柴油机高压共轨燃油喷射系统（BOSCH内部资料）

niming620

混个积分，看看老东家的东西

shirubiao

太消耗积分了
能否并成一个文件包
或者发邮件?

ynajixing

东西是好，没分，悲剧了

liuchang-zhiyun

真要是博世的内部资料就值了，先多谢楼主。

liuchang-zhiyun

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liuchang-zhiyun

柴油机高压共轨系统中的喷油泵、共轨管都不是什么关键性技术问题，最重要的还是喷油器。国内做高压共轨系统的也就是喷油器结构、喷射压力不同。据我所知，压力最大的应该是康明斯引进的美国技术，高压可达2400bar。

liuchang-zhiyun

没有下载资源？请解释。

njq021

果然如此,如果是核心资料楼主不敢也不可能拿到这里来发了

huangyuanren

写的好，弄点技术的，我们一起分享下吧

fd-joshua

这么多包，有几分也得累死！！！

kim100

这个是挺多了的哟！要花很多银子才能下完哟

caihaide

怎么解压啊

caihaide

绪论


笨重、噪音大、喷黑烟，令许多人对柴油机的直观印象不佳，加上柴油机的构造比较复杂，不少人对柴油机缺乏了解，尤其对现代先进的柴油机缺乏了解，因此柴油机汽车在一些城市成了“被限制的对象”，受到种种歧视。其实经过多年的研究和新技术应用，现代柴油机的现状已与往日不可同喻。现代先进的汽车柴油机一般采用电控喷射、共轨、涡轮增压中冷等技术，在重量、噪音、烟度等方面已取得重大突破，达到了汽油机的水平。目前国外轻型汽车用柴油机日益普遍英国卢卡斯公司、德国博世公司、奔驰汽车公司、美国通 用的底特律柴油机公司、康明斯公司、卡特彼勒公司、等都有采用柴油发动机的车型。








目录


第一章 柴油机电子控制技术的发展状况及发展趋势………………    3
§1.1柴油机电子控制技术的发展状况……………………………………………………      3
§1.2何谓电喷柴油机………………………………………………………………………      3
§1.3柴油机电子控制技术的发展趋势……………………………………………………       4
第二章 柴油机电子控制技术的目的及优点…………………………    5
§2.1柴油机电子控制技术的目的…………………………………………………………      5  §2.2柴油机电子控制技术的优点…………………………………………………………      5
第三章 柴油机电控技术的特点………………………………………    6
§3.1 柴油机是一种热效率比较高的动力机械 …………………………………………       6
§3.2 由于柴油机的喷射系统形式多样……………………………………………………      6
第四章 电控柴油喷射系统的分类……………………………………    6
§4.1第一代柴油机电控燃油喷射系统……………………………………………………      6
§4.2第二代柴油机电控燃油喷射系统……………………………………………………      7
§4.3第三代也称为直接数控系统…………………………………………………………       8  
第五章 高压共轨电控喷射系统………………………………………    8

§5.1共轨式电控燃油喷射技术的原理……………………………………………………     8
§5.2共轨式电控燃油喷射技术的特点……………………………………………………     9
§5.3高压共轨电控燃油喷射技术的发展前景……………………………………………      10
第六章 电控分配泵结构工作原理与维修……………………………   11
§6-1电控分配泵结构…………………………………………………………………………      11
§6-2电控分配泵的分类…………………………………………………………………………     11
§6-3 电控分配泵的控制功能……………………………………………………………………    11
§6-4喷油量控制…………………………………………………………………………………   11
第七章 柴油发动机维护保养特点………………………………………  13   第八章 维修实例…………………………………………………………  15   参考文献…………………………………………………………………   18








第一章 柴油机电子控制技术的发展状况及发展趋势  
§1.1 柴油机电子控制技术的发展状况
柴油机电子控制技术始于20世纪70年代，20世纪80年代 以来，英国卢卡斯公司、德国博世公司、奔驰汽车公司、美国通 用的底特律柴油机公司、康明斯公司、卡特彼勒公司、日本五十 铃汽车公司及小松制作所等都竞相开发新产品并投放市场，以满 足日益严格的排放法规要求。
由于柴油机具备高扭矩、高寿命、低油耗、低排放等特 点，柴油机成为解决汽车及工程机械能源问题最现实和最可靠的手段。因此柴油机的使用 范围越来越广，数量越来越多。同时对柴油机的动力性能、经 济性能、控制废气排放和噪声污染的要求也越来越高。依靠 传统的机械控制喷油系统已无法满足上述要求，也难以实现 喷油量、喷油压力和喷射正时完全按最佳工况运转的要求。近 年来，随着计算机技术、传感器技术及信息技术的迅速发展 ，使电子产品的可靠性、成本、体积等各方面都能满足柴油机进 行电子控制的要求，并且电子控制燃油喷射很容易实现。
实际上，柴油机排气中CO和HC比汽油机少得多，NOX排放量与汽油机相近，只是排气微 粒较多，这与柴油机燃烧机理有关。柴油机是一种非均质燃烧， 可燃混合气形成时间很短，而且可燃混合气形成与燃烧过程交错 在一起。通过分析柴油机喷油规律得到：喷入燃料的雾化质量、 汽缸内气体的流动以及燃烧室形状等均直接影响燃烧过程的进展 以及有害排放物的生成。提高喷油压力和柴油雾化效果、使用预 喷射、分段喷射等可以有效的改善排放。
经过多年的研究和新技术应用，柴油机的现状已与以往大不 相同。现代先进的柴油机一般采用电控喷射、高压共轨、涡轮增压中冷等技术，在重量、噪音、烟 度等方面已取得重大突破，达到了汽油机的水平。随着国际上日 益严格的排放控制标准 (如欧洲Ⅳ、Ⅴ标准)的颁布与实施，无论是汽油机还是柴油机都面临着严 峻的挑战，解决的办法之一是采用电子控制燃油喷射的技术。现 在，柴油机电子控制技术在发达国家的应用率已达到60%以上。
§1.2 何谓电喷柴油机
采用电子控制燃油喷射及排放的柴油机即为电喷柴油机。 电喷柴油喷射系统由传感器、ECU(计算机)和执行机构三部分 组成。其任务是对喷油系统进行电子控制，实现对喷油量以 及喷油定时随运行工况的实时控制。采用转速、油门踏板位 置、喷油时刻、进气温度、进气压力、燃油温度、冷却水温度等 传感器，将实时检测的参数同时输入计算机(ECU)，与已储存 的设定参数值或参数图谱(MAP图)进行比较，经过处理计算按 照最佳值或计算后的目标值把指令送到执行器。执行器根据 ECU指令控制喷油量(供油齿条位置或电磁阀关闭持续时间)和 喷油正时(正时控制阀开闭或电磁阀关闭始点)，同时对废气再 循环阀、预热塞等执行机构进行控制，使柴油机运行状态达 到最佳。
§1.3柴油机电子控制技术的发展趋势
1.3.1高的喷射压力
为满足排放法规的要求，柴油喷射压力从10MPa提高到200MPa。如此高的喷射压力可明显改善柴油和空气的混合质量，缩短着火延迟期，使燃烧更 迅速、更彻底，并且控制燃烧温度，从而降低废气排放。
1.3.2独立的喷射压力控制
传统柴油机的供油系统的喷射压力与柴油机的转速负荷有 关。这种特性对于低转速、部分负荷条件下的燃油经济性和排放 不利。若供油系统具有不依赖转速和负荷的喷射压力控制能力， 就可选择最合适的喷射压力使喷射持续期、着火延迟期最佳，使 柴油 机在各种工况下的废气排放最低而经济性最优。
1.3.3改善柴油机燃油经济性
用户对柴油机的燃油消耗率非常关注。高喷射压力、独立的 喷射压力控制、小喷孔、高平均喷油压力等措施都能降低燃油消 耗率，从而提高了柴油机的燃油使用经济性。
1.3.4独立的燃油喷射正时控制
喷射正时直接影响到柴油机活塞上止点前喷入汽缸的油量， 决定着汽缸的峰值爆发压力和最高温度。高的汽缸压力和温度可 以改善燃油使用经济性，但导致NOX增加。而不依赖于转速和负 荷的喷射正时控制能力，是在燃油消耗率和排放之间实现最佳平 衡的关键措施。
1.3.5可变的预喷射控制能力
预喷射可以降低颗粒排放，又不增加NOX排放，还可改善柴 油机冷启动性能、降低冷态工况下白烟的排放，降低噪声，改 善低速扭矩。但是预喷射量、预喷射与主喷射之间的时间间隔 在不同工况下的要求是不一样的。因此具有可变的预喷射控制能力对柴油机的性能和排放十分有利。
1.3.6最小油量的控制能力
供油系统具有高喷射压力的能力与柴油机怠速所需要的 小油量控制能力发生矛盾。当供油系统具有预喷射能力后将 会使控制小油量的能力进一步降低。由于工程机械用柴油机 的工况很复杂，怠速工况经常出现，而电喷柴油机容易实现最 小油量控制。
1.3.7快速断油能力
喷射结束时必须快速断油，如果不能快速断油，在低压力 下喷射的柴油就会因燃烧不充分而冒黑烟，增加HC排放。电 喷柴油机喷油器上采用的高速电磁开关阀很容易实现快速断 油。
1.3.8降低驱动扭矩冲击载荷
燃油喷射系统在很高的压力下工作，既增加了驱动系统 所需要的平均扭矩，也加大了冲击载荷。燃油喷射系统对驱 动系统平稳加载和卸载的能力，是一种衡量喷射系统的标准。 而电喷柴油机技术中的高压共轨技术则大大降低了驱动扭矩 冲击载荷。
第二章 柴油机电子控制技术的目的及优点
§2.1 柴油机电子控制技术的目的
      优化动力性、改善燃油使用经济性、控制排放，使柴油机从 怠速至额定转速范围内均能获得最佳工作状况，防止可能发生的 危险运行状况，延长零用寿命。

  §2.2 柴油机电子控制技术的优点
2.2.1具有多功能的自动调节性能
工程机械用柴油机的运转工况是多变的，而且对油耗、排放 和可靠性等要求较高。自动控制技术应用于柴油机的调节系统正 好可以实现多功能的自动调节，从而保证柴油机动力性、燃料使 用经济性、可靠性和操作方便性等性能充分发挥。
2.2.2减轻质量、缩小尺寸、提高柴油机的紧凑性
对于现代高速柴油机而言，由于驱动喷油泵的扭矩较大，要 设计一个紧凑和可靠的供油提前自动调节器很复杂，而且在柴油 机总体布置上也比较困难。采用自动控制技术解决供油提前角自 动调节问题，不仅可以容易地解决上述难题，而且提高了柴油机 的紧凑性。
2.2.3部件安装连接方便，提高了维修性
采用自动控制系统，相关部件尺寸减小(特别是燃油供给系 统)，安装部位免受空间位置的约束，连接简便，有利于柴油机 日常维护及修理。
2.2.4扩展了故障诊断、联络等功能
采用自动控制系统，可方便地与微型计算机相连，很容易实 现柴油机性能检测与故障诊断功能，柴油机运行及检测数据的存 储与传递等问题也迎刃而解，便于科学管理和使用。
2.2.5使柴油机的动力输出和负荷得到更精确的匹配
随着工程机械制造技术高速发展，为了提高自行式工程机械 的作业效能，采用了电喷柴油机，电控自动变速器等自动控制装置，使自行式工程机械在作业 时，能随着负荷的变化在一定范围内自动调整动力输出、动力传 递，柴油机的动力输出和负荷得到更精确的匹配，充分发挥工程 机械作业效能。
第三章 柴油机电控技术的特点
柴油机电控技术与汽油机电控技术有许多相似之处，整个系 统都是由传感器、电控单元和执行器三部分组成。在电控喷射方 面柴油机与汽油机的主要差别是，汽油机的电控喷射系统只是 控制空燃比(汽油与空气的比例)，柴油机的电控喷射系统则 是通过控制喷油时间来调节输出油量的大小，且柴油机喷油控制 是由发动机的转速和加速踏板位置(油门、供油拉杆位置)来决定 的。柴油机电控技术有两个明显的特点：一是柴油喷射电控执行 器复杂，二是柴油电控喷射系统的多样化。
§3.1 柴油机是一种热效率比较高的动力机械
柴油机燃油喷射具有高压、高频、脉动等特点。其喷射压力 高达200MPa，为汽油机喷射压力的百倍以上。对燃油高压喷射系 统实施喷油量的电子控制，困难大得多。而且柴油喷射对喷射正 时的精度要求很高，相对于柴油机活塞上止点的角度位置远比汽 油机要求准确，这就导致了柴油喷射的电控执行器要复杂得多。
§3.2 由于柴油机的喷射系统形式多样
传统的柴油机具有直列泵、分配泵、泵喷油器、单缸泵等结构完全不同的系统。实施电控技 术的执行机构比较复杂，形成了柴油喷射系统的多样化；同时柴 油机需要对油量、定时、喷油压力等多参数进行综合控制，其软 件的难度也大于汽油机。
第四章 电控柴油喷射系统分类
最先出现的是电控喷油泵技术，而后又发展了电控泵喷嘴技 术和高压共轨喷射技术，后两种技术是现在最主要的柴油机电控 喷射技术。其中，电控泵喷嘴技术的喷油压力非常高，可以达到 200MPa，并且泵和喷嘴装在一起，所以只需要很短的高压油引 导部分，泵喷嘴系统也可以实现很小的预喷量，其喷油特性是三 角形的，并采用了分段式预喷射，这是很符合柴油机的要求 (大众公司的TDI发动机就是使用这种技术)。但电控泵喷嘴技 术的喷油压力受柴油机转速影响，使用蓄压系统的高压共轨技 术可以解决这个问题。它的喷油压力低于泵喷嘴系统，能达到 160MPa。有些公司看中了它对任意缸数的发动机喷油压力调节 很宽泛的特点，逐步扩大其使用范围(最早使用高压共轨的轿车 是阿尔法罗密欧156和奔驰C级别车)。
§4.1第一代柴油机电控燃油喷射系统
也称位置控制系统，它用 电子伺服机构代替机械调速器控制供油滑套位置以实现供油 量的调整。其特点是保留了传统的喷油泵——高压油管—— 喷油器系统，只是对齿条或滑套的运动位置由原来的机械调速器控制改为计算机控制(见图 1)。这类技术已发展到了可以同时控制定时和预喷射的TICS系统。








§4.2第二代柴油机电控燃油喷射系统也称时间控制系统。
供油仍维持传统的脉动式柱塞泵油方式，如博世公司的电控泵 喷嘴系统(见图2)，但供油量和喷油定时的调节则由电脑控制的强力快速响应电磁阀的开闭时刻所 决定。一般情况下，电磁阀关闭时，执行喷油，电磁阀打开时，喷 油结束；喷油始点取决于电磁阀关闭时刻，喷油量则取决于电磁阀关闭时间的长短。时间控制系 统的控制自由度更大。

图2  第二代柴油机电控燃油喷射系统(时间控制系统)

§4.3第三代也称为直接数控系统。
它完全脱开了传统的油泵 分缸燃油供应方式，通过共轨和喷油压力/时间的综合控制， 实现各种复杂的供油回路和特性(见图3)。

图3  高压共轨喷油压力控制系统(直接数控系统)
因柴油机的喷射系统形式多样。国外柴油机的电控系统也型 式多样，有直列泵和分配泵的可变预行程TICS系统，有基于时间 控制的泵喷嘴系统，有蓄压共轨系统和高压共轨系统等。各种技 术方案都在原有的基础上发展，但高压共轨系统是总的发展方向。
第五章 高压共轨电控喷射系统
§5.1 共轨(Common-rail)式电控燃油喷射技术的原理
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 油管内的残余压力都会发生变化，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。
共轨技术是指由高压油泵、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， 喷油量大小取决于共轨管(公共供油管)压力和电磁阀开启时间 的长短。
共轨式电控燃油喷射技术，通过共轨直接或间接地形成恒定 的高压燃油分送到每个喷油器，并借助于集成在每个喷油器上的 高速电磁开关阀的开启与闭合，定时定量地控制喷油器喷射至柴油机燃烧室的油量，从而保证柴 油机达到最佳的燃烧比和良好的雾化，以及最佳的着火时间、足 够的着火能量和最少的污染排放。
其主要由电控单元、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 燃油加压送入高压共油轨，高压共油轨中的压力由电控单元根据 共油轨压力传感器测量的共油轨压力以及需要进行调节，高压共 油轨内的燃油经过高压油管，根据柴油机的运行状态，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汽缸(见图4)。

图4  高压共轨系统燃油流程
§5.2 共轨式电控燃油喷射技术的特点
  柴油机共轨式电控燃油喷射技术是一种全新的技术集计算 机控制技术、现代传感检测技术以及先进的喷油器结构于一身。 它不仅能达到较高的喷射压力、实现喷射压力和喷油量的控制， 而且还能实现预喷射和分段喷射，从而优化喷油特性、减低柴 油机噪声和大大减少废气有害成分的排放量。其特点为：
(1)采用先进的电子控制装置及配有高速电磁开关阀，使得 喷油过程的控制十分方便，并且可控参数多，利于柴油机燃烧过 程的全程优化。
(2)采用共轨方式供油，喷油系统压力波动小，各喷油器间相 互影响小，喷射压力控制精度较高，喷油量控制较准确。
(3)高速电磁开关阀频率高，控制灵活，使得喷油系统的喷射压力可调范围大，并且能方便地 实现预喷射等功能，为优化柴油机喷油规律、改善其性能和降低 废气排放提供了有效手段。
(4)系统结构移植方便，适应范围广，尤其是与目前的小型、 中型及重型柴油机均能很好匹配，因而市场前景广阔。
§5.3高压共轨电控燃油喷射技术的发展前景
高压共轨系统被认为是20世纪内燃机技术的3大突破之一。目前，有待研究的有：
(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、高频响应电磁开关阀在制造过程中的关键技术问 题。  
第六章         电控分配泵结构工作原理与维修

§6 .1电控分配泵结构
与传统的分配泵相比较，电控分配泵有电控执行器取代了复杂的全速机械调速器，；由电磁阀控制液压喷油正时调整机构。其他结构仍然与传统分配泵结构相同。
电控分配泵电控部分由传感器、微机控制单元和执行器组成。
§6.2电控分配泵的分类
电控分配泵系统按喷油量、喷油时间的控制方式分为：
6．2．1位置控制式—微机控制单元通过控制执行器以及机械结构来控制溢流环的位置，从而实现喷油量的控制；
6．2．2时间控制式—微机控制单元中设有时钟，通过利用时钟，控制喷油终了时间，从而控制喷油量。控制喷油终了的执行机构是电磁阀，对每次喷油都可以进行控制，因此，可以取消其他的喷油量控制机构。另外，在时间控制方式中，电子回路比较简单。现在比较先进的电控分配泵普遍采用时间控制式。有些时间控制式还具有喷油率控制功能。
§6.3电控分配泵的控制功能
电控分配泵燃油喷射系统是根据各种传感器的信息检测出发动机的实际运行状态，由微机完成如下控制：①喷油量控制；②喷油时间控制；③怠速转速控制；④故障诊断功能；⑤故障应急功能；⑥有些时间控制式还具有喷油率控制功能。
§6.4喷油量控制
发动机转速和加速踏板位置、空气流量计（对于有空气流量计的电控分配泵）是决定基本喷油量，同时，还要根据发动机的负荷、冷却水温度、进气压力等对基本进气时间进行修正，决定目标喷油量。
6．4．1位置控制式喷油量控制：
位置控制式喷油量控制是由ECU控制电动调速器中的控制套筒的位置来实现增减喷油量。转子式电磁执行器和油量控制机构组成。（见图4）
位置控制式喷油量控制工作原理：非对称磁极芯上绕有线圈ECU根据有关输入信号可通过改变占空比的方法控制流入线圈电流大小使转子在0-60%范围内旋转，通过转子轴端偏心安装的滚珠改变控制套筒的位置来实现喷油量的增减控制，转子上端有控制套筒位置传感器用以向ECU反馈喷油量的变化情况。
6.4.2 时间控制式喷油量控制
时间控制式喷油量控制。控制柱塞泵高压室与低压室的通路溢流阀的开启时刻改变柱塞的泵油行程（有效行程）来实现ECD-Ⅱ型系统电磁溢流阀直接控制溢流通路简单迅速、喷油量精确。电磁溢油阀式电控分配泵的优点：a、停止喷油器干脆；b、关闭时能保持高压室燃油压力；        c、响应快发动机高速时也能精确控制喷油量；d、电磁阀线圈为12V或12V以下，功率消耗小。
6.4.3 喷油时间控制：
为了实现发动机中的最佳燃烧，必须根据运行工况和环境条件经常地调节喷油时间。对于电控分配泵的喷油时间控制来说，发动机转速和加速踏板位置是决定基本喷油时间，同时，还要根据发动机的负荷、冷却水温度、进气压力等对基本进气时间进行修正，决定目标喷油时间。
6.4.4 进气节流控制：
电控分配泵电控系统通过控制节气门的开度，控制进气量，降低怠速时的振动和噪声，停车时系统关闭节气门中断进气，减轻发动机的振动。
6.4.5电控分配泵传感器
1）        空气流量计：
空气流量计所测得的数值由发动机控制器用于计算出必需的燃油供应量以及废气回流量，其作用与微机控制汽油喷射发动机中空气流量计作用相同，微机控制单元通过检测到多少空气，微机控制单元就发出喷多少油的指令。当空气流量计的信号中断，则发动机控制器将以一个预先设定的数值计算。
2）发动机转速传感器：
发动机转速传感器的信号，即发动机转速也是用于计算供油量的一个基本因素和上死点信号被用于喷射起始的监控。如果转速传感器出错时，将使用径向柱塞泵中转角传感器测得的转速信号。发动机转速传感器与微机控制汽油喷射发动机的发动机转速传感器结构、工作原理与特性是相同的。
3）油门位置传感器：
油门位置传感器测得数值由发动机控制器用于计算必需的供油量和废气回流量。
用于检测加速踏板的运动行程，向发动机计算机反映车主驾驶意图的信息。油门踏板位置传感器是一个无触点的双电位器传感器，由计算机供5V电压，传感器向计算机发出两路反映油门踏板位置的电压信号，一路是另一路的两倍。计算机根据此信号可进行车主期望的扭矩需求、油门踏板位置和加减速工况计算，经计算机内部统一协调后控制执行器工作。
4）针阀升程传感器
针阀升程传感器用来检测喷油器针阀升程，从而检测到喷油器的工作状况，同时ECM也可以检测到喷油正时（喷油提前角）、喷油压力变化、喷油率以及喷油量（喷油持续时间）。
5）冷却液温度传感器：
冷却液温度将作为计算供油量的修正值使用。如果冷却液温度传感器失灵，发动机控制器将设定一个固定值。
6）进气管压力传感器：
进气管压力传感器用来检测进气管压力值大小。对于SDI型发动机，进气管压力传感器用来间接检测发动机进气量的；对于具有涡轮增压功能的发动机，如果增压压力和预定值不符，发动机控制器将通过增压压力限定电磁阀进行调整。如果进气管压力传感器失效，则不能再调节增压压力，增压压力限定值保持不变。发动机功率下降。
7）离合器开关：
通过此信号发动机识别离合器的离合情况，在操作离合器时，供油量暂时减少，避免在换挡时产生冲击
在换档时可能产生冲击。在错误存储器中不会保存记录。
8）刹车灯开关和刹车踏板开关：
两个信号都由发动机控制器用于对车辆的监控。如果其中的一个失灵，发动机控制器将减少供油量，功率下降。
9）转角传感器
传感轮的六个缺口对气缸的顺序是固定的，因此喷射泵控制器可以从新计算每次供油的喷射时间和数量
喷射泵控制器不能确定气缸顺序和泵的转速。不再喷射燃油。发动机熄火并不能再起动。
10）机油温度传感器
此信号用于监控机油情况，如果过热，将减少供油量以避免损坏。
发动机控制器将使用固定的替代值。保护的作用有限。发动机继续以较低的功率运转。
11）少油传感器；
用于避免供油系统缺油。径向柱塞泵必须一直充满燃油，否则会产生损坏。
“缺油报警”功能在发动机控制器中关闭。驾车者通过报警灯能了解到有故障。燃油系统中的油可能会耗尽。
第七章 柴油发动机维护保养特点
根据柴油发动机的结构性能特点，结合具体的使用环境条件，在维护保养作业方面与汽油发动机有许多不同之处，应引起重视，并采取适当的措施
7.1 发动机油的正确选用与更换
    由于TDI采用高压缩比的涡轮增压技术，工作转速高、负荷大，并采用强制曲轴箱通风及EGR装置，机油工作条件苛刻容易变质，故应选用的机油必须适合这些工作条件的API等级，如大众公司的专用机油VW50000、VW501 00、VW50200或符合API  CG、CH或CI等级的其它晶牌机油；粘度等级应选用具有优良的氧化安定性、热稳定性及高低温使用性的多标号机油，如SAE5W-40；必须按保养规程更换机油，一般每12个月或15000km更换机油及机油滤清器，如经常短途行驶、工作环境恶劣或在低温条件下使用，则适当缩短更换周期。
   7.2 使用清洁的燃油和正确选用牌号
    高压泵喷嘴的工作压力高达200MPa，油泵喷嘴的结构精密，喷嘴的喷孔直径仅为0.205mm，对柴油的品质要求较高，如果长期使用含杂质和水的不洁净柴油，易导致供油不畅，堵塞喷孔，引起故障，甚至造成泵喷嘴早期磨损，缩短使用寿命，故一方面应使用清洁的柴油，尽量到信誉好且有质量保障的加油站加油，另一方面严格按照保养规程定期清洁油水分离器，排掉分离器中的水，一般放水操作间隔为7500km，并且严格按照规程更换柴油滤清器，一般间隔为15000km，如果用油环境较差，需适当缩短保养和更换的周期。此外，应根据车辆使用的地区季节气温正确选用柴油牌号，一般柴油的牌号比季节最大气温高2~3•C确保柴油在高压供油系统的流动。
    7.3 尽可能使用低硫柴油
    柴油中过高的硫含量对供油系统中部件有腐蚀作用，燃烧后产生大量S02对环境造成污染，而且对后处理催化装置中的触媒有害，影响该装置的处理效果。目前，在我国许多地区，尤其是大、中城市，已经有500ppm的低硫柴油供应，因此，有条件的用户应尽可能使用这种柴油。
    7.4 重视空气滤清器的维护保养
    由于柴油采用涡轮增压，从空气滤清器吸入的空气量大，在滤芯中容易积聚灰尘，影响发动机的进气量，造成功率下降，灰尘被吸入到发动机内部，易造成机件磨损，灰尘积聚在进气道中尤其影响空气流量计中的传感器，使其精度下降，甚至造成损坏，因此，必须严格按照定期保养规程更换空气滤清器的滤芯，一般规定更换里程为3万公里，在高尘地区行驶的轿车应增加更换空气滤清器滤芯的次数，并且定期用压缩空气清洗滤芯，尽量保持清洁。
    7.5 正时齿带的检查和更换
    为了降低TDI的工作噪音，泵喷嘴也采用齿带驱动，而且和配气机构使用同一条齿带，因此它的工作负荷远比汽油机的大，为避免因齿带断裂造成发动机的严重损坏，应特别重视对其进行定期检查和更换，一般检查间隔为8000km，更换间隔为60000km。检查正时齿带时应注意观察其表面情况，如果发现齿带任一侧边缘与前、后张紧轮突缘之间的间隙超过1～2mm，显示皮带出现了偏磨，会不断加剧磨损；其次，齿带的外表面有明显的裂缝，说明橡胶已经老化；再者，如带齿过度磨损或齿带上有油污(齿带材料易受到污染而变质)，应立即更换齿带，同时更换前后张紧轮；定期检查磨损指针，指针因齿带磨损会向左偏移，当指针移到调整范围的极限位置时，必须更换齿带，在日常检查指针时，要测量指针距离磨损极限的距离，并做好记录。
    7.6 中间冷却器的清洁保养
    进气中冷器主要是降低进气温度，以降低NOx的排放，长期使用后由于灰尘污物的积聚在中冷器外部表面导致散热性变差，使进气温度升高，降低充气效率，应定期对其进行清洁保养。
    7.7 进气歧管的清洁
    由于采用曲轴箱强制通风(CCV)及GER废气再循环系统，CCV的油烟与GER的炭粒形成黑色焦油附在进气歧管内，数量增多后会减少进气量，降低发动机功率。因此，须定期对进气歧管进行清洁保养。
   7.8 泵喷嘴的定期清洁调整
    泵喷嘴是精密部件，由于燃料中存在杂质，长期使用后杂质积聚在泵喷嘴内部，影响泵喷嘴的喷油质量，出现怠速不稳等故障，易造成部件磨损，因此应定期对其进行清洁，并对喷油压力及喷油量进行校正调整。
    7.9 定期检查MAF传感器
    MAF的作用是检测进气量，以便与电控系统协调控制高压燃油喷射，使发动机工作在最佳状态，因此，应使用专用的VAG-COM仪器对MAF传感器进行定期准确性检测，如出现检测值与标准值有大的偏差或损坏时则必须要更换，以确保发动机正常工作。
    7.10 优质的配件和专业的维修服务保障
    柴油发动机维护保养时，必须更换优质的零部件，应使用有质量保障的原厂配件；在维护保养过程中要使用许多专用的工具和仪器，必须到专业的修理厂进行维护保养，最好到制造厂指定的售后服务维修厂，以保证维修质量。

第八章  维修实例
一辆依维柯

发动机型号8140.43S（柴油共轨电喷）

故障现象：有时加不上油，嘬车~

故障判断：油压不够或电脑控制断油

故障检测：用检测仪，测量燃油压力，在正常范围之内，油压排除。
什么情况导致的电脑控制断油？1。超速 2。转速超过4000转   3。油门或刹车开关故障   4。高压泵压力调节器故障。
经检测1.2.3被排除，只剩下高压泵压力调节器，因无调节器单独配件，只能跟换高压泵总成，因为是新车还没出保修期，和主机厂联系，同意索赔高压泵总成

故障排除：更换高压泵总成

    故障点评：一般情况下，出现这种故障的，多是行使十万公里以上的车辆，由于国产的柴油比较脏，长期使用后会杜堵塞压力调节器滤网，而这辆车是新车，按说不会出现这个现象，怀疑是国产柴油滤芯质量问题，滤芯内部的滤纸不合格导致，但服务站无法考证，已经将意见反馈给主机厂，只有主机厂有能力证实。

    介绍：依维柯共轨发动机高压泵压力调节器滤网及其精密，国内目前的技术力量，无法清洗，它这个滤网需借助显微镜才能看清。
                                                                                                                   一辆宝来车不易启动
故障现象
    一辆行驶了32000km的宝来柴油，凉车不易启动，有时热车也出现启动困难。
故障诊断与排除
    (1)、连接VAS5051，对发动机控制单元进行故障读取，发现发动机故障储存器无故障存储，系统正常。
    (2)、在柴油滤清器处进行燃油压力检查，发现燃油压力正常。为了彻底查找故障部位，我们更换了新的柴油滤清器，发现故障仍然存在。
    (3)、排除电路和油路原因，我们重点检查气路。重新连接VAS5051读取数据流，在检查数据组3时，仔细观察各数据区的数据变化，发现2区进气量偶尔变化异常，很有可能此故障就是由于进气量引起的。
    (4)、检查真空储气罐，发现真空储气罐及其真空管路有漏气现象，导致真空损失，进而引起进气翻板（节气门）打不开或打开不到位，经检查发现真空储气罐及其真空连接管路均无漏气处。
    (5)、熄灭发动机，反复开关点火钥匙，仔细观察进气翻板动作情况，发现废气再循环阀动作缓慢，打开或关闭不及时。
    (6)、怀疑是进气翻板故障，而控制进气翻板的各真空装置均正常，故我们拆解进气翻板进行检查，发现有大量积炭存在（如图4所示）。故障原因找到了，因为存在大量积炭，造成进气翻板打开或关闭困难，进而引起启动困难。

图4 产生积炭的位置
(7)、清除节气门积炭，重新试车，故障消失。
故障分析
    由于此车有时加入劣质燃油，而且空气滤清器更换不及时，造成节气门处积炭过多，而在启动时，真空控制节气门开闭不到位，造成启动困难，所以我们在检查时需要依靠数据组中的数据流变化判断。


一汽捷达柴油车

故障现象：
    试车发现，电源正常，起动机工作良好，长时间起动有着车现象，但不能持久。
故障诊断：
    因为柴油机燃烧方式不同于汽油机，属于压燃式，利用压缩空气产生的高温(700～900℃)、高压环境使喷入气缸内的柴油自燃( 自燃点在380℃左右) 推动活塞做功。所以分析该车不着车的原因可能有：
    (1)、柴油中含水是否过大或燃油短缺。
    (2)、 柴油直接喷射控制系统有问题( 保险丝、直喷继电器、高压喷油泵、控制电路、供油提前角、喷油器等)。
    (3)、 进气量严重不足(空气滤清器过脏、进气道堵塞)。检查发现油箱中有半箱油且此柴油标号适合环境温度(35 号)，进气系统正常，V.A.G1552 诊断无故障存储，接下来又检查了保险丝、直喷继电器，为了彻底排除传感器存在问题的影响，又检查曲轴位置传感器、针阀升程传感器等，未发现异常情况。随后又测量了喷油器、缸压、，对了正时。在排除这些因素影响的条件下，依据长时间起动有着车的迹象这一现象，先拔下高压喷油泵回油管，发现无油(起动车情况下) 。因为装配在捷达车上的柱塞式高压泵内部是完全充满柴油的。当出现缺油或空腔时，极易损坏泵内部件，又会造成喷油不良，引起不易着车。所以该车故障还是应在供油不足上。于是从高压泵进油管处直接供油，对高压泵加注柴油方法。当加注完成后，在直接供油情况下起动车，车一下便着了，且相当的好。认为故障找到了，便将油路重新安装，并对柴油滤清器加注部分柴油，包括进油管路。再次起动车着车，且加速有力。但当准备收工时，却意外地发现在车后桥部位有油漏出，于是停机检查。发现夹持油管的支架和进油管均被磕坏，进油管至油箱的管中没有油滴出，但柴油滤清器端却在滴油(刚刚加进去的) ，至此故障彻底查出。车主在行车时磕断了进油管，油无法供应，当柴油滤清器中的油耗到低于出油管深度后就吸入空气，无法着车(此前对柴油滤清器放水时仍有部分油滴出而忽视缺油过多)。
检查柴油机不着火，应先确定正时、油路正常的情况
下再深入分析
JETTA 柴油机的正时皮带的更换周期一般在6~7万公里。但10~15万公里一般没有问题












参考文献

1、《汽车发动机燃油喷射技术》李春明主编 北京理工大学出版社
2、《汽车柴油机构造与使用》蒋向佩主编 机械工业出版社
3、《特种发动机》朱仙鼎主编 机械工业出版社

工程建设机械2005.NO.12

使用与维修
4、网站：8848汽车技术论坛
5、www.nanfangqx.com
6、作者：王遂双  汽车原理与检修
7、网站：汽车中国

caihaide

绪论


笨重、噪音大、喷黑烟，令许多人对柴油机的直观印象不佳，加上柴油机的构造比较复杂，不少人对柴油机缺乏了解，尤其对现代先进的柴油机缺乏了解，因此柴油机汽车在一些城市成了“被限制的对象”，受到种种歧视。其实经过多年的研究和新技术应用，现代柴油机的现状已与往日不可同喻。现代先进的汽车柴油机一般采用电控喷射、共轨、涡轮增压中冷等技术，在重量、噪音、烟度等方面已取得重大突破，达到了汽油机的水平。目前国外轻型汽车用柴油机日益普遍英国卢卡斯公司、德国博世公司、奔驰汽车公司、美国通 用的底特律柴油机公司、康明斯公司、卡特彼勒公司、等都有采用柴油发动机的车型。








目录


第一章 柴油机电子控制技术的发展状况及发展趋势………………    3
§1.1柴油机电子控制技术的发展状况……………………………………………………      3
§1.2何谓电喷柴油机………………………………………………………………………      3
§1.3柴油机电子控制技术的发展趋势……………………………………………………       4
第二章 柴油机电子控制技术的目的及优点…………………………    5
§2.1柴油机电子控制技术的目的…………………………………………………………      5  §2.2柴油机电子控制技术的优点…………………………………………………………      5
第三章 柴油机电控技术的特点………………………………………    6
§3.1 柴油机是一种热效率比较高的动力机械 …………………………………………       6
§3.2 由于柴油机的喷射系统形式多样……………………………………………………      6
第四章 电控柴油喷射系统的分类……………………………………    6
§4.1第一代柴油机电控燃油喷射系统……………………………………………………      6
§4.2第二代柴油机电控燃油喷射系统……………………………………………………      7
§4.3第三代也称为直接数控系统…………………………………………………………       8  
第五章 高压共轨电控喷射系统………………………………………    8

§5.1共轨式电控燃油喷射技术的原理……………………………………………………     8
§5.2共轨式电控燃油喷射技术的特点……………………………………………………     9
§5.3高压共轨电控燃油喷射技术的发展前景……………………………………………      10
第六章 电控分配泵结构工作原理与维修……………………………   11
§6-1电控分配泵结构…………………………………………………………………………      11
§6-2电控分配泵的分类…………………………………………………………………………     11
§6-3 电控分配泵的控制功能……………………………………………………………………    11
§6-4喷油量控制…………………………………………………………………………………   11
第七章 柴油发动机维护保养特点………………………………………  13   第八章 维修实例…………………………………………………………  15   参考文献…………………………………………………………………   18








第一章 柴油机电子控制技术的发展状况及发展趋势  
§1.1 柴油机电子控制技术的发展状况
柴油机电子控制技术始于20世纪70年代，20世纪80年代 以来，英国卢卡斯公司、德国博世公司、奔驰汽车公司、美国通 用的底特律柴油机公司、康明斯公司、卡特彼勒公司、日本五十 铃汽车公司及小松制作所等都竞相开发新产品并投放市场，以满 足日益严格的排放法规要求。
由于柴油机具备高扭矩、高寿命、低油耗、低排放等特 点，柴油机成为解决汽车及工程机械能源问题最现实和最可靠的手段。因此柴油机的使用 范围越来越广，数量越来越多。同时对柴油机的动力性能、经 济性能、控制废气排放和噪声污染的要求也越来越高。依靠 传统的机械控制喷油系统已无法满足上述要求，也难以实现 喷油量、喷油压力和喷射正时完全按最佳工况运转的要求。近 年来，随着计算机技术、传感器技术及信息技术的迅速发展 ，使电子产品的可靠性、成本、体积等各方面都能满足柴油机进 行电子控制的要求，并且电子控制燃油喷射很容易实现。
实际上，柴油机排气中CO和HC比汽油机少得多，NOX排放量与汽油机相近，只是排气微 粒较多，这与柴油机燃烧机理有关。柴油机是一种非均质燃烧， 可燃混合气形成时间很短，而且可燃混合气形成与燃烧过程交错 在一起。通过分析柴油机喷油规律得到：喷入燃料的雾化质量、 汽缸内气体的流动以及燃烧室形状等均直接影响燃烧过程的进展 以及有害排放物的生成。提高喷油压力和柴油雾化效果、使用预 喷射、分段喷射等可以有效的改善排放。
经过多年的研究和新技术应用，柴油机的现状已与以往大不 相同。现代先进的柴油机一般采用电控喷射、高压共轨、涡轮增压中冷等技术，在重量、噪音、烟 度等方面已取得重大突破，达到了汽油机的水平。随着国际上日 益严格的排放控制标准 (如欧洲Ⅳ、Ⅴ标准)的颁布与实施，无论是汽油机还是柴油机都面临着严 峻的挑战，解决的办法之一是采用电子控制燃油喷射的技术。现 在，柴油机电子控制技术在发达国家的应用率已达到60%以上。
§1.2 何谓电喷柴油机
采用电子控制燃油喷射及排放的柴油机即为电喷柴油机。 电喷柴油喷射系统由传感器、ECU(计算机)和执行机构三部分 组成。其任务是对喷油系统进行电子控制，实现对喷油量以 及喷油定时随运行工况的实时控制。采用转速、油门踏板位 置、喷油时刻、进气温度、进气压力、燃油温度、冷却水温度等 传感器，将实时检测的参数同时输入计算机(ECU)，与已储存 的设定参数值或参数图谱(MAP图)进行比较，经过处理计算按 照最佳值或计算后的目标值把指令送到执行器。执行器根据 ECU指令控制喷油量(供油齿条位置或电磁阀关闭持续时间)和 喷油正时(正时控制阀开闭或电磁阀关闭始点)，同时对废气再 循环阀、预热塞等执行机构进行控制，使柴油机运行状态达 到最佳。
§1.3柴油机电子控制技术的发展趋势
1.3.1高的喷射压力
为满足排放法规的要求，柴油喷射压力从10MPa提高到200MPa。如此高的喷射压力可明显改善柴油和空气的混合质量，缩短着火延迟期，使燃烧更 迅速、更彻底，并且控制燃烧温度，从而降低废气排放。
1.3.2独立的喷射压力控制
传统柴油机的供油系统的喷射压力与柴油机的转速负荷有 关。这种特性对于低转速、部分负荷条件下的燃油经济性和排放 不利。若供油系统具有不依赖转速和负荷的喷射压力控制能力， 就可选择最合适的喷射压力使喷射持续期、着火延迟期最佳，使 柴油 机在各种工况下的废气排放最低而经济性最优。
1.3.3改善柴油机燃油经济性
用户对柴油机的燃油消耗率非常关注。高喷射压力、独立的 喷射压力控制、小喷孔、高平均喷油压力等措施都能降低燃油消 耗率，从而提高了柴油机的燃油使用经济性。
1.3.4独立的燃油喷射正时控制
喷射正时直接影响到柴油机活塞上止点前喷入汽缸的油量， 决定着汽缸的峰值爆发压力和最高温度。高的汽缸压力和温度可 以改善燃油使用经济性，但导致NOX增加。而不依赖于转速和负 荷的喷射正时控制能力，是在燃油消耗率和排放之间实现最佳平 衡的关键措施。
1.3.5可变的预喷射控制能力
预喷射可以降低颗粒排放，又不增加NOX排放，还可改善柴 油机冷启动性能、降低冷态工况下白烟的排放，降低噪声，改 善低速扭矩。但是预喷射量、预喷射与主喷射之间的时间间隔 在不同工况下的要求是不一样的。因此具有可变的预喷射控制能力对柴油机的性能和排放十分有利。
1.3.6最小油量的控制能力
供油系统具有高喷射压力的能力与柴油机怠速所需要的 小油量控制能力发生矛盾。当供油系统具有预喷射能力后将 会使控制小油量的能力进一步降低。由于工程机械用柴油机 的工况很复杂，怠速工况经常出现，而电喷柴油机容易实现最 小油量控制。
1.3.7快速断油能力
喷射结束时必须快速断油，如果不能快速断油，在低压力 下喷射的柴油就会因燃烧不充分而冒黑烟，增加HC排放。电 喷柴油机喷油器上采用的高速电磁开关阀很容易实现快速断 油。
1.3.8降低驱动扭矩冲击载荷
燃油喷射系统在很高的压力下工作，既增加了驱动系统 所需要的平均扭矩，也加大了冲击载荷。燃油喷射系统对驱 动系统平稳加载和卸载的能力，是一种衡量喷射系统的标准。 而电喷柴油机技术中的高压共轨技术则大大降低了驱动扭矩 冲击载荷。
第二章 柴油机电子控制技术的目的及优点
§2.1 柴油机电子控制技术的目的
      优化动力性、改善燃油使用经济性、控制排放，使柴油机从 怠速至额定转速范围内均能获得最佳工作状况，防止可能发生的 危险运行状况，延长零用寿命。

  §2.2 柴油机电子控制技术的优点
2.2.1具有多功能的自动调节性能
工程机械用柴油机的运转工况是多变的，而且对油耗、排放 和可靠性等要求较高。自动控制技术应用于柴油机的调节系统正 好可以实现多功能的自动调节，从而保证柴油机动力性、燃料使 用经济性、可靠性和操作方便性等性能充分发挥。
2.2.2减轻质量、缩小尺寸、提高柴油机的紧凑性
对于现代高速柴油机而言，由于驱动喷油泵的扭矩较大，要 设计一个紧凑和可靠的供油提前自动调节器很复杂，而且在柴油 机总体布置上也比较困难。采用自动控制技术解决供油提前角自 动调节问题，不仅可以容易地解决上述难题，而且提高了柴油机 的紧凑性。
2.2.3部件安装连接方便，提高了维修性
采用自动控制系统，相关部件尺寸减小(特别是燃油供给系 统)，安装部位免受空间位置的约束，连接简便，有利于柴油机 日常维护及修理。
2.2.4扩展了故障诊断、联络等功能
采用自动控制系统，可方便地与微型计算机相连，很容易实 现柴油机性能检测与故障诊断功能，柴油机运行及检测数据的存 储与传递等问题也迎刃而解，便于科学管理和使用。
2.2.5使柴油机的动力输出和负荷得到更精确的匹配
随着工程机械制造技术高速发展，为了提高自行式工程机械 的作业效能，采用了电喷柴油机，电控自动变速器等自动控制装置，使自行式工程机械在作业 时，能随着负荷的变化在一定范围内自动调整动力输出、动力传 递，柴油机的动力输出和负荷得到更精确的匹配，充分发挥工程 机械作业效能。
第三章 柴油机电控技术的特点
柴油机电控技术与汽油机电控技术有许多相似之处，整个系 统都是由传感器、电控单元和执行器三部分组成。在电控喷射方 面柴油机与汽油机的主要差别是，汽油机的电控喷射系统只是 控制空燃比(汽油与空气的比例)，柴油机的电控喷射系统则 是通过控制喷油时间来调节输出油量的大小，且柴油机喷油控制 是由发动机的转速和加速踏板位置(油门、供油拉杆位置)来决定 的。柴油机电控技术有两个明显的特点：一是柴油喷射电控执行 器复杂，二是柴油电控喷射系统的多样化。
§3.1 柴油机是一种热效率比较高的动力机械
柴油机燃油喷射具有高压、高频、脉动等特点。其喷射压力 高达200MPa，为汽油机喷射压力的百倍以上。对燃油高压喷射系 统实施喷油量的电子控制，困难大得多。而且柴油喷射对喷射正 时的精度要求很高，相对于柴油机活塞上止点的角度位置远比汽 油机要求准确，这就导致了柴油喷射的电控执行器要复杂得多。
§3.2 由于柴油机的喷射系统形式多样
传统的柴油机具有直列泵、分配泵、泵喷油器、单缸泵等结构完全不同的系统。实施电控技 术的执行机构比较复杂，形成了柴油喷射系统的多样化；同时柴 油机需要对油量、定时、喷油压力等多参数进行综合控制，其软 件的难度也大于汽油机。
第四章 电控柴油喷射系统分类
最先出现的是电控喷油泵技术，而后又发展了电控泵喷嘴技 术和高压共轨喷射技术，后两种技术是现在最主要的柴油机电控 喷射技术。其中，电控泵喷嘴技术的喷油压力非常高，可以达到 200MPa，并且泵和喷嘴装在一起，所以只需要很短的高压油引 导部分，泵喷嘴系统也可以实现很小的预喷量，其喷油特性是三 角形的，并采用了分段式预喷射，这是很符合柴油机的要求 (大众公司的TDI发动机就是使用这种技术)。但电控泵喷嘴技 术的喷油压力受柴油机转速影响，使用蓄压系统的高压共轨技 术可以解决这个问题。它的喷油压力低于泵喷嘴系统，能达到 160MPa。有些公司看中了它对任意缸数的发动机喷油压力调节 很宽泛的特点，逐步扩大其使用范围(最早使用高压共轨的轿车 是阿尔法罗密欧156和奔驰C级别车)。
§4.1第一代柴油机电控燃油喷射系统
也称位置控制系统，它用 电子伺服机构代替机械调速器控制供油滑套位置以实现供油 量的调整。其特点是保留了传统的喷油泵——高压油管—— 喷油器系统，只是对齿条或滑套的运动位置由原来的机械调速器控制改为计算机控制(见图 1)。这类技术已发展到了可以同时控制定时和预喷射的TICS系统。








§4.2第二代柴油机电控燃油喷射系统也称时间控制系统。
供油仍维持传统的脉动式柱塞泵油方式，如博世公司的电控泵 喷嘴系统(见图2)，但供油量和喷油定时的调节则由电脑控制的强力快速响应电磁阀的开闭时刻所 决定。一般情况下，电磁阀关闭时，执行喷油，电磁阀打开时，喷 油结束；喷油始点取决于电磁阀关闭时刻，喷油量则取决于电磁阀关闭时间的长短。时间控制系 统的控制自由度更大。

图2  第二代柴油机电控燃油喷射系统(时间控制系统)

§4.3第三代也称为直接数控系统。
它完全脱开了传统的油泵 分缸燃油供应方式，通过共轨和喷油压力/时间的综合控制， 实现各种复杂的供油回路和特性(见图3)。

图3  高压共轨喷油压力控制系统(直接数控系统)
因柴油机的喷射系统形式多样。国外柴油机的电控系统也型 式多样，有直列泵和分配泵的可变预行程TICS系统，有基于时间 控制的泵喷嘴系统，有蓄压共轨系统和高压共轨系统等。各种技 术方案都在原有的基础上发展，但高压共轨系统是总的发展方向。
第五章 高压共轨电控喷射系统
§5.1 共轨(Common-rail)式电控燃油喷射技术的原理
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 油管内的残余压力都会发生变化，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。
共轨技术是指由高压油泵、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， 喷油量大小取决于共轨管(公共供油管)压力和电磁阀开启时间 的长短。
共轨式电控燃油喷射技术，通过共轨直接或间接地形成恒定 的高压燃油分送到每个喷油器，并借助于集成在每个喷油器上的 高速电磁开关阀的开启与闭合，定时定量地控制喷油器喷射至柴油机燃烧室的油量，从而保证柴 油机达到最佳的燃烧比和良好的雾化，以及最佳的着火时间、足 够的着火能量和最少的污染排放。
其主要由电控单元、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 燃油加压送入高压共油轨，高压共油轨中的压力由电控单元根据 共油轨压力传感器测量的共油轨压力以及需要进行调节，高压共 油轨内的燃油经过高压油管，根据柴油机的运行状态，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汽缸(见图4)。

图4  高压共轨系统燃油流程
§5.2 共轨式电控燃油喷射技术的特点
  柴油机共轨式电控燃油喷射技术是一种全新的技术集计算 机控制技术、现代传感检测技术以及先进的喷油器结构于一身。 它不仅能达到较高的喷射压力、实现喷射压力和喷油量的控制， 而且还能实现预喷射和分段喷射，从而优化喷油特性、减低柴 油机噪声和大大减少废气有害成分的排放量。其特点为：
(1)采用先进的电子控制装置及配有高速电磁开关阀，使得 喷油过程的控制十分方便，并且可控参数多，利于柴油机燃烧过 程的全程优化。
(2)采用共轨方式供油，喷油系统压力波动小，各喷油器间相 互影响小，喷射压力控制精度较高，喷油量控制较准确。
(3)高速电磁开关阀频率高，控制灵活，使得喷油系统的喷射压力可调范围大，并且能方便地 实现预喷射等功能，为优化柴油机喷油规律、改善其性能和降低 废气排放提供了有效手段。
(4)系统结构移植方便，适应范围广，尤其是与目前的小型、 中型及重型柴油机均能很好匹配，因而市场前景广阔。
§5.3高压共轨电控燃油喷射技术的发展前景
高压共轨系统被认为是20世纪内燃机技术的3大突破之一。目前，有待研究的有：
(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、高频响应电磁开关阀在制造过程中的关键技术问 题。  
第六章         电控分配泵结构工作原理与维修

§6 .1电控分配泵结构
与传统的分配泵相比较，电控分配泵有电控执行器取代了复杂的全速机械调速器，；由电磁阀控制液压喷油正时调整机构。其他结构仍然与传统分配泵结构相同。
电控分配泵电控部分由传感器、微机控制单元和执行器组成。
§6.2电控分配泵的分类
电控分配泵系统按喷油量、喷油时间的控制方式分为：
6．2．1位置控制式—微机控制单元通过控制执行器以及机械结构来控制溢流环的位置，从而实现喷油量的控制；
6．2．2时间控制式—微机控制单元中设有时钟，通过利用时钟，控制喷油终了时间，从而控制喷油量。控制喷油终了的执行机构是电磁阀，对每次喷油都可以进行控制，因此，可以取消其他的喷油量控制机构。另外，在时间控制方式中，电子回路比较简单。现在比较先进的电控分配泵普遍采用时间控制式。有些时间控制式还具有喷油率控制功能。
§6.3电控分配泵的控制功能
电控分配泵燃油喷射系统是根据各种传感器的信息检测出发动机的实际运行状态，由微机完成如下控制：①喷油量控制；②喷油时间控制；③怠速转速控制；④故障诊断功能；⑤故障应急功能；⑥有些时间控制式还具有喷油率控制功能。
§6.4喷油量控制
发动机转速和加速踏板位置、空气流量计（对于有空气流量计的电控分配泵）是决定基本喷油量，同时，还要根据发动机的负荷、冷却水温度、进气压力等对基本进气时间进行修正，决定目标喷油量。
6．4．1位置控制式喷油量控制：
位置控制式喷油量控制是由ECU控制电动调速器中的控制套筒的位置来实现增减喷油量。转子式电磁执行器和油量控制机构组成。（见图4）
位置控制式喷油量控制工作原理：非对称磁极芯上绕有线圈ECU根据有关输入信号可通过改变占空比的方法控制流入线圈电流大小使转子在0-60%范围内旋转，通过转子轴端偏心安装的滚珠改变控制套筒的位置来实现喷油量的增减控制，转子上端有控制套筒位置传感器用以向ECU反馈喷油量的变化情况。
6.4.2 时间控制式喷油量控制
时间控制式喷油量控制。控制柱塞泵高压室与低压室的通路溢流阀的开启时刻改变柱塞的泵油行程（有效行程）来实现ECD-Ⅱ型系统电磁溢流阀直接控制溢流通路简单迅速、喷油量精确。电磁溢油阀式电控分配泵的优点：a、停止喷油器干脆；b、关闭时能保持高压室燃油压力；        c、响应快发动机高速时也能精确控制喷油量；d、电磁阀线圈为12V或12V以下，功率消耗小。
6.4.3 喷油时间控制：
为了实现发动机中的最佳燃烧，必须根据运行工况和环境条件经常地调节喷油时间。对于电控分配泵的喷油时间控制来说，发动机转速和加速踏板位置是决定基本喷油时间，同时，还要根据发动机的负荷、冷却水温度、进气压力等对基本进气时间进行修正，决定目标喷油时间。
6.4.4 进气节流控制：
电控分配泵电控系统通过控制节气门的开度，控制进气量，降低怠速时的振动和噪声，停车时系统关闭节气门中断进气，减轻发动机的振动。
6.4.5电控分配泵传感器
1）        空气流量计：
空气流量计所测得的数值由发动机控制器用于计算出必需的燃油供应量以及废气回流量，其作用与微机控制汽油喷射发动机中空气流量计作用相同，微机控制单元通过检测到多少空气，微机控制单元就发出喷多少油的指令。当空气流量计的信号中断，则发动机控制器将以一个预先设定的数值计算。
2）发动机转速传感器：
发动机转速传感器的信号，即发动机转速也是用于计算供油量的一个基本因素和上死点信号被用于喷射起始的监控。如果转速传感器出错时，将使用径向柱塞泵中转角传感器测得的转速信号。发动机转速传感器与微机控制汽油喷射发动机的发动机转速传感器结构、工作原理与特性是相同的。
3）油门位置传感器：
油门位置传感器测得数值由发动机控制器用于计算必需的供油量和废气回流量。
用于检测加速踏板的运动行程，向发动机计算机反映车主驾驶意图的信息。油门踏板位置传感器是一个无触点的双电位器传感器，由计算机供5V电压，传感器向计算机发出两路反映油门踏板位置的电压信号，一路是另一路的两倍。计算机根据此信号可进行车主期望的扭矩需求、油门踏板位置和加减速工况计算，经计算机内部统一协调后控制执行器工作。
4）针阀升程传感器
针阀升程传感器用来检测喷油器针阀升程，从而检测到喷油器的工作状况，同时ECM也可以检测到喷油正时（喷油提前角）、喷油压力变化、喷油率以及喷油量（喷油持续时间）。
5）冷却液温度传感器：
冷却液温度将作为计算供油量的修正值使用。如果冷却液温度传感器失灵，发动机控制器将设定一个固定值。
6）进气管压力传感器：
进气管压力传感器用来检测进气管压力值大小。对于SDI型发动机，进气管压力传感器用来间接检测发动机进气量的；对于具有涡轮增压功能的发动机，如果增压压力和预定值不符，发动机控制器将通过增压压力限定电磁阀进行调整。如果进气管压力传感器失效，则不能再调节增压压力，增压压力限定值保持不变。发动机功率下降。
7）离合器开关：
通过此信号发动机识别离合器的离合情况，在操作离合器时，供油量暂时减少，避免在换挡时产生冲击
在换档时可能产生冲击。在错误存储器中不会保存记录。
8）刹车灯开关和刹车踏板开关：
两个信号都由发动机控制器用于对车辆的监控。如果其中的一个失灵，发动机控制器将减少供油量，功率下降。
9）转角传感器
传感轮的六个缺口对气缸的顺序是固定的，因此喷射泵控制器可以从新计算每次供油的喷射时间和数量
喷射泵控制器不能确定气缸顺序和泵的转速。不再喷射燃油。发动机熄火并不能再起动。
10）机油温度传感器
此信号用于监控机油情况，如果过热，将减少供油量以避免损坏。
发动机控制器将使用固定的替代值。保护的作用有限。发动机继续以较低的功率运转。
11）少油传感器；
用于避免供油系统缺油。径向柱塞泵必须一直充满燃油，否则会产生损坏。
“缺油报警”功能在发动机控制器中关闭。驾车者通过报警灯能了解到有故障。燃油系统中的油可能会耗尽。
第七章 柴油发动机维护保养特点
根据柴油发动机的结构性能特点，结合具体的使用环境条件，在维护保养作业方面与汽油发动机有许多不同之处，应引起重视，并采取适当的措施
7.1 发动机油的正确选用与更换
    由于TDI采用高压缩比的涡轮增压技术，工作转速高、负荷大，并采用强制曲轴箱通风及EGR装置，机油工作条件苛刻容易变质，故应选用的机油必须适合这些工作条件的API等级，如大众公司的专用机油VW50000、VW501 00、VW50200或符合API  CG、CH或CI等级的其它晶牌机油；粘度等级应选用具有优良的氧化安定性、热稳定性及高低温使用性的多标号机油，如SAE5W-40；必须按保养规程更换机油，一般每12个月或15000km更换机油及机油滤清器，如经常短途行驶、工作环境恶劣或在低温条件下使用，则适当缩短更换周期。
   7.2 使用清洁的燃油和正确选用牌号
    高压泵喷嘴的工作压力高达200MPa，油泵喷嘴的结构精密，喷嘴的喷孔直径仅为0.205mm，对柴油的品质要求较高，如果长期使用含杂质和水的不洁净柴油，易导致供油不畅，堵塞喷孔，引起故障，甚至造成泵喷嘴早期磨损，缩短使用寿命，故一方面应使用清洁的柴油，尽量到信誉好且有质量保障的加油站加油，另一方面严格按照保养规程定期清洁油水分离器，排掉分离器中的水，一般放水操作间隔为7500km，并且严格按照规程更换柴油滤清器，一般间隔为15000km，如果用油环境较差，需适当缩短保养和更换的周期。此外，应根据车辆使用的地区季节气温正确选用柴油牌号，一般柴油的牌号比季节最大气温高2~3•C确保柴油在高压供油系统的流动。
    7.3 尽可能使用低硫柴油
    柴油中过高的硫含量对供油系统中部件有腐蚀作用，燃烧后产生大量S02对环境造成污染，而且对后处理催化装置中的触媒有害，影响该装置的处理效果。目前，在我国许多地区，尤其是大、中城市，已经有500ppm的低硫柴油供应，因此，有条件的用户应尽可能使用这种柴油。
    7.4 重视空气滤清器的维护保养
    由于柴油采用涡轮增压，从空气滤清器吸入的空气量大，在滤芯中容易积聚灰尘，影响发动机的进气量，造成功率下降，灰尘被吸入到发动机内部，易造成机件磨损，灰尘积聚在进气道中尤其影响空气流量计中的传感器，使其精度下降，甚至造成损坏，因此，必须严格按照定期保养规程更换空气滤清器的滤芯，一般规定更换里程为3万公里，在高尘地区行驶的轿车应增加更换空气滤清器滤芯的次数，并且定期用压缩空气清洗滤芯，尽量保持清洁。
    7.5 正时齿带的检查和更换
    为了降低TDI的工作噪音，泵喷嘴也采用齿带驱动，而且和配气机构使用同一条齿带，因此它的工作负荷远比汽油机的大，为避免因齿带断裂造成发动机的严重损坏，应特别重视对其进行定期检查和更换，一般检查间隔为8000km，更换间隔为60000km。检查正时齿带时应注意观察其表面情况，如果发现齿带任一侧边缘与前、后张紧轮突缘之间的间隙超过1～2mm，显示皮带出现了偏磨，会不断加剧磨损；其次，齿带的外表面有明显的裂缝，说明橡胶已经老化；再者，如带齿过度磨损或齿带上有油污(齿带材料易受到污染而变质)，应立即更换齿带，同时更换前后张紧轮；定期检查磨损指针，指针因齿带磨损会向左偏移，当指针移到调整范围的极限位置时，必须更换齿带，在日常检查指针时，要测量指针距离磨损极限的距离，并做好记录。
    7.6 中间冷却器的清洁保养
    进气中冷器主要是降低进气温度，以降低NOx的排放，长期使用后由于灰尘污物的积聚在中冷器外部表面导致散热性变差，使进气温度升高，降低充气效率，应定期对其进行清洁保养。
    7.7 进气歧管的清洁
    由于采用曲轴箱强制通风(CCV)及GER废气再循环系统，CCV的油烟与GER的炭粒形成黑色焦油附在进气歧管内，数量增多后会减少进气量，降低发动机功率。因此，须定期对进气歧管进行清洁保养。
   7.8 泵喷嘴的定期清洁调整
    泵喷嘴是精密部件，由于燃料中存在杂质，长期使用后杂质积聚在泵喷嘴内部，影响泵喷嘴的喷油质量，出现怠速不稳等故障，易造成部件磨损，因此应定期对其进行清洁，并对喷油压力及喷油量进行校正调整。
    7.9 定期检查MAF传感器
    MAF的作用是检测进气量，以便与电控系统协调控制高压燃油喷射，使发动机工作在最佳状态，因此，应使用专用的VAG-COM仪器对MAF传感器进行定期准确性检测，如出现检测值与标准值有大的偏差或损坏时则必须要更换，以确保发动机正常工作。
    7.10 优质的配件和专业的维修服务保障
    柴油发动机维护保养时，必须更换优质的零部件，应使用有质量保障的原厂配件；在维护保养过程中要使用许多专用的工具和仪器，必须到专业的修理厂进行维护保养，最好到制造厂指定的售后服务维修厂，以保证维修质量。

第八章  维修实例
一辆依维柯

发动机型号8140.43S（柴油共轨电喷）

故障现象：有时加不上油，嘬车~

故障判断：油压不够或电脑控制断油

故障检测：用检测仪，测量燃油压力，在正常范围之内，油压排除。
什么情况导致的电脑控制断油？1。超速 2。转速超过4000转   3。油门或刹车开关故障   4。高压泵压力调节器故障。
经检测1.2.3被排除，只剩下高压泵压力调节器，因无调节器单独配件，只能跟换高压泵总成，因为是新车还没出保修期，和主机厂联系，同意索赔高压泵总成

故障排除：更换高压泵总成

    故障点评：一般情况下，出现这种故障的，多是行使十万公里以上的车辆，由于国产的柴油比较脏，长期使用后会杜堵塞压力调节器滤网，而这辆车是新车，按说不会出现这个现象，怀疑是国产柴油滤芯质量问题，滤芯内部的滤纸不合格导致，但服务站无法考证，已经将意见反馈给主机厂，只有主机厂有能力证实。

    介绍：依维柯共轨发动机高压泵压力调节器滤网及其精密，国内目前的技术力量，无法清洗，它这个滤网需借助显微镜才能看清。
                                                                                                                   一辆宝来车不易启动
故障现象
    一辆行驶了32000km的宝来柴油，凉车不易启动，有时热车也出现启动困难。
故障诊断与排除
    (1)、连接VAS5051，对发动机控制单元进行故障读取，发现发动机故障储存器无故障存储，系统正常。
    (2)、在柴油滤清器处进行燃油压力检查，发现燃油压力正常。为了彻底查找故障部位，我们更换了新的柴油滤清器，发现故障仍然存在。
    (3)、排除电路和油路原因，我们重点检查气路。重新连接VAS5051读取数据流，在检查数据组3时，仔细观察各数据区的数据变化，发现2区进气量偶尔变化异常，很有可能此故障就是由于进气量引起的。
    (4)、检查真空储气罐，发现真空储气罐及其真空管路有漏气现象，导致真空损失，进而引起进气翻板（节气门）打不开或打开不到位，经检查发现真空储气罐及其真空连接管路均无漏气处。
    (5)、熄灭发动机，反复开关点火钥匙，仔细观察进气翻板动作情况，发现废气再循环阀动作缓慢，打开或关闭不及时。
    (6)、怀疑是进气翻板故障，而控制进气翻板的各真空装置均正常，故我们拆解进气翻板进行检查，发现有大量积炭存在（如图4所示）。故障原因找到了，因为存在大量积炭，造成进气翻板打开或关闭困难，进而引起启动困难。

图4 产生积炭的位置
(7)、清除节气门积炭，重新试车，故障消失。
故障分析
    由于此车有时加入劣质燃油，而且空气滤清器更换不及时，造成节气门处积炭过多，而在启动时，真空控制节气门开闭不到位，造成启动困难，所以我们在检查时需要依靠数据组中的数据流变化判断。


一汽捷达柴油车

故障现象：
    试车发现，电源正常，起动机工作良好，长时间起动有着车现象，但不能持久。
故障诊断：
    因为柴油机燃烧方式不同于汽油机，属于压燃式，利用压缩空气产生的高温(700～900℃)、高压环境使喷入气缸内的柴油自燃( 自燃点在380℃左右) 推动活塞做功。所以分析该车不着车的原因可能有：
    (1)、柴油中含水是否过大或燃油短缺。
    (2)、 柴油直接喷射控制系统有问题( 保险丝、直喷继电器、高压喷油泵、控制电路、供油提前角、喷油器等)。
    (3)、 进气量严重不足(空气滤清器过脏、进气道堵塞)。检查发现油箱中有半箱油且此柴油标号适合环境温度(35 号)，进气系统正常，V.A.G1552 诊断无故障存储，接下来又检查了保险丝、直喷继电器，为了彻底排除传感器存在问题的影响，又检查曲轴位置传感器、针阀升程传感器等，未发现异常情况。随后又测量了喷油器、缸压、，对了正时。在排除这些因素影响的条件下，依据长时间起动有着车的迹象这一现象，先拔下高压喷油泵回油管，发现无油(起动车情况下) 。因为装配在捷达车上的柱塞式高压泵内部是完全充满柴油的。当出现缺油或空腔时，极易损坏泵内部件，又会造成喷油不良，引起不易着车。所以该车故障还是应在供油不足上。于是从高压泵进油管处直接供油，对高压泵加注柴油方法。当加注完成后，在直接供油情况下起动车，车一下便着了，且相当的好。认为故障找到了，便将油路重新安装，并对柴油滤清器加注部分柴油，包括进油管路。再次起动车着车，且加速有力。但当准备收工时，却意外地发现在车后桥部位有油漏出，于是停机检查。发现夹持油管的支架和进油管均被磕坏，进油管至油箱的管中没有油滴出，但柴油滤清器端却在滴油(刚刚加进去的) ，至此故障彻底查出。车主在行车时磕断了进油管，油无法供应，当柴油滤清器中的油耗到低于出油管深度后就吸入空气，无法着车(此前对柴油滤清器放水时仍有部分油滴出而忽视缺油过多)。
检查柴油机不着火，应先确定正时、油路正常的情况
下再深入分析
JETTA 柴油机的正时皮带的更换周期一般在6~7万公里。但10~15万公里一般没有问题












参考文献

1、《汽车发动机燃油喷射技术》李春明主编 北京理工大学出版社
2、《汽车柴油机构造与使用》蒋向佩主编 机械工业出版社
3、《特种发动机》朱仙鼎主编 机械工业出版社

工程建设机械2005.NO.12

使用与维修
4、网站：8848汽车技术论坛
5、www.nanfangqx.com
6、作者：王遂双  汽车原理与检修
7、网站：汽车中国

frank_yl820618

东西太好，可惜没有这么多积分列！