今天，大多數(shù)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)都使用電控噴射系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的機(jī)械噴射系統(tǒng)相比，電控噴射系統(tǒng)可以有效提高柴油機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)大大減少尾氣污染。今天我們就來簡單說說柴油機(jī)電控噴射系統(tǒng)的工作原理和組成。

柴油機(jī)可燃混合氣形成有哪些特點(diǎn)？

1、混合室小，時(shí)間短。供油時(shí)間僅為汽油機(jī)的1/201/10，曲軸轉(zhuǎn)角僅占1535。

2、混合氣不均勻，值范圍大。負(fù)荷大時(shí)，噴油量大，值小，混合氣濃；怠速時(shí)噴油量小，值大，混合氣稀，值可達(dá)4. ~6.

3.邊噴邊燒，成分不斷變化。

柴油燃燒過程

燃燒過程可分為四個(gè)階段：

從燃料噴射（A 點(diǎn)）到火焰中心（B 點(diǎn)）的準(zhǔn)備階段I:

準(zhǔn)備期特征：

1、濃度合適先著火，火源位置和數(shù)量不固定；

2、此時(shí)注入的油量占每個(gè)循環(huán)供油量的30%-40%；

3、準(zhǔn)備期間積累的油越多，一旦燃燒到一定程度，由于同時(shí)著火的油量大，壓力上升率過高。沖擊壓力會(huì)增加燃燒噪音、粗暴工作和增加零件磨損。

快速點(diǎn)火周期ii : 從火焰中心（B 點(diǎn)）到最大壓力點(diǎn)（C 點(diǎn)）。

快燒期：的特點(diǎn)

1、活塞接近上止點(diǎn)，燃燒幾乎是等容；

2、由于燃燒迅速，為噴油燃燒創(chuàng)造了有利條件；

3、這個(gè)階段的標(biāo)志是工作是否順暢、輕柔，這取決于前一階段積油的多少。積聚的油越少，壓力上升的速度越低，工作就越順暢和溫和。

慢燃期 : 從最高壓力點(diǎn)（C點(diǎn)）到最高溫度點(diǎn)（D點(diǎn)）。

緩慢燃燒期的特征：

1、由于體積增大，燃燒近似在恒壓下進(jìn)行；

2、前期燃燒速度快；后期由于氧氣減少，廢氣增多，燃燒速度越來越慢，燃燒條件越來越差。一些缺氧地區(qū)會(huì)出現(xiàn)不完全燃燒，容易造成尾氣污染；

3、緩燃期末，溫度可達(dá)2000-2300K，放熱量可達(dá)每個(gè)循環(huán)總放熱量的70%-80%；

4、怠速時(shí)，由于噴油量小，不會(huì)出現(xiàn)該階段。

補(bǔ)充燃燒期:從最高溫度點(diǎn)（D點(diǎn)）開始，直到燃料基本燃盡（E點(diǎn)）。后燃期的特征：

1、氣缸容積增大，壓力和溫度降低，有效熱很少；

2、氣流運(yùn)動(dòng)減弱，排氣量增大，燃燒條件比慢燃期差，產(chǎn)生煙塵的可能性更大；

3、延長這段時(shí)間會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度升高，使發(fā)動(dòng)機(jī)過熱，導(dǎo)致動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性下降。

由于柴油機(jī)的燃燒特性，柴油機(jī)的供油系統(tǒng)有其獨(dú)特的噴油規(guī)律。如果初始噴油率高，則工作粗糙，噪音大；如果平均噴油量少（噴油時(shí)間長），燃燒速度慢，動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性差。所以：最理想的注入模式是先慢后急，注入時(shí)間盡量縮短。這種傳統(tǒng)的機(jī)械供油方式已經(jīng)難以滿足柴油機(jī)的燃油噴射規(guī)律，于是電控柴油噴射系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。

目前柴油機(jī)電控系統(tǒng)大多采用高壓共軌系統(tǒng)，部分車型采用單泵和泵噴油嘴，但不多見。

柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

1、提高低溫啟動(dòng)性能。

電控系統(tǒng)可以用最佳程序代替駕駛員繁瑣的啟動(dòng)操作，使柴油機(jī)在低溫下啟動(dòng)更容易。

2、減少氮氧化物和煙塵的排放。

采用柴油機(jī)電控技術(shù)，可將噴油量精確控制在不超過煙度極限的合適范圍內(nèi)，并可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況調(diào)整噴油正時(shí)，有效抑制排煙。

3、提高發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。

采用柴油機(jī)電控系統(tǒng)，無論負(fù)荷如何增加或減少，都能保證發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速時(shí)以最低轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)行，有利于提高其經(jīng)濟(jì)性。

4、提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。

在柴油機(jī)電控系統(tǒng)中，ECU根據(jù)傳感器信號(hào)準(zhǔn)確計(jì)算噴油量和噴油正時(shí)。從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。

5.控制渦輪增壓。

可采用電控技術(shù)對(duì)增壓器進(jìn)行精確控制。

6、適應(yīng)性廣。

只要改變ECU的控制程序和數(shù)據(jù)，噴油泵就可以廣泛應(yīng)用于各種柴油機(jī)。縮短了控制系統(tǒng)的開發(fā)周期，降低了成本，擴(kuò)大了柴油機(jī)電控系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。

高壓共軌系統(tǒng)由五部分組成：高壓油泵、共軌腔和高壓油管、噴油器、電控單元、各種傳感器和執(zhí)行器。

工作流程：

供油泵將燃油從油箱泵入高壓燃油泵的進(jìn)油口，由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的高壓燃油泵將燃油加壓進(jìn)入共軌腔，然后由電磁閥控制每個(gè)氣缸的噴油器在相應(yīng)的時(shí)間噴射燃油。

在共軌電控噴射系統(tǒng)中，最重要的控制是噴油器噴射過程的控制。一般采用帶電磁閥和預(yù)噴功能的電控噴油器。具體注入過程如下：

在主噴射之前，預(yù)噴射向氣缸內(nèi)噴射少量燃油，在氣缸內(nèi)發(fā)生預(yù)混合或部分燃燒，從而縮短主噴射的點(diǎn)火延遲期。這樣，氣缸壓力的增加率和峰值壓力都會(huì)降低，發(fā)動(dòng)機(jī)工作適度。同時(shí)降低缸內(nèi)溫度，減少NOX排放。預(yù)噴射還可以降低點(diǎn)火的可能性，提高高壓共軌系統(tǒng)的冷啟動(dòng)性能。在主噴射的初始階段降低噴射率也會(huì)減少火花延遲期間噴射到氣缸中的燃料量。提高主噴中段的噴油率，可以縮短噴油時(shí)間，從而縮短慢速燃燒期，使燃燒在發(fā)動(dòng)機(jī)更有效的曲軸轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)完成，提高輸出功率，降低油耗，并減少煙塵排放。主噴射結(jié)束時(shí)的快速燃油切斷減少了少燃料的不完全燃燒、煙和碳?xì)浠衔锏呐欧?。用于柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)的傳感器

加速踏板位置傳感器

功能:又稱負(fù)荷傳感器，用于檢測(cè)駕駛員踩下的油門踏板的位置和位置變化。

凸輪軸/曲軸位置傳感器

凸輪軸位置傳感器:檢測(cè)曲軸轉(zhuǎn)角的基準(zhǔn)。曲軸位置傳感器:檢測(cè)曲軸角度。

功能:產(chǎn)生的信號(hào)用于供油(噴油)正時(shí)控制。

安裝位置:在曲軸、凸輪軸或飛輪上；

燃油供應(yīng)(噴射)傳感器

功能:用于檢測(cè)柴油機(jī)實(shí)際供油(噴油)情況，產(chǎn)生的信號(hào)用于實(shí)現(xiàn)供油(噴油)閉環(huán)。

供油(噴油)正時(shí)傳感器

功能:用于檢測(cè)柴油機(jī)實(shí)際供油(噴油)正時(shí)，產(chǎn)生的信號(hào)用于實(shí)現(xiàn)供油(噴油)正時(shí)的閉環(huán)控制。

壓力傳感器

柴油機(jī)電控系統(tǒng)中的壓力傳感器包括:進(jìn)氣管絕對(duì)壓力傳感器、增壓壓力傳感器、大氣壓力傳感器、排氣壓力傳感器、壓差傳感器、燃油壓力傳感器。常用類型:壓敏、壓電式和電容式。

溫度傳感器

功能:檢測(cè)空氣溫度傳感器、冷卻液溫度傳感器、燃油溫度傳感器、排氣溫度傳感器等。用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)各部位的溫度，修正供油和正時(shí)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣污染。

空空氣流量傳感器

功能:測(cè)量進(jìn)氣量，用于進(jìn)氣控制和廢氣再循環(huán)控制。柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)的主要附件

低壓輸油泵:低壓輸油泵的輸出油壓一般在1MPa以下，其作用是

它從油箱中吸出柴油，并將其供應(yīng)給高壓油泵。

高壓油泵:高壓油泵的主要作用是為柴油機(jī)提供足夠的高壓柴油，同時(shí)保證柴油機(jī)快速啟動(dòng)所需的額外供油和壓力要求。柴油過濾器

功能:過濾柴油中的雜質(zhì)和水分。

常用的柴油濾清器為整體式，不可拆卸，擰在濾清器座上。普通的

有粗濾和精濾。共軌

功能:儲(chǔ)存高壓油泵提供的高壓燃油，根據(jù)需要分配給各個(gè)噴油器，即充當(dāng)蓄壓器；此外，共軌應(yīng)能夠抑制由高壓油泵和噴油器引起的壓力波動(dòng)，以保持共軌中的壓力穩(wěn)定。共軌流量限制器

功能:在異常情況下，可以防止噴油器常開持續(xù)噴油，即一旦某個(gè)噴油器常開持續(xù)噴油，導(dǎo)致共軌輸出超過一定限度，限流器就會(huì)關(guān)閉噴油器的供油通道。

原理:由于彈簧和節(jié)流孔的作用，隨著噴油量的增加，限制閥的向下移動(dòng)量增加。噴油器異常泄漏導(dǎo)致“噴油”率和噴油量超過正常噴油的最大值，限制閥完全關(guān)閉，停止向噴油器供油。共軌限壓閥

位置:一般安裝在輸油泵或共軌上。

功能:限制共軌中的最高壓力。

原理:根據(jù)規(guī)定的最大共軌壓力調(diào)整彈簧的預(yù)緊力。當(dāng)氣門左側(cè)的共軌壓力超過右側(cè)的彈簧力時(shí)，氣門向遠(yuǎn)離氣門座的右側(cè)移動(dòng)，共軌中的燃油通過限壓閥流回油箱或輸油泵的進(jìn)油側(cè)，從而降低共軌壓力。壓力調(diào)節(jié)閥

位置:一般安裝在輸油泵出口或共軌上。

功能:根據(jù)ECU的指令實(shí)現(xiàn)共軌壓力的閉環(huán)控制。

原理:比例空控制電磁閥。

限壓閥與限壓閥的主要區(qū)別:限壓閥限制的最大壓力取決于彈簧力，所以只能在其最大壓力附近調(diào)節(jié)壓力，響應(yīng)速度慢；調(diào)壓閥能根據(jù)ECU指令在較寬范圍內(nèi)調(diào)節(jié)油壓，響應(yīng)速度快。噴油器:

采用電磁閥噴油器，由孔嘴和電磁閥組成(噴油器電磁閥的靈敏度約為0.2 ms)。通常，噴射器孔的數(shù)量約為6個(gè)。來自高壓共軌的高壓燃料通過油道流到燃料噴射器，并通過節(jié)流孔流到針閥控制腔，針閥控制腔通過由球閥控制的排油孔連接到回油管路。

當(dāng)噴油孔電磁閥未通電時(shí)，排油孔關(guān)閉，作用在針閥控制活塞頂部的壓力大于作用在針閥承壓面上的壓力，針閥被壓入閥座，將高壓油道與燃燒室隔離。當(dāng)噴油器電磁閥通電時(shí)，排油孔打開，針閥控制室內(nèi)的壓力下降，作用在針閥控制活塞頂部的壓力也下降。一旦壓力下降到低于作用在噴油器針閥承壓面上的壓力，針閥就會(huì)上升，燃油通過噴嘴噴孔噴入燃燒室。此外，控制柱塞處泄漏的燃油通過回油管和高壓油泵的回油流回油箱。老侯評(píng)論道:

柴油機(jī)電控噴射系統(tǒng)是在汽油機(jī)電控噴射系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，所以兩個(gè)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和控制方式基本相同，只是柴油機(jī)電控噴射系統(tǒng)的壓力更高，噴油器更復(fù)雜，沒有點(diǎn)火控制。同時(shí)電控噴射系統(tǒng)也有很多版本，比如博世、電裝、德爾福等。每個(gè)的結(jié)構(gòu)和控制模式略有不同，但基本功能是相同的。