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电子控制柴油机共轨喷射系统2007年12月•什么是共轨技术,为什么要采用共轨技术呢?在汽车柴油机中，高速运转使柴油喷射过程的时间只有千分之几秒，实验证明，在喷射过程中高压油管各处的压力是随时间和位置的不同而变化的。由于柴油的可压缩性和高压油管中柴油的压力波动，使实际的喷油状态与喷油泵所规定的柱塞供油规律有较大的差异。油管内的压力波动有时还会在主喷射之后，使高压油管内的压力再次上升，达到令喷油器的针阀开启的压力，将已经关闭的针阀又重新打开产生二次喷油现象，由于二次喷油不可能完全燃烧，于是增加了烟度和碳氢化合物（HC）的排放量，油耗增加。•此外，每次喷射循环后高压油管内的残压都会发生变化，随之引起不稳定的喷射，尤其在低转速区域容易产生上述现象，严重时不仅喷油不均匀，而且会发生间歇性不喷射现象。为了解决柴油机这个燃油压力变化的缺陷，现代柴油机采用了一种称为“共轨”的技术。•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。•为了改善柴油机运转性能和降低燃油消耗率，同时也为了适应严格的柴油机排放标准的需要，从20世纪80年代初期开始，各种电子控制柴油喷射系统(以下简称电控柴油喷射系统)相继问世。与传统的机械控制柴油喷射系统相比，电控柴油喷射系统有下列特点:•（1）喷油正时与燃油计量完全分开，喷油压力和喷油过程由ecu适时控制。•（2）可依据发动机具体情况调整各缸喷油压力、喷油始点、喷油持续时间，以追求喷油的最佳控制点。•（3）能实现很高的喷油压力。并能实现柴油的预喷射。•1.ECD-V1•电控柴油喷射系统的控制部分一般由传感器、电控单元(ECU)和执行器等3部分组成。传感器的功用是实时检测柴油机与汽车的运行状态，以及驾驶员的操作意向和操作量等信息，并将其传输给电控单元。电控单元的核心部分是计算机，它与系统中设置的软件一起负责信息的采集、处理、计算和执行程序，并将运行结果作为控制指令输出给执行器。执行器的功用是按照电控单元的控制指令，调节供油量和供油定时。燃油分配管(共轨)式电控柴油喷射系统•在电控柴油喷射系统中设置燃油分配管始于20世纪90年代中期。在这类系统中，燃油在供油泵内增压后先供入燃油分配管，再由燃油分配管分配到各缸喷油器。喷油器直接由ECU控制其启闭，这与电控汽油喷射系统基本相同，所不同的是，由于柴油机喷油压力较高，因此，燃油分配管需承受较高的燃油压力。控制系统图•喷油器：其功用就是按照电控单元的指令在既定时刻以一定的规律将一定数量的燃油喷入气缸。喷油器品种很多，但其基本原理相同，结构相似。日本电装公司生产的二通阀式喷油器的结构。高压进油口回油口•二通阀由内阀和外阀组成，内阀不动，外阀可动。外阀在ECU未向喷油器通电时被弹簧力和燃油压力压紧在外阀座面上，回油口被封闭。来自燃油分配管的高压燃油从进油口向上经进油量孔进入控制室，向下进入喷油嘴压力室。控制室内的燃油压力经油压活塞作用到喷油嘴的针阀上，这时针阀处于关闭状态。当ECU对喷油器通电时，外阀被电磁力吸引向上提起，回油口被打开。控制室内的高压燃油经回油量孔和回油口流回柴油箱，控制室内的燃油压力下降。这时喷油嘴压力室仍为高压，于是在高压燃油的作用下针阀开启并向气缸内喷油。当ECU对喷油器断电时，电磁力消失，外阀在弹簧力的作用下重新压在外阀座面上，回油口被封闭，控制室内的燃油压力升高，使针•供油泵：在燃油分配管式电控柴油喷射系统中所应用的供油泵多为柱塞式泵，其中包括直列柱塞式和径向柱塞式。一般大型柴油机多采用直列柱塞式供油泵，而中小型柴油机多采用径向柱塞式供油泵。柱塞的数量一般为2～3个，驱动柱塞的凸轮则有单作用式、双作用式、三作用式和四作用式等多种形式。高压油泵•3)燃油分配管:电控柴油喷射系统中的燃油分配管，其工作压力较高，一般为120～140MPa，并在其上安装有燃油压力传感器、流量限制器和限压阀等。•4)燃油压力传感器：其功用是测量燃油分配管中的实时压力，并将测量结果传输ECU作为燃油分配管内油压的反馈控制信号。燃油压力传感器由膜片、求值电路板、电器接头和外壳等构成。燃油分配管内的燃油压力经燃油压力传递孔作用于由半导体压电敏感元件制成的膜片上，膜片因受压而变形，从而使膜片表面涂层的电阻值发生改变，并在电阻电桥中转换为电压信号，此电压信号经求值电路放大后传输给ECU。•5)流量限制器:其功用是防止喷油器可能出现的超常喷油现象。流量限制器一端连接燃油分配管，另一端连接喷油器。在正常流量的情况下，活塞和球阀在燃油压力的推动下向右移动，并停驻在流量限制器内的某一中间位置上。若由于某种原因流量突然加大时，活塞和球阀被燃油推到最右端，球阀压在阀座上，将出油孔封闭，终止向喷油器供油。•6)限压阀:其功用相当于安全阀，用来限制燃油分配管中的油压过高。当燃油分配管中的油压为正常值时，弹簧通过弹簧座将球阀压紧在阀座上。当燃油压力超过正常值时，燃油克服弹簧力将球阀顶开，部分燃油从燃油分配管径球阀、弹簧座的边缘和空心螺栓流回柴油箱，使燃油分配管中的油压下降。当油压恢复正常后，球阀又被弹簧压紧在阀座上，终止回油。•特点:•(1)高压共轨系统的恒高压密封问题。(2)高压共轨系统中共轨压力的微小波动所造成的喷油量不均匀问题。(3)高压共轨系统三维控制数据的优化问题。(4)微结构、高频响电磁开关阀涉及与制造过程中的关键技术问题。共轨式电控燃油喷射技术有助于减少柴油机的尾气排放量，并具有改善噪声、降低燃油耗等方面的综合性能。它在有利于地球环境保护的同时，也必将促进柴油机工业、汽车农业及与之相关工业的向前发展。