噴油器的商品外觀設計如下圖5所顯示,內部構造如下圖6圖示。噴油器的供油量的設計原則是要確保在任何時候的柴油機的點火提前角和控制剩余油之合的需求及啟動和加速時候的剩余油轉變的需要。因為共軌系統中噴油壓力的產生在燃油噴射全過程不相干,且油泵氣門也不由噴油器的凸輪軸來確保,因而噴油器的壓油凸輪軸可以按最大扭矩轉速最少、接觸壓力最少也最耐磨損的設計原則設計制作凸輪軸。
(3)電機控制噴油泵
電控系統噴油泵是共軌式供油系統中最重要和最復雜構件,它的功能依據ECU發出來的控制指令,通過調節電磁閥開啟和關閉,將高壓油軌里的汽柴油以最佳的供油按時、點火提前角和油泵率噴到柴油機的燃燒倉。電機控制噴油泵的構造基本相似,大多是因為傳統式噴油泵相近的噴油器、操縱活塞桿、控制量孔、操縱繼電器構成,圖7為電機控制噴油泵框架圖。其工作步驟如下所示:
①在繼電器不通電時,繼電器關掉操縱活塞桿上方的量孔,高壓油軌的燃油壓力交換量孔作用于操縱活塞桿上,將噴頭關掉;當繼電器通電時,量孔打開了,主控室壓力迅速降低,操縱活塞桿冉冉升起,噴油泵逐漸油泵;當繼電器關閉后,主控室的壓力上升,操縱活塞桿下滑關掉噴油泵進行油泵全過程。
②控制住了油泵率樣子,需并對進行合理可靠性設計,完成設定的油泵樣子。主控室的容積大小取決于針型閥打開時的敏感度,主控室的容積很大,針型閥在油泵結束后不可以實現高效的熄火,使后期燃油霧化欠佳;操作室容量過小,沒有給針型閥提供充足的有效行程,使噴涌流程的壓損增加,所以對主控室的容積也應依據機型的較大點火提前角選擇合適的。針型閥構造放大圖如下圖8所顯示。
③控制量孔尺寸對噴油器的開啟和關閉速度及油泵全過程起到決定性的影響。雙量孔油路板的三個至關重要形式是進剩余油孔、回剩余油孔和主控室,它們截面尺寸對噴油泵的油泵特性影響很大。回剩余油孔與進油量孔總流量率差值及主控室的容積取決于噴油器針型閥的開啟速率,而噴油器針形閥的關上速率由進剩余油孔總流量率及主控室的容積確定。進剩余油孔設計方案應以噴油器針型閥有充足的關掉速率,從而減少噴油器噴涌中后期做霧化不良一部分。
④除此之外噴油器的最低噴油壓力在于回剩余油孔和進剩余油孔總流量度及操縱活塞的端口總面積。那么在確認了進剩余油孔、回剩余油孔和操縱室的結構規格后,就確定了噴油器針型閥徹底啟動的平穩、最少油泵全過程,與此同時就確定了噴油器穩定較小點火提前角。主控室容積的降低能使針型閥的回應速度相當快,使汽柴油溫度對噴油器點火提前角產生的影響比較小。但主控室的容積不太可能不受限制降低,它可以確保噴油器針形閥的升程以便針型閥徹底打開。2個控制量孔取決于主控室里的動態壓力,從而決定了針型閥的變化規律,經過細心調整這倆量孔流量系數,能夠產生最理想的油泵規律性。
⑤因為共軌噴涌全面的噴涌工作壓力很高,所以其噴油器的噴嘴截面不大,如BOSCH企業的噴油器的噴嘴直徑約0.169mm×6,在這么小一點噴嘴直徑和這么高的噴涌壓力之下,燃料流動性處在極端化不穩定狀態,油束的噴灑錐度增大,燃油霧化更強,但圍繞間距縮小,因此應更改原柴油發電機進氣口的渦旋抗壓強度、發動機燃燒室構造樣子以保證最理想的燃燒現象。
⑥針對噴油泵繼電器,因為共軌系統規定它有充足的打開速率,考慮預噴涌是改善柴油發動機特性的關鍵噴涌方法,操縱電磁閥響應速度更應當減少。
(4)液壓油管
液壓油管連接著高壓共軌管與電機控制噴油泵通道,它應有足夠的汽柴油總流量減少汽柴油流動性時候的壓力降,從而使髙壓管路系統里的工作壓力起伏比較小,能夠承受髙壓燃油的沖擊性功效,且起動時高壓共軌里的壓力迅速創建。各缸液壓油管長度應盡可能相同,使發動機每一個噴油泵有相同的噴油壓力,從而降低汽車發動機各缸中間點火提前角的誤差。各液壓油管應盡量短,使從高壓共軌到噴油器的壓損最少。
三、共軌汽柴油系統的作用和優勢
共軌系統最主要的的技術參數是噴油壓力,次之是一個點燃周期中最多可油泵次數,在其中提升噴油壓力并增加油泵頻次的目的在于不同類型的。在每一一個工作循環中進行再次油泵,這在傳統噴油系統中是無法實現的。
1、作用
每一次油泵的點火提前角不一樣,每次油泵的用處也有所不同。以5次油泵為例子,每一次油泵都有它獨特的目的和主要用途,功能分解如下所示。
(1)主導油泵。減少噪音、減少NO(氮氧化物)。
(2)預油泵和主噴油。獲得理想化驅動力。
(3)后油泵。減少PM(細顆粒物)排出。
(4)遠后油泵。做到排氣管后處理裝置的工作條件等。
2、優勢
共軌系統可通過在傳統式噴油系統中無法實現的功能,其優點有:
(1)共軌系統里的噴油壓力軟性可調式,對于不同工作狀況可確定所需要的最好噴涌工作壓力,從而優化柴油發動機整體性能。
(2)可自由地柔性控制油泵氣門,相互配合強的噴涌工作壓力(120MPa-200MPa),可同時控制NOx和顆粒(PM)在比較小的標值內,以適應排放要求。
(3)柔性控制油泵速度轉變,實現夢想油泵規律性,容易實現預噴涌和多次噴射,既可以減少柴油發動機NOx,又不影響良好的驅動力和合理性。
(4)由閥門控制油泵,其精度比較高,高壓油路二不會有汽泡和電流值為零的情況,所以在柴油發動機運行范圍之內,反復點火提前角變化小,各缸提供的油不勻可有所改善,從而減輕柴油機的機械振動減少排出。因為共軌產品具有之上的優勢,如今世界各國柴油發動機的研究機構均傾注了很大的精力對它進行科學研究。
3、種類
(1)共軌系統軟件
由髙壓輸油泵(壓力在120MPa之上)立即造成髙壓汽柴油輸送至高壓共軌中,一般采用“時長-壓力調節”方法,也稱為第一代共軌式電機控制燃油噴射系統。
(2)高壓共軌系統
由高壓輸油泵(10~13MPa)將高壓柴油傳至高壓共軌中,選用含有增加功效的噴油泵使噴油壓力做到120~150MPa。一般采用“壓力調節”方法,都是第二代共軌式電機控制燃油噴射系統。
(3)壓阻式共軌系統
共軌系統及高壓共軌系統都是屬于繼電器式共軌系統。壓阻式共軌系統運用壓電晶體做為控制元件,通過調節噴油泵針型閥的升程(或油泵開始和結束)來達到燃油噴射操縱。壓阻式共軌系統被稱作第三代共軌式電機控制燃油噴射系統。
匯總:
因為共軌式燃油噴射系統具備能夠對油泵按時、油泵持續期、噴油壓力、油泵規律性開展軟性調節特性,該系統的選用能使柴油發動機的經濟性、驅動力和排出特性都有進一步的提高。這就需要加強對共軌系統的研究幅度,使中國的柴油發動機水準跨上一個新的臺階。