《汽车节能技术》祝广宾

汽车节能技术,车辆工程本科生论文

机械与车辆学院

《汽车节能技术》结课论文

（2014-2015学年第一学期）

汽车节能技术,车辆工程本科生论文

目录

绪论 ............................................................................................................................... 1 第一章 电控柴油燃油喷射概论 ..................................................................................... 2

1.1电控柴油燃油喷射简介 .................................................................................... 2 1.2发展历史 .......................................................................................................... 2 第二章 柴油电控燃油喷射系统 ..................................................................................... 3

2.1电控燃油喷射系统分类及应用情况 .................................................................. 3 2.2高压共轨燃油喷射系统工作原理及结构 ........................................................... 3 第三章 高压共轨燃油喷射系统的检修 .......................................................................... 4

3.1故障自诊断....................................................................................................... 4 3.2专业电子仪器检测 ............................................................................................ 4 3.3故障模拟实验诊断 ............................................................................................ 6 参考文献 ....................................................................................................................... 7

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绪论

近年来，随着全球对更高效、更低排放及更经济汽车日益增长的现实需求，柴油轿车比较新能源汽车发展历史更长，技术更成熟。同时柴油机低排放，同汽油机相比，低油耗同时又能获得较好的动力性。得到越来越多的国家认可，欧洲的汽车市场最受欢迎的车型都是柴油动力匹配手动变速箱的产品，各厂家的主流车型在欧洲市场也都在推出柴油动力。所以我认为目前柴油轿车有着重要的推广价值。

在柴油机漫长的发展历史中，最有历史性的突破发明就是电控燃油喷射系统了。燃油喷射系统是影响燃烧过程的重要因素，高压直喷系统和共轨系统都使燃油经济性和排放性有很大改善。废气再循环和催化器改善了柴油机的各项排放。发动机管理系统对喷油和进气过程进行综合控制，保证发动机能够在保持良好的动力性基础上，燃油经济性和排放性能都能达到最优，同时降低振动和噪音。电控燃油喷射系统是影响缸内燃烧过程的关键因素，对柴油机的动力性、经济性和排放性能都有重要影响。要改善柴油机缸内燃烧，燃油喷射系统一方面要有理想的喷射速率特性，另一方面要提高喷射压力。因此，柴油机电控喷射系统逐渐发展起来。在传统的喷射系统基础上首先发展起来的电控喷射系统是位置控制系统，称之为第一代电控喷射系统，而基于电磁阀的时间控制系统则称为第二代电控喷射系统。第三代电控系统——高压共轨系统被世界内燃机行业公认为20世纪三大突破之一，将成为21世纪柴油机燃油系统的主流。该新技术已在国外以柴油机提供动力的汽车上投入使用。共轨式燃油喷射技术的现有研究结果表明喷油压力高，燃油雾化后颗粒就越细，排放的有害气体和颗粒就越少。展望中国柴油轿车发展之路，适度发展和推广具有先进技术的现代柴油轿车显然有利于国家社会资源的节约，符合产业政策和中央政府提出的建设节约型社会的倡导。

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1.1电控柴油燃油喷射简介

电子控制燃油喷射及排放的柴油机即为电控柴油机。电喷柴油喷射系统由传感器、ECU和执行机构三部分组成。其任务是对喷油的系统进行电子控制，实现对喷油量以及喷油定时随运行工况的实时控制。采用转速、油门踏板位置、喷油时刻、进气温度、进气压力、燃油温度、冷却水温度等传感器，将实时检测的参数同时输入ECU，与储存的设定参数值或参数图谱进行比较，经过处理计算按照最佳值或计算后的目标值把指令送到执行器。执行器则根据ECU发出的指令控制喷油量(供油齿条位置或电磁阀关闭持续时间)和喷油正时(正时控制阀开闭或电磁阀关闭始点)，同时对废气再循环阀、预热塞等执行机构进行控制，使柴油机运行状态达到最佳。

1.2发展历史

首先发展起来的电控喷射系统是位置控制系统，称之为第一代电控喷射系统，而基于电磁阀的时间控制系统则称为第二代电控喷射系统。第三代电控系统——高压共轨系统被世界内燃机行业公认为20世纪三大突破之一，将成为21世纪柴油机燃油系统的主流。

第二代柴油机电控燃油喷射系统也称时间控制系统，其特点是供油仍维持传统的脉动式柱塞泵油方式。供油量和喷油定时的调节则由电脑控制的强力快速响应电磁阀的开闭时刻所决定。一般情况下，电磁阀关闭时，执行喷油，电磁阀打开时，喷油结束；喷油始点取决于电磁阀关闭时刻，喷油量则取决于电磁阀关闭时间的长短。时间控制系统的控制自由度更大。

第三代也称为直接数控系统，它完全脱开传统的油泵分缸燃油供应方式，通过共轨和喷油压力/时间的综合控制，实现各种复杂供油回路和特性。

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2.1电控燃油喷射系统分类及应用情况

SDI自然吸气直接喷射、TDI涡轮鼓风增压和汽缸内直接喷注系统发动机、CRDI高压共轨柴油直喷技术。由于GRDI相对SDI和TDI技术应用更广泛，性能更稳定，所以我针对GRDI高压共轨柴油喷射技术分析。

2.2高压共轨燃油喷射系统工作原理及结构

共轨技术是指由高压油泵、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完全分开的一种供油方式，由高压油泵把高压燃油输送到公共供油管，通过对公共供油管内的油压实现精确控制，使高压油管压力大小与发动机的转速无关。共轨式电控燃油喷射技术，通过共轨直接或间接地形成恒定的高压燃油分送到每个喷油器，并借助于集成在每个喷油器上的高速电磁开关阀的开启与闭合，定时定量地控制喷油器喷射至柴油机燃烧室的油量，从而保证柴油机达到最佳的燃烧比和良好的雾化，以及最佳的着火时间、足够的着火能量和最少的污染排放。ECU控制喷油器的喷油量，喷油量大小取决于共轨管(公共供油管)压力和电磁阀开启时间的长短。

共轨电控燃油喷射其主要由电控单元、高压油泵、共轨管、电控喷油器以及各种传感器等组成。如图2-2所示为高压共轨燃油喷射结构图

图2-2