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共轨

翁德沃彭:

  • Werking
  • 传统喷射系统与共轨喷射系统的区别
  • 低压段
  • 高压段
  • 测量电磁喷油器的电压和电流
  • 电机电子

手术:
共轨是自 1997 年以来一直在柴油发动机上使用的喷射系统。 喷油器由发动机控制单元控制。 喷油器的打开和关闭(喷射时间)以及每个燃烧循环的喷射次数均由发动机控制单元决定。 发动机控制单元根据多种因素计算喷射时间,例如速度、负载、外部空气和发动机温度等。
高压泵向燃油通道提供燃油压力。 燃油通道中始终存在恒定压力。 所有喷油器均直接连接至燃油通道。 因此,燃油压力也直接作用在每个喷油器的供给管路上。 只有当喷油器接收到来自发动机控制单元的打开信号时,喷油器才会打开。 来自燃油通道的压力现在将通过喷油器进入气缸。 一旦发动机控制单元结束信号,喷射就会停止。

绿线显示低压燃油供应管线。
电子燃油泵 (11) 以最大 5 bar 的压力将燃油通过滤芯 (9) 泵送到高压泵 (1)。 高压管(红色)从高压泵延伸至燃油轨。 燃油轨中的燃油压力取决于高压泵的速度。 轨压传感器记录该值并不断将当前燃油压力传输至发动机控制单元。
所有喷油器的高压管路均连接至燃油轨,如图所示,编号为 8 的燃油轨和编号为 16 的喷油器。 回流管(蓝色)确保来自喷油器、燃油导轨和高压泵的所有多余燃油返回至油箱。 燃料不断循环来冷却通常位于发动机舱内的部件。

常规喷射系统与共轨的区别:
对于没有共轨喷射的(传统)柴油发动机(即带有 高压管路泵、旋转分配泵或电子控制分配泵)喷油器通过燃油本身的压力打开。
燃油泵以凸轮轴的速度旋转并在适当的时间建立压力。 因此,压力建立和喷射取决于燃油泵相对于凸轮轴的正时。 因此,更换正时皮带时必须始终堵塞燃油泵。

在共轨发动机中,当发动机控制单元发出信号时喷射燃油。 因此,对于第一代共轨发动机,泵的位置并不重要。 安装正时皮带时可以将其转到任何位置。 该泵向喷油器油轨提供恒定的燃油压力。
如今,所有发动机的调整都更加精确。 泵也经常需要被堵塞。 这是为了防止与泵压力累积相关的振动。 现在,泵的构造方式使得压力积聚的峰值与发动机的压缩冲程同时发生。 发动机运行更安静,正时皮带的负载也更轻。

低压段:
低压部分包括燃油箱、电动燃油泵、燃油滤清器、低压燃油管路和回油管路。 这些组件描述如下。

  • 油箱:这是储存燃油的地方。 对于较轻和较重的豪华客车,油箱容量可在 30 至 70 升之间变化。 单击此处了解有关油箱的更多信息。
  • 电动增压泵:安装在油箱内。 该泵确保燃油在低压下从油箱泵送到高压泵(位于发动机舱内)。 共轨柴油发动机并不总是配备电子增压泵。 有时高压泵中内置有齿轮泵。 因此,高压泵将燃油从油箱中吸出,并在燃油轨上建立压力。 单击此处了解有关增压泵的更多信息。
  • 燃油滤清器:燃油可能含有污染颗粒。 这些颗粒仍然卡在过滤材料中,因此无法进入喷射系统。 燃油滤清器还充当水分离器。 柴油也含有水分。 这种湿气对泵和喷射器/管道非常不利。 这可能会导致部件内部腐蚀。 为了防止这种情况,水也从燃料中分离出来并保留在过滤器中。 该过滤器必须定期排水。 取代。 
  • 低压燃油管路:该燃油管路从电子燃油泵延伸至高压泵。 该管道上的压力约为 5 bar。
  • 燃油回流管:泵送过多的燃油通过回流管回到油箱。 返回燃料还可以起到冷却作用,因为它可以带走热量。 因此必须始终有可用的回程燃料。 当减速时(发动机制动),没有燃料喷射到燃烧室中。 此时回油量最大。
    回流燃油还可用于识别喷油器是否无意中保持打开状态。 例如,这可能是由于喷油器的污染或缺陷,或者发动机控制单元的控制错误造成的。 通过断开所有喷油器的回流线并同时收集它们,可以查看相互的差异。 如果 1 个喷油器的回流燃油明显很少,则很可能是喷油器保持打开时间过长。 喷射过多燃油。 这可以在下图中看到。 这里的一个喷油器没有回流燃油。
燃油回流控制

高压段:
高压部分包括高压泵、燃油通道、高压燃油管路和喷油器。

  • 大屠杀
    高压泵设计为柱塞泵,确保燃油通道中的燃油压力(取决于系统)保持恒定压力。 第一代共轨发动机(自 1300 年起)的压力为 1997 bar,当前系统的压力为 2000 bar。 喷射压力越高,燃油液滴越小,燃烧越好,因此废气排放也越好。 由于发动机需要的燃油量较少,因此泵供应到燃油通道的燃油量受到限制。 然后压力保持大致相同。 通过控制电磁溢流,控制活塞由于弹簧张力而进一步调节。 然后轨压下降。 在高压燃油泵页面上,详细解释了几种类型的高压泵(包括共轨柴油泵)的操作。
  • 燃料画廊
    燃油从高压泵泵送到燃油通道。 燃油通道中的燃油压力恒定。 燃油管路从燃油通道延伸至喷油器。 轨压传感器还连接到燃油通道(如果轨压过高,发动机管理系统将确保泄压阀打开)并且有回油管路。
  • 高压燃油管路
    由于高压燃油管路必须承受高压,因此它们必须坚固。 它们由金属制成,并通过联管螺母连接到泵和喷油器。 这些高压燃油管路将燃油从高压泵输送到燃油导轨,再从燃油导轨输送到喷油器。 燃油导轨和喷油器之间的管道的长度和厚度均相同。 这可以防止相互注入差异。 如果燃油通道与气缸 1 之间的距离大于燃油通道与气缸 4 之间的距离,则在气缸 4 的管道中进行弯曲。 由于这种弯曲,来自气缸 4 的燃油必须行驶的距离与来自气缸 1 的燃油相同。
  • 虚拟机
    电磁或压电喷油器 应用。 通过这些喷射器,可以控制喷射量、喷射顺序和喷射时刻。 喷油器入口处有恒定的燃油压力。 这与燃油轨中存在的压力相同。 只要电磁阀关闭,控制室中也存在该压力。 电磁阀由ECU控制。
    一旦发动机管理系统激活电磁阀,喷油器针就会升起,喷油器喷射一定量的燃油。 由于油轨压力和喷油器开度始终恒定,因此发动机管理层准确地知道在特定时间内喷射了多少燃油。 由于制造后总是会出现最小偏差,因此必须将该偏差传送至发动机控制单元。 制造完成后,对喷射器进行测试。 代码是使用打开压力和喷油器数量等结果确定的。 该代码刻在喷油器上,可供技术人员读取(见下图,代码为 574-221)。 这种学习方法对于汽油发动机和柴油发动机都是相同的。
  • 测量电磁喷油器的电压和电流:
    可以使用示波器测量电磁喷射器上的电压和电流变化。 这可用于确定ECU是否正确控制喷油器。
    在下面的示波器图中,红线是电压曲线,蓝线是电流曲线。 上面的示波器图像显示了两次注射。 左边是预注射,右边是主注射。 对于其他发动机,最多可以连续进行三次喷射。
    喷油器在高电压和电流下打开。 电压约为80伏。 这个高电压可以通过 ECU 中的电容器来实现。 这种高电压与低线圈电阻相结合确保了喷油器的快速响应。 因此,喷油器具有较短的开启和关闭延迟。 由于通过线圈的电流会产生大量热量,因此必须对其进行限制。 如果没有电流限制,实际电流将高达 300 安培。 然而,这个值永远不会达到,因为喷油器线圈很久以前就已经烧坏了。 
    电流限制可以通过在 4,6 到 5,1 ms 之间不断打开和关闭的电压看出。 在此电流限制期间,电压(12 伏)和电流(12 安培)仍然足够高,足以保持喷油器针阀打开。
    在 5,1 毫秒时,控制停止,喷油器针将关闭。 
电压和电流历史记录

发动机电子设备:
发动机管理 (ECU) 根据传感器(油门踏板位置传感器、发动机温度、行驶速度、曲轴转速、风量(空气质量计)、进气温度、废气质量(NOx)、喷射燃油量以及喷射时间。 控制喷油器是一项艰巨的工作。 为了能够在短时间内(最多 300 毫秒)提供超过 20 安培的电流,需要高达 80 伏的电压。
这是通过收费实现的 电容器 和功率放大器级。

发动机控制装置