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1、高压共轨电控喷射柴油机原理 1 什么是高压共轨电喷发动机 高压共轨电喷发动机是指采用了高压共轨电喷燃油系统的 柴油机.柴油机的其他六个系统仍与一般柴油机一样.其工 作原理仍然是四冲程增压中冷方式. 高 压-高的喷油器喷油开启压力 普通柴油机的喷油器喷油开启压力为200Kg/Cm2左右 高压共轨电喷柴油机的喷油器喷油开启压力为1200Kg/Cm2左右是普 通柴油机的56倍,故称为高压. 高压的作用:使柴油被喷射成更小的粒子.雾化更好,便于与空气充 分混和,充分燃烧减少污染. 2 共共 轨轨-公共轨道公共轨道 普通柴油机的高压喷油泵各缸泵出的柴油经各缸高压油管直接通到 各缸喷油器中，而高压共轨电喷
2、柴油机的喷油泵泵出的柴油不是直 接通到喷油器中，而是先通到一个公共的油槽中，在公共的油槽中 形成高压然后通过各缸高压油管再通到喷油器中。通往各缸的高压 柴油都必须先经过公共的油槽才可到达各个喷油器,好比有轨电车都 必须在一个公共的轨道上行驶一样，我们把公共的油槽形象地比喻 为公共轨道，简称共轨。 共轨的作用:公共轨道是储存高压的地方.由于时高压，如果单由 高压燃油泵来逐缸供给,那么高压燃油泵的结构和体积将变得十分复 杂和庞大制造起来也十分困难。 公共轨道就好比是自行车的轮胎,通过一个相对简单的供油泵供给 高压.公共油槽上安装有压力传感器、压力限制器等确保压力的平稳 ，然后把高压燃油分配各个汽缸
3、中去。这样两全齐美既获得高压又 不需复杂和难以制造的高压燃油泵. 共轨技术是指高压喷油泵、压力传感器和ECU（计算机控制）组 成的闭式系统中将喷油压力的产生和喷射过程彼此分开的新的喷油 方式。 3 电喷电喷-电子控制喷油器喷油电子控制喷油器喷油 普通柴油机的喷油器喷油是机械式的,是一次性地喷油. 高压共轨电控燃油喷射柴油机喷油器喷油是由电脑控制喷油器上部的 电磁伐的开、闭从而控制高压油路的开、闭来完成喷油器一次或多次 喷油，故简称为电喷 。它是集计算机控制技术、现代传感检测技术以 及先进的喷油器结构与一身的高科技产品. 因此高压共轨电控燃油喷射技术是一项较为成功的控制污染排放 的新技术,通过共
4、轨直接或间接地形成恒定的高压燃油,分送到每个喷 油器中,并靠每个喷油器上部的高速电磁开关阀的开、闭，定时、定量 地控制喷入汽缸的燃油量，达到最佳的燃烧比和良好的雾化以及最佳 点火时间、足够的点火能量和最小的污染排放。具有显著的省油降污 作用。排放可以达到欧以上标准。 4 CRI与HPI喷油泵凝聚了小松和康明斯两大著名发动机制造企业的技 术精华，具有下列优越性能： *喷射压力高，CRI的喷射压力高达1200-1300kg/cm2 HPI的喷射压力高达1600-1700kg/cm2 *喷射的起始时间可以由电脑来随时调节 *CRI还可在一个冲程中进行预喷、主喷、后喷等多次喷射 * 喷射压力可以由电脑
5、设定 *满足较高的排放要求 *燃烧效率提高，发动机的功率大大提高 目前小松装有CRI喷油泵的发动机是： 125系列，140系列 目前小松装有HPI喷油泵的发动机是： 170系列 5 CRI 燃油系统概述 高压燃油由供油泵产生, 通过公共油槽进入到各喷油嘴. 喷油的开始与结束是由 喷油嘴中的电磁阀来控制着喷嘴中的针阀的开与闭来实现的. CRI 系统通过各传感器检测出的发动机的况状(转速, 油门, 水温, 等), 由计算机来决 定燃油的喷射量, 喷射时间, 喷射压力,使发动机运行最佳. 计算机还不断进行自我 检查, 如果发现有任何异常, 就会发出警报告诉驾驶员, 并且有自我保护程序, 能自 动地停
6、机或使机器进入安全的作业模式运行. 控 制 器 燃油箱喷油泵 公共 油槽 喷油嘴 排量控制 电磁阀 控制开启 6 7 压压力传传感器 喷喷油器 公共油槽 安全阀阀 燃油冷却器 燃油滤滤芯 2m 油水分离器 附加燃油滤滤芯 10m 燃油排气泵泵 回油块块 高压压供油泵泵 低压齿轮泵压齿轮泵 电喷的燃油系统循环路径 低怠速: 5.113.3 kg/cm2 开启时: 3.111.3 kg/cm2 8 PC200-8 燃油系统图 (1) 限压阀压阀: 1,850 bar (2) 溢流阀阀: 105 bar to 13 bar (3) 回油单单向阀阀: 0.48 bar (4) 旁通阀阀: 0.1 ba
7、r 即使零流量调节阀 (: dia. 0.4mm) IMV 阀关闭, 小燃 油流量流到供油泵柱塞, 燃油经调节阀直接到回油侧以 保持零流量状态 没有燃油流动的标准状态 供油泵泵 IMV 阀阀 齿轮泵齿轮泵 燃油滤滤芯 溢流阀阀 喷喷射器 手油泵泵 附加滤滤芯 燃油箱 燃油冷却器 回油 单单 向阀阀 限压阀压阀 * 燃油 公共油槽 9 10 1.燃油箱 2.燃油滤芯 3.供油泵 4.公共油槽 5.喷油器 6.ECU 7.传感器（G、 NE） CRI燃油系统组成 系统工作原理 *喷射量 *喷射时间 *喷射次数 TWV控制电流 公共油槽 压力传感器 油流减振器 燃油 回流 公共油槽 喷射压 力控制
8、其它信息 (温度,压力) NE 传感器 G 传感器 喷 油 泵 喷油器 喷油嘴 供油泵：为公共油槽提供压力供油泵：为公共油槽提供压力, , 压力的大小由供油量来决定压力的大小由供油量来决定, , 而供油量的大小由而供油量的大小由 ECU ECU 发出的电控信号来控制发出的电控信号来控制PCV PCV 的开闭决定的开闭决定. . 公共油槽：接受到高压燃油并将它传到各个气缸的喷嘴公共油槽：接受到高压燃油并将它传到各个气缸的喷嘴. . 公共油槽中的油压由油压传感器检测并传到控制器公共油槽中的油压由油压传感器检测并传到控制器, , 保证压力与发动机在该转速与负保证压力与发动机在该转速与负 荷下所需要的
9、压力相符合荷下所需要的压力相符合. . 11 5 5 微米滤芯与微米滤芯与 30 30 微米预滤微米预滤 1. 按装架 2. 芯子 A. 从燃油箱来 B. 到供油泵 参数 冷却方式:空冷 芯子形状: AL-CFT-1 热交换面积: 3.31m 2 发动机 水箱 燃油滤芯与燃油冷却器 燃油冷 却器 12 PCV PCV 与高压泵做在一起与高压泵做在一起, , 用来控制压力用来控制压力. . 凸轮轴有三个峰凸轮轴有三个峰, , 泵的柱塞数就可降为气缸数的泵的柱塞数就可降为气缸数的 1/3, 1/3, 同时同时, , 给公共油槽的加压次数与气给公共油槽的加压次数与气 缸数相同缸数相同, , 这样就容
10、易达到公共油槽中的压力稳定与平稳这样就容易达到公共油槽中的压力稳定与平稳. . 1. 3-1. 3-峰形凸轮轴峰形凸轮轴 2. 2. 溢流阀溢流阀 3. 3. 驱动齿驱动齿 4. No.1 4. No.1 高压泵高压泵 5. PCV (5. PCV (排量控制阀排量控制阀 ) ) 6. No.2 6. No.2 高压泵高压泵 7. 7. 手动泵手动泵 8. 8. 加注泵加注泵 9. G 9. G 转速传感器转速传感器 供油泵 13 进油阀齿轮泵输油阀 PC200-8供油泵 齿轮泵供油泵 14 供油泵管路 IMV 阀 (1) 齿轮泵齿轮泵入口 (来自附加滤滤芯) (2) 齿轮泵齿轮泵出口 (至燃
11、油滤滤芯) (3) 供油泵泵入口 (来自燃油滤滤芯) (4) 供油泵泵出口 (至公共油槽) (5) 燃油回油口 (至燃油冷却器) 齿轮泵 (1) (2) (3) (4) (5) 15 动作 吸油过程 排油过程 柱塞提升 阀开启 PCV阀动作 阀关闭 往公共油槽 出油阀 柱塞 A. A. 在柱塞的下降行程中在柱塞的下降行程中,PCV ,PCV 打开打开, , 低压油经过低压油经过PVC PVC 被吸入柱塞腔被吸入柱塞腔. . B. B. 即使柱塞进入上升行程即使柱塞进入上升行程, , 只要没有电信号流到只要没有电信号流到 PCV , PCV , 阀就保持打开阀就保持打开, , 进入进入PCV P
12、CV 的油被回流的油被回流 掉掉, , 所以压力不上升所以压力不上升. . C. C. 当需要加压时当需要加压时, , 电控信号被送到电控信号被送到 PCV , PCV , 把阀关闭把阀关闭, , 燃油的回流通路被切断燃油的回流通路被切断, , 柱塞腔中的压力柱塞腔中的压力 就上升就上升, , 燃油通过出油阀加注进公共油槽燃油通过出油阀加注进公共油槽. .换句话说换句话说, , 当阀关闭时当阀关闭时, , 柱塞的行程就是要排出的油柱塞的行程就是要排出的油 量量, , 因此只要调节关闭阀的时间因此只要调节关闭阀的时间, , 就可以调节加注的油量和公共油槽中的压力就可以调节加注的油量和公共油槽中的
13、压力. . D. D. 当凸轮超过最高点后进入下降行程当凸轮超过最高点后进入下降行程, , 柱塞腔中的压力下降柱塞腔中的压力下降, , 此时此时, , 出油阀就关闭出油阀就关闭, , 防止燃油回防止燃油回 流流. . 同时同时, ,流到流到PCV PCV 的电流被切断的电流被切断, PCV , PCV 就打开就打开, , 低压的燃油就进入柱塞腔低压的燃油就进入柱塞腔, , 也就是又回到了也就是又回到了A A 状态状态. . PCV（Pressure Control Valve）阀 16 PCV 17 PC200-8IMV(流量控制阀) l调节调节来自齿轮泵齿轮泵的发动发动机需要的一定压压力的燃
14、油量，供给给 燃油到供油泵泵的柱塞的入口。 l当电电磁线线圈电电流为为OFF时时, 阀阀芯在弹弹簧力的作用下压压向右 侧侧. 三角槽连连通燃油入口 。 l当电电流为为ON时时, 比例电电磁线线圈电电磁力在电电枢上起作用按 压阀压阀芯向左移。槽口开口大小被节节流，以减少流量。 l所以，电电磁线线圈的电电流值值的决定了供油量。 燃料入口 柱塞 磁心 电电枢 弹弹簧 电电磁线线圈 柱塞槽 来自齿轮泵齿轮泵的燃油入口 18 输油泵 19 齿轮室 唇形密封 O型圈 齿轮 铆钉 连接套 螺栓 O-型圈 PC200-8齿轮泵 由供油泵驱动轴驱动 齿轮泵给供油泵提供燃油。 20 PC200-8溢流阀 溢流阀安
15、装在供油泵壳体上； 当齿轮泵输出的燃油压力趋于稳定的时候多余的燃油回到齿轮泵的入口处。 溢出的燃油润滑供油泵的驱动轴腔。 IMV 阀 溢流阀 供油泵壳体 来自齿轮泵 的燃油入口 21 公共油槽用来存贮高压泵产生的高压燃油并将它送到各个气缸, 公共油槽上装有 压力传感器, 流量阻尼器, 压力限制阀, 流量阻尼器连着高压油管把高压油送到喷 油器, 压力限制器上的油管用于回油. 公共油槽 压力限制阀压力限制阀 流量阻尼器流量阻尼器 流量阻尼器 公共油槽 限压阀 压力 传感器 22 PC200-8公共油槽 压压力传传感器 限压阀阀 公共油槽 (容积积: 26 cm3) 高压喷压喷射器 来自供油泵泵 公共油槽是一个储存高压燃油的油腔. 23 流量阻尼器用来消除高压油管中的压力脉动, 使供 给喷射器的油压稳定. 当流量过大时, 它会切断通 路, 防止流量异常. 当流量过大时, 高压作用在活塞上,活塞与球一起向 右并与座接触, 油的通路就被切断了. 活塞钢球弹簧 喷油器 公共油槽 活塞钢球弹簧 喷油器 公共油槽 活塞钢球弹簧 喷油器 公共油槽 钢球座 不喷油时，钢球在弹簧作用下靠在最左边 正常喷油时，减少脉动 喷油异常时，堵住出油口 流量阻尼器 24 压力限止阀 压力限止阀在异常高压时打开压力限止阀在异常高压时打开, , 以释放高压以释放高压,
