五、共轨发动机的燃油系统
WD615(国HI)共轨发动机的燃油系统主要零部件包括高压输油泵总成、共轨组件、喷油器总成、ECU控制总成以及各种传感器等。
1.高压输油泵总成
HPO高压输油泵总成主要由传统型直列泵(两柱塞副)中的压送系统、控制燃油排放量的PCV(泵控制阀)、判缸传感器(G传感器)、安全阀和进油泵组成,高压输油泵的外形结构如图110所示,各主要零部件的基本功能见表11。
(1)进油泵 进油泵集成在高压输油泵中,进油泵为次摆线型,次摆线型进油泵的结构原理如图111所示。
从燃油箱吸出的燃油,通过燃油滤清器进入进油泵的进油孔,凸轮轴驱动进油泵的内部转子转动,内部转子拨动外部转子转动,由于内部转子和外部转子相差一个角,在转动时使内部转子与外部转子的角,形成转角间空间大小的变化,空间由小变大时,进油泵将燃油吸到进油口;空间由大变小时,进油泵将燃油压送到出油口。
(2)泵控制阀(PCV) 泵控制阀(PCV)通过调节输油泵的燃油泵出量,来调节油轨压力。输油泵泵出到共轨的燃油量取决于向PCV阀通入电流的时间。
燃油从燃油箱被吸入到进油口,然后通过泵控制阀(PCV)输送到压送系统。为了调节油轨压力,PCV阀将压送系统吸入的燃油量调整到一定的排量,然后燃油通过出油阀被压送到共轨,其整个工作过程中,柱塞完成下行与上行一个工作循环,完成了一次进油与出油,工作过程中如图112所示。
进油行程:当凸轮超过最大升程时,柱塞进入下行行程,同时,柱塞上方的压力减小。此时,出油阀关闭。此外,PCV由于被断电而打开,低压燃油被吸入到柱塞上方。
预压行程:在柱塞进入上行行程时,PCV不通电并保持开启。此时,通过PCV吸入的燃油没经过加压而通过PCV返回。
泵油行程:ECU在获得所需排放量的最佳时机,提供电力使PCV关闭,则回油通道关闭,柱塞上方的压力增加。因此,燃油流经出油阀被压送到共轨。
在柱塞上行过程中,预压行程是不泵油的,当PCV关闭之后柱塞升程部分才能泵油,而且通过改变PCV关闭正时(柱塞预压行程的终点),泵油量得到改变,从而使共轨压力得到控制。
泵控制阀(PCV)的电路原理如图113所示,当钥匙开关接通或切断PCV继电器时,PCV继电器控制PCV的控制电路,从而ECU对PCV电路的打开或关闭进行控制。ECU根据每个传感器发出的信号,确定最佳共轨压力所需的泵油量。
(3)压送系统高压输油泵的压送系统如图114所示,当凸轮轴由发动机驱动而转动时,凸轮通过挺柱驱动柱塞在柱塞套中作上下移动,以压送进油泵提供的燃油。凸轮轴上有两列凸轮,相应地有两套柱塞、柱塞套及PCV9而每一列凸轮在一个圆上分布着三个凸轮,即为“三作用型凸轮”,“三作用型凸轮”即凸轮轴每转动1周,可使柱塞泵油3次,是单柱塞泵的供油量的3倍,这样在发动机起动时,可使共轨中油压的增长速度加快,有利于发动机起动。
(4)判缸传感器(G传感器)判缸传感器(G传感器)也叫气缸识别传感器,判缸传感器的工作原理如图115所示,当脉冲(TDC)通过气缸识别传感器时,传感器的磁阻发生变化,从而使通过传感器的电压发生变化。
电压的变化被内部放大电路放大,然后被输出到发动机ECU。在高压输油泵凸轮轴的中心有一个盘形齿轮,齿轮上每隔60°有一个切口,此处还有一个额外切口。因此,发动机每转动两圈,该齿轮将会输出7个脉冲。通过将发动机转速脉冲和TDC脉冲相结合,可将额外切口脉冲之后的脉冲识别为第一缸。