电控高压共轨系统的技术特点

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1、电控高压共轨系统的技术特点电控高压共轨系统的技术特点 电控高压共轨技术是指在高压油泵、共轨管、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分开的一种技术，由高压油泵把高压燃油输送到共轨管，通过对共轨管内的油压进行闭环控制，喷压独立可调。 这种系统具有以下特点： 可靠性：对轻型车来说系统零部件成熟且有长期使用考核验证、中型比较成熟；但是对重型柴油机使用寿命未经验证（单体泵供应商声称 100 万公里，而共轨供应商尚无一敢承诺 30 万公里）； 继承性：结构简单，安装方便。 灵活性：共轨油压独立于发动机转速控制、整车控制功能强，适应轻型车特别是乘用车的要求； 优化噪声：预喷

2、技术可以降低怠速噪声； 喷油规律：共轨系统的初始喷射率太高，不符合柴油机燃烧所需要的先缓后急的规律，不利于排放控制； 喷油压力：一代共轨喷油压力 13501450bar，二代做到 1600bar，总体来说比单体泵和泵喷嘴要低，所以在油耗上有 3%左右的劣势；将来做到 1800bar 以上但是需要采用增压共轨技术，还没有成熟，成本增加较大。 多次喷射：可以实现多次喷射，目前最好的共轨系统可以进行 6 次喷射；共轨系统的灵活性好，但是势必带来匹配工作的难度。时间和技术人员的水平，决定了一定阶段在中国使用太灵活的系统不一定能达到预期的效果； 升级潜力：多次喷射特别是后喷能力使得共轨系统特别方便地和后

3、处理系统配合，具有实现欧、欧排放法规的潜力； 适应能力：燃油（水、灰份杂质）适应能力差，对用户使用条件要求高 复杂性：系统特别是控制系统和控制策略复杂对整车厂、用户、售后维修均带来挑战；零部件更换成本高，特别是电控喷油器和电控喷油泵； 相对于电控单体泵系统，高压共轨更轻巧、更适用于中轻型发动机。图 7 为高压共轨系统示意图。 图 7 高压共轨系统示意图 目前，广泛应用于市场的电控高压共轨系统国外生产商主要有德国博世、美国德尔福、日本电装和德国西门子 VDO。其中， BOSCH 用于中型柴油机的 CRSN2 共轨系统支持 1400bar 的喷油压力；DELPHI 用于轻型柴油机的 DCR 共轨系

4、统支持 1600bar 的喷油压力；日本电装公司的共轨系统支持 1800bar 的喷油压力。可对喷油规律进行柔性控制。，图 8、9 分别为基于 BOSCH 系统、DELPHI 系统的发动机示例。 2、 电控欧 III 柴油机的技术路线和应用情况 2.1 单体泵和高压共轨技术的比较 电控单体泵和高压共轨技术是当前应用较为广泛的的电喷技术。二者均可实现高压喷射和灵活的分缸独力控制，大大改善了柴油机的排放控制。同时两者又因各自的结构特点而各具优缺点。表 2.1 列举了高压共轨系统和电控单体泵系统的主要特征。 表 2.1 高压共轨与电控单体泵的特征对比 高压共轨 电控单体泵 喷射压力 喷油规律 多次喷

5、射 全转速内高压喷射 喷油压力柔性控制 噪声 应用车辆 中、轻型卡车，轿车 中、重型卡车 排放潜力 系统复杂导致用户适应性 燃油品质适应性 匹配周期 可靠性 维修成本 对用户使用的便利性 备注：表示评价低； 表示评价好； 表示评价最好 2.2 电控欧发动机的技术路线 电控欧柴油机项目的研发早在上个世纪末期已经开始，当时国内在这方面还是一片空白，为了确定将来采用的电控系统形式， 对国外的市场情况和相关企业做了详细的调研，根据中国国情和 产品系列广的特点，确定了如下技术路线： 中重型采用电控单体泵系统（EUP），中轻型采用电控高压共轨系统（CR），符合欧洲主流技术发展趋势； 先推出中重型单体泵系统

6、柴油机，随后推出中轻型电控高压共轨系统柴油机。率先推出中重型电控单体泵发动机，满足公交市场提前实现欧排放的要求，适应当前中国市场燃油品质，培育用户信心和使用习惯。 这样，在产品型谱的技术路线方面，充分适应了单体泵和共轨系统的特点，又符合欧洲主流技术的发展趋势。在推出的时间顺序上，先推出中重型的单体泵系统，既可以满足公交市场提前实现欧排放的要求，又可以适应当前中国燃油品质。现在电控柴油机对于国内大部分用户来说还是不熟悉的，无论从使用、维修、保养、零部件供应来说，如果一开始就推出很复杂又很娇嫩的共轨系统，势必对用户造成极大的技术和成本的压力。而单体泵较为简单、系统相对来说比较成熟，比较结实，用户接

7、受起来比较容易。这也是 中重型电控单体泵柴油机问世以来颇获用户赞赏的原因。事实证明， 采取的这一技术路线是完全正确的。 由表 2.1 可知，由于高压共轨系统比较复杂，对驾驶人员的使用要求较高，并且对燃油品质要求较高。但是中国市场用户和维修人员对电控发动机，尤其是对复杂的高压共轨发动机还不熟悉，市场燃油品质也还不能完全满足共轨系统的使用要求。面对如此使用环境， 选择了首先在使用环境恶劣的中、重型柴油机领域推出电控单体泵技术，满足公交市场提前进入欧的要求，并适应当前中国市场的燃油品质。 喷油器易损故障的类型及原因喷油器自身的电路故障主要表现在电磁线圈上，可以归纳为线圈断路、线圈短路和线圈老化。 a

8、.电磁线圈断路。电磁线圈烧断的喷油器，燃油喷射工况中断，造成发动机无法运转。造成线圈烧断的原因，主要是维修中盲目改动线路，造成接线错误，而将线圈绝缘层烧坏。另外，在清洗喷油器的维护中，由于操作者不熟悉电磁线圈电阻值的知识，错误地将低阻值喷油器直接接到蓄电池电源上，导致线圈载流量超过限度，发热烧蚀线圈漆包线的绝缘层，严重的甚至烧断线圈的导线。 b.电磁线圈短路。电磁线圈短路是指喷油器电磁线圈正常出现的脉冲控制电流，未经规定线路流动，而通过一条短捷的线路流动。喷油器电磁线圈的连接方式是由一个双位导线连接器连接线圈首尾两端。导线连接器送出的两根引线，一根接轿车蓄电池电源正极，另一根经过汽车的发动机

9、ECU 后，接入控制喷油器电磁线圈的搭铁回路。喷油器电磁线圈发生短路故障，即未经发动机 ECU 而直接搭铁。短路故障发生后，只要接通点火开关，喷油器就一直喷油。在起动发动机时，由于油量过多，造成火花塞被淹而无法起动。就是发动机勉强能起动，发动机运转工况也异常恶化，燃油消耗量过高，混合气过浓，产生爆燃而引起发动机喘抖，造成机械磨损加剧。另外过量的汽油还会在排气中燃烧，废气排放超限，严重冒黑烟，HC 值极高，甚至损坏三效催化转化器。产生喷油器电磁线圈短路的主要原因是维修中接线错误，导线连接器周围过脏。 电磁线圈老化。喷油器电磁线圈老化是指线圈阻抗值增加，造成脉冲控制电流在老化的线圈上受阻，导致线圈

10、产生的电磁吸力不足，影响喷油的喷射效果。当线圈老化出现后，发动机起动困难、怠速不稳、加速性能变差，通常老化属于自然规律，电磁线圈也如此，但是短期内电磁线圈发生老化大多都是由异常原因造成的故障。产生线圈老化的异常原因是喷射系统中的脉冲电流控制值偏高，电流过大而引起发热，导致线圈过早出现老化，其故障根源是发动机微机控制系统工作状态失常。欧（国）电控高压共轨发动机故障排查方法欧（国）电控高压共轨发动机故障排查方法 众所周知，随着国家对污染排放要求的不断提升，欧(国) 发动机在重型汽车上的装有量越来越多，由于电控发动机的技术含量较高，对维修人员的技术水平，特别是电路、电器，电子技术和计算机掌握的水平都

11、有较高的要求。按照过去基本靠经验来排查故障的方式，就显得远远不够。因此，现代重型汽车的维修人员，必须迅速地提高自己的维修技能，拓展自己的技术水平，特别对电子电路，计算机技术的掌握，同时对电控发动机的故障排查要掌握一定的科学方法，下面我们分别介绍电控发动机故障检查应注意的问题和故障的科学排查方法。 一、电控发动机故障检修注意事项 在排查电控发动机故障和检修时应注意： 1不论发动机是否在运转，只要点火开关接通（ON），决不可断开 ECU，传感器及执行器，由于任何一线圈的自感作用，都会产生很高的瞬时电压，使 ECU 及传感器严重受损。因此，应养成在关闭点火开关（OFF）的状态下，拔、插 ECU 与传

12、感器、执行器和插接件的习惯，否则往往会带来老的故障没有排除，而新的故障接踵而来的后果。而且在发动机运转或点火开关接通（ON）时拔下任何传感器连接器插接件，还会使 ECU 中出现人为的故障代码（假码的一种），从而干扰维修人员正确地判断和排除故障。 2在对装有电控系统的汽车进行电弧焊时，应断开电脑供电电源线，避免电弧焊接时的高压电造成电脑的损坏。为此，在电焊时，应提前将蓄电池总的搭铁线拆卸。 3在靠近 ECU 或传感器的地方进行车身修理作业时，应特别小心，以免碰坏这些电子元件。 4拆开任何油路部分，应首先对燃油系统进行卸压。检修油路系统时，千万不能吸烟，并要远离明火。由于电控高压共轨燃料喷射系统内

13、燃油压力极高，因此在检查发动机故障时，绝对不允许用拆卸喷油器接头的方法来实现“断缸” ，否则喷出的高压燃油会直接造成人身的伤害。 5拆下蓄电池负极搭铁线后，电脑内所储存的所有故障信息（代码）都会被清除，因此，如有必要，应在拆下蓄电池负菜搭铁线前，读取电脑内的故障信息。 6在对蓄电池进行拆卸与安装时，务必使点火开关和其他用电设备开关均置于关断位置。 7切记电控汽车车上所采用的供电系统均为负极搭铁，安装蓄电池时，要特别注意正、负极不可接反。 8车上不宜装功率超过 8W 的无线电台，如必须装时，天线应尽量远离 ECU，否则会损坏 ECU 中的电路和部件。 9在装上或取下 ECU 时，操作人员应先使自

14、己搭铁（接触车身），否则，身体上的静电会损坏 ECU 电路。 10对电控系统进行检修时，应避免电控系统由于过载而损坏。电控系统中，ECU 与传感器的工作电流通常都比较小，因此，与之相应的电路元器件的负载能力也比较小。在对其进行故障检查时，若使用输入阻抗较小的检测工具，则可能会因检测工具的使用，造成元器件超载而损坏，为此应注意以下几点： 不可用试灯对电控系统的传感器部分和 ECU 控制单元进行检查（包括对其接线端子的检查）； 除了某些车辆的测试程序中有特殊说明外，一般不能用指针式万用表检查电控系统部分的电阻，而应该用高阻抗的数字式万用表或是电控系统专用检测仪表； 在装有电子控制系统的汽车上，坚决

15、禁止用搭铁试火或拆线刮火的方法对电路进行检查。 11切记不可用水冲洗 ECU 控制单元和其他电子装置，并注意 ECU 控制系统的保护，避免其因受潮而引起电路板、电子元器件、集成电路和传感器的工作失常。 12在一般情况下，不要打开 ECU 盖板，因为电控发动机上的故障大部分是外部设备故障，ECU 故障一般比较少，即使是 ECU 有故障应由专业人员对其进行测试和维修。 二、电控发动机故障诊断排除方法 电控发动机故障诊断按其诊断的深度可分为初步诊断和深入诊断。初步诊断是根据故障的现象，判断出故障产生原因的大致范围。深入诊断是根据初步诊断的结果对故障原因进行分析、查找，直到找出产生故障的具体部位。电控发动机故障诊断按诊断故障所采用的手段，可分为： 1直观诊断 直观诊断就是通过人的感觉器官对汽车故障现象进行看、问、听、试、嗅等，了解和掌握故障现象和特点，通过人的大脑进行分析、判断得出结论的诊断方法。 直观诊断方法，也称经验诊断或人工诊断，在对传统发动机故障进行的诊断中，占有相当重要的地位，随着科学技术的发展，汽车结构越来越复杂，尤其是电子技术在汽车上越来越广泛的应用，使得直观诊断方法越来越不能满足汽车故障诊断的要求。另外，直观诊断方法的诊断效率和准确性与诊断者的工作能力、工作经验有相