柴油共軌發動機的結構與原理掌握柴油共軌電控系統工作原理及結構掌握柴油共軌系統各元器件故障失效模式掌握柴油共軌系統數據流分析要素在共軌式蓄壓器噴射系統中，壓力的產生與燃油噴射過程脫開。噴油壓力與發動機轉速和噴油量無關，噴油壓力“積蓄”在“共軌”(蓄壓器)中，時刻準備著噴油。噴油時刻和噴油量在電子控制單元中算出，通過使電磁閥通電使噴油器在每一個氣缸中噴油。標注名稱?。。CU采集到駕駛員的駕駛意圖(加速踏板傳感器)以及發動機當前的工況，并處理由傳感器產生的信號，借助所得到的信息，對發動機實施開、閉環控制。曲軸轉速傳感器采集發動機轉速，凸輪軸轉速傳感器決定噴油的順序(相位)；空氣流量計向ECU提供空氣流動的瞬時數據，保證燃燒過程能夠滿足廢氣排放法規的要求；對帶有廢氣渦輪增壓的發動機來，增壓傳感器用于測量增加壓力；在外界溫度低并且發動機冷機時，ECU根據冷卻液溫度和空氣溫度傳感器改變噴油器的起始噴油時刻、預噴射的額定值以適應特定的下況。基本功能讓柴油以正確的噴油壓力在正確的時刻噴射出正確的油量（噴油脈沖長短），保證柴油發動機運行平穩及較低的燃油消耗。附加功能附加調節和控制功能主要用于降低廢氣排放和燃油消耗，或者是用于提高安全性和舒適性，例如廢氣再循環、增壓壓力控制、車速控制、電子防盜等等。柴油共軌的控制功能一、機械部分共軌燃油噴射系統由低壓供油的低壓級、高壓供油的高壓級和ECU組成。標注名稱！！！低壓供油系統帶粗濾器的油箱輸油泵燃油濾清器低壓油管柴油共軌的結構標注名稱！！！看圖指出傳感器信號和執行器電路高壓供油系統（各元件名稱）帶壓力控制閥的高壓泵高壓油管軌壓傳感器限壓閥流量計噴油器高壓蓄壓器的軌道回油管。柴油共軌的結構柴油共軌系統元件及功能1.輸油泵

輸油泵的工作是向高壓泵提供足夠的燃油供應必要的壓力下，其燃油供應貫穿于整個工作過程。柴油共軌的結構2.燃油濾清器燃油中的污染物可導致泵元件、供油閥和噴嘴損壞，所以使用能夠滿足噴油裝置要求的燃油濾清器就成為發動機正常運行和保證使用壽命的前提條件。柴油共軌的結構3.高壓泵高壓泵壓縮燃油至135MPa的系統壓力，之后燃油通過高壓管進入管狀的高壓燃油蓄壓器(軌道)。柴油共軌的結構高壓泵中，燃油由三個徑向排列、互相呈120°角的泵塞壓縮。由于每次旋轉都產生三次壓送沖程，所以向蓄壓器(軌道)供油的壓力波動小，供油壓力比較穩定，而且泵驅動裝置的受力保持均勻。柴油共軌的結構停油閥的作用？

油壓控制閥作用？（1）帶節流孔的安全閥油泵進油時，吸力大于球閥彈簧的彈力時，閥門開啟進油；當油泵不工作時球閥關閉，保證油泵的低壓油道殘存一定壓力，有利于下次啟動；節流孔有利于油泵的低壓油道內油壓穩定。柴油共軌的結構（2）停油閥高壓泵是為大輸油量設計的，在怠速和部分負荷時高壓燃油會過剩，通過壓縮帶來的能量損失增加。除了燃油得到不必要的加熱外，總效率也下降。此時停油電磁線圈通電，停油閥會頂開進油閥而使進油閥一直開啟，該柱塞副不再供油。此時只有兩個柱塞供油柴油共軌的結構（3）內壓調節閥若軌壓太低，電磁線圈通電，球閥在彈簧力和電磁力共同作用下壓緊在閥座上，閥門關閉，將高壓級與低壓級隔開并密封。柴油共軌的結構如果軌壓超出規定值，電磁線圈斷電，電磁力吸力消失，油壓會將球閥壓開，一部分燃油通過集油管從軌道返回到油箱。線圈通電受電腦控制。

A.如果軌道油壓超過規定值（140Mpa），ECU根據軌道壓力傳感器的反饋信號，使油壓控制閥斷電退磁而開啟，泄掉部分燃油而降壓。

B.如果軌道壓力低于規定值，油壓控制閥即通電生磁而關閉，因而油壓升高。油壓控制電磁閥是用占空比方式控制其開閉，不斷調節，保持恒定的軌道壓力，防止油壓波動，以便精確的控制噴油量。

4.高壓蓄壓器(軌道)任務：高壓蓄壓器（軌道）存貯高壓燃油，同時，高壓泵供油和噴油而產生的壓力波動可在共軌中得到抑制，高壓蓄壓器為所有氣缸所共有，因此將其稱作“共軌”。即使大量燃油排出時，共軌也能將其內部壓力保持基本不變。因而確保了噴油器的噴油壓力保持恒定。柴油共軌的結構共軌管像個儲存器，內部容積遠遠大于每次噴油量，所以每次噴油引起的壓力波動很小。（1）軌壓傳感器輸出電壓0.5—4.5V。軌壓傳感器的測量精度很高，在主要工況范圍內，測量精度約為滿刻度讀數的±2％。軌壓傳感器的測量精度非常重要，一旦軌壓傳感器損壞，壓力控制閥就通過應急(備用)功能，保持設定的軌道壓力柴油共軌的結構共軌管將供油泵提供的高壓燃油分配到各噴油器中，起蓄壓器的作用。它的容積應削減高壓油泵的供油壓力波動和每個噴油器由噴油過程引起的壓力震蕩，使高壓油軌中的壓力波動控制在5Mpa之下。其容積又不能太大，以保證共軌有足夠的壓力響應速度，以快速跟蹤柴油機工況的變化。ECD-U2系統的高壓泵的最大循環供油量為60毫升，共軌管容積為94毫升。ECD-U2系統的高壓共軌系統是日本電裝公司在豐田公司和馬自達公司協助下，利用第一代高壓共軌系統的基礎與經驗，進一步發揮共軌的特點，于1985年開始研制，并于2002年開始投產的第二代高壓共軌系統。其最高噴油壓力可達180mpa，使噴霧更加細微化，可以促進完全燃燒并實現尾氣凈化。（2）壓力限制閥任務：壓力限制閥與溢流閥的作用相同。在超壓情況下，限壓閥通過打開溢流閥來限制共軌中的壓力。壓力限制閥允許短時間最大軌中壓力為150MPa。(6)流量限制器（分析原理）任務：流量限制器的作用是在非常情況下阻止噴油器常開并持續噴油。為達到這一要求，一旦從軌道輸出的油量超出規定的水平，流量限制器就關閉通往這一噴油器的油路。(7)噴油器燃油從軌道端進油口，通過進油槽進入噴嘴，通過進油孔進入閥控制腔?？刂剖彝ㄟ^泄油孔與回油管相連，泄油孔由電磁閥打開。泄油孔關閉后，作用到閥控柱塞上的液壓力超過了噴嘴針閥壓肩上的力。因此針閥被壓入針閥座從而封住了通往燃燒室的高壓通道。當噴油器電磁閥觸發時，泄油孔打開。這樣控制室中的壓力下降，作用在柱塞上的力也減小。一旦液壓壓力小于作用在針閥壓肩上的力，噴嘴針閥就打開，燃油從噴孔噴入燃燒室。（8）預熱控制單元（GCU）預熱控制單元用于確保有效的冷啟動并縮短暖機時間，這一點與廢氣排放有著十分密切的關系。預熱時間是冷卻液溫度的一個函數。在發動機起動或實際運轉時電熱塞的開通時間由其它一系列的參數確定，包括噴油量和發動機的轉速。

ECU在控制預熱單元工作時指示器。燃油加熱控制當燃油溫度低于一定值時、燃油濾清器上的溫度開關自動閉合，同時加熱器工作，對流經濾清器的燃油進行加熱，達到一定溫度自動斷開。二、柴油共軌發動機控制部分1.傳感器傳感器有曲軸轉速傳感器、凸輪軸位置傳感器、各種溫度傳感器(如冷卻液溫度傳感器、進氣溫度傳感器、機油溫度傳感器、回油管內柴油溫度傳感器)及增壓壓力傳感器、燃油壓力傳感器、熱膜式空氣流量傳感器和加速踏板位置傳感器等。電子控制部分電子控制部分由ECM、各種傳感器和執行器組成。2.電控單元電控單元用于計算外部傳感器接收到的信號，并將其限制在允許的電壓水平上。根據這些輸入數據和已存儲的特性圖譜，微處理器可計算出噴油的持續時間和準確時間點，并將其轉化成時間信號曲線。電控單元的工作條件(1)能適應周圍(環境)溫度(正常情況下約-40~85℃。(2)耐燃油和潤滑油等。(3)耐潮濕。(4)能承受一定的機械負荷。對電磁兼容性(EMC)和高頻干擾信號的輻射有很高的要求。功能(1)起動噴油量控制起動時，噴油量是溫度及曲軸轉速的函數。起動噴油量是從起動開關轉到“開啟”位置的瞬間噴油一直到發動機達到規定的最低轉速為止。(2)行駛控制當汽車正常行駛時，噴油量可根據加速踏板裝置(加速踏板傳感器)及發動機速度來計算。利用傳動圖計算，實現功率最佳控制。(3)怠速控制怠速時，燃油耗大多隨發動機效率及怠速而定。由于在擁擠的交通狀況的燃燒計算轉速變化，并進行相互比較。根據測量到的轉速差別調節每個氣缸的噴油量，使得每個氣缸對發動機轉矩平衡。平穩運轉調速器在較低轉速水平時才起作用。（4）不均勻油量補償控制發動機工作時，各缸噴油量不均勻會引起燃燒壓力不均勻；各缸混合氣燃燒差異引起各缸間轉速不均勻；曲軸旋轉速度變化引起振動等。為了減少轉速波動，使運轉平穩，必須調節各缸噴油量，使每一汽缸所需燃油量精確，必須進行不均勻油量補償。ECU負責檢測各缸每次做功行程時轉速的波動，再與其他所有汽缸的平均轉速相比較，分別向各缸補償相應的噴油量（噴油脈沖長度）。（5）巡航控制噴油量控制巡航控制就是為了減少駕駛員的疲勞，不需操縱加速踏板而維持恒速行駛的控制過程。當駕駛員接通巡航控制系統的“速度控制開關”時，速度控制系統開始工作。ECU能夠根據行駛阻力變化情況，自動調節油門的開度。油門位置傳感器將油門的開度變化輸入ECU，ECU將控制噴油電磁閥的開啟和關閉時間，補償或減少噴油量，使汽車保持恒速行駛。（6）噴油壓力控制在共軌噴射系統中，ECU根據安裝在油軌上的壓力傳感器的電信號，計算出實際噴油壓力。并將其值和目標壓力值進行比較，然后發出指令控制高壓燃油泵，升高壓力或降低壓力，實行閉環控制，完成最佳噴油壓力控制。噴油壓力愈大，噴油能量愈高、噴霧愈細、混合氣形成和燃燒愈完全，柴油機的排放性能和動力性、經濟性都會得到進一步改善。高的噴射壓力可以明顯改善燃油和空氣的混合，從而降低排放煙度和可吸入顆粒物的排放量，同時又可縮短著火落后區，使柴油機工作柔和、燃燒噪聲小。高壓柴油共軌發動機，噴射壓力最大可達200MPa以上，大負荷時柴油機的排放煙度可大幅度降低。（7）噴油速率控制噴油規律是影響柴油機排放的主要因素。理想的噴油規律要求噴射初期要緩慢，噴油速率不能太高，目的是減少在滯燃期內的可燃混合氣量，降低初期燃燒速率，以降低最高燃燒溫度和壓力升高率，抑制NO的生成和降低燃燒噪聲。預噴射是實現初期緩慢燃燒的方法。噴射中期采用高噴射壓力和高噴油速率，目的是加快燃燒速度，防止生成微粒和提高熱效率。主噴射發生在中期，可加快可燃混合氣的擴散燃燒速度。噴油后期要求迅速結束噴射，防止在較低的噴油壓力和噴油速率下燃油霧化變差，導致燃燒不完全，而使HC和PM(可吸入顆粒物)排放增加。后噴射可有效降低排放物，使未燃燒的可燃物進一步燃燒掉。在共軌柴油機中，進行多次噴射，可使噴油規律優化。（8）噴油方式控制共軌柴油機采用多次噴射，就是將每一工作循環中的噴油過程分成幾階段進行，每段曲軸轉角都是相互獨立的，目的是控制燃燒速率。多次噴射包括先導噴射、預噴射、主噴射、后噴射和次后噴射等。在多次噴射過程中，電磁閥執行開啟和關閉噴油器的工作，可以實現噴油規律優化。在主噴射之前的預噴射，可以降低燃燒噪聲；使預噴射要靠近主噴射，可有效地降低PM排放量。而后噴射過程，少量燃油隨廢氣排放再燃燒，會使有害顆粒物進一步燃燒掉，更為有效地減少PM的排放量。噴油器針閥升程與曲軸轉角的關系(9)汽車速度控制汽車速度控制器(恒速裝置)在汽車以恒速運轉時，才開始運行。它控制汽車速度，并由駕駛員操縱盤上的操縱裝置輸人。增加或減少噴油量直至實際的速度等同于設定的速度。當使用恒速裝置運轉時，如果駕駛員踩下離合器或使用制動器，這個控制過程就會中斷。如果踩下了加速踏板，機動車加速，速度可超過恒速裝置設定的速度。一旦松開加速踏板，恒速裝置又將速度調節回原來設定的速度。同樣地，如果恒速裝置關閉，駕駛員只需按復原鍵，就可以再次選擇最新設定速度。(10)噴油量控制

ECU根據傳感器和開關輸入的電信號，計算出噴油量，并與存儲在ECU中的目標值進行比較，最后確定實際噴油量，ECU發送驅動信號，使噴油電磁閥開啟或關閉，控制噴油器供油開始和供油結束的時刻，從而控制噴油量。噴油量控制的基本內容有基本噴油量、怠速噴油量、啟動噴油量、不均勻油量補償，巡航控制噴油量。污染物排放控制?？刂七^大轉矩或發動機轉速，防止機械超載。防止由于冷凝劑、機油或渦輪增壓器溫度過高所造成的熱過載。(11)激活減振控制突然踩下或松開加速踏板，會導致噴油量急劇改變，發動機轉矩也會隨之急劇改變，這種突然的負荷改變會導致有彈性地發動機機座和傳動系統發生劇烈的跳動，使發動機轉速發生波動。激活減振器通過相同周期性速度波動頻率改變噴油量來減少周期性的轉速波動，轉速增加時，噴油較少，轉速減少時噴油較多，這有效地緩沖了振蕩。(12)發動機停機柴油機按照自燃原理運行,只能通過中斷供油來停止運行。采用電子控制裝置時，發動機可通過ECU規定的“噴油量為零”來關閉。三、數據流分析發動機轉速rpm燃油系統軌壓Mpa離合器狀態軌壓設定值Mpa實際軌壓最大值Mpa軌壓傳感器輸出電壓值V空調壓縮機控制信號當前系統噴油量mg/cyc空氣系統進氣偏差mg/Hub進氣控制系統要求的EGR率%點火開關原始狀態預熱指示燈工作狀態預熱塞執行器工作狀態加速踏板1電位計電壓值V加速踏板2電位計電壓值V濾波前的加速踏板踏度%大氣壓力kpa大氣壓力傳感器輸出的電壓值V系統設定的噴油量mg/cyc進氣溫度傳感器原始信號－電壓V軌壓控制器供油預控值cm3/s油溫傳感器原始信號－電壓V油量計量單元供油設定值cm3/s主剎車信號狀態副剎車信號車速傳感器獲得的車速km/h空氣質量流量計溫度信號輸出的占空比%水溫傳感器輸出的低電壓值V發動機冷卻水溫℃電瓶電壓V車速km/h油量計量單元輸出占空比%主噴修正量us發動機啟動扭矩Nm軌壓標定點0的第一缸ZFC加電時間修正量us軌壓標定點0的第二缸ZFC加電時間修正量us軌壓標定點0的第三缸ZFC加電時間修正量us軌壓標定點0的第四缸ZFC加電時間修正量us軌壓標定點1的第一缸ZFC加電時間修正量us軌壓標定點1的第二缸ZFC加電時間修正量us軌壓標定點1的第三缸ZFC加電時間修正量us軌壓標定點1的第四缸ZFC加電時間修正量us油量計量單元輸出占空比%油量計量單元實際輸入電壓值V離合器開關原始值發動機實際扭矩Nm當前扭矩與最大扭矩比%廢氣再循環值偏差修正位置%廢氣再循環傳感器信號原始值V發動機運轉時間s行駛里程kmNVH限制之前風扇轉速控制占空比%5高壓共軌系統的控制功能符合歐Ⅲ以上標準的高壓共軌柴油機，其燃油噴射系統的基本任務是根據柴油機輸出功率的需要，在柴油機的每循環中，把經過計算后的燃油量，按噴油正時、以很高的噴射壓力，把柴油噴入發動機燃燒室。為此，共軌柴油機燃油噴射系統主要控制功能是噴油量控制、噴油壓力控制、噴油速率控制、噴油時間控制和噴射方式控制。。(1)噴油量控制ECU根據傳感器和開關輸入的電信號，計算出噴油量，并與存儲在ECU中的目標值進行比較，最后確定實際噴油量，ECU發送驅動信號，使噴油電磁閥開啟或關閉，控制噴油從而控制噴油量。噴油量控制的基本內容有基本噴油量、怠速噴油量、啟動噴油量、不均勻油量補償，巡航控制噴油量。①基本噴油量控制發動機在不同工況下工作，要求輸出不同的轉矩，為了獲得不同的轉矩特性，可以通過控制噴油量實現。發動機的基本噴油量由發動機轉速和加速踏板位置決定。、②怠速噴油量控制在怠速工況下，ECU會執行怠速轉速自動調節功能，維持目標轉速所需要的噴油量。發動機的實際轉速和目標轉速(由發動機冷卻液溫度、空調工作狀態和負荷等因素)進行比較，決定兩者差值求得所必需的噴油量并進行反饋控制。③啟動噴油量控制發動機在不同工況下運轉，其加速踏板位置和發動機轉速決定著基本噴油量，發動機的冷卻液溫度等決定補償噴油量。發動機啟動時，實際噴油量由這兩部分決定。④不均勻油量補償控制發動機工作時，各缸噴油量不均勻會引起燃燒壓力不均勻；各缸混合氣燃燒差異引起各缸間轉速不均勻；曲軸旋轉速度變化引起振動等。為了減少轉速波動，使運轉平穩，必須調節各缸噴油量，使每一汽缸所需燃油量精確，必須進行不均勻油量補償。ECU負責檢測各缸每次做功行程時轉速的波動，再與其他所有汽缸的平均轉速相比較，分別向各缸補償相應的噴油量。。⑤巡航控制噴油量控制巡航控制就是為了減少駕駛員的疲勞，不需操縱加速踏板而維持恒速行駛的控制過程。當駕駛員接通巡航控制系統的“速度控制開關”時，速度控制系統開始工作。ECU能夠根據行駛阻力變化情況，自動調節油門的開度。油門位置傳感器將油門的開度變化輸入ECU，ECU將控制噴油電磁閥的開啟和關閉時間，補償或減少噴油量，使汽車保持恒速行駛。(2)噴油時間控制在共軌發動機中，為實現發動機內的最佳燃燒，ECU根據發動機的運行工況和外部環境條件經常調節噴油時間，即進行最佳噴油時間控制。具體控制方法是，由發動機決定基本噴油時間，同時，還要根據發動機的負荷、冷卻液溫度、進氣溫度和壓力