高壓共軌

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高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)的組成與工作原理

（3）斷路(開路）檢測(cè)方法

如圖3-74所示的配線有斷路故障，可用“檢查導(dǎo)通性”或“測(cè)量電壓”的方法來確定

斷路的部位。

圖3-74斷路檢測(cè)

①“檢查導(dǎo)通性”方法

a.脫開連接器A和C，測(cè)量它們之間的電阻值，如圖3-75所示。若連接器A的端子1

與連接器C的端子1之間的電阻值為∞，則它們之間不導(dǎo)通(斷路）;若連接器A的端子2

與連接器C的端子2之間的電阻值為0Ω，則它們之間導(dǎo)通(無斷路）。

圖3-75導(dǎo)通檢測(cè)

b.脫開連接器B，測(cè)量連接器A與B、B與C之間的電阻值。若連接器A的端子1與連

接器B的端子1之間的電阻值為0Ω，而連接器B的端子1與連接器C的端子1之間的電阻

為∞，則連接器A的端子l與連接器B的端子l之間導(dǎo)通，而連接器B的端子1與連接器C

的端子1之間有斷路故障存在。

②“測(cè)量電壓”方法。

在ECU連接器端子加有電壓的電路中，可以用“測(cè)量電壓”的方法來檢查斷路故障。如

圖3-76所示）。

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圖3-76電壓檢測(cè)

在各連接器接通的情況下，ECU輸出端子電壓為5V的電路中，如果依次測(cè)量連接器A

的端子1、連接器B的端子1和連接器C的端子1與車身(搭鐵）之間的電壓時(shí)，測(cè)得的電

壓值分別為5V、5V和0V，則可判定:在連接器B的端子1與連接器C的端子1之間的配

線有斷路故障存在。

（4）短路檢查方法

如果配線短路搭鐵，可通過檢查配線與車身(搭鐵）是否導(dǎo)通來判斷短路部位。如圖3-77

所示。

圖3-77短路檢測(cè)

①脫開連接器A和C，測(cè)量連接器A的端子1和端子2與車身之間的電阻值。如果測(cè)得

的電阻值分別為0Ω和∞，則連接器A的端子1與連接器C的端子1的配線與車身之間有

搭鐵短路故障。

②脫開連接器B，分別測(cè)量連接器A的端子1和連接器C的端子1與車身之間的電阻值。

如果測(cè)得的電阻值分別為∞和0Ω，則可以判定:連接器B的端子1與連接器C的端子1之

間的配線與車身之間有搭鐵短路故障。

九、信號(hào)檢測(cè)線

信號(hào)檢測(cè)線的作用是在進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)ECU端子的檢測(cè)時(shí)，為防止接頭破損，需連接信號(hào)

檢查線束，并將測(cè)試棒抵住信號(hào)檢查線束的接觸箱進(jìn)行檢測(cè)。

1.信號(hào)檢測(cè)線的連接使用方法

（1）將起動(dòng)器鑰匙置于「OFF」(鎖定)，從發(fā)動(dòng)機(jī)ECU上取下接頭。注意接頭不可使鎖

定部位的鎖扣彎折。

（2）將信號(hào)檢查線束連接在發(fā)動(dòng)機(jī)ECU以及機(jī)械線束上。

（3）將測(cè)試棒抵住信號(hào)檢測(cè)線的信號(hào)檢測(cè)接頭測(cè)量。

（4）信號(hào)檢測(cè)線為共軌式燃料噴射系統(tǒng)專用。如圖3-78所示。

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如3-78信號(hào)檢測(cè)法

十、故障診斷儀

當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生異常情況時(shí)，在儀表盤上會(huì)顯示出故障指示。采用故障診斷儀進(jìn)行故障診斷

可快速準(zhǔn)確地檢測(cè)到故障部位，并能檢測(cè)歷史故障和適時(shí)工況監(jiān)測(cè)等。如圖3-79所示。

1.故障診斷儀的使用連接

（1）通過故障診斷接口箱，將安裝了診斷軟件的電腦與車輛側(cè)的故障診斷接頭相連接。

（2）將起動(dòng)器鑰匙置于“ON”(開啟），起動(dòng)故障診斷。

圖3-79故障診斷儀

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（一）高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)的組成

現(xiàn)代機(jī)械裝備上已廣泛應(yīng)用高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)。如豪沃載重自卸車、日立ZX-3

系列、卡特D系列、神鋼-8系列等挖掘機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)都采用了高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)。與傳統(tǒng)

的直噴式燃油噴射系統(tǒng)相比高壓共軌電噴燃油系統(tǒng)更具高效和出色的燃油經(jīng)濟(jì)性和降低排

放及噪音等優(yōu)點(diǎn)。高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)由供給泵、共軌、噴射器以及控制它們的發(fā)動(dòng)機(jī)

ECU、傳感器、開關(guān)、電磁閥等構(gòu)成。如圖3-107所示。

圖3-107電控燃油噴射系統(tǒng)組成圖

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（二）高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)工作原理

1.電控燃油噴射工作原理

供給泵將燃油加壓后輸入共軌，再經(jīng)高壓燃油管將該高壓燃油分配給各汽缸的噴射器。

共軌燃油壓力通過發(fā)動(dòng)機(jī)ECU收集壓力傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷等信號(hào)控制安裝在

供給泵上的燃油調(diào)節(jié)量電磁閥SCV（SuctionControlValve）來進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。燃油噴射量和

噴射時(shí)期由ECU驅(qū)動(dòng)安裝在噴油器上的復(fù)式電磁閥「ON/OFF」?fàn)顟B(tài)來進(jìn)行控制。如復(fù)式電磁

閥置于「ON」（通電）狀態(tài)，泄油孔被打開，控制室的高壓燃油則通過節(jié)流孔流出，控制室

的壓力下降，當(dāng)活塞上的壓力和噴嘴彈簧的合力將至低于作用于噴油嘴針閥承壓錐面上的壓

力時(shí)，針閥被打開，燃油經(jīng)噴嘴上的噴孔噴人燃燒室。反之，如果把復(fù)式電磁閥置于「OFF」

（不通電）狀態(tài)，泄油孔被關(guān)閉，燃油從進(jìn)油孔進(jìn)入閥控制室建立起油壓，這個(gè)油壓為共軌

壓力，這個(gè)壓力作用在柱塞端面上產(chǎn)生向下壓力，再加上噴嘴彈簧的合力大于噴嘴室中高壓

燃油作用在針閥錐面上的壓力，使噴嘴針閥下降而結(jié)束噴射。因此，根據(jù)復(fù)式電磁閥的通電

開始時(shí)期可控制噴射定時(shí)，而根據(jù)復(fù)式電磁閥的通電時(shí)間就能控制噴射量。該系統(tǒng)通過提高

各部件的耐壓強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)了燃料壓力更加高壓化，霧化質(zhì)量更好，使燃燒

更加充分，提高了經(jīng)濟(jì)效率和降低了污染排放。

圖3-108共軌燃油系統(tǒng)工作原理圖

2.發(fā)動(dòng)機(jī)ECU

ECU是電子控制單元的簡(jiǎn)稱。如圖3-109所示。

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圖3-109發(fā)動(dòng)機(jī)ECU示意圖

電子控制單元由微型計(jì)算機(jī)、輸入、輸出及控制電路等組成。電控單元的功用是根據(jù)其

存的程序和數(shù)據(jù)對(duì)空氣流量計(jì)及各種傳感器輸入的信息進(jìn)行運(yùn)算、處理、判斷，然后輸出指

令，向噴油器提供一定寬度的電脈沖信號(hào)以控制噴油量。它還具備故障自診斷和保護(hù)功能，

當(dāng)系統(tǒng)產(chǎn)生故障時(shí)，它還能在RAM中自動(dòng)記錄故障代碼并采用保護(hù)措施從上述的固有程序中

讀取替代程序來維持發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)這些故障信息會(huì)顯示在儀表盤上并保持不滅，可以

使用戶及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題。隨著現(xiàn)代機(jī)械裝備電子化自動(dòng)化的提高，ECU的使用將會(huì)日益增多，

線路也會(huì)日益復(fù)雜。為了簡(jiǎn)化電路和降低成本，機(jī)械裝備上多個(gè)ECU之間的信息傳遞就要采

用一種稱為多路復(fù)用通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將整車的ECU形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，也就是CAN數(shù)據(jù)總線。

發(fā)動(dòng)機(jī)ECU控制電路如圖3-110所示。

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圖3-110發(fā)動(dòng)機(jī)ECU控制系統(tǒng)框圖

3.供給泵

供給泵輸出燃油使共軌產(chǎn)生燃油壓力。輸出的燃油量由供給泵的燃油調(diào)節(jié)量電磁閥

（SCV=SuctionControlValve）進(jìn)行控制，SCV由發(fā)動(dòng)機(jī)ECU進(jìn)行電子控制。為適應(yīng)高壓

噴射，使發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到了均速轉(zhuǎn)動(dòng)，強(qiáng)化了軸承、挺桿等部品。另外，從強(qiáng)制機(jī)油潤(rùn)滑更改為

燃油潤(rùn)滑。供給泵如圖3-111所示。

圖3-111供給泵

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(吸入控制閥=燃料調(diào)節(jié)量電磁閥)

通過采用線性電磁閥控制從ECU到SCV的通電時(shí)間（通電時(shí)間控制），達(dá)到控制由高壓

柱塞所供給的燃料流量目的。

由于控制目標(biāo)軌道壓力僅吸入必要的量，所以降低了供給泵的驅(qū)動(dòng)負(fù)荷。

電流通入SCV時(shí)，部的電樞對(duì)應(yīng)通電時(shí)間比轉(zhuǎn)動(dòng)，燃油流量與電樞動(dòng)作連動(dòng)，圓形閥柱

依據(jù)燃油通路被阻塞的量控制燃油。

SCV處于OFF的狀態(tài)時(shí)，圓形閥柱被回油彈簧壓住，通路完全打開，通過柱塞，燃油被

供給。（全量吸入→全量輸出）

SCV處于ON的狀態(tài)時(shí)，回油彈簧縮緊，燃油回路關(guān)閉。

SCV處于ON/OFF的狀態(tài)時(shí)，燃料依照驅(qū)動(dòng)通電時(shí)間比的開口面積程度被供給，燃油通

過柱塞輸出。SVC示意圖如圖3-112所示，其控制原理如圖3-113所示。

圖3-112SCV示意圖

圖3-113SCV控制原理

5.燃油泵

燃油泵為擺線型泵，燃油經(jīng)過燃油濾芯、SCV被送進(jìn)2個(gè)柱塞。燃油泵通過凸輪軸驅(qū)動(dòng)。

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滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，依據(jù)外/所形成的空間的增減，形成在吸入側(cè)吸入燃油、輸出側(cè)送出燃油的結(jié)

構(gòu)。

被吸入的燃油隨著滾輪的轉(zhuǎn)動(dòng)向輸出油口側(cè)移動(dòng)，從輸出油口輸出。

被輸出的燃油供給SCV必要的量，剩余的經(jīng)由調(diào)節(jié)閥返回吸油口一側(cè)。如圖3-114所示。

圖3-114燃油泵示意圖

6.共軌

儲(chǔ)藏從燃油泵被壓送過來的高壓燃油，并將燃油分配到各汽缸的噴射器。共軌上安裝有

燃油壓力傳感器和壓力控制器。壓力傳感器用來檢測(cè)共軌的燃油壓力，并將其信號(hào)傳送給

ECU。ECU依據(jù)所傳達(dá)的信息控制燃油泵的SCV，控制共軌的燃油壓力。共軌示意圖如圖3-115

所示。

圖3-115共軌示意圖

7.壓力控制器

壓力控制器作用是當(dāng)共軌壓力達(dá)到異常高壓時(shí)，打開閥釋放壓力。共軌的壓力達(dá)到約

200Mpa（2039kg/cm2）時(shí)閥打開，從壓力控制器流出的燃油返回到燃油油箱。當(dāng)壓力下降

到約50Mpa時(shí)就恢復(fù)至原來的狀態(tài)，維持共軌壓力。如圖3-116所示。

圖3-116壓力控制器

8.壓力傳感器

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壓力傳感器被安裝在共軌上，檢測(cè)共軌的燃油壓力并將信號(hào)發(fā)送給ECU。其構(gòu)造是利用

向金屬隔膜施加壓力時(shí)半導(dǎo)體壓變電阻的電阻值產(chǎn)生變化這一特性，向ECU輸入信號(hào)的壓力

傳感器。如圖3-117所示。

圖3-117壓力傳感器

3.噴射器

（1）噴射器外形

噴射器是將共軌分配過來的高壓燃油變成微細(xì)的噴霧狀態(tài)，直接噴射到燃燒室的一種裝

置。如圖3-118所示。

圖3-118噴射器

噴射器是由復(fù)式電磁閥、燃油壓力活塞、噴嘴所構(gòu)成。通過控制復(fù)式電磁閥部的控制室

壓力來控制噴射量、噴射時(shí)間、噴射率。

噴射器主體采用夾鉗壓制方式。另外，在汽缸缸頭的插入部位配置O形圈，防止發(fā)動(dòng)機(jī)

機(jī)油進(jìn)入到汽缸缸頭的噴射器孔。

新型的噴射器針對(duì)高壓化的情況，在電磁閥的密封構(gòu)造上，從金屬制錐形密封改進(jìn)為瓷

制平面密封，提高了密封性及耐久性。

采用縮小了控制室的排除容量的復(fù)式電磁閥，縮短了間隔，實(shí)現(xiàn)了1行程4次多段噴射。

（2）噴射器動(dòng)作

噴射器基本動(dòng)作如圖3-119所示。

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圖3-119噴射器基本動(dòng)作

a無噴射b開始噴射c噴射結(jié)束

①無噴射

在電磁閥不通電的狀態(tài)下，閥座被閥彈簧推壓至下方關(guān)閉。在控制室，共軌的高壓壓力

被施加在燃油壓力活塞上，促使燃油壓力活塞向下移動(dòng)，噴嘴被關(guān)閉，不進(jìn)行噴射。如圖

3-119a所示。

②開始噴射

復(fù)式電磁閥開始通電時(shí)，由于電磁力作用，閥座被提升?？刂剖业娜加徒?jīng)由出口孔流出，

控制室壓力降低，噴嘴針閥因噴嘴部位燃油壓力的作用而上升，噴射燃油。因?yàn)閲娮灬橀y是

慢慢上升的，所以噴射量不斷增加，如持續(xù)通電則會(huì)達(dá)到最大噴射率。如圖3-119b所示。

③噴射結(jié)束

停止復(fù)式電磁閥的通電時(shí)，在閥彈簧的作用下閥座下降，關(guān)閉閥座。這時(shí)，在共軌的高

壓燃油共同作用于控制室，噴嘴針閥被立即關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)噴射迅速結(jié)束。如圖3-119c所示