柴油机电控系统 1-3

主讲：高武

柴油机电控系统目录一传统的柴油机供给系统二柴油机电控燃油系统简介三高压共轨系统的组成四共轨燃油系统结构五燃油系统诊断测试六轨压无法建立故障一、传统的柴油机供给系统燃油滤清器低压油管高压油管喷油泵喷油器回油管燃油箱输油泵油水分离器调速器限压阀喷油提前器直列泵（A、B、P……）输油泵调速器泵体分泵驱动轴1、传统的柴油机——直列泵柱塞上行a.从下止点到柱塞头部封闭径向油孔之前。b.从柱塞头部封闭径向油孔到柱塞斜槽露出径向孔之前。c.从柱塞斜槽露出径向油孔到柱塞上行至上止点。abc2、柱塞泵工作原理a.从上止点到柱塞斜槽封闭径向油孔之前。c.从柱塞头部露出径向油孔到运行下止点。b.从柱塞斜槽封闭径向孔到柱塞头部露出径向油孔之前。acb柱塞下行2、柱塞泵工作原理调节供油量方法：转动柱塞——改变hg——改变循环供油量Δg。停油：直槽对准油孔。hg3、喷油量调节供油有效行程：hg决定了喷油泵每循环供油量（Δg）。目录一传统的柴油机供给系统二柴油机电控燃油系统简介三高压共轨系统的组成四共轨燃油系统结构五燃油系统诊断测试六轨压无法建立故障二、柴油机电控燃油系统简介第一代:柴油机电控燃油喷射系统也称位置控制系统，可以精确控制喷油正时和预喷射。第二代:第二代系统也称时间控制系统，可以精确控制喷油量和喷油正时。第三代：第三代也称为直接数控系统，高压油泵主要给共轨管提供合适的高压燃油，喷油量及喷油正时由喷油器上的电磁阀精确控制。

（一）柴油机电控燃油系统类别1、第一代柴油机位置控制系统特点：

喷油量：由电子伺服机构替代调速器。

TICS系统还可以调节正时和预喷射，被称为泵的终结者。2、第二代系统也称时间控制系统特点：电脑控制电磁阀来控制喷油量和喷油正时。缺点：压力是脉动。分配泵电控喷射系统分为轴向和径向两种分配泵。其中轴向的以VP37为代表，主要用在捷达1.9SDI上，而径向的以VP44为代表，主要用在ISUZU的4KH1－TCK发动机上，也用在奥迪2.5TDI上。泵喷嘴泵喷嘴电控系统BOSCH泵喷嘴电控系统单体泵

单体泵作为整体部件装在柴油机的气缸体上，直接由发动机凸轮轴上的喷射凸轮经滚柱挺杆驱动，电磁阀动作模式与泵喷嘴系统相同。

单体泵

3、直接数控系统（共轨）特点：压力和时间综合控制。共轨式电控喷射系统，采用压力时间式燃油计量原理，用电磁阀控制喷射过程，可以实现对喷射油量和喷射定时的灵活控制。（二）共轨系统与传统柴油供给系统的区别电子控制压力传感器一定的压力瞬间的压力喷射器供油泵共轨体系喷油体系喷油泵喷油嘴共轨定时器（SCV）旧体系共轨体系共轨SCV一定的压力变动的压力管体系喷油泵定时器Governor喷油嘴喷射品质控制喷油泵（governor）喷油泵（timer）喷油泵喷油泵发动机转速和喷射量有关ECU,喷射器

(2WV)ECU,喷射器

(2WV)喷油泵喷油泵喷油泵

(PCV)供油泵喷射器喷射时间调整控制加压分配喷射压力控制共轨系统与传统柴油供给系统的区别（二）共轨系统与传统柴油供给系统的区别高压共轨系统:供油泵从油箱将燃油泵入高压油泵的进油口，由发动机驱动的高压油泵将燃油增压后送入共轨腔内，再由电磁阀控制各缸喷油器在相应时刻喷油。（三）高压共轨系统1、对柴油机电控系统的要求（1）提高柴油机的经济性和降低排放。最佳喷油提前角和喷油量对动力性、经济性和排放影响很大，但喷油量和正时的影响因素又很多，传统机械式喷油很难做到喷油提前角和喷油量最佳。（2）提高了发动机的可靠性对发动机进行监控保护、诊断和备用功能。（3）对柴油机运行进行实时高速高精度控制。（4）较强的适应性能只要改写程序就可改型匹配。2、共轨系统的优点优点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载重车，每缸功率可达30kW；用于重型载重车、内燃机车和船舶，每缸功率可达200kW左右）。

⑵、喷油压力柔性可调，喷油压力可随柴油机运转工况而变化，优化发动机综合性能。

⑶、喷油正时可调，配合最高喷油压力（120~200MPa），降低了NOX和PM排放。

⑷、可实现预喷射、主喷射和后喷射。保证了动力性、经济性和NOX排放。⑸、降低了振动和噪声。

提高了柴油机的经济性和降低排放

最佳喷油提前角受发动机转速、负荷、冷却液温度、燃油温度、进气温度及压力等多种因素的影响。柴油机电控系统应能在不同的工况及工作条件下精确地控制喷油提前角，并始终保持在最佳值，以降低燃油消耗和减少排放污染。

柴油机电控系统还必须对喷油量进行精确的控制，并能在不同工况及工作条件下对喷油量进行校正补偿，对喷射压力进行精确的控制

提高发动机的可靠性

对影响发动机工作性能的参数进行实时监控，如发动机转速、机油压力、冷却液温度、燃油压力等。一旦某一项或几项参数异常，超出设定值，系统就会立即发出警告信号。对柴油机运行工况进行实时高精度控制

一旦柴油机及其系统的运行参数或状态偏离目标值，电控系统就能立即进行调节和控制，从而实现对柴油机运行工况的实时高精度控制。较强的适应性

对于不同用途、不同机型的柴油机，柴油机电子控制系统应有较强的适用性。这一点对于柴油机电子控制系统是很容易做到的。对于同一系列的电控柴油机，只要通过改变电控单元中EPROM的软件程序，就能实现改型匹配。3、共轨系统的发展97年日本电装用在商用车上第一代：压力低于100MPa。第二代：压力较高100~200MPa。电磁阀式喷油器。目前，国内主要使用第二代。第三代：压力大于200MPa。多次喷射预喷射：预喷射可在上止点前90°内进行,少量燃油（1～4mm3）喷入汽缸,主要作用是减小了燃烧噪声。主喷射：决定了发动机的扭矩。后喷射：还原NOx,在上止点后200°内,主要作用是降低废气中NOx的含量。

4、柴油机电控系统的控制内容喷油量控制：转速和油门踏板喷油正时控制：转速和油门踏板怠速控制：怠速转速在目标转速附近各缸喷油量不均匀的修正：做功时转速差异来修正

喷油量降低转速波动废气再循环：减少NOX

起动预热控制：故障自诊断功能：自诊断故障保护功能：保护模式5、共轨系统主要生产厂家德国ROBERTBOSCH公司的CR系统日本电装公司的ECD-U2系统美国的DELPHI公司的LDCR系统等意大利的FIAT集团的unijet系统目录一传统的柴油机供给系统二柴油机电控燃油系统简介三高压共轨系统的组成四共轨燃油系统结构五燃油系统诊断测试六轨压无法建立故障三、高压共轨系统的组成（一）高压共轨系统主要组成共轨系统燃油系统电控系统低压油路高压油路回油油路传感器电控单元执行器（二）燃油系统启动装置传感器电脑油门传感器主转速传感器(曲轴角度传感器)

副

传感器其他的传感器等喷射器供油泵电磁阀

,灯光等控制体系发动机转速油门角度气筒判别信号・喷射修正控制・喷射时间调整控制喷射压力控制空挡信号etc（三）电控系统目录一传统的柴油机供给系统二柴油机电控燃油系统简介三高压共轨系统的组成四共轨燃油系统结构五燃油系统诊断测试六轨压无法建立故障四、共轨燃油系统结构（一）低压供油部分

共轨喷油系统的低压供油部分包括:燃油箱（带有滤网）、燃油粗滤器、输油泵、燃油精滤器及低压油管。

1、滤清器吸入侧滤清器

10微米，可预注油水分离器及传感器压力侧滤清器

3微米，不可预注燃油滤清器1、手动泵2、泵体总成3、放气塞4、滤清器5、过滤元件6、浮子7、放水塞8、水位传感器燃油滤清器（吸入侧）燃油滤清器（10um）和水分离器位于燃油系统的吸油侧。

．含水（WIF)传感器

．可以预先注油

．预注方法：

泵动泵手柄，对于干滤清器，大约140至150次往复，或对于预注满的滤清器，20至60次往复。锁止手动预注泵手柄。

燃油滤清器（压力侧）安装在发动机上的燃油滤清器(5um）由安装在燃油泵上的齿轮泵加压。最大压降200kPa。

康明斯公司建议不要预先注满燃油滤清器。潍柴WP12126*155mm,11.596L,353Kw2、输油泵输油泵是一种带有滤网的电动泵或齿轮泵,它将燃油从燃油箱中吸出,将所需的燃油连续供给高压泵。（二）高压供油部分共轨喷油系统的高压供油部分包括：带调压阀的高压泵、高压油管、作为高压存储器的共轨（带有共轨压力传感器）、限压阀和流量限制器、喷油器。

1、高压泵高压泵将燃油压送到共轨的压力最大可为180MPa,高压燃油经高压油管进入类似管状的共轨中。

主要包括：抽吸机构、油压控制阀、燃油温度传感器、进油泵和转速传感器。（1）DENSO系统1、排气只用手油泵即可2、靠近驱动的叫PCV1。HP0型泵送过程（通电关闭建压）HP4泵结构·泵单元（偏心凸轮、环形凸轮、柱塞）、SCV（吸入控制阀常开型）、燃油温度传感器和进油泵。占空比控制。形式U2转速比(Np:Ne)1:2最高转速

1600rpm方向反表方向

(在齿轮方向看)组织零件低压泵Trochoid

型

SCV电压24V形式NormallyopenPlunger内经×孔数Φ8.5×2移动长度14mm燃温传感器318Ω-2.45KΩ※样品PCV※

20℃-80℃之间的数字供油泵SCV电压11V～32V20℃約8Ω（7.65Ω～8.15Ω）燃温传感器20℃2.45kΩ40℃1.15kΩ60℃584Ω80℃318Ω压力传感器信号电压0MPa时1V200MPa时

4.2V标准值（2）博世系统泵CP1泵：最大压力135MPa①无输油泵，配有电动泵，（索菲姆系统）伊维克．②出油调节，常开电磁阀．③第三柱塞关闭电磁阀，当发动机转速超过4200r/min,电磁阀激活，关闭第三柱塞．ＣＰ１高压泵CP3高压油泵①压力达到1800bar；②在油泵上安装了进油计量元件（进油计量比例阀，常开型）；③用于康明斯发动机上。ＣＰ１Ｈ高压泵

①最大压力145MPa,结构与CP1一致。

②加装了机械输油泵。

③进油控制，常闭进油阀。油轨无限压阀。

④主要用在朝柴、玉柴四缸机上。

ＣＰ１Ｈ高压泵CP2高压泵进油控制，常开型；机油润滑；用于锡柴、潍柴发动机；缺点：排气困难；CP2.2结构2、压力控制阀CP1：未通电时，共轨压力近似100bar。通电时，控制阀保持部分开启，并维持一定的燃油压力。CP2.2、CP3进油计量阀未通电时，进油口开度最大，可以向高压油泵柱塞腔提供最大流量的燃油。CP1H的进油计量元件在不通电时，进油截面积处于完全关闭位置。3、共轨共轨的任务是存储高压燃油，高压泵的供油和喷油所产生的压力波动由共轨的容积进行缓冲。使高压油轨中的压力波动控制在5Mpa之下。

4、共轨结构由于发动机的安装条件不同，主要有：带流量限制器（选装件）、共轨压力传感器、调压阀和限压阀5、限压阀作用：开启的压力大约为140-230MPa，用于阀闭合的压力大约为30-50MPa。康明斯大于185MPa时打开，并维持85MPa。6、共轨压力传感器

任务：以足够的精度、在较短的时间内测定共轨中燃油的实时压力，并向ECU提供相应的电压信号。电压在0.5～4.5V。测量精度约为±2%。一旦共轨压力传感器失效，ECU以某个固定的预定值来控制调压阀的开度。7、流量缓冲器喷射管道或喷射器出现燃油泄漏的情况，切断燃油通道，从而防止燃油异常排放。8、喷油器喷射器根据ECU发出的信号，将油轨中的加压燃油以最佳的喷射正时、喷射量、喷射率和喷射方式喷射到发动机燃烧室中。驱动电压110V。QR代码QR（快速响应）代码。QR代码包含喷射器中的校正数据，它被写入发动机ECU中。QR代码致使燃油喷射量校正点的数目大大增加，极大地改善了喷射量精度。QR代码修正数值

QR代码的内容

电装和日野

的零件编码

/生产编码

发动机的机型

校正用修正数值从顶部观看QR代码的内容QR代码读取器QR代码读取器喷油量±3.0%

1234

56气缸

1234

56气缸±1.5%最大功率时各缸喷油量差异（QR代码）的误输入对车辆的影响①在新的电脑里没有输入修正值时,ECU判断为发生异常,点亮发动机检测灯,同时减少喷射量,结果发动机的动力会下降。②更换电控喷油器，没有输入原数据或输错数据电控喷油器的顺序输错一缸变二缸）通过错误的修正值进行控制，燃油喷射量的误差增大，振动增加，扭力不平均，冒黑烟。（根据修正值的差异多少，恶化程度也不同）

③修正值当中的数值出错时,如果将1个喷油器的补正值(30位的数值)输入错的时候，通过ECU的核对机能判断为误输入,ECU不接受此数据。电控喷油器修正值（三）回油管路回油管路回油管路回油的组成来自喷油泵来自油轨限压阀来自喷油器目录一传统的柴油机供给系统二柴油机电控燃油系统简介三高压共轨系统的组成四共轨燃油系统结构五燃油系统诊断测试六轨压无法建立故障五、燃油系统诊断测试1、燃油中有气（悠车）测试步骤：

．断开齿轮泵燃油进口管连接处的快速插拔接头。

．将专用测试工具（有透明管）接入到齿轮泵入口．

．运转发动机．保持低怠速运行。

．从透明管中的燃油流动观察油中的气泡．如果运转几分钟后，仍然能够观察到燃油的流动中有连续的气泡，则进油管路中有空气泄漏点。

燃油中有气

原因：进气阻力大、有漏气处。漏气可能原因：低压泵前的油管、滤清器、ECM冷却板。

2、燃油进口阻力测试步骤：断开齿轮泵燃油进口管连接处的快速插拔接头，将专用侧试工具（有透明管）接入到齿轮泵入口。

．连接压力模块和万用表

．运转发动机，发动机以怠速运行，观察压力读数。

．技术规范：怠速时允许的最大燃油进口阻力：50.8kpa。燃油进口阻力

原因：低压泵前的油管、滤清器、ECM冷却板堵。

3、齿轮泵输出压力断开油泵齿轮泵出口处的快速插拔接头．接入专用测试工具（有透明管），并接压力模块和万用表。怠速运转发动机，监测齿轮泵出口压力。技术规范：

最小值：503kpa最大值：1303kpa

如果低于规范值，应检查燃油进口阻力，油中的空气，如果以上两项正常，更换齿轮泵．

如果发动机无法起动，拖动发动机，齿轮泵出口燃油压力技术规范为：最小值：303kpa

最大值：ll03kpa4、滤清器阻力滤清器进口压力同上。滤清器出口压力同上。燃油滤清器压降

．发动机怠速运转时，监测柴油滤清器进出口的燃油压力，压力差技术规范为：

最大压差：8lkpa

．发动机额定负荷工况下，监测柴油滤清器进出口的燃油压力，压力差技术规范为：

最大压差：200kpa

．如果燃油滤清器未能满足上述技术规范，应立即更换燃油滤清器。5、回油阻力拖动或在低怠速下运转发动机，监测回油压力，技术规范为：

最大值：18.6kpa6、高压泵输出压力：只能用INSIT。标准：25~160MPa.

输出油量：不着车时特别有用。方法：将高压泵输出油导入容器，断开EFC，托动发动机，标准：70ml/30S。小于标准的原因：有气、进油阻力大、滤清器、EFC和高压泵。高压泵回油量：方法：将高压泵回油导入容器，怠速运转发动机，标准：最大回油量500ml/30S。大于标准的原因：有气、进油阻力大、滤清器、高压泵。7、限压阀泄漏测试将限压阀回油导向一个带刻度500ml的计里油杯中。

技术规范：

怠速时：不允许有任何的泄漏量

使用INSITE燃油系统泄漏侧试功能时，泄漏量不允许超过：l滴／秒或16ml／分钟。8、喷油器回油测试将喷油器回油导向一个带刻度500ml的计量油杯中。运转发动机，并连接INSITE，运行燃油系统泄漏诊断测试，使油轨压力上升至150Obar左右，至少运转1分钟以使喷油器达到工作温度，然后测1分钟内的喷油器回油量。当断开喷油器拖动发动机时，如果有回油说明喷油器安装泄漏。喷油器回油测试技术标准：运转发动机，连接INSITE,运行燃油系统泄漏诊断测试。（轨压1500bar)6缸：不大于300ml/min4缸：不大于200ml/min

怠速：6缸：不大于180ml/min4缸：不大于120ml/min

托动：45ml/30s喷油器回油测试如果回油超标，采用断缸法判断。分析分别断缸时的回油量。如果断了某缸回油量符合标准，