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燃油供给系统主要部件与检修-新型汽车直喷发动机

时间:2023-09-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:喷油器的工作原理:当控制阀关闭时,高压燃油作用在针阀顶部整个横截面上,同样大小的燃油压力也作用在针阀底部,燃油压力所形成的上下压力差帮助弹簧保持针阀关闭。当ECU给控制阀电磁线圈通电时,控制阀升起脱离其阀座,阀室中的燃油泄出并返回油箱。德尔福喷油器将高速的压力平衡式电磁阀与低的回油泄油液压概念结合起来,降低了整个系统的复杂性。

燃油供给系统主要部件与检修-新型汽车直喷发动机

1.共轨

柴油机采用了德尔福DFR3.4PJ锻造共轨,可适用的最大轨压为180MPa。共轨部件由装有共轨压力传感器和阻尼阀的一根管状油管组成,共轨腔体上设计有2个安装凸台以便于将共轨可靠地安装到发动机上,如图6-39所示。共轨部件的主要特征为:作为一个蓄压器以减少压力波动,压力波动衰减功能由装在高压进油口和出油口的阻尼阀来实现;共轨和高压油泵之间通过一个预先弯好的高压油管连接,共轨和4只喷油器通过4根独立的预先弯好的高压油管连接(等长度),实现良好的高压分配;共轨上安装了共轨压力传感器,用于测量共轨内的压力,并将该压力数据反馈至ECU,以实现对轨压的闭环控制;共轨上无回油装置。

2.喷油器

柴油机采用了德尔福传统的高速伺服电磁阀式(采用电、液回路驱动)7孔喷油器(未采用最先进的压电晶体直接驱动式),喷孔锥角为156°,采用了预喷加主喷的工作模式,每只喷油器上有修正码(20位,更换喷油器必须进行匹配)。

喷油器由喷油器上体总成、控制阀总成、量孔板、针阀总成、喷油器下壳体组成,如图6-40所示。该喷油器结构与国内常见的博世共轨系统喷油器有很大的区别。如图6-41所示,喷油器上体总成有进油管接头、回油管接头(内部有进油及回油油道)及喷油器连接器的2个端子,其内部集成了喷油器电磁阀总成,室温下喷油器电阻为0.3Ω左右。

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图6-40 喷油器的结构

a)喷油器分解图 b)喷油器剖面图(部分)

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图6-41 喷油器上体总成

与博世共轨系统类似,德尔福第三代共轨系统的喷油器电磁阀也采用了电流驱动型的工作模式。发动机ECU通过占空比(PWM)信号驱动喷油器电磁阀。ECU先发出数字控制信号,ECU内部的直流升压器将12V的电压转化成高电压(约80V),高电压形成的峰值电流使针阀的上升响应速度加快;峰值电流后为维持电流,采用常规电压(12V)驱动,来维持针阀的开启状态,以减少系统能量消耗,即开启时采用高电压,而维持时采用常规电压,如图6-42所示。

控制阀总成如图6-43所示,由控制阀及控制阀体组成,控制阀体上、下端面上有定位销,上端面下方有控制阀的密封锥面,控制阀体内部有进油及泄油通道。为实现最小的反应时间和最小的能量消耗,控制阀要尽量轻且控制阀的行程要尽量短(仅为27μm)。因此,控制阀在关闭状态下要达到液压平衡,只需用一个预紧力很小的弹簧保证控制阀与其底座的接触,抬升阀体只需要克服弹簧的阻力。(www.xing528.com)

量孔板上面包括控制室和3个喷射控制量孔(即进油节流孔、泄油量孔和针阀通道量孔),如图6-44所示。

针阀总成由针阀、针阀体及针阀复位弹簧等组成,如图6-45所示。针阀体中的进油孔与上部的油腔相连,而进油孔与导向孔之间的金属比以往的设计更坚固,这是由于喷油器中的最高油压升高至160MPa,该处承受很高的应力。针阀导向部位上方的螺旋凹槽将燃油导往针阀下部周围,并流至针阀座上方的环形通道中。螺旋凹槽大大增加了导向面的长度,从而减少了针阀顶端相对阀座的横向移动。

喷油器的工作原理:当控制阀关闭时,高压燃油作用在针阀顶部整个横截面上,同样大小的燃油压力也作用在针阀底部,燃油压力所形成的上下压力差帮助弹簧保持针阀关闭。控制阀在一个阀室中动作,该室与针阀顶部的油腔相通,并经过进油孔与高压油路相通。当ECU给控制阀电磁线圈通电时,控制阀升起脱离其阀座,阀室中的燃油泄出并返回油箱。随着燃油流经泄油孔,针阀上方的压力降低,直至压力差足以开启针阀。当电磁线圈中的电流降至0时,线圈中的弹簧力使控制阀回位到阀座上。针阀控制室中的压力增大至略大于针阀座处的压力时,便关闭针阀,喷油随即停止。针阀顶部的小弹簧有助于关闭针阀,特别是在共轨压力较低时,以提供足够的压差使针阀迅速关闭。进油量孔、泄油量孔和针阀通道量孔都进行了严格的标定,以达到针阀运动优化控制。德尔福喷油器将高速的压力平衡式电磁阀与低的回油泄油液压概念结合起来,降低了整个系统的复杂性。

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图6-42 喷油器电磁阀的控制

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图6-43 控制阀总成

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图6-44 量孔板

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图6-45 针阀总成

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