虽然直列式和分配式喷油泵是最先发展起来的,但柴油机的未来却是属于高压柴油喷射的,因此,1996年西门子集团决定集中力量开发共轨喷射技术。该公司从一开始就越过了喷油压力为135MPa的电磁阀控制的第一代共轨喷油系统,在2000年直接推出了创新的第二代PCR-2型压电直接控制式共轨喷油系统(见图5-1),用性能更为优异的压电执行器来替代第一代共轨喷油系统中所用的电磁阀式执行器,其核心部件是使针阀开关速度更快从而获得更精确燃油计量和更小喷油量的压电直接控制式喷油器,和具有燃油流量和压力调节器的能获得最佳泵油效率的DCP2型高压燃油泵,以及具有压电驱动器的发动机电控单元(ECU)。PCR-2的系统压力范围可达到2~160MPa,预喷射油量只有1~1.5m m3,因此这种PCR-2共轨喷油系统尤其适合气缸排量较小的乘用车柴油机。
西门子共轨喷射系统与博世、德尔福和电装的共轨喷射系统有着相同的优点:喷油压力的产生和调节与发动机转速完全无关,可在设计范围内自由选择,喷油过程的始点和持续时间也能自由选择,且每个喷油器在发动机的一个工作循环内可实现更多次的喷射。例如,用于降低燃烧噪声的1次或2次预喷射,1次主喷射以及用于降低废气排放或颗粒捕集器再生的1次后喷射,使柴油机开发商有可能对新开发的或现有的柴油机的噪声和废气排放进行优化,充分发挥直喷式柴油机的优越性。
至 目 前 为 止 ,西 门 子 共 轨 喷 射 系统已大 量 应 用于标 致( P e u g e o t)、雪铁龙(Citroen)、沃尔沃(Volvo)和福特(Ford)等公司的轿车上,而且还与大众(Volkswagen)公司合资生产泵喷嘴系统。
1.燃油回路
西门子共轨喷射系统的燃油回路(图5-2)与博世的系统相似,由集成在发动机驱动的高压燃油泵(见图5-3)中的滑片式输油泵供应低压燃油。燃油经过燃油箱中的滤网、排除空气用的手动泵(视系统设计而定)和燃油滤清器进入高压燃油泵,而最高输油压力则由一个调压阀限定在0.4MPa。
滑片式输油泵输出端装有一个燃油流量调节器(见图5-4),其任务是将输往高压泵油元件的燃油量限制在燃烧所必需的燃油量。燃油流量调节器由发动机电控单元用可变脉冲电流控制,控制电流的占空比与所需的燃油量成正比。由于采用了这种燃油量调节方法,减少了燃油的预热,并且高压燃油泵消耗的功率也从20kW降低到了5kW,从而明显提高了系统的总效率。