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日本電裝公司的ECD-U2共軌噴油系統

 

發布時間:[2011/3/25 8:27:41]    瀏覽次數:[5654]   來源:泰安永泰機械設備有限公司

 

日本電裝公司的ECD-U2共軌噴油系統


柴油機共軌噴油系統有一個共同的特點,就是有一個共同的高壓燃油蓄勢器,稱為共軌。高壓供油泵只負責向這個蓄勢器提供高壓燃油,不負責控制燃油定量和噴油定時。管理燃油壓力和向各個氣缸輸送燃油的任務通過共軌完成。這樣,燃油噴射過程可以不受壓力產生和燃油輸送過程的牽制;燃油定量控制和噴油定時控制可以更為靈活和自由。

相對于其他燃油噴射系統,共軌燃油噴射系統有如下特點:在燃油定量和噴油定時方面實行全電子的和柔性的控制;噴油規律曲線形狀可以比較自由地調整;優化的、已可達到1800bar的噴油壓力(僅次于博世公司的泵噴嘴和泵管嘴)控制;能實現每個工作循環多達七次的燃油噴射;高度的緊湊性和較低的高壓油泵驅動扭矩。

日本電裝公司的ECD-U2共軌噴油系統
日本電裝(Denso)公司率先在上世紀九十年代初推出了名為ECD-U2的共軌燃油噴射系統。ECD-U2共軌噴油系統由高壓供油泵、共軌、噴油器以及控制這些部件的電子控制單元和各種傳感器等組成。系統利用泵控制閥改變高壓供油泵的燃油出油量來控制共軌壓力,共軌壓根據發動機負荷和轉速確定的數值而調節。泵控制閥與燃油壓力傳感器相結合進行共軌壓力的閉環控制。


噴油器的工作原理
共軌壓力長期施加在噴油器針閥的底面上。只有在噴油器不通電時才施加在針閥的背面上。當噴油器不通電的時候,三通閥使單向孔板上面的空腔與共軌連通,高壓燃油通過單向孔板流入控制腔(液壓柱塞的上方),通過液壓柱塞對針閥施加向下的壓力,跟回位彈簧的作用力一起克服針閥下方燃油壓力,使針閥關閉。在這個過程中,單向孔板沒有節流作用。

ECU發出噴油脈沖時,三通閥使單向孔板上面的空腔與回油管連通,燃油流到回油管去,充滿在這個空腔里的高壓燃油壓力立刻下降到大氣壓力。由于單向孔板節流,其下面控制腔中的壓力只能緩慢地下降,噴油器針閥逐漸地升起,造成所謂的德爾塔型(三角型)噴油規律,這種噴油規律對氣缸內的燃燒十分有利。

當由電子控制單元控制的噴油持續時間過去之后,噴油器斷電,三通閥恢復到它的初始狀態。此時,來自共軌的高壓燃油通過三通閥和單向孔板流入控制腔,使控制腔迅速地達到共軌壓力,令針閥很快關閉,噴油很快被切斷。

由此可見,噴油嘴的開啟和關閉完全由噴油器控制腔中的壓力和共軌壓力的差值決定。改變施加在三通閥上的電脈沖寬度,可以控制噴油量;改變施加在三通閥上的電脈沖發生的時刻,可以控制噴油定時。因為ECD-U2共軌噴射系統是一個全電子控制的、完善的壓力-時間燃油定量控制系統,所以沒有傳統燃油噴射系統固有的問題,如:由于噴油系統內的壓力傳播而產生難以控制的或者不能控制的工況區域;由于調速器控制能力不足而引起低速下控制效能不良。

三種形狀的噴油規律
ECD-U2
共軌噴射系統的噴油規律可以控制成三種的形狀,即德爾塔型(三角型)、靴型和預噴型:
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德爾塔型(三角型)噴油率型式:噴油率逐漸上升并迅速截止的型式
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預噴型式:在主噴之前實施一次小油量的預噴的型式
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靴型噴油率型式:預噴跟主噴連在一起,形成一種靴子形狀的噴油率型式

  
其中**有意義的是預噴。預噴是通過在主噴脈沖之前提供一個小小的預噴脈沖,因此三通閥在每次噴油中都開啟兩次。預噴量小到1立方毫米/沖程。預噴和主噴的間隔時間已經可以縮小到0.1毫秒。預噴可以減少在滯燃期內形成的可燃混合氣,進而有效地降低柴油機的燃燒噪聲。


高壓供油泵的控制策略
高壓供油泵的功能是控制出油量以產生高壓燃油。它采用便于產生高壓的凸輪驅動機構。泵控制閥關閉后柱塞的升程當量決定了出油量。通過對泵控制閥關閉時刻的控制,或者通過對凸輪預升程的控制來控制出油量,燃油在沒有經過壓縮的狀況下進行回油并定量,從而減少了高壓回油。因此,泵驅動扭矩明顯地下降了。**大驅動扭矩只有直列泵的三分之一。


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