第二节：柴油机高压共轨喷油喷射系统

电控高压共轨喷油系统与传统的凸轮驱动的机械调节式喷油系统

相比其与柴油机匹配的灵活性要大得多，主要表现在以下几个方媔

的应用领域（用于小型乘用车和轻型载重车，每缸功率可达

重车、内燃机车和船舶每缸功率可

电控高压共轨喷油系统与传统的凸轮驅动的机械调节式喷油系统相比，

柴油机匹配的灵活性要大得多主要表现在以下几个方面。

⑴宽广的应用领域（用于小型乘用车和轻型載重车每缸功率可达

用于重型载重车、内燃机车和船舶，每缸功率可达

⑷可实现预喷射、主喷射和后喷射

⑸喷油压力可随柴油机运转笁况而变化。

喷油压力的建立与喷油量互不相关

柴油机的转速和喷油量。

油而喷油量、喷油正时和喷油压力由电控单元（

）根据其中存储的特性曲

和传感器采集的柴油机运转工况信息算出，

高速电磁阀开闭来实现

共轨喷油系统的控制部分和传感器部分包括

、曲轴转速傳感器、凸轮

轴相位传感器、加速踏板传感器、增压压力传感器、空气质量流量计、共轨压力

传感器及冷却水温度传感器。

借助于传感器嘚知驾驶员的要求（加速踏板位置）以及柴油机和车辆

它处理由传感器产生并经数据导线输入的信号

曲轴转速传感器测定柴油机的转速，

凸轮轴相位传感器确定发火顺

加速踏板传感器是一种电位计

柴油机实时的进气空气质量流量，

据排放法规的要求来匹配相应的基本喷油量

在带有增压压力调节的增压柴油机

上，增压压力传感器用以测定增压压力在低温和柴油机处于冷态时，

据冷却水温度传感器和进氣空气温度传感器的信号值确定合适的喷油始点、

7.1.1电控柴油喷射系统的发展 全球环境的日益恶化对柴油机的排放和经济性提出了更高的要求.为了适应更加严格的排放和能源法规的要求，改进柴油机燃油喷射系统是关键環节之一 将传统的机-液喷油系统改造为电子控制，即机-电或机-电-液一体化的喷油系统并进而实现以控制喷油系统为核心的柴油机整机綜合控制与管理，可优化柴油机性能 就燃油喷射系统而言，柴、汽油机的控制要素和控制要求有很大不同汽油机主要是低压的进气支管内或节气门口喷射，对喷射定时和喷油规律(喷油率)没有严格要求；柴油机则是高压缸内喷射而且要求在毫秒级的时间内完成喷油定时、喷油率、喷油压力与喷油量的精确控制。所以要达到对燃油喷入量、喷油时刻和油束的空间形态三方面 的控制达到优于传统机-液喷油系统的目的，其难度要比汽油机电控喷射大得多例如，重型载货汽车电控泵喷嘴使用的电磁控制阀与汽油机的电磁喷油器相比，承受壓力高了300～500倍启闭速度则要快10～20倍。 因此柴油机电控技术的发展比汽油机滞后。但是随着微型计算机技术、电子与传感器技术和汽油机电控技术的发展，尤其是高速强力电磁阀的研制成功使柴油机电控技术的一系列关键问题得到解决，迅速发展起来 7.1.2 系统组成与分類 柴油机和汽油机的电控技术从总体上说有类似之处，即各种机构的电控系统都由传感器、电控单元ECU和执行器所组成但相对于汽油喷射系统，柴油机的电控系统更加多样化具体功能及对性能的影响，不同系统则各不相同 柴油机电控喷油系统根据不同的控制方式，分为脈动式电控喷油系统、脉动+时间控制式喷油系统和共轨式喷油系统三类脉动式喷油系统，包括如直列喷油泵、分配泵等这类泵的原有嘚油量及供油规律控制靠柱塞螺旋槽(分配泵为油量控制套筒)、机械调速器和油泵凸轮，喷油定时靠机械式喷油提前器(分配泵为液压自动提湔器)它们的供油方式都是脉动的。将这类喷油系统电控化脉动的供油方式没有改变，称为脉动式电控喷油系统 脉动+时间控制式喷油系统主要指电控泵喷嘴系统和电控单体泵系统，此类系统仍保持传统的柱塞往复运动脉动供油方式但由电磁溢流阀开、闭时间和时刻来控制油量和定时。 共轨式喷油系统不采用柱塞泵脉动供油原理而是由公共油道(共轨)或蓄压室向各喷油器提供所需的高压燃油，通过随工況而变化的实时控制共轨上的高速电磁阀调节喷射压力和喷油规律这类电控系统又分为蓄压式电控燃油喷射系统、液力增压式电控燃油噴射系统和高压共轨式电控燃油喷射系统。 7.2 脉动式电控喷油系统 7.2.1 电控直列泵 在原直列喷油泵基础上装有齿杆位移传感器、凸轮轴或曲轴的轉角位移及转速传感器、线性电磁铁的执行器、电控单元等组成的控制系统对喷油量进行调节。喷油量的计量按位置控制方式根据加速踏板位置、转速等输入信息、以柱塞的供油始点和供油终点间的物理长度，即有效行程(位置)来确定而有效行程又是由供油齿杆的位置決定的。图7.1为德国博世公司的电控直列泵 图7.1 博世公司的电控直列泵 1—供油齿杆 2—比例电磁铁 3—油泵凸轮轴 4—转速传感器 5—电控单元(ECU) 如第6章所述直列喷油泵的机械控制喷射系统通过加速踏板和调速器作用于齿杆，反馈的控制信息是柴油机转速和加速踏板的位置二者通过机械联系改变供油齿杆位置而控制喷油量，电控后喷射系统则通过传感器检测柴油机的运行状态和环境条件并由电控单元ECU计算出适应柴油機运行状况的控制量，然后由执行器实施具体说来，加速踏板位置为一可变电压信号它反映的是驾驶员愿望，通过标定加速踏板位置電压信号和转速信号与供油齿杆位置的对应关系同时包括由其他传感器，如各种温度、进气压力、车速、制动、离合器分离等信号对供油齿杆位置进行修正的关系并以软件的形式存储于ECU中，ECU检测到各种信息后通过线性电磁铁的执行器改变齿杆位置。例如当采集到离匼器分离信号时，线性电磁铁的执行器将齿杆拉到怠速位置因此，它比纯机械喷射系统控制精确、灵敏；而且在需要扩大控制功能时呮需改变电控单元的存储软件，便可实现综合控制 以上结构的电控直列泵还不能实现对喷油始点和喷油规律的电子控制。也就是说还需要装备机械式喷油提前器。要实现该功能可以采用可变预行程结构。其原理是将通过喷油定时杆将原本固定的柱塞套筒用旋转电磁铁使套筒能在小范围内上下移动从而就能选择喷油时刻。图7.2为日本Zexel公司的可变预行程直列泵它是在博世公司的电控直列泵的基础上开发嘚。 图7.2 Zexel公司的可变预行程直列泵 1—预行程执行器 2—柱塞副

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