ECD-U2系统中电磁喷油器的结构与功用

    发动机ECM根据电子控制信号，控制喷油器内的高速电磁阀将油轨内的高压燃油以最佳喷油时刻、喷油量、喷油速率喷人发动机燃烧室。日本电装公司电磁喷油器的结构见图5-10。喷油器主要由喷油嘴、调压弹簧、量孔、活塞和二通阀(TWV)等元件组成。

    电磁喷油器中的电磁阀直接控制喷油始点、喷油间隔和喷油终点，从而直接控制喷油量、喷油时间和喷油率。电磁喷油器在电控柴油机中的功能相当于传统喷油装置中的喷油器、调速器和喷油提前器的功能。电磁喷油器与机械式喷油器大体相似。电磁喷油器用压板安装在气缸盖内，喷油器与气缸盖接触部位应密封良好。

    图5-10    ECD-U2系统电磁喷油器

    电装公司电磁喷油器分为三通阀结构和二通阀结构。最初电装公司采用三通阀结构，但由于三通阀结构燃油泄漏量大，后来又开发了二通阀结构，彻底解决了燃油泄漏问题。

    二通阀式电磁喷油器的工作原理见图5-11a，共轨系统压力范围在18～130MPa。三通阀式电磁喷油器的工作原理见图5-11b。

    图5-11    电装公司电磁喷油器的工作原理

   a)二通阀b）三通阀

    三通阀电磁喷油器和二通阀电磁喷油器的结构比较见图5-12。ECD-U2系统电磁喷油器的头部结构见图5-13。

    图5-12    三通阀（左）和二通阀（右）喷油器的结构比较

    当二通阀通电开启后（图5-11a），控制室内的高压燃油经由量孔2流入低压腔中，控制腔中的燃油压力降低，但是，喷油器压力室中的燃油压力仍然很高。压力室中的高压使针阀开启，向气缸内喷射燃油。当二通阀断电时，二通阀关闭，通过量孔1，控制腔中的燃油压力升高，使针阀下降，喷油结束。在二通阀电磁喷油器中，量孔2的直径尺寸必须小于量孔1的直径，否则不能进行上面所述的工作过程。由ECM控制二通阀的通电时刻确定了喷油始点，而通电时间长短确定了喷油量。二通阀通过控制喷油器控制腔内的压力来控制喷油的开始和喷油终了。量孔大小控制喷油器针阀的开启速度，也控制喷油率。

    图5-13    ECD-U2系统电磁喷油器的头部结构

    指令活塞（即控制活塞）的作用是将控制腔内的油压作用力传递到喷油嘴针阀上。

    三通阀的工作原理见图5-11b。在三通阀喷油器的共轨系统中，系统压力范围是15~130MPa。三通阀有内阀（固定）和外阀（可动）两个阀体。两阀同轴、精密配合，内阀和外阀分别具有各自的密封座面。

    三通阀电磁喷油器的工作过程是：

    ①不喷油时：电磁阀线圈不通电，外阀在弹簧力和油压作用下压向下方关闭。控制腔内是共轨（油轨）的高压燃油压力，喷油器针阀关闭，不喷油。

    ②喷油开始：电磁阀通电，由于电磁力作用，外阀向上拉起，外阀开启，这时内阀是关闭着的，燃油通过固定的节流孔流出，针阀尾部的压力降低，针阀开始上升，喷油开始。如果持续通电，针阀会上升到最大升程，达到最大喷油率。

    ③喷油结束：三通阀断电，在弹簧力和燃油压力作用下，外阀下降而关闭。这时，油轨内的高压燃油会迅速流入喷油器控制腔内，使针阀快速关闭，喷油结束。

    喷油器中的指令脉冲、针阀升程、指令压力和喷油率随时间变化的图形见图5-14。喷油始点和喷油时间由指令脉冲决定，与发动机转速和负荷无关。所以，可以自由控制喷油时间。由图可知，在主脉冲前，有一个脉宽相当小的预喷脉冲。在ECD-U2系统中，可以实现预喷，根据发动机的实际需要，预喷射形状可以有多种形式。

    决定预喷射形状的参数是预喷油量大小及预喷射与主喷射之间的时间间隔。实现理想的喷油速率图形的具体方法主要是准确而细致地调节脉冲始点、脉冲宽度和脉冲间隔。

    电装公司ECD-U2系统喷油器的控制电路见图5-15。

    图5-14    喷油器信号图

    图5-15    电装公司ECD-U2系统喷油器的控制电路

   ECD-U2高压共轨系统是“时间．压力”控制式，喷油量由油轨中燃油压力和喷油器电磁阀通电脉冲宽度决定。以油轨中燃油压力为参数，改变脉冲宽度，可以获得一条线性的喷油器的喷油量特性。利用这一特性，在发动机全部转速工作范围内，可以得到目标设定的调速特性，即发动机在不同转速时所需的喷油量大小。

    喷油器根据ECM输入的电子控制信号，将油轨内的高压燃油以最佳的喷油时刻、最适宜的喷油速率和喷雾状态喷入发动机燃烧室中。