柴油机高压共轨电控系统

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1、 1目目 录录 前言前言0 1柴油机高压共轨系统原理介绍柴油机高压共轨系统原理介绍 1 1.1 高压共轨的基本概念 1.2 燃油系统的构成及工作原理 1.3 电控系统的构成及工作原理 1.4 系统功能 1.5 4JB1 欧 3 机型电控高压共轨系统构成 2柴油机高压共轨系统传感器作用及特性柴油机高压共轨系统传感器作用及特性10 2.1 进气压力传感器 2.2 水温传感器 2.3 转速传感器 2.4 相位传感器 2.5 空气流量传感器 2.6 真空调节器 2.7 预热控制器 2.8 电控单元 ECU 2.9 轨压传感器 2.10 喷油器 3柴油机高压共轨系统故障诊断及排除柴油机高压共轨系统故障诊

2、断及排除31 3.1 系统诊断仪使用说明 3.2 系统错误代码、亮灯方式及可能原因 4 EOL 设备设备48 4.1 EOL 设备的必要性 4.2 EOL 设备的基本功能 5柴油机高压共轨系统柴油机高压共轨系统 OBD 功能功能 49 5.1 车载诊断系统(OBD)概述 5.2 OBD 的作用 5.3 故障及相关信息的存储 5.4 故障及相关信息的读取 5.5 故障灯 5.6 故障列表 6柴油机高压共轨系统注意事项及故障实例柴油机高压共轨系统注意事项及故障实例52 6.1 系统装配过程注意事项 6.2 一般使用注意事项 6.3 一般维修注意事项 6.4 维修过程注意事项 6.5 常见故障模式及

3、处理方法 7附录附录55 附录 1：增压机型 ECU 针脚原理图 附录 2：增压中冷机型 ECU 针脚原理图 附录 3：低压油路规则 附录 4：各传感器安装及特殊要求 0前前 言言 随着我国国民经济的发展，全国汽车保有量在不断增加，同时环保法规也在不断地加严。按照中华人民共和国国家标准的规定，对于最大总质量3500kg以上的车辆从2007年1月1日起已施行第三阶段的排放法规， （适用于GB 176912005车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排气污染物排放限值及测量方法（中国、阶段） ） ，对于最大总质量3500kg以下的车辆从2007年7月1日起也已施行国三的排放法规（适用于GB1835

4、2.3-2005轻型汽车污染物排放限值及测量方法（III、IV） ） 。 福田公司通过多年来在商用车及乘用车领域的探索和研究，对发动机的环保性、动力性、经济性、可靠性等各个发面都有了更深的理解。福田公司自主产权的 4JB1 柴油动力选择了 BOSCH 的高压共轨系统来实现不断加严的国家法规要求。 本手册首先介绍了高压共轨系统的基本概念、组成、工作原理和系统功能，然后详细地介绍系统各个零部件的构造和性能。还列出了各个故障代码的含义。在对电控系统进行维修的过程中，如果系统的元件出现了故障，从外表上未必看得出来，需要利用各种仪器进行测试才能识别。故障诊断仪就是这样的一个必不可少的工具，诊断仪可以把存

5、储在 ECU 中的故障代码及相关信息调出来。但是，许多故障并非根据故障代码及信息就可以直接确定， 需要维修人员借助故障代码的提示进行一系列的检查分析才能找到真正的故障原因是由于电子元件引起还是机械原因引起的。 本手册第一版编制于 2007 年 8 月，福田汽车保留对产品的技术改进、更改权及对本手册的修订权。 11 柴油机高压共轨系统原理介绍1 柴油机高压共轨系统原理介绍 11 高压共轨的基本概念 11 高压共轨的基本概念 高压共轨的含义是几个喷油器共用一个高压轨。轨内的压力由高压泵建 立。 在此喷油系统中，消除了传统供油系中压力的产生与燃油喷射彼此间的相 互影响，喷油压力的产生不完全依赖于发动

6、机转速与喷油量，燃油在压力下贮存 在高压油轨中随时准备喷油。 高压共轨电控柴油机的工作完全由 ECU 控制。 ECU 根据当前发动机的转速、 水温、 大气压力及油门位置 （即驾驶员的要求） 等情况来确定发动机的运行工况。 由于高压共轨电控系统为发动机提供了理想的空气/燃油混合，因此使得 该柴油机排放满足欧 3 及更高的排放法规要求。与传统柴油机相比，它使得整车 的噪声、驾乘舒适感受，动力性、排放等都得到大幅度的提高。 下图为一个典型的高压共轨发动机的燃油系统构成示意图。 212 燃油系统的构成及工作原理 121 燃油系统的构成 122 燃油系统的工作原理 12 燃油系统的构成及工作原理 121

7、 燃油系统的构成 122 燃油系统的工作原理 1.2.2.1 高压部分 1.2.2.1 高压部分 通过电控高压泵的持续工作，将燃油输送到高压轨中，在轨内蓄压。ECU 通过油泵上的油泵执行器（内压控制阀）来控制在高压轨中的燃油压力，高压轨 上的轨压传感器反馈轨压信息给 ECU，形成一个闭环控制，高压轨中在任何时刻 都蓄有一定压力的高压燃油。 在 ECU 根据内部的标定数据计算出需要某缸喷油的 时候， 由 ECU 通过控制喷油器的磁电电磁阀的工作来使喷油器在计算的时刻喷出 计算出的燃油量。 4JB1欧3发动机选用轨的轨内的压力可以达到1450bar （约1450个大气压） 。 还有可以耐受更高压力

8、的油轨。 相对于传统喷油系统有以下的优点： 1） 喷油压力的产生不依赖于发动机转速与喷油量，轨内供喷油器喷油的压力 可达 1450bar，甚至更高。 2） 喷油器可以在任何时刻喷油，可根据性能排放要求完成多次喷射。 3） 高的喷射压力使喷油器的喷孔可以做的更小，由此缸内可完成更好的雾 化，混合更均匀。 4） 供油均匀，使喷油泵与传统机械喷油系统相比，尺寸更小，且驱动装置不 用承受高压负载峰值。 5） 喷油压力固定，喷射均匀，混合均匀，燃烧更稳定。下图为传统喷油曲线和共轨喷油曲线的比较。 31.2.2.2 低压部分 1.2.2.2 低压部分 低压油路中有进油和回油两部分：进油，燃油从油箱内通过粗

9、滤到燃油滤 清器再到齿轮式输油泵；回油，喷油器回油、油轨和电控高压泵回油接到一起回 到油箱。低压油路安装的规则参见附录 3。 1.2.3 燃油系统中关键部件 1.2.3 燃油系统中关键部件 1.2.3.1 高压油泵 1.2.3.1 高压油泵 高压油泵集成低压齿轮式输油泵、三个带油泵柱塞的高压泵油组件和油量 控制阀为一体。下图为高压油泵装在发动机上的外观。 齿轮式输油泵 齿轮式输油泵 4带油泵柱塞的高压泵油组件 带油泵柱塞的高压泵油组件 1.2.3.2 油轨 1.2.3.2 油轨 油轨上集成了轨压传感器。油轨的作用是存贮高压燃油，同时，由于高压泵 供油和喷油而产生的压力波动可在共轨中得到抑制。

10、轨压传感器将当前的轨压值 反馈给 ECU，和油泵上的内压控制阀一起进行轨内的压力控制。 1.2.3.3 喷油器 喷油器是磁电式的，非以往的靠压力顶开式。 1.2.3.3 喷油器 喷油器是磁电式的，非以往的靠压力顶开式。 5磁电式喷油器喷油时的触发按下图 a 至 e 的顺序 磁电式喷油器喷油时的触发按下图 a 至 e 的顺序 13 电控系统的构成及工作原理 13 电控系统的构成及工作原理 131 电控系统的构成 131 电控系统的构成 电控系统由喷油泵、油轨、喷油器、ECU、电子油门踏板及转速传感器等传 感器和执行器等组成。现有 BOSCH 共轨系统分轻型和重型，轻型系统主要适用于 3.5 吨以

11、下卡车和乘用车，该系统采用 EDC16 控制系统，重型车采用 EDC7 控制 系统。本讲座只介绍 EDC16 系统。 132 电控系统的工作原理 132 电控系统的工作原理 ECU 根据驾驶员的需求，即电子油门踏板的位置（输入到 ECU 里的油门电压 信号） ， 以及发动机和车辆当前的工况 （发动机转速、 冷却液温度、 当前负载等） ， 在 ECU 内计算出驾驶员需要的喷油量、喷油时刻、喷油次数和喷油压力（喷油时 的轨压） ， 并发出指令使轨压控制在需要值和发出指令让喷油器按计算结果喷油。 发动机、发动机管理和高压燃油喷射组件定义如下图所示： A 区传感器和发生器：1 电子油门踏板传感器 2

12、离合器开关 3 刹车双开关 4 车速控制执行单元（巡航控制） 5 预热和起动开关（点火开关） 6 车速传感 器 7 曲轴速度传感器 8 凸轮速度传感器 9 发动机水温传感器（在冷却系内） 10 进气温度传感器 11 增压压力传感器 12 空气流量计（进气量） B 区用户交互界面：13 仪表（显示燃油量，发动机转速等） 14 空调压缩 机执行单元 15 诊断接口及专用 CAN 接口 16 预热控制器 执行器：17 高压油泵 18 油泵执行器（油量控制阀）25 发动机 ECU26 油 轨 27 轨压传感器 28 压力控制阀（DRV2）29 喷油器 30 预热塞 31 柴油机（DI） 扭矩 M C

13、区燃油供油系统（低压侧） ：19 带溢流阀的燃油滤清器 20 带粗滤和电 子油泵的油箱（EFP）21 燃油位置传感器 D 区附加系统：22 附加油泵执行器 23 附加控制单元 24 附加油箱 E 区进气系统：32 废气再循环冷却器 33 增压压力执行器 34 增压器（可 变放气阀或 VTG） 35 控制阀片 36 废气再循环执行器 37 真空泵 F 区排气后处理系统：38 氧传感器 39 排气温度传感器 40 氧化型催化转6化器 41 颗粒捕集器 42 压差传感器 43 捕集氮氧化物催化转化器 44 氧传感器， 氮氧传感器可选 7ECU 典型功能介绍： 轨压控制功能：轨压的控制是闭环控制，EC

14、U 发出指令要求轨压控制到设 定值，轨上的轨压传感器会回馈当前轨压信息给 ECU，形成一个闭环 。 EGR 系统： ECU 根据不同工况下在标定数据中计算出的需要的新鲜进气量， 总进气量的减去新鲜进气则为需要的废气再循环量， 通过控制真空电磁阀来控制 EGR 阀的开度，以得到需要的废气循环量。ECU 发出指令要求新鲜的进气量为设 定值，空气流量计回馈当前新鲜进气量。此控制也是一个闭环控制过程。 修正功能：ECU 还可以根据发动机的温度、大气压力传感器的数据，进行 喷油量、 喷油始点、 喷油次数、 喷油压力及预热时间等的修正以适应特定的工况， 例如得到在低温下更好的冷起动性能， 在高原上尽可能保

15、证动力性的情况下得到 更好的排气烟度等。 预热功能：欧 3 预热控制系统与欧 2 系统相比，安装布置和原理未更改， 只是 ECU 控制策略不同。欧 2 系统预热策略、控制和预热塞加电都由预热 ECU 完成。欧 3 系统控制策略、控制由 ECU 完成，预热控制器（GCU）只是执行 ECU 的指令，为预热塞加电，仅起继电器作用。 1.4 系统功能 1.4 系统功能 进排气系统 进排气系统 废气再循环控制，增压压力控制，可变涡流比控制 预热系统 预热系统 预热时间控制，预热继电器控制 燃油系统 燃油系统 燃油温度传感器，电子供油泵控制 舒适功能 舒适功能 平顺工作控制，各缸燃油量平衡控制，缓冲控制 发动机转速和转角计算 发动机转速和转角计算 发动机过速保护，失火检测 发动机功能 发动机功能 低怠速控制，喷射控制，油量协调，油量限制，扭矩/油量转换，烟度油量 限制，发动机过热保护，起动系统（基础扭矩等） ，主继电器控制，压力波动修 正， 发动机熄火后控制， 零油量标定， 喷油器油量调整， 柴油颗粒过滤器