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1/6 SOFIM 高压共轨柴油机电控系统介绍 1、前言 为了降低柴油发动机颗粒的排放，需要提高燃油的喷射能力。其它柴油机系统，仅仅在每个气缸喷射 时才由机械泵产生高压燃油。而在共轨系统，一个专用的高压油泵使公共油管（注：俗称“共轨”）内的 燃油一直保持很高的压力，而不取决于发动机的相位。在电磁喷油器的的入口处，是已经过电控中心计算 的高压燃油。当电磁喷油器的电磁阀在电控中心的作用下开启时，在“共轨”中已处于高压的燃油被喷入 相应的气缸中。 BOSCH 公司为SOFIM 共轨发动机柴油喷射系统设计的是一种被称为“EDC16”的电控系统（注：EDC 是 Engine Diesel Control 的缩写）。该系统普遍适用于SOFIM-8140.43B/S/S3/N 四种共轨发动机，可以在 1350bar 的高压情况下稳定运行，其精确的控制使发动机的性能得到了优化，并有效地控制了排放和油耗。 所以，EDC16 系统的设计意味着更低的噪音、更小的油耗、更少的有害排放物。 图一、共轨燃油系统简图 电控中心EDC16 具有控制和诊断功能，能对系统中其它零部件实行闭环控制，并对系统执行许多精密 的诊断。表1 是对电控中心控制功能的描述，表2 是对其诊断功能的描述。 表1——电控中心EDC16 的控制功能 控制对象 控制功能描述 电子加密启动控制 电控中心与电子加密启动装置的控制单元对话以获得启动信息。 电动燃油泵控制 打开启动开关在前进档时，电控中心向电动燃油泵供电；如果发动机在9 秒钟内不能启动， 则电控中心取消向电动燃油泵供电。 预热启动控制 当发动机水温传感器或燃油温度传感器之一显示温度低于0°C 时，电控中心向预热装置供电。 识别相位控制 电控中心通过凸轮轴相位传感器和飞轮转速传感器的信号来识别相位，并向相应气缸的电磁 喷射器供电。 燃油喷射控制 根据从各个传感器采集到的发动机的负荷信息，电控中心控制燃油压力调节电磁阀、改变电 磁喷油器的预喷方式和主喷方式。 喷射压力的闭环控制 电控中心根据从各个传感器采集到的发动机的负荷信息，控制燃油压力调节电磁阀以获得最 佳的燃油压力。 2/6 预喷和主喷的提前角控制 电控中心根据各个传感器提供的信息，并根据储存的数据/图形计算出最佳的喷射点。 可变喷嘴增压器控制 （8140.43N 发动机） 电控中心控制增压器的可变喷嘴。增压器的速度可根据发动机的转速和负荷通过改变几何形 状连续调节。 怠速控制 电控中心从各个传感器采集信息并调节喷射燃油的量，控制燃油压力调节电磁阀，改变电磁 喷油器的喷射时间，使蓄电池的电压保持在一定范围。 低速时各气缸的平衡 根据从各个传感器采集的信息，电控中心通过各个电磁喷油器的喷射时间控制发动机低速和 怠速的转速。 防锯齿状控制 通过控制压力调节电磁阀和电磁喷油器的开启时间来保证在各种条件下的平滑过渡。 最高转速的限制 在4250rpm，电控中心通过减少电磁喷油器的开启时间来控制燃油流量。超过5000rpm 时， 电磁喷油器不工作。 断油控制 在油门松开时燃油的切断按以下逻辑由电控中心进行控制： -切断对电磁喷油器的供油； -在发动机到达最低转速前一点重新给电磁喷油器供油； -控制燃油压力调节电磁阀。 控制加速烟度 在要求大负荷时，电控中心根据从进气流量计和从飞轮转速传感器来的信号，控制燃油压力 调节电磁阀和改变电磁喷油器的作用时间，以减少排气烟度。 EGR 控制 电控中心控制废气再循环系统。 燃油温度控制 当燃油温度超过75 °C 时，电控中心控制减少燃油喷射压力；当燃油温度超过90 °C 时， 电控中心控制功率减少到60%。 冷却风扇控制 当发动机水温超过98 °C 时，电控中心控制风扇工作。 AC 空调压缩机工作控制 电控中心根据发动机水温来控制空调压缩机电磁离合器的接合或分离。如果发动机水温达到 ~ 105 °C，则空调压缩机应分离。 延时运转（After Run） 启动开关熄火后，电控中心仍由一个继电器供电若干秒钟，使微处理器将有关数据储存到 EEPROM 中，以使下一次启动能从EEPROM 中获得储存的故障信息和加密启动信息。 试运转 增加钥匙接点；这些资料将被拷贝到RAM 存储器上。 表2——电控中心EDC16 的诊断功能 电控中心EDC16 数据的一致性 通过操作电控中心，可以提取工厂/车间—维修—工作3 个区域的数据资料信息，整车/电控中 心系统：程序输入时间、电控中心的硬件和软件、整车识别代码（VIN）、装备和配置清单。 电控中心输入的程序以存储在EDC 系统中的发动机性能和整车装备为基础：阻尼减震器、巡 航/行程控制、空调等等。 故障读数 电控中心可以读取60 多条故障。每一条故障可以分为PRESENTE/存在（当时故障的故障显示 为存在）和INTERMITTENTE/间歇/断断续续（前面已经存在故障，但是在读取时，没有显示存在）。 故障类型 每一条故障均有其故障类型，代表信号故障和系统零部件故障。如电路短路、电路/管路断路、 信号无效、信号物理值超出高/低限定值、传感器输入电源过高/过低等。 故障计数器 每一条故障通过一个故障过程计时器、一个具体故障计数器和一个递减计数器。故障过程计 时器仅仅在故障PRESENTE/存在时读数递增（以秒计算），故障INTERMITTENTE/间隙时读数保 持不变（传感器和零部件的故障不在系统中）。 具体故障计数器当故障存在时在系统中逐次递增（按单位计算）。递减计数器按每一次具体故 障变化数字，钥匙接触起动，以前存在的故障不复存在或保持在间隙状态。当值为零时，故障将从 故障记录中删除，就好象从未发生过。 外部环境条件 每一条故障包括了10 条外部环境条件：2 条固定条件（发动机转速和故障存在的时间）和8 条根据故障可变条件。目的是留下一个故障的大体印象。外部环境条件将保存在缺陷记录中，零 部件按故障进行分类。每一单项故障，在读数时，显示为10 条外部环境条件和第一次相比较，和 最后一次记录的10 条外部环境条件。如果故障不止一次地出现，显示为首要需要的外部环境条件， 同时覆盖上一次的记录。 3/6 参数 可以执行状态参数和测量参数的连续读数。状态参数包括：①启动开关前进档②首要制动器 开关③次要制动器开关④最小油门踏板⑤预热指示灯状态⑥EDC 指示灯状态。 电控中心通讯有意义，该项功能对于控制开关和零部件的运行非常重要，（在故障记录中存在 间隙故障）手工督促连接器和驾驶室使错误的接触/操作更具体化。 测量参数：①发动机转速②油门踏板位置③燃油温度④冷却液水温⑤共轨系统中的压力 有效的诊断 通过诊断仪和电控中心的诊断设备，可以实现：操作/执行机构台架试验 被记录资料的管理 （记忆） 名称为被记录资料，发动机-整车-电控中心操作条件的相关参数。目的是评价整车的使用条件， 维修不进入程序，但是必须建立在零部件正确、准确的基础上。参数分为两组： - 计时器：损失运行时间信息。例如：冷却液水温大于90℃的时间。 - 计数器：损失需要的信息。例如：发动机超转速使用的次数。 2、电动燃油泵(请注意：接线端为出油口) 装在车架上。电动燃油泵的一侧，通过一个粗滤器连通燃油箱，另一侧连通柴油滤清器。它是一种带 旁通管路的、旋转式的、容积可测量的电动泵。其技术参数如下： 输入压力 流量 电源 20℃时线圈电阻 2.5bar >155 升/小时 13.5V--<5A 28.5Ω 进油 出油 3、飞轮转速传感器 装在发动机缸体上，感应飞轮（注：飞轮上共有58 个孔） 的行程变化信号及飞轮上每两个孔之间的距离信号，这是电控中 心识别活塞上死点位置的基本信号。该信号使电控中心：了解发 动机转速，成功实现提前预喷射，计算预喷射的时间，进行主喷 射和驱动发动机转速表。 4、凸轮轴相位传感器 在皮带轮上有经过机械加工的5 个齿，即4+1 相位识别，在盖罩上安装该传感器，传感器的安 装间隙和飞轮转速传感器相同。传感器的信号使电控中心在起动的同时识别发动机的相位，清楚哪 一缸喷射。 4/6 1-凸轮轴皮带轮2-传感器 5、发动机水温传感器 装在节温器座上，测量发动机冷却液的温度，给电控中心提供发动机水温信号。其温度—电阻特性为： 温度℃ -40 -20 0 20 40 60 80 100 120 电阻kΩ 48.30 15.46 5.89 2.50 1.17 0.59 0.32 0.19 0.11 6、燃油温度传感器 与发动机水温传感器是同一类零件。 装在燃油滤清器上。测量燃油的温度， 给电控中心提供柴油热态信号。 1，滤清器堵塞传感器 2，燃油温度传感器 3，积水传感器 4，电加热 5，旁通阀 7、空气压力温度传感器 包含温度传感器和压力传感器两个总成，装在发动机的进气歧 管上，测量空气的压力和温度，并根据每一个循环的空气流量而计 算需要的燃油喷射量。其温度—电阻特性为： 温度℃ -40 -20 0 20 40 60 80 100 120 电阻kΩ 48.50 15.67 5.86 2.50 1.17 0.59 0.32 0.18 0.11 1-接地线；2-接温度信号；3-接5V 电源；4-0~5V 输出信号 5/6 8、大气压力传感器 装在电控中心的内部。根据海拔测量大气压力，提供正确的大气压力。 9、燃油压力调节传感器 装在“共轨”的中部，工作电压5V，用来测量“共 轨”中的燃油压力。电控中心对该传感器提供的信号 进行信息反馈，控制喷油压力。 10、电磁喷油器 1-挺杆2-柱塞3-喷嘴4-电磁线圈5-导阀6-球形密封器7-控制区8-压力腔 9-控制容积10-回油管路11-控制管12-输入管13-电路连接14-高压燃油进口15-弹簧 电磁喷油器是电控系统中最关键的执行元件，其构造类似传统喷油器，只有柱塞弹簧不同，并多一个 电磁阀。电磁阀控制喷射器柱塞的行程。电控中心控制电磁喷油器进行三个步骤的工作： 步骤 工作状态 喷油器动作 1 不工作状态 电磁线圈（4）断开，密封器（6）关闭。控制区（7）和压力腔（8）起作用，燃油压力相同，密封 器（6）关闭，柱塞（2）不再往上升。 2 开始喷射 电磁线圈（4）闭合，朝密封器（6）上方移动。控制容积（9）内的燃油流向回油管路（10），控制 区（7）内压力下降。同时，压力腔（8）内的燃油压力使柱塞（2）升高，气缸中的燃油开始喷射。 3 喷射结束 电磁线圈（4）断开，密封器（6）回到关闭位置，获得一个平衡力则柱塞（2）回到关闭位置，喷 射结束。 11、高压油泵电磁阀 装在高压油泵上，通过电磁阀上压力调节器控制共轨的压力在250~1350bar 之间。 12、燃油压力调节电磁阀 装在高压油泵上，用来增加或减少燃油朝排气方向的渗漏，以控制燃油喷射压力。在没有控制信号时， 6/6 电磁阀为开启状态。其控制信号来源于电控中心对燃油压力传感器输入信号的反馈。 13、制动踏板传感器 是开关型传感器，内部有常开和常闭两对触点，安装在制动踏板上，共两个，一个用于控制制动灯， 另一个用于EDC。两者的接线不同，连制动灯的是常开触点，连EDC 的是常闭触点。这是一种“双保险” 的连接方式，可使电控中心获得可靠的制动控制信号。 14、离合器踏板传感器 是带一个常闭触点的开关型传感器，安装在离合器踏板上，使电控中心获得离合器控制信号。 15、油门踏板位置传感器 传感器与加速踏板（油门）为一体式结构，传感器具有两个功能：油门位置信号和最小油门开关，使 电控中心获得油门控制信号。其输入电压为正5V，油门电阻约为1kΩ。 16、五通回油接头总成 在共轨发动机上的燃油进油管上均有回油管路，到 五通回油接头总成（如高压油泵、喷油器、柴油滤清器、 电热起动器等处）。 五通接头上到燃油箱回油接头处有一3.5mm 的节流 孔，确保预热起动所需的0.6bar 燃油压力。 1 --电喷油器回油 2 --到热起动 3 --高压油泵回油 4 --油箱回油 5 --滤清器回油 6 --燃油回油接头 7 --共轨 17、配电继电器 一般的继电器，主要用来接通较大的电流以保护较小的开关/较细的电线。而在EDC 系统上，用了很 多小型化、带内部电阻/二极管的继电器。小型化可节省装配空间，带电阻/二极管可降低/消除电路中可 能出现的300V～500V 峰值电压，以保护EDC-MS6.3 电控系统中的电子器件，防止出现功能失误。