德尔福共轨喷油系统因喷油压力很高,因此喷油器(图4-10)不是直接由电磁阀来进行控制的,而是间接通过喷嘴针阀上方控制室的加载或卸载来实现的。
图4-10 德尔福电磁阀控制式喷油器
(1)喷油器结构
如图4-10所示,喷油器由3段组成,并由紧固螺母将它们彼此连接起来,而整个电磁阀位于它们上方,其衔铁被弹簧压紧在阀座上。在包含控制电磁阀衔铁的那一段(图4-11)中有回油孔、高压控制室出油孔和将共轨压力通往其他段中去的通道。中间块(图4-12)紧跟其后,它包含有控制室和使喷嘴针阀动作所必需的3个量孔,其中有喷嘴针阀进油孔、控制室进油孔和控制室出油孔。最后紧接着的是带有针阀及其弹簧的喷嘴。
图4-11 包含电磁阀衔铁的一段结构
(2)喷油器工作原理
喷油器处于静止状态时,电磁阀将控制室通往回油的出油孔关闭,整个喷油器中全是共轨压力。因喷嘴针阀上端的压力作用面积大于针阀座上方的压力作用面积,再加上针阀弹簧的压力,针阀的关闭力大于开启力,因此喷嘴针阀被压紧在其座面上,使喷油器不喷油(图4-13a)。
通过控制电磁阀线圈中的电流来实现喷油过程。于是,发动机电控单元使电磁线圈充电,电磁阀打开控制室的出油孔,因控制室的出油孔大于进油孔,控制室中的燃油压力降低。但是,喷嘴针阀仍保持关闭着(图4-13b),一直到控制室中的压力降低到作用在喷嘴针阀上端的力不再足以将针阀压紧在其座面上为止。在这个阶段中,前面巳提到过的喷油器回油管路中的真空度非常重要,它有助于控制室中的压力尽可能快地被降落。当控制室中的燃油压力和弹簧压力之和小于作用在针阀座上方的共轨燃油压力时,喷嘴针阀就从其座面上抬起,喷油过程开始(图4-13c)。
在喷油过程期间,在最大共轨压力下,通过喷油器中间块中的喷油器进油量孔的压力落差大约为10MPa,因此实际的喷油压力总是低于共轨压力的。(www.xing528.com)
图4-12 中间块结构
图4-13 共轨喷油器的工作原理
电控单元切断电磁线圈中的电流,电磁阀关闭,喷油过程就进入终了阶段,当然喷嘴针阀仍然开着(图4-13d),一直保持到控制室中再次全部充满共轨压力为止。共轨压力与喷油压力之间的压力差对于喷油结束过程是很重要的,因为在喷嘴针阀开着的时候,喷嘴针阀顶尖(指针阀密封环带以下部分)的作用面积要添加到针阀座上方的压力作用面积上,两者面积之和大于处于控制室中的针阀上端压力作用面积。因此,只有当控制室中的燃油压力与弹簧压力之和大于喷嘴针阀下端的压力时,喷嘴针阀才能快速并精确地关闭。喷嘴针阀关闭后,在整个喷油器中又重新建立起共轨压力(图4-13e)。喷嘴针阀的滞后打开现象可以被利用,在发动机停机或者倒拖时可使得共轨压力尽可能快地降低下来。为此,以高的频率同时控制所有的喷油器的电磁阀,使得共轨压力能完全泄漏到回油管路中去,而使喷嘴针阀不会打开,同时借助于进油计量阀(IMV)减少或者切断进入高压燃油泵的进油量,这样就更加快了共轨压力的降落。
(3)喷油器的控制
控制喷油器电磁阀的电流脉冲信号可分为两个阶段:峰值电流和保持电流(图4-14),这种电流信号波形通常被称之为“峰值—保持波形”。峰值电流比保持电流大,以便能克服衔铁的惯性尽快地将电磁阀打开,以获得良好的动态响应性能,而维持电磁阀开启状态只需要较小的保持电流,这样可减小发动机电控单元的电功率及其在喷油器中的能量损失。整个电流脉冲信号的时间被称之为“喷油脉冲宽度”或者简称为“喷油脉宽”,一般以ms计。它表示喷油嘴针阀开启的时间,在一定的喷油压力下,喷油器每次的喷油量与喷油脉宽成正比,因此只需调节喷油脉宽就能调节喷油量的多少。经过匹配试验后所得到的发动机各个运行工况的最佳喷油量就是以喷油脉宽的数字形式存储在发动机电控单元中的,用于对喷油器进行控制。
图4-14 驱动电磁阀的峰值—保持电流脉冲信号波形
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