很好的柴油机共轨技术资料

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第一代位置控制系统位置控制系统不仅保存了传统的泵－管－嘴系统，还保存了原喷油泵中的齿条、滑套、柱塞上的斜槽等控制油量的机械传动机构，只是对齿条或者滑套的运动位置予以电子控制。

日本Denso公司的ECD－V1，德国Bosch公司的EDC和日本Zexel公司的COVEC等都属于位置控制的电控分配泵系统。日本Zexel公司的COPEC，德国Bosch公司的EDR系统和美国Caterpillar公司的PEEC系统等都属于位置控制的电控直列泵系统。

第二代时间控制系统时间控制系统是用高速强力电磁阀直接控制高压燃油，一般情况下，电磁阀关闭，开始喷油；电磁阀翻开，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。日本Zexel公司的Model-1电控分配泵，美国Detroit公司的DDEC电控泵喷嘴、德国Bosch公司的EUP13电控单体泵都属于时间控制系统。我国专家欧阳明高和丹麦Sorenson研制的“泵－管－阀－嘴〔Pump/Pipe/Valve/Injector－PPVI〕〞电控燃油喷射系统也属于第二代电控喷射系统泵喷嘴〔UIS〕在泵喷嘴系统中喷油泵和喷油嘴组成一个单元。每缸缸盖上都装有这样一个单元，它直接通过摇臂或间接的由发动机凸轮轴通过推杆来驱动

单体泵系统是一种模块式结构的高压喷射系统。与泵喷嘴系统不同，其喷油嘴和油泵用一根较短的喷射油管连接,UP单体泵系统中每个气缸都设置一个PF单柱塞喷油泵，由发动机的凸轮轴驱动单体泵〔UPS〕

第三代压力-时间控制电控燃油喷射系统共轨式燃油喷射系统可以分为高压共轨系统和中压共轨系统，其中中压共轨系统根据其产生共轨压力方式的不同又可以分为共轨蓄压式电控燃油喷射系统和共轨液压式电控燃油喷射系统。中压共轨燃油喷射系统共轨蓄压式电控喷射系统中压共轨燃油喷射系统共轨液压式电控燃油喷射系统高压共轨高压共轨高压共轨系统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，然后再输送给每个喷油器，通过控制喷油器上的电磁阀实现喷射的开始和终止。其主要特点可以概括如下：

共轨腔内的高压直接用于喷射，可以省去喷油器内的增压机构；而且共轨腔内是持续高压，高压油泵所需的驱动力矩比传统油泵小得多。

通过高压油泵上的压力调节电磁阀，可以根据发动机负荷状况以及经济性和排放性的要求对共轨腔内的油压进行灵活调节，尤其优化了发动机的低速性能。

通过喷油器上的电磁阀控制喷射定时，喷射油量以及喷射速率，还可以灵活调节不同工况下预喷射和后喷射的喷射油量以及与主喷射的间隔。高压共轨高压共轨系统对柴油机性能和排放污染物的影响喷油速率增大必然缩短喷油时期，使燃烧加速，使燃烧放热更集中于上止点附近，从而降低了燃油消耗率。高压共轨高压共轨系统对柴油机性能和排放污染物的影响高压共轨系统的组成、结构与工作原理高压共轨电控燃油喷射系统主要由电控单元、高压油泵、共轨管、电控喷油器以及各种传感器等组成。低压燃油泵将燃油输入高压油泵，高压油泵将燃油加压送入高压油轨，高压油轨中的压力由电控单元根据油轨压力传感器测量的油轨压力以及需要进行调节，高压油轨内的燃油经过高压油管，根据机器的运行状态，由电控单元从预设的map图中确定适宜的喷油定时、喷油持续期由电液控制的电子喷油器将燃油喷入气缸。高压共轨系统的组成、结构与工作原理高压油泵的供油量的设计准那么是必须保证在任何情况下的柴油机的喷油量与控制油量之和的需求以及起动和加速时的油量变化的需求。由于共轨系统中喷油压力的产生于燃油喷射过程无关，且喷油正时也不由高压油泵的凸轮来保证，因此高压油泵的压油凸轮可以按照峰值扭矩最低、接触应力最小和最耐磨的设计原那么来设计凸轮。高压共轨系统的组成、结构与工作原理共轨管将供油泵提供的高压燃油分配到各喷油器中，起蓄压器的作用。它的容积应削减高压油泵的供油压力波动和每个喷油器由喷油过程引起的压力震荡，使高压油轨中的压力波动控制在5Mpa之下。但其容积又不能太大，以保证共轨有足够的压力响应速度以快速跟踪柴油机工况的变化。

高压共轨管上还安装了压力传感器、液流缓冲器〔限流器〕和压力限制器。压力传感器向ECU提供高压油轨的压力信号；液流缓冲器〔限流器〕保证在喷油器出现燃油漏泄故障时切断向喷油器的供油，并可减小共轨和高压油管中的压力波动；压力限制器保证高压油轨在出现压力异常时，迅速将高压油轨中的压力进行放泄。高压共轨系统的组成、结构与工作原理电控喷油器是共轨式燃油系统中最关键和最复杂的部件，它的作用根据ECU发出的控制信号，通过控制电磁阀的开启和关闭，将高压油轨中的燃油以最正确的喷油定时、喷油量和喷油率喷入柴油机的燃烧室。高压共轨系统的组成、结构与工作原理高压油管是连接共轨管和电控喷油器的通道，它应有足够的燃油流量减小燃油流动时的压降，并使高压管路系统中的压力波动较小，能承受高压燃油的冲击作用，且起动时共轨中的压力能很快建立。各缸高压油管的长度应尽量相等，使柴油机每一个喷油器有相同的喷油压力，从而减少发动机各缸之间喷油量的偏差。各高压油管应尽可能短，使从共轨到喷油嘴的压力损失最小。高压共轨系统的组成、结构与工作原理喷油器的种类压电式磁电式高压喷油的种类和成效动画演示的共轨动作动画演示的共轨动作动画演示的共轨动作动画演示的共轨动作BOSCH电控高压共轨系统构成BOSCH电控高压共轨结构示意图BOSCH共轨系统工作原理及主要零部件潍柴共轨实物详解潍柴动力BOSCH电控高压共轨系统构成BOSCH电控高压共轨结构示意图BOSCH共轨系统工作原理及主要零部件潍柴共轨实物详解潍柴动力CPN2.2高压油泵，提供1600bar燃油压力

CRIN2第二代喷油器，喷油压力达1600barLWRN2高压共轨管激光焊接、性能稳定EDC7电控单元整车控制中心１、BOSCH电控高压共轨系统构成２、BOSCH电控高压共轨结构示意图BOSCH电控高压共轨系统构成BOSCH电控高压共轨结构示意图BOSCH共轨系统工作原理及主要零部件潍柴共轨实物详解潍柴动力2、BOSCH电控高压共轨系统工作原理工作原理柴油共轨系统的管路布置低压局部燃油滤清器高压局部各类传感器2、BOSCH电控高压共轨系统工作原理2、BOSCH电控高压共轨系统工作原理2、BOSCH电控高压共轨系统工作原理2、BOSCH电控高压共轨系统工作原理2、BOSCH电控高压共轨系统工作原理2、BOSCH电控高压共轨系统工作原理2、BOSCH电控高压共轨系统工作原理2、BOSCH电控高压共轨系统工作原理2、BOSCH电控高压共轨系统工作原理2、BOSCH电控高压共轨系统工作原理2、BOSCH电控高压共轨系统工作原理2、BOSCH电控高压共轨系统工作原理2、BOSCH电控高压共轨系统工作原理2、BOSCH电控高压共轨系统工作原理2、BOSCH电控高压共轨系统工作原理压电式喷油器逆压电效应2〕压电式喷油器2〕压电式喷油器压电执行器及其特点2〕压电式喷油器压电执行器及其特点压电执行器具备以下特点①压电执行器实际上无滞后时间；②开关非常迅速而精确；③可重复性非常好；④无结构设计所造成的诸如间隙之类的误差；⑤在使用寿命期内性能稳定；⑥压电模块可以预生产和预检验的执行器方式供货；其开发的难点是：①不同材料的温度补偿，并集成在一个可预生产的压电执行器模块中；②能量的吸收和反响(回收)要设计的能量消耗最少；③针对压电执行器优化电子控制单元、控制策略和可靠性方案。2、压电式喷油器2〕压电式喷油器压电喷油器的根本工作原理实现压电喷油器功能的主要组件是压电执行器、液压接杆、伺服阀和喷嘴。压电执行器在非工作状态时处于原始位置，伺服阀关闭，高压范围和低压范围相互隔断。此时，液压接杆补偿可能存在(例如由于热膨胀所引起的)间隙，喷嘴借助于紧挨着控制室的共轨压力保持关闭状态。压电执行器起作用时就将伺服阀翻开，从而使控制室中的压力降低，喷嘴开启。假设伺服阀关闭，控制室中的压力随之增大，喷嘴针阀也随之关闭。2〕压电式喷油器根本工作原理这种压电喷油器被设计成没有机械力通过推杆作用在喷嘴针阀上，因此运动质量和摩擦大大降低，并且喷油器的稳定性和喷油误差比通常的电磁阀控制喷油系统明显改善。伺服阀与喷嘴针阀的紧密连接使得针阀对压电执行器的动作能直接作出迅速的反响，控制始点与喷油始点之间的延迟时间总共约150μs，这样就能获得高的针阀速度和重复性较好的最小喷油量。由于压电执行器集成在喷油器体中，因此取消了电磁阀控制喷油器中将喷嘴针阀运动传递到控制室的控制柱塞。与常规的电磁阀控制的喷油器相比，这种压电喷油器的液压传递路线从152mm缩短至42mm，减少了2/3。最大的喷嘴针阀运动速度可达1.3m/s，要比其他所有大量生产的电磁阀式共轨喷油系统约高一倍。2〕压电式喷油器压电喷油器的根本工作原理2、压电式喷油器压电喷油器的根本工作原理此外，从原理上讲，这种压电喷油器没有从高压油路向低压油路泄漏的部位，这样就提高了整个系统的液压效率。同时，这种压电喷油系统还能实现很短的喷射间隔。图10示范性地示出了每循环5次喷射的实例，其喷射次数和时刻能与发动机工况相匹配。由于压电共轨喷油系统工作的压力高达160MPa，因此压电喷油器对零件外表质量和几何精度等方面的机械性能提出了极高的要求。其最小的喷孔直径可到达0.12mm，并有意加工成圆锥形，喷孔内侧进口处还采用液力研磨(液力冲蚀)工艺倒成圆角。所有的喷嘴针阀体孔直径都经气动量仪测量，针阀直径那么按测得的喷嘴针阀体孔直径尺寸进行自动配磨，确保该对精密偶件的配合间隙保持在大约2μm。2〕压电式喷油器压电喷油器的根本工作原理正因为针阀体和针阀偶件必须以如此小的公差来相互配对，因此机械加工的要求十分苛刻，毛坯要在23℃的恒温车间内进行加工，喷嘴针阀体内孔的外表粗糙度要求到达Rz=0.6μm，并采用激光干预仪进行无缺陷检验，确保喷嘴针阀体孔和针阀几何精度的正确性和一致性，从而使针阀在针阀体孔中的自由滑动到达最理想的状态。为了证实加工质量完全一致，另外还要进行喷射油束形状检验来控制最终的实际应用质量。喷油器的最后装配那么要求在净化室内进行，因为公差极其小，并必须确保性能的高可靠性，因此即使50μm大小的微粒就会妨害喷油器的正常功能，尤其是200μm大小以上的微粒决不允许进入喷油器。从功能和可靠性观点出发，压电共轨喷油系统对高压零件的清洁度的要求比通常行程控制的喷油系统更高，因此除了喷油器的装配之外最终检验也要进一步实现自动化，这是确保产品质量一致性的根底。2〕压电式喷油器喷油器可以被拆分为一系列功能部件：孔式喷油嘴，液压伺服系统和电磁阀。燃油来自于高压油路，经通道流向喷油嘴，同时经节流孔流向控制腔，控制腔与燃油回路相连，途径一个受电磁阀控制其开关的泄油孔。泄油孔关闭时，作用于针阀控制活塞的液压力超过了它在喷油嘴针阀承压面的力，结果，针阀被迫进入阀座且将高压通道与燃烧室隔离，密封。当喷油器的电磁阀被触发，泄油孔被翻开，这引起控制腔的压力下降，结果，活塞上的液压力也随之下降，一旦液压力降至低于作用于喷油嘴针阀承压面上的力，针阀被翻开，燃油经喷孔喷入燃烧室。这种对喷油嘴针阀的不直接控制采用了一套液压力放大系统，因为快速翻开针阀所需的力不能直接由电磁阀产生，所谓的翻开针阀所需的控制作用，是通过电磁阀翻开泄油孔使得控制腔压力降低，从而翻开针阀。此外，燃油还在针阀和控制柱塞处产生泄漏，控制和泄漏的燃油，通过回油管，会同高压泵和压力控制阀的回油流回油箱。2、BOSCH电控高压共轨系统工作原理工作原理柴油共轨系统的管路布置低压局部燃油滤清器高压局部各类传感器2、BOSCH电控高压共轨系统工作原理各类传感器2、BOSCH电控高压共轨系统工作原理2、BOSCH电控高压共轨系统工作原理BOSCH电控高压共轨系统构成BOSCH电控高压共轨结构示意图BOSCH共轨系统工作原理及主要零部件潍柴共轨实物详解

BOSCH电控高压共轨安装示意图3、BOSCH电控高压共轨系统工作原理在“共轨〞蓄压器喷射系统中，压力的产生和燃油的喷射是完全脱开的。喷射压力的产生跟发动机转速和喷油量毫不相干。燃油以一定的压力储存在高压蓄压器〔即所谓的“共轨〞〕内，时刻准备着进行喷射。喷油量由驾车人确定，喷射起点、喷射持续时间和喷射压力由ECU〔电子控制单元〕计算出来。然后，ECU触发电磁阀，使每一个气缸的喷油器〔喷油单元〕相应地进行喷射。传感器组成如下：传感器类型传感器磁电式曲轴转速传感器数字量凸轮相位传感器数字量

变阻传感器热敏电阻水温、机油温、燃油温、进气温度等模拟量滑线变阻器加速踏板位置传感器模拟量应变片变阻器轨压传感器、进气压力传感器等模拟量ECU〔电子控制单元〕

电控发动机的控制中心，接收各传感器传送来的发动机运行信息，加以运算处理后向发动机的各执行件发出指令控制其动作

初始机油注油口阀盖凸轮轴相位传感器:DG6齿轮泵

ZP5柴油出口〔到滤器〕柴油进口〔自油箱〕溢流阀润滑油进口〔可选〕M-PROP

燃油计量阀柴油出口〔到油箱〕高压油出口柴油进口〔自滤器〕凸轮轴

CPN2.2(+)高压油泵

CPN2.2(+)高压油泵共轨管

原理：电磁感应功能：1、曲轴〔发动机〕转速2、曲轴上止点位置曲轴转速传感器1、永磁铁2、传感器壳体3、发动机外盖4、软铁芯5、线圈6、传感线圈凸轮轴转速传感器原理：霍尔效应相位确定：凸轮轴上安装着一个用铁磁性材料制成的齿，