高压共轨燃油喷射系统构造及工作原理
“rthresq”通过精心收集，向本站投稿了9篇高压共轨燃油喷射系统构造及工作原理，以下是小编为大家整理后的高压共轨燃油喷射系统构造及工作原理，希望对您有所帮助。
篇1：高压共轨燃油喷射系统构造及工作原理
柴油机共轨电控柴油喷射系统部件构造 4\
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w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 图中确定合适的喷油定时、喷油持续期由电液控制的电子喷油器将燃油喷入气缸。
3.1.1 高压油泵 @ L*[~
高压油泵的供油量的设计准则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则来设计凸轮。
Bosch 公司采用由柴油机驱动的三缸径向柱塞泵来产生高达 135Mpa 的压力。该高压油泵在每个压油单元中采用了多个压油凸轮，使其峰值扭矩降低为传统高压油泵的1/9 ，负荷也比较均匀，降低了运行噪声。该系统中高压共轨腔中的压力的控制是通过对共轨腔中燃油的放泄来实现的，为了减小功率损耗，在喷油量较小的情况下，将关闭三缸径向柱塞泵中的一个压油单元使供油量减少。
日电装公司采用了一个三作用凸轮的直列泵来产生高压。该高压油泵对油量的控制采用了控制低压燃油有效进油量的方法。
工作过程： _7[)W(g/R&e.H-G u
（1）柱塞下行，控制阀开启，低压燃油经控制阀流入柱塞腔；质量SPC ,six sigma,TS16949,MSA,FMEA6gW D0d|%^w/P(_
六西格玛品质论坛o 9W（2）柱塞上行，但控制阀中尚未通电，处于开启状态，低压燃油经控制阀流回低压腔；
（3）在达到供油量定时时，控制阀通电，使之关闭，回流油路被切断，柱塞腔中的燃油被压缩，燃油经出油阀进入高压油轨。利用控制阀关闭时间的不同，控制进入高压油轨的油量的多少，从而达到控制高压油轨压力的目的；六西格玛品质论坛d7T!Ys&N
（4）凸轮经过最大升程后，柱塞进入下降行程，柱塞腔内的压力降低，出油阀关闭，停止供油，这时控制阀停止供电，处于开启状态，低压燃油进入柱塞腔进入下一个循环。
该方法使高压油泵不产生额外的功率消耗，但需要确定控制脉冲的宽度和控制脉冲与高压油泵凸轮的相位关系，控制系统比较复杂。
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3.1.2 共轨管
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， ECD-U2 系统的供轨管如图2-10所示。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。 ECD-U2 系统的高压泵的最大循环供油量为 600mm3 ，共轨管容积为 94000mm3 。
质量-SPC ,six sigma,TS16949,MSA,FMEA
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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。
从上述分析可见，精确设计高压共轨管的容积和形状适合确定的柴油机是并不容易的。 7D
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六西格玛品质论坛/i8?+?9k3.1.3 电控喷油器
电控喷油器是共轨式燃油系统中最关键和最复杂的部件喷油器根据 ECU 传送的电子控制信号，将共轨内的高压燃油以最佳的喷油定时、喷油量、喷油率和喷雾状态喷入发动机燃烧室中。喷油
器的外观和结构示意如图 2-5 所示，其主要零件是喷油嘴、控制喷油率的量孔、油压活塞和三
通电磁阀。系统的喷油过程控制是通过三通阀 TWV 对喷油器控制腔中油压的控制来实现的。
三通阀结构及工作原理如图 2-6 所示，主要由内阀、外阀和阀体组成。阀的开启和关闭响应很
快（0.4ms 以下）。三个部件相互间配合度很高，同时分别形成座面A、B。外阀为电磁阀，作
垂直运动，随着外阀运动，座面 A、B 交替关闭，三个油孔 1、2、3双双交替接通。喷油定时
由 TWV的通电时刻决定，喷油量由喷油压力和 TWV 的通电持续时间共同确定。当三通阀未通
电时，外阀在弹簧力作用下压向下方，其阀座关闭，切断回油通道；内阀受到共轨压力作用而向
上移动，内阀阀座开启，共轨管内高压油经内阀阀座进入控制腔施加在针阀尾部，关闭喷嘴。当
三通阀通电被激励时，外阀在电磁力作用下克服弹簧力向上运动直到内阀阀座关闭，外阀阀座开
启，控制腔和回油通道接通，控制腔中的高压燃油经单向节流孔缓慢流出，与液压活塞联锁的喷
嘴针阀缓慢抬起，产生喷油率逐步增大的 ? 形喷射。喷嘴针阀达到全升程时喷油率最大。供油
结束时切断三通阀电流，外阀再度下行，关闭回油道；内阀开启，共轨油压迅速加到液压活塞上
方（此时单向节流孔不起阻尼作用），由于液压活塞面积比针阀面积大得多，因此喷油结束时很
大的液压作用会使针阀急速落座，实现喷射过程的快速切断。可见，? 形喷油率是利用设在三通
阀和液压活塞之间的单向节流孔阻尼控制腔中的压力下降过程来实现的。单向节流孔仅在释放控
制腔压力时才具有节流作用，而加压过程不起阻尼作用
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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。 c.P:W;tm
3.1.4 传感器 A.~
在共轨喷射系统中，除了测定发动机实际运行状态的传感器（如空气流量传感器、增压压力传感器、水温传感器、燃油温度传感器、油门开度传感器等）外，还须安装压力传感器来准确测量共轨管内的压力。一般要求共轨压力传感器的测量范围是20-180 MPa,测量精度要求达到士2%-3%，而且还应在各种运行工况下都能有很高的可靠性。
3.1.5 软件和电控回路
软件技术包括软件开发过程，软件开发方法，结构化设计方法等。在软件的开发方面，最初是先检测出发动机的转速和油门开度，然后输入到计算机内，形成所谓的数据MAP，再从数据MAP中计算目标喷油量，向伺服回路发出指令进行控制。
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篇2：高压共轨燃油喷射系统构造及工作原理
柴油机共轨电控柴油喷射系统部件构造
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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 图中确定合适的喷油定时、喷油持续期由电液控制的电子喷油器将燃油喷入气缸。
3.1.1 高压油泵 @ L*[~
高压油泵的供油量的设计准则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则来设计凸轮。
Bosch 公司采用由柴油机驱动的三缸径向柱塞泵来产生高达 135Mpa 的压力。该高压油泵在每个压油单元中采用了多个压油凸轮，使其峰值扭矩降低为传统高压油泵的1/9 ，负荷也比较均匀，降低了运行噪声。该系统中高压共轨腔中的压力的控制是通过对共轨腔中燃油的放泄来实现的，为了减小功率损耗，在喷油量较小的情况下，将关闭三缸径向柱塞泵中的一个压油单元使供油量减少。
日电装公司采用了一个三作用凸轮的直列泵来产生高压。该高压油泵对油量的控制采用了控制低
压燃油有效进油量的方法。
工作过程： _7[)W(g/R&e.H-G u
（1）柱塞下行，控制阀开启，低压燃油经控制阀流入柱塞腔；质量SPC ,six sigma,TS16949,MSA,FMEA6gW D0d|%^w/P(_
六西格玛品质论坛o 9W（2）柱塞上行，但控制阀中尚未通电，处于开启状态，低压燃油经控制阀流回低压腔；
（3）在达到供油量定时时，控制阀通电，使之关闭，回流油路被切断，柱塞腔中的燃油被压缩，燃油经出油阀进入高压油轨。利用控制阀关闭时间的不同，控制进入高压油轨的油量的多少，从而达到控制高压油轨压力的目的；六西格玛品质论坛d7T!Ys&N
（4）凸轮经过最大升程后，柱塞进入下降行程，柱塞腔内的压力降低，出油阀关闭，停止供油，这时控制阀停止供电，处于开启状态，低压燃油进入柱塞腔进入下一个循环。
该方法使高压油泵不产生额外的功率消耗，但需要确定控制脉冲的宽度和控制脉冲与高压油泵凸轮的相位关系，控制系统比较复杂。
N0~H4}:a4\R;E
3.1.2 共轨管
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， ECD-U2 系统的供轨管如图2-10所示。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。 ECD-U2 系统的高压泵的最大循环供油量为 600mm3 ，共轨管容积为 94000mm3 。
质量-SPC ,six sigma,TS16949,MSA,FMEA
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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。
从上述分析可见，精确设计高压共轨管的容积和形状适合确定的柴油机是并不容易的。 7D
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六西格玛品质论坛/i8?+?9k3.1.3 电控喷油器
电控喷油器是共轨式燃油系统中最关键和最复杂的部件喷油器根据 ECU 传送的电子控制信号，将共轨内的高压燃油以最佳的喷油定时、喷油量、喷油率和喷雾状态喷入发动机燃烧室中。喷油
器的外观和结构示意如图 2-5 所示，其主要零件是喷油嘴、控制喷油率的量孔、油压活塞和三
通电磁阀。系统的喷油过程控制是通过三通阀 TWV 对喷油器控制腔中油压的控制来实现的。
三通阀结构及工作原理如图 2-6 所示，主要由内阀、外阀和阀体组成。阀的开启和关闭响应很
快（0.4ms 以下）。三个部件相互间配合度很高，同时分别形成座面A、B。外阀为电磁阀，作
垂直运动，随着外阀运动，座面 A、B 交替关闭，三个油孔 1、2、3双双交替接通。喷油定时
由 TWV的通电时刻决定，喷油量由喷油压力和 TWV 的通电持续时间共同确定。当三通阀未通
电时，外阀在弹簧力作用下压向下方，其阀座关闭，切断回油通道；内阀受到共轨压力作用而向
上移动，内阀阀座开启，共轨管内高压油经内阀阀座进入控制腔施加在针阀尾部，关闭喷嘴。当
三通阀通电被激励时，外阀在电磁力作用下克服弹簧力向上运动直到内阀阀座关闭，外阀阀座开
启，控制腔和回油通道接通，控制腔中的高压燃油经单向节流孔缓慢流出，与液压活塞联锁的喷
嘴针阀缓慢抬起，产生喷油率逐步增大的 ? 形喷射。喷嘴针阀达到全升程时喷油率最大。供油
结束时切断三通阀电流，外阀再度下行，关闭回油道；内阀开启，共轨油压迅速加到液压活塞上
方（此时单向节流孔不起阻尼作用），由于液压活塞面积比针阀面积大得多，因此喷油结束时很
大的液压作用会使针阀急速落座，实现喷射过程的快速切断。可见，? 形喷油率是利用设在三通
阀和液压活塞之间的单向节流孔阻尼控制腔中的压力下降过程来实现的。单向节流孔仅在释放控
制腔压力时才具有节流作用，而加压过程不起阻尼作用
高压油管mY!be!\Z3PC [:K
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。 c.P:W;tm
3.1.4 传感器 A.~
在共轨喷射系统中，除了测定发动机实际运行状态的传感器（如空气流量传感器、增压压力传感器、水温传感器、燃油温度传感器、油门开度传感器等）外，还须安装压力传感器来准确测量共轨管内的压力。一般要求共轨压力传感器的测量范围是20-180 MPa,测量精度要求达到士2%-3%，而且还应在各种运行工况下都能有很高的可靠性。
3.1.5 软件和电控回路
软件技术包括软件开发过程，软件开发方法，结构化设计方法等。在软件的开发方面，最初是先检测出发动机的转速和油门开度，然后输入到计算机内，形成所谓的数据MAP，再从数据MAP中计算目标喷油量，向伺服回路发出指令进行控制。
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高压共轨燃油系统主要部件介绍
一、前言 共轨式喷油系统于二十世纪 90 年代中后期才正式进入实用化阶段。这类电控系统可分为：蓄压式电控燃油喷射系统、液力增压式电控燃油喷射系统和高压共轨式电控燃油喷射系统。高压共轨系统可实现在传统喷油系统中无法实现的功能，其优点有： a. 共轨系统中的喷油压力柔性可调，对不同工况可确定所需的最佳喷射压力，从而优化柴油机综合性能。 b. 可独立地柔性控制喷油正时，配合高的喷射压力（ 120MPa~200MPa ），可同时控制 NOx 和微粒（ PM ）在较小的数值内，以满足排放要求。 c. 柔性控制喷油速率变化，实现理想喷油规律，容易实现预喷射和多次喷射，既可降低柴油机
NOx ，又能保证优良的动力性和经济性。 d. 由电磁阀控制喷油，其控制精度较高，高压油路中不会出现气泡和残压为零的现象，因此在柴油机运转范围内，循环喷油量变动小，各缸供油不均匀可得到改善，从而减轻柴油机的振动和降低排放。 由于高压共轨系统具有以上的优点，现在国内外柴油机的研究机构均投入了很大的精力对其进行研究。比较成熟的系统有：德国 ROBERT BOSCH 公司的 CR 系统、日本电装公司的 ECD-U2 系统、意大利的 FIAT 集团的 unijet 系统、英国的 DELPHI DIESEL SYSTEMS 公司的 LDCR 系统等。
二、高压共轨燃油喷射系统主要部件介绍 图 1 为高压共轨电控燃油喷射系统的基本组成图。它主要由电控单元、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 图中确定合适的喷油定时、喷油持续期由电液控制的电子喷油器将燃油喷入气缸。
1 、
高压油泵 高压油泵的供油量的设计准则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则来设计凸轮。 bosch 公司采用由柴油机驱动的三缸径向柱塞泵来产生高达 135Mpa 的压力。该高压油泵在每个压油单元中采用了多个压油凸轮，使其峰值扭矩降低为传统高压油泵的 1/9 ，负荷也比较均匀，降低了运行噪声。该系统中高压共轨腔中的压力的控制是通过对共轨腔中燃油的放泄来实现的，为了减小功率损耗，在喷油量较小的情况下，将关闭三缸径向柱塞泵中的一个压油单元使供油量减少。 日电装公司采用了一个三作用凸轮的直列泵来产生高压，如图 2 所示。该高压油泵对油量的控制采用了控制低压燃油有效进油量的方法，其
基本原理如图 3 所示。
a 柱塞下行，控制阀开启，低压燃油经控制阀流入柱塞腔； b 柱塞上行，但控制阀中尚未通电，处于开启状态，低压燃油经控制阀流回低压腔； c 在达到供油量定时时，控制阀通电，使之关闭，回流油
路被切断，柱塞腔中的燃油被压缩，燃油经出油阀进入高压油轨。利用控制阀关闭时间的不同，控制进入高压油轨的油量的多少，从而达到控制高压油轨压力的目的； d 凸轮经过最大升程后，柱塞进入下降行程，柱塞腔内的压力降低，出油阀关闭，停止供油，这时控制阀停止供电，处于开启状态，低压燃油进入柱塞腔进入下一个循环。 该方法使高压油泵不产生额外的功率消耗，但需要确定控制脉冲的宽度和控制脉冲与高压油泵凸轮的相位关系，控制系统比较复杂。
高压共轨燃油系统主要部件介绍
一、前言
共轨式喷油系统于二十世纪 90 年代中后期才正式进入实用化阶段。这类电控系统可分为：蓄压式电控燃油喷射系统、液力增压式电控燃油喷射系统和高压共轨式电控燃油喷射系统。高压共轨系统可实现在传统喷油系统中无法实现的功能，其优点有：
a. 共轨系统中的喷油压力柔性可调，对不同工况可确定所需的最佳喷射压力，从而优化柴油机综合性能。
b. 可独立地柔性控制喷油正时，配合高的喷射压力（ 120MPa~200MPa ），可同时控制 NOx 和微粒（ PM ）在较小的数值内，以满足排放要求。
c. 柔性控制喷油速率变化，实现理想喷油规律，容易实现预喷射和多次喷射，既可降低柴油机 NOx ，又能保证优良的动力性和经济性。
d. 由电磁阀控制喷油，其控制精度较高，高压油路中不会出现气泡和残压为零的现象，因此在柴油机运转范围内，循环喷油量变动小，各缸供油不均匀可得到改善，从而减轻柴油机的振动和降低排放。
由于高压共轨系统具有以上的优点，现在国内外柴油机的研究机构均投入了很大的精力对其进行研究。比较成熟的系统有：德国 ROBERT BOSCH 公司的 CR 系统、日本电装公司的 ECD-U2 系统、意大利的 FIAT 集团的 unijet 系统、英国的 DELPHI DIESEL SYSTEMS 公司的 LDCR 系统等。
二、高压共轨燃油喷射系统主要部件介绍
图 1 为高压共轨电控燃油喷射系统的基本组成图。它主要由电控单元、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 图中确定合适的喷油定时、喷油持续期由电液控制的电子喷油器将燃油喷入气缸。
1 、高压油泵
高压油泵的供油量的设计准则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则来设计凸轮。
bosch 公司采用由柴油机驱动的三缸径向柱塞泵来产生高达 135Mpa 的压力。该高压油泵在每个压油单元中采用了多个压油凸轮，使其峰值扭矩降低为传统高压油泵的 1/9 ，负荷也比较均匀，降低了运行噪声。该系统中高压共轨腔中的压力的控制是通过对共轨腔中燃油的放泄来实现的，为了减小功率损耗，在喷油量较小的情况下，将关闭三缸径向柱塞泵中的一个压油单元使供油量减少。
日电装公司采用了一个三作用凸轮的直列泵来产生高压，如图 2 所示。该高压油泵对油量的控制采用了控制低压燃油有效进油量的方法，其基本原理如图 3 所示。
a 柱塞下行，控制阀开启，低压燃油经控制阀流入柱塞腔；
b 柱塞上行，但控制阀中尚未通电，处于开启状态，低压燃油经控制阀流回低压腔；
c 在达到供油量定时时，控制阀通电，使之关闭，回流油路被切断，柱塞腔中的燃油被压缩，燃油经出油阀进入高压油轨。利用控制阀关闭时间的不同，控制进入高压油轨的油量的多少，从而达到控制高压油轨压力的目的；
d 凸轮经过最大升程后，柱塞进入下降行程，柱塞腔内的压力降低，出油阀关闭，停止供油，这时控制阀停止供电，处于开启状态，低压燃油进入柱塞腔进入下一个循环。
该方法使高压油泵不产生额外的功率消耗，但需要确定控制脉冲的宽度和控制脉冲与高压油泵凸轮的相位关系，控制系统比较复杂。
2 、共轨管
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， ECD-U2 系统的供轨管如图 4 所示。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。 ECD-U2 系统的高压泵的最大循环供油量为 600mm3 ，共轨管容积为 94000mm3 。
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。
从上述分析可见，精确设计高压共轨管的容积和形状适合确定的柴油机是并不容易的。
3 、电控喷油器
佳的喷油定时、喷油量和喷油率喷入柴油机的燃烧室。
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
BOSCH 和 ECD-U2 的电控喷油器的结构基本相似，都是由于传统喷油器相似的喷油嘴、控制活塞、控制量孔、控制电磁阀组成，图 5 为 BOSCH 的电控喷油器结构图。在电磁阀不通电时，电磁阀关闭控制活塞顶部的量孔 A ，高压油轨的燃油压力通过量孔 Z 作用在控制活塞上，将喷嘴关闭；当电磁阀通电时，量孔 A 被打开，控制室的压力迅速降低，控制活塞升起，喷油器开始喷油；当电磁阀关闭时，控制室的压力上升，控制活塞下行关闭喷油器完成喷油过程。
控制了喷油率的形状，需对其进行合理的优化设计，实现预定的喷油形状。控制室的容积的大小决定了针阀开启时的灵敏度，控制室的容积太大，针阀在喷油结束时不能实现快速的断油，使后期的燃油雾化不良；控制室容积太小，不能给针阀提供足够的有效行程，使喷射过程的流动阻力加大，因此对控制室的容积也应根据机型的最大喷油量合理选择。
控制量孔 A 、Z 的大小对喷油嘴的开启和关闭速度及喷油过程起着决定性的影响。双量孔阀体的三个关键性结构是进油量孔、回油量孔和控制室，它们的结构尺寸对喷油器的喷油性能影响巨大。回油量孔与进油量孔的流量率之差及控制室的容积决定了喷油嘴针阀的开启速度，而喷油嘴针阀的关闭速度由进油量孔的流量率和控制室的容积决定。进油量孔的设计应使喷油嘴针阀有足够的关闭速度，以减少喷油嘴喷射后期雾化不良的部分。
此外喷油嘴的最小喷油压力取决于回油量孔和进油量孔的流量率及控制活塞的端面面积。这样在确定了进油量孔、回油量孔和控制室的结构尺寸后，就确定了喷油嘴针阀完全开启的稳定、最短喷油过程，同时就确定了喷油嘴的稳定最小喷油量。控制室容积的减少可以使针阀的响应速度更快，使燃油温度对喷油嘴喷油量的影响更小。
但控制室的容积不可能无限制减少，它应能保证喷油嘴针阀的升程以使针阀完全开启。两个控制量孔决定了控制室中的动态压力，从而决定了针阀的运动规律，通过仔细调节这两个量孔的流量系数，可以产生理想的喷油规律。
由于高压共轨喷射系统的喷射压力非常高，因此其喷油嘴的喷孔截面积很小，如 BOSCH 公司的喷油嘴的喷孔直径为 0.169mm × 6 ，在如此小的喷孔直径和如此高的喷射压力下，燃油流动处于极端不稳定状态，油束的喷雾锥角变大，燃油雾化更好，但贯穿距离变小，因此应改变原柴油机进气的涡流强度、燃烧室结构形状以确保最佳的燃烧过程。
对于喷油器电磁阀，由于共轨系统要求它有足够的开启速度，考虑到预喷射是改善柴油机性能的重要喷射方式，控制电磁阀的响应时间更应缩短。关于电磁阀的研究已由较多的文献报道，本文不再对此进行分析。
4 、高压油管
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。 BOSCH 公司的高压油管的外经为 6mm ，内径为 2.4mm ，日本电装公司的高压油管的外经为 8mm ，内径为 3mm 。
三、结束语
由于高压共轨式燃油喷射系统具有可以对喷油定时、喷油持续期、喷油压力、喷油规律进行柔性调节的特点，该系统的采用可以使柴油机的经济性、动力性和排放性能都会有进一步的提高。这就需要我们加大对高压共轨系统的研究力度，使我国的柴油机水平跨上一个新的台阶。
关于柴油发动机共轨直喷技术的一些解释
”CRDI是英文Common Rail Direct Injection的缩写，意为高压共轨柴油直喷技术，CRDI（电控直喷共轨发动机）技术和之前已经在汽车市场颇为人知的SDI（自然吸气直接喷射柴油发动机）技术、TDI（直喷式涡轮增压柴油发动机）技术同为德国博世公司研发的柴油发动机技术"。
实际上根据博世公司自己的声明，尽管柴油共轨直喷技术是他们的成果，但共轨技术最早并非博世所研发。1986年，意大利著名的汽车零部件制造商马瑞利集团（当时是菲亚特集团的独资公司，后独立出来）开始了柴油共轨系统的原型设计，后将技术专利出售给博世公司。博世公司称，他们最成功之处在于将共轨技术工业化和批量化生产。博世公司首家于开始批量生产轿车用共轨燃油喷射系统，当时博世和奔驰联合推出共轨技术柴油奔驰C级别车，而在当时阿尔法罗密欧156也是最早使用高压共轨的轿车之一。
现今柴油车普遍使用的泵喷嘴技术相对于之前的技术（如柱塞泵），已经具有明显改进，而其最大的好处是大大增加了喷油压力，其加强版涡轮增压泵喷嘴技术的喷射压力多能达到bar以上。由于喷射压力直接影响柴油燃烧做功效率，因此可以说泵喷嘴的燃烧效率已经很高了。
但泵喷嘴技术由于高压油管中柴油的压力随车速波动，增加了烟度和碳氢化合物的排放量，并导致油耗增加，发动机的振动、噪声大。而共轨式喷油系统主要的贡献就是将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开，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。这一柴油发动机技术的创新最大限度地降低了柴油发动机车型的振动和噪声，同时将油耗进一步降低，使排放更加清洁。但共轨技术的喷油压力低于泵喷嘴系统，一般能达到1600bar左右。由于喷油压力调节宽泛，采用共轨技术的柴油车会更好地适应各种工作情况，起步也不会困难。
除去上述不同，二者制造费用也有很大不同。尽管一套共轨技术喷射系统的
费用要高于一套泵喷嘴系统，但如果是针对成品的整机，改为共轨技术发动机会明显比改为泵喷嘴发动机容易而费用低，因为前者涉及到较少的模具改动。据工厂实际的工程技术人员分析，也表示共轨系统很容易取代传统的喷油系统，只需将高压泵替代先前的喷油泵，而喷油器在气缸头上的安装方法也与传统的喷油器总成相同。
至今为止柴油共轨系统已开发了3代。第一代共轨高压泵总是保持在最高压力，导致能量的浪费和很高的燃油温度。第二代可根据发动机需求而改变输出压力，并具有预喷射和后喷射功能。预喷射降低了发动机噪声：在主喷射之前百万分之一秒内少量的燃油被喷进了气缸压燃，预加热燃烧室。预热后的气缸使主喷射后的压燃更加容易，缸内的压力和温度不再是突然地增加，有利于降低燃烧噪音。在膨胀过程中进行后喷射，产生二次燃烧，将缸内温度增加200～250℃，降低了排气中的碳氢化合物。博世公司的第二代共轨系统产品已经在沃尔沃的S60、V70D5及宝马的230d轿车上试用。
而目前大多数柴油系统重要的供应商正积极研制共轨系统第3代――压电式（piezo）共轨系统，压电执行器代替了电磁阀，于是得到了更加精确的喷射控制。没有了回油管，在结构上更简单。压力从200～2000bar弹性调节。最小喷射量可控制在0.5mm3，减小了烟度和NOX的排放。
共轨系统将燃油压力产生和燃油喷射分离开来，如果把单体泵柴油喷射技术比做柴油技术的革命的话，那共轨就可以称作反叛了，因为它背离了传统的柴油系统而近似于顺序汽油喷射系统。共轨系统开辟了降低柴油发动机排放和噪音的新途径
欧洲可以说是柴油车的天堂，在德国柴油轿车占了39%。柴油轿车已有了近70年的历史，而最近可以说柴油发动机有了突飞猛进的发展。在19，博世与奔驰公司联合开发了共轨柴油喷射系统 (Common Rail System)。今天在欧洲，众多品牌的轿车都配有共轨柴油发动机，如标致公司就有HDI共轨柴油发动机，菲亚特公司的JTD发动机，而德尔福则开发了Multec DCR柴油共轨系统。
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。
燃油喷射压力是柴油发动机的重要指标，因为它联系着发动机的动力、油耗、排放等。共轨柴油喷射系统已将燃油喷射压力提高到1800巴
最近2年，匹配直喷柴油发动机的轿车在欧洲得到了显著发展，有着高效和出色的燃油经济性，并降低了发动机噪音。直喷柴油发动机使用的是泵喷嘴系统，
国内生产的1.9TDI宝来就应用这一系统，最高喷射压力可达到1800巴。泵喷嘴直喷系统好虽好，但燃油压力不能保持恒定，随着排放控制的更加苛刻，就需要更高及恒定的柴油喷射压力和更完善的电子控制，于是众多制造商们就把优点更多的柴油共轨系统作为柴油发动机的发展方向。这一系统有很高的燃油压力，并能提供弹性燃油分配控制，通过ECU灵活地控制燃油分配、燃油喷射时间、喷射压力和喷射速率。通过对以上特性的控制，共轨已经使柴油机的响应性和驾驶舒适性达到了汽油发动机水平，同时它具有着显著的燃油经济性和低排放特性。
在发动机所有转速范围内保证高燃油压力，高的喷射压力可以在低转速工况下获得良好的燃烧特性
由凸轮轴驱动控制的轴向柱塞式分配泵的发动机，燃油系统压力与发动机转速呈线性关系，在发动机低转速时形成燃油压力不足，而共轨系统能够在发动机的所有转速范围内获得非常高的燃油压力。灵活的电子控制系统对正时和喷射压力的控制在发动机各种工况下都能够获得低排放和高效率。由于压力的形成与喷射过程分离，使发动机设计人员在研究燃烧和喷油过程时获得了更大的自由。可根据发动机工况的要求调节喷射压力和喷射正时，使发动机在低速工况下也能实现完全燃烧，所以既使是在很低的转速也能获得大扭矩。预喷射技术的应用在降低排放和噪音方面取得了更大的进步。
供油系统得到精确控制
低压油泵将柴油从油箱中吸出，经过过滤提供给高压油泵，在低压泵内有一电磁阀控制燃油到达高压泵室，燃油进入管形蓄压器―燃油轨道。在共轨上有压力传感器时时监测燃油压力，并将这一信号传递给ECU，通过对流量的调节控制共轨内的燃油压力达到希望值。喷射压力根据发动机运转条件的不同从200～1800巴，再通过电脑控制分别喷射到气缸中，共轨不但保持了燃油压力，还消除了压力波动。
燃油喷射是很复杂的机械、液压、电子系统联合做业，要适应发动机各种工况下的工作环境，在燃烧之前燃油必须经过过滤和增压，在准确的时间以一定的喷射速率喷射到每一个气缸内。发动机电脑控制废气再循环、增压、排气后处理系统，以得到最佳的发动机特性和废气排放。
最小排量的共轨发动机和最新一代共轨发动机
喷油器的紧凑结构使得共轨系统即使对小排量4气门发动机也是一个实用方案。在年底诞生了装配着3缸共轨柴油发动机的Smart，它的排量只有799mL，最大功率30kW，在1800～2800rpm时输出最大扭矩100Nm。
在今年奔驰公司推出的E320上安装了第二代共轨发动机，最大功率150kW，1000rpm时输出扭矩250Nm，在1400rpm时即可得到峰值扭矩的85%，在1800～2600rpm的广阔区域内实现500Nm的峰值扭矩。0～100km/h的加速时间只有7.7秒，最高车速243km/h。综合油耗是6.9L/100km，80L的油箱使续航能力达到了
1000km。而配有汽油机的E320的综合油耗是9.9L/100km。
柴油共轨系统已开发了3代，它有着强大的技术潜力
第一代共轨高压泵总是保持在最高压力，导致能量的浪费和很高的燃油温度。第二代可根据发动机需求而改变输出压力，并具有预喷射和后喷射功能。预喷射降低了发动机噪音：在主喷射之前百万分之一秒内少量的燃油被喷进了气缸压燃，预加热燃烧室。预热后的气缸使主喷射后的压燃更加容易，缸内的压力和温度不再是突然地增加，有利于降低燃烧噪音。在膨胀过程中进行后喷射，产生二次燃烧，将缸内温度增加200～250℃，降低了排气中的碳氢化合物。
篇3：高压共轨燃油喷射系统的结构和工作原理
李明诚，《电控柴油机的基本结构及工作原理》，
1、高压共轨喷射系统简介
它是由燃油泵把高压油输送到公共的、具有较大容积的配油管――油轨内，将高压油蓄积起来，再通过高压油管输送到喷油器，即把多个喷油器，并联在公共油轨上。在公共油轨上，设置了油压传感器、限压阀和流量限制器。由于微电脑对油轨内的燃油压力实施精确控制，燃油系统供油压力因柴油机转速变化所产生的波动明显减小（这是传统柴油机的一大缺陷），喷油量的大小仅取决于喷油器电磁阀开启时间的长短。
特点 ：
①、将燃油压力的产生与喷射过程完全分开，燃油压力的建立与喷油过程无关。燃油从喷油器喷出以后，油轨内的油压几乎不变；
②、燃油压力、喷油过程和喷油持续时间由微电脑控制，不受柴油机负荷和转速的影响； ③、喷油定时与喷油计量分开控制，可以自由地调整每个气缸的喷油量和喷射起始角。
2、高压共轨燃油喷射系统的基本结构
高压共轨燃油喷射系统包括燃油箱、输油泵、燃油滤清器、油水分离器、高低压油管、高压油泵、带调压阀的燃油共轨组件、高速电磁阀式喷油器、预热装置及各种传感器、电子控制单元等装置。
高压共轨燃油喷射系统的低压供油部分包括：燃油箱（带有滤网、油位显示器、油量报警器）、输油泵、燃油滤清器、低压油管以及回油管等；共轨喷射系统的高压供油部分包括：带调压阀的高压油泵、燃油共轨组件（带共轨压力传感器）以及电磁阀式喷油器等。
3、电控燃油喷射系统的工作原理
电子控制单元接收曲轴转速传感器、冷却液温度传感器、空气流量传感器、加速踏板位置传感器、针阀行程传感器等检测到的实时工况信息，再根据ECU内部预先设置和存储的控制程序和参数或图谱，经过数据运算和逻辑判断，确定适合柴油机当时工况的.控制参数，并将这些参数转变为电信号，输送给相应的执行器，执行元件根据ECU的指令，灵活改变喷油器电磁阀开闭的时刻或开关的开或闭，使气缸的燃烧过程适应柴油机各种工况变化的需要，从而达到最大限度提高柴油机输出功率 降低油耗和减少排污的目的。
一旦传感器检测到某些参数或状态超出了设定的范围，电控单元会存储故障信息，并且点亮仪表盘上的指示灯（向操作人员报警），必要时通过电磁阀自动切断油路或关闭进气门，减小柴油机的输出功率（甚至停止发动机运转），以保护柴油机不受严重损坏――这是电子控制系统的故障应急保护模式
篇4：高压共轨燃油喷射系统的组成与工作原理
（3） 断路(开路）检测方法
如图3-74所示的配线有断路故障，可用“检查导通性”或“测量电压”的方法来确定断路的部位。
图3-74 断路检测
①“检查导通性”方法
a. 脱开连接器A和C，测量它们之间的电阻值，如图3-75所示。若连接器A的端子1与连接器C的端子1之间的电阻值为∞，则它们之间不导通(断路）;若连接器A的端子2与连接器C的端子2之间的电阻值为0Ω，则它们之间导通(无断路）。
图3-75 导通检测
b.脱开连接器B，测量连接器A与B、B与C之间的电阻值。若连接器A的端子1与连接器B的端子1之间的电阻值为0Ω，而连接器B的端子1与连接器C的端子1之间的电阻为∞，则连接器A的端子l与连接器B的端子l之间导通，而连接器B的端子1与连接器C的端子1之间有断路故障存在。
②“测量电压”方法。
在ECU连接器端子加有电压的电路中，可以用“测量电压”的方法来检查断路故障。如图3-76所示）。
图3-76 电压检测
在各连接器接通的情况下，ECU输出端子电压为5 V的电路中，如果依次测量连接器A的端子1、连接器B的端子1和连接器C的端子1与车身(搭铁）之间的电压时，测得的电压值分别为5 V、5 V和0 V，则可判定:在连接器B的端子1与连接器C的端子1之间的配线有断路故障存在。
（4）短路检查方法
如果配线短路搭铁，可通过检查配线与车身(搭铁）是否导通来判断短路部位。如图3-77所示。
图3-77 短路检测
①脱开连接器A和C，测量连接器A的端子1和端子2与车身之间的电阻值。如果测得的电阻值分别为0 Ω和∞，则连接器A的端子1与连接器C的端子1的配线与车身之间有搭铁短路故障。
②脱开连接器B，分别测量连接器A的端子1和连接器C的端子1与车身之间的电阻值。如果测得的电阻值分别为∞和0Ω，则可以判定:连接器B的端子1与连接器C的端子1之间的配线与车身之间有搭铁短路故障。
九、信号检测线
信号检测线的作用是在进行发动机 ECU 端子的检测时，为防止接头破损，需连接信号检查线束，并将测试棒抵住信号检查线束的接 触箱进行检测。
1.信号检测线的连接使用方法
（1）将起动器钥匙置于 「OFF」(锁定)，从发动机 ECU 上取下接头。注意接头不可使锁定部位的锁扣弯折。
（2）将信号检查线束连接在发动机 ECU 以及机械线束上。
（3）将测试棒抵住信号检测 线的信号检测接头测量。
（4）信号检测线为共轨式燃料喷射系统专用。如图3-78所示。
如3-78 信号检测法
十、故障诊断仪
当系统发生异常情况时，在仪表盘上会显示出故障指示。采用故障诊断仪进行故障诊断可快速准确地检测到故障部位，并能检测历史故障和适时工况监测等。如图3-79所示。
1.故障诊断仪的使用连接
（1）通过故障诊断接口箱，将安装了诊断软件的电脑与车辆侧的故障诊断接头相连接。
（2）将起动器钥匙置于“ON”( 开启），起动故障诊断。
图3-79 故障诊断仪
（一）高压共轨燃油喷射系统的组成
现代机械装备上已广泛应用高压共轨燃油喷射系统。如豪沃载重自卸车、日立ZX-3系列、卡特D系列、神钢-8系列等挖掘机发动机都采用了高压共轨燃油喷射系统。与传统的直喷式燃油喷射系统相比高压共轨电喷燃油系统更具高效和出色的燃油经济性和降低排放及噪音等优点。高压共轨燃油喷射系统由供给泵、共轨、喷射器以及控制它们的发动机ECU、传感器、开关、电磁阀等构成。如图3-107所示。
图3-107电控燃油喷射系统组成图
（二）高压共轨燃油喷射系统工作原理
1.电控燃油喷射工作原理
供给泵将燃油加压后输入共轨内，再经高压燃油管将该高压燃油分配给各汽缸的喷射器。共轨内燃油压力通过发动机ECU收集压力传感器、发动机转速、发动机负荷等信号控制安装在供给泵上的燃油调节量电磁阀SCV（Suction Control Valve）来进行实现。燃油喷射量和喷射时期由ECU驱动安装在喷油器上的复式电磁阀「ON/OFF」状态来进行控制。如复式电磁阀置于「ON」（通电）状态，泄油孔被打开，控制室内的高压燃油则通过节流孔流出，控制室内的压力下降，当活塞上的压力和喷嘴弹簧的合力将至低于作用于喷油嘴针阀承压锥面上的压力时，针阀被打开，燃油经喷嘴上的喷孔喷人燃烧室。反之，如果把复式电磁阀置于「OFF」（不通电）状态，泄油孔被关闭，燃油从进油孔进入阀控制室建立起油压，这个油压为共轨压力，这个压力作用在柱塞端面上产生向下压力，再加上喷嘴弹簧的合力大于喷嘴室中高压燃油作用在针阀锥面上的压力，使喷嘴针阀下降而结束喷射。因此，根据复式电磁阀的通电开始时期可控制喷射定时，而根据复式电磁阀的通电时间就能控制喷射量。该系统通过提高各部件的耐压强度，实现了燃料压力更加高压化，雾化质量更好，使燃烧 更加充分，提高了经济效率和降低了污染排放。
图3-108 共轨燃油系统工作原理图
2.发动机ECU
ECU是电子控制单元的简称。如图3-109所示。
图3-109发动机ECU示意图
电子控制单元由微型计算机、输入、输出及控制电路等组成。电控单元的功用是根据其内存的程序和数据对空气流量计及各种传感器输入的信息进行运算、处理、判断，然后输出指令，向喷油器提供一定宽度的电脉冲信号以控制喷油量。它还具备故障自诊断和保护功能，当系统产生故障时，它还能在RAM中自动记录故障代码并采用保护措施从上述的固有程序中读取替代程序来维持发动机的运转。同时这些故障信息会显示在仪表盘上并保持不灭，可以使用户及时发现问题。随着现代机械装备电子化自动化的提高，ECU的使用将会日益增多，线路也会日益复杂。为了简化电路和降低成本，机械装备上多个ECU之间的信息传递就要采用一种称为多路复用通信网络技术，将整车的'ECU形成一个网络系统，也就是CAN数据总线。发动机ECU控制电路如图3-110所示。
图3-110 发动机ECU控制系统框图
3.供给泵
供给泵输出燃油使共轨内产生燃油压力。输出的燃油量由供给泵的燃油调节量电磁阀（SCV=Suction Control Valve）进行控制，SCV由发动机ECU进行电子控制。为适应高压喷射，使发动机达到了均速转动，强化了轴承、挺杆等部品。另外，从强制机油润滑更改为燃油润滑。供给泵如图3-111所示。
图3-111 供给泵
4.SCV(吸入控制阀 = 燃料调节量电磁阀)
通过采用线性电磁阀控制从ECU到SCV的通电时间（通电时间控制），达到控制由高压柱塞所供给的燃料流量目的。
由于控制目标轨道压力仅吸入必要的量，所以降低了供给泵的驱动负荷。
电流通入SCV时，内部的电枢对应通电时间比转动，燃油流量与电枢动作连动，圆形阀柱依据燃油通路被阻塞的量控制燃油。
SCV处于OFF的状态时，圆形阀柱被回油弹簧压住，通路完全打开，通过柱塞，燃油被供给。（全量吸入→全量输出）
SCV处于ON的状态时，回油弹簧缩紧，燃油回路关闭。
SCV处于ON/OFF的状态时，燃料依照驱动通电时间比的开口面积程度被供给，燃油通过柱塞输出。SVC示意图如图3-112所示，其控制原理如图3-113所示。
图3-112 SCV示意图
图3-113 SCV控制原理
5.燃油泵
燃油泵为摆线型泵，燃油经过燃油滤芯、SCV被送进2个柱塞。
燃油泵通过凸轮轴驱动。
内滚轮转动时，依据外/内所形成的空间的增减，形成在吸入侧吸入燃油、输出侧送出燃油的结构。
被吸入的燃油随着滚轮的转动向输出油口侧移动，从输出油口输出。
被输出的燃油供给SCV必要的量，剩余的经由调节阀返回吸油口一侧。如图3-114所示。
图3-114 燃油泵示意图
6.共轨
储藏从燃油泵被压送过来的高压燃油，并将燃油分配到各汽缸的喷射器内。共轨上安装有燃油压力传感器和压力控制器。压力传感器用来检测共轨内的燃油压力，并将其信号传送给ECU。ECU依据所传达的信息控制燃油泵的SCV，控制共轨内的燃油压力。共轨示意图如图3-115所示。
图3-115 共轨示意图
7.压力控制器
压力控制器作用是当共轨内压力达到异常高压时，打开阀释放压力。共轨内的压力达到约200Mpa（2039kg/ cm?）时阀打开，从压力控制器流出的燃油返回到燃油油箱。当压力下降到约50Mpa时就恢复至原来的状态，维持共轨内压力。如图3-116所示。
图3-116 压力控制器
8.压力传感器
压力传感器被安装在共轨上，检测共轨内的燃油压力并将信号发送给ECU。其构造是利用向金属隔膜施加压力时半导体压变电阻的电阻值产生变化这一特性，向ECU输入信号的压力传感器。如图3-117所示。
图3-117压力传感器
3.喷射器
（1）喷射器外形
喷射器是将共轨分配过来的高压燃油变成微细的喷雾状态，直接喷射到燃烧室的一种装置。如图3-118所示。
图3-118 喷射器
喷射器是由复式电磁阀、燃油压力活塞、喷嘴所构成。通过控制复式电磁阀部的控制室内压力来控制喷射量、喷射时间、喷射率。
喷射器主体采用夹钳压制方式。另外，在汽缸缸头的插入部位配置O形圈，防止发动机机油进入到汽缸缸头的喷射器孔内。
新型的喷射器针对高压化的情况，在电磁阀的密封构造上，从金属制锥形密封改进为陶瓷制平面密封，提高了密封性及耐久性。
采用缩小了控制室的排除容量的复式电磁阀，缩短了间隔，实现了1行程4次多段喷射。
（2）喷射器动作
喷射器基本动作如图3-119所示。
图3-119 喷射器基本动作
a无喷射 b 开始喷射 c喷射结束
①无喷射
在电磁阀不通电的状态下，阀座被阀弹簧推压至下方关闭。在控制室内，共轨的高压压力被施加在燃油压力活塞上，促使燃油压力活塞向下移动，喷嘴被关闭，不进行喷射。如图3-119a所示。
②开始喷射
复式电磁阀开始通电时，由于电磁力作用，阀座被提升。控制室的燃油经由出口孔流出，控制室压力降低，喷嘴针阀因喷嘴部位燃油压力的作用而上升，喷射燃油。因为喷嘴针阀是慢慢上升的，所以喷射量不断增加，如持续通电则会达到最大喷射率。如图3-119b所示。
③喷射结束
停止复式电磁阀的通电时，在阀弹簧的作用下阀座下降，关闭阀座。这时，在共轨的高压燃油共同作用于控制室，喷嘴针阀被立即关闭，实现喷射迅速结束。如图3-119c所示
篇5：高压共轨系统的总体结构及工作原理
1、总体结构
2、共轨系统工作原理示意图
传感器 ECU控制单元 执行器
3、工作原理：
共轨系统可用来提供最合适的燃油喷射量和喷射时刻，以此来满足发动机可靠性、动力性、低烟、低噪音、高输出、低排放的要求。
发动机的.工作情况（如：发动机转速,加速踏板位置，冷却水温）被各种传感器检测到， ECU（电子控制单元）根据上述传感器检测到的信号对燃油喷射量，喷射时刻，喷射压力进行全面的控制，确保发动机处于最佳的工作状态。
ECU控制着大多数的零部件并且具备诊断和警报系统，用来提醒驾驶员故障的发生。
共轨系统由电控供油泵总成、喷油器总成、共轨总成组成。它们与ECU、传感器等共同控制各种零部件。
篇6：Bosch电控高压共轨系统的工作原理和特点
2．1
高压共轨系统简介
高压共轨燃油喷射技术是通过高压油泵压缩燃油至共轨管内形成高压，再由高压油管分配到每个喷油器，并通过控制喷油器上的高速电磁阀的开启与关闭定时定量地将高压燃油喷射至柴油机燃烧室内，以保证最佳的雾化和燃烧效果，从而使发动机获
・9・
综述
汽车科技第5期9月
得最佳的性能。
高压共轨系统主要由低压回路和高压回路两部分组成。低压回路包括低压油管、燃油滤清器和齿轮泵等，高压回路包括高压油泵、共轨管、高压油管和喷油器等部件，如图2所示。发动机工作时，高压油泵上自带的齿轮泵通过负压从油箱中吸油，并以一定的压力（约5～7bar）将过滤后燃油送入高压油泵。燃油进入高压柱塞腔后被压缩，通过高压油管进入共轨管形成高压，每缸喷油器通过高压油管与共轨管相连，以实现高压喷射。
便于欧2发动机升级。其润滑方式为机油润滑，润滑油路与发动机润滑油路直接相连。齿轮泵的任务是向高压油泵供给足够的低压燃油，安装在高压油泵泵体后端，依靠位于高压油泵凸轮轴末端的齿轮来驱动，它的转速是高压油泵2．85倍。当燃油进入高压部分后，一路经过油量计量单元进入高压柱塞腔，经压缩后进入油轨，同时多余的燃油通过溢油阀回到油箱中。油量计量单元的主要作用是调节进入高压柱塞腔的油量，以控制共轨管内的燃油压力的大小。
2．3共轨管（Rail）
共轨管是电控高压共轨系统中所特有的零部
件，主要包括高压接头、节流孔、轨压传感器和压力限制阀，如图4所示。共轨管的主要作用是蓄压和分配燃油，阻尼燃油压力波动同时还限制最高燃油压力，使之不超过安全限值。轨压传感器向ECU提供共轨管内的实时压力信号，做为轨压闭环控制的输入。油轨进出口处的节流孔设计可减小共轨管和高压油管中的压力波动。压力限制阀是一个机械阀，当压力超过一定限值时即开启，以保证共轨管在出现
图2Bosch商用车共轨系统示意图
2．2高压油泵（Highpressurepump）
高压油泵是高压共轨系统中的关键部件之一，
压力异常时，将压力迅速释放从而确保系统安全。当压力限制阀打开后，它仍能将轨压维持在一个正常范围（如700～800bar），让车辆在故障情况下仍能继续运行至维修站点，即跛行回家。
它的主要作用是将低压燃油加压成为高压燃油，储存在油轨内等待ECU的喷射指令。高压油泵由齿轮泵、油量计量单元、溢流阀、进出油阀和高压柱塞等部分组成。以Bosch目前广泛应用于中国商用车市场并已开始本地化生产的CPN2．2BL为例，其结构如图3所示。
图4Bosch共轨管
2．4喷油器（Injector）
喷油器是电控高压共轨系统中最关键和最复杂
的部件，它的作用是根据ECU发出的电信号控制电磁阀的开启和关闭，将高压油轨中的燃油以最佳的喷油时刻、喷油量和喷油率喷入柴油机的燃烧室内。
喷油器主要由喷油器体、电磁阀、油嘴、针阀组
图3
Bosch高压油泵CPN2．2BL
件和弹簧等部分组成，图5所示为Bosch的第二代商用车喷油器CRIN2。在电磁阀不通电时，电枢将球阀紧紧压在阀座上，此时控制室和压力室内压力平衡，油嘴针阀被弹簧预紧力紧紧压在油嘴座面上不抬起，即喷油器不喷油；当电磁阀通电时，电磁阀通过吸力将电枢抬起，此时控制室内燃油经球阀量
高压油泵供油量的设计准则是：在整个寿命范围内和任何工况下都必须保证高压油泵的供油量能满足发动机在一定轨压下的喷油量要求，即油量平衡。CPN2．2BL采用2个直列柱塞设计，通过发动机凸轮轴驱动，传动比为1∶2，与传统的机械泵类似，以
篇7：Bosch电控高压共轨系统的工作原理和特点
众所周知，提高柴油机动力性、经济性和降低排放的中心任务是改善柴油机的燃烧过程。而只有通过灵活的燃油喷射控制才能实现最佳的缸内燃烧。电控高压共轨系统，是柴油机电控技术发展过程中的一个重大飞跃，是迄今为止针对柴油机的最佳解决方案。因为它改变了传统的机械式喷油系统的组成结构，使喷射压力的产生完全独立于发动机的转速和喷射过程，真正的实现了喷油压力、喷油时刻、喷油量和多次喷射的独立及柔性控制，从而实现与发动机的完美匹配，大大提升了柴油机的动力性、经济性、排放及噪声方面的综合性能。
EPROM、功率驱动／诊断模块和CAN通讯模块等部
2
分。模数转换器将传感器的模拟信号转换为数字信号以便CPU对其进行直接处理和计算；随机存储器
RAM用于对ECU数据进行在线实时修改；FlashE-PROM主要用于存储电控系统的各种标定参数，如MAP图、曲线和常量等，可重复擦写；E2PROM则用于存储系统错误及故障代码等信息；功率驱动／诊断
Bosch电控高压共轨系统是共轨
技术中的典型代表，具有其自身显著的优点，主要包括：1）高压喷射；2）独立柔性的喷射压力控制；3）精确柔性的喷油时刻控制；4）精确柔性的喷油量控制；5）多次喷射。其主要特点及参数如图7所示。
3．1高压喷射
为了进一步改善柴油机的燃烧
过程以及满足更为严格的排放法规要求，柴油机的喷射压力在不断的提高。试验证明，高的喷射压力将明显改善柴油和空气的雾化效果，缩短着火延迟期，使燃烧更迅速、更彻底，并有利于提高燃油经济性。
Bosch目前应用于中国商用车市
・11・
综述
汽车科技第5期209月
场的主要是其第二代高压共轨系统CRSN2（最大喷射压力为1600ar）和第三代高压共轨系统
着气缸的峰值爆发压力和最高燃烧温度。高的爆发压力和燃烧温度可以改善燃油经济性，但会导致
CRSN3（最大喷射压力可达1800bar），可满足国3和国4的排放要求。
NOx排放增加。而电控高压共轨系统不依赖于转速
和负荷的喷射时刻控制能力，将是在燃油消耗率和排放之间实现最佳平衡的关键技术。
Bosch电控高压共轨系统中，最佳的喷油时刻
不仅可根据发动机的转速和喷油量等工况要求预先标定在ECU内，还可根据冷却水温度、环境温度和大气压力对其进行实时修正，以实现在各种环境下喷油时刻的最优化。此外，ECU可通过曲轴位置和凸轮轴位置传感器来准确快速地识别当前柴油机的曲轴转角和上止点位置，并以电信号指令迅速给喷油器高速电磁阀加电以实现精确喷射。Bosch电控高压共轨系统不仅能精确计算和控制喷油时刻，其喷射时刻还可在－40°～30°的曲轴转角范围自由选
图7
BoschCRS主要特点和参数
取。配合高的喷射压力，可有效降低燃油消耗率并同时减少NOx和颗粒物（PM）的`生成，以满足排放要求。
3．2独立柔性的喷射压力控制
由于传统的柴油机燃油喷射系统的喷射压力
与柴油机的转速和负荷相关，这种特性对于低转速、部分负荷条件下的燃油经济性和废气排放非常不利［1］。而电控高压共轨系统的喷射压力与柴油机的转速和负荷相独立，因此成功解决了这一难题。对于应用Bosch电控高压共轨系统的柴油机，不仅在低转速和小负荷工况下能轻松实现高压喷射，还可根据性能和排放的要求对各种不同的工况自由设定其所需的最佳喷射压力，使柴油机在各种工况下的废气排放最低、经济性最好、动力性最强，在优化柴油机的综合性能上具有很大的自由度。
3．4精确柔性的喷油量控制
电控高压共轨系统中，其喷油量的大小主要取
决于当前的喷射压力和喷油器电磁阀的加电时间。一般，喷油器在某一压力下和一定加电时间下能喷出的油量需在油泵试验台上事先测定，即喷油器的喷油特性MAP测量，然后将此值存入ECU中。柴油机在正常工作时，ECU根据当前的转速和负荷需求计算出当前所需的喷油量大小，然后通过反查喷油器的喷油特性MAP，计算出当前轨压下所需的加电时间，再通过控制喷油器的电磁阀的加电时间来精确控制喷油量。
Bosch电控高压共轨系统除了可以自由设定喷
射压力，而且还可以根据发动机温度、环境温度和大气压力等环境参数对设定值进行实时修正，真正实现了喷射压力在各种环境下的最优化。此外，ECU采用PID控制策略对轨压实行闭环控制，通过接收共轨管上轨压传感器的信号，并与ECU内的轨压设定值相比较，PID控制器根据两者偏差实时调节高压油泵上油量计量单元的开度来实现轨压的精确控制，具有动态响应速度快、超调和波动小等特点。一般，轨压波动和轨压在动态过程中的超调量可控制在非常小的范围内。
Bosch电控高压共轨系统中，喷油器电磁阀的
加电时间以微秒为单位，可使每循环喷油量精确到毫克，而预喷油量可因此控制在1～2mg之间。同时，喷油器的良好一致性保证各缸间及每次喷射间的偏差最小化。此外，ECU的相关自学习软件功能还可补偿喷油器的喷油特性在使用寿命内的细微漂移。因此，对于匹配Bosch高压共轨系统的柴油机，其循环喷油量变动小，各缸喷射均匀，可大大减轻柴油机的噪声和振动并降低有害物的排放。
3．5多次喷射（Multi－injections）
由于传统的机械式燃油喷射系统不能实现多次
3．3精确柔性的喷油时刻控制
在柴油机高速工况下，柴油的喷射过程只有千
喷射，这对降低发动机噪声、排放和改善冷起动方面很不利。而电控高压共轨系统则能轻易实现多次喷射功能，大大提高了柴油机的综合性能。多次喷射可
分之几秒。如何控制燃油在最佳的时刻喷射，将直接影响到柴油机活塞上止点前喷入气缸的油量，决定
篇8：Bosch电控高压共轨系统的工作原理和特点
综
述
分为预喷（PI）、主喷（MI）和后喷（PoI）。预喷，即在主喷之前喷入少量的柴油到燃烧室（约1～2mg），燃烧后可使主喷时的缸内温度升高，从而缩短主喷的着火延迟期和降低缸内压力上升速度，使燃烧更为高效而柔和，是降低燃烧噪音、HC和CO排放非常有效的途径。此外，预喷还有助于改善柴油机的冷起动性能，降低冷态工况下白烟的排放以及改善发动机低速扭矩等［2］。主喷主要用于产生扭矩，其喷油量大小取决于发动机的性能要求。后喷可分为早后喷（PoI2）和迟后喷（PoI1）。早后喷非常靠近主喷，可燃烧并能产生扭矩，主要用于燃掉燃烧室中残余的炭烟颗粒，炭烟排放可因此进一步减少20％～70％。迟后喷则相对远离主喷，一般在上止点后200°曲轴转角范围内喷射，喷出的燃油不燃烧（即不产生扭矩），但会被排气余热蒸发，主要用于为柴油机氧化催化器提供HC，被氧化后发生放热反应以增加排温，亦可用于后处理系统中的再生反应，如颗粒捕集器（DPF）和NOx储存催化器（NSC）。
由于主喷与预喷以及后喷之间的时间间隔因工况要求而不同，如何实现灵活的多次喷射控制能力对改善柴油机的综合性能和排放将非常关键。Bosch目前广泛应用于中国商用车市场的第二代电控高压共轨系统（CRSN2）可实现每循环5次喷射，即2次预喷，1次主喷，2次后喷。其中，预喷与主喷、主喷与后喷之间的最小喷射间隔（即上一次喷射结束到下一次喷射开始的时间）如图8所示。而更先进的第三代共轨系统（CRSN3）则可实现每循环7次喷射，它们都可根据不同的工况要求将理想的预喷和后喷的油量、喷射次数以及与主喷的时间间隔等参数预先自由设定和储存在ECU的各个MAP图内，从而实现多次喷射的灵活控制。
4总结
随着对柴油机低油耗、高功率及降低排放、噪声
等方面的要求日渐强烈，传统的依靠凸轮机构组成的机械式柴油机燃油喷射系统因其控制自由度小、控制精度低、响应速度慢等固有的缺点，已无法满足要求。所以在柴油机上应用电子控制技术已成为必然。而电控高压共轨燃油系统不仅改变了传统的机械式喷油系统的组成结构，使喷射压力的产生完全独立于发动机的转速和喷射过程，还真正实现了喷油压力、喷油时刻、喷油量和多次喷射的独立、精确及柔性控制，从而大大提升了柴油机的动力性、经济性、排放及噪声方面的综合性能。因此，以Bosch为代表的电控高压共轨系统是当前实现国3及更高排放标准，同时提高柴油机动力输出、降低油耗和噪音的最佳技术方案，是今后国内柴油机应用和发展的必然趋势。正是基于此，Bosch早在便开始了与国内众多企业的高压共轨柴油机项目的开发，同时在无锡建立了博世汽车柴油系统股份有限公司（RBCD），致力于共轨系统的本土化研发、匹配、生产以及销售，并于在属下的柴油系统技术中心开始了专门针对中国市场需求的高压共轨系统和零部件的本地化开发，并在无锡实现了关键零部件的本地化生产。参考文献：
［1］孙吉树．柴油机电控高压共轨式喷射技术分析［J］．延边
大学农学学报，，（9）：222－224．
［2］程婷婷．高压共轨电控柴油机起动过程及油量研究［J］．
现代车用动力，2008，（1）：20－22．
图8多次喷射间的最小时间间隔
・13・
篇9：Bosch电控高压共轨系统的工作原理和特点
唐永华，张
恬
（博世汽车柴油系统股份有限公司技术中心，无锡214028）
摘要：阐述了Bosch柴油喷射系统的发展历程，并介绍了Bosch电控高压共轨系统的组成和工作原理，分析了Bosch电控高压共轨系统的主要特点。同时指出以Bosch为代表的电控高压共轨技术是当前实现国3及更高排放标准，同时提高柴油机动力输出、降低油耗和噪音的最佳技术方案，是今后国内柴油机应用和发展的必然趋势。关键词：Bosch；柴油机；电控；共轨系统中图分类号：U467．48
文献标志码：A
文章编号：1005－2550（2009）05－0009－05
WorkingPrincipleandKeyCharacteristicsofBoschDieselCommonRailSystem
TANGYong－hua，ZHANGTian
（BoschAutomotiveDieselSystemCo．Ltd．，Wuxi214028，China）
Abstract：ThisarticleintroducestheevolutionofBoschdieselfuelinjectionsystem，workingprincipleandkeycharac-teristicsofBoschcommonrailsystem．Basedontheanalysisofitsmaincharacteristics，itpointsoutthatBoschcommonrailsystemisthestate－of－the－artdieselinjectiontechnologytomeetChina3andfutureemissionstandards，andmean-whilehelpstoraisepoweroutput，lowerfuelconsumptionandreducenoiseemissionfordieselengine，therefore，itisaninevitabletendencyofChinesedieselengineapplicationanddevelopment．Keywords：Bosch；diesel；electroniccontrolled；commonrailsystem
1柴油喷射系统的发展历程
一直以来，博世都是柴油机燃油喷射技术的先
驱和领导者，早在1927年就设计和生产了第一台直列泵及油嘴，为柴油喷射技术的发展奠定了坚实基础。此后，经历了轴向分配泵、电控分配泵和电控直列泵等发展过程，尤其是直列泵技术在几十年后的今天仍在各个领域广泛应用。1994年，生产了第一台商用车电控泵喷嘴系统（UIS），自此柴油喷射系统从位置控制系统发展为时间控制系统，用高速电磁阀直接控制高压柴油喷射，使原来复杂的机械结构大大简化。随后，第一台单体泵系统（UPS）和第一台电控径向分配泵相继问世。代表着当今最先进的柴油喷射系统―――电控高压共轨系统于1997年和1999年分别在乘用车和商用车领域实现批量生产，它使喷射压力的产生完全独立于发动机的转速和喷射过程，并由高速电磁阀直接控制高压柴油喷射，实现了从时间控制系统到时间―压力控制系统的飞跃（见图1）。
收稿日期：2009-06-12
图1Bosch柴油喷射系统的发展历程
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