河南柴油機重工有限責任公司

河南柴油機重工有限責任公司高壓共軌培訓(xùn)教材河柴重工孫延斐創(chuàng)新工作室2022．03目錄柴油機高壓共軌技術(shù)的發(fā)展1.1柴油機高壓共軌系統(tǒng)與柴油噴射系統(tǒng)的區(qū)別1.2柴油機高壓共軌技術(shù)的發(fā)展1.3術(shù)語解釋第二章柴油機高壓共軌技術(shù)原理2.1高壓共軌電噴柴油機的工作原理2.2高壓共軌柴油機的優(yōu)點及主要特性第三章高壓共軌柴油機主要零件3.1高壓共軌柴油機主要零件3.2高壓共軌柴油機主要傳感器第四章高壓共軌柴油機控制策略及調(diào)試方法4.14.2第五章壓共軌柴油機故障判斷及排除附錄ECU參數(shù)對照表航插及線束信號分配第一章 柴油機高壓共軌技術(shù)的發(fā)展隨著能源和環(huán)境問題的日益突出,實現(xiàn)節(jié)能減排具有重要的現(xiàn)實意義。高壓共軌噴射系統(tǒng)實現(xiàn)有效改善了柴油機的經(jīng)濟性、動力性和排放性能，使柴油機能夠滿足現(xiàn)代嚴格的燃油消耗指標和排放法規(guī)，同時提供良好的舒適性和可控制性。共軌式電控噴射技術(shù)是柴油機發(fā)展的必然趨勢。1.1柴油機高壓共軌系統(tǒng)與柴油噴射系統(tǒng)的區(qū)別共軌系統(tǒng)與之前以凸輪軸驅(qū)動的柴油噴射系統(tǒng)不同，共軌式柴油噴射系統(tǒng)將噴射壓力的產(chǎn)生和噴射過程彼此完全分開。電磁閥控制的噴油器替代了傳統(tǒng)的機械式噴油器，燃油軌中的燃油壓力由一個徑向柱塞式高壓泵產(chǎn)生，壓力大小與發(fā)動機的轉(zhuǎn)速無關(guān)，可在一定范圍內(nèi)自由設(shè)定。共軌中的燃油壓力由一個電磁壓力調(diào)節(jié)閥控制，根據(jù)發(fā)動機的工作需要進行連續(xù)壓力調(diào)節(jié)。電控單元作用于噴油器電磁閥上的脈沖信號控制燃油的噴射過程。噴油量的大小取決于燃油軌中的油壓和電磁閥開啟時間的長短，及噴油嘴液體流動特性。1.2柴油機高壓共軌技術(shù)的發(fā)展柴油機電控燃油噴射技術(shù)經(jīng)歷了凸輪壓油位置控制、電磁閥時間控制和共軌式壓力時間控制三代電控技術(shù)發(fā)展。柴油機高壓共軌系統(tǒng)采用多種燃油噴射控制策略實現(xiàn)了燃油供給、噴油正時、噴射壓力及噴油率的全工況高壓電控靈活柔性控制。國外在柴油機電控共軌噴射系統(tǒng)方面的研究起步較早，進展也很快，并有多種共軌噴射系統(tǒng)設(shè)計并投產(chǎn)，其相關(guān)產(chǎn)品和技術(shù)已經(jīng)成熟。主要有德國Bosch（博世）、日本電裝和美國德爾福，其中Bosch公司是柴油機燃油噴射技術(shù)領(lǐng)域的鼻祖，其開發(fā)的電控共軌系統(tǒng)也具有代表性。在國內(nèi)，雖然我國柴油機電控技術(shù)及高壓共軌技術(shù)的研究起步較晚。有許多企業(yè)和科研院校在進行高壓共軌項目的研究，主要有中國船舶集團七一一所、無油所（一汽無錫油泵油嘴研究所）、遼寧新風(fēng)集團、濰柴、大柴、玉柴、北汽、云內(nèi)動力等。其中中國船舶集團七一一所、無油所已完全掌握了電控高壓共軌系統(tǒng)的設(shè)計、制造技術(shù)，并且擁有全部的知識產(chǎn)權(quán)，在技術(shù)方面已完全掌握，在產(chǎn)品方面也已經(jīng)在一些產(chǎn)品得到了應(yīng)用；遼寧新風(fēng)集團通過購買國外技術(shù)，然后再投入人力、物力、財力進行二次開發(fā)，擁有了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高壓共軌產(chǎn)品，已有產(chǎn)品進入市場；濰柴等一些企業(yè)通過與一些國外公司合作，也有產(chǎn)品投入市場。河柴重工采用共軌式壓力時間控制三代電控技術(shù)，目前已有產(chǎn)品：CHD234V8CR、CHD316CR、CHD620L6CR、CHD620CR、CHD622V16CR、CHD622V20CR，其中CHD620L6CR、CHD620CR已批產(chǎn)，在壓裂車、消防船、電源車等合同中得到實機應(yīng)用。1.3術(shù)語解釋1.3.1共軌式噴油系統(tǒng)/CR以燃油軌部件表征的高壓燃油噴射系統(tǒng)，用以向各個共軌式噴油器提供高壓燃油，并可減少高壓系統(tǒng)中的壓力脈沖。1.3.2共軌控制器/ECU共軌控制器是一種用于安裝有共軌系統(tǒng)的發(fā)動機的轉(zhuǎn)速、共軌壓力控制及調(diào)整的電子裝置；可以驅(qū)動電控噴油器、高壓油泵等執(zhí)行機構(gòu)；以下簡稱控制器。1.3.3電控噴油器電控噴油器是一種受控制器控制的噴油器，由內(nèi)部集成的電磁閥工作時產(chǎn)生的吸引力提升或關(guān)閉針閥從而控制噴油量的一種執(zhí)行機構(gòu)；以下簡稱噴油器。1.3.4高壓油泵高壓油泵是一種為共軌系統(tǒng)提供燃油的的電控執(zhí)行機構(gòu)；由自身集成的電磁閥控制吸油閥的開度大小調(diào)節(jié)油泵的進油量并以此達到控制軌壓的目的。1.3.5限流閥限流閥是一種共軌機械安保裝置，用于對應(yīng)發(fā)動機氣缸噴油量異常增大時自動切斷該氣缸供油。1.3.6限壓閥限壓閥是一種共軌機械安保裝置，用于共軌壓力超過限壓閥預(yù)設(shè)值時能自動開啟泄放高壓燃油防止共軌系統(tǒng)因超壓出線損壞或傷害事故。1.3.7分配塊分配塊是一種用于連接共軌管、高壓油泵之間的多根高壓油管連接互通的匯集部件。1.3.8高壓油管用于連接兩個共軌部件之間的耐壓管件。1.3.9進油管接進油管接插入缸頭內(nèi)部，用于連接噴油器與高壓油管（共軌管-噴油器段）之間的耐壓管件。1.3.10共軌管共軌管用于存儲高壓油泵輸送的高壓燃油并供給各噴油器的燃油蓄壓管件。1.3.11軌壓傳感器軌壓傳感器是一種檢測共軌系統(tǒng)壓力并輸出標準模擬量信號的傳感器設(shè)備。1.3.12轉(zhuǎn)速傳感器轉(zhuǎn)速傳感器是一種檢測發(fā)動機曲軸的測速齒盤并輸出脈沖信號的傳感器設(shè)備。1.3.13相位傳感器相位傳感器是一種檢測發(fā)動機凸輪軸的測速齒盤并輸出脈沖信號的傳感器設(shè)備1.3.14轉(zhuǎn)速設(shè)定信號轉(zhuǎn)速設(shè)定信號是操作人員通過操作特定設(shè)備傳輸至調(diào)速控制器的控制信號，用于調(diào)整發(fā)動機的轉(zhuǎn)速。一般有開關(guān)量和模擬量兩種類型的轉(zhuǎn)速設(shè)定信號。與轉(zhuǎn)速傳感器輸出的信號共同作用于轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制。1.3.15噴射正時噴射正時是燃油噴射提前角。1.3.16噴射脈寬噴射脈寬是噴油器電磁閥的通電時長。1.3.17循環(huán)供油量循環(huán)供油量是指單缸一個發(fā)動機循環(huán)中噴射的燃油總量。簡稱油量。本教案用于中國船舶集團有限公司第七一一研究所共軌技術(shù)方案第二章柴油機高壓共軌技術(shù)原理共軌技術(shù)是指高壓油泵、壓力傳感器和ECU組成的閉環(huán)系統(tǒng)中，將噴射壓力的產(chǎn)生和噴射過程彼此完全分開的一種供油方式，由高壓油泵把高壓燃油輸送到公共供油管，通過對公共供油管內(nèi)的油壓實現(xiàn)精確控制，使高壓油管壓力大小與發(fā)動機的轉(zhuǎn)速無關(guān)，可以大幅度減小柴油機供油壓力隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化，因此也就減少了傳統(tǒng)柴油機的缺陷。ECU控制噴油器的噴油量，噴油量大小取決于燃油軌（公共供油管）壓力和電磁閥開啟時間的長短。2.1高壓共軌電噴柴油機的工作原理利用較大容積的共軌腔將油泵輸出的高壓燃油蓄積起來，并消除燃油中的壓力波動，然后在輸送給每個噴油器，通過控制噴油器上的電磁閥實現(xiàn)噴射的開始和終止。系統(tǒng)具有轉(zhuǎn)速閉環(huán)與軌壓閉環(huán)兩大閉環(huán)。轉(zhuǎn)速閉環(huán)負責發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制，軌壓閉環(huán)負責軌壓控制。兩大閉環(huán)控制通過合理的設(shè)置使發(fā)動機始終始處于良好的運行工況。轉(zhuǎn)速閉環(huán)：通過接收轉(zhuǎn)速/相位傳感器輸出的頻率信號實時計算發(fā)動機實際計算發(fā)動機實際轉(zhuǎn)速并與轉(zhuǎn)速設(shè)定信號對應(yīng)的設(shè)定轉(zhuǎn)速進行比較，如果沒有差異則維持當前噴油量不變，如果有差異則調(diào)整噴油量直至轉(zhuǎn)速差異消除。共軌系統(tǒng)是通過控制器（ECU）調(diào)整噴射脈寬以實現(xiàn)油量調(diào)節(jié)。軌壓閉環(huán)：通過接受軌壓傳感器輸出的模擬量信號查表得到對應(yīng)的軌壓值，如果沒有差異則維持當前高壓油泵的供油量，如果有差異則調(diào)整高壓油泵的供油量直至軌壓差異消除。高壓油泵供油量通過控制器（ECU）調(diào)高壓油自帶的電磁閥電流大小來實現(xiàn)。2.2高壓共軌柴油機的優(yōu)點及主要特性2.2.1壓共軌柴油機的優(yōu)點燃油壓力的建立與柴油機的轉(zhuǎn)速、負荷、噴油器是否噴油都沒關(guān)系。可實現(xiàn)理想噴油規(guī)律，具有良好的噴射特性。這是高壓共軌噴油系統(tǒng)區(qū)別于此前傳統(tǒng)柴