6.油轨

6.油轨

高压油轨在发动机上的安装情况,见图2-47。在油轨上安装有油轨压力传感器、压力限制阀和流量限制阀等部件。它们的作用是随时检测油轨内燃油压力,并控制油轨内的燃油压力,限制喷油量。

(1)高压油轨的作用 4缸机高压油轨,见图2-48。高压油泵泵出的燃油,通过高压油管、由油轨进油口进入油轨、并迅速充满油轨内腔,油轨压力传感器安装在油轨上,它会随时检测油轨内燃油压力,压力限制阀对油轨内的压力进行调节限制。在油轨上还安装有与气缸数相同的油量限制阀,它安装在油轨上的喷油器接头上,主要作用是限制各缸的喷油量,使各缸喷油均匀、一致。

图示

图2-47 油轨在发动机上的安装情况

高压油轨由激光焊接而成,它用于储备高压燃油,在发动机工作时,高压燃油不断地供给喷油器。喷油器电磁阀由ECM控制、按发动机工作顺序开启,把高压燃油喷入气缸,而高压燃油又源源不断地从高压油泵向油轨内补充,使油轨内的燃油压力基本保持不变,从而保证了喷油器压力恒定。

由于高压油泵和喷油器喷油会产生压力波动,会影响喷油器正常喷油,所以在油轨上安装有流量限制阀和压力限制阀,以便抑制油轨内的压力波动,使这种波动限制在允许范围内。

(2)油轨压力传感器 油轨压力传感器的结构,见图2-49。它用于检测油轨内实际的燃油压力,并反馈给ECM;而ECM利用这一反馈信号、控制高压油泵内的压力控制阀阀芯开启大小,以控制进入油轨的燃油压力。因此,要求油轨压力传感器测量精度要高、响应速度要快,要能测量油轨内的瞬时压力变化。

油轨压力特性曲线(U-P),见图2-50。

图示

图2-48 4缸机高压油轨

1—油轨 2—进油口(来自高压油泵的高压油) 3—油轨压力传感器 4—压力限制阀 5—回油口(从油轨流回油箱) 6—流量限制阀 7—流向喷油器

图示

图2-49 油轨压力传感器的结构

1—电线接头 2—测量电路 3—传感器薄膜 4—高压油孔 5—螺纹

图示

图2-50 油轨压力特性曲线(U-P

U—电压 P—油轨内燃油压力

在图2-49中,高压油孔与油轨相通,另一端覆盖着传感器薄膜,使该油孔4成为一个盲孔。在膜片上安装有半导体基片。当油轨内的燃油进入盲孔后,燃油压力作用在膜片上,使电阻片产生变形而引起电阻变化,并将压力转变成电压信号。

在薄膜上的半导体电阻片,随着应变量的不同,电阻值也相应发生变化。压力与应变量的关系是:在150MPa的压力作用下,应变量约为20μm。(https://www.daowen.com)

在油轨燃油压力作用下,桥式电路产生0~80mV的电压,通过电路传送到传感器的测量电路2。测量电路将此电信号放大到0.5~5.0V后输入ECM,ECM从存储器内的U-P特性曲线,就可计算出实际的油轨压力。

由于油轨内的燃油压力不受发动机转速和负荷变化的影响,可以由高压油泵内的压力控制阀和油轨内的压力限制阀进行调整。因此,可以把油轨输入喷油器的燃油压力,随时调整到所需要的最佳喷油压力期望值。一旦油轨压力传感器出现故障,ECM会启用备用功能,用默认值继续工作。

(3)流量限制阀 流量限制阀的结构,见图2-51。流量限制阀用于控制最大燃油量,防止供给过多的燃油,还可以防止在不正常情况喷油器常开持续喷油。如果某一缸从油轨输出的燃油经喷油器喷出的油量超过规定值时,流量限制阀会关闭通往该缸喷油器的燃油通路。

在正常情况下,弹簧4将活塞3向上压到与限位块2相接触位置。这时油通道7处于开启位置,油轨内的高压燃油从进油孔1进入流量限制阀内,从中心孔9经过节流孔8,通过油通道7和通油孔6流入喷油器,也就是说流量限制阀是油轨与喷油器的燃油通道。

图示

图2-51 流量限制阀的结构

1—进油孔(与油轨相通) 2—限位块 3—活塞 4—弹簧 5—螺套 6—通油孔(与喷油器相通) 7—油通道 8—节流孔 9—中心孔

发动机运转时,流量限制阀的喷油器端喷出燃油后压力会下降,为使喷油器的燃油压力保持不变,油轨内的燃油必须迅速进行补充,才能保证每一循环的喷油压力保持不变。如何补充高压燃油,保持压力不变?在图2-51中,在喷油器因为喷油引起压力下降的同时,活塞3的另一端由于油轨压力保持不变,会产生压力差,活塞会在油轨压力的作用下克服弹簧4的压力,向喷油器端移动,活塞移动出的空间,能从油轨内获得相同量的燃油补充喷出的油量。

补充的燃油由进油孔1进入流量限制阀后,从中心孔9经节流孔8流入弹簧室内,使活塞3的上、下面承受相同的燃油作用力,所以,喷油器喷油后会恢复到平衡状态。由于弹簧4的作用,又会将活塞压回到与限位块2相接触的位置。

喷油器喷出的燃油能及时得到补充,因此喷油后不会产生压力降,即可使发动机每循环喷油都是在相同的压力下完成。

若出现燃油大量泄漏情况,活塞3会下移到关闭油通道7,可有效阻止燃油进入喷油器,迫使柴油机停机。

燃油少量泄漏运行情况的出现也会使活塞压到关闭油通道7的位置,也切断燃油进入喷油器,使柴油机停机。

图示

图2-52 压力限制阀的结构

1—高压燃油进油孔 2—限压阀 3—燃油通道 4—活塞 5—弹簧 6—限位块 7—阀体 8—回油螺钉

(4)压力限制阀 压力限制阀的结构,见图2-52。压力限制阀安装在油轨上,它的作用是限制压力过高,排出一定的燃油来进行卸压。

为了限制油轨内的燃油压力过高,压力限制阀可把油轨内瞬时最大压力限制在允许值以内,ISDe发动机燃油系油轨压力限制在160MPa。

在图2-52中,高压燃油进油孔1与油轨相通,油轨内的高压燃油由进油孔1进入压力限制阀内,直接作用在限压阀2上,而限压阀2在弹簧5的作用下,使其座面处于关闭状态。在正常工况下,若最大燃油压力小于允许的最大值160MPa,弹簧力会始终把限压阀压紧在阀座上,油轨内的高压燃油不能通过此阀流出。但油轨内的燃油压力超过160MPa后,作用在限压阀上的燃油压力大于弹簧的压力时,会打开限压阀,油轨内的部分高压燃油从打开的座面处流入压力限制阀内、经由燃油通道3、回油螺钉8返回燃油箱,油轨压力随之下降。当压力下降到允许值之后,弹簧力又将限压阀2上的密封座通道关闭,使油轨压力不再下降。通过压力限制阀的作用把油轨压力始终控制在允许范围内。