共轨喷油系统（图14-31）由德国奔驰公司与博世公司共同研发，由于其在减少柴油机的尾气排放污染量，以及改善噪声、燃油消耗等方面性能突出，近年来在世界发达国家，如美国、德国、日本和英国发展迅速。许多国外汽车生产厂家都先后推出了采用共轨喷油系统的车型，如日本丰田公司2003款3.0L陆地巡洋舰、菲亚特1.9L stilo、福特2002款1.4L fies-ta等。国内如北京客车总厂生产的部分客车也采用了共轨喷油柴油机。
下面以意大利依维柯客车柴油机为例，对共轨喷油系统作简要介绍。
1.共轨喷油系统的组成
如图14-32所示，共轨喷油系统由低压油路和高压油路组成。低压油路包括低压管路、前滤清器、电动燃油泵、燃油滤清器、燃油回油管、温控—起动电磁阀和温控起动—预热塞。高压油路包括高压燃油泵、高压燃油管路、燃油轨和喷油器。
从高压燃油泵出来的多余的燃油一部分用于冷却和润滑高压燃油泵，而从喷油器通过燃油回油歧管的回油则提供给温控—起动电磁阀用于发动机的冷起动。
回油歧管中有一个燃油轨压力安全阀，在其出口处装有一个经过标定的直径为2.3mm的量孔，其目的是为了在温控—起动油路中保持0.5bar以上的油压。
图14-31 轿车用共轨喷油系统
图14-32 共轨喷油系统的组成（依维柯）
2.共轨喷油系统部件构造和功能
（1）前滤清器 前滤清器是一个结构简单的透明燃油滤清器，与汽油机使用的燃油滤清器基本相似。一般在其表面脏了的时候才需更换。
（2）电动燃油泵 电动燃油泵安装在燃油箱的外面，提供压力为2.5bar，最大供油流量为180L/h。
电动燃油泵由电子控制单元控制，当点火开关闭合（ON），电子控制单元将从控制燃油泵继电器向燃油泵供电，如果发动机在9s内没有起动，油泵电源将被切断。
（3）燃油滤清器 燃油滤清器（图14-33）位于发动机室一侧，滤清器总成上还包括一个燃油温度传感器、一个滤芯阻塞传感器、一个滤芯加热器和一个用于检查燃油中水分的传感器。
图14-33 燃油滤清器总成
在滤清器支撑中央还装有一个旁通阀（1.8bar），连接至燃油循环油路。当发动机未起动，点火开关在ON位置时，它允许瞬间通过回油歧管向温控—起动电磁阀提供燃油。
当发动机运转时，多余的燃油在低压油路中循环并返回燃油箱。
安装在燃油滤清器滤芯下部的传感器用于检查燃油中是否有水，当有水存在时，仪表板上的警告灯将被点亮。除此之外如果滤清器被阻塞，该灯也会点亮。
当该灯点亮时，应尽快排除故障，否则燃油中的水分以及被阻塞的滤芯都会导致共轨系统中的器件损坏。
当滤芯被阻塞，且警告灯点亮时，在高负荷下，由于高压油泵的安全阀开始起作用，发动机会停机。因此，在行驶到最近的维修站之前，必须保持发动机低转速和低负荷。
（4）燃油温度传感器 燃油温度传感器是一个负温度系数（NTC）传感器，安装在滤清器的头部，其功能是测量燃油的温度，并将燃油温度的状态信息提供给电子控制单元（ECU）。电子控制单元（ECU）根据接收到的温度值确定此时的燃油密度和体积，精确地计算喷至气缸内的燃油流量比率，必要时修正燃油的供给量以限制发动机的性能。
若燃油温度达到75℃时，发动机的功率最多可减少至60%。
若燃油温度达到90℃时，发动机将被熄火。
（5）高压燃油泵 高压燃油泵（图14-34）由正时齿带驱动，其内部装有3个径向活塞，总排量为0.7ml。它替代了通常的旋转式喷油泵，但在安装时却不需要确定正时位置。油泵中的每个泵组件由活塞、盖型的进油阀和球型出油阀组成。泵组件浮动在泵轴上，被一个具有一定型线的凸轮驱动。在旋转过程中，该凸轮并不随轴转动，而是在一个较宽半径的圆周空间内上下移动，从而交替驱动3个泵组件。电子控制单元通过对压力调节器电磁阀的调控，将提供至燃油轨的燃油压力调节在350～1350bar之间。燃油泵利用燃油自身进行润滑和冷却。
图14-34 高压燃油泵
（6）燃油压力调节器 燃油压力调节器（图14-35）安装在高压油泵后面，根据EDCS的电子控制单元（ECU）的控制信号调节燃油轨中的燃油压力。
图14-35 燃油压力调节器
当电磁阀未通电时，弹簧作用在活塞上，保持控制阀关闭。当燃油压力升高至250bar以上时，压缩弹簧打开控制阀，高压燃油流入回油管路。
当电子控制单元（ECU）处理接收到的发动机各种参数后，确定所需的高压喷射压力，然后向燃油压力调节器发出PWM（Pulse Width Modulation脉宽调制）信号控制电磁阀，关闭控制阀，直到达到期望的压力值。
电子控制单元（ECU）借助于安装在燃油轨上的燃油压力传感器监测被调节的燃油压力，并根据需要改变信号的强度来达到要求的结果。
（7）燃油轨 燃油轨（图14-36）安装在气缸盖的侧面。燃油轨内腔的体积较小，大约只有29ml。主要是为保证在起动及怠速时快速提升压力，以满足此时的燃油压力需求。同时也为了减小由于喷油器的开、闭和高压燃油泵的工作所引起的压力变化。在燃油轨上连接着4个流量阀、一个燃油压力传感器、一个燃油压力限制器和一个燃油回油歧管。
图14-36 燃油轨总成
（8）流量限制器 流量限制器（图14-37）作为燃油轨的出油口安装在燃油轨的上部，燃油通过出油口流至喷油器。限制器用于油管或喷油器泄漏时保护燃油系统。当系统工作正常时，燃油压力作用在柱塞的两侧，使弹簧位移，从而保持阀打开。当在限制器的下游（即出油口至喷油器）出现较大的压力损失时，进油口压力将推动柱塞移动，关闭燃油出油口，以防止燃油在高压状态下泄漏。
（9）压力限制器 压力限制器（图14-38）安装在油轨下侧，当高压泵后面的燃油压力调节器出现故障时，起到保护燃油系统的作用。
当燃油轨中的油压达到1750bar时，阀打开，允许过多的油压返回至燃油箱。
（10）燃油压力传感器 安装在燃油轨中间下侧的燃油压力传感器（图14-39），用于检测燃油轨中的燃油压力，并转变为电信号传送给电子控制单元（ECU），从而在燃油喷射的周期内控制喷射压力。
图14-37 流量限制器
1—至油轨的接口 2—密封垫 3—柱塞 4—弹簧 5—壳体 6—至喷油器的接口 7—柱塞座 8—节流阀
图14-38 压力限制器
1—高压接口 2—阀 3—流量通道 4—柱塞 5—弹簧 6—限位 7—阀体 8—燃油回流
（11）电动喷油器 电动喷油器（图14-40）的燃油压力与燃油轨中的压力相同。
在初始位置，高压燃油输送至喷油器，油压力作用在喷油器针阀的底部，试图将针阀抬起，使之离开阀座。同时高压油也作用在针阀的上部以确保喷油器保持关闭状态。
当需要喷射燃油时，喷油器上部的电磁阀通电，使处于针阀上部的燃油压力通过泄油轨返回燃油箱。此时，作用于针阀下部的燃油压力使针阀抬起，离开阀座，燃油喷射开始。在喷射结束时，电磁阀断电，使针阀上部重新建立起高压燃油压力，当针阀的上部和下部的压力恢复至相等时，针阀被强制压回阀座，燃油喷射结束。
（12）燃油回油歧管 燃油回油歧管（图14-41）位于燃油轨下面，与燃油压力限制器阀相接，所有燃油
图14-39 燃油压力传感器(www.xing528.com)
图14-40 电动喷油器总成
图14-41 燃油回油歧管
返回管汇集于此。在燃油箱的连接处装有一个直径约2.3mm油管，它用于调节回油流量，使回油管路产生一个大于0.5bar燃油压力，以保证温控—起动器正常工作。
（13）大气压力传感器 大气压力传感器，其功能是检测大气压力，以便根据海拔修正空气流量的比率。
（14）空气流量传感器 空气流量传感器（图14-42）安装在进气歧管的上部，用于检测进入进气歧管增压后的空气量。该测量值与空气温度一起用于电子控制单元（ECU）精确地计算进入气缸的空气量，以便在每个燃烧循环，调整每个喷油器的供油量。
空气流量传感器还包含一个电子温度修正电路，用于进气温度的检测。
（15）冷却液温度传感器 一个NTC（负温度系数）类型的冷却液温度传感器（图14-43）安装在节温器室上，它检测发动机冷却液的温度并转变为电信号传送给电子控制单元（ECU）。
图14-42 空气流量传感器
1—电气接头 2—空滤室壳体中的测量管道 3—电路板 4—传感器元件 5—传感器壳体 6—部分流量测量管道 7—部分流量空气出口 8—部分流量进口
图14-43 冷却液温度传感器
（16）加速踏板位置传感器 加速踏板位置传感器是一个带有怠速开关的电位计。它向电子控制单元提供与加速踏板的角度位移成比例的电压信号，以便电子控制单元确定燃油的供给量。
（17）飞轮和凸轮轴传感器 飞轮传感器是磁感应式，安装在飞轮上部。在发动机转动时，通过飞轮上的58个孔的磁通量发生变化，传感器产生电信号。电子控制单元（ECU）使用此信号检测发动机的转速和控制转速计数器。
凸轮轴传感器位于凸轮轴带轮的后面，由于带轮上有一个缺口，在发动机转动时，传感器的磁通量发生变化从而产生电信号。发动机工作时的喷油相位由飞轮位置传感器和凸轮轴位置传感器来确定。电子控制单元（ECU）还将此信号作为测量发动机转速的备用信号。
（18）电子控制单元（ECU）电子控制单元内装的是闪存的EPROM，因此它可重新编程而不需要更换硬件。它根据下述参数计算并控制喷射的过程：发动机转速、加速踏板位置、进气流量比率、发动机冷却液温度、进气温度、大气压力、蓄电池电压、燃油压力和温度。
另外，电子控制单元（ECU）可通过CAN与其他电子控制系统，如ABS/EBD/ABD、巡航控制、速度限制装置和防盗系统进行通信。
3.共轨式燃油喷射控制
（1）喷射控制 电子控制单元（ECU）根据各传感器的信号控制预喷射和主喷射的程序。包括燃油喷射提前角、预喷射和主喷射之间的间隔、以及主喷射提前角。
电子控制单元（ECU）在各传感器信号的基础上根据内部设定的“MAPPING”（图谱控制）来确定合适的喷油起始点，当发动机的转速低于2400r/min时，预喷射开始工作，以减少普通机械式柴油机时常发生的爆燃现象。
（2）喷射压力控制 电子控制单元（ECU）在发动机负荷的计算基础上，根据各传感器的信号控制压力调节器保持适当的油压。根据发动机运转的状态，如转速、负荷等，燃油压力调制范围为250～1350bar。燃油压力的提高和降低，可根据负荷的要求，用缩短或延长喷射的时间而加以补偿。
（3）怠速控制 电子控制单元（ECU）根据各传感器的信号调节喷油量。
（4）低转速时的气缸平衡 电子控制单元（ECU）根据各传感器信号，通过改变各缸喷油器的喷油时间，控制发动机在低转速或怠速时正常运转。
（5）加速时发动机的运转控制 通过对压力调节器和喷油器的开启时间进行控制，确保在每一个工况发动机都能正常地工作。
（6）最大转速限制 当发动机的转速为4250r/min时，电子控制单元（ECU）将通过缩短喷油器开启的时间来限制燃油的流量。当发动机的转速超过5000r/min时，喷油器将停止工作。
（7）燃油切断 电子控制单元（ECU）通过以下的方式来控制减速燃油切断：
1）取消喷油器传送来的信号。
2）在达到怠速前喷油器不工作。
3）控制燃油压力调节器。
（8）加速时的烟雾控制 在大负荷状态下工作时，为防止车辆排出含有过多烟雾的尾气，电子控制单元将根据进气传感器和发动机转速传感器的信号对压力调节器和喷油器的通断时间进行控制。
（9）空调压缩机控制 电子控制单元（ECU）根据发动机冷却液温度控制空调压缩机电磁离合器的结合与断开。当发动机冷却液温度达到105℃时，电磁离合器断开。
（10）发动机停机 当点火开关断开（OFF）时，会对电子控制单元（ECU）持续供电一段时间，将ECU中的一些参数记录在EEPROM中，以确保下次起动时这些参数仍然有效，这些参数包括：故障码和防盗器信息。
（11）起动 当点火开关闭合（ON）时，各种参数将再次被拷贝到RAM存储器中。
4.共轨燃油喷射系统故障的自诊断
闪烁故障码开关位于熔丝盒的左边。它包含“BOSCH MS6.3”电控燃油喷射系统的基本故障码。
（1）读取存储的故障
1）将点火开关置于ON的位置上。
2）按闪烁故障码开关后松开。
3）仪表板上的EDC（Electronic Diesel Control电控柴油机）报警灯和闪烁故障码开关上的LED将以相同的频率开始闪烁，显示储存在ECU中的故障码。首先将出现一系列长时间的闪亮，然后出现短时间的闪亮，在亮的过程中会出现短时间的暂停，这些闪亮构成了第一个故障码。
4）在闪烁结束后，EDC报警灯将熄灭。
5）重复上述程序可读取下一个故障码。
6）重复上述步骤直到第一个故障码再次出现。
7）故障码的出现次序是按故障发生的时间进行排序的。
（2）清除故障码
1）断开点火开关（OFF）。
2）按住闪烁故障码开关并保持5s。
3）在按住闪烁故障码开关后，闭合点火开关（ON）。
4）按闪烁故障码开关时间超过5s后，松开。
5）断开点火开关（OFF）。
被删除的故障码不仅包括已存在的故障码而且也包括断续出现的故障码。如果ECU的存储器中没有故障码，EDC指示灯将不闪烁。
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