【正文】 目錄 柴油機(jī)電子控制燃油噴射系統(tǒng) ................................................................................... 1 第一章 概述 ......................................................................................................... 1 一、柴油機(jī)燃油噴射技術(shù) .............................................................................. 1 二、柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)的組成 .......................................................... 2 第二章 電子控制燃油噴射理論 .......................................................................... 6 一、噴油率控制 .............................................................................................. 7 二、燃油壓力控制 .......................................................................................... 8 三、燃油量控制 .............................................................................................. 8 四、噴射起始時(shí)刻、預(yù)噴射時(shí)間間隔控制 .................................................. 9 第三章 電控高壓共軌燃油噴射系統(tǒng) ................................................................ 10 一、控制系統(tǒng) ................................................................................................ 10 二、燃油供給系統(tǒng) ........................................................................................ 22 第四章 電控單體泵燃油噴射系統(tǒng) .................................................................. 30 一、單體泵概述 ............................................................................................ 30 二、單體泵的工作原理 ................................................................................ 30 三、單體泵的控制 ........................................................................................ 32 第五章 電控泵噴嘴燃油噴射系統(tǒng) .................................................................. 35 一、泵噴嘴概述 ............................................................................................ 35 二、泵噴嘴的工作原理 ................................................................................ 35 第六章 電控柴油噴射系統(tǒng)的檢測(cè)維修 ............................................................ 38 一、故障分類 ................................................................................................ 38 二、常見故障 ................................................................................................ 40 三、電控柴油機(jī)常見維 修方法 .................................................................... 42 四、故障案例 ................................................................................................ 42 五、電控柴油機(jī)使用與保養(yǎng) ........................................................................ 52 1 柴油機(jī)電子控制燃油噴射系統(tǒng) 第一章 概述 一、柴油機(jī)燃油噴射技術(shù) （一）柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)發(fā)展歷程 柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)經(jīng) 歷了配備兩極和全程調(diào)速器的直列泵、分配泵，改進(jìn)為電子控制直列泵和分配泵，又發(fā)展為現(xiàn)在廣泛采用的泵噴嘴、單體泵和共軌系統(tǒng)。 1．直列式噴油泵 直列式噴油泵特點(diǎn)是每個(gè)氣缸配備一套獨(dú)立的噴油組件，柱塞組件、出油閥組件、噴油閥組件，柱塞行程不變，柱塞的有效行程越大噴油量越大。機(jī)械燃油噴射的燃油被柱塞泵加壓，燃油壓力克服彈簧力使噴油器針閥升起而噴出燃油的，如圖 11 所示，燃油壓力達(dá)到20MPa 時(shí)就能從噴油器的油孔中噴出了，燃油的最高壓力能達(dá)到 50MPa 或更大。 圖 11 柱塞泵燃油噴射 圖 12 柱塞泵噴油量調(diào)節(jié)原理 柱塞泵噴油量調(diào)節(jié)原理如圖 12（ a）所示，柱塞下行燃油吸入柱塞腔，圖 12（ b）柱塞上升開始產(chǎn)生高壓，圖 12（ c）柱塞上行，柱塞腔保持高壓，圖 12（ d）柱塞上腔的燃油通過柱塞上的軸向孔和柱塞套筒的油孔回流，柱塞上腔壓力降低。 直列泵燃油噴射的電子控制，通過控制柱塞外的油量調(diào)節(jié)套實(shí)現(xiàn)噴油量的電子控制。 2．分配式噴油泵 只有一個(gè)柱塞組件為所有氣缸供油，旋轉(zhuǎn)的中心柱塞打開或關(guān)閉徑向油孔，把燃油分配到各個(gè)氣缸中。噴油持續(xù)時(shí)間由噴油量套筒或電磁閥控制。如圖 13 所示。 3．泵噴嘴系統(tǒng)（ UIS） 噴油泵和噴油嘴組成一個(gè)泵噴嘴（ unit injector system）單元，每個(gè)氣缸頂部裝有一個(gè)泵噴嘴，泵噴嘴直接由凸輪軸驅(qū)動(dòng)或由氣門搖臂驅(qū)動(dòng)。整個(gè)泵噴嘴系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)省卻了其他噴油系統(tǒng)必需的泵和噴嘴之間的高壓油管，因此泵噴嘴系統(tǒng)能運(yùn)行在更高的噴油壓力下，噴油壓力的最大值大約是 220MPa。泵噴嘴系統(tǒng)采用電子控制，通過電磁閥控制噴油開始時(shí)刻與噴油時(shí)間。 2 圖 13 柱塞泵噴油量調(diào)節(jié)原理 ［資料來源 ： VOLVO］ 4．單體泵系統(tǒng)（ UPS） 噴嘴總成與油泵由高壓管 連接，每個(gè)缸對(duì) 應(yīng)一個(gè)單獨(dú)的油泵柱塞組件，噴油泵、油管和電控噴嘴組成單體泵（ unit pump system）系統(tǒng)，單體泵總成由發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪驅(qū)動(dòng)。單體泵系統(tǒng)采用電子控制的高速電磁閥來控制噴油時(shí)刻與噴油時(shí)間。 5．共軌系統(tǒng)（ CR） 公共燃油軌道（簡(jiǎn)稱共軌）內(nèi)充滿高壓燃油，它起到蓄壓器的作用，高壓泵輸送出的高壓燃油進(jìn)入公共軌道（ mon rail），軌道上安裝有油管將高壓油送到噴油器，噴油壓力與噴油量不依賴于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，噴射的燃油直接來源于軌道。 ECU 根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況、燃油壓力等控制噴油時(shí)刻與噴油量。 （二）柴油機(jī)電控技術(shù) 的特點(diǎn) 柴油機(jī)電控技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)如下： （ 1） 改善低溫起動(dòng)性。 （ 2）提高發(fā)動(dòng) 機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，有更好的排放性。 （ 3）具有 動(dòng)力輸出和負(fù)荷適應(yīng)等自動(dòng)調(diào)節(jié)功能。 （ 4） 擴(kuò)展了故障診斷、失效策略（電控系統(tǒng)故障狀態(tài) 下的運(yùn)行策略）、信號(hào)共享功能。 電子控制柴油機(jī)與汽油機(jī)的主要區(qū)別 ： （ 1）由于柴油機(jī)具有更高的壓縮比（典型柴油機(jī)的壓縮比為 20:1，而典型汽油機(jī)的壓縮比為 10:1），所以一般柴油機(jī)要比同等汽油機(jī)更重一些。 （ 2）由于重量和壓縮比的原因，柴油機(jī)的最大轉(zhuǎn)速范圍低于汽油機(jī)。柴油機(jī)具有大 扭矩，汽油機(jī)具有高轉(zhuǎn)速。由于壓燃的速度低于點(diǎn)燃速度從而導(dǎo)致柴油發(fā)動(dòng)機(jī)加速較慢。 （ 3）天冷時(shí)柴油機(jī)會(huì)很難啟動(dòng)，柴油機(jī)需裝有電熱塞，要等待電熱塞加熱后，才能啟動(dòng)柴油機(jī)。 （ 4）柴油機(jī)的噪聲很大且容易震動(dòng)。 （ 5）柴油機(jī)會(huì)產(chǎn)生一定的煙霧和“怪味”。 二、柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)的組成 （一）空氣供給系統(tǒng) 空氣供給系統(tǒng) 由空氣濾清器、進(jìn)氣管、進(jìn)氣歧管、進(jìn)氣門組件、 空氣計(jì)量裝置（空氣流量計(jì)或進(jìn)氣壓力傳感器）、慣性增壓進(jìn)氣系統(tǒng)、 加速踏板 位置傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器等 組成。如圖 14 所示。 空氣供給系統(tǒng) 為 發(fā)動(dòng)機(jī) 提供 清潔 空氣 ， 直接 或 間接計(jì)量 進(jìn)入氣缸的 空氣質(zhì)量。 3 圖 14 電子控制高壓共軌燃油系統(tǒng)進(jìn)氣系統(tǒng) ［資料來源 ： VOLVO］ 1 空氣濾清器 2 進(jìn)氣口 3 渦輪增壓器 4 中間冷卻器 5 發(fā)動(dòng)機(jī) 6 排氣管及消音器 7 進(jìn)氣傳感器 8 進(jìn)氣加熱器 9 空氣管 空氣的供給（進(jìn)入氣缸）路線是： 空氣經(jīng)由導(dǎo)流進(jìn)氣口進(jìn)入空氣濾清器，過濾后的空氣通過空氣計(jì)量裝置進(jìn)入主進(jìn)氣管和進(jìn)氣歧管，再分別由歧管的分管通過開啟的氣門口進(jìn)入氣缸。 多數(shù)中小型柴油車將導(dǎo)流進(jìn)氣口設(shè)計(jì)在汽車的前中網(wǎng)處，利用汽車前進(jìn)時(shí)的空氣與車的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度差，增加進(jìn) 氣量。 越野車、重型卡車為了避免涉水時(shí)將水吸進(jìn)缸筒內(nèi)，將進(jìn)氣口設(shè)在較高處，這樣既能使進(jìn)氣順暢，又避免將低處的灰塵吸入氣 缸；后置發(fā)動(dòng)機(jī)將進(jìn)氣口設(shè)在車身兩側(cè)或車頂處，口朝向側(cè)方或前方，避免車尾部渦流中灰塵、雜物被吸入氣缸。 （二）燃油供給系統(tǒng) 燃油供給系統(tǒng)由油箱、輸油泵、燃油濾清器、油水分離器、油管、回油管等（低壓系統(tǒng)）和高壓泵、高壓管、共軌、噴油器、回油管、及傳感器、電磁閥等（高壓 系統(tǒng)）構(gòu)成，如圖15 所示。 燃油供給系統(tǒng)的功用是對(duì)燃料儲(chǔ)存、濾清和輸送，并將一定壓力的燃油定時(shí)、定量地噴入燃燒室保證燃燒 。 1234567891 01 31 21 41 51 691 1 123手動(dòng)油泵局部圖 圖 15 CA6DL2－ 35E3 柴油機(jī)共軌系統(tǒng)原理圖 ［資料來源 ：中國(guó)一汽 ］ 1 濾清器 2 手動(dòng)油泵 3 油水分離器 4 低壓泵 5 限壓閥 6 單向閥 7 細(xì)濾器 8 電磁閥 9 節(jié)流閥 10 階躍回油閥 11 進(jìn)油單向閥 12 高壓泵 13 出油單向閥 14 共軌限壓閥 15 共軌 16 噴油器 輸油泵進(jìn)口壓力 P1 值 35～ 100KPa 過壓保護(hù)值 P2=1300KPa 輸油泵出口壓力 P3＜ 900KPa 細(xì)濾器承載壓力 P4＞ 1600KPa 回油壓力 P5 在 0～ 100KPa 回油壓力 P6＜ 120KPa 4 低壓系統(tǒng)的功用是將燃油箱的燃油輸送到高壓泵，為高壓泵提供一定壓力的足夠量的燃油，同時(shí)將進(jìn)入高壓泵的燃油凈化過濾，將未參與燃燒的多余的燃油導(dǎo)回油箱。如圖 15 所示，圖中序號(hào) 1～ 10 部件和油箱、管路構(gòu)成低壓系統(tǒng)。 低壓油泵，從油箱將燃油吸出，將燃油壓進(jìn)燃油濾清器過濾燃油，使過濾后的燃油仍維持一定壓力，為進(jìn)入高壓泵的工作腔做準(zhǔn)備。 高壓系統(tǒng)的功用是對(duì)燃油加壓并維持在一定的高壓值，將高壓燃油定時(shí)、 定量地噴入到燃燒室。如圖 15 所示，圖中序號(hào) 10～ 15 部件為高壓系統(tǒng)部件。 輸送高壓燃油的油管為鋼管，能承受燃油系統(tǒng)的最大壓力和偶爾出現(xiàn)的燃油壓力波動(dòng)，鋼管的壁厚較普通柴油機(jī)的燃油管要厚，外徑為 6mm 內(nèi)徑為 。 共軌有一定的容積（約 100mL）和很高的強(qiáng)度。高壓泵輸出的高壓燃油，進(jìn)入共軌后使共軌產(chǎn)生一定的變 形，共軌通過變形能衰減燃油壓力的波動(dòng)，起到蓄壓器的作用。共軌上連接進(jìn)油管、流量限制器、噴油器、軌道壓力傳感器、壓力限制閥和回油管。 噴油器上的電磁閥得電時(shí)打開針閥后腔的回油口，針閥在前腔高壓油的作 用下開啟噴油，噴油量和噴油時(shí)刻受 ECU 控制。 （三）控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)由傳感器、執(zhí)行器和電子控制單元（ ECU）組成。 1．傳感器 柴油機(jī)電控系統(tǒng)的傳感器將非電量轉(zhuǎn)換為電量，將電信號(hào)輸送到 ECU。柴油機(jī)電控系統(tǒng)一般包括與汽油機(jī)相似的傳感器。 ① 溫度傳感器 包括 進(jìn)氣溫度 、 冷卻液溫度 、 燃油溫度 、排氣溫度傳感器。 ②