柴油发动机电控系统检测与修复

教学目的与要求了解柴油机电子控制燃油喷射系统的发展过程及发展趋势能够区别柴油机电控燃油喷射系统的类型并说明其组成。能够说明不同电控系统中供油量和供油正时的控制方法。能够说明柴油机电控燃油喷射系统主要传感器和附件的功用及结构原理。能够正确检测柴油机电控燃油喷射系统的主要元件，并确定维修措施。教学重点柴油机的位置控制、时间控制、时间-压力控制、共轨控制的控制原理及各控制方面的区别，柴油机电控燃油喷射系统主要传感器和附件的功用、结构原理及检修。难点柴油机的位置控制、时间控制、时间-压力控制、共轨控制的控制原理及各控制方面的区别，柴油机电控燃油喷射系统主要传感器和附件的功用、结构原理及检修。2/4/20231施雯一、柴油机电控燃油喷射系统概述二、直列柱塞泵电控燃油喷射系统三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统四、径向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统五、泵喷嘴电控燃油喷射系统六、单体泵电控燃油喷射系统七、共轨式电控燃油喷射系统八、柴油机电控燃油喷射系统传感器九、柴油机电控燃油喷射系统主要附件十、柴油机电控燃油喷射系统主要元件的检修2/4/20232施雯一、柴油机电控燃油喷射系统概述能源危机和生态环境污染问题是全世界人们关注的焦点。随着汽车和动力机械的保有量迅速增加，汽车排放的有害气体和微粒已超过工业污染物的排放量而成为一大公害，人们对这两个问题越来越重视，各国都相继制定了越来越严格的汽车排放规定。1973年的石油危机，使人们更深刻认识到了自然资源的有限性和合理利用的必要性。同时，随着社会的发展，人们对汽车的经济性和舒适性要求也越来越高。迫于各方面的压力，人们开始寻找新的途径来解决排放和油耗问题。其中排气净化和节能是决定汽车能否继续生存发展的两大课题。这样内燃机的电子控制技术就蓬勃发展起来。和汽油机电控技术一样，柴油机电控技术也是在解决能源危机和排放污染两大难题的背景下，在飞速发展的电子控制技术平台上发展起来的。2/4/20233施雯首先发展起来的是汽油机的电控技术。到目前为止，主要轿车生产国的汽油机已经全部实现了电子控制。而柴油机则可以通过改进燃烧系统和增压中冷等技术措施来改善排放、降低油耗、提高功率。传统的柴油机是采用机械控制系统来控制柴油机的喷油正时和喷油量，也具有优越的控制性能。另一方面由于研制快速、大功率、高性能的电控执行器技术要求高，难度大。所以柴油机电控技术的发展要晚于汽油机。20世纪80年代以来，微电子技术的迅速发展及其在汽油机电控方面的成功应用，解决了柴油机电控技术的瓶颈，使得柴油机电控技术也能够发展起来。采用电控技术可以改善驾驶性能，降低噪声和振动，提供舒适、易操作的行驶控制功能；可以借助于故障显示和自诊断功能改善车辆的安全性和维护保养的方便性；可以改善冷起动、稳定怠速和良好的加速等性能，从而推动和加速了柴油机电控的发展。

2/4/20234施雯1.柴油机电控技术的发展历程柴油机的电子控制技术大致可分为3个阶段：20世纪70年代的初始研发阶段，此时电控主要用于发电机组用柴油机。20世纪80年代的实用阶段，发展了多种位置控制式和时间控制式电喷系统，形成了现代汽车柴油机电控系统。20世纪90年代为成熟阶段，功能更为强大的电喷系统可以控制喷油量、喷油正时、喷油压力以及喷油率。从控制喷油量的方式来看，首先研制出来的是位置控制式，随后是时间控制式，现在已经进入了研究得最多的是压力时间控制式。电控技术在柴油机上应用日益增多，控制精度不断提高，控制功能不断扩大，提高了柴油机的竞争力。2000年欧洲轿车的柴油化率达到27%，到2005年增加到30%。2003年西欧柴油轿车产量达到400万辆。一向对发展柴油轿车保持低姿态的美国，2000年也有10%的轿车装用了柴油机。

2/4/20235施雯提高柴油机动力性，实现低污染、低油耗的中心任务就是改善柴油机的燃烧过程。也就是要保证组成燃烧过程的进气、喷油、燃烧三要素中的油、气良好混合和在不同工况下，满足不同的燃烧和放热要求。其中喷油是最重要的因素。因此喷油系统的控制成为柴油机电控的核心。2/4/20236施雯技术发展经历了三个阶段：第一代柴油机电控系统：采用“位置控制”和“时间控制”，供（喷）油压力与传统柴油机相同，称为常规压力电控系统。以电控泵为代表。第二代柴油机电控系统：采用“时间-压力控制”或“压力控制”，喷油压力较高，称为高压电控系统。以共轨系统为代表。第三代柴油机电控系统：集“共轨”技术、“时间控制”燃油喷射技术、涡轮增压中冷技术、多气门技术、废气再循环技术、选择性催化还原、过滤器再生技术、压电技术等于一体，以压电式高压共轨系统为代表。2/4/20237施雯位置控制式

这种控制系统结构简单，保留了传统的泵--管--嘴系统，对原有喷油系统改装较少。它保留了原直列喷油泵和分配泵的基本结构，只是在喷油泵上装有齿杆位移传感器和凸轮轴相对曲轴的转角位移传感器和微处理器组成的控制系统，分别对喷油量和喷油正时进行控制。根据其喷油泵结构以及高压油管的连接长度不同可分为直列泵位置控制系统和分配泵位置控制系统。这种控制方式优点是，柴油机的结构几乎不需改动，生产继承性好，便于对现有柴油机进行升级换代。

这种控制方式缺点是，控制过程比较慢，精度低，喷射压力也难以进一步提高，无法改变原喷油系统中的喷油规律。

2/4/20238施雯时间控制式

时间控制系统是用高速强力电磁阀直接控制高压燃油，喷油量由电磁阀开启和切断的时间来确定。一般情况下，电磁阀关闭，开始喷油；电磁阀打开，喷油结束。喷油始点取决于电磁阀关闭时刻，喷油量取决于电磁阀关闭的持续时间。传统喷油泵中的齿条、滑套、柱塞上的斜槽和提前期等全部取消，对喷射定时和喷射油量控制的自由度更大。但这种控制方式仍然采用脉冲高压供油原理，无法控制喷油压力，对高速电磁阀的性能依靠度较大，制造有相当的困难。

2/4/20239施雯时间－压力控制方式第二代柴油机电控燃油喷射系统中最典型的是电控共轨式燃油喷射系统。在电控共轨式燃油喷射系统中，对喷油量的控制采用“时间－压力控制”或“压力控制”，用的最多的是“时间－压力控制”方式。在该系统中，ＥＣＵ控制供油压力调节阀使喷油器的喷油压差保持不变，再通过控制三通电磁阀工作实现喷油量和喷油正时的控制。电磁阀通电开始时刻决定了喷油的开始时刻，其通电时间决定喷油量。2/4/202310施雯压力控制方式在后期开发的柴油机电控共轨式燃油喷射系统中，为降低对供油压力的要求，喷油量的控制采用控制喷油压力的方法实现，即喷油量的“压力控制”方式。喷油器喷孔尺寸一定，喷油时间一定，控制喷油压力即可控制喷油量；而在增压活塞和柱塞尺寸一定时，喷油压力（即增压压力）取决于共轨中的油压，共轨中的油压是由ＥＣＵ根据各种传感器信号通过燃油压力调节阀来控制的，所以将此种喷油量控制方式称为“压力控制”方式。在系统中，ＥＣＵ根据实际的共轨压力信号对共轨压力进行闭环控制。2/4/202311施雯共轨式电控喷油系统

20世纪90年代以后出现的共轨式喷油系统是柴油机电控技术发展过程中的一个大的飞跃。它改变了传统的喷油系统的组成结构，最大的特点就是将燃油压力产生和燃油喷射分离开来，通过对共轨管内的油压实现精确控制，使高压油管压力大小与发动机的转速基本无关。电磁阀控制的喷油器替代了传统的机械式喷油器，共轨中的燃油压力由一个高压泵产生，压力大小与发动机的转速无关，可在一定范围内自由设定。共轨中的燃油压力由一个电磁压力调节阀控制，根据发动机的工作需要进行连续压力调节。电控单元作用于喷油器电磁阀上的脉冲信号控制燃油的喷射过程。喷油量的大小取决于燃油轨中的油压和电磁阀开启时间的长短，及喷油嘴液体流动特性。

按照喷油高压形成的不同，共轨式电控燃油喷射系统有两种基本型式，即高压共轨式和中压共轨式。

2/4/202312施雯

高压共轨系统。高压输油泵(压力在120MPa以上)直接产生高压燃油后，输送至共轨中消除压力的脉动，再分送到各喷油器；当电子控制装置按需要发出指令信号后，高速电磁阀迅速打开或关闭，进而控制喷油器工作，即按设定的要求喷出或停喷高压燃油。

中压共轨系统。中压输油泵(压力为10-13MPa)将中压燃油输送到共轨中消除压力的脉动，再分送至带有增压柱塞的喷油器中；当高速电磁阀开关阀接收到电子控制装置发送的指令信号后，就迅速开启或关闭，从而控制喷油器工作，随即通过高压柱塞的增压作用，将从共轨中来的中压燃油加压至高压(120-150MPa)后喷出或停喷。中压共轨系统又包括共轨蓄压式和共轨液压式，共轨蓄压式的控制油和喷射油均来自共轨管；而共轨液压式的控制油来自共轨管，喷射油来自燃油输油泵，所以该系统的控制油和喷射油可以采用不同物质。2/4/202313施雯一、柴油机电控燃油喷射系统概述2.柴油机与汽油机比较对混合气浓度的控制方式不同：汽油机在理论混合气浓度附近工作，柴油机对混合气浓度没有相对固定的要求。对喷油压力的要求不同：汽油机多点系统压力0.25～0.35MPa，单点系统压力0.07～0.10MPa，而柴油机喷油压力高达100～200MPa，建立更高的喷油压力是重点和难点。对燃烧过程的控制途径不同：汽油机通过控制点火正时和点火能量来控制，柴油机通过控制喷油正时、喷油持续时间和喷油速率来控制。柴油喷射的电控执行器复杂：柴油机具有高压、高频、脉动等特点，而且对喷油正时的精度要求很高，这就导致了柴油喷射的电控执行器要复杂得多。柴油机电控燃油喷射系统形式多样：传统的柴油机具有结构完全不同的系统，形成了柴油喷射系统的多样化。2/4/202314施雯一、柴油机电控燃油喷射系统概述3.现代柴油机先进技术“共轨”技术指利用一个“公共油轨”向各缸喷油器供油，油压可独立控制。“时间控制”燃油喷射技术由ECU控制的高速电磁阀来直接控制供（喷）油的开始与结束时刻。涡轮增压中冷技术废气涡轮增压，冷却器冷却（50℃以下），从而最大程度地降低过高温度对充气效率及燃烧质量的不利影响。多气门技术每个气缸2个以上气门，减少进、排气阻力。废气再循环技术降低NOx的排放量。2/4/202315施雯一、柴油机电控燃油喷射系统概述4.柴油机电控燃油喷射系统的功能供（喷）油量控制：ECU根据转速、加速踏板位置确定基本供（喷）油量；根据水温、进气温度、起动开关、空调开关、反馈信号等对供（喷）油量进行修正。

供（喷）油正时控制：ECU根据转速、负荷信号来确定基本的供（喷）油提前角；再根据反馈信号进行修正。

2/4/202316施雯4.柴油机电控燃油喷射系统的功能供（喷）油速率和供（喷）油规律ECU根据转速和负荷信号作为主控信号，按预设的程序确定最佳的供（喷）油速率和规律。喷油压力的控制ECU以转速和负荷信号作为主控信号，按预设的程序确定最佳的喷油压力，并对喷油压力进行闭环控制。柴油机低油压保护ECU根据机油压力传感器信号，当机油压力低时减少供油量，降低转速并报警；当机油压力降到一定值时，切断燃油供给，强制熄火。增压器工作保护ECU根据增压压力信号适当调节供（喷）油量，并在增压压力过高或过低时报警。2/4/202317施雯一、柴油机电控燃油喷射系统概述5.柴油机电控燃油喷射系统的类型第一代：采用“位置控制”或“时间控制”方式，供(喷)油压力与传统柴油机相同，又称常规压力控制系统。主要包括直列柱塞泵电控系统和分配泵电控系统。第二代：采用“时间-压力控制”或“压力控制”方式，喷油压力高，又称高夺喷射系统。主要包括泵喷嘴电控系统和共轨系统。2/4/202318施雯二、直列柱塞泵电控燃油喷射系统1.直列柱塞泵燃油供给系统的组成燃油箱输油泵燃油滤清器喷油泵喷油器功用：储存、滤清柴油，提高油压，高压喷油、雾化。燃油箱输油泵滤清器喷油泵喷油器2/4/202319施雯功用：储存、滤清柴油，提高油压，高压喷油、雾化。要求：按需供油；定时喷油；良好的喷油质量；供油规律及供油持续时间合理、适当；防“高速飞车，低速熄火”。2/4/202320施雯高压油路：喷油泵出口→喷油器油压：10MPa以上，喷油泵建立低压油路：油箱→喷油泵入口油压：0.15～0.3Mpa，输油泵建立回油2/4/202321施雯车用多缸柴油机对喷油泵的要求：各缸供油顺序与发动机工作顺序相同；各缸供油量均匀，不均匀度在标定工况下不大于3%~4%；各缸供油时刻一致，相差不大于0.5º曲轴转角；供油迅速，停喷干脆；2/4/202322施雯组成柱塞分泵油量调节机构驱动机构泵体二、直列柱塞泵电控燃油喷射系统2.直列柱塞泵结构原理2/4/202323施雯2/4/202324施雯2/4/202325施雯组成：柱塞及柱塞套柱塞和柱塞套是一对精密偶件，经配对研磨后不能互换，要求有高的精度和光洁度和好的耐磨性，其配合间隙为0.002～0.003mm。柱塞头部圆柱面上切有斜槽，并通过径向孔、轴向孔与顶部相通，其目的是改变循环供油量；柱塞套上制有进、回油孔，均与泵体上低压油腔相通，柱塞套装入泵体后，应用定位螺钉定位。柱塞头部斜槽的位置不同，供油量也不同。柱塞柱塞套2.直列柱塞泵结构原理2/4/202326施雯分以下三个阶段进油过程：柱塞下行，当柱塞把柱塞套上的进油孔打开后，柴油经油孔进入泵油室。供油过程：柱塞上行关闭进油孔后，泵油室内的油压迅速升高，推开出油阀，高压柴油经出油阀进入高压油管。

回油过程：柱塞继续上行，当柱塞上的斜槽与回油孔相通时，高压油经回油孔流回低压油腔，出油阀关闭，供油结束。喷油泵的泵油过程2/4/202327施雯柱塞上行时的行程预备行程：柱塞从下止点开始上行至其上端面将进油孔关闭所移动的距离。增压行程：从预备行程开始到出油阀开启柱塞所移动的距离。有效行程：从出油阀开启到柱塞打开回油孔时柱塞移动的距离。喷油泵每次泵出的油量取决于有效行程的长短。供油提前角：出油阀开启时对应的曲拐位置至上止点间的曲轴转角。剩余行程：从有效行程结束到到达上止点为止柱塞移动的距离。2/4/202328施雯出油阀偶件的结构组成：出油阀及座、出油阀弹簧、减压环带等。出油阀和出油阀座也是一对精密偶件，配对研磨后不能互换，其配合间隙为0.01。出油阀是一个单向阀，在弹簧压力作用下，阀上部圆锥面与阀座严密配合。出油阀下部呈十字断面，既能导向，又能通过柴油。出油阀的锥面下有一个小的圆柱面，称为减压环带。出油阀出油阀及座减压环带2/4/202329施雯出油阀工作原理喷油泵停止供油，泵腔油压小于出油阀弹簧力与高压油管残余油压之和时，出油阀被紧压在阀座上，防止柴油回流。并保持高压油管一定的残余油压。柱塞上行压油时，泵腔油压大于出油阀弹簧力与高压油管残余油压之和后，阀密封锥面先离座，随后减压环带离开座孔，打开高压油路，这样，供油通路一开启，油压和喷射即可达理想值。柱塞开始回油，泵腔油压迅速下降，出油阀下行落座，减压环带先进入座孔，隔断高压油路，随后阀密封锥面落座，这样，阀让开的容积，使高压油管油压迅速降低，喷油器立即停止喷油。减压环带作用：使喷油器喷油迅速，停油干脆，防止喷油器喷前喷后滴漏。2/4/202330施雯油量调节机构作用：根据柴油机的转速和负荷变化，相应地转动柱塞改变供油有效行程，并保证各缸供油量均匀一致。分类：拨叉式、齿条齿圈式供油拉杆拔叉调节臂柱塞拔叉式组成及力传递：拉杆移动—拨叉移动—调节臂转动—柱塞转动。各缸供油量调整：改变拨叉在供油拉杆上的位置。拔叉式油量调节机构2/4/202331施雯齿条齿圈式油量调节机构组成及力传递：齿条移动—齿圈转动—传动套筒转动—柱塞转动。各缸供油量的调整：松开齿圈的紧固螺钉，转动传动套筒，带动柱塞相对齿圈转动一个角度，再将齿圈固定。齿条齿圈式油量调节机构齿条齿圈2/4/202332施雯驱动机构作用：驱动柱塞运动，并保证供油准时。组成：滚轮式挺杆和喷油泵内凸轮轴。类型：调整垫片式、调整螺钉式、不可调整式。分泵供油提前角和供油间隔角的调整：改变滚轮体的工作高度，即改变柱塞封闭柱塞套上进油孔的时刻，改变喷油泵供油时刻。2/4/202333施雯泵体功用：是喷油泵的基体。类型：分体式和整体式两种。润滑方式：独立润滑和压力润滑两种。泵体上制有孔穴，以安装分泵；泵体上有纵向油道，即柱塞套外低压油腔；油道一端装限压阀；泵体上有放气螺钉。泵体下端的凸轮室装有传动机构的润滑油。2/4/202334施雯3、喷油器的结构原理作用：雾化柴油、合理分布油雾。要求：喷油质量好，供停迅速不滴漏，喷油规律好。分类：开式、闭式开式：高压油腔与燃烧室相通。闭式：高压油腔与燃烧室隔断。闭式又分为孔式与轴针式。孔式轴针式2/4/202335施雯孔式喷油器适用：直接喷射燃烧室，孔数1~8个，孔径0.2~0.8mm。特点：喷孔的位置和方向与燃烧室形状相适应，以保证油雾直接喷射在球形燃烧室壁上。喷射压力较高。喷油头细长，喷孔小，加工精度高。调压弹簧调压螺钉回油管顶杆喷油器体针阀针阀体进油管接头2/4/202336施雯孔式喷油器构造针阀偶件（针阀及针阀体）：高压油腔、承压锥面、密封锥面、喷孔等。调压装置：调压弹簧、调压螺钉护帽、顶杆等。喷油器体：进油管（带缝隙式滤清器）、回油管接头、定位销等。2/4/202337施雯孔式喷油器工作原理喷油：喷油泵泵油→环形高压油腔进油→（承压锥面承受油压推力）针阀上行→密封锥面离座→喷孔喷油。针阀最大升程：针阀关闭时其凸肩与针阀体下端面的距离，大小决定喷油量多少。一般为0.4~0.5mm。停喷：喷油泵停止泵油→高压油腔油压下降→调压弹簧伸张→挺杆推针阀下行→密封锥面落座→喷孔关闭→不喷油。回油：少量高压油经针阀偶件间间隙挤上，经回油管流回柴油箱或柴油滤清器，润滑、冷却针阀偶件并防“背压”增加。调压：旋动调压螺钉或增减垫片，改变调压弹簧对针阀的压紧力，即可改变喷油压力。2/4/202338施雯轴针式喷油器工作原理与孔式相同。构造：针阀下端的密封锥面以下还向下延伸出一个轴针，其形状有倒锥形和圆柱形，轴针伸出喷孔外，使喷孔成为圆环状的狭缝。一般只有一个喷孔,直径1～3mm，喷油压力较低12～14MPa。轴针针阀针阀体高压油腔进油道2/4/202339施雯轴针式喷油器特点不喷油时针阀关闭喷孔，使高压油腔与燃烧室隔开，燃烧气体不致冲入油腔内引起积炭堵塞。喷孔直径较大，便于加工且不易堵塞。针阀在油压达到一定压力时开启，供油停止时，又在弹簧作用下立即关闭，因此，喷油开始和停止都干脆利落，没有滴油现象。不能满足对喷油质量有特殊要求的燃烧室的需要。2/4/202340施雯3.喷油器的结构原理功用类型结构原理二、直列柱塞泵电控燃油喷射系统

调压弹簧回油道针阀进油道喷油器体针阀体顶杆2/4/202341施雯4.直列柱塞泵电控系统供油量控制系统直列柱塞泵一般采用“位置控制”方式。ECU通过控制电子调速器来实现喷油量控制。常用电子调速器有直流电动机型和螺线管型。二、直列柱塞泵电控燃油喷射系统2/4/202342施雯4.直列柱塞泵电控系统供油量控制系统直流电机型电子调速器1-滑套2-杠杆3-拉杆位置传感器4-线束连接器5-油量调节拉杆6-杠杆轴7-上壳8-铁心9-可移动线圈10-永久磁铁线圈通电时产生的磁场与永久磁铁磁场相互作用，使线圈和滑套向上或向下移动；滑套则通过杠杆机构驱动直列柱塞泵油量调节拉杆左右移动。二、直列柱塞泵电控燃油喷射系统2/4/202343施雯4.直列柱塞泵电控系统供油量控制系统螺线管型电子调速器1-回位弹簧2-螺线管3-转速传感器电流通过螺线管时，产生一个与通电占空比成正比的电磁力，该电磁力使电枢和油量调节拉杆或齿条移动。电磁力与油量调节拉杆（或齿条）回位弹簧力平衡。改变螺线管的通电占空比即可调节油量调节拉杆（或齿条）的位置。二、直列柱塞泵电控燃油喷射系统2/4/202344施雯4.直列柱塞泵电控系统供油正时控制系统组成：正时控制器、电磁阀、柴油机转速传感器、正时传感器和ECU等。3-供油齿条位置传感器4-柴油机5-喷油泵6-正时传感器7-正时控制器8-转速传感器1-转速表2-故障指示灯9-电磁阀二、直列柱塞泵电控燃油喷射系统2/4/202345施雯4.直列柱塞泵电控系统供油正时控制系统ECU主要根据柴油机转速和负荷信号确定基本供油提前角，再根据其它信号进行修正。ECU根据正时传感器信号判断实际的供油正时，并对供油正时进行闭环控制。正时控制器为电控液压式，可改变泵驱动轴与凸轮轴的相对位置。控制正时控制器的液压油路的电控元件：电磁阀型、步进电机型。二、直列柱塞泵电控燃油喷射系统2/4/202346施雯4.直列柱塞泵电控系统供油正时控制系统电磁阀控制型正时控制器1-凸轮轴2-液压腔3-液压活塞4-大偏心轮5-小偏心轮6-驱动轴；7-驱动盘8-滑块销9-滑块10-电磁阀驱动轴通过驱动盘、滑块、滑块销、大小偏心轮驱动凸轮轴转动正时推迟：进油通道关、回油通道开，液压腔内油压下降，回位弹簧使活塞右移，滑块和滑块销内移，安装在滑块销上的大小偏心轮转动，使凸轮轴相对驱动盘沿转动相反的方向转过一定角度。二、直列柱塞泵电控燃油喷射系统2/4/202347施雯4.直列柱塞泵电控系统供油正时控制系统步进电机型正时控制器a)供油推迟；b)供油提前；c)控制框图1-分泵驱动凸轮；2-弹簧；3-滑套；4-滚轮体；5-机油腔二、直列柱塞泵电控燃油喷射系统2/4/202348施雯1.分配泵燃油供给系统的组成三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统1-高压油管

2-VE型转子泵

3-膜片式输油泵

4、10、13-低压油管

5-双级柴油滤清器

6-积水传感器7-油箱

8、11-回油管

12-三通接头

2/4/202349施雯12.轴向压缩式分配泵工作原理主要由叶片式输油泵、分配泵驱动机构、分配泵、供油提前角自动调节器、调速器等组成。2/4/202350施雯燃油箱膜片式输油泵柴油滤清器叶片式输油泵供油提前角自动调节器泵腔分配泵喷油器三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统2.轴向压缩式分配泵工作原理主要由叶片式输油泵、分配泵驱动机构、分配泵、供油提前角自动调节器、调速器等组成。2/4/202351施雯2．轴向压缩式分配泵工作原理（1）叶片式输油泵叶片式输油泵组成叶片式输油泵工作原理1－喷油泵轴2－弹性连接块3－调速器驱动齿轮4－垫片5－端盖6－转子7－偏心环三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统2/4/202352施雯2．轴向压缩式分配泵工作原理（2）分配泵驱动机构三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统1-喷油泵轴；2-滚轮架；3－联轴器；4-端面凸轮；5-分配泵柱塞；使柱塞转动的同时产生轴向移动！2/4/202353施雯2．轴向压缩式分配泵工作原理（3）分配泵结构：柱塞上设有4个（四缸机）均布的进油轴向槽12、1个分配孔7、1个中心油道3和1个泄油孔5。柱塞套上均布4个与出油道8对应的出油孔。三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统1-进油道；2-油量控制杠杆；3-柱塞中心油道；4-柱塞；5-泄油孔；6-油量控制滑套；7-分配孔；8-出油道；9-出油阀；10-喷油器；11-泵腔；12-轴向进油槽；13-断油阀体；14-断油电磁阀2/4/202354施雯2．轴向压缩式分配泵工作原理（3）分配泵原理：吸油、泵油、回油三过程。三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统吸油过程：泄油孔5、分配孔7关闭；柱塞4在回位弹簧作用下左移；柴油经进油道1、轴向进油槽进入泵腔。1-进油道；2-油量控制杠杆；3-柱塞中心油道；4-柱塞；5-泄油孔；6-油量控制滑套；7-分配孔；8-出油道；9-出油阀；10-喷油器；11-泵腔；12-轴向进油槽；13-断油阀体；14-断油电磁阀2/4/202355施雯2．轴向压缩式分配泵工作原理（3）分配泵原理：吸油、泵油、回油三过程。三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统泵油过程：泄油孔5、进油孔关闭；柱塞4在端面凸轮作用下右移；泵腔内高压柴油经分配孔7供往喷油器。油压平衡槽15的功用：在柱塞旋转过程中分别与各出油道接通，以平衡各出油道内的压力，保证各缸分油均匀。

1-进油道；2-油量控制杠杆；3-柱塞中心油道；4-柱塞；5-泄油孔；6-油量控制滑套；7-分配孔；8-出油道；9-出油阀；10-喷油器；11-泵腔；12-轴向进油槽；13-断油阀体；14-断油电磁阀；15-压力平衡槽2/4/202356施雯2．轴向压缩式分配泵工作原理（3）分配泵原理：吸油、泵油、回油三过程。三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统回油过程：进油孔关闭；柱塞4在端面凸轮作用下右移；泵腔内高压柴油经泄孔5流回低压腔；滑套6的位置决定供油量。2/4/202357施雯2．轴向压缩式分配泵工作原理（3）分配泵原理：吸油、泵油、回油三过程。三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统熄火断油：断油电磁阀关闭进油道。2/4/202358施雯压力平衡过程：分配柱塞上设有压力平衡槽（在柱塞上燃油分配孔180度角对面），在分配柱塞旋转和移动过程中，压力平衡槽始终与喷油泵体内腔相通。在某一汽缸停止供油后，压力平衡槽正好转至与该汽缸对应的分配油道相通，于是两处油压相同，这样就保证了各分配油道供油结束时的残余油压相等，从而保证了各缸供油的均匀性。(d)2/4/202359施雯2．轴向压缩式分配泵工作原理（4）供油提前角自动调节器正时活塞左侧承受弹簧力和来自滤清器的油压，膜片式输油泵的油压基本不变。正时活塞右侧承受叶片式输油泵输出的油压，随转速而变化。随转速变化，正时活塞移动，并通过连接销和传动销拨动滚轮架，改变供油提前角。（5）调速器传统燃油供给系统中，利用机械调速器根据转速变化自动调节供油量，以稳定和限制柴油机转速。

三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统1－滚轮2－弹簧3－传动销4－连接销5－正时活塞6－滚轮轴7－滚轮架2/4/202360施雯3．轴向压缩式分配泵位置控制系统三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统1-蓄电池；2-车辆开关；3-车速传感器；4-加速踏板位置传感器；5-泵角传感器；6-电子调速器；7-滑套位置传感器；8-燃油温度传感器；9-正时控制电磁阀；10-正时活塞位置传感器2/4/202361施雯3．轴向压缩式分配泵位置控制系统供油量控制利用电子调速器调节油量控制滑套位置。电子调速器有转子螺线管型和螺线管型两种。三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统转子螺线管型电子调速器a)结构图；b)原理图1-滑套位置传感器；2-定子；3-转子轴；4-偏心钢球；5-滑套；6-线圈；7-回位弹簧2/4/202362施雯3．轴向压缩式分配泵位置控制系统供油量控制利用电子调速器调节油量控制滑套位置。电子调速器有转子螺线管型和螺线管型两种。三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统1-螺线管2-回位弹簧3-电枢4-滑套位置传感器5-控制臂6-滑套螺线管型电子调速器2/4/202363施雯3．轴向压缩式分配泵位置控制系统供油正时控制利用电磁阀控制正时活塞两侧油压。利用正时活塞位置传感器实现闭环控制。三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统1-ECU2-滚轮3-滚轮架4-电磁阀5-正时活塞6-正时活塞位置传感器正时控制系统2/4/202364施雯4．轴向压缩式分配泵时间控制系统控制器：ECU与分配泵之间的信息中转。驱动器：对控制器输出的控制信号进行放大。高速电磁阀：控制分配泵供油开始与结束。类型：进油控制方式、回油控制方式。三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统1-控制器2-驱动器3-泵角传感器4-燃油温度传感器5-高速电磁阀6-电磁阀关闭时间传感器7-喷油始点传感器2/4/202365施雯4．轴向压缩式分配泵时间控制系统回油控制方式进、回油通道相互独立，用电磁阀取代传统滑套控制回油过程，以实现供油量的时间控制。分配泵柱塞仍保留进油槽。三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统1-高速电磁阀2–回油口3-进油口4-泵角传感器5-正时控制电磁阀6-至喷油器2/4/202366施雯4．轴向压缩式分配泵时间控制系统进油控制方式进、回油通道合二为一，用电磁阀控制进、回油过程，以实现供油量的时间控制。分配泵柱塞取消了进油槽。三、轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统1-分配泵柱塞2-进回油口3-高速电磁阀4-喷油器2/4/202367施雯供油正时控制早期：与采用“位置控制”方式的分配泵相同，保留了电控液压供油提前角自动调节器。共同点：供油的开始时刻取决于分配泵驱动装置中滚轮架与端面凸轮的相对位置。不同点：供油结束时刻的控制方式不同。位置控制：供油结束时刻取决于供油量控制滑套的位置。时间控制：供油结束时刻取决于高速电磁阀的开启时刻。后期：“时间控制”方式的分配泵中，取消了电控液压供油提起角自动调节器，完全用高速电磁阀的关闭和开启时刻来控制供油的开始和结束时刻，真正实现了供油正时的“时间控制”。ECU输出的驱动脉冲与喷油器实际的喷油正时之间存在一定程度的时间延迟——解决方式：根据柴油机工况信息的各种传感器控制信号控制喷油正时；采取两种控制措施：一：采用电磁阀关闭时间传感器二：采用各种形式的喷油始点传感器2/4/202368施雯分配式喷油泵与柱塞式喷油泵相比，有如下特点：1）分配泵结构紧凑，零件数目少，体积小，重量轻，调速器与供油提前角自动提前器均装在泵体内；2）分配泵凸轮升程小，有利于适应高速柴油机的要求；3）仅需一副柱塞偶件，因此容易保证各缸供油均匀性、供油定时一致性的要求；4）分配泵的运动件靠泵体内的柴油润滑和冷却，因此，对柴油的清洁度要求很高，发动机长时间大负荷工作时柴油温度很高，柱塞容易咬死；5）对多缸机而言，油泵凸轮轴旋转一周，柱塞往复运动几次，线速度很高，柱塞容易咬死。总之，分配式喷油泵对柴油的品质要求很高，不允许有水分。2/4/202369施雯1．径向分配泵结构原理四、径向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统1-联轴器；2-调速器飞块；3-内凸轮；4-滚柱；5-滚柱座；6-泵油柱塞；7-供油提前角自动调节器；8-分配转子；9-分配套筒；10-叶片式输油泵；11-喷油器；12-调压阀；13-油量控制阀组成：叶片式输油泵、驱动机构、分配泵、正时调节器。分配泵的供油量通过油量控制阀13控制进油量来实现。2/4/202370施雯四、径向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统径向泵驱动机构a)结构图；b)原理图1-泵油柱塞；2-分配转子；3-滚柱座；4-滚柱；5-内凸轮a－基圆段b－压油段c－缷压段d－吸油段1．径向分配泵结构原理径向分配泵的泵油原理2/4/202371施雯1．径向分配泵结构原理径向分配泵的泵油原理四、径向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统径向分配泵工作原理a）压油过程；b）吸油过程1-内凸轮；2-进油口；3-径向油道；4-中心油道；5-分配口；6-出油道2/4/202372施雯径向泵驱动机构a)结构图；b)原理图1-泵油柱塞；2-分配转子；3-滚柱座；4-滚柱；5-内凸轮2/4/202373施雯四、径向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统1．径向分配泵结构原理最大供油量调节2/4/202374施雯滚柱座的两个凸耳嵌装在前、后支架的偏心圆弧槽内，前支架上有两个弧形螺栓孔并通过螺栓与分配转子连接。松开前支架与分配转子的连接螺栓，转动前控制板，即可改变滚柱座在前、后支架偏心圆弧槽内的位置，使滚柱与泵油柱塞一起径向移动。随泵油柱塞径向移动，其泵油最大行程改变。四、径向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统最大供油量调节机构1-滚柱；2-滚柱座；3-滚柱座凸耳；4-压油柱塞；5-前支架；6-弧形螺栓孔；7-后支架；8-螺栓偏心圆弧槽偏心圆弧槽凸耳1．径向分配泵结构原理最大供油量调节2/4/202375施雯转动阀体，改变控制阀直槽与分配泵壳体油道的相对位置，即可调节进油量（供油量）。柴油机小负荷时，经三角形缺口进油，缺口可在一定范围内保证进油流通截面不发生急剧变化，有利于柴油机小负荷时的运转稳定。

四、径向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统油量控制阀1-阀体；2-拉杆销；3-连接臂；4-分配泵壳体油道；5-阀体直槽1．径向分配泵结构原理供油量控制2/4/202376施雯1．径向分配泵结构原理供油提前角控制四、径向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统供油提前角自动调节机构1-内凸轮；2-传动销；3-调节器壳体调节器的结构原理与轴向压缩式分配泵基本相同。调节器内的正时活塞在液压作用下移动时，通过传动销使内凸轮相对泵油柱塞转过一定角度。正时活塞来自叶片泵传动销2/4/202377施雯为实现供油量位置控制，装有泵油柱塞座架。座架弯臂与柱塞斜面有相同配合角度。柱塞与座架相对运动时，柱塞沿其轴向移动，改变其泵油行程。利用电控液压装置控制座架或柱塞（装在分配转子内）的位置，即可实现供油量位置控制。四、径向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统泵油柱塞座架1-泵油柱塞；2-柱塞斜面；3-座架弯臂槽；4-座架2．径向分配泵位置控制系统2/4/202378施雯座架轴向位置控制端面凸轮2与导向管10以曲面配合。端面凸轮2与导向管10相对转动时，使端面凸轮轴向移动。端面凸轮可通过推力圈3、十字轴9、推杆8推动座架向右移动。座架弹簧7则可使座架向左移动。端面凸轮2与导向管10相对位置由电控液压系统控制。四、径向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统座架轴向位置控制机构1-驱动轴；2-端面凸轮；3-推力圈；4-驱动轴；5-泵油柱塞；6-座架；7-座架弹簧；8-推杆；9-十字轴；10-导向管2．径向分配泵位置控制系统2/4/202379施雯座架轴向位置控制步进电机6通过伺服阀5控制液压油缸的油路。液压油使活塞3上、下移动。液压活塞驱动齿杆和端面凸轮外齿圈使端面凸轮转动。

四、径向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统端面凸轮转动位置控制机构1-端面凸轮位置传感器；2-端面凸轮；3-液压活塞；4-液压油路；5-伺服阀；6-步进电动机

2．径向分配泵位置控制系统2/4/202380施雯分配转子轴向位置控制滚柱座10斜面与驱动轴1爪形槽斜面配合，使二者轴向相对移动时，滚柱座径向移动。ECU通过回油电磁阀5和进油电磁阀6控制油腔8内油压。油腔8内油压使分配转子左移时，滚柱座向内径向移动，使柱塞最大行程（即泵油量）减小。油腔内泄压时，弹簧2推动分配转子右移，使柱塞泵油行程增大。四、径向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统分配转子轴向位置控制1-驱动轴；2-分配转子回位弹簧；3-驱动轴爪形槽斜面；4-内凸轮；5-回油电磁阀；6-进油电磁阀；7-转子位置传感器；8-油腔；9-分配转子；10-滚柱座2．径向分配泵位置控制系统2/4/202381施雯供油正时位置控制电磁阀或步进电动机控制供油提前角自动调节器的油道。通过控制正时活塞的位置来控制供油提前角。四、径向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统径向泵供油正时位置控制1-步进电动机；2-伺服活塞；3-液压油路；4-弹簧；5-传动销；6-正时活塞；7-分配泵内凸轮2．径向分配泵位置控制系统2/4/202382施雯四、径向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统3．径向分配泵时间控制系统1-燃油箱；2-输油泵；3-电控径向泵；4-分配泵控制器；5-喷油器；6-柴油滤清器奥迪A6轿车2.5LTDI柴油机电控燃油喷射系统

分配泵控制器功用：ECU与分配泵信息中转。2/4/202383施雯四、径向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统3．径向分配泵时间控制系统1-驱动轴；2-内凸轮；3-供油提前角调节器；4-正时控制电磁阀；5-供油量控制电磁阀；6-分配泵控制器；7-分配套筒；8-分配转子；9-泵角传感器；10-叶片式输油泵奥迪A6轿车柴油机电控径向柱塞式分配泵与轴向压缩式分配泵“进油控制”方式类似！2/4/202384施雯1、直列柱塞泵与轴向柱塞式分配泵的区别？2、径向柱塞式分配泵与轴向柱塞式分配泵的主要区别？3、直列柱塞泵“位置控制系统”的供油量和供油正时控制是如何实现的？4、轴向柱塞式分配泵“位置控制系统”和“时间控制系统”的供油量和供油正时控制是如何实现的，与传统的供油量控制有何区别？5、位置控制系统和时间控制系统的区别？6、径向柱塞式分配泵“位置控制系统”中的供油量控制是如何实现的？结合所学知识思考下列问题？2/4/202385施雯五、泵喷嘴电控燃油喷射系统1．P－T燃油系统主要特点：是利用燃油泵的供油压力“P”和喷油器的计量时间“T”相互配合，来控制循环供油量。组成：主油箱、柴油滤清器、P-T燃油泵、P-T喷油器、进油管、回油管等组成。1-油箱；2-柴油滤清器；3-P-T燃油泵；4-P-T喷油器；5-进油管；6-回油管2/4/202386施雯五、泵喷嘴电控燃油喷射系统2．P-T喷油器P-T喷油器及其驱动机构1-进油口；2-进油量孔；3-喷油器体；4-柱塞；5-O形密封圈；6-调整垫片；7-喷油器锥体；8-计量量孔；9-回油量孔；10-回油道；11-柱塞回位弹簧；12-柱塞杆头；13-调整螺钉；14-摇臂；15-推杆；16-挺杆调整垫片；17-滚轮；18-驱动凸轮2/4/202387施雯

五、泵喷嘴电控燃油喷射系统2．P-T喷油器1-上进油道；2-柱塞环槽；3-下进油道；4-环形油腔；5-计量量孔；6-回油量孔；7-回油道a)驱动凸轮b)柴油进入环形油腔c)柴油进入计量室d)喷油e)喷油结束2/4/202388施雯

五、泵喷嘴电控燃油喷射系统3．泵喷嘴电控系统电控泵喷嘴基本工作原理a）进油过程；b）压油过程；C）喷油过程；ｄ）停油过程1-压油柱塞；2-高速电磁阀；3-喷油嘴2/4/202389施雯

五、泵喷嘴电控燃油喷射系统3．泵喷嘴电控系统泵喷嘴组成：驱动部分压力产生部分控制部分喷嘴2/4/202390施雯

五、泵喷嘴电控燃油喷射系统3．泵喷嘴电控系统泵喷嘴进油过程◆泵油柱塞在弹簧作用下上移，高压腔容积增大。◆高速电磁阀处于初始开启状态。◆柴油进人高压腔。2/4/202391施雯

五、泵喷嘴电控燃油喷射系统3．泵喷嘴电控系统泵喷嘴喷油过程：利用收缩活塞将喷射过程分为预喷射和主喷射两个阶段。利用缓冲活塞控制针阀上升时的升程变化。实现“先缓后急”的理想喷油规律。喷油规律对柴油机性能的影响：◆喷油速率：指喷油器在单位曲轴转角（或时间）内的平均喷油量。◆喷油规律：指喷油器的喷油速率随曲轴转角（或时间）的变化规律。◆开始喷油速率大，易工作粗暴，噪声大。◆后期喷油速率小，补燃增加，经济性差。◆平均喷油速率小（喷油时间长），燃烧速度慢，动力性和经济性差。◆理想喷油规律：先缓后急，并尽量缩短喷油时间。2/4/202392施雯

五、泵喷嘴电控燃油喷射系统3．泵喷嘴电控系统泵喷嘴预喷射过程预喷射开始：◆喷射凸轮驱动泵油柱塞下移。◆初期电磁阀仍未关闭，高压腔内的部分柴油被压回到进油管。◆ECU控制电磁阀通电、关闭高压腔到进油管的通道时；高压腔内开始产生压力，当压力达到18MPa时，针阀承压锥面上承受的上升力高于喷嘴弹簧力，针阀上升开启喷油孔，预喷射开始。2/4/202393施雯

五、泵喷嘴电控燃油喷射系统3．泵喷嘴电控系统泵喷嘴预喷射过程◆在预喷射过程中，缓冲活塞起到限制针阀上升速度的功用，借以实现理想喷油规律的“先缓”。◆针阀上升、针阀室内的柴油被压回弹簧室过程中，缓冲活塞使泄油间隙逐渐减小，节流增大，针阀上升速度变缓。缓冲活塞作用原理a）针阀上升初期；b）针阀上升后期2/4/202394施雯

五、泵喷嘴电控燃油喷射系统3．泵喷嘴电控系统泵喷嘴预喷射过程◆收缩活塞的功用：将喷射过程分成预喷射和主喷射两阶段。◆预喷射开始后，高压腔油压随着柱塞压油继续提高，达到一定压力时，收缩活塞瞬间下移，使高压腔油压瞬间下降，针阀关闭喷油孔，预喷射结束。◆预喷射后，由于收缩活塞的下移增加了喷嘴弹簧的预紧力，使主喷射阶段时，针阀开启所需的油压比预喷射过程高。收缩活塞作用原理a）预喷射开始；b）预喷射结束2/4/202395施雯

五、泵喷嘴电控燃油喷射系统3．泵喷嘴电控系统泵喷嘴主喷射过程◆预喷射结束后，电磁阀仍然关闭，随着泵油柱塞继续压油，高压腔内油压立即重新上升，当油压上升到约30MPa时，针阀再次上升开启喷油孔，主喷射阶段开始。◆在主喷射阶段中，最高喷油压力可达205MPa。◆ECU控制电磁阀开启时，高压腔柴油回流到进油管，压力迅速下降，喷嘴弹簧迅速使针阀关闭喷油孔，同时收缩活塞和缓冲活塞也回到初始位置，主喷射阶段结束。主喷射阶段2/4/202396施雯

五、泵喷嘴电控燃油喷射系统3．泵喷嘴电控系统泵喷嘴预回油过程◆进油阶段高压腔充满油后，或高速电磁阀关闭进油通道后，来自进油管的柴油全部经回油管流回燃油箱。◆除使多余的柴油经回油管流回燃油箱外，还可以冷却泵喷嘴、排除泵油柱塞处泄出的柴油、通过回油管节流孔分离来自进油管内的气泡。回油线路供油管回油管泵活塞节流孔泄油2/4/202397施雯六、单体泵电控燃油喷射系统1．单体泵电控系统的优势单体泵电控系统是在泵喷嘴的基础上衍生出来，除了压力较泵喷嘴稍低一点外，其它功能基本和泵喷嘴相近，在货车、客车等大功率的中、低速柴油机上应用较普遍。与泵喷嘴电控系统和共轨系统相比，单体泵电控系统具有成本低、性能可靠、寿命长、故障率低、维修方便等优点。2/4/202398施雯六、单体泵电控燃油喷射系统2．单体泵电控系统每个缸均配装一个电控单体泵。经过一个低压输油泵将柴油加压，再经过单体泵加压，最高能够达到200～250MPa的高压。电磁阀控制其回油通道，电磁阀的关闭时刻即为单体泵供油的开始时刻，每次关闭的持续时间决定供油量。1-高速电磁阀；2-柴油机；3-泵油柱塞；4-柱塞弹簧；5-滚轮体；6-滚轮传统电控单体泵2/4/202399施雯六、单体泵电控燃油喷射系统2．单体泵电控系统采用电控变量柱塞单体泵，使供油规律符合工作需要。泵油行程开始阶段，由柱塞压缩较小泵油腔A中的柴油，供油量较少；后期柱塞带动增压套筒压缩较大泵油腔B中的柴油，供油量较多。利用高速电磁阀控制变量柱塞泵的回油通道，以控制其供油的开始与结束时刻。1-高速电磁阀；2-增压套筒；3-泵油柱塞；4-柱塞套筒2/4/2023100施雯1、P-T燃油喷射系统和泵喷嘴电控燃油喷射系统的异同。2、泵喷嘴电控系统与直列柱塞泵电控系统和分配泵电控系统，供油量和供油正时控制的比较。3、单体泵电控系统供油量和供油正时控制。2/4/2023101施雯七、共轨式电控燃油喷射系统1．共轨式电控系统类型高压共轨系统：由高压输油泵（压力在120MPa以上）直接产生高压燃油输送至共轨中，一般采用“时间-压力控制”方式，又称第一代共轨式电控燃油喷射系统。中压共轨系统：由中压输油泵（10～13MPa）将中压燃油输送到共轨中，采用带有增压作用的喷油器使喷油压力达到120-150MPa。一般采用“压力控制”方式，也是第二代共轨式电控燃油喷射系统。压电式共轨系统：上述均属电磁阀式共轨系统，压电式共轨系统利用压电晶体作为执行元件，通过控制喷油器针阀的升程（或喷油开始与结束）来实现燃油喷射控制。压电式共轨系统也被称为第三代共轨式电控燃油喷射系统。2/4/2023102施雯七、共轨式电控燃油喷射系统2．高压共轨系统由油箱、高压输油泵、共轨、喷油器和各种电子元件组成。1-ECU2-三通电磁阀3-油箱4-节流孔5-控制室6-控制活塞7-喷油器针阀偶件；8-喷油器9-共轨10-高压输油泵11-曲轴位置传感器12-凸轮轴位置传感器13-加速踏板位置传感器14-调压阀15-燃油压力传感器2/4/2023103施雯

2．高压共轨系统二位三通电磁阀式高压共轨喷油器a)电磁阀断电不喷油；b)电磁阀通电喷油1-共轨；2-内阀；3-外阀；4-电磁线圈；5-回油管；6-阀体；7-控制室；8-控制活塞；9-针阀；10-量孔二位二通电磁阀式高压共轨喷油器1-控制信号线；2-进油通道；3-控制室；4-针阀；5-控制活塞；6-节流孔；7-回油通道；8-电磁阀七、共轨式电控燃油喷射系统2/4/2023104施雯七、共轨式电控燃油喷射系统3．中压共轨系统低压输油泵油箱燃油滤清器中压输油泵热交换器调压阀公共油轨回油管电磁阀和油压增压器喷油器蓄电池ECU2/4/2023105施雯

3．中压共轨系统1-增压活塞2-增压柱塞3-单向阀4-蓄压室5-针阀密封锥面6-喷油器针阀7-公共油轨8-电磁阀蓄压式电/液控制喷油器工作原理七、共轨式电控燃油喷射系统2/4/2023106施雯七、共轨式电控燃油喷射系统4．压电式共轨系统对现代柴油机电控燃油喷射系统的要求－实现预喷射、后喷射甚至多次喷射功能，关键就是要求电控系统的执行元件必须有很好的灵敏性。预喷射是指主喷射前百万分之一秒内向缸内喷射少量柴油。通过对预喷射量的控制来实现对着火延迟期内混合气形成数量的控制，从而达到防止柴油机工作粗暴、减小噪声的目的。后喷射是指在膨胀过程中进行的喷射。后喷射的柴油燃烧放出的热量，可提高柴油机在缓燃期和补燃期的温度，从而降低HC和CO的排放量。多次喷射是指在柴油机的1个工作循环内进行若干次（一般多于3次）喷射，可以根据柴油机工况对喷油速率和喷油规律进行精确控制。2/4/2023107施雯七、共轨式电控燃油喷射系统4．压电式共轨系统压电共轨系统的特点

压电式共轨系统是指采用了压电技术的共轨系统，主要是控制喷油器的执行元件用压电元件取代了电磁阀，称为压电式喷油器。喷射压力高：20～200MPa弹性调节，最高喷射压力达到180MPa。控制精度高、切换频率高：压电式喷油器每个工作循环喷射次数可达5次（电磁阀式喷油器为3次），最小喷射间隔时间可达0.1ms，最小喷射量可控制在0.5mm3以下。响应速度快：压电元件施加电压以后的0.1ms内就会发生形变。节能、寿命长，可使喷油速率、喷射规律以及精确度达到最优。2/4/2023108施雯

4．压电式共轨系统奥迪V6轿车装用的3.0LTDI柴油机压电式共轨系统

七、共轨式电控燃油喷射系统2/4/2023109施雯

4．压电式共轨系统压电式喷油器（分两类）用压电元件控制油道的喷油器：此类喷油器的结构原理与前述采用电磁阀控制的喷油器基本相同，只是用压电元件取代了电磁阀。用压电元件控制针阀升程的喷油器：喷油器针阀中部无承压锥面和相应的压力室，称之为无压力室喷油器（VCO喷油器）。VCO喷油器无增压功能，只适用高压柴油共轨系统。此类喷油器在直喷式的汽油机和柴油机上均已得到应用。七、共轨式电控燃油喷射系统2/4/2023110施雯

4．压电式共轨系统1-石英测量垫片2-压电执行器3-外壳4-密封垫5-紧固螺套6-针阀体；7-压杆8-压帽9-高压油管10-差动螺纹VCO喷油器利用压电元件直接控制针阀升程来改变喷油孔流通截面，从而实现对喷油量的控制。针阀升程与施加在压电元件两端的反向电压成正比。七、共轨式电控燃油喷射系统2/4/2023111施雯

4．压电式共轨系统VCO喷油器下部结构1-高压油管2-压电元件3-压帽4-碟形弹簧5-膜片6-磁铁；7-针阀位置传感器8-压杆9-针阀10-针阀体11-外壳给压电元件施加正向电压时，压电元件膨胀使针阀关闭；施加反向电压时，压电元件收缩使针阀开启。不喷油时，若依靠给压电元件施加正向电压将导致电能损耗，所以设有差动螺纹来调整压电元件的预压力。石英测量垫片则用来精确测量差动螺纹的调整量。七、共轨式电控燃油喷射系统2/4/2023112施雯5、机械柴油喷射与电控共轨柴油喷射的差异比较

机械柴油喷射与电控共轨柴油喷射的差异主要表现在燃油的供给方式和对喷油时刻的选择上。

传统机械式喷油系统高压油管内的油压是瞬间脉动高压，主要是由柱塞连续供油形成的。这种脉动对于喷油器喷油的稳定性有很大的影响，使得喷油器容易产生喷油波动，在高压油管中使燃油产生压力波，压力波在高压油管中来回振荡，在下一循环中会产生波动的叠加或减弱效应。由此，喷出的油雾颗粒不均匀，易出现二次喷射或多次喷射，从而燃烧不充分，经济性变差，动力性下降，热效率降低，排放物增加。传统机械式喷油系统的喷油量主要是受负荷的影响，负荷调整喷油量即通过提前器和调速器对此油量进行修正，但不能实现精确的控制。2/4/2023113施雯2种系统的系统示意图比较如图4所示，性能对比与分析如表2所示。

2/4/2023114施雯2/4/2023115施雯电控高压共轨燃油喷射系统高压油管内的压力总是保持在比较恒定的范围内，这是因为供油泵产生的脉动油压在共轨管内的容积增加时，产生谐振效应，使压力的波动减小和削弱，当油压变化时，由压力调节器起作用，将喷油器的燃油压力调节到比较恒定。电控高压共轨燃油喷射系统的喷油量是由多因素控制的，控制喷油量的基本因素有负荷（油门开度表示）、转速、水温、进气温度和油温，以及燃油油压「和尾气中含氧量的多少。确定喷油量的同时，由ECU控制电磁阀开启时间的长短，确定每次喷油量大小。电控高压共轨燃油喷射系统的特点是：喷油定时与喷油量的控制相互独立，喷油压力和喷油持续期不受发动机负荷和转速的影响；各缸的喷油压力、喷油量和喷油始点可自由调整，从而实现对喷油正时、喷油量和喷油速率的最优控制；喷射压力很高且喷射可靠，能实现多种喷油规律等。这些特点对实现柴油机高效、清洁、低噪声的燃烧过程起到了显著的作用。2/4/2023116施雯电控高压共轨燃油喷射系统的优点是喷油压力柔性可调，在不同负荷和转速下都可确定所需的最佳喷油压力。同时由于实现了对喷油正时、喷油量和喷油速率的最优控制，因而改善了柴油机的燃烧过程，减少了排气颗粒和NO-X的排放，降低了燃烧噪声。另外它对燃油经济性的改善也是十分明显的。目前电控高压共轨燃油喷射系统的发展趋势是更高的喷射压力（200MPa）、更小的喷孔直41（0.11～0.13mm）、更短的响应时间（0.1ms）、更低的功率消耗（采用压电晶体喷油器）和功能更完善的软件。电控高压共轨燃油喷射系统的不足之处在于系统比较复杂；为了实现精确的控制，对传感器的精度要求较高；随着共轨压力的不断提高，对共轨系统各部件的性能要求也越来越苛刻。另外，来用电控共轨燃油喷射系统后，需对发动机结构进行相应的改进，尤其是对缸盖的设计。以上这些决定了电控共轨燃油喷射系统的应用成本相对较高。2/4/2023117施雯1.加速踏板位置传感器功用：又称负荷传感器，用来检测加速踏板被驾驶员踩下的位置及位置变化。类型：电位计式、差动电感式和霍尔式。电位计式加速踏板位置传感器ａ）传感器外形；ｂ）内部电路八、柴油机电控燃油喷射系统传感器2/4/2023118施雯差动电感式加速踏板位置传感器：推杆与加速踏板联动，衔铁与推杆做成一体。当加速踏板的位置发生变化时，在两个线圈中移动，使两个线圈内的自感电动势发生一增一减的变化，根据输出端线圈的电压信号即可确定加速踏板的位置。差动电感式加速踏板位置传感器a）传感器外形；b）内部结构

1-加速踏板；2-推杆；3-加速踏板位置传感器；4-线束连接器；5-线圈；6-衔铁2/4/2023119施雯霍尔式加速踏板位置传感器：利用霍尔效应原理来检测加速踏板的位置及其位置变化传感器永久磁铁安装在与加速踏板联动的轴上，霍尔元件则是固定的，见图；当加速踏板位置变化时，与加速踏板联动的轴就会带动永久磁铁转动，从而改变永久磁铁与霍尔元件之间的相对位置，使作用在霍尔元件上的磁场强度发生变化，结果导致霍尔元件输出的电压发生变化。霍尔式式加速踏板位置传感器2/4/2023120施雯2.凸轮轴/曲轴位置传感器凸轮轴位置传感器：检测曲轴转角基准（G信号）。曲轴位置传感器：检测曲轴转角（Ne信号）。功用：产生的信号用于供（喷）油正时控制。安装位置：曲轴、凸轮轴或飞轮处；安装在直列柱塞泵中的正时传感器，安装在分配泵内的泵角传感器，均是用来检测泵轴转角及其转角基准位置的传感器，与凸轮轴/曲轴位置传感器结构原理相同。类型：电磁感应式、霍尔式两种。八、柴油机电控燃油喷射系统传感器与汽油机完全相同!2/4/2023121施雯3.供（喷）油量传感器功用：用来检测柴油机的实际供（喷）油量，产生的信号用来实现供（喷）油量的闭环控制。类型：直列柱塞泵供油齿条（或拉杆）位置传感器分配泵油量控制滑套位置传感器无压力室喷油器针阀升程传感器。供油齿条（或拉杆）和滑套位置传感器通常采用差动电感式（分差动自感式和差动变压器式）。针阀升程传感器通常采用霍尔式。八、柴油机电控燃油喷射系统传感器2/4/2023122施雯差动自感式位置传感器自感传感器2/4/2023123施雯差动自感式位置传感器差动自感传感器1-线圈；2-铁心；3-衔铁；4-连接杆两个完全相同的线圈反向串接，并与两个标准电阻器接成测量（电桥）电路，随衔铁移动，两个线圈产生的自感电动势一增一减；使测量电路输出的电压也随之变化；此电压信号大小与衔铁位移量成正比。2/4/2023124施雯差动变压器式位置传感器由1个初级线圈和2个次级线圈组成，初级线圈通电时，在2个次级线圈内产生互感电动势，2个次级线圈反向串接，输出的差动电感随衔铁位移量而变化。

差动变压器传感器1、3-次级线圈；2-初级线圈；4-衔铁差动变压器传感器输出特性横坐标：衔铁位移纵坐标：互感电动势2/4/2023125施雯霍尔式针阀升程传感器1-传感器线束2-线束连接器3-弹簧4-霍尔元件5-弹簧座和永久磁铁6-喷嘴霍尔式针阀升程传感器霍尔元件通电后，当与针阀弹簧座制成一体的永久磁铁移动时，使通过霍尔元件的磁场强度发生变化，霍尔元件即输出一个与针阀升程成正比的霍尔电压。ECU根据此霍尔电压即可确定针阀升程，进而确定实际喷油量，以便对喷油量进行闭环控制。2/4/2023126施雯4.供（喷）油正时传感器功用：用来检测柴油机的实际供（喷）油正时，产生的信号用来实现供（喷）油正时的闭环控制。类型：检测供（喷）油正时的方法不同，所采用的传感器也不同。

直列柱塞泵位置控制方式中的正时传感器分配泵位置控制方式中的正时活塞位置传感器分配泵时间控制方式和共轨系统中的：喷油器针阀开启始点传感器高速电磁阀关闭始点传感器燃烧室着火始点传感器

八、柴油机电控燃油喷射系统传感器2/4/2023127施雯4.供（喷）油正时传感器喷油器针阀开启始点传感器1-传感器线束2-线束连接器3-弹簧4-霍尔元件5-弹簧座和永久磁铁6-喷嘴霍尔式针阀升程传感器电磁感应式针阀升程传感器2/4/2023128施雯4.供（喷）油正时传感器喷油器针阀开启始点传感器触点式针阀升程传感器1-导线2-导电支座3-垫片4-喷油器弹簧5-绝缘套筒6-弹簧座7-限位板8-绝缘镀层9-针阀体10-针阀11-触点12-针阀滑动面13-绝缘环14-接线片15-绝缘套16-喷油器体喷油器针阀经弹簧座、弹簧、垫片、导电支座、接线片与线束连接器上的导线连接，并利用塑料绝缘套、绝缘环、绝缘套筒和针阀滑动面上的绝缘镀层与喷油器壳体和针阀体保持绝缘。喷油器体则直接搭铁。喷油器工作时，针阀落座即触点闭合，电路接通；针阀离座即触点断开，电路切断。2/4/2023129施雯4.供（喷）油正时传感器喷油器针阀开启始点传感器触点式针阀升程传感器的工作原理ａ）喷油器不喷油时；ｂ）喷油器喷油时2/4/2023130施雯4.供（喷）油正时传感器高速电磁阀关闭始点传感器

在利用高速电磁阀关闭回油通道的方法控制分配泵供油始点或喷油器喷油始点时，可通过检测高速电磁阀关闭始点即可确定供（喷）油始点。高速电磁阀关闭始点传感器通常采用触点式，其结构原理与触点式针阀传感器基本相同，它将高速电磁阀的阀门与阀座作为触点开关，阀杆上镀有绝缘层与阀体保持绝缘，阀关闭时，传感器输出信号电压为0；阀开启时，传感器输出信号电压不为0。2/4/2023131施雯高速电磁阀关闭始点传感1-回位弹簧；2-铁心；3-线圈；4-电枢；5-垫片；6-限位块；7-阀杆；8-密封圈2/4/2023132施雯4.供（喷）油正时传感器燃烧室着火始点传感器

光电式着火正时传感器1-壳体；2-石英晶体棒；3-光敏晶体管；4-线束连接器光电式着火正时传感器安装在气缸盖上并伸入燃烧室，用来检测燃烧室内混合气着火的开始时刻。2/4/2023133施雯5.压力传感器柴油机电控系统中的压力传感器包括：进气管绝对压力传感器、增压压力传感器、大气压力传感器、排气压力传感器、压差传感器、燃油压力传感器。常用类型：压敏电阻式、压电式和电容式三种。八、柴油机电控燃油喷射系统传感器2/4/2023134施雯5.压力传感器压电式压力传感器：压电式压力传感器主要由压电元件和电极引线等组成，当压电零件受压变形时，会在压电零件的两端产生电压，此电压与压电元件承受的压力成正比，ECU根据这一电压信号确定被测压力。压电式压力传感器1-压电元件组合；2-单片压电元件；3-接线板；4-电极引线2/4/2023135施雯5.压力传感器压差传感器：压差传感器的结构原理与压力传感器基本相同，只是压差传感器的硅片两侧均为压力气室，一侧为低压气室，另一侧为高压气室。信号用以判断滤清器或过滤器堵塞情况。

压差传感器1-压差传感器；2-线束连接器；3-低压侧接管；4-高压侧接管2/4/2023136施雯6.温度传感器功用:检测进气温度传感器、冷却液温度传感器、燃油温度传感器、排气温度。类型：检测进气温度、冷却液温度、燃油温度通常用热敏电阻式，检测排气温度传感器有热敏电阻式、热电偶式、熔丝式。进气温度传感器安装在进气管中，其功用是检测进气温度。冷却液温度传感器一般安装在气缸体水道上或冷却水出口处，其功用是检测发动机冷却液温度信号。燃油温度传感器通常安装在燃油箱中，其功用是检测燃油温度。排气温度传感器安装在排气管中，其功用是检测排气温度，主要用于排放控制。八、柴油机电控燃油喷射系统传感器2/4/2023137施雯6.温度传感器热电偶式温度传感器是利用热电效应制成的温度传感器；热电偶