1、柴油機高壓共軌系統構成、柴油機高壓共軌系統構成、工作原理及基本控制方法工作原理及基本控制方法共軌式電控燃油系統構成及其控制技術 燃油系統：油泵、共軌、噴油器、調壓器 電控系統：傳感器、線束、ECU 控制技術高壓共軌電控燃油系統的構成高壓共軌電控燃油系統的構成高壓共軌電控柴油機高壓共軌電控柴油機1998年進入批量生產，當年產量為18萬套，1999年上升至38萬套，2000年的計劃產量是80萬套。1998年該系統的噴油壓力為1350bar，2000年該系統的噴油壓力達到1800-2000bar。（一）（一）BOSCH高壓共軌系統高壓共軌系統Bosch共軌系統照片SAE1999-01-0191共軌燃

2、油系統的組成共軌燃油系統的組成 1）低壓部件）低壓部件 2）高壓部件）高壓部件 3） ECU 4）傳感器傳感器 5）執行器）執行器1）油箱：油箱：在任意工況下保持在任意工況下保持0.3bar壓力，壓力，合適的開孔或安全閥合適的開孔或安全閥2）低壓油管：低壓油管：鋼管，或帶助燃劑的鋼編織鋼管，或帶助燃劑的鋼編織鎧裝柔性油管，放熱保護措施鎧裝柔性油管，放熱保護措施3）輸油泵：輸油泵：電控，或齒輪泵帶粗濾器電控，或齒輪泵帶粗濾器4）過濾器：過濾器：高壓泵過濾，避免泵等敏感元高壓泵過濾，避免泵等敏感元件出現早期磨損件出現早期磨損1。低壓部分：。低壓部分：為高壓部分提供足夠的燃油為高壓部分提供足夠的燃油

3、必須定期從集水腔中放水必須定期從集水腔中放水輸油泵：輸油泵：向高壓泵提供足夠燃油向高壓泵提供足夠燃油在任何工況下在任何工況下在必要的壓力下在必要的壓力下貫穿于整個壽命周期貫穿于整個壽命周期電子輸油泵：電子輸油泵：標準型。永磁電機驅動，僅用于標準型。永磁電機驅動，僅用于轎車和輕型商用車。負責供油，在緊急情況下轎車和輕型商用車。負責供油，在緊急情況下中斷供油。中斷供油。 在線泵：箱外安裝在線泵：箱外安裝 在箱泵：箱內安裝在箱泵：箱內安裝齒輪式燃油泵：齒輪式燃油泵：機械驅動，用于轎車、商用車、機械驅動，用于轎車、商用車、非道路機動車。非道路機動車。2。高壓部分：產生高壓，燃油分配，燃油計量。高壓部分

4、：產生高壓，燃油分配，燃油計量3套泵油柱塞，每轉套泵油柱塞，每轉3次次供油，連續產生高壓供油，連續產生高壓低的峰值驅動力矩低的峰值驅動力矩（16Nm，分配泵的，分配泵的1/9）1350bar，90%機械效率，機械效率，3.8kW傳動比，傳動比，1：2或或2：3BOSCH高壓泵控制原理高壓泵控制原理停油閥停油閥：關閉泵油組件，：關閉泵油組件，粗調。降低油泵功率消粗調。降低油泵功率消耗耗內壓控制閥內壓控制閥：電控：電控溢流閥，連續調節溢流閥，連續調節壓力。可安裝在泵壓力。可安裝在泵上，也可分開安裝上，也可分開安裝共軌壓力控制的關鍵執行器：內壓控制閥（高壓溢流閥原理）共軌壓力控制的關鍵執行器：內壓控

5、制閥（高壓溢流閥原理）兩個控制回路兩個控制回路電子控制回路：共軌中的可變平均壓力控制電子控制回路：共軌中的可變平均壓力控制機械控制回路：高頻壓力波動的快速響應補償控制機械控制回路：高頻壓力波動的快速響應補償控制共軌壓力電磁力彈簧力共軌壓力電磁力彈簧力 電樞電流電樞電流 PWM波占空比波占空比（1KHz，抑止干擾運動或，抑止干擾運動或共軌內的壓力波動）共軌內的壓力波動）共軌的作用：存儲高壓共軌的作用：存儲高壓 抑止因供油和噴油而產生的波動抑止因供油和噴油而產生的波動內壓控制閥和限流器可根據內壓控制閥和限流器可根據具體情況選裝具體情況選裝壓力變化壓力變化皮膜上的金屬層形狀變化（皮膜上的金屬層形狀變

6、化（1500bar1mm）電阻變化電阻變化電阻橋上的電壓變化（電阻橋上的電壓變化（070mv 0.54.5v）精確測量對系統有效運行至關重要精確測量對系統有效運行至關重要測量精度為滿量程的測量精度為滿量程的2瞬時響應要求高瞬時響應要求高一旦損壞，必須起用應急備份功能，一旦損壞，必須起用應急備份功能，按設定值替代按設定值替代共軌壓力傳感器：共軌系統中共軌壓力傳感器：共軌系統中最關鍵的傳感器最關鍵的傳感器 確保共軌中的壓力失控后不會超壓確保共軌中的壓力失控后不會超壓機械溢流閥原理機械溢流閥原理1350bar可靠關閉，大于允許短時超可靠關閉，大于允許短時超過過1500bar 阻止噴油器常開（噴油器失

7、控）阻止噴油器常開（噴油器失控）少量泄漏故障時的保護處理少量泄漏故障時的保護處理1350bar可靠關閉，大于允許短時超過可靠關閉，大于允許短時超過1500bar通過柱塞移動的排油量來補償噴油量，而不是通過節流孔（孔很小）。噴油結通過柱塞移動的排油量來補償噴油量，而不是通過節流孔（孔很小）。噴油結束時，柱塞停止移動，但并沒有靠在密封面上關閉出油口。彈簧將它壓回靜止束時，柱塞停止移動，但并沒有靠在密封面上關閉出油口。彈簧將它壓回靜止位置，燃油從節流孔流出。設計上確保，即使最大油量，柱塞也能回到原位。位置，燃油從節流孔流出。設計上確保，即使最大油量，柱塞也能回到原位。油量過大油量過大，柱塞被推至出油

8、口密封面，關閉出油口；，柱塞被推至出油口密封面，關閉出油口；少量泄漏少量泄漏，柱塞無法回到原位。幾次噴油之后，柱塞封住出油口。，柱塞無法回到原位。幾次噴油之后，柱塞封住出油口。BOSCH高壓共軌噴油器：高壓共軌噴油器：電磁閥，液力系統，噴油嘴電磁閥，液力系統，噴油嘴回油管球閥進油口電磁閥插座瀉油孔進油孔控制腔柱塞進油槽針閥銜鐵針閥彈簧1）電磁閥斷電：球閥關閉）電磁閥斷電：球閥關閉控制強壓力針閥彈簧壓力控制強壓力針閥彈簧壓力 針閥腔壓力針閥腔壓力針閥關閉，不噴射針閥關閉，不噴射2）電磁閥通電：球閥開啟，瀉油孔瀉油）電磁閥通電：球閥開啟，瀉油孔瀉油控制腔壓力針閥彈簧壓力控制腔壓力針閥彈簧壓力 針閥

9、腔壓力針閥腔壓力針閥抬起，噴射針閥抬起，噴射針閥腔針閥抬起速度針閥抬起速度 取決于瀉油孔與進油孔的流量差取決于瀉油孔與進油孔的流量差針閥關閉速度針閥關閉速度 取決于進油孔流量取決于進油孔流量噴射響應電磁閥響應液力系統響應噴射響應電磁閥響應液力系統響應一般應為一般應為 0.1ms0.3ms (噴油速率控制的要求噴油速率控制的要求)工作原理工作原理幾個關鍵參數：幾個關鍵參數：共軌油壓波動共軌油壓波動共軌容積的選擇共軌容積的選擇ECD-U2ECD-U2高壓高壓共軌系統共軌系統1985年著手研制，年著手研制，1999年產量是年產量是3萬套，已在匈牙利建立工萬套，已在匈牙利建立工廠，生產適合轎車的廠，生

10、產適合轎車的ECD-U2P共軌系統共軌系統,1999年年8月，月產月，月產量量1500臺供給歐洲市場。應用機型：日野的臺供給歐洲市場。應用機型：日野的J08C；五十鈴；五十鈴的的6HK1TC，在三菱，日產的柴油機中也有應用。最大噴，在三菱，日產的柴油機中也有應用。最大噴射壓力射壓力1200bar。 19851985年開始研制年開始研制ECDECDU2U2高壓共軌系統高壓共軌系統 19991999年年產年年產30,00030,000臺臺 2121世紀新一代凈化柴油機的燃油系統世紀新一代凈化柴油機的燃油系統日本電裝公司 世界著名的油泵油嘴公司ECDU2系統具有廣闊的適用范圍系統具有廣闊的適用范圍最

11、大噴油壓力最大噴油壓力150MPa最大噴油量最大噴油量250mm3/次次U2P特別適用特別適用轎車發動機，轎車發動機，其最大噴油量其最大噴油量100mm3/次次ECDECDU2 U2 系統構成系統構成初期采用三通閥結構，但應用中存在過多的泄漏，已廢止，現采用二通閥ECD-U2噴油器工作原理噴油器工作原理E EC CD D| |U U2 2噴噴油油器器結結構構噴油器中的信號譜噴油器中的信號譜ECD-U2油泵供油控制原理剖面圖油泵供油控制原理剖面圖柱塞下行：斷電，電磁閥開啟，從油箱抽油柱塞下行：斷電，電磁閥開啟，從油箱抽油柱塞上行預行程：不通電，無壓縮，部分燃油壓回油箱柱塞上行預行程：不通電，無壓

12、縮，部分燃油壓回油箱柱塞壓縮行程：在上止點的某個時刻，通電，閥關閉，剩余燃油壓到高壓油管柱塞壓縮行程：在上止點的某個時刻，通電，閥關閉，剩余燃油壓到高壓油管 通電越早，供應燃油越多。供油控制通電提前角控制！通電越早，供應燃油越多。供油控制通電提前角控制！效率很高，控制更簡單效率很高，控制更簡單ECDU2油泵油泵LOCUS高壓共軌系統高壓共軌系統LOCUS高壓油泵高壓油泵LOCUS高壓共軌噴油器：高壓共軌噴油器：電磁閥，液力系統，噴油嘴電磁閥，液力系統，噴油嘴液力平衡閥結構液力平衡閥結構減小運動質量：快速響應控制，減小噴減小運動質量：快速響應控制，減小噴嘴密封處的撞擊應力嘴密封處的撞擊應力噴油器

13、驅動及預噴射噴油器驅動及預噴射噴油量計量：壓力時間方式噴油量計量：壓力時間方式噴嘴開啟所允許噴嘴開啟所允許的最小脈沖寬度的最小脈沖寬度取決于噴油器總取決于噴油器總成的液力響應滯成的液力響應滯后時間。后時間。當共軌壓力為當共軌壓力為200bar1600bar,響應滯后時間為響應滯后時間為0.4ms0.2ms噴油量循環變動噴油量循環變動共軌壓力在共軌壓力在1200 bar以內時，循環以內時，循環供油標準偏差在供油標準偏差在 0.3 mm3以內以內.供油離散度較好。供油離散度較好。共軌系統傳感器共軌系統傳感器增壓壓力傳感器加速踏板傳感器凸輪軸轉速傳感器1.共軌式電控噴油器研究共軌式電控噴油器研究出油孔進油孔液壓活塞控制室噴嘴彈簧回油口電磁鐵平衡控制閥閥頂桿快速響應電磁閥液力系統天津大學高壓共軌噴油器天津大學高壓共軌噴油器PBOSCH的共軌電磁閥鐵芯線圈銜鐵球閥P天津大學的共軌電磁閥壓力平衡閥1.共軌式電控噴油器研究共軌式電控噴油器研究-快速響應電磁閥的研究快速響應電磁閥的研究球閥結構示意圖球閥結構示意圖241.dPFlPdlF電磁鐵控制閥PP0)21(.2241d