喷油器的商品外观设计如下图5所显示,内部构造如下图6图示。喷油器的供油量的设计原则是要确保在任何时候的柴油机的点火提前角和控制剩余油之合的需求及启动和加速时候的剩余油转变的需要。因为共轨系统中喷油压力的产生在燃油喷射全过程不相干,且油泵气门也不由喷油器的凸轮轴来确保,因而喷油器的压油凸轮轴可以按最大扭矩转速最少、接触压力最少也最耐磨损的设计原则设计制作凸轮轴。
(3)电机控制喷油泵
电控系统喷油泵是共轨式供油系统中最重要和最复杂构件,它的功能依据ECU发出来的控制指令,通过调节电磁阀开启和关闭,将高压油轨里的汽柴油以最佳的供油按时、点火提前角和油泵率喷到柴油机的燃烧仓。电机控制喷油泵的构造基本相似,大多是因为传统式喷油泵相近的喷油器、操纵活塞杆、控制量孔、操纵继电器构成,图7为电机控制喷油泵框架图。其工作步骤如下所示:
①在继电器不通电时,继电器关掉操纵活塞杆上方的量孔,高压油轨的燃油压力交换量孔作用于操纵活塞杆上,将喷头关掉;当继电器通电时,量孔打开了,主控室压力迅速降低,操纵活塞杆冉冉升起,喷油泵逐渐油泵;当继电器关闭后,主控室的压力上升,操纵活塞杆下滑关掉喷油泵进行油泵全过程。
②控制住了油泵率样子,需并对进行合理可靠性设计,完成设定的油泵样子。主控室的容积大小取决于针型阀打开时的敏感度,主控室的容积很大,针型阀在油泵结束后不可以实现高效的熄火,使后期燃油雾化欠佳;操作室容量过小,没有给针型阀提供充足的有效行程,使喷涌流程的压损增加,所以对主控室的容积也应依据机型的较大点火提前角选择合适的。针型阀构造放大图如下图8所显示。
③控制量孔尺寸对喷油器的开启和关闭速度及油泵全过程起到决定性的影响。双量孔油路板的三个至关重要形式是进剩余油孔、回剩余油孔和主控室,它们截面尺寸对喷油泵的油泵特性影响很大。回剩余油孔与进油量孔总流量率差值及主控室的容积取决于喷油器针型阀的开启速率,而喷油器针形阀的关上速率由进剩余油孔总流量率及主控室的容积确定。进剩余油孔设计方案应以喷油器针型阀有充足的关掉速率,从而减少喷油器喷涌中后期做雾化不良一部分。
④除此之外喷油器的最低喷油压力在于回剩余油孔和进剩余油孔总流量度及操纵活塞的端口总面积。那么在确认了进剩余油孔、回剩余油孔和操纵室的结构规格后,就确定了喷油器针型阀彻底启动的平稳、最少油泵全过程,与此同时就确定了喷油器稳定较小点火提前角。主控室容积的降低能使针型阀的回应速度相当快,使汽柴油温度对喷油器点火提前角产生的影响比较小。但主控室的容积不太可能不受限制降低,它可以确保喷油器针形阀的升程以便针型阀彻底打开。2个控制量孔取决于主控室里的动态压力,从而决定了针型阀的变化规律,经过细心调整这俩量孔流量系数,能够产生最理想的油泵规律性。
⑤因为共轨喷涌全面的喷涌工作压力很高,所以其喷油器的喷嘴截面不大,如BOSCH企业的喷油器的喷嘴直径约0.169mm×6,在这么小一点喷嘴直径和这么高的喷涌压力之下,燃料流动性处在极端化不稳定状态,油束的喷洒锥度增大,燃油雾化更强,但围绕间距缩小,因此应更改原柴油发电机进气口的涡旋抗压强度、发动机燃烧室构造样子以保证最理想的燃烧现象。
⑥针对喷油泵继电器,因为共轨系统规定它有充足的打开速率,考虑预喷涌是改善柴油发动机特性的关键喷涌方法,操纵电磁阀响应速度更应当减少。
(4)液压油管
液压油管连接着高压共轨管与电机控制喷油泵通道,它应有足够的汽柴油总流量减少汽柴油流动性时候的压力降,从而使髙压管路系统里的工作压力起伏比较小,能够承受髙压燃油的冲击性功效,且起动时高压共轨里的压力迅速创建。各缸液压油管长度应尽可能相同,使发动机每一个喷油泵有相同的喷油压力,从而降低汽车发动机各缸中间点火提前角的误差。各液压油管应尽量短,使从高压共轨到喷油器的压损最少。
三、共轨汽柴油系统的作用和优势
共轨系统最主要的的技术参数是喷油压力,次之是一个点燃周期中最多可油泵次数,在其中提升喷油压力并增加油泵频次的目的在于不同类型的。在每一一个工作循环中进行再次油泵,这在传统喷油系统中是无法实现的。
1、作用
每一次油泵的点火提前角不一样,每次油泵的用处也有所不同。以5次油泵为例子,每一次油泵都有它独特的目的和主要用途,功能分解如下所示。
(1)主导油泵。减少噪音、减少NO(氮氧化物)。
(2)预油泵和主喷油。获得理想化驱动力。
(3)后油泵。减少PM(细颗粒物)排出。
(4)远后油泵。做到排气管后处理装置的工作条件等。
2、优势
共轨系统可通过在传统式喷油系统中无法实现的功能,其优点有:
(1)共轨系统里的喷油压力软性可调式,对于不同工作状况可确定所需要的最好喷涌工作压力,从而优化柴油发动机整体性能。
(2)可自由地柔性控制油泵气门,相互配合强的喷涌工作压力(120MPa-200MPa),可同时控制NOx和颗粒(PM)在比较小的标值内,以适应排放要求。
(3)柔性控制油泵速度转变,实现梦想油泵规律性,容易实现预喷涌和多次喷射,既可以减少柴油发动机NOx,又不影响良好的驱动力和合理性。
(4)由阀门控制油泵,其精度比较高,高压油路二不会有汽泡和电流值为零的情况,所以在柴油发动机运行范围之内,反复点火提前角变化小,各缸提供的油不匀可有所改善,从而减轻柴油机的机械振动减少排出。因为共轨产品具有之上的优势,如今世界各国柴油发动机的研究机构均倾注了很大的精力对它进行科学研究。
3、种类
(1)共轨系统软件
由髙压输油泵(压力在120MPa之上)立即造成髙压汽柴油输送至高压共轨中,一般采用“时长-压力调节”方法,也称为第一代共轨式电机控制燃油喷射系统。
(2)高压共轨系统
由高压输油泵(10~13MPa)将高压柴油传至高压共轨中,选用含有增加功效的喷油泵使喷油压力做到120~150MPa。一般采用“压力调节”方法,都是第二代共轨式电机控制燃油喷射系统。
(3)压阻式共轨系统
共轨系统及高压共轨系统都是属于继电器式共轨系统。压阻式共轨系统运用压电晶体做为控制元件,通过调节喷油泵针型阀的升程(或油泵开始和结束)来达到燃油喷射操纵。压阻式共轨系统被称作第三代共轨式电机控制燃油喷射系统。
汇总:
因为共轨式燃油喷射系统具备能够对油泵按时、油泵持续期、喷油压力、油泵规律性开展软性调节特性,该系统的选用能使柴油发动机的经济性、驱动力和排出特性都有进一步的提高。这就需要加强对共轨系统的研究幅度,使中国的柴油发动机水准跨上一个新的台阶。