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共軌

科目:

  • 運作方式
  • 傳統噴射系統與共軌噴射系統的區別
  • 低壓段
  • 高壓段
  • 測量電磁噴油嘴的電壓和電流
  • 馬達電子

手術:
共軌是自 1997 年以來一直在柴油引擎上使用的噴射系統。 噴油嘴由引擎控制單元控制。 噴油嘴的開啟和關閉(噴射時間)以及每個燃燒循環的噴射次數均由引擎控制單元決定。 引擎控制單元根據多種因素計算噴射時間,例如速度、負載、外部空氣和引擎溫度等。
高壓幫浦向燃油通道提供燃油壓力。 燃油通道中始終存在恆定壓力。 所有噴油嘴均直接連接至燃油通道。 因此,燃油壓力也直接作用在每個噴油嘴的供給管路上。 只有當噴油器接收到來自引擎控制單元的開啟訊號時,噴油器才會打開。 來自燃油通道的壓力現在將通過噴油器進入氣缸。 一旦引擎控制單元結束訊號,噴射就會停止。

綠線顯示低壓燃油供應管線。
電子燃油幫浦 (11) 以最大 5 bar 的壓力將燃油通過濾芯 (9) 泵送到高壓幫浦 (1)。 高壓管(紅色)從高壓幫浦延伸至燃油軌。 燃油軌中的燃油壓力取決於高壓幫浦的速度。 軌壓感知器記錄該值並持續將當前燃油壓力傳輸至引擎控制單元。
所有噴油嘴的高壓管路均連接至燃油軌,如圖所示,編號為 8 的燃油軌和編號 16 的噴油嘴。 回流管(藍色)確保來自噴油嘴、燃油導軌和高壓泵的所有多餘燃油返回至油箱。 燃料不斷循環來冷卻通常位於引擎室內的部件。

常規噴射系統與共軌的差異:
對於沒有共軌噴射的(傳統)柴油引擎(即帶有 高壓管路泵、旋轉分配泵或電子控制分配泵)噴油器透過燃油本身的壓​​力打開。
燃油幫浦以凸輪軸的速度旋轉並在適當的時間建立壓力。 因此,壓力建立和噴射取決於燃油泵相對於凸輪軸的正時。 因此,更換正時皮帶時必須始終堵塞燃油幫浦。

在共軌引擎中,當引擎控制單元發出訊號時噴射燃油。 因此,對於第一代共軌發動機,泵浦的位置並不重要。 安裝正時皮帶時可以將其轉到任何位置。 此幫浦向噴油器油軌提供恆定的燃油壓力。
如今,所有引擎的調整都更加精確。 泵浦也經常需要被堵塞。 這是為了防止與泵浦壓力累積相關的振動。 現在,泵浦的構造方式使得壓力積聚的峰值與引擎的壓縮衝程同時發生。 引擎運轉更安靜,正時皮帶的負載也更輕。

低壓段:
低壓部分包括燃油箱、電動燃油幫浦、燃油濾清器、低壓燃油管路和回油管路。 這些組件描述如下。

  • 油箱:這是儲存燃油的地方。 對於較輕且較重的豪華客車,油箱容量可在 30 至 70 公升之間變化。 按此了解更多有關油箱的資訊。
  • 電動增壓幫浦:安裝在油箱內。 此幫浦確保燃油在低壓下從油箱泵送到高壓幫浦(位於引擎室內)。 共軌柴油引擎並不總是配備電子增壓泵。 有時高壓幫浦中內置有齒輪幫浦。 因此,高壓幫浦將燃油從油箱中吸出,並在燃油軌上建立壓力。 按此處了解有關增壓幫浦的更多資訊。
  • 燃油濾清器:燃油可能含有污染顆粒。 這些顆粒仍然卡在過濾材料中,因此無法進入噴射系統。 燃油濾清器也充當水分離器。 柴油也含有水分。 這種濕氣對泵浦和噴射器/管道非常不利。 這可能會導致部件內部腐蝕。 為了防止這種情況,水也從燃料中分離出來並保留在過濾器中。 此過濾器必須定期排水。 取代。 
  • 低壓燃油管路:此燃油管路從電子燃油幫浦延伸至高壓幫浦。 該管道上的壓力約為 5 bar。
  • 燃油回流管:泵送過多的燃油經由回流管回到油箱。 返回燃料還可以起到冷卻作用,因為它可以帶走熱量。 因此必須始終有可用的回程燃料。 當減速時(引擎煞車),沒有燃料噴射到燃燒室。 此時回油量最大。
    回流燃油也可用於識別噴油器是否無意中保持打開狀態。 例如,這可能是由於噴油器的污染或缺陷,或是引擎控制單元的控制錯誤所造成的。 透過斷開所有噴油器的回流線並同時收集它們,可以查看相互的差異。 如果 1 個噴油嘴的回流燃油明顯很少,則很可能是噴油嘴保持開啟時間過長。 噴射過多燃油。 這可以在下圖中看到。 這裡的一個噴油嘴沒有回流燃油。
燃油回流控制

高壓段:
高壓部分包括高壓幫浦、燃油通道、高壓燃油管路和噴油嘴。

  • 高壓幫浦
    高壓泵設計為柱塞泵,確保燃油通道中的燃油壓力(取決於系統)保持恆定壓力。 第一代共軌引擎(自 1300 年起)的壓力為 1997 bar,目前系統的壓力為 2000 bar。 噴射壓力越高,燃油液滴越小,燃燒越好,因此廢氣排放也越好。 由於引擎所需的燃油量較少,因此幫浦供應到燃油通道的燃油量受到限制。 然後壓力保持大致相同。 透過控制電磁溢流,控制活塞因彈簧張力而進一步調節。 然後軌壓下降。 在高壓燃油泵頁面上,詳細解釋了幾種類型的高壓泵(包括共軌柴油泵)的操作。
  • 燃料畫廊
    燃油從高壓幫浦泵送到燃油通道。 燃油通道中的燃油壓力恆定。 燃油管路從燃油通道延伸至噴油嘴。 軌壓感知器也連接到燃油通道(如果軌壓過高,引擎管理系統將確保洩壓閥打開)並且有回油管路。
  • 高壓燃油管路
    由於高壓燃油管路必須承受高壓,因此它們必須堅固。 它們由金屬製成,並通過聯管螺母連接到泵和噴油器。 這些高壓燃油管路將燃油從高壓幫浦輸送到燃油導軌,再從燃油導軌輸送到噴油嘴。 燃油導軌和噴油嘴之間的管道的長度和厚度均相同。 這可以防止相互注入差異。 如果燃油通道與汽缸 1 之間的距離大於燃油通道與汽缸 4 之間的距離,則在汽缸 4 的管路中進行彎曲。 由於這種彎曲,來自氣缸 4 的燃油必須行駛的距離與來自氣缸 1 的燃油相同。
  • 韋爾斯圖伊弗
    電磁或壓電噴油器 應用。 透過這些噴射器,可以控制噴射量、噴射順序和噴射時刻。 噴油嘴入口處有恆定的燃油壓力。 這與燃油軌中存在的壓力相同。 只要電磁閥關閉,控制室中也存在此壓力。 電磁閥由ECU控制。
    一旦引擎管理系統啟動電磁閥,噴油嘴針就會升起,噴油嘴噴射一定量的燃油。 由於油軌壓力和噴油器開度始終恆定,因此引擎管理層準確地知道在特定時間內噴射了多少燃油。 由於製造後總是會出現最小偏差,因此必須將此偏差傳送至引擎控制單元。 製造完成後,對噴射器進行測試。 代碼是使用打開壓力和噴油器數量等結果確定的。 程式碼刻在噴油器上,可供技術人員讀取(見下圖,代碼為 574-221)。 這種學習方法對於汽油引擎和柴油引擎都是相同的。
  • 測量電磁噴油嘴的電壓和電流:
    可以使用示波器測量電磁噴射器上的電壓和電流變化。 這可用於確定ECU是否正確控制噴油嘴。
    在下面的示波器圖中,紅線是電壓曲線,藍線是電流曲線。 上面的示波器圖像顯示了兩次注射。 左邊是預注射,右邊是主注射。 對於其他發動機,最多可以連續進行三次噴射。
    噴油嘴在高電壓和電流下打開。 電壓約為80伏特。 這個高電壓可以透過 ECU 中的電容器來實現。 這種高電壓與低線圈電阻相結合確保了噴油器的快速響應。 因此,噴油器具有較短的開啟和關閉延遲。 由於通過線圈的電流會產生大量熱量,因此必須對其進行限制。 如果沒有電流限制,實際電流將高達 300 安培。 然而,這個數值永遠不會達到,因為噴油嘴線圈很久以前就已經燒壞了。 
    電流限制可以透過在 4,6 到 5,1 ms 之間不斷開啟和關閉的電壓看出。 在此電流限制期間,電壓(12 伏特)和電流(12 安培)仍然足夠高,足以保持噴油嘴針閥打開。
    在 5,1 毫秒時,控制停止,噴油嘴針將關閉。 
電壓和電流歷史記錄

引擎電子設備:
引擎管理 (ECU) 根據感知器(油門踏板位置感知器、引擎溫度、行駛速度、曲軸轉速、空氣量(空氣質量計)、進氣溫度、廢氣質量(NOx)、噴射燃油量、噴射時間。 控制噴油器是一項艱鉅的工作。 為了能夠在短時間內(最多 300 毫秒)提供超過 20 安培的電流,需要高達 80 伏特的電壓。
這是透過收費實現的 電容器 和功率放大器級。

引擎控制裝置