高压共轨燃油喷射系统的组成与工作原理(2)

2019-04-14 22:08

图3-109发动机ECU示意图

电子控制单元由微型计算机、输入、输出及控制电路等组成。电控单元的功用是根据其内存的程序和数据对空气流量计及各种传感器输入的信息进行运算、处理、判断,然后输出指令,向喷油器提供一定宽度的电脉冲信号以控制喷油量。它还具备故障自诊断和保护功能,当系统产生故障时,它还能在RAM中自动记录故障代码并采用保护措施从上述的固有程序中读取替代程序来维持发动机的运转。同时这些故障信息会显示在仪表盘上并保持不灭,可以使用户及时发现问题。随着现代机械装备电子化自动化的提高,ECU的使用将会日益增多,线路也会日益复杂。为了简化电路和降低成本,机械装备上多个ECU之间的信息传递就要采用一种称为多路复用通信网络技术,将整车的ECU形成一个网络系统,也就是CAN数据总线。发动机ECU控制电路如图3-110所示。

图3-110 发动机ECU控制系统框图

3.供给泵

供给泵输出燃油使共轨内产生燃油压力。输出的燃油量由供给泵的燃油调节量电磁阀(SCV=Suction Control Valve)进行控制,SCV由发动机ECU进行电子控制。为适应高压喷射,使发动机达到了均速转动,强化了轴承、挺杆等部品。另外,从强制机油润滑更改为燃油润滑。供给泵如图3-111所示。

图3-111 供给泵

4.SCV(吸入控制阀 = 燃料调节量电磁阀)

通过采用线性电磁阀控制从ECU到SCV的通电时间(通电时间控制),达到控制由高压柱塞所供给的燃料流量目的。

由于控制目标轨道压力仅吸入必要的量,所以降低了供给泵的驱动负荷。

电流通入SCV时,内部的电枢对应通电时间比转动,燃油流量与电枢动作连动,圆形阀柱依据燃油通路被阻塞的量控制燃油。

SCV处于OFF的状态时,圆形阀柱被回油弹簧压住,通路完全打开,通过柱塞,燃油被供给。(全量吸入→全量输出)

SCV处于ON的状态时,回油弹簧缩紧,燃油回路关闭。

SCV处于ON/OFF的状态时,燃料依照驱动通电时间比的开口面积程度被供给,燃油通过柱塞输出。SVC示意图如图3-112所示,其控制原理如图3-113所示。

图3-112 SCV示意图

图3-113 SCV控制原理

5.燃油泵

燃油泵为摆线型泵,燃油经过燃油滤芯、SCV被送进2个柱塞。燃油泵通过凸轮轴驱动。

内滚轮转动时,依据外/内所形成的空间的增减,形成在吸入侧吸入燃油、输出侧送出燃油的结构。

被吸入的燃油随着滚轮的转动向输出油口侧移动,从输出油口输出。 被输出的燃油供给SCV必要的量,剩余的经由调节阀返回吸油口一侧。如图3-114所示。

图3-114 燃油泵示意图

6.共轨

储藏从燃油泵被压送过来的高压燃油,并将燃油分配到各汽缸的喷射器内。共轨上安装有燃油压力传感器和压力控制器。压力传感器用来检测共轨内的燃油压力,并将其信号传送给ECU。ECU依据所传达的信息控制燃油泵的SCV,控制共轨内的燃油压力。共轨示意图如图3-115所示。

图3-115 共轨示意图

7.压力控制器

压力控制器作用是当共轨内压力达到异常高压时,打开阀释放压力。共轨内的压力达到约200Mpa(2039kg/ cm2)时阀打开,从压力控制器流出的燃油返回到燃油油箱。当压力下降到约50Mpa时就恢复至原来的状态,维持共轨内压力。如图3-116所示。

图3-116 压力控制器

8.压力传感器

压力传感器被安装在共轨上,检测共轨内的燃油压力并将信号发送给ECU。其构造是利用向金属隔膜施加压力时半导体压变电阻的电阻值产生变化这一特性,向ECU输入信号的压力传感器。如图3-117所示。

图3-117压力传感器

3.喷射器 (1)喷射器外形

喷射器是将共轨分配过来的高压燃油变成微细的喷雾状态,直接喷射到燃烧室的一种装置。如图3-118所示。

图3-118 喷射器

喷射器是由复式电磁阀、燃油压力活塞、喷嘴所构成。通过控制复式电磁阀部的控制室内压力来控制喷射量、喷射时间、喷射率。

喷射器主体采用夹钳压制方式。另外,在汽缸缸头的插入部位配置O形圈,防止发动机机油进入到汽缸缸头的喷射器孔内。

新型的喷射器针对高压化的情况,在电磁阀的密封构造上,从金属制锥形密封改进为陶瓷制平面密封,提高了密封性及耐久性。

采用缩小了控制室的排除容量的复式电磁阀,缩短了间隔,实现了1行程4次多段喷射。 (2)喷射器动作

喷射器基本动作如图3-119所示。

图3-119 喷射器基本动作

a无喷射 b 开始喷射 c喷射结束

①无喷射

在电磁阀不通电的状态下,阀座被阀弹簧推压至下方关闭。在控制室内,共轨的高压压力被施加在燃油压力活塞上,促使燃油压力活塞向下移动,喷嘴被关闭,不进行喷射。如图3-119a所示。

②开始喷射

复式电磁阀开始通电时,由于电磁力作用,阀座被提升。控制室的燃油经由出口孔流出,控制室压力降低,喷嘴针阀因喷嘴部位燃油压力的作用而上升,喷射燃油。因为喷嘴针阀是慢慢上升的,所以喷射量不断增加,如持续通电则会达到最大喷射率。如图3-119b所示。

③喷射结束

停止复式电磁阀的通电时,在阀弹簧的作用下阀座下降,关闭阀座。这时,在共轨的高压燃油共同作用于控制室,喷嘴针阀被立即关闭,实现喷射迅速结束。如图3-119c所示


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