第二章 电控高压共轨柴油机的结构原理
6.空气流量计
为了获得空气流量,传感器元件上的传感器膜片(发热金属铂丝固定在薄树脂上构成)被中间安装的加热电阻加热, 膜片上的温度分配被与加热电阻平行安装的2个温度电阻测量。通过传感器的气流改变了膜片上的温度分配,从而使得两个温度电阻的电阻值产生差异,由此对ECU输出一个变化的电压信号。在传感器内部安装有进气温度传感器,用以测量进气温度(如图2-18)。
图2-18 空气流量计原理图
通电状态下,2膜片被加热,其温度呈线性上升,且线性一致,无气流通过时,2膜片的温度差为0;当气流通过时,由于气流吹过2膜片的先后顺序不同,引起2膜片温度变化(虚线),而2膜片温度之间的差值便是ECU计算出进气质量的重要参量(如图2-19空气流量计)。
图2-19 空气流量计
2.4.2 ECU
根据各种传感器传来的发动机实际运行状态信息,进行计算、分析、发出控制指令,对喷油时间、喷油量、喷油率、喷油压力进行控制。同时具有故障自诊断和故障应急功能(如图2-20)。
图2-1 ECU
2.4.3主要执行器
由ECU控制各种电磁阀的开启和关闭时刻,对共轨内的喷油压力,喷油器
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的喷油时间、喷油量、喷油率进行控制。
主要执行器有:高压油泵、高压蓄压器、高压油管、喷油器。 1.高压油泵(如图2-21)
输油泵将燃油从 油箱泵吸,经过带有油水分离装置的燃油滤清器到达高压泵的进油口。输油泵使燃油经安全阀的节流孔,进入高压泵的润滑和冷却回路。凸轮轴使三个泵的柱塞按照凸轮的外 形上下运动高压泵的柱塞向下运动时(吸油行程) ,输油泵使燃油经高压泵进油计量比例阀和阶跃回油阀进入柱塞腔。在高压泵柱塞越过下止点后,进油阀关闭。这样 ,柱塞腔内的燃油被密封,它将以高于供油压力的油压被压缩,油压的升高一旦达到共轨的油压,出油阀被打开,被压缩的燃油就进入了高压循环。柱塞继续供给燃油,直至到达上止点(供油行程) ,压力减小,导致出油阀关闭,仍然在柱塞腔内的燃油压力也下降,柱塞又向下运动。只要柱塞腔内的压力降至低于输油泵的供油压力时,进油阀又开启,吸油过程又开始。
图2-21 高压油泵
2.高压蓄压器(如图2-22)
高压蓄压器 存贮高压燃油并抑制压力波动,高压蓄压器为所有气缸所共有,因此将其称作“共轨“。即使大量燃油排出时,共轨也能将其内部压力保持基本不变。燃油压力由共轨压力传感器测定,通过高压泵上的调压阀调节到规定数值。
根据系统不同有的高压蓄压器带限压阀,限压器可将共轨中的燃油压力限制在设计的最大压力范围以内。
图2-22 高压蓄压器
3.高压油管(如图2-23)
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第二章 电控高压共轨柴油机的结构原理
高压油管 必须能够经受喷油系统的最大压力和喷油间歇时的局部高频压力波动。该油管是由钢管制成, 通常外径为6mm,内径为2.4mm。各缸的高压油管长度是完全相同的,共轨与各缸喷油器之间的不同间距是通过各缸高压油管的弯曲程度进行长度补偿的,但油管长度应尽可能短一些。
图2-23 高压油管
4.喷油器
喷油时刻和喷油量的调整是通过电子触发的喷油器实现的。喷油器由孔式喷油嘴 ,液压伺服系统和电磁阀组成,见如图2-24喷油器。 燃油来自于高压油路,经通道流向喷油嘴,同时经节流孔流向控制腔,控制腔与回油管路相连,途径一个受电磁阀控制其开关的泄油孔。泄油孔关闭时,作用于针阀控制活塞的液压力超过了它在喷油嘴针阀承压面 的力,结果,针阀被迫进入阀座且将高压通道与燃烧室隔离,密封。当喷油器的电磁阀被触发时,泄油孔被打开,针阀控制腔的压力下降,作用于活塞顶部的压力也随 之下降。一 旦压力降至低于作用于喷油嘴针阀承压面上的力,针阀被打开,燃 油经喷孔喷入燃烧室 。即采用了一套液压放大系统 ,电磁阀打开泄油孔使得针阀控制腔压力降低,从而产生控制柱塞的上下压差,在压差作用下打开针阀。喷油时刻和喷油量的调整是ECU根据当前发动机的状态,通过电磁线圈与燃油压力共同作用的喷油器实现的。同时,根据当前发动机的状态,通过电磁线圈与燃油压力共同作用的喷油器实现的。同时,ECU根据发动机的运行状况,实时对喷油器的加电时刻和时间进行修正。喷油器由孔式喷油嘴 ,液压伺服系统和电磁阀组成,电磁阀的开启和关闭的时间决定了喷油正时,该电磁阀开启时间的长短是决定喷油量大小的主要因素。
图2-24 喷油器
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第三章 电控高压共轨柴油机使用维护
3.1基本操作要注意的问题
起动发动机前检查水位、油位、蓄电池电压等,起动时间不能过长(要小于15s);不用踩油门,因为启动油量已经在ECU中被设置固定,踩了油门也不会增大供油量。
行驶中不要猛轰油门,由于国Ⅲ车在急加速时ECU自动将油量平衡增加,所以即使猛踩油门也不会得到想象中的急加速。
当发动机因各种原因需要排除空气时,一定要在停机状态下,且必须采用手油泵排空,禁止以起动机拖动发动机排除空气,因为这样做会缩短蓄电池寿命。如果需要松开高压油管时必须将车静置15min以上,等油轨内的压力下降以后才能松开高压油管,否则油轨内的高压燃油喷出极有可能造成人员伤害。在排空过程中应避免燃油溅到排气管、起动机、线束及接插件上,若不小心溅到,同需将燃油擦拭干净。
由于电控车是采用微电脑控制,所有输入输出的信号都是电信号,所以要防止进水,当必须涉水行驶时,要避免电控系统因进水而受到损坏,原则上控制器离水面的高度应超过200mm,并且涉水行驶时速度应小于10km/h。
当发动机出现故障时系统发出故障警报,此时该指示灯闪亮,并且按照一定的规律用闪码报出故障形式,驾驶员可以借此来识别故障,根据故障情况及时安排检查维修。
当发动机有故障发生时,故障指示灯将显示相关信息,并且判断如果不会导致发动机故障恶化,控制单元就使发动机以较低的转速和较小的负荷运行,进入所谓的跛脚回家状态。例如水温超过设定值、高压油管破裂、增压压力低等,此时发动机会限制转速和功率,这是电控发动机为确保行车安全,并且能让用户方便维修的人性化功能。在跛脚回家的情况下,司机能做的就是耐心地将车开到附近的维修站,企图踩油门踏板是没有用的。
3.2电控高压共轨的日常维护
1.燃油系统的维护
(1)电控系统对燃油的质量要求很苛刻,也就是要求燃油的品质很高。因为,电控系统要产生压力更高的压力及实现更精度的控制,内部的量孔更精细,运动元件的配合也会更精密,不洁的燃油会使共轨高压泵失效,造成泵的压力降低,同时还会造成喷油器的堵塞。使发动机的性能发生变化,也会使运动件遭到磨损而缩短寿命。
(2)不要加注不符合国标的燃油,要到正规加油站加注燃油。
(3)在拆卸燃油管路时,要保持手及工具的清洁,以免燃油管路收到污染。 (4)油箱的油管安装,油箱的进油口和回油口要离的尽量远,因为回油的温
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