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学习讲义11（电喷控制系统）

根据柴油机的工作原理，应用现代电子技术及控制理论，对燃油喷射参数(如喷射

始点、喷射持续时间、喷射压力等)进行自动控制，以达到降低油耗，减少排气污染，

改善噪声和动力性能，提高可靠性，实现柴油机性能的全面优化。一般情况下，电控

喷油系统由传感器（感知控制参数的变化）、电喷控制单元ECU（用来计算处理控制参

数的运算程序）和执行机构（电子调速器或和电控喷油泵）3部分组成。传感器实时检

测柴油机的各项参数，并将其反馈给ECU；ECU将实测值信息与预置的参数值（或参数

图谱）经过比较计算后，得出最佳的控制指令并发送至执行机构；执行机构通过操纵

机械式喷油泵的柱塞旋转或电控喷油泵的电磁阀启闭来控制每循环供油量。

目前，在电控喷油系统中主要有喷油定时自动调节装置、电子控制泵-管-嘴(单体

式喷油泵-高压油管-喷油器，PPN)系统、电子液压控制喷油系统、电控共轨喷油系统

四种类型，EMD16V265H型、GEVO16型、R12V280ZJ型柴油机均采用PPN系统。

一、16V265H型柴油机的供油控制

16V265H型柴油机电喷控制系统，简称为“EMDEC”（Electro-MotiveDieselEngine

Control），是一个通过电子脉冲信号来控制柴油机燃油喷射的电控系统，具有优化燃油

喷射控制参数的功能，在柴油机的热负荷和机械负荷不超过设计限值的基础上，使柴油

机实现最佳的经济性、可靠性、耐久性，同时还要使废气污染物的排放指标符合相关法

规的要求。此外，该系统还通过对柴油机的转速、温度和压力等参数的读取和判定，对

柴油机的运转状态进行监控，并据此提供降载或停机等保护措施。

如图5.18所示，EMDEC系统的主要元件包括：①电喷控制单元ECM（Electronic

ControlModules），俗称电喷盒，包括发送盒和接受盒；②电源，将机车的74V电源转

换为稳定的24V电源后提供给ECM；③接口模块，实现司机控制器与ECM之间的信号转换和

传递，如将挡位信号转换为ECM可以识别的柴油机转速信号；④安装在柴油机各系统的传

感器，包括各种转速、压力、温度传感器；⑤线束(电缆)，包括传感器线束和电喷控制

线束，负责EMDEC系统各硬件间的连接和通讯。

1.EMDEC系统工作原理

首先，该系统通过两个电磁感应传感器——定时传感器(TRS)和同步传感器（SRS）

分别检测柴油机的转速和相位，并将信号提供给电喷控制单元ECM。SRS同步传感器安装

于柴油机凸轮轴箱的前端，在凸轮轴前端固定了一个转速信号指针，当第1缸位于压缩上

止点前5°曲轴转角时，指针与SRS同步传感器对齐。凸轮轴每旋转一圈，指针就会在SRS

传感器中形成一个被称为同步信号的脉冲电流，以此判定凸轮轴的转速和相位。TRS定时

传感器安装在柴油机后端联轴节的侧面，对准固定在联轴节上的定时盘。在定时盘上等

距设置了36个齿，曲轴每旋转一圈，便在TRS传感器中形成36个脉冲信号，相邻脉冲之间

的间隔代表曲轴旋转了10°，这些脉冲信号直接反映了曲轴的转速。EMDEC系统根据TRS

传感器和SRS传感器反馈的转速和相位信息，向各缸喷油泵的电磁阀提供电子脉冲信号，

供电起始时间决定了燃油的喷射始点或喷油提前角，脉冲宽度则决定了供油持续期。

其次，在柴油机运转过程中，操控者通过司控器向电喷控制单元ECM发出对柴油机转

速的要求值，同时通过转速传感器测定的柴油机实际转速也被即时反馈到电喷控制单元

ECM。二者将在ECM中进行比对，如果柴油机的实际转速低于给定值，ECM将增加燃油喷射

的基本脉冲宽度，加大供油量，反之则较少脉冲宽度，降低供油量。

此外，ECM还负责收集各压力、温度和转速传感器反馈的信息，并按照逻辑程序将这

些信息与设定参数进行比对，通过车载微机显示屏向操控者提供柴油机曲轴转速、增压

器转速、机油压力、曲轴箱压力、冷却水压力、机油温度、冷却水温度等运转状态参数，

并与车载微机系统协作，当柴油机发生异常状况时，实施报警、降载、限油甚至停机等

保护措施。所有的故障信息都会自动储存在EMDEC系统微处理器中，供检修者用于事后的

分析和处理。

图5.18EMDEC系统原理图

2.EMDEC系统的主要元件

1）电喷控制单元ECM

EMDEC系统的核心元件为两个电喷控制单元ECM，分别称