1.3.4　电控喷油器的结构与工作原理

电控喷油器也是电控高压共轨燃油系统的关键部件。对喷油量、喷油正时、喷油速率和喷油形式(多次喷射的形式)的控制都是由电控喷油器来实现的。

图1⁃48所示为电控喷油器的工作示意图。喷油器由喷油嘴、喷嘴针阀、控制活塞和喷油器体组成,在喷油器体上端装置了一个喷油控制电磁阀TWV(双向阀)。TWV电磁阀接受来自ECU的命令。喷油的全过程控制都是通过TWV电磁阀来完成的。

喷油器根据ECU发出的信号,将油轨中的加压燃油以最佳的喷油正时、喷射量、喷射率和喷射方式喷射到柴油机燃烧室中。使用TWV(双向阀)和量孔对喷射进行控制。TWV对控制室中的压力进行控制,从而对喷射的开始和结束进行控制。量孔可通过限制喷嘴打开的速度来控制喷射率。

控制活塞通过将控制室压力传递到喷嘴针来将阀打开和关闭。

当喷嘴针阀打开时,喷嘴将燃油雾化并进行喷射。多次喷射是指为了降低废气排放和噪声,在不改变喷射量的情况下,用1~6次喷射来完成主喷射。如图1⁃49所示。

(1)工作原理

喷油器通过控制室中的燃油压力来控制喷射。TWV通过对控制室中的燃油泄漏进行控制,从而对控制室的燃油压力进行控制,TWV随喷油器类型的不同而改变。

① 无喷射。如图1⁃50所示,当TWV未通电时,它切断控制室的溢流通道,因此控制室中的燃油压力和施加到喷嘴针的燃油压力为同一油轨压力。此时,喷嘴针阀由于控制活塞的承压面在喷嘴针阀回位弹簧力的作用下而关闭,燃油未喷射。对于X1型,外部阀被弹簧力和外部阀中的燃油压力推向阀座,从而控制室的泄漏通道被切断。对于X2/G2型,控制室出油量孔直接在弹簧力作用下关闭。如图1⁃50(a)所示。

② 喷射。当TWV通电开始时,TWV阀被拉起,从而打开控制室的溢流通道。当溢流通道打开时,控制室中的燃油流出,压力下降。由于控制室中的压力下降,喷嘴针处的压力克服向下压的力,喷嘴针被向上推,喷射开始。如图1⁃50(b)所示。

当燃油从控制室泄漏时,流量受到量孔的限制,因此喷嘴逐渐打开。随着喷嘴打开,喷射率升高。随着电流被继续施加到TWV,喷嘴针最终达到最大升程,从而实现最大喷射率。多余燃油通过如图1⁃50(b)所示的路径返回到燃油箱。

③ 喷射结束。TWV通电结束时,阀体下降,从而关闭控制室的溢流通道。当溢流通道关闭时,控制室中的燃油压力立即返回油轨压力,喷嘴突然关闭,喷射停止。如图1⁃50(c)所示。

(2)驱动电路

为了改善喷油器的敏感度,将驱动电压变为高电压,从而加速电磁线圈磁化和TWV响应。ECU中的EDU或充电电路将各自蓄电池电压提高到大约100V,维持电压12.8V,它通过ECU发出的驱动喷油器的信号而施加到喷油器上。如图1⁃51所示。

(3)喷油器的QR(或ID)代码

喷油器上面带有ID和QR代码,QR(快速响应)代码用来提高校正精度。需要更换喷油器时,必须首先将新喷油器代码写入ECU。如图1⁃52所示。

① QR(或ID)代码包含喷油器的校正数据,将被写入柴油机控制器中。如图1⁃53所示。

② QR(ID)代码致使燃油喷射量校正点的数目大大增加,从而极大地改善了喷射量精度。该代码是由电装公司开发的一个新的二维代码。

③ 更换喷油器时,必须将更换了的喷油器的ID代码登记到柴油机控制器(ECU)中。

④ 更换柴油机控制器必须将所有喷油器的ID代码登记到柴油机控制器(ECU)中。