2.共轨组件
共轨组件也叫共用油轨或简称油轨,共轨组件的功能是储存从高压输油泵泵出的燃油,然后将燃油分配到各气缸的喷油器。共轨组件一般包含共轨压力传感器、压力限制器和缓冲器,共轨组件如图116所示,各零部件的功能见表12。
(1)压力传感器 压力传感器也叫PC传感器,压力传感器安装在共轨上,其实物如图117所示,接线原理如图118所示。
压力传感器是用来检测共轨内燃油压力大小的,以电压的形式把信号发送给发动机ECU。该传感器为半导体传感器,它利用了压力施加到硅元件上时电阻发生变化的压电效应。共轨内燃油压力与输出电压的关系如图119所示。
(2)压力限制器 压力限制器的作用就是如果共轨组件中的燃油压力大于极限值,则打开阀门释放压力,限制燃油压力。如果共轨组件中的燃油压力异常高,压力限制器打开而释放压力;在压力降低到一定水平之后再关闭,压力限制器的实物与工作原理如图120所示。
压力限制器释放的燃油经过回油管返回到燃油箱。
(3)缓冲器 缓冲器可以降低共轨组件中的燃油压力脉动。另外,如果共轨组件与喷油器间有故障燃油过度溢出时,缓冲器将关闭燃油通道,从而防止更多的燃油溢出,其结构如图121所示。
当高压管路中出现压力脉动时,缓冲器由于活塞的移动而吸收压力脉动;如果由于共轨组件与喷油器间有故障燃油过度溢出时,使活塞抵住底座而导致燃油通道封闭,从而防止更多的燃油溢出。
3.喷油器
喷油器根据ECU发出的电信号,将共轨中的高压燃油以最佳的喷射时刻、喷射量、喷射率和喷射方式喷射到发动机的燃烧室中。
(1)喷油器工作原理喷油器使用双向阀(TWV)和量孔对喷射进行精确控制,双向阀(TWV)通过控制控制室中的压力,对喷射的开始时刻和结束时刻进行控制;量孔可以通过控制喷油嘴打开的速度来控制喷射率;控制活塞通过将控制室的压力传递到喷嘴针来将阀打开或关闭,当喷嘴针阀打开时,喷油嘴将燃油雾化并进行喷射,喷油器的结构与工作原理如图122所示。
喷油器装用日本电装公司的G2型喷油器,G2型喷油器的结构如图123所示。
高压共轨技术为了提高起动性能、降低废气排放和噪声,采用多次喷射。多次喷射是指将喷射分成多次进行喷射,有预喷射、主喷射和后喷射,预喷射和后喷射也可以进行多次喷射,图124所示为三次喷射的示意图。
喷油器根据控制室中的燃油压力来控制是否进行喷射,双向阀(TWV)通过对控制室中的燃油泄漏进行控制,也彭浮寸控制室的燃油压力进行了控制,喷油器的工作过程如图125所示。
当双向阀(TWV)未通电时,它切断了控制室的溢流通道,因此控制室中的燃油压力和施加到喷嘴针的燃油压力与共轨中的压力相等,此时施加在控制活塞承压面上的压力和喷嘴弹簧的弹力相等,喷嘴针阀关闭,喷嘴不喷射燃油。
当双向阀(TWV)刚刚开始通电时,TWV阀被吸力拉起,从而打开控制室的溢流通道,控制室中的燃油从量孔流出,控制室燃油压力下降,喷嘴针处的压力克服弹簧的弹力,喷嘴针被向上推起,喷嘴开始喷射燃油;燃油从控制室经过量孔溢流时,由于量孔的限制,因此喷嘴逐渐打开;随着喷嘴打开量的增大,喷射率也在升高,最后达到最大值。
当通电结束后,双向阀(TWV)下降,切断了控制室的溢流通道,控制室中的燃油压力立刻回升,使控制室中的燃油压力、喷嘴针的燃油压力与共轨中的压力相等,此时喷嘴针阀立刻关闭,喷嘴不再喷射燃油。
(2)喷油器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,从而加速了电磁线圈的磁化速度和双向阀(TWV)的响应速度,发动机ECU中的充电电路将相应的蓄电池电压提高到大约100V,该电压通过ECU发出的信号施加到喷油器上,以驱动喷油器,喷油器的驱动电路如图126所示。
(3) QR码和ID码QR码也叫快速响应码,用来提高喷油器燃油喷射量的校正精度。QR码是一种二维代码,它被写入发动机ECU中,QR码使喷油器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的精度。
ID码也叫喷油器的身份码,在更换了新喷油器后,必须把新喷油器的ID码写入发动机ECU中,否则发动机的ECU无法识别更换的新喷油器;同样在更换了新的ECU后,必须把所有的原来喷油器的ID码写入发动机新的ECU中,否则发动机新的ECU也无法识别原来的喷油器。QR码和ID码写入发动机ECU的示意如图127所示。