《汽油喷射系统》PPT课件.ppt

第4章 汽油喷射系统 中国铁道出版社,4.1 汽油喷射系统概述,汽油喷射的基本概念,1.汽油机燃料供给系的功用汽油机供给系功用是，根据发动机各种不同功况的要求，配制出一定数量和 浓度的可燃混合气，供入气缸，使之燃烧做功。最后，供给系还应将燃烧产物废气排至大气中。,2.汽油喷射的基本概念,电控燃油喷射系统通过直接或间接测得进入气缸的空气质量，发动机控制器控制喷油器将一定数量和压力的汽油直接喷射到进气歧管或气缸中，与进入的空气在进气管或气缸中混合而形成可燃混合气。,（1）进气管道中没有狭窄的喉管，空气流动阻力小，充气效率高，增加了发动机的功率和扭矩。（2）进气温度较低而使爆震燃烧得到有效控制，可以采用较高的压缩比。（3）发动机的冷起动性和加速性较好。（4）可对空气与燃油的混合比与点火提前角进行精确的控制，使发动机在任何工况下都处于最佳的工作状态，对过渡工况的动态控制更是传统化油器式发动机无法实现的。,3.汽油喷射的优点,（5）多点汽油喷射系统可使发动机各缸混合气的分配更均匀、合理。（6）可节省燃料并减少废气中的有害成分（具有急减速断油功能）。采用汽油喷射系统的发动机与传统的化油器式发动机相比，可使发动机的功率提高5%10%，油耗降低5%10%，有害排放减少15%20%。,1.按喷射装置的控制方式分类 按控制方式的不同可分为机械控制式（K型），机电混合控制式（K-E型）和电子控制式（EFI型）三类。,4.1.2 汽油喷射系统的类型,汽油机燃料喷射系统种类较多，归纳起来有下列几种分类。,（1）机械式（K型）,图4-1 K型燃油喷射系统1-喷油器 2-进气管 3-怠速稳定阀 4-节气门 5-空气流量计 6-燃油量分配器 7-暖车调节器 8-燃油压力调节器 9-汽油箱 10-燃油滤清器 11-蓄压器 12-电动燃油泵 13-蓄电池 14-点火开关 15-热敏时控开关 16-分电器 17-控制继电器 18-冷起动阀 19-怠速调节螺钉,（2）机电式（K-E型）,机电结合式汽油喷射系统如图4-2所示。该系统是在机械式燃油系统的基础上加以改进而成。机电式燃油喷射系统不仅提高了对混合气浓度的调节，而且也为功能扩展提供了条件；随着电子工业的不断发展已经被电子控制式燃油喷射系统所取代。,图4-2 机电结合式汽油喷射系统1-喷油器 2-冷启动喷油器 3-燃油分配器 4-电液式压差调节器 5-油压调节器 6-油箱 7-电动燃油泵 8-燃油滤清器 9-蓄压器 10-电子控制器（ECU）11-怠速空气调节器 12-节气门位置开关 13-温度传感器14-热限时开关,（3）电子式（EFI型）,图4-3 桑塔纳2000GLi型轿车电子控制汽油喷射系统1-怠速稳定阀 2-进气压力、进气温度传感器 3-空气缓冲平衡箱 4-油压调节器控制管路 5-汽油滤清器 6-油压调节器 7-喷油嘴 8-爆震传感器 9-水温传感器 10-氧传感器 11-点火线圈 12-霍尔传感器 13-汽油泵 14-汽油箱 15-燃油回油管 16-发动机控制单元（ECU）17-节气门开度传感器,2.按喷油器布置方式分类,按喷油器布置方式的不同，可以将其分为多点喷射和单点喷射两种。多点喷射还有进气道喷射和气缸内喷射之分。,多点喷射的特点是在每个气缸分别安装各自的喷油器，每一气缸所需的喷油量分别由各自的喷油器供给。,（1）多点喷射方式,（2）单点喷射方式,3.按燃料喷射方式分类,按喷油器喷射燃料方式的不同，可以分为间歇（脉冲）喷射方式和连续（稳定）喷射方式两大类,连续喷射方式大多应用于机械式或机电结合式汽油喷射系统中，在发动机运转期间汽油连续不断的喷射，其喷油量的大小不取决于喷油器，而取决于燃油分配器中燃油计量槽的开度及进出油口间的压差。,（1）连续喷射方式,（2）间歇喷射方式,间歇喷射方式广泛的应用于现代电控汽油喷射系统中，在发动机运转期间汽油间歇喷射，其喷油量大小取决于喷油器喷油阀开启时间，即电脑指令的喷油脉冲宽度。,4.按空气量的检测方式分类,电控汽油喷射系统按对空气量的检测方式不同可分为歧管压力计量式（D型）和空气流量计量式（L型）。,（1）D型电控汽油喷射系统 该系统通过进气歧管绝对压力传感器检测进气歧管绝对压力来间接测量发动机吸入的空气量。图4-3所示的桑塔纳2000GLi型轿车发动机采用的即为D型系统。由于进气流在进气管内的压力波动，该方法的测量精度较差。,（2）L型电控汽油喷射系统 该系统通过空气流量计检测空气流量来测量发动机吸入的空气量，实行对空燃比的精确控制。空气流量计对空气流量的检测又可分为体积流量型和质量流量型。,体积流量型采用翼片式（叶片式）空气流量计或卡门旋涡式空气流量计。即通过计量气缸充气的体积量，将该物理量转变成电信号输送至电脑（ECU），电脑（ECU）依据空气流量计出数数据、进气温度传感器、大气压力传感器等相关数据计算出与该体积的空气相适应的燃油质量，以控制混合气空燃比在最佳值。德国Bosch公司将这种类型的电控汽油喷射系统称之为L-Jetronic系统，如图4-5所示。,图4-5 L型电控汽油喷射系统1-燃油箱 2-汽油泵 3-滤清器4-分油管5-压力调节器6-电控单元 7-喷油器8-冷起动阀 9-怠速调节螺钉 10-节气门位置传感器 11-节气门 12-空气流量计 13-继电器组14-氧传感器 15-发动机温度传感器 16-温度时间开关 17-分电器18-补充空气阀 19-怠速混合器调节螺钉 20-蓄电池 21-点火开关,质量流量型采用热线式空气流量计或热膜式空气流量计。采用这种方法计量空气的电控汽油喷射系统，直接测量进入气缸内空气的质量，将该空气的质量转换成电信号，输送给电脑作为控制空燃比的主要数据。Bosch公司的LH-Jetronic系统即为热线式电控汽油喷射系统，如图4-6所示。,图4-6 桑塔纳2000GSi型轿车L型电控汽油喷射系统1-进气温度传感器 2-油压调节器 3-喷油器 4-点火线圈 5-氧传感器 6-冷却液温度传感器 7-转速传感器8-电动燃油泵 9-爆震传感器 10-汽油滤清器 11-电子控制单元（ECU）12-节气门控制器13-怠速电机（与节气门控制单元一体）14-热线式空气流量计,4.2发动机各种工况对可燃混合 气成分的要求 可燃混合气成分对发动机的动力性、经济性具有很大的影响。可燃混合气的成分通常有三种表示方法：,1.空燃比 实际吸入发动机的气体中，空气质量与燃料质量的比值称为空燃比，用符号R表示（多为欧美国家采用）。空燃比亦即燃烧1kg燃料实际供给的空气量。理论上，1Kg汽油完全燃烧需要14.7kg空气。故对汽油机而言，将空燃比为14.7的可燃混合气称为理论混合气；若空燃比小于14.7则说明汽油有余，称为浓混合气；若空燃比大于14.7则说明空气有余，称为稀混合气。,2.燃空比 空燃比的倒数称为燃空比，用符号表示，即=1/R（为日本工业标准JIS多采用）。3.过量空气系数 将燃烧1kg燃料实际供给的空气质量与理论上1kg 燃料完全燃烧所需的空气质量之比称为过量空气系数，用符号表示。,4.3 电控汽油喷射系统的组成和工作原理,1.电控汽油喷射系统的组成 汽油发动机电子控制系统，尽管类型繁多，但它们都具有相同的控制原则：以电脑（ECU）为控制核心，以空气流量计和发动机转速为控制基础，以喷油器、点火器和怠速空气调整阀等为控制对象，保证获得与发动机各种工况相匹配的最佳混合气和点火时刻。相同的控制原则决定了各类电控系统具有相同的组成和类似的结构。发动机电子控制系统一般由空气供给系统，燃油供给系统和电子控制三大部分组成。,（1）空气供给系统 空气供给系统的功用是控制并测量吸入发动机的空气量，提供可燃混合气形成所需的空气。它主要由空气滤清器、空气流量计、节气门体、进气总管、进气歧管和怠速空气阀等组成。以L型系统为例，发动机在运行时，空气流量由节气门控制。经空气滤清器过滤，由空气流量计计量后，通过节气门体进入进气总管，再分配到各进气歧管内，空气与喷油器喷出的汽油混合后被吸入气缸内燃烧。,如图4-7所示，怠速及快怠速控制阀。在发动机冷却水温度较低时，为加快暖机过程，怠速空气阀加大旁通空气通道的开度，以满足快怠速时所需较多的空气量，空气绕过节气门直接进入进气总管。随着发动机冷却水温度的升高，怠速空气阀调节的旁通空气通道开度逐渐减小，旁通空气量也随之减小，发动机转速逐渐降低至正常怠速。,图4-7怠速及快怠速控制1-空气滤清器 2-节气门体 3-怠速调整螺钉4-进气总管 5-进气歧管6-怠速空气阀7-空气流量计 8-ECU 9-怠速控制阀,（2）燃油供给系统 燃油供给系统的功用是供给气缸燃烧所需的汽油。它主要由燃油泵、燃油滤清器、燃油脉动阻尼器、喷油器、燃油压力调节器和输油管道等组成如图4-8所示。,图4-8 燃油供给系统（MPI）1-燃油箱 2-油泵 3-回油道 4-压力调节器 5-冷起动喷油器 6-各缸进气歧管 7-喷油器8-输油管 9-脉动阻尼器 10-进油管 11-燃油滤清器,（3）电子控制系统 电子控制系统的功用是根据发动机运转状况和车辆运行状态确定汽油的最佳喷射量和点火时刻等。该系统主要由传感器、电控单元（ECU）和执行元件（执行器）组成。,2.电控汽油喷射系统的工作原理 电控单元首先读取进气管真空度（进气流量）、发动机转速、冷却水温度、大气压力、氧传感器、爆震、进气温度、节气门位置等传感器输入的信息，然后将这些信息与储存在ROM存储器中的预置信息进行比较，进而确定在这种状态下发动机所需的供油量和点火提前时间。预先存储在存储器内的信息是由发动机优化数据实验获得的。,4.4 燃油供给系统主要装置的结构与工作原理,1.电动燃油泵,电动燃油泵的作用是将油箱内的燃油吸出并通过喷油器供给发动机各气缸以满足发动机正常工作的需要。,图4-9 电动汽油泵的结构正常的流动路线-安全阀开启时的流动路线1-安全阀 2-外壳 3-单向阀 4-出油口 5-永磁电动机 6-电连接器 7-进油口,单向阀的作用主要用于防止燃油倒流，并可保持管路残余压力，使发动机下次起动方便，并防止由于温度较高时，油路产生气阻现象，影响发动热起动性能。若油泵输出压力超过400KPa时，安全阀自动打开，高压燃油可回至油泵的进油室，在油泵和电动机内循环，可避免由于油路堵塞而引起管路油压过高造成管路破裂或燃油泵损坏等现象。泵体是电动燃油泵的主体，根据结构不同，可分为滚柱泵、转子泵、涡轮泵和侧槽泵等型式。,汽油在高温和低压时，易汽化形成气泡，导致供油量不足，因此在有些汽车的燃油系统中采用双级泵，即一个为低压泵，另一个为主输油泵，二者串联。低压泵用于分离蒸气，而主输油泵用于提高压力，两者合成为一个组件，由一只电动机驱动。如图4-13所示。为桑塔纳2000轿车采用的双级电动汽油泵，工作时，低压涡轮叶片泵从油箱内吸入汽油，再输入泵内的高压转子泵经加压后输出。,图4-13 双级电动汽油泵结构图1-止回阀 2-卸压阀 3-电动机 4-高压齿轮泵 5-涡轮叶片泵,2.燃油滤清器,燃油滤清器安装在电动汽油泵出口一侧的高压油路中，功用是除去汽油中的固体杂质，防止燃油供给系堵塞和减少机件磨损。它一般是整体形的一次性产品，主要由壳体和滤芯等组成，如图4-14所示。,图4-14 燃油滤清器a）-燃油滤清器结构 b）-滤芯1-入口 2-出口 3-滤芯 4-菊花型,燃油脉动阻尼器的功用是减小因喷油器喷油时使油路油压产生的微小波动和降低噪声。它主要包括膜片和弹簧组成的减振机构，如图4-15所示，膜片将脉动阻尼器隔成膜片室和燃油室，膜片室内安装有弹簧，将膜片压向燃油室。当燃油压力增高时，膜片弹簧被压缩，使燃油室容积增大，减缓燃油压力的增加；反之，当燃油压力降低时，在弹簧力的作用下使燃油室容积减小，减缓燃油压力的降低。,3.燃油脉动阻尼器,图4-15 燃油脉动阻尼器a）-外观图 b）-工作原理图1-阀门 2-弹簧 3-膜片 4-来自汽油泵 5-输油管道,4.燃油压力调节器,图4-16 燃油压力调节器结构1-弹簧室2-弹簧3-膜片4-壳体5-阀6-燃料室,5.燃油总管,燃油总管的功用是将燃油均匀、等压地输送给各个喷油器，同时还具有储油、蓄压的作用。其容积油量相对于发动机的循环喷油量要大很多，可以防止燃油压力的波动，供给各喷油器以等量的燃油。如图4-17所示。为桑塔纳2000GSi轿车AJR发动机燃油总管和各缸喷油器、燃油压力调节器组合件的安装。,图4-17 燃油总管、喷油器及油压调节器组合件1-O形密封圈 2-与进气歧管相连 3-燃油压力调节器 4-喷油器 5-燃油总管 6-卡簧,6.喷油器,喷油器的分类方式：按用途可分为单点式喷油器和多点式喷油器；按燃油的送入位置可分顶部供油和底部供油式；按喷油口形式可分为轴针式和孔式两种，孔型又可分为球阀式和片阀式等；按喷油器的驱动电路型式可分为低阻（0.63）和高阻式（1217）等。,（1）轴针式喷油器,轴针式喷油器主要由喷油器外壳、喷油嘴、针阀、套在针阀上的衔铁及电磁线圈等组成，如图4-18所示。,图4-18 轴针式喷油器结构1-滤清器 2-弹簧 3-调整垫 4-凸缘 5-针阀 6-壳体 7-喷口 8-阀体9-行程 10-衔铁 11-电磁线圈 12-电接头 13-油管接头,针阀式喷油器的抗堵塞、坑污染能力较强，雾化性能较好。一般燃油都经燃油总管分配到各喷油器，从顶部供油并在喷油器体内轴向流动，只有在针阀开启喷油时燃油才能流动。在发动机温度较高时，易产生气阻，影响汽车的热启动性能。在现代汽车上采用底部供油方式的喷油器日趋广泛，如图4-19所示。,图4-19 底部供油式电磁喷油器结构1-针阀体 2-接电端口 3-电磁线圈4-弹簧 5-衔铁 6-针阀 7-阀座,（2）球阀式喷油器,球阀式喷油器的结构如图4-20所示。其结构与轴针式的主要区别在于针阀的结构不同。球阀的针阀是由钢球、导杆和衔铁用激光束焊接成整体，质量（1.8g）只有普通轴针式的一半。为保证燃油密封性，轴针式必须有较长的导向杆，球阀具有自定心作用，无须较长的导向杆，所以球阀的针阀质量轻，具有良好的密封性。工作过程与针阀式相似。如图4-21所示。为同等级的球阀式阀针与轴针式阀针的比较。,图4-20 球阀式电磁喷油器1-壳体 2-电磁线圈 3-喷油器体 4-衔铁 5-挡块 6-护套 7-喷孔 8-阀座（位置）9-针阀 10-弹簧,图4-21 球阀式与轴针式阀针比较 1-钢球 2-导杆 3-衔铁 4-轴针,阀片式喷油器的结构如图4-22所示。它与其它类型喷油器的最大区别在于只用一块0.5g圆形阀片来代替针阀，并与孔式阀片组合成液压阀。由于阀片的运动惯量极小，有利于减少喷油器开启时的滞后时间，因而可以提高喷油器的计量精度，动态流量范围可高达20以上，工作噪声低，而且耐久性及抗堵塞能力等明显优于普通针阀式喷油器。,（3）阀片式喷油器,图4-22 阀片式电磁喷油器1-喷嘴套 2-阀座 3-挡圈 4-喷油器体 5-铁心 6-滤清器 7-调压滑套 8-弹簧 9-电磁线圈 10-限位圈 11-阀片,阀片式喷油器的工作如图4-23所示。,图4-23 阀片工作情况a-阀片静止在阀片座上 b-阀片抬离阀座直到抵住挡圈 c-阀片离开挡圈落座1、4-挡圈 2-弹簧 3-衔铁 5-阀片 6-阀座,在现代四气门发动机上广泛采用双孔式喷油器，如图4-24所示。在双孔式喷油器的头部加装一个可使流量严格均分化的双孔分流套，两股油束能同时将相同的燃油量分别喷入两个进气口中，消除燃油附着隔墙的弊病，有效的改善了四气门发动机的瞬时加速响应性能。与普通轴针式喷油器相比，这种双孔式喷油器的优点是具有较大的动态流量范围和较强的抗堵塞能力。,图4-24双孔式电控喷油器,4.5 电控汽油喷射系统的控制 1.燃油喷射的控制 2.点火系统的控制 3.三元催化反应器闭循环控制,三元催化反应器,三元催化反应器是一种能使CO、HC和NOx三种有害成分同时得到净化的控制装置如图4-25所示。它装在消声器前面。在催化剂的作用下，它利用汽车排气中的氧气做氧化剂，把CO与HC氧化为二氧化碳、水，以碳氢和氢气做还原剂使NOx还原成氮气。,图4-25 三元催化转化器的结构（a）颗粒状态催化剂（b）裂体蜂窝状催化剂,5.8 转子分配式喷油泵,转子分配式喷油泵按其结构不同，分为径向压缩式分配泵和轴向压缩式分配泵。,径向压缩式分配泵,径向压缩式分配泵的柴油供给系如图5-45所示。喷油器回油流回油箱；分配泵的回油流回精滤器，当油量过多时，又从细滤器流回油箱。,图5-45 径向压缩式分配泵的柴油供给系1-油箱 2-膜片式输油泵 3-粗滤器 4-细滤器 5-分配泵 6-喷油器,结构与工作原理，如图5-46所示。为四缸柴油机径向压缩式分配泵的示意图。它主要由旋转部分（包括分配转子10、柱塞15、滚柱13、滚柱座14）和固定部分（分配套筒9、内凸轮12）组成。,1.进油过程,进油过程如图5-47a所示。在分配转子的一个断面上有均匀分布的四个进油孔3，当任一进油孔与分配套筒上的进油道2对上时，柴油流入转子的中心油道。转子每转一周进油四次。,2.配油过程,配油过程如图5-47b所示。转子的另一断面上有分配孔4，分配套筒在该端面上均布着四个出油孔5。当分配孔与套筒上某一出油孔对正时，高压油输入喷油器。同样，转子每转一周可出油四次。应该指出，当进油道与进油孔对正时，分配孔与出油孔相互错开；反之，分配孔与出油孔对正时，进油道与进油孔则相互错开。从轴向看，进油孔与出油孔的交角为45。,3.泵油过程,径向压缩式分配泵的工作原理如图5-46所示。分配转子10转动时，推动滚柱座14、滚柱13和柱塞15绕其轴线转动。由于固定的内凸轮凸起作用，使对置的柱塞被推向转子中心，柴油产生高压，此时，如图5-47b所示。分配孔4正好与分配套筒上相应的出油孔相对，,图5-46 径向压缩式分配泵的工作原理图1-油量控制阀 2-外壳 3、6-调压弹簧 4-滑柱 5-调压器 7-喷油器 8-输油泵 9-分配套筒 10-分配转子 11-供油提前角自动调节机构 12-内凸轮 13-滚柱 14-滚柱座 15-柱塞 16-离心飞块 17-传动连接器,高压柴油被送到喷油器。当滚柱越过内凸轮的凸起后，在离心力作用下两柱塞迅速被甩向两端，使两柱塞间的空腔内产生真空度。当分配转子上相应的进油孔与分配套筒的进油道相对时，柴油就在二级输油泵压力作用下进入柱塞间的空腔。,图5-47 径向压缩式分配泵的进油和配油a）进油过程 b）配油过程1-内轮 2-进油道 3-进油孔 4-分配孔 5-出油孔,轴向压缩式分配泵,该泵主要由驱动机构、该泵主要由驱第二级叶片式输油泵、高压泵头、供油提前角自动调节机构和调速器等组成。轴向压缩式分配泵的驱动机构 如图5-48所示。,图5-48 轴向压缩式分配泵的柴油供给系 1-调压阀 2-离心飞块总成 3-操纵杆 4-调速弹簧 5-滑动套筒 6-停车操纵杆 7-溢流喉管 8-预调杠杆 9-最大供油量调节螺钉 10-张力杠杆 11-启动杠杆 12-张力杠杆限位销钉 13-喷油器 14-分配套筒 15-出油阀总成 16-分配转子 17-油量控制滑套 18-分配转子回位机构 19-供油提前角自动调节油缸 20-凸轮盘 21-滚轮机构 22-调速器驱动齿轮 23-联轴节 24-叶片式输油泵 25-燃油箱 26-膜片式输油泵 27-分配泵驱动轴 28-燃油细滤器 29-溢流阀 M1-预调杠杆轴 M2-启动杠杆轴,高压泵头 如图5-49所示,轴向压缩式分配泵的结构。凸轮盘8（端面凸轮）、滚动机构19、凸轮盘回位机构16、联轴节（从动叉）、分配转子14、分配套筒13和泵头壳体等零部件组合而成，起进油、泵油和配油作用。凸轮盘18左端面上的凸轮的数目，与发动机缸数相对应。,图5-49 轴向压缩式分配泵 1-操纵杆 2-高速调节螺钉 3-调速弹簧 4-怠速调节螺钉 5-溢流喉管 6-预调杠杆 7-最大供油量调节螺钉 8-张力杠杆 9-启动杠杆 10-高压泵头 11-出油阀压紧座 12-出油阀总成 13-分配套筒 14-分配转子 15-油量控制滑套 16-分配转子回位机构 17-供油提前角自动调节油缸 18-凸轮盘 19-滚轮机构 20-调速器驱动齿轮 21-叶片式输油泵 22-离心飞块总成 23-滑动套筒 M1-预调杠杆轴 M2-启动杠杆轴,供油提前角自动调节机构安装在泵体下部，由油缸17和滚轮机构19联合作用而完成调节功能。图5-50所示为剖面示意图，在滚轮架2上装有滚轮1，其数目与汽缸数相同。滚轮架通过传力销6、连接销5与油缸活塞4连接。活塞移动时，拨动滚轮架绕其轴线转动（滚轮架不受驱动轴转动影响）。油缸右腔经孔道与泵腔相通，油缸左腔经孔道与精滤器相通。,图5-50 供油提前角自动调节机构1-滚轮 2-滚轮架 3-滚轮轴 4-活塞 5-连接销6-传力销 7-弹簧 8-油缸,如图5-55所示，增压补偿器。在轴向压缩式喷油泵泵体的上部装有增压补偿器，其作用是根据增压压力的大小，自动加大或减少各缸的供油量，以提高发动机的功率和燃料经济性，并减少有害气体的产生。用橡胶制成的膜片5固定于补偿器的下体6和补偿器盖4之间。膜片把补偿器分成上、下两腔。上腔由管路连接与进气管相通，进气管中废气涡轮增压器所形成的空气压力作用在膜片上腔。下腔经通气孔8与大气相通，弹簧9 向上的弹力作用在膜片下支撑板7上。膜片与补偿器阀芯10相连接，阀芯10下部有一上小下大的锥形体。补偿杠杆2上端的悬臂体与锥形体相靠，补偿杠杆下端抵靠在张力杠杆11上，补偿杠杆可绕销轴1转动。,图5-55 增压补偿器 1-销轴 2-补偿杠杆 3-膜片上支承板 4-补偿器盖 5-膜片 6-补偿器下体 7-膜片下支承板 8-通气孔 9-弹簧 10-补偿器阀芯 11-张力杠杆 12-油量控制滑套 13-调速弹簧,5.9 电控柴油喷射系统,随着电子技术的发展，汽油机的电控燃料喷射技术已日趋完善。而直到20世纪80年代中期，国外一些大型汽车工业开始着手研究开发电子控制式柴油机，以提高其各项使用性能、降低燃料消耗、降低噪声，并满足排气环保的法规要求。,在柴油机上应用电控技术，相对于汽油机电控技术来说，具有一定的难度。在分配式喷油泵的基础上加装电子控制系统的柴油喷射系统，如图5-56所示,图5-56 柴油机电子控制系统构成图 1-传动皮带轮 2-燃油进口 3-泵角传感器 4-分配泵 5-回油阀 6-电磁溢流阀 7-预热塞继电器 8进气压力传感器 9-加速器踏板 10-涡轮增压器 11废气通道控制阀 12-喷油嘴 13-预热塞 14-副燃烧室 15-着火时间传感器 16-水温传感器 17-进气温度传感器 18-节气门位置传感器 19-副节气门 20-膜片阀 21-真空泵 22-ECU 23-仪表 24-定时控制器 25-调整电阻（）26-调整电阻（）27-曲轴转角传感器,喷油量的控制 为了精确控制喷油量，燃油分配泵的构成和控制是技术关键。图5-58所示为燃油分配泵工作示意图。,图5-58 柴油分配泵a）燃油分配泵 b）定时控制阀 1-传动皮带轮 2-燃油进口 3-泵角传感器 4-滚轮架 5-滚轮 6-回油 7-输油泵泵出燃油 8-燃油切断电磁阀 9-电磁溢流阀 10-溢流控制阀 11-主溢流阀 12-进油通道 13-柱塞进油槽 14-高压室 15-喷油嘴 16-柱塞 17-高压燃油出口通道 18-柱塞弹簧 19-凸轮盘 20-定时控制阀 21-泵角检测齿轮 22-输油泵泵出燃油 23-输油泵 24-驱动轴 25-定时器销 26-定时器活塞,电磁溢流阀的结构如图5-60所示。主要由主溢流阀、溢流控制阀、螺线管电磁线圈等组成。其工作原理如图5-61 所示。电子控制单元输出指令，控制电磁溢流线圈的供电电路。当电磁溢流阀的电磁线圈通电时，溢流控制阀关闭，此时，高压室的压力油通过主溢流阀上的节流孔同时作用于主溢流阀的正面和背面，主溢流阀在弹簧作用下处于关闭位置，燃油被封在高压室中不断增压，并经由喷油嘴喷入气缸。,图5-60 电磁溢流阀结构图示意图1-主溢流阀 2-溢流控制阀 3-螺线管电磁线圈 4-电枢 5-高压室,如图5-61a）所示。当电磁溢流阀电磁线圈中电流被切断时，溢流控制阀首先被打开，主溢流阀的背压下降，如图5-61b）所示。继而高压室内高压油克服弹簧弹力及主溢流阀背压将主溢流阀打开，高压室内的燃油向低压区流动而急剧泄压，喷油停止，如图5-61c）所示，,图5-61 电磁溢流阀工作原理图a）压缩、喷射 b）控制溢流通道溢流 c）主溢流通道溢流,5.10 柴油共轨技术,5.10.1 共轨系统的结构与原理 1.共轨系统总体结构 共轨系统的结构如图5-63所示。,图5-63 共轨系统结构 1-喷油器总成 2-FMU（燃油计量单元）3-油泵总成 4-油温传感器 5-转速传感器 6-输油泵 7-压力控制阀 8-ECU（电控单元）9-流量限制器 10-共轨总成 10-共轨压力传感器,2.共轨系统工作原理 工作原理如图5-64所示。,图5-64 共轨系统工作原理,5.10.2 共轨系统的组成和主要零部件,1.柴油共轨系统的组成,图5-65 柴油共轨系统组成 1-电动输油泵 2-燃油滤清器 3-回油阀 4-回游储存器 5-CP1高压泵 6-高压控制阀 7-共轨压力传感器(RPS)8-共管 9-喷油器 10-EDC 15 C 控制单元 11-油温传感器12-其它传感器,（1）低压部分 共轨燃油喷射系统如图5-66所示。低压部分（油路）为高压部分（油路）供给足够的油量，其中最重要的零部件有：油箱，带有粗滤装置的供油泵，低压回路的进、出油管，细滤器，喷油泵，高压泵的低压区。,5-66 共轨燃油喷射系统图 1-压力控制阀2-共管3-高压泵4-燃油滤清器5-燃油冷却器6-燃油预热器7-燃油泵8-停车阀9-喷油器,（2）高压部分 共轨系统的高压部分被分成高压发生器、压力蓄能器和燃油计量元件。最重要的零部件：配有元件关闭阀和压力控制阀的高压泵（CP1）或者带有进油计量比例阀的高压泵(CP2、CP3)，高压蓄能器，共轨压力传感器，压力控制阀，流量控制阀和喷油器。,高压泵,高压泵是高压回路和低压回路的分界面，在所有工况下，它主要作用是在车辆的整个使用中供给足够的高压燃油，同时还必须保证为使发动机迅速起动所需要的额外的供油量和压力要求。如图5-69所示CP1高压泵。,图5-69 CP1高压泵 1-带偏心凸轮的驱动轴 2-多边环3-油泵柱塞4-进油阀 5-元件关闭阀 6-出油阀 7-套 8-去共管高压接头9-压力控制阀10-球阀(压力控制阀)11-回油12-燃油供给 250kPa(2.5 bar)13-节流阀(安全阀)14-燃油供给通道,压力控制阀,压力控制阀设定一个正确的对应于发动机负荷的共轨压力，并且将它保持在这一水平。当共轨压力过大，压力控制阀打开，一部分燃油经回油管路流回油箱。当共轨压力过小，压力控制阀关闭，并将高压与低压段密封隔开。如图5-70所示。压力控制阀与压力传感器。,图5-70 压力控制阀与压力传感器1-共管压力传感器 2-共管 3-压力控制阀4-电子联接5-电路 6-带传感器元件的膜片7-0.7mm节流孔 8-球 9-电子联接,高压蓄能器,如图5-71所示。为高压蓄能器、限压阀与流量控制阀。高压蓄能器存储高压燃油，同时，由于高压泵的供油和燃油喷射产生的高压振荡在共轨容积中衰减，这样保证在喷油器打开时刻，喷射压力维持定值。共轨同时作为燃油分配器。,图5-71 高压蓄能器、限压阀与流量控制阀 1-共管 2-自高压泵来的供油 3-共管压力传感器 4-限压阀5-回油 6-流量限制器 7-到喷油器的高压管,限压阀,图5-72所示为限压阀。限压阀具有与溢流阀一样的功能。若压力过大，限压阀将打开泄油通道来控制共轨压力。限压阀允许瞬时最大共轨压力为系统额定压力+50bar。限压阀是由以下零部件构成的一个机械装置：带有螺纹的壳体；流回油箱的回油油路；活动柱塞；柱塞弹簧。,图5-72 限压阀,喷油器,共轨系统喷油器如图5-73所示。喷油时刻和喷油量的调整是通过电子触发的喷油器实现的。这些喷油器取代了喷油嘴帽总成（喷油嘴和喷油嘴帽）。共轨的喷油器与普通发动机的安装相同，安装在直喷柴油机的气缸顶部。,图5-73 共轨系统喷油器 1-回油管2-回位弹簧 3-线圈4-高压连接5-枢轴盘6-球阀7-泄油孔8-控制腔9-进油口10-控制活塞11-油嘴轴针12-喷油嘴a 1-喷油器关闭 b 2-喷油器打开,