【正文】 伺服閥 5開啟并將旁通通道 6 關(guān)閉。 進油節(jié)流口 7 和出油節(jié)流口 10 與控制腔 9 想通，節(jié)流口 7 控制進油，節(jié)流口 10 控制進油和出油。 18 62 3451789 圖 312 壓電驅(qū)動式噴油器結(jié)構(gòu) 1 回油口 2 進油口 3 線端子 4 壓電元件 5 液壓連接放大器 6 控制閥 7 回位彈簧 8 針閥 9 噴油孔 壓電式噴油器局部結(jié)構(gòu)如圖 313 所示，每一工作循環(huán)燃燒所需要的燃油量由針閥 8 來控制，噴嘴針閥 8 的升起、降落（開啟、關(guān)閉）運動由一個伺服閥 5 控制。 執(zhí)行元件中裝有 264 層壓電晶體，每一壓電晶體都有兩個電極線用來連接控制電路。 大眾的 部分柴油機的噴油器使用的是壓電式噴油器。 在燃油壓力和噴油時間一定的前提下，噴油器的噴油量與噴油器針閥的升程成正比，而噴油器針閥的升程與施加在壓電元件兩端的電壓成正比，所以通過控制施加給壓電元件電壓的大小就能夠控制噴油量。 發(fā)動機不工作即噴油器不噴油時，若壓電元件針閥關(guān)閉噴口，需要給壓電元件施加電壓，這樣會導致大量消耗電能，因此不選用這種控制方式而選用通電噴油斷電不噴油方式。 壓電驅(qū)動式噴油器 1． 壓電晶體驅(qū)動的柴油共軌噴油器 利用壓電元件的逆壓電效應，給壓電元件施加電壓，壓電元件變形的特點，可以制作簡單的噴油器。 在高速開關(guān)閥中常采用壓電驅(qū)動器，因為壓電驅(qū)動器有以下幾個優(yōu)點：位移控制精度高，可達 m；響應快，閥芯開關(guān)時間可達 10μ s；有較大的輸出力，能達到 ；結(jié)構(gòu)緊湊，不需要鐵芯、線圈等。另外壓電 晶體使用壽命也很長，可循換工作 109 次以上；質(zhì)量較好的的電磁閥工作壽命一般為 8179。 逆壓電效應的壓電元件材料為壓電單晶體或多晶體壓電陶瓷。 5 20MPa 噴油量 mm179。 噴油器參數(shù)取決于發(fā)動機的型號，表 31 為一汽某型號發(fā)動機噴油器數(shù)值。 ECU 控制供油壓力調(diào)節(jié)閥使噴油壓力穩(wěn)定，電磁閥線圈通電開始時刻決定噴油正時，電磁閥線圈通電時間決定噴油量。 電磁閥線圈 7 不通電時，外閥 6 在彈簧壓力作用下處于下限位置，進油口 4 開啟，回油口 8 關(guān) 閉；共軌 3 內(nèi)的高壓油通過進油口 4 進入控制室 10，控制室內(nèi)壓力與共軌 3 壓力相同，噴油器針閥在控制室壓力和針閥彈簧的壓力作用下關(guān)閉噴口不噴油。 16 二位三通 電磁式 噴油器 二位三通 電磁式 噴油器結(jié)構(gòu)示意圖如圖 311 所示，電磁閥通過打開和關(guān)閉噴油器的控制室 10 的進油、回油通道控制噴油器噴油與否。 噴油器泄漏的燃油經(jīng)回 油 口 1 進入回油管，匯 同高壓泵和壓力控制閥的回油流回油箱。 電控柴油機的噴油器，由于燃油壓力很 高，所以電磁閥不直接控制針閥 ，打開針閥所需的力不是由電磁線圈產(chǎn)生的。 泄油 節(jié)流 孔 7 上面的 電磁閥 6 關(guān)閉時，控制柱塞腔 8 內(nèi)的壓力油作用于針閥控制活塞10 的向下的液壓力以及針閥回位彈簧 11 的向下力超過了高壓燃油在噴油嘴針 閥承壓面 作用的 向上的力，結(jié)果 針閥 12 進入閥座且將高壓通道與燃燒室隔離，關(guān)閉噴油口，不噴油 。 213456789111014131215供油( a ) ( b ) ( c )回油供油回油 圖 39 BOSCH 共軌系統(tǒng)噴油器 （ a）結(jié)構(gòu) （ b）噴嘴開啟、噴油 （ c）噴嘴關(guān)閉、不噴油 1 回油口 2 電磁線圈 3 銜鐵回位彈簧 4 銜鐵 5 彈簧 6 球閥、閥座 7 控制室 8 針閥彈簧 9 針閥 10 壓力室 11 噴油孔 12 控制室進油節(jié)流孔 13 供油口 14 出油節(jié)流孔 15 供電端子 二位二通噴油器包括噴油嘴（針閥組件）、液壓伺服閥（控制柱塞組件） 和電磁閥 ，如圖 310 所示 。切斷電磁閥線圈中的電流時，球閥 6 關(guān)閉控制室的出油通道，共軌內(nèi)的高壓燃油經(jīng)控制室的進油節(jié)流孔 12 流入控制室 7，控制室 7 的燃油壓力升高，控制室燃油壓力與彈簧力相加后的合力克服壓力室 10 的壓力，使針閥 9 下降關(guān)閉噴油嘴，噴油結(jié)束。 如圖 39 所示（ a）為 BOSCH 共軌噴油器的結(jié)構(gòu)及零件名稱；（ b）為噴嘴開啟噴油狀態(tài)；（ c）為噴嘴關(guān)閉不噴油狀態(tài)。 出油節(jié)流孔徑 3 一定要大于進油節(jié)流孔徑 9，否則 控制室 4 內(nèi)的燃 14 油就不能排出去，控制活塞 8 不能上升，噴油孔不能打開、 不能噴油。切斷二位二通電磁閥線圈中的電流時，二位二通電磁閥關(guān)閉控制室的卸油通道，共軌內(nèi)的高壓燃油經(jīng)控制室的進油節(jié)流孔流入控制室，控制室的燃油壓力升高，控制室燃油壓力與彈簧力相加后的合力克服壓力室的壓力，使針閥下降關(guān)閉噴油嘴，噴油結(jié)束。電磁閥通電時，控制室與低壓回油管相通，電磁閥斷電時，截斷控制 室與回油管的通道。 液壓控制活塞 8 上部是控制室 4，下部是壓力室 7。 二位二通電磁閥噴油器的結(jié)構(gòu)如圖 38 所示，主要零件是噴嘴、控制噴油率的進油節(jié)流孔 回油節(jié)流孔 液壓控制活塞 8 和高速電磁閥。電磁閥間接控制噴油器針閥。電磁閥通電時，回油口打開，控制室的壓力降低，針閥腔的壓力（等于系統(tǒng)壓力）克服彈簧力和控制室壓力，打開針閥，燃油以霧狀噴入燃燒室。 圖 36 奧迪 BMK 柴油共軌發(fā)動機預熱系統(tǒng) 圖 37 奧迪預熱塞溫度電流電壓示意圖 J317 供電繼電器 J179 預熱控制單元 1 段電壓 2 短電壓 3 段電壓 5V J248 發(fā)動機 ECU S 保險絲 Q10— Q15 預熱塞 13 噴油器的外觀如圖 38 所示，噴油器主要由噴油閥偶件、彈簧 、電磁閥等組成。 奧迪柴油電控系統(tǒng)的電加熱裝置如圖 36 所示， 繼電器 J317 和控制器 J179 由發(fā)動機控制單元 J248 控制。 ② 電預熱塞 ： 電預熱塞內(nèi)有加熱線圈，其余 的空間內(nèi)填裝絕緣的氧化鎂填料。預熱塞是空心的，經(jīng)過精確計量的微 量燃油送入空腔內(nèi)，其余的空間是空氣，空氣經(jīng)預熱塞外殼上的小孔進入預熱塞空腔。 （三）執(zhí)行器 現(xiàn)只敘述柴油電控共軌系統(tǒng)的 預熱塞、燃油壓力控制電磁閥、噴油器等執(zhí)行元件。貨運汽車、工程機械等工作條件較惡劣，發(fā)動機所處的環(huán)境相對來說較潔凈，電子控制單元一般安裝在發(fā)動機上，一些電控單元用燃油（或機油）進行冷卻。燃油壓力傳感器測量的壓力可達180MPa，屬于高壓傳感器，進氣壓力、增壓壓力傳感器等都屬于低壓傳感器（微壓力傳感器）。應用較廣的是鉑電阻溫度傳感器，使用溫度范圍 40～ 1000℃ 。這時需 要放出油水分離器中的水，放水時只需逆時針旋動并擰下濾清器下端的油水分離器放水塞即可。 如圖 32 所示，油水分離器能將燃油中的水分與燃油分離。 柴油機電子控制燃油噴射系統(tǒng)的核心是 ECU，關(guān)鍵是高壓泵和噴油器。 電控高壓共軌燃油 噴射系統(tǒng)部分部件如圖 31 所示。當進入共軌的油量增加引起壓力過高時， 燃油壓力限制閥 泄掉多余的燃油。在高壓泵的出油口處（有的在共軌上）有一個 壓力調(diào)節(jié)電磁閥，用于調(diào)整 燃油 最高 壓力值。 電控高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)的工作過程為：輸油泵將燃油從油箱吸出來壓入低壓油路，壓力為 600KPa 的燃油經(jīng)油水分離器（粗濾器）再經(jīng)過細濾器在高壓泵的進油口前等待。共軌中的高壓燃油通過噴油器噴射入燃燒室。高壓泵在發(fā)動機的驅(qū)動下將燃油加壓到所需的壓力， 儲存于一個叫做共軌的高強度管中，它有較好的彈性，起著蓄壓器作用，緩沖燃油壓力的波動，共軌的容積（ 20～ 120cm179。 主噴射起始時刻由燃油噴射量和發(fā)動機轉(zhuǎn)速來計算 ，由冷卻液溫度進行修正，從而精確地 計算出噴油起始點 ； 預噴射時間間隔由燃油噴射量和發(fā)動機轉(zhuǎn)速來 計算 ，如圖 210 所示 。 如圖28 所示。 發(fā)動機起動時燃油噴射量由發(fā)動機起動轉(zhuǎn)速和冷卻液溫度決定 ；標準的燃油噴射量由發(fā)動機轉(zhuǎn)速和加速踏板位置決定。 同時 ECU 還具有 預噴油量自學習控制，減速斷油 9 控制功能。如圖 26 所示。 在發(fā)動機的開發(fā)設計和產(chǎn)品定型之前，通過理論計算初步確定了發(fā)動機各種工況燃油供給量。 同時具有軌壓建立和超壓保護，噴油器泄壓控制，軌壓跛行回家功能。 ECU 將 轉(zhuǎn)速和負荷信號作為主控信號，按預設的程序 進行 2~4 次噴射或更多次的噴射，為燃燒提供最佳的燃油噴射率（規(guī)律） 。 后 噴射促進擴散燃燒、降低顆粒排放。 引導噴射越提前，煙度和噪聲越低。 圖 22 靴形噴射曲線 圖 23 預噴射主噴射曲線 多段噴射是將一個缸的噴油量細分成若 干相關(guān)聯(lián)、各自獨立的噴射段 —— 如圖 24 所示，引導噴射 預噴射 主噴射 后噴射 4 和次后噴射 5，噴射過程中，電磁閥必須完成多次開啟、關(guān)閉動作。然而，機械式燃油系統(tǒng)中很難實現(xiàn)靴形噴油率。 噴油率曲線，是單位時間 噴油量隨時間 （曲軸轉(zhuǎn)角）的對應 關(guān)系 曲線 ， 也 就是噴油規(guī)律。 一、噴油率控制 噴油率是指在噴油過程中，單位時間 從噴油器噴出的燃油量，單位為 mm179。 故障診斷 電控單元檢測出故障，會將故障信息以及當前的環(huán)境信息存儲到電控單元中，同時使儀表盤上的故障指示燈閃亮以便于維修。 通訊接口 ISO 通訊接口采用 ISO9141（ K 線）標準串行數(shù)據(jù)通訊方式，可實現(xiàn)與電控單元之間的數(shù)據(jù)交換。 發(fā)動機保護 在某些極限條件下需對發(fā)動機進行保護。 7 最大扭矩控制 由進氣量限制最大扭矩，防止發(fā)動機冒黑煙；當電控單元診斷出電控系統(tǒng)有嚴重故障時，發(fā)動機將降低最大扭矩。 最高轉(zhuǎn)速控制 在高速運行或冷機狀態(tài)下限制噴油量。 各缸平衡控制 通過精確測定曲軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)各缸作功行程中曲軸轉(zhuǎn)速的變化確定各缸供（噴）油量的偏差，然后進行補償調(diào)節(jié)。 怠速控制 采用閉環(huán)控制方法使柴油機的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在設定怠速轉(zhuǎn)速附近，并向其他運行工況平穩(wěn)過渡。 油門油量控制 油門油量控制模塊根據(jù)油門開度與柴油機轉(zhuǎn)速計算出油門油量，從而司機可以控制柴油機轉(zhuǎn)速與車輛運行速度。 電控系統(tǒng)要承擔多項控 制任務，如表 101 所示。 1 . 02 . 03 . 04 . 05 . 02 5 % 5 0 % 7 5 % 1 0 0 %?a負 荷 百 分 比 圖 21 Φ a 隨負荷的變化關(guān)系 柴油機電子控制系統(tǒng)的傳感器向發(fā)動機 ECU 發(fā)出檢測到的信號，這些信號包括駕駛員的控制信號，也包括發(fā)動機工作狀態(tài)信號和環(huán)境等信號。 柴油機在全負荷范圍內(nèi)混合氣的濃度有較大變化，過量空氣系數(shù)的變化范圍為 Φ a=1～ 5。 如圖 16 所示為共軌系統(tǒng)部分部件圖。 部分柴油機的低壓輸油泵為電動輸油泵。 3．執(zhí)行器 執(zhí)行器是控制系統(tǒng) 中接收控制 指令 并對受控對象施加控制作用的裝置 ， 將電子控制單元的指令轉(zhuǎn)換為機械運動或電氣動作。 ⑥ 氧傳感器 有 二氧化鋯氧傳感器 、 加熱型二氧化鋯氧傳感器 、 寬頻帶氧傳感器 。 ④ 空氣 流量計包括 熱線式空氣質(zhì)量流量計 、 熱膜式空氣流量計 。 ② 壓力傳感器 包括 油軌壓力 、燃油低壓回路壓力、 燃燒壓力 、 進氣歧管壓力 、 大氣壓力 、增壓壓力、冷卻液壓力、曲軸箱壓力傳感器、廢氣壓力傳感器。柴油機電控系統(tǒng)一般包括與汽油機相似的傳感器。 （三）控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)由傳感器、執(zhí)行器和電子控制單元（ ECU）組成。共軌上連接進油管、流量限制器、噴油器、軌道壓力傳感器、壓力限制閥和回油管。 共軌有一定的容積（約 100mL）和很高的強度。如圖 15 所示，圖中序號 10～ 15 部件為高壓系統(tǒng)部件。 低壓油泵，從油箱將燃油吸出，將燃油壓進燃油濾清器過濾燃油，使過濾后的燃油仍維持一定壓力，為進入高壓泵的工作腔做準備。 1234567891 01 31 21 41 51 691 1 123手動油泵局部圖 圖 15 CA6DL2－ 35E3 柴油機共軌系統(tǒng)原理圖 ［資料來源 ：中國一汽 ］ 1 濾清器 2 手動油泵 3 油水分離器 4 低壓泵 5 限壓閥 6 單向閥 7 細濾器 8 電磁閥 9 節(jié)流閥 10 階躍回油閥 11 進油單向閥 12 高壓泵 13 出油單向閥 14 共軌限壓閥 15 共軌 16 噴油器 輸油泵進口壓力 P1 值 35～ 100KPa 過壓保護值 P2=1300KPa 輸油泵出口壓力 P3＜ 900KPa 細濾器承載壓力 P4＞ 1600KPa 回油壓力 P5 在 0～ 100KPa 回油壓力 P6＜ 120KPa 4 低壓系統(tǒng)的功用是將燃油箱的燃油輸送到高壓泵，為高壓泵提供一定壓力的足夠量的燃油，同時將進入高壓泵的燃油凈化過濾，將未參與燃燒的多余的燃油導回油箱。 （二）燃油供給系統(tǒng) 燃油供給系統(tǒng)由油箱、輸油泵、燃油濾清器、油水分離器、油管、回油管等（低壓系統(tǒng)）和高壓泵、高壓管、共軌、噴油器、回油管、及傳感器、電磁閥等（高壓