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电控直列泵系统
典型系统： • 电控泵-管-阀-嘴 (PPVI)系统
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电控分配泵系统
典型系统： • 日本Kiki Model-1电控分配 泵系统 • 日本丰田 ECD-2系统 • 美国Stanadyne DS电控分配 泵系统 • 德国Bosch 电控分配泵系统*
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共轨式电控柴油喷射系统
系统特征：
• 时间控制式 • 可以控制喷射压力，且喷射压力受发
动机转速及相位的影响小，低速喷射 时压力较高 • 喷油量和喷射定时直接数字控制，可 以自由调节 • 喷射速率波形容易调节 • 控制精度高，快速响应性能好，可对 单缸进行调节
系统分类： • 油锤响应低压共轨式电控柴油喷射
– 各个模块功能独立、整体协调（全局变量） – 控制与诊断密不可分（变量多）
• 良好的系统扩充性 • 快捷的软件升级
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四个主要部分
喷油器
高压油泵
ECU
共轨管
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高压油泵
• 偏心轮式柱塞泵
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高压油泵
• 凸轮式柱塞泵
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高压共轨
的黑箱风险
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① 共轨腔
② 共轨管
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喷油器
• 磁电式：作用力大，用于重型发动机 • 压电式：体积小，响应快，控制灵活，用于
轿车柴油机
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电控单元硬件
主芯片性能；运算速度；存储容量； 通讯方式；接插件针脚数量
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简化的控制系统
输入信号 PC 输出控制 Pilot控制 喷油量控制 喷油定时控制
位 置 控 制
直 列 泵 分 配 泵
时 间 控 制
泵喷嘴 分配泵 柴油 中压液 压共轨 机油
高速电磁阀控制喷油时刻，可变电感 位移传感器控制喷油器 高速电磁阀控制柱塞套筒及齿条位 置，可变预行程 线性电磁铁控制滑套位置，电磁阀控 制喷油时刻 旋转电磁铁控制滑套位置，电磁阀控 制喷油时刻 在机械泵喷嘴油道中设高速电磁阀， 电磁阀关闭－始喷；打开－停喷 用高速电磁阀控制喷油时刻和油量 用螺线管驱动增压活塞 斜盘柱塞泵，高速电路阀，电于压力 调节器．机油液力增压 4 MPa－23 Mpa
差、阀开启时间）变为单参数（阀开启时 间），因此，需要保持喷射过程的喷油压 力稳定。 • 共轨压力与喷油器特性的结合可以实现不 同的喷射模式（矩形喷射square、坡形喷 射ramp、靴形喷射boot），以实现喷油规 律的可控（injection rate-shaping）
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Why common rail? 需要共轨系统解决的问题
典型系统： • Caterpillar HEUI 系统 • Komatsu KOMPICS系统 • Lucas Delphi和helios系统 • BKM CRIDEC系统 • AVL液压喷射系统
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HEUI( Hydraulically actuated Electronically controlled Unit Injection)的控制系统
• 非共轨系统低工况下喷射压力过低导致的
燃烧问题； • 面向燃烧优化的可控分段喷射问题； • 小喷油量的精确控制； • NSR后处理系统的浓混合气的制备与控制；
2003-5-3028采用共轨系统带来的问题
• 工作量巨大且至关重要的MAP匹配与标定 • 系统成本的增加与性能改善间的平衡 • 共轨系统提供商对整车（发动机）制造商
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共轨系统组成及要点
系统匹配 与标定 强度、密封、 响应速度、流 通特性、材料 与工艺
ECU软硬件
可靠性、供油 能力、功耗
怠速与巡航控 制 燃油品质
材料与强 度
控制逻辑与 故障诊断
参数修正
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共轨柴油机控制系统的特点
• 发动机工作参数与机械结构的物理规律脱
离，喷油过程随意可控 • 控制模块的集成性
典型系统： • 位置控制式电控分配泵系统
德国Bosch EDC系统 日本电装ECD-1系统 英国Lucas EPIC系统
•
• 位置控制式电控直列泵系统
德国Bosch EDR系统 日本Zexel TICS系统 日本电装ECD-P2系统 美国CAT PEEC系统
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第二代电控柴油喷射系统
• • •
系统 增压活塞中压共轨式电控柴油喷射 系统 中压蓄压共轨式电控柴油喷射系统 高压共轨式电控柴油喷射系统
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共轨式电控柴油喷射系统-低压油锤共轨系统
典型系统： • 日本京都大学的系统 • 德国茨维考西撒克逊 大学的系统*
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共轨式电控柴油喷射系统-中压增压共轨系统
系统特征： • 时间控制式 • 机械结构得到了简化和强化 • 喷油量和喷射定时通过高速电磁控
•
制旁通溢流阀的关闭和开启来进行 调节 控制精度高，快速响应性能好，控 制自由度大，可对各缸的喷油量和 喷油定时单独进行调节
系统分类： • 时间控制式电控直列泵系统 • 时间控制式电控分配泵系统 • 时间控制式电控单体泵系统 • 时间控制式电控泵喷嘴系统
典型系统： • BKM的蓄压喷射系统* • Komatsu蓄压喷射系统 • 大众的蓄压式喷射系统
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共轨式电控柴油喷射系统-高压共轨系统
典型系统： • Bosch的共轨系统 • 电装的ECD-U2系统 • Lucas的LDCR系统 • 德国L'Orange的共轨 系统
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油门传感器
转速传感器 G传感器
轨道压力传感器
其它传感器和开关
ECM
喷油压力控制
诊断
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软件层结构
用户功能 （控制、诊断） 参数库 （低通滤波、 MAP解释等） 元器件驱动 及 信号处理
操作系统 电控系统（硬件）
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共轨系统的实质
• 将决定喷油量的三个参数（流通截面、压
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HEUI的控制特点
1. 机油压力和增压活塞配合完成喷射压力控制，
以较低的共轨压力来实现高压喷射；
2. 可以实现预喷射，但是预喷射不能灵活调节； 3. 需要活塞增压，动态过程响应慢；30ms
4. 在喷油器上既有燃油通路，还要机油通路，结
构复杂
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共轨式电控柴油喷射系统-中压蓄压共轨系统
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电控单体泵系统
典型系统： • Bosch EUP系统*
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电控泵喷嘴系统
典型系统： • Caterpillar NGEUI系统 • GM底特律 DDEC系统 • Lucas EUI 200系统 • Bosch EUI系统* • AVL EUI系统
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电控高压共轨系统介绍
西欧柴油机市场现状与预测
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柴油机的电控系统
喷油控制 方法 对象 公 司 Zexel Bosch 电装 Bosch 底特律 型 号 COPEC TICS ECD-V1 EDC-COVE C DDEC DDEC DS，RS HEUI KOMPICS 高压柱塞泵，高速电磁阀，预喷射 电磁阀通电－始喷，断电－停喷 特 点 喷油压力 /MPa 应用情况 1983 年，用于车辆发动机 1989 年投产，1993 年 25 万台 1982 年用于丰田 ZL 一 TE 型 1996 年用于苯茨 E290， 气门， 4 5缸 1985 年投产．1993 年 10 万台， 15t 卡车 1994 年用于 GM6·5L 柴油机 1996 年试验 1994 年 Perkins1300 系列，五 十铃及本田公司卡车 3126 型 1982 年试验 1992 年试验 1998 年苯茨柴油轿车 10 万台 菲亚特轿车，MTU4000 系列
100 160 110～140 20～140 150 100 160
Bosch Stanadyne 丰田 Caterpillar 小松 ECD- U2 Bosch Lucas
高压共轨
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第一代电控柴油喷射系统
系统特征： • 位置控制式 • 保留传统机械式喷射系统的基本结
•
构 增设由新型传感器、执行器和微处 理器所组成的位置伺服控制系统 对喷油定时和喷油量进行间接低频 连续控制