【正文】 然在柱塞腔內(nèi)的燃油壓力也下降，柱塞又向下運(yùn)動。在高壓泵柱塞越過下止點(diǎn)后，進(jìn)油閥關(guān)閉。輸油泵使燃油經(jīng)安全閥的節(jié)流孔，進(jìn)入高壓泵的潤滑和冷卻回路。主要執(zhí)行器有：高壓油泵、高壓蓄壓器、高壓油管、噴油器。同時具有故障自診斷和故障應(yīng)急功能（如圖 220） 。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）。通過傳感器的氣流改變了膜片上的溫度分配，從而使得兩個溫度電阻的電阻值產(chǎn)生差異，由此對 ECU 輸出一個變化的電壓信號。水溫傳感器安裝在發(fā)動機(jī)缸體或缸蓋的水套上，與冷卻水接觸，用來檢測發(fā)動機(jī)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(jī)的預(yù)熱溫度及冷卻水的溫度。因?yàn)橥馆嗇S位置傳感器能夠識別到哪一個氣缸活塞到達(dá)上止點(diǎn)。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(diǎn)，從而進(jìn)行順序噴油控制、點(diǎn)火時刻控制和爆燃控制。一個將壓力信號轉(zhuǎn)換成電信號的傳感器部件安裝在此膜片上，傳感器產(chǎn)生的信號被輸入一個用于放大拾取信號并將它送入 ECU的檢測回路。共軌壓力是柴油機(jī)共軌系統(tǒng)的重要參數(shù)，目前，國Ⅲ柴油機(jī)共軌系統(tǒng)的共軌壓力是實(shí)時變化的，噴油量與共軌壓力直接相關(guān)（如圖 215）。圖 214 油門踏板傳感器檢測維修注意事項(xiàng)：檢測時應(yīng)注意檢查油門踏板是否能踩到全開位置，是否因車內(nèi)駕駛座椅下方地毯過后或位置不當(dāng)將踏板頂住，無法踩到 100%位置。分類：光電式、霍爾式和磁感應(yīng)式。常與凸輪軸位置傳感器配合使用。它通常要配合凸輪軸位置傳感器一起來工作 ——確定基本點(diǎn)火時刻（如圖 213） 。圖 212 電控高壓共軌的主要電氣元件 主要傳感器主要的傳感器包括曲軸轉(zhuǎn)速傳感器、油門踏板傳感器、軌壓傳感器、凸輪軸傳感器、水溫傳感器、空氣流量計。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)。圖 29 共軌組件 電控噴油器噴油器是電控高壓共軌系統(tǒng)中最關(guān)鍵和最復(fù)雜的部件，它的作用是根據(jù)ECU 發(fā)出的電信號控制電磁閥的開啟和關(guān)閉，將高壓油軌中的燃油以最佳的噴油時刻、噴油量和噴油率噴入柴油機(jī)的燃燒室內(nèi)。壓力限制閥是一個機(jī)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。軌壓傳感器向 ECU 提供共軌管內(nèi)的實(shí)時壓力信號，做為軌壓閉環(huán)控制的輸入。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） 。當(dāng)燃油進(jìn)入高壓部分后，一路經(jīng)過油量計量單元進(jìn)入高壓柱塞腔，經(jīng)壓縮后進(jìn)入油軌，同時多余的燃油通過溢油閥回到油箱中。其潤滑方式為機(jī)油潤滑，潤滑油路與發(fā)動機(jī)潤滑油路直接相連。圖 26 低壓輸油泵 高壓油泵高壓油泵是高壓共軌系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件之一，它的主要作用是將低壓燃油13 / 50加壓成為高壓燃油，儲存在油軌內(nèi)等待 ECU 的噴射指令。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?yàn)辇X輪泵與高壓泵集成在一起，無法測量輸出壓力；又因?yàn)榛赜土髁颗c發(fā)動機(jī)其他參數(shù)有關(guān)(如噴油器工作性能、發(fā)動機(jī)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。齒輪泵不需要維修，如果損壞直接更換。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。燃油濾清器安裝在粗濾器與高壓泵柱塞之間，對進(jìn)入高壓泵柱塞前的燃油進(jìn)一步過濾。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(jī)首次啟動必須使用的設(shè)備。燃油進(jìn)入高壓柱塞腔后被壓縮，通過高壓油管進(jìn)入共軌管形成高壓，每缸噴油器通過高壓油管與共軌管相連，以實(shí)現(xiàn)高壓噴射（如圖 24） 。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。 電控高壓共軌系統(tǒng)的工作原理高壓共軌燃油噴射技術(shù)是通過高壓油泵壓縮燃油至共軌管內(nèi)形成高壓，再由高壓油管分配到每個噴油器，并通過控制噴油器上的高速電磁閥的開啟與關(guān)閉定時定量地將高壓燃油噴射至柴油機(jī)燃燒室內(nèi)，以保證最佳的霧化和燃燒效果，從而使發(fā)動機(jī)獲得最佳的性能。目前世界上主要有三大公司在研究和生產(chǎn)柴油機(jī)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） ?！鶕?jù)各傳感器傳來的發(fā)動機(jī)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，進(jìn)行計算、分析、發(fā)出控制指令，對噴油時間、噴油量、噴油率、噴油壓力進(jìn)行控制，同時具有故障自診斷和故障應(yīng)急功能。（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(diǎn)、噴油率等參數(shù)進(jìn)行最佳匹配。（2）加速踏板位置傳感器檢測油門踏板信號（駕駛員轉(zhuǎn)矩的要求） 。——采集發(fā)動機(jī)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)信息參數(shù)，傳給 ECU。（如圖 23） 。（2）共軌——實(shí)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(jī)的氣缸內(nèi)。圖 21 電控高壓共軌系統(tǒng)組成 燃油系統(tǒng)圖 22 燃油系統(tǒng)組成、共軌、噴油器等組成（如圖 22） 。它不僅能達(dá)到較高的噴射壓力、實(shí)現(xiàn)噴射壓力與噴油量的精確控制，而且能實(shí)現(xiàn)預(yù)噴射和后噴，從而優(yōu)化了系統(tǒng)。同時可以解決運(yùn)行參數(shù)及監(jiān)測數(shù)據(jù)的存儲與傳遞，有利于對機(jī)械的動態(tài)管理。（5）擴(kuò)展了故障診斷、聯(lián)絡(luò)等功能。（4）自由控制噴油率。通過各種傳感器監(jiān)測發(fā)動機(jī)當(dāng)時的工況條件和環(huán)境條件，并根據(jù)這些實(shí)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。在基本噴油量、怠速轉(zhuǎn)速控制、啟動油量控制、各缸不均勻油量補(bǔ)償控制、恒定轉(zhuǎn)速控制等各種運(yùn)行狀況下，實(shí)現(xiàn)最佳噴油量制。根據(jù)傳感器的信息。在低負(fù)荷工況下則需要減少混合燃料的比例，同時降低噴油初期的噴射壓力。在大負(fù)荷工況下可以通過提高噴射壓力。（13）系統(tǒng)成本高，維修費(fèi)用高。（11）采用高速電磁開關(guān)閥控制，控制靈敏度高。（9）動力性、經(jīng)濟(jì)性、排放凈化性好。（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(jì)和技術(shù)優(yōu)勢。（5）更高的噴油壓力。（3）自由調(diào)節(jié)噴油時間。特點(diǎn)：7 / 50（1）自由調(diào)節(jié)噴油壓力（共軌壓力控制） 。電控高壓共軌系統(tǒng)，是柴油機(jī)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(jī)的最佳解決方案。 電控高壓共軌的特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)眾所周知，提高柴油機(jī)動力性、經(jīng)濟(jì)性和降低排放的中心任務(wù)是改善柴油機(jī)的燃燒過程。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。2022 年第三代面世，壓電式直列式共軌技術(shù)代替了電磁閥，實(shí)現(xiàn)了更加精確的噴射控制。第三代共軌技術(shù)。預(yù)熱后的氣缸使主噴射壓燃更容易，缸內(nèi)的壓力和溫度不在突然增加，有利于降低燃燒噪聲。預(yù)噴射降低了發(fā)動機(jī)噪聲。即使在壓力較低情況下，該系統(tǒng)也可根據(jù)實(shí)際的狀況提供適量的噴油壓力。第二代共軌技術(shù)。博世 1995 年發(fā)表了用于轎車的高壓共軌系統(tǒng)，采用了徑向柱塞轉(zhuǎn)子式供油泵，噴油器電磁閥采用球閥控制。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。 電控高壓共軌技術(shù)發(fā)展第一代共軌系統(tǒng)。圖 15 國內(nèi)高壓共軌柴油機(jī)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(shí)機(jī)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(jī)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(jī)系統(tǒng)股份有限公司，開始了高壓共軌系統(tǒng)的生產(chǎn)。 國內(nèi)高壓共軌柴油機(jī)的發(fā)展目前我國對高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)的研究與開發(fā)尚處于起步階段，發(fā)動機(jī)燃油噴射系統(tǒng)由機(jī)械式噴射系統(tǒng)向電控式噴射系統(tǒng)過渡還主要依靠國外技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)發(fā)動機(jī)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(shí)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。這種噴油器只需 12V 工作電壓，大大降低了生產(chǎn)成本和復(fù)雜程度，并且非常節(jié)能，整個系統(tǒng)采用積木式設(shè)計，移植性好，可用于不同形式和不同種類的發(fā)動機(jī)。 5 / 50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)。在這種系統(tǒng)中，高壓油泵先在共軌管中產(chǎn)生 135MPa 的壓力，然后通過一個特殊的轉(zhuǎn)換活塞使噴油壓力達(dá)到 250MPa 以上。噴油器運(yùn)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。與前兩代以噴油壓力表征的共軌系統(tǒng)相比，第三代共軌系統(tǒng)以其高精尖的技術(shù)內(nèi)涵為特征，噴油壓力為 160~180MPa。 國外高壓共軌柴油機(jī)的發(fā)展目前， 國外在柴油機(jī)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） 。當(dāng)然，國內(nèi)在電控柴油機(jī)系統(tǒng)方面還面臨很多挑戰(zhàn)，如制造工藝不成熟，批量規(guī)模較小；燃油品質(zhì)難以保證；柴油機(jī)后處理技術(shù)水平不高等。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。而國外公司提供的產(chǎn)品價格相對較高，供貨價格取決于批量，在目前我國電控柴油機(jī)批量還不大的前提下，他們很難拿到比較滿意的價位。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(shí)力，但發(fā)展勢頭良好。這得益于兩方面原因：一是我國原有柴油機(jī)使用車輛大都具有自主品牌，二是我國柴油機(jī)使用車輛的舒適性要求不高，價格低廉，國外公司與中國企業(yè)競爭不占優(yōu)勢。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(jī)芯片、共軌壓力傳感器等。我國部分大學(xué)、研究所和企業(yè)也通過合作或獨(dú)立自主研發(fā)，取得了各具特色的研究成果，并有數(shù)十項(xiàng)專利公布。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(shí)現(xiàn)了本地化生產(chǎn)。目前博世公司共軌系統(tǒng)在歐洲乘用車和輕型車柴油機(jī)上已得到普通應(yīng)用，如德國戴姆勒奔馳公司 C 系列轎車、意大利 AlfaRemeo156 轎車、德國大眾的奧迪 型 V8 渦輪增壓柴油機(jī)、美國通用公司與日本五十鈴公司合資生產(chǎn)的 Duramax6600 柴油機(jī)及美國康明斯公司的 和 全電控柴油機(jī)等。 電控高壓共軌柴油機(jī)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)。該系統(tǒng)擯棄了傳統(tǒng)的泵—管—噴嘴的脈動供油方式，用一個高壓油泵在柴油機(jī)的驅(qū)動下，連續(xù)將高壓燃油輸送到共軌管內(nèi)，高壓燃油再由共軌送入各缸噴油嘴，通過控制噴油器上的電磁閥實(shí)現(xiàn)噴射的開始和終止（如圖 13 為康明斯柴油機(jī)高壓共軌系統(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） 。即噴油始點(diǎn)取決于電磁閥關(guān)閉時刻，噴油量取決于電磁閥關(guān)閉時間的長短，因此可以同時控制噴油量和噴油定時。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)。圖為第一代電控柴油機(jī)分配泵，最明顯的特征就是具有用于調(diào)整控制油量的油量調(diào)節(jié)器及滑套位置傳感器（如圖 11） 。這期間經(jīng)歷三代。早在 20 世紀(jì) 70 年代，人們就開始研究柴油發(fā)動機(jī)電子控制技術(shù)來替代機(jī)械控制。從結(jié)構(gòu)和功能的角度看，柴油機(jī)的電控系統(tǒng)包括燃油系統(tǒng)的電子控制和柴油機(jī)空氣供給系統(tǒng)的電子控制。 control principle。關(guān)鍵詞：高壓共軌；電控柴油機(jī)；控制原理；故障診斷AbstractTo meet the increasingly stringent diesel emission regulations and to further improve the economy and power of the requirements, electronically controlled high pressure mon rail te