噴油器的商品外觀設(shè)計(jì)如下圖5所顯示,內(nèi)部構(gòu)造如下圖6圖示。噴油器的供油量的設(shè)計(jì)原則是要確保在任何時(shí)候的柴油機(jī)的點(diǎn)火提前角和控制剩余油之合的需求及啟動和加速時(shí)候的剩余油轉(zhuǎn)變的需要。因?yàn)楣曹壪到y(tǒng)中噴油壓力的產(chǎn)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(zhuǎn)速最少、接觸壓力最少也最耐磨損的設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)制作凸輪軸。
(3)電機(jī)控制噴油泵
電控系統(tǒng)噴油泵是共軌式供油系統(tǒng)中最重要和最復(fù)雜構(gòu)件,它的功能依據(jù)ECU發(fā)出來的控制指令,通過調(diào)節(jié)電磁閥開啟和關(guān)閉,將高壓油軌里的汽柴油以最佳的供油按時(shí)、點(diǎn)火提前角和油泵率噴到柴油機(jī)的燃燒倉。電機(jī)控制噴油泵的構(gòu)造基本相似,大多是因?yàn)閭鹘y(tǒng)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(gòu)成,圖7為電機(jī)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(shí),繼電器關(guān)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(guān)掉;當(dāng)繼電器通電時(shí),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(dāng)繼電器關(guān)閉后,主控室的壓力上升,操縱活塞桿下滑關(guān)掉噴油泵進(jìn)行油泵全過程。
②控制住了油泵率樣子,需并對進(jìn)行合理可靠性設(shè)計(jì),完成設(shè)定的油泵樣子。主控室的容積大小取決于針型閥打開時(shí)的敏感度,主控室的容積很大,針型閥在油泵結(jié)束后不可以實(shí)現(xiàn)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(yīng)依據(jù)機(jī)型的較大點(diǎn)火提前角選擇合適的。針型閥構(gòu)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(guān)閉速度及油泵全過程起到?jīng)Q定性的影響。雙量孔油路板的三個(gè)至關(guān)重要形式是進(jìn)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(jìn)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(guān)上速率由進(jìn)剩余油孔總流量率及主控室的容積確定。進(jìn)剩余油孔設(shè)計(jì)方案應(yīng)以噴油器針型閥有充足的關(guān)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(jìn)剩余油孔總流量度及操縱活塞的端口總面積。那么在確認(rèn)了進(jìn)剩余油孔、回剩余油孔和操縱室的結(jié)構(gòu)規(guī)格后,就確定了噴油器針型閥徹底啟動的平穩(wěn)、最少油泵全過程,與此同時(shí)就確定了噴油器穩(wěn)定較小點(diǎn)火提前角。主控室容積的降低能使針型閥的回應(yīng)速度相當(dāng)快,使汽柴油溫度對噴油器點(diǎn)火提前角產(chǎn)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(gè)控制量孔取決于主控室里的動態(tài)壓力,從而決定了針型閥的變化規(guī)律,經(jīng)過細(xì)心調(diào)整這倆量孔流量系數(shù),能夠產(chǎn)生最理想的油泵規(guī)律性。
⑤因?yàn)楣曹墖娪咳娴膰娪抗ぷ鲏毫芨撸云鋰娪推鞯膰娮旖孛娌淮螅鏐OSCH企業(yè)的噴油器的噴嘴直徑約0.169mm×6,在這么小一點(diǎn)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(wěn)定狀態(tài),油束的噴灑錐度增大,燃油霧化更強(qiáng),但圍繞間距縮小,因此應(yīng)更改原柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)氣口的渦旋抗壓強(qiáng)度、發(fā)動機(jī)燃燒室構(gòu)造樣子以保證最理想的燃燒現(xiàn)象。
⑥針對噴油泵繼電器,因?yàn)楣曹壪到y(tǒng)規(guī)定它有充足的打開速率,考慮預(yù)噴涌是改善柴油發(fā)動機(jī)特性的關(guān)鍵噴涌方法,操縱電磁閥響應(yīng)速度更應(yīng)當(dāng)減少。
(4)液壓油管
液壓油管連接著高壓共軌管與電機(jī)控制噴油泵通道,它應(yīng)有足夠的汽柴油總流量減少汽柴油流動性時(shí)候的壓力降,從而使髙壓管路系統(tǒng)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(shí)高壓共軌里的壓力迅速創(chuàng)建。各缸液壓油管長度應(yīng)盡可能相同,使發(fā)動機(jī)每一個(gè)噴油泵有相同的噴油壓力,從而降低汽車發(fā)動機(jī)各缸中間點(diǎn)火提前角的誤差。各液壓油管應(yīng)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(tǒng)的作用和優(yōu)勢
共軌系統(tǒng)最主要的的技術(shù)參數(shù)是噴油壓力,次之是一個(gè)點(diǎn)燃周期中最多可油泵次數(shù),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(gè)工作循環(huán)中進(jìn)行再次油泵,這在傳統(tǒng)噴油系統(tǒng)中是無法實(shí)現(xiàn)的。
1、作用
每一次油泵的點(diǎn)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(dú)特的目的和主要用途,功能分解如下所示。
(1)主導(dǎo)油泵。減少噪音、減少NO(氮氧化物)。
(2)預(yù)油泵和主噴油。獲得理想化驅(qū)動力。
(3)后油泵。減少PM(細(xì)顆粒物)排出。
(4)遠(yuǎn)后油泵。做到排氣管后處理裝置的工作條件等。
2、優(yōu)勢
共軌系統(tǒng)可通過在傳統(tǒng)式噴油系統(tǒng)中無法實(shí)現(xiàn)的功能,其優(yōu)點(diǎn)有:
(1)共軌系統(tǒng)里的噴油壓力軟性可調(diào)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(yōu)化柴油發(fā)動機(jī)整體性能。
(2)可自由地柔性控制油泵氣門,相互配合強(qiáng)的噴涌工作壓力(120MPa-200MPa),可同時(shí)控制NOx和顆粒(PM)在比較小的標(biāo)值內(nèi),以適應(yīng)排放要求。
(3)柔性控制油泵速度轉(zhuǎn)變,實(shí)現(xiàn)夢想油泵規(guī)律性,容易實(shí)現(xiàn)預(yù)噴涌和多次噴射,既可以減少柴油發(fā)動機(jī)NOx,又不影響良好的驅(qū)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(fā)動機(jī)運(yùn)行范圍之內(nèi),反復(fù)點(diǎn)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(jī)的機(jī)械振動減少排出。因?yàn)楣曹壆a(chǎn)品具有之上的優(yōu)勢,如今世界各國柴油發(fā)動機(jī)的研究機(jī)構(gòu)均傾注了很大的精力對它進(jìn)行科學(xué)研究。
3、種類
(1)共軌系統(tǒng)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(shí)長-壓力調(diào)節(jié)”方法,也稱為第一代共軌式電機(jī)控制燃油噴射系統(tǒng)。
(2)高壓共軌系統(tǒng)
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(diào)節(jié)”方法,都是第二代共軌式電機(jī)控制燃油噴射系統(tǒng)。
(3)壓阻式共軌系統(tǒng)
共軌系統(tǒng)及高壓共軌系統(tǒng)都是屬于繼電器式共軌系統(tǒng)。壓阻式共軌系統(tǒng)運(yùn)用壓電晶體做為控制元件,通過調(diào)節(jié)噴油泵針型閥的升程(或油泵開始和結(jié)束)來達(dá)到燃油噴射操縱。壓阻式共軌系統(tǒng)被稱作第三代共軌式電機(jī)控制燃油噴射系統(tǒng)。
匯總:
因?yàn)楣曹壥饺加蛧娚湎到y(tǒng)具備能夠?qū)τ捅冒磿r(shí)、油泵持續(xù)期、噴油壓力、油泵規(guī)律性開展軟性調(diào)節(jié)特性,該系統(tǒng)的選用能使柴油發(fā)動機(jī)的經(jīng)濟(jì)性、驅(qū)動力和排出特性都有進(jìn)一步的提高。這就需要加強(qiáng)對共軌系統(tǒng)的研究幅度,使中國的柴油發(fā)動機(jī)水準(zhǔn)跨上一個(gè)新的臺階。