淮安信息职业技术学院毕业论文题 目电控高压共轨柴油机控制原理与故障诊断摘 要为了满足日趋严格的排放法规和进一步提高柴油机的经济性和动力性的要求，电控高压共轨技术在这种背景下孕育而生。电控高压共轨柴油机作为节能环保发动机，在节能与环保意识日益增强的今天，已成为车用发动机的一种必然选型。其喷油控制与故障监控策略的研究，对提高燃油喷射控制精度、实现节能减排目标、提高发动机运行稳定性与可靠性以及优化发动机整体性能具有重要的现实意义。本文主要介绍了国外、内电控高压共轨柴油机的发展，详细分析了高压共轨的组成及工作原理，重点介绍电控高压共轨系统的故障诊断和它的检修具体步骤，最后列举了哈弗、锡柴等汽车上经常出现的故障进行了分析了解。关键词：高压共轨；电控柴油机；控制原理；故障诊断AbstractTo meet the increasingly stringent diesel emission regulations and to further improve the economy and power of the requirements, electronically controlled high pressure common rail technology in this context bred. Electronically controlled high pressure common rail diesel engine as an energy-saving environmental protection, energy saving and environmental protection in the growing awareness of today, has become an inevitable vehicle engine selection. Its injection control and fault monitoring policy research, to improve the fuel injection control precision, to achieve energy reduction targets, improve stability and reliability of the engine is running and optimizing the overall performance of the engine has important practical significance. This paper describes the foreign countries, electronically controlled high pressure common rail diesel engine within the development of a detailed analysis of the composition and work of high pressure common rail principle focuses on electronically controlled high pressure common rail system fault diagnosis and repair its concrete steps, the last cited Havel , Xichai other cars often failures were analyzed to understand.Keywords: High pressure common rail; electronically controlled diesel engine; control principle; fault diagnosis目 录摘 要IABSTRACTII第一章 绪论11.1电控柴油机发展11.2电控高压共轨柴油机的发展31.2.1国外高压共轨柴油机的发展41.2.2国内高压共轨柴油机的发展51.3电控高压共轨技术发展61.4电控高压共轨的特点及优缺点6第二章 电控高压共轨柴油机的结构原理92.1电控高压共轨的组成92.1.1燃油系统92.1.2电控系统102.2电控高压共轨系统的工作原理112.3电控高压共轨柴油机的燃油电器元件122.3.1燃油粗滤器和精滤器122.3.2低压输油泵122.3.3高压油泵122.3.4共轨组件132.3.5电控喷油器142.4电控高压共轨柴油机的主要电气元件152.4.1主要传感器162.4.2 ECU192.4.3主要执行器19第三章 电控高压共轨柴油机使用维护223.1基本操作要注意的问题223.2电控高压共轨的日常维护223.3节油措施25第四章 电控高压共轨柴油机故障诊断与检修274.1电控高压共轨的故障诊断思路274.2电控高压共轨的故障诊断方法274.3电控高压共轨的故障诊断原则284.4电控高压共轨柴油机电气元件的检修29第五章 电控高压共轨系统的案例335.1哈弗高压共轨发动机黑烟故障335.2 GW2.8TC-CB18型增压共轨柴油机事故修复后无法启动355.3博世电控共轨发动机无法起动365.4电装高压共轨系统发动机起动困难395.5锡柴BOSCH4DF3系统怠速不稳40第六章 总结与展望416.1总结416.2展望41致 谢42参考文献43第一章 绪论1.1电控柴油机发展电控柴油发动机与传统柴油机的主要区别在于它的燃油供给系统的不同，前者采用的是电控燃油喷射系统，而后者采用的是机械式燃油喷射系统。从结构和功能的角度看，柴油机的电控系统包括燃油系统的电子控制和柴油机空气供给系统的电子控制。电子控制系统的应用使得柴油机在动力性、经济性和排放性能等方面都取得巨大的进步。早在20世纪70年代，人们就开始研究柴油发动机电子控制技术来替代机械控制。到目前为止，已经研究出许多功能各异的柴油机电子控制技术，大部分已经产品化并投放市场。这期间经历三代。第一代位置控制系统这种系统的主要特点是保留了大部分的燃油系统部件，如喷油泵高压油管喷油嘴系统和喷油泵中齿条、齿圈、滑套、柱塞上的螺旋槽等零件，只是用电子伺服机构替代机械式调速器来控制供油滑套或燃油齿条的位置，使得供油量的调整更为灵敏和精确。图为第一代电控柴油机分配泵，最明显的特征就是具有用于调整控制油量的油量调节器及滑套位置传感器（如图1-1）。这类技术已发展到了可以同时控制定时和预喷射的正时和喷油率控制系统(TICS)。图1-1 （位置控制式）电控柴油分配泵第二代时间控制式这种系统可以保留原来的喷油泵高压油管喷油器系统，也可以采用新型高压燃油系统。其喷油量和喷油正时是由电脑控制的强力高速电磁阀的开闭时刻所决定：电磁阀关闭，执行喷油；电磁阀打开，喷油结束。即喷油始点取决于电磁阀关闭时刻，喷油量取决于电磁阀关闭时间的长短，因此可以同时控制喷油量和喷油定时。传统喷油泵中的齿条、滑套、柱塞上的斜槽和提前机构等全部取消，使系统对喷油定时和喷油量控制的自由度更大。图为时间控制式的径向柱塞分配泵，其明显特征是泵上装有油泵控制单元、控制喷油量的喷油控制电磁阀和控制喷油提前角的定时控制电磁阀（如图1-2）。图1-2 径向柱塞分配泵第三代时间压力控制式也称高压共轨系统，这种系统包括了高压共轨系统和中压共轨系统这是20世纪90年代国外最新推出的新型柴油机电控喷油技术。该系统摈弃了传统的泵管喷嘴的脉动供油方式，用一个高压油泵在柴油机的驱动下，连续将高压燃油输送到共轨管内，高压燃油再由共轨送入各缸喷油嘴，通过控制喷油器上的电磁阀实现喷射的开始和终止（如图1-3为康明斯柴油机高压共轨系统）。图1-3 康明斯柴油机高压共轨系统为满足日益严格的尾气排放法规，降低发动机的燃油消耗和减少废气排放中的有害成分，单靠传统的机械控制不足以解决问题，目前满足我国国排放标准的柴油发动机主要采用的是电控高压共轨系统。1.2电控高压共轨柴油机的发展1.发展前期自从1991年日本电装公司发表ECD-U2高压共轨系统论文以来，国外燃油系统制造商纷纷投入巨额资金和人力开发共轨系统。博世公司于1995年发表了用于轿车的高压共轨系统，采用径向柱塞转子式供油泵，喷油器电磁阀采用球阀结构。目前博世公司共轨系统在欧洲乘用车和轻型车柴油机上已得到普通应用，如德国戴姆勒-奔驰公司C系列轿车、意大利AlfaRemeo156轿车、德国大众的奥迪3.3L型V8涡轮增压柴油机、美国通用公司与日本五十铃公司合资生产的Duramax6600柴油机及美国康明斯公司的ISBe3.9L和5.9L全电控柴油机等。德尔福与西门子分别在1998年和2000年推出轿车MultecDCR1400共轨系统，采用径向柱塞转子式供油泵，德尔福公司的喷油器电磁阀设计在喷油器内，使得喷油器体积更小巧；西门子喷油器采用压电执行器，响应时间更短；而日本电装公司在1991年研究开发出的ECD-U2第一代产品，并于1995年匹配Hino的J08C柴油机、五十铃的6HK1柴油机，经过多年的改进与完善，最新产品已用于轿车的ECD-U2P系统。目前，共轨燃油喷射系统应用十分普遍，博世公司已生产出2500万套共轨系统，并在江苏无锡投资建设了技术中心和工厂，实现了本地化生产。长城汽车与博世公司开发出了高压共轨柴油发动机，此外奥迪、奔驰、华泰等品牌也推出了采用共轨系统的汽车。我国部分大学、研究所和企业也通过合作或独立自主研发，取得了各具特色的研究成果，并有数十项专利公布。因此，我国在电控直喷式柴油机方面已积累了一定的经验，但总体来说与国外还存在差距，主要体现在制造工艺和批量生产的质量控制。此外，国内共轨系统相关配套体系不健全，部分零部件还依靠进口，如单片机芯片、共轨压力传感器等。国外公司与中国企业竞争已不占绝对优势，相对于汽油机而言，国内在电控柴油机方面与国外差距相对较小。这得益于两方面原因：一是我国原有柴油机使用车辆大都具有自主品牌，二是我国柴油机使用车辆的舒适性要求不高，价格低廉，国外公司与中国企业竞争不占优势。2.高速发展期随着排放标准的提高，柴油机必须采用电控喷射系统。目前国内柴油电控系统主要有共轨、单体泵等，和国外先进技术比，虽然还不具备对等的实力，但发展势头良好。如无锡油泵油嘴研究所研发的共轨系统已在无锡公交使用，同时国内从事电控柴油机研发的企业数量较多，因而国内在电控柴油机市场今后一定会有所作为。而国外公司提供的产品价格相对较高，供货价格取决于批量，在目前我国电控柴油机批量还不大的前提下，他们很难拿到比较满意的价位。同时，在售后服务及配件供应方面，国内自主品牌系统也存在明显的优势，国内自主研发的电控燃油系统竞争力主要体现在以下几方面：首先，价格便宜，经济批量较小。其次，对于轻卡产品，在批量不大的情况下匹配共轨技术，可选择高喷射压力的PM型直列泵+电子调速器+冷却EGR方案，这也是我们的优势。还有，对于中重型车辆，在国阶段已开始实施共轨、单体泵等技术路线。当然，国内在电控柴油机系统方面还面临很多挑战，如制造工艺不成熟，批量规模较小；燃油品质难以保证；柴油机后处理技术水平不高等。但这些会随时间推移，不久将逐步得到解决。1.2.1国外高压共轨柴油机的发展目前， 国外在柴油机电控共轨喷射系统方面的研究进展很快， 并有多种共轨喷射系统设计并