發(fā)動機實時的進氣、空氣質(zhì)量流量，以根據(jù)排放要求來匹配相應(yīng)的基本噴油量。在帶有增壓壓力調(diào)節(jié)的增壓柴油機上，增壓壓力傳感器用以測定增壓壓力，在低溫柴油機處于冷狀態(tài)時，電控單元(ECU)根據(jù)冷卻水溫度傳感器和進氣空氣溫度傳感器的信號值。確定合適的噴油點，預(yù)噴油量和其他參數(shù)的額定值。第二章 博世（BOSCH）共軌油路、電子控制及讀取故障碼一、博世（BOSCH）共軌油路的原理介紹。發(fā)動機油路走向原理圖其它傳感器輸入共軌壓力指令各缸高壓油各缸噴油指令共軌壓力反饋燃油的主要走向：油箱粗濾帶（手油泵）燃油分配器輸油泵（在高壓油泵后端）

7、細濾壓油泵共軌管噴油器。 1、高壓油泵（CP3.3）：（1）3-缸徑向柱塞高壓油泵。（2）集成燃油計量單元MEUN，并由之控制軌壓。（3）高壓油泵理論供油速率：1.087cm3/rev。（4）最大允許軌壓1600bar。2、燃油計量單位MEUN：（1）控制進入柱塞的燃油量，從而控制共軌管壓力。（2）線圈電阻：2.63.15（歐姆）。3、噴油器：（1）根據(jù)電控單元（ECU）指令向氣缸噴油。（2）高速強力電磁閥工作電壓24V，線圈靜態(tài)電阻230m。4、共軌管：（1）積累和分配高壓燃油。降低壓力波動。（2）軌壓傳感器：最高壓力1800bar。（3）泄壓閥。5、帶水分離器濾清器：預(yù)濾器及細濾要求比較嚴

8、格，過濾燃油中的染物。二、電子控制部分。接插件1（整車功能）接插件2（傳感器）接插件3（執(zhí)行器）1、控制單元（ECU）功能。（1）噴油方式控制：高達5次噴油（現(xiàn)只用2次）。（2）噴油量控制：預(yù)噴油量的學習控制，減速斷油控制。（3）噴油正時控制：主噴正時，預(yù)噴正時，正時補償。（4）軌壓控制：正常和快速軌壓控制，軌壓建立和超壓保護，噴油器漏壓控制。（5）扭矩控制：瞬態(tài)扭矩、加速扭矩、低速扭矩補償、最大扭矩控制、瞬態(tài)冒煙控制、增壓保護控制。（6）過熱保護。（7）各缸平衡控制。（8）ECR控制。（9）VGT控制。（10）輔助起動控制。（11）系統(tǒng)狀態(tài)管理。（12）電源管理。（13）故障診斷。2、傳感器

9、。（1）曲軸傳感器：精確計算曲軸位置，用于噴油時刻、噴油量和轉(zhuǎn)速計算。（2）凸輪軸傳感器：判斷和曲軸傳感器失效時用于踏腳回家。兩者同型號：a.空氣間隙:0.5-1.5mm b.靜態(tài)電阻值:860 c.兩個輸出端子。主要功能：a.判缸 b.瞬態(tài)轉(zhuǎn)速計算c.噴油時刻計算 d.噴油脈寬（噴油量）計算、故障現(xiàn)象：難起動、無法起動、高速發(fā)抖。（3）增壓壓力及溫度傳感器。特性參數(shù)：a.四個輸出端子。 b.輸出電壓（0.3±0.5）（4.8±0.5）V c.電阻：2.5K±5%主要功能：a.進氣流量計算。b.冒煙限制。c.增壓器保護。d.進氣溫度過熱保護。e.高原補償故障現(xiàn)象：

10、功率不足，轉(zhuǎn)速受限1700rpm以內(nèi)油耗高。（4）冷卻水溫度傳感器。特效參數(shù)：a.兩個輸出端子。b.工作電壓：5±0.15V。c.靜態(tài)電阻：2.5K±6%。主要功能：a.噴油量修正。b.噴油正時修正。c.起動控制（冷、熱）。d.目標怠速控制。e.過熱保護。故障現(xiàn)象：功率不足，轉(zhuǎn)速受限1700rpm以內(nèi)，高寒工況下難于啟動，誤操作熱保護。（5）油門位置傳感器。特性參數(shù)：a.雙信號輸出：比例式（P1 P2）。b.6輸出端子。c.工作電壓5V。主要功能：a.扭矩控制（油量控制）。b.怠速控制（高、低怠速）。c.減速斷油控制。故障現(xiàn)象：a.油門失效，轉(zhuǎn)速維持在1100rpm左右。b

11、.油門時有時無。三、故障碼的讀取。1、控制器（ECU）具有故障自診斷功能，一旦控制器(ECU)檢測出電噴系統(tǒng)故障，將產(chǎn)生對應(yīng)的故障碼并內(nèi)存。依照故障的嚴重等級自動進入不同的失效保護策略。（1）大部分情況下。失效保護策略仍能保持發(fā)動機以降低功率的方式繼續(xù)工作。（2）少數(shù)極其嚴重的故障，失效保護策略會停止噴油。2、故障碼的讀取。（1）通過故障檢測儀讀取。（2）通過發(fā)動機故障燈的閃碼讀取。3、故障燈。（1）該燈位于儀表板（2）顏色為紅色（3）打開關(guān)火開關(guān)后，系統(tǒng)使發(fā)動機的線電進行自檢，點亮故障燈，如無故障，則故障燈2分鐘后熄滅。（4）電噴系統(tǒng)故障消失后，故障指示燈在下一次運轉(zhuǎn)循環(huán)自動熄滅。4、通過故障指示燈讀取故障碼，讀取故障閃碼的方法。（1）點火開關(guān)處于發(fā)動機工作位置（ON）。