【正文】 圖 11 （位置控制式）電控柴油分配泵 第二代 —— 時間控制式 這種系統(tǒng)可以保留原來的噴油泵 — 高壓油管 — 噴油器系統(tǒng)，也可以采用新型高壓燃油系統(tǒng)。圖為時間控制式的徑向柱塞分配泵，其明顯特征是泵上裝有油泵控制單元、控制噴油量的噴油控制電磁閥和控制噴油提前角的定時控制電磁閥（如圖 12）。 電控高壓共軌柴油機的發(fā)展 自從 1991 年日本電裝公司發(fā)表 ECDU2 高壓共軌系統(tǒng)論文以來，國外燃油系統(tǒng)制造商紛紛投入巨額資金和人力開發(fā)共軌系統(tǒng)。 目前，共 軌燃油噴射系統(tǒng)應(yīng)用十分普遍，博世公司已生產(chǎn)出 2500 萬套共軌系統(tǒng)，并在江蘇無錫投資建設(shè)了技術(shù)中心和工廠，實現(xiàn)了本地化生產(chǎn)。此外，國內(nèi)共軌系統(tǒng)相關(guān)配套體系不健全，部分零部件還依靠進(jìn)口，如單片機芯片 、共軌壓力傳感器等。目前國內(nèi)柴油電控系統(tǒng)主要有共軌、單體泵等，和國外先進(jìn)技術(shù)比，雖然還不具備對等的實力，但發(fā)展勢頭良好。其次，對于輕卡產(chǎn)品，在批量不大的情況下匹配共軌技術(shù)，可選擇高噴射壓力的 PM 型直列泵 +電子調(diào)速器 +冷卻 EGR 方案，這也是我們的優(yōu)勢。 國外高壓共軌柴油機的發(fā)展 目前， 國外在柴油機電控共軌噴射系統(tǒng)方面的研究進(jìn)展很快， 并有多種共軌噴射系統(tǒng)設(shè)計并投產(chǎn)，其中主要以德國的博世、美國的德爾福、日本的電裝為主（如圖 14）。噴油器運動件質(zhì)量減少了 75%，針閥部件數(shù)從 4 個減少到了 1 個，響應(yīng)速度為所有電磁式噴油器的 2 倍。 美國德爾福公司最具代表性的是先進(jìn)的 Multec DCR 柴油共軌噴射系統(tǒng)。根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的不同， 泵控制閥與油壓傳感器聯(lián)合對共軌壓力實行閉環(huán)控制，由于單向孔板節(jié)流作用，可形成德爾塔型（三角型）噴油規(guī)律，對燃燒十分有利。 圖 15 國內(nèi)高壓共軌柴油機 其中天津大學(xué)研制的 FIRCRI 高壓共軌系統(tǒng)正處于硬件在環(huán)仿真和實機測試階段，上海交通大學(xué)開發(fā)的 CD1 型高壓共軌系統(tǒng)處于匹配玉柴 6110 柴油機的準(zhǔn)備階段，北京理工大學(xué)、華中理工大學(xué)等也正在開發(fā)自己的高壓共軌技術(shù)，無錫威孚集團(tuán)與博世公司已經(jīng)聯(lián)合建立了無錫博世汽車柴油機系統(tǒng)股份有限公司，開始了高壓共軌系統(tǒng)的 生產(chǎn)。第一代共軌技術(shù)為商用車設(shè)計的，最高噴射壓力為 140MPa，乘用車壓力為 135MPa。 第二代共軌技術(shù)。預(yù)噴射降低了發(fā)動機噪聲。 第三代共軌技術(shù)。壓力從 20 到 200MPa 彈性調(diào)制，最小噴射量控制在，減小了煙度和 NOX 的排放，最高噴射壓力達(dá)到 180MPa。電控高壓共軌系統(tǒng)，是柴油機電控技術(shù)發(fā)展過程中的一個重大飛躍，是迄今為止針對柴油機的最佳解決方案。 第一章 緒論 7 （ 3）自由調(diào)節(jié)噴油時間。 （ 7）與其它電控柴油噴射系統(tǒng)相比，電控高壓共軌系統(tǒng)具有較高的經(jīng)濟和技術(shù)優(yōu)勢。 （ 11）采用高速電磁開關(guān)閥控制，控制靈敏度高。在大負(fù)荷工況下可以通過提高噴射壓力。 根據(jù)傳感器的信息。 通過各種傳感器監(jiān)測發(fā)動機當(dāng)時的工況條件和環(huán)境條件，并根據(jù)這些實時條件計算出最佳噴油時間，將結(jié)果送給執(zhí)行器 (定時控制閥 TCV)，控制流入或流出提前器的工作油。 （ 5） 擴展了故障診斷、聯(lián)絡(luò)等功能。它不僅能達(dá)到較高的噴射壓力、實現(xiàn)噴射壓力與噴油量的精確控制，而且能實現(xiàn)預(yù)噴射和后噴，從而優(yōu)化了系統(tǒng)。 淮安信息這也技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 （ 2）共軌 —— 實際上是一個燃油分配管，儲存在共軌內(nèi)的燃油在適當(dāng)?shù)臅r刻經(jīng)過高壓油管輸送 到噴油器，噴入發(fā)動機的氣缸內(nèi)。 —— 采集發(fā)動機實際運行狀態(tài)信息參數(shù)，傳給 ECU。 （ 4）增壓壓力傳感器 檢測增壓器增壓壓力信號 （ 5）冷卻液溫度傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器 ECU 根據(jù)溫度傳感器的數(shù)值對噴油始點、噴油率等參數(shù)進(jìn)行最佳匹配。 目前世界上主要有三大公司在研究和生產(chǎn)柴油機高壓共軌系統(tǒng)，他們是德國的博世 (BOSCH)、日本的電裝（ Denso）和美國的德爾福（ Delphi）。低壓回路包括低壓油管、燃油濾清器和齒輪泵等，高壓回路包括高壓油泵、共軌管、高壓油管和噴油器等部件。手油泵是燃油濾清器內(nèi)提供燃油的設(shè)備，也是保證發(fā)動機首次啟動必須使用的設(shè)備。 圖 25 燃油精濾器和燃油粗濾器 低壓輸油泵 高壓泵的后面一般安裝有齒輪式吸油泵或葉片式吸油泵，由高壓泵的軸驅(qū)動，把油從油箱中抽出并送到高壓泵。吸入負(fù)壓、輸出油壓和回油流量是齒輪 輸出性能的相關(guān)參數(shù)，因為齒輪泵與高壓泵集成在一起，無法測量輸出壓力；又因為回油流量與發(fā)動機其他參數(shù)有關(guān) (如噴油器工作性能、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、高壓泵性能等 )，所以吸入壓力就成了測量齒輪泵最常用的方法。其潤滑方式為機油潤滑，潤滑油路與發(fā)動機潤滑油路直接相連。 圖 27 高壓油泵的組成 圖 28 高壓油泵的斷面 共軌組件 共軌管是電控高壓共軌系統(tǒng)中所特有的零部件，主要包括高壓接頭、節(jié)流孔、軌壓傳感器和壓力限制閥（如圖 29）。壓力限制閥是一個機械閥，當(dāng)壓力超過一定限值時即開啟，以保證共軌管在出現(xiàn)壓力異常時，將壓力迅速釋放從而確保系統(tǒng)安全。在電磁閥不通電時，電樞將球閥緊緊壓在閥座上，此時控制室和壓力室內(nèi)壓力平衡，油嘴針閥被彈簧預(yù)緊力緊緊壓在油嘴座面上不抬起，即噴油器不噴油；當(dāng)電磁閥通電時，電磁 閥通過吸力將電樞抬起，此時控制室內(nèi)燃油經(jīng)球閥量孔泄漏，控制室壓力迅速下降，而壓力室壓力沒有變化，從而油嘴針閥被抬起，即噴油器開始噴油；當(dāng)電磁閥關(guān)閉時，控制室的壓力上升，油嘴針閥兩端壓力再次平衡，在彈簧預(yù)緊力的作用下油嘴針閥落座，從而關(guān)閉噴油器完成噴油過程（如圖 210），噴油器噴油過程（如圖 211)。它通常要配合 凸輪軸位置傳感器 一起來工作 ——確定基本點火時刻 （如圖 213） 。 分類：光電式、霍爾式和磁感應(yīng)式。共軌壓力是柴油機共軌系統(tǒng)的重要參數(shù)，目前，國Ⅲ柴油機共軌系統(tǒng)的共軌壓力是實時變化的，噴油量與共軌壓力直接相關(guān)（如圖 215）。 功用：凸輪軸位置傳感器（ CPS）又稱為氣缸識別傳感器，采集配氣凸輪軸的位置信號，并輸入 ECU，以便 ECU 識別氣缸 1 壓縮上止點，從而進(jìn)行順序噴油控制、點火時刻控制和爆燃控制。 水溫傳感器安裝在發(fā)動機缸體或缸蓋的水套上，與冷卻水接觸，用來檢測發(fā)動機預(yù)熱溫度及冷卻水溫度，水溫傳感器內(nèi)部是二個導(dǎo)體熱敏電阻，具有負(fù)的溫度電阻系數(shù)，水溫越低，電阻越高，反之，水溫越高，電阻越低，水溫傳感器的三根導(dǎo)線都和電腦連接，其中一根為接地線，另外 兩根的電壓隨熱敏電阻阻值的變化而變化，電腦根據(jù)這一電壓的變化測得發(fā)動機的預(yù)熱溫度及冷卻水的溫度。 圖 218 空氣流量計 原理圖 通電狀態(tài)下， 2 膜片被加熱，其溫度呈線性上升，且線性一致，無氣流通過時， 2 膜片的溫度差為 0；當(dāng)氣流通過時，由于氣流吹過 2 膜片的先后順序不同，引起 2 膜片溫度變化（虛線），而 2 膜片溫度之間的差值便是 ECU 計算出進(jìn)氣質(zhì)量的重要參量（如圖 219 空氣流量計）。 主要執(zhí)行器有：高壓油泵、高壓蓄壓器、高壓油管、噴油器。在高壓泵柱塞越過下止點后，進(jìn)油閥關(guān)閉。 圖 221 高壓油泵 （如圖 222） 高壓蓄壓器 存貯高壓燃油并抑制壓力波動，高壓蓄壓器為所有氣缸所共有，因此將其稱作“共軌“。 圖 222 高壓蓄壓器 （如圖 223） 第二章 電控高壓共軌柴油機的結(jié)構(gòu)原理 21 高壓油管 必須能夠經(jīng)受噴油系統(tǒng)的最大壓力和噴油 間歇時的局部高頻壓力波動。噴油器由孔式噴油嘴 ，液壓伺服系統(tǒng)和電磁閥組成，見如圖 224 噴油器。一 旦壓力降至低于作用于噴油嘴針閥承壓面上的力，針閥被打開，燃 油經(jīng)噴孔噴入燃燒室 。同時，ECU 根據(jù)發(fā)動機的運行狀況，實時對噴油器的加電時刻和時間進(jìn)行修正。 當(dāng)發(fā)動機因各種原因需要排除空氣時，一定要在停機狀態(tài)下，且必須采用手油泵排空，禁止以起動機拖動發(fā)動機排除空氣，因為這樣做會縮短蓄電池壽命。 當(dāng)發(fā)動機出現(xiàn)故障時系統(tǒng)發(fā)出故障警報，此時該指示燈閃亮，并且按照一定的規(guī)律用閃碼報出故障形式，駕駛員可以借此來識別故障，根據(jù)故障情況及時安排檢查維修 。 電控高壓共軌的日常維護(hù) （ 1）電控系統(tǒng)對燃油的質(zhì)量要求很苛刻，也就是要求燃油的品質(zhì)很高。 （ 3）在拆卸燃油管路時，要保持手及工具的清潔，以免燃油管路收到污染。 （ 5）低壓油管徑推薦：油管內(nèi)徑最少不少于 10mm，否則，會影響發(fā)動機的進(jìn)油量。 （ 9）排空氣完成后，將留在發(fā)動機上的燃油擦拭干凈，以免引起火災(zāi)。 （ 2）控制器是整個控制系統(tǒng)的關(guān)鍵件，由硬件和軟件組成。 當(dāng)水溫較高時，發(fā)動機會自動進(jìn)入熱保護(hù)狀態(tài)，降低發(fā)動機輸出功率，甚至?xí)詣油C。 （ 1）發(fā)動機的啟動必須是整車在有電的情況下，且保證電控單元通電電瓶電壓為 24V，為了保證低溫下順利起動，電瓶推薦使用容量不低于 120Ah，放電能力不低于 CCA（ 18 度） DIN350 的蓄電池，正常工作電壓范圍 8— 32V，電源電壓較低時，一些功 能被限制，發(fā)動機有起動不能的風(fēng)險。 （ 3）定期使用潔凈的軟布擦拭發(fā)動機線束上積累的油污和灰塵，保持線束與傳感器、執(zhí)行器連接部分干燥清潔。 （ 7）控制單元不能隨意相互更換，同型號的車型、發(fā)動機在相同的狀態(tài)下可以互換。 （ 9）更換控制系統(tǒng)的噴油器、壓力輸油泵總成時，對于大功率發(fā)動機的油量的變化，對發(fā)動機的性能影響相差很小，不需要重新輸入 IQA 代碼。 發(fā)動機的工作過程中影響油耗的兩個最根本因素是空燃比和發(fā)動機負(fù)荷 ,這兩個值都有一個理論上的最佳值 ,在實際工作過程中 ,空燃比和發(fā)動機負(fù)荷的實際值越接近理論值 ,汽車就越省油。 不同類型花紋的輪胎的燃油消耗率不同 ,折線花紋輪胎比一般花紋要省油。 （ 3）車重與油耗的關(guān)系 對一臺車油耗影響最大的因素其實要算車重。因此現(xiàn)代汽車都是趨向于 5 檔或以上變速器 ,或者采用無極變速 ,保證在任何條件下具有使發(fā)動機在最經(jīng)濟工況下工作的可能性。自動擋變速箱 ,擋位越多越省油 ,無級變速 CVT 最省油。目前許多轎車的空氣阻力系數(shù)在 左右 ,對減少燃油消耗起到很大作用。 汽車發(fā)動機的節(jié)油和車身輕量化或者汽車風(fēng) 阻系數(shù)不同 ,后兩者車主對其辦法不多 ,但我可以采取很多辦法對汽車發(fā)動機進(jìn)行控制 ,以達(dá)到節(jié)油的目的。其所搭載的 XTRONIC CVT 無級變速器不使用傳統(tǒng)的齒輪傳動 ,而是根據(jù)車速和路況自動連續(xù)調(diào)整速比 ,克服了 傳統(tǒng)自動變速箱加速時的能量損耗 ,實現(xiàn)無縫加速 ,既降低能耗 ,又能防止油耗水平的大幅變化 ,有利于穩(wěn)定整個駕駛過程中油耗水平。奇瑞展出一款命名為 TCI 柴油發(fā)動機 ,它融合了 TCI 技術(shù)、高壓共軌直噴技術(shù)、 EGR 系統(tǒng)等數(shù)項先進(jìn)技術(shù) ,最大限度地減少廢氣和發(fā)動機噪音。 在柴油機領(lǐng)域中，為滿足逐年嚴(yán)格的有關(guān)環(huán)境保護(hù)的排放法規(guī)要求，對燃油噴射系統(tǒng)提出了更高的期望。 （ 2）根據(jù)故障現(xiàn)象、故障碼確定了檢測方向之后，對可能存在故障的電控元件進(jìn)行檢測，通過在車靜態(tài)檢測、動態(tài)檢測、線路檢測、元件本身電器特性檢測等逐一排查，最終確認(rèn)故障元件。究竟選擇哪一種實用秘方，就要看你對故障癥狀分析了解得如何，以及你的修理經(jīng)驗而定。斷缸法一般是向懷疑出現(xiàn)故障的氣缸停止供 油，比較斷缸前后發(fā)動機的狀態(tài)變化，為進(jìn)一步查 找故障部位或原因縮小范圍。柴油機診斷是比較復(fù)雜的一項工作，尤其是電控發(fā)動機的故障，需要我們的維修服務(wù)人員有更高的技術(shù)理論修養(yǎng)和豐富的實際診斷經(jīng)驗。 （ 2）利用診斷工具所提供的信息進(jìn)行故障模式和故障部位的判斷，需要在掌握電控柴油機工作原理的基礎(chǔ)上，經(jīng)過長時間的維修實踐和經(jīng)驗積累。 （ 3）利用診斷軟件，獲取發(fā)動機的各種參數(shù)，包括是否出現(xiàn)故障碼、各個開關(guān)值，各個傳感器的電壓值和發(fā)動機運行數(shù)據(jù)（如轉(zhuǎn)速、水溫、油溫、油壓、進(jìn)氣溫度壓力等），并根據(jù)參考資料和維修經(jīng)驗，判斷這些參數(shù)是否正常，是否符合標(biāo)準(zhǔn)值。 （ 6）在做故障分析時應(yīng)采取按系統(tǒng)分段，逐段檢查的原則，如：發(fā)動機無法起動，可以分為進(jìn)排氣系統(tǒng)、電路系統(tǒng)、油路系統(tǒng)、柴油機本體等幾段，在根第四章 電控高壓共軌柴油機故障診斷與 檢修 29 據(jù)實際情況逐段進(jìn)行分析。 ② 軌壓傳感器測得的共軌壓力與實際值相差較大 原因：地線針腳搭鐵不良，傳感器內(nèi)部電路故障。 （ 3）檢測方法 線路檢測 淮安信息這也技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 ①按照（如圖 42）測量傳感器針腳與 ECU 針腳之間的通斷； 圖 42 傳感器針腳與 ECU 針腳 ②打開點火開關(guān)，不起動發(fā) 動機情況下，測量 3針腳與 1針腳之間應(yīng)有 5V電壓； ③起動發(fā)動機接入檢測儀，讀取當(dāng)前的實際共軌壓力，同時檢測 2針腳輸出電壓，電壓與共軌壓力的關(guān)系應(yīng)（如表 1）所示： 表 1 電壓與共軌壓力的關(guān)系 實際共軌壓力 /Mpa 25 電壓值 /V （ 4）檢測維修時的注意事項： ①共軌壓力傳感器不得測量電阻，否則會使內(nèi)部的電橋過載燒毀； ②共軌壓力傳感器不得拆卸。 ② 發(fā)動機運轉(zhuǎn)不平穩(wěn) 原因：在發(fā)動機工作時，平穩(wěn)運轉(zhuǎn)模式下的 單缸噴油量是以發(fā)動機各缸的瞬第四章 電控高壓共軌柴油機故障診斷與 檢修 31 間轉(zhuǎn)速為參量來設(shè)定的，而且單缸噴油量的調(diào)節(jié)是在主噴油量的基礎(chǔ)上進(jìn)行的微調(diào)，如果轉(zhuǎn)速傳