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高压共轨喷油器工作原理

时间：2022-06-09 05:16:46 其他范文收藏本文下载本文

高压共轨喷油器工作原理（合集5篇）由网友“不能再吃凉皮了”投稿提供，下面是小编为大家汇总后的高压共轨喷油器工作原理，仅供参考，欢迎大家阅读，一起分享。

高压共轨喷油器工作原理

篇1：高压共轨喷油器工作原理

-03-13 00:09:27| 分类：阅读8 评论0 字号：大中小订阅

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）。

与已经存在的直喷柴油机中的喷油嘴－帽总成相类似的压具同样被应用于气缸顶部用于安装喷油器，也就是说，共轨的喷油器可以在发动机无需变动的情况下，就安装在已存在的直喷柴油机的气缸顶部。喷油器可以被拆分为一系列功能部件：孔式喷油嘴，液压伺服系统和

电磁阀。

燃油来自于高压油路，经通道流向喷油嘴，同时经节流孔流向控制腔，控制腔与燃油回路相连，途径一个受电磁阀控制其开关的泄油孔。泄油孔关闭时，作用于针阀控制活塞的液压力超过了它在喷油嘴针阀承压面的力，结果，针阀被迫进入阀座且将高压通道与燃烧室隔离，密

封。

当喷油器的电磁阀被触发，泄油孔被打开，这引起控制腔的压力下降，结果，活塞上的液压力也随之下降，一旦液压力降至低于作用于喷油嘴针阀承压面上的力，针阀被打开，燃油经喷孔喷入燃烧室。这种对喷油嘴针阀的不直接控制采用了一套液压力放大系统，因为快速打开针阀所需的'力不能直接由电磁阀产生，所谓的打开针阀所需的控制作用，是通过电磁阀打开泄油孔使得控制腔压力降低，从而打开针阀。

图8 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

图1-喷油器关闭图2-喷油器打开

此外，燃油还在针阀和控制柱塞处产生泄漏，控制和泄漏的燃油，通

过回油管，会同高压泵和压力控制阀的回油流回油箱。

在发动机的运转和高压泵的产生压力状态下，将喷油器的工作过程划

分为四个阶段：

－喷油器关闭（有高压时）；

－喷油器打开（开始喷射）；

－喷油器完全打开；

－喷油器关闭（喷射结束）。

这些工作阶段是由于作用于喷油器各零部件的分配力所导致的。发动

机停机时，共轨中没有压力时，喷油嘴弹簧使喷油器关闭。喷油器关闭（自由状态）：在自由状态，电磁阀没有通电，所以它是

关着的。

泄油孔关闭，阀的弹簧使枢轴的球体顶在泄油孔座上，共轨高压在阀控制腔建立，同样的压力也存在于喷油嘴的承压腔内。共轨压力作用于控制活塞的末端面，与喷油嘴弹簧力共同作用，克服由由承压腔产生的

开启力，维持喷油嘴在关闭位置。

喷油器打开（开始喷射）：喷油器处于它的自由状态，电磁阀通以用

于保证它快速打开的峰值电流。

由电磁触发产生的力超过了阀的弹簧力，触发器打开了泄油孔。几乎同时，较高的拾取电流降至较低的电磁铁所需的维持电流，磁路的磁隙变小使得仅需较小的维持电流使得控制阀保持开启。当泄油孔打开时，燃油将从阀控制腔流入位于它上方的空腔，燃油并由此经回油管回到油箱。泄油孔破坏了绝对的压力平衡，最终在阀控制腔内的压力也下降。这导致阀控制腔内的压力低于仍与共轨有相同压力水平的喷油嘴承压腔的压力，阀控制腔内压力的减小，导致作用于控制活塞上的力的减

小，最终喷油嘴针阀打开，喷射开始。

喷油嘴针阀的打开速度取决于流过控制腔的进、泄油孔时的不同流量。控制活塞到达上方的停止位置，那里仍由在进、出油口之间的燃油流动所产生的缓冲保持着。这时，喷油器喷油嘴完全打开，且燃油以几乎与共轨内的相同压力喷入燃烧室内。喷油器的强制分配与它在打开阶

段时相似。

喷油器关闭（喷射结束）：一旦电磁阀不被触发，阀弹簧使枢轴向下运动，球阀将关闭泄油孔。枢轴被设计成两个元件，虽然枢轴盘在它向

下运动过程中是由一个驱动凸肩导向的，但它能利用抵消弹簧对回位弹簧缓冲，从而尽量没有向下的作用力枢轴和球阀上。泄油孔的关闭泄油口，燃油经进油口进入控制腔建立压力，这个压力与共轨内的压力相同，该压力在控制活塞末端面上产生一个增大的力，这个力再加上弹簧力，此时超过了由承压腔产生的力，所以喷油器针阀关闭。喷油器针阀的关闭速度取决于进油孔的流量，一旦喷油嘴针阀又运动至底部密封位

置时，喷射停止。

篇2：高压共轨工作原理

高压共轨工作原理

高压共轨(Common Rail)电喷技术是指在高压油泵、压力传感器和电子控制单元(ECU)组 $ B3 @6 f- `) ?, ^5 H/ m2 a 3 J! F5 J8 v5 l3 F- S! _& {$ y. B

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。它是由高 5 U* f% X3 I“ ~# o8 m7 L

6 O) j: T; }- c+ B! l1 ~# d! V压油泵将高压燃油输送到公共供油管(Rail)，通过公共供油管内的油压实现精确控制，使

; E” X6 f4 p5 ^3 E, S ; ^“ n) [9 R7 R” H# X/ ]2 ?. @1 T

高压油管压力(Pressure)大小与发动机的转速无关，可以大幅度减小柴油机供油压力随发0 b) Q9 c ? |. }

% I4 _7 t1 w) u; i& ], I2 |; p动机转速变化的程度.1 {2 J. {/ [3 Q6 N“ c8 b

* c4 j2 S) t” H2 e4 s ]/ W% _

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]& j b x: z( U ( X i) w0 h! y- [5 l' o2 |% ]; |

一、共轨式电控燃油喷射技术的原理

1 P& d, D$ r+ H- Z' P- z- n! Q; ]) P3 s2 o8 E/ z: ' |

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，以及最佳的点火时间、足够的点火能量和最少的污染排放。

8 l5 x. }/ Y: e” Q. m4 e

“ X. {% q7 W; h& L5 U& n3 W现在该项新技术已开始在国外以柴油机提供动力的汽车上投入使用。这是世界汽车工业为满足曰益严格的废气排放标准的必然趋势。

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4 A; n8 g- D7 s0 U二、共轨式电控燃油喷射技术的特点与现状 4 ( k& _% N6 ^# E/ `* G

. w& X” D9 T$ g. ^; O柴油机共轨式电控燃油喷射技术是一种全新的技术，因为它集成了计算机控制技术、现代传感检测技术以及先进的喷油结构于一身。该技术的主要特点是： ; J- K, K8 U; K6 ]) ]

4 W, c“ {: I& |, {1. 采用先进的电子控制装置及配有高速电磁开关阀；

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6 ^; j* P- @; N1 X% v/ T5 {7 F& Z2. 采用共轨方式供油；

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3. 高速电磁开关阀频响高，控制灵活； 3 o% U7 p+ L6 6 A4 u3 , f

” b+ N% [6 N/ E s. J1 D. N' A4. 系统结构移植方便，适应范围宽。

5 J) P1 B! T% C2 F ?/ i# ]) ~; e) H% s“ y6 c4 d” j“ P E

这一技术的研究与开发热点在于：(1)如何解决高压共轨系统的恒高压密封问题；(2)如何解决高压共轨系统**轨压力的微小波动所造成的喷油量不均匀问题；(3)如何解决高压共轨系统的多MAP(三维控制数据表)优化问题；(4)如何解决微结构、高频响电磁开关阀设计与制造过程中的关键技术问题。 5 S) `$ l. }* z0 y- F) t3 A

) @% d+ G8 D9 Y三、共轨式电控燃油喷射技术对环境保护的促进作用

2 }8 A- G& B2 r. g; v) R7 S# w% }) q” `5 p/ @, V“ w

共轨式燃油喷射技术有助于减少柴油机的尾气排放量，以及改善噪声、燃油消耗等方面的综合性能；它在有利于地球环境保护的同时，也必将促进柴油机工业、汽车工业及与之相关工业的发展。

本文来自: 中国汽车工程师之家( www.cartech8.com ) 详细出处：www.cartech8.com/thread-364954-1-1.html

篇3：高压共轨的工作原理

.输油泵工作原理

(1)输油泵燃油总流程

燃油从燃油箱被吸入到进油泵，然后通过PCV 输送到抽吸机构。PCV 将抽吸机构抽吸的燃油量调整到必要的排出量，然后燃油通过出油阀被压送到油轨。

(2)燃油排供油控制

从进油泵输送的燃油经过柱塞抽吸。为了调整油轨压力，PCV 对排放量进行控制。实际操作如下所示。

A) 每一个行程期间PCV 和柱塞的操作

a)进气行程(A)

在柱塞下降行程中，PCV 打开，同时低压燃油通过PCV 被吸入到柱塞室中。

b)预行程(B)

就在柱塞进入上升行程时，PCV 不通电并保持开启。此时，通过PCV 吸入的燃油没经过加压（预行程）而通过PCV 返回。

a)抽吸行程(C)

在获得所需排放量的最佳时机，提供电力使PCV 关闭，则返回通道关闭，同时柱塞室中的压力上升。因此，燃油流经出油阀（反向切断阀），然后被抽吸到油轨。具体情况是，PCV 关闭之后柱塞升程部分变成排放量，而且通过改变PCV 关闭正时（柱塞预行程的终点），排放量得到改变，从而使油轨压力得到控制。

a)进气行程(A)

当凸轮超过最大升程时，柱塞进入下降行程，同时柱塞室中的压力下降。此时，出油阀关闭，燃油抽吸停止。此外，PCV 由于被断电而打开，低压燃油被吸入到柱塞室。具体情况是，系统进入A 状态。

油轨

A.油轨功能和构成

・油轨的功能是向各气缸喷油器分配由输油泵加压的燃油。

・油轨的形状取决于车型，同时零部件也随之改变。

・零部件为油轨压力传感器（Pc 传感器）、压力限制器，有些车型上还有流动缓冲器和压力限制阀。

零部件结构和工作原理

a.压力限制器

如果压力异常高，则压力限制器打开以释放压力。如果油轨中的压力异常高，压力限制器工作（打开）。它在压力降低到一定水平之后恢复（关闭）。

由压力限制器释放的燃油返回到油箱。

b.油轨压力传感器（Pc 传感器）油轨压力传感器（Pc 传感器）安装在油轨上。它检测油轨的燃油压力，然后发送信号给发动机控制器。这是一个半导体传感器，它利用了压力施加到硅元

件上时电阻发生变化的压电效应。

c.流动缓冲器流动缓冲器可降低加压管中的压力脉动，并以稳定的压力向喷油器提供燃油。流动缓冲器也可在出现燃油过度排放时（例如喷射管道或喷油器出现燃油泄漏的情况）切断燃油

通道，从而防止燃油异常排放。

(1) 工作原理当高压管中出现压力脉动时，它穿过量孔产生的阻力破坏了油轨侧和喷油器侧的压力平衡，因此活塞将移到喷油器一侧，从而吸收压力脉动。正常压力脉动情况下，喷射因燃油流量降低而停止。随着通过量孔的燃油量增加，油轨和喷油器之间的压力得到平衡。结果，由于弹簧压力，活塞被推回油轨侧。但是，如果由于喷油器侧燃油泄漏等而发生异常流量状态，

通过量孔的燃油就会失去平衡。这将使活塞被推动抵住底座而导致燃油通道封闭。

3-3.喷油器

A.概述

・喷油器根据ECU 发出的信号，将油轨中的加压燃油以最佳的喷射正时、喷射量、喷射率和喷射方式喷射到发动机燃烧中。

・使用TWV （双向阀）和量孔对喷射进行控制。

TWV 对控制室中的压力进行控制，从而对喷射的开始和结束进行控制。量孔可通过限制喷嘴打开的速度来控制喷射率。

・控制活塞通过将控制室压力传递到喷嘴针来将阀打开和关闭。

・当喷嘴针阀打开时，喷嘴将燃油雾化并进行喷射。

多次喷射是指为了降低废气排放和噪音，在不改变喷射量的情况下，用一到六次喷射来完成主喷射。

B.喷油器工作原理

喷油器通过控制室中的燃油压力来控制喷射。TWV 通过对控制室中的燃油泄漏进行控制，从而对控制室的燃油压力进行控制。TWV 随喷油器类型的不同而改变。

a. 无喷射

当TWV 未通电时，它切断控制室的溢流通道，因此控制室中的燃油压力和施加到喷嘴针的燃油压力为同一油轨压力。从而，喷嘴针阀由于控制活塞的承压面和喷嘴弹簧力之间的差别而关闭，燃油未喷射。对于X1 型，外部阀被弹簧力和外部阀中的燃油压力推向座，从而控制室的泄漏通道被切断。对于X2/G2 型，控制室出油量孔直接在弹簧力作用下关闭。

b. 喷射

当TWV 通电开始时，TWV 阀被拉起，从而打开控制室的溢流通道。当溢流通道打开时，控制室中的燃油流出，压力下降。由于控制室中的压力下降，喷嘴针处的压力克服向下压的力，喷嘴针被向上推，喷射开始。当燃油从控制室泄漏时，流量受到量孔的限制，因此喷嘴逐渐打开。随着喷嘴打开，喷射率升高。随着电流被继续施加到TWV，喷嘴针最终达到最大升程，从而实现最大喷射率。多余燃油通过如图所示的路径返回到燃油箱。

c. 喷射结束

TWV 通电结束时，阀下降，从而关闭控制室的溢流通道。当溢流通道关闭时，控制室中的燃油压力立即返回油轨压力，喷嘴突然关闭，喷射停止。

C.喷油器驱动电路

为了改善喷油器的`敏感度，将驱动电压变为高电压，从而加速电磁线圈磁化和TWV 响应。ECU 中的EDU 或充电电路将各自蓄电池电压提高到大约100V，维持电压12.8 V，它通过ECU 发出的驱动喷油器的信号而施加到喷油器上。

D.带QR 代码的喷油QR （快速响应）代码被用来提高校正精度。QR 代码包含喷油器中的校正数据，它被写入发动机控制器中。QR 代码致使燃油喷射量校正点的数目大大增加，从而极大地改善了喷射量精度。

QR 代码是由电装公司开发的一个新的二维代码。除了喷射量校正数据之外，代码还包括部件号和产品号，它们可以在非常高的速度下阅读。

(1) 操作带QR 代码的喷油器（参考）

带QR 代码的喷油器使发动机控制器能够识别和校正喷油器，因此当喷油器或发动机控制器被更换时，必须在发动机控制器中登记喷油器的ID 代码。

A) 更换喷油器

必须将更换了的喷油器的ID 代码登记到发动机控制器（ECU

）中。

B) 更换发动机控制器必须将所有车辆喷油器的ID 代码登记到发动机控制器（ECU

）中。

篇4：高压共轨系统的总体结构及工作原理

1、总体结构

2、共轨系统工作原理示意图

传感器 ECU控制单元执行器

3、工作原理：

共轨系统可用来提供最合适的燃油喷射量和喷射时刻，以此来满足发动机可靠性、动力性、低烟、低噪音、高输出、低排放的要求。

发动机的.工作情况（如：发动机转速,加速踏板位置，冷却水温）被各种传感器检测到， ECU（电子控制单元）根据上述传感器检测到的信号对燃油喷射量，喷射时刻，喷射压力进行全面的控制，确保发动机处于最佳的工作状态。

ECU控制着大多数的零部件并且具备诊断和警报系统，用来提醒驾驶员故障的发生。

共轨系统由电控供油泵总成、喷油器总成、共轨总成组成。它们与ECU、传感器等共同控制各种零部件。

篇5：高压共轨燃油喷射系统构造及工作原理

柴油机共轨电控柴油喷射系统部件构造 4

六西格玛坛{ V

w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。低压燃油泵将燃油

输入高压油泵，高压油泵将燃油加压送入高压油轨，高压油轨中的压力由电控单元根据油轨压力传感器测量的油轨压力以及需要进行调节，高压油轨内的燃油经过高压油管，根据机器的运行状态，由电控单元从预设的 map 图中确定合适的喷油定时、喷油持续期由电液控制的电子喷油器将燃油喷入气缸。

3.1.1 高压油泵 @ L*[~

高压油泵的供油量的设计准则是必须保证在任何情况下的柴油机的喷油量与控制油量之和的需求以及起动和加速时的油量变化的需求。由于共轨系统中喷油压力的产生于燃油喷射过程无关，且喷油正时也不由高压油泵的凸轮来保证，因此高压油泵的压油凸轮可以按照峰值扭矩最低、接触应力最小和最耐磨的设计原则来设计凸轮。

Bosch 公司采用由柴油机驱动的三缸径向柱塞泵来产生高达 135Mpa 的压力。该高压油泵在每个压油单元中采用了多个压油凸轮，使其峰值扭矩降低为传统高压油泵的1/9 ，负荷也比较均匀，降低了运行噪声。该系统中高压共轨腔中的压力的控制是通过对共轨腔中燃油的放泄来实现的，为了减小功率损耗，在喷油量较小的情况下，将关闭三缸径向柱塞泵中的一个压油单元使供油量减少。

日电装公司采用了一个三作用凸轮的直列泵来产生高压。该高压油泵对油量的控制采用了控制低压燃油有效进油量的方法。

工作过程： _7[)W(g/R&e.H-G u

（1）柱塞下行，控制阀开启，低压燃油经控制阀流入柱塞腔；质量SPC ,six sigma,TS16949,MSA,FMEA6gW D0d|%^w/P(_

六西格玛品质论坛o 9W（2）柱塞上行，但控制阀中尚未通电，处于开启状态，低压燃油经控制阀流回低压腔；

（3）在达到供油量定时时，控制阀通电，使之关闭，回流油路被切断，柱塞腔中的燃油被压缩，燃油经出油阀进入高压油轨。利用控制阀关闭时间的不同，控制进入高压油轨的油量的多少，从而达到控制高压油轨压力的目的；六西格玛品质论坛d7T!Ys&N

（4）凸轮经过最大升程后，柱塞进入下降行程，柱塞腔内的压力降低，出油阀关闭，停止供油，这时控制阀停止供电，处于开启状态，低压燃油进入柱塞腔进入下一个循环。

该方法使高压油泵不产生额外的功率消耗，但需要确定控制脉冲的宽度和控制脉冲与高压油泵凸轮的相位关系，控制系统比较复杂。

N0~H4}:a4R;E

3.1.2 共轨管

共轨管将供油泵提供的高压燃油分配到各喷油器中，起蓄压器的作用， ECD-U2 系统的供轨管如图2-10所示。它的容积应削减高压油泵的供油压力波动和每个喷油器由喷油过程引起的压力震荡，使高压油轨中的压力波动控制在 5Mpa 之下。但其容积又不能太大，以保证共轨有足够的压力响应速度以快速跟踪柴油机工况的变化。 ECD-U2 系统的高压泵的最大循环供油量为 600mm3 ，共轨管容积为 94000mm3 。

质量-SPC ,six sigma,TS16949,MSA,FMEA

E%Rj#Q*s*B)b”C

高压共轨管上还安装了压力传感器、液流缓冲器（限流器）和压力限制器。压力传感器向 ECU 提供高压油轨的压力信号；液流缓冲器（限流器）保证在喷油器出现燃油漏泄故障时切断向喷油器的供油，并可减小共轨和高压油管中的压力波动；压力限制器保证高压油轨在出现压力异常时，迅速将高压油轨中的压力进行放泄。

从上述分析可见，精确设计高压共轨管的容积和形状适合确定的柴油机是并不容易的。 7D

L+lz;G!q)S3^&P

六西格玛品质论坛/i8?+?9k3.1.3 电控喷油器

电控喷油器是共轨式燃油系统中最关键和最复杂的部件喷油器根据 ECU 传送的电子控制信号，将共轨内的高压燃油以最佳的喷油定时、喷油量、喷油率和喷雾状态喷入发动机燃烧室中。喷油

器的外观和结构示意如图 2-5 所示，其主要零件是喷油嘴、控制喷油率的量孔、油压活塞和三

通电磁阀。系统的喷油过程控制是通过三通阀 TWV 对喷油器控制腔中油压的控制来实现的。

三通阀结构及工作原理如图 2-6 所示，主要由内阀、外阀和阀体组成。阀的开启和关闭响应很

快（0.4ms 以下）。三个部件相互间配合度很高，同时分别形成座面A、B。外阀为电磁阀，作

垂直运动，随着外阀运动，座面 A、B 交替关闭，三个油孔 1、2、3双双交替接通。喷油定时

由 TWV的通电时刻决定，喷油量由喷油压力和 TWV 的通电持续时间共同确定。当三通阀未通

电时，外阀在弹簧力作用下压向下方，其阀座关闭，切断回油通道；内阀受到共轨压力作用而向

上移动，内阀阀座开启，共轨管内高压油经内阀阀座进入控制腔施加在针阀尾部，关闭喷嘴。当

三通阀通电被激励时，外阀在电磁力作用下克服弹簧力向上运动直到内阀阀座关闭，外阀阀座开

启，控制腔和回油通道接通，控制腔中的高压燃油经单向节流孔缓慢流出，与液压活塞联锁的喷

嘴针阀缓慢抬起，产生喷油率逐步增大的 ? 形喷射。喷嘴针阀达到全升程时喷油率最大。供油

结束时切断三通阀电流，外阀再度下行，关闭回油道；内阀开启，共轨油压迅速加到液压活塞上

方（此时单向节流孔不起阻尼作用），由于液压活塞面积比针阀面积大得多，因此喷油结束时很

大的液压作用会使针阀急速落座，实现喷射过程的快速切断。可见，? 形喷油率是利用设在三通

阀和液压活塞之间的单向节流孔阻尼控制腔中的压力下降过程来实现的。单向节流孔仅在释放控

制腔压力时才具有节流作用，而加压过程不起阻尼作用

高压油管mY!be!Z3PC [:K

高压油管是连接共轨管和电控喷油器的通道，它应有足够的燃油流量减小燃油流动时的压降，并使高压管路系统中的压力波动较小，能承受高压燃油的冲击作用，且起动时共轨中的压力能很快建立。各缸高压油管的长度应尽量相等，使柴油机每一个喷油器有相同的喷油压力，从而减少发动机各缸之间喷油量的偏差。各高压油管应尽可能短，使从共轨到喷油嘴的压力损失最小。 c.P:W;tm

3.1.4 传感器 A.~

在共轨喷射系统中，除了测定发动机实际运行状态的传感器（如空气流量传感器、增压压力传感器、水温传感器、燃油温度传感器、油门开度传感器等）外，还须安装压力传感器来准确测量共轨管内的压力。一般要求共轨压力传感器的测量范围是20-180 MPa,测量精度要求达到士2%-3%，而且还应在各种运行工况下都能有很高的可靠性。

3.1.5 软件和电控回路

软件技术包括软件开发过程，软件开发方法，结构化设计方法等。在软件的开发方面，最初是先检测出发动机的转速和油门开度，然后输入到计算机内，形成所谓的数据MAP，再从数据MAP中计算目标喷油量，向伺服回路发出指令进行控制。

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