河南柴油机重工有限责任公司

河南柴油机重工有限责任公司高压共轨培训教材河柴重工孙延斐创新工作室2022．03目录柴油机高压共轨技术的发展1.1柴油机高压共轨系统与柴油喷射系统的区别1.2柴油机高压共轨技术的发展1.3术语解释第二章柴油机高压共轨技术原理2.1高压共轨电喷柴油机的工作原理2.2高压共轨柴油机的优点及主要特性第三章高压共轨柴油机主要零件3.1高压共轨柴油机主要零件3.2高压共轨柴油机主要传感器第四章高压共轨柴油机控制策略及调试方法4.14.2第五章压共轨柴油机故障判断及排除附录ECU参数对照表航插及线束信号分配第一章 柴油机高压共轨技术的发展随着能源和环境问题的日益突出,实现节能减排具有重要的现实意义。高压共轨喷射系统实现有效改善了柴油机的经济性、动力性和排放性能，使柴油机能够满足现代严格的燃油消耗指标和排放法规，同时提供良好的舒适性和可控制性。共轨式电控喷射技术是柴油机发展的必然趋势。1.1柴油机高压共轨系统与柴油喷射系统的区别共轨系统与之前以凸轮轴驱动的柴油喷射系统不同，共轨式柴油喷射系统将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开。电磁阀控制的喷油器替代了传统的机械式喷油器，燃油轨中的燃油压力由一个径向柱塞式高压泵产生，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。1.2柴油机高压共轨技术的发展柴油机电控燃油喷射技术经历了凸轮压油位置控制、电磁阀时间控制和共轨式压力时间控制三代电控技术发展。柴油机高压共轨系统采用多种燃油喷射控制策略实现了燃油供给、喷油正时、喷射压力及喷油率的全工况高压电控灵活柔性控制。国外在柴油机电控共轨喷射系统方面的研究起步较早，进展也很快，并有多种共轨喷射系统设计并投产，其相关产品和技术已经成熟。主要有德国Bosch（博世）、日本电装和美国德尔福，其中Bosch公司是柴油机燃油喷射技术领域的鼻祖，其开发的电控共轨系统也具有代表性。在国内，虽然我国柴油机电控技术及高压共轨技术的研究起步较晚。有许多企业和科研院校在进行高压共轨项目的研究，主要有中国船舶集团七一一所、无油所（一汽无锡油泵油嘴研究所）、辽宁新风集团、潍柴、大柴、玉柴、北汽、云内动力等。其中中国船舶集团七一一所、无油所已完全掌握了电控高压共轨系统的设计、制造技术，并且拥有全部的知识产权，在技术方面已完全掌握，在产品方面也已经在一些产品得到了应用；辽宁新风集团通过购买国外技术，然后再投入人力、物力、财力进行二次开发，拥有了具有自主知识产权的高压共轨产品，已有产品进入市场；潍柴等一些企业通过与一些国外公司合作，也有产品投入市场。河柴重工采用共轨式压力时间控制三代电控技术，目前已有产品：CHD234V8CR、CHD316CR、CHD620L6CR、CHD620CR、CHD622V16CR、CHD622V20CR，其中CHD620L6CR、CHD620CR已批产，在压裂车、消防船、电源车等合同中得到实机应用。1.3术语解释1.3.1共轨式喷油系统/CR以燃油轨部件表征的高压燃油喷射系统，用以向各个共轨式喷油器提供高压燃油，并可减少高压系统中的压力脉冲。1.3.2共轨控制器/ECU共轨控制器是一种用于安装有共轨系统的发动机的转速、共轨压力控制及调整的电子装置；可以驱动电控喷油器、高压油泵等执行机构；以下简称控制器。1.3.3电控喷油器电控喷油器是一种受控制器控制的喷油器，由内部集成的电磁阀工作时产生的吸引力提升或关闭针阀从而控制喷油量的一种执行机构；以下简称喷油器。1.3.4高压油泵高压油泵是一种为共轨系统提供燃油的的电控执行机构；由自身集成的电磁阀控制吸油阀的开度大小调节油泵的进油量并以此达到控制轨压的目的。1.3.5限流阀限流阀是一种共轨机械安保装置，用于对应发动机气缸喷油量异常增大时自动切断该气缸供油。1.3.6限压阀限压阀是一种共轨机械安保装置，用于共轨压力超过限压阀预设值时能自动开启泄放高压燃油防止共轨系统因超压出线损坏或伤害事故。1.3.7分配块分配块是一种用于连接共轨管、高压油泵之间的多根高压油管连接互通的汇集部件。1.3.8高压油管用于连接两个共轨部件之间的耐压管件。1.3.9进油管接进油管接插入缸头内部，用于连接喷油器与高压油管（共轨管-喷油器段）之间的耐压管件。1.3.10共轨管共轨管用于存储高压油泵输送的高压燃油并供给各喷油器的燃油蓄压管件。1.3.11轨压传感器轨压传感器是一种检测共轨系统压力并输出标准模拟量信号的传感器设备。1.3.12转速传感器转速传感器是一种检测发动机曲轴的测速齿盘并输出脉冲信号的传感器设备。1.3.13相位传感器相位传感器是一种检测发动机凸轮轴的测速齿盘并输出脉冲信号的传感器设备1.3.14转速设定信号转速设定信号是操作人员通过操作特定设备传输至调速控制器的控制信号，用于调整发动机的转速。一般有开关量和模拟量两种类型的转速设定信号。与转速传感器输出的信号共同作用于转速闭环控制。1.3.15喷射正时喷射正时是燃油喷射提前角。1.3.16喷射脉宽喷射脉宽是喷油器电磁阀的通电时长。1.3.17循环供油量循环供油量是指单缸一个发动机循环中喷射的燃油总量。简称油量。本教案用于中国船舶集团有限公司第七一一研究所共轨技术方案第二章柴油机高压共轨技术原理共轨技术是指高压油泵、压力传感器和ECU组成的闭环系统中，将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开的一种供油方式，由高压油泵把高压燃油输送到公共供油管，通过对公共供油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无关，可以大幅度减小柴油机供油压力随发动机转速的变化，因此也就减少了传统柴油机的缺陷。ECU控制喷油器的喷油量，喷油量大小取决于燃油轨（公共供油管）压力和电磁阀开启时间的长短。2.1高压共轨电喷柴油机的工作原理利用较大容积的共轨腔将油泵输出的高压燃油蓄积起来，并消除燃油中的压力波动，然后在输送给每个喷油器，通过控制喷油器上的电磁阀实现喷射的开始和终止。系统具有转速闭环与轨压闭环两大闭环。转速闭环负责发动机转速控制，轨压闭环负责轨压控制。两大闭环控制通过合理的设置使发动机始终始处于良好的运行工况。转速闭环：通过接收转速/相位传感器输出的频率信号实时计算发动机实际计算发动机实际转速并与转速设定信号对应的设定转速进行比较，如果没有差异则维持当前喷油量不变，如果有差异则调整喷油量直至转速差异消除。共轨系统是通过控制器（ECU）调整喷射脉宽以实现油量调节。轨压闭环：通过接受轨压传感器输出的模拟量信号查表得到对应的轨压值，如果没有差异则维持当前高压油泵的供油量，如果有差异则调整高压油泵的供油量直至轨压差异消除。高压油泵供油量通过控制器（ECU）调高压油自带的电磁阀电流大小来实现。2.2高压共轨柴油机的优点及主要特性2.2.1压共轨柴油机的优点燃油压力的建立与柴油机的转速、负荷、喷油器是否喷油都没关系。可实现理想喷油规律，具有良好的喷射特性。这是高压共轨喷油系统区别于此前传统柴