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汽車柴油機(jī)電控高壓共軌噴油系統(tǒng)（四）

www.middletowncarescoalition.com 來源：互聯(lián)網(wǎng) 作者：俠名類別：汽車構(gòu)造維修時(shí)間：2012-09-14

⑻孔式噴油嘴

任務(wù)

噴油嘴裝在共軌噴油器上，承擔(dān)著針閥體的功能。噴油嘴必須與柴油機(jī)進(jìn)行很好匹配。
噴油嘴的設(shè)計(jì)需同時(shí)考慮下列因素：噴油計(jì)量（噴油持續(xù)期和每度曲軸轉(zhuǎn)角的噴油量）、燃油準(zhǔn)備（油束數(shù)量、油束形狀和油束的霧化）及燃油在燃燒室內(nèi)的分布、對燃燒室密封。

應(yīng)用

對裝用共軌噴油系統(tǒng)的直噴式柴油機(jī)，使用針閥直徑為4mm的P系列孔式噴油嘴。它有兩種型式：有壓力室式噴油嘴、無壓力室式噴油嘴。

結(jié)構(gòu)

噴孔呈噴霧錐角布置（圖24），而噴孔數(shù)量與直徑取決于：噴油量、燃燒室形狀、燃燒室中的空氣渦流。

無論是對有壓力室式噴油嘴還是無壓力室式噴油嘴，都可將噴孔內(nèi)孔邊棱倒圓，其目的是：消除燃油中有磨刮作用的微粒引起的噴孔內(nèi)孔邊緣磨損、縮小噴油嘴流量偏差。
為了減少HC排放，針閥座下方充滿燃油的容積（壓力室）應(yīng)盡可能小，最好使用無壓力室式噴油嘴。

型式

有壓力室式噴油嘴：
有壓力室式噴油嘴（圖25）的噴孔布置在壓力室中。噴油嘴頭部為圓形時(shí)，噴孔采用機(jī)械鉆孔方法或電火花方法加工，具體視設(shè)計(jì)而定。頭部為錐形的有壓力室式噴油嘴一般采用電火花方法加工。

目前提供的有壓力室式噴油嘴的壓力室形狀有圓柱形壓力室和錐形壓力室。
帶圓柱形壓力室和球形頭部的有壓力室式噴油嘴
由一個(gè)圓柱形部分和一個(gè)半球形部分組成的壓力室形狀，在噴孔數(shù)量、噴孔長度和噴孔夾角方面具有高度的設(shè)計(jì)靈活性。噴油嘴頭部也呈半球形，從而保證能得到均勻的噴孔長度。
帶圓柱形壓力室和錐形頭部的有壓力室式噴油嘴
這種型式僅用于噴孔長度為0.6mm的噴油嘴。錐形頭部形狀由于壓力室與噴油嘴體座面間的壁厚較大而提高了頭部強(qiáng)度。
帶錐形壓力室和錐形頭部的有壓力室式噴油嘴
與帶圓柱形壓力室的噴油嘴相比，帶錐形壓力室噴油嘴的壓力室容積較小，其容積處于無壓力室式噴油嘴和圓柱形壓力室噴油嘴之間。為了得到均勻的頭部壁厚，頭部相應(yīng)于壓力室也設(shè)計(jì)成錐形。
無壓力室式噴油嘴：
為了使壓力室容積最小，從而使HC排放最少，噴孔起端位于針閥體的錐形座面中，并在噴油嘴關(guān)閉時(shí)被針閥封住。這樣，壓力室與燃燒室之間沒有直接連接（如圖26所示），與有壓力室式噴油嘴相比，壓力室容積要小得多。

無壓力室式噴油嘴的最大承載能力比有壓力室式噴油嘴明顯要低，因此它僅用在P型孔式噴油嘴和噴孔長度為1mm的噴油嘴上�？紤]到強(qiáng)度，噴油嘴頭部形狀作成錐形。噴孔通常用電火花法加工。
六、電控裝置
1.電控裝置的組成
采用共軌噴油系統(tǒng)的柴油機(jī),其電控裝置(圖27)分為3個(gè)分系統(tǒng):

a.采集運(yùn)行狀況和額定值的傳感器和額定值發(fā)送器,它們將各種不同的物理參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枴?br /> b.ECU，用于根據(jù)一定的數(shù)學(xué)計(jì)算過程（調(diào)節(jié)算法）處理信息，并發(fā)出指令電信號。
c.執(zhí)行器，用于將ECU輸出的指令電信號轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械參數(shù)。
2.傳感器
⑴曲軸轉(zhuǎn)速傳感器
汽缸內(nèi)的活塞位置對獲得正確的噴油正時(shí)極為重要。由于發(fā)動(dòng)機(jī)的所有活塞都是由連桿和曲軸連接的，因此曲軸轉(zhuǎn)速傳感器能提供所有汽缸內(nèi)活塞位置的信息(圖28)。轉(zhuǎn)速是指曲軸每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)。此重要輸入?yún)?shù)由ECU從電感式曲軸轉(zhuǎn)速傳感器的信號算出。

信號的產(chǎn)生

在機(jī)體上面對曲軸的部位裝一個(gè)鐵磁式傳感信號輪，輪上應(yīng)該有60個(gè)齒，去除2個(gè)齒，留下的大齒隙相應(yīng)于第一缸活塞上止點(diǎn)位置。曲軸轉(zhuǎn)速傳感器按齒序?qū)鞲行盘栞嗊M(jìn)行掃描。它由永久磁鐵和帶銅導(dǎo)線繞組的軟鐵芯組成。由于齒和齒隙交替地越過傳感器，使其內(nèi)部的磁流發(fā)生變化，感應(yīng)出一個(gè)正弦交變電壓。該交變電壓的振幅隨轉(zhuǎn)速的上升而增大。從50r/min的最低轉(zhuǎn)速起就有足夠大的振幅。

轉(zhuǎn)速的計(jì)算

發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的點(diǎn)火次序是互相錯(cuò)開的，曲軸旋轉(zhuǎn)兩圈（720°）后，第一缸又開始新的工作循環(huán)。著火間隔是均勻分布的，適用于下式：
在四缸發(fā)動(dòng)機(jī)上，著火間隔為180°，也就是說，曲軸轉(zhuǎn)速傳感器在兩次著火間隔之間掃描30個(gè)齒。由該掃描時(shí)間內(nèi)的平均曲軸轉(zhuǎn)數(shù)即可算出曲軸的轉(zhuǎn)速。
⑵凸輪軸位置傳感器
凸輪軸控制進(jìn)、排氣門，它以曲軸轉(zhuǎn)速的一半轉(zhuǎn)動(dòng)，其位置確定了向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的活塞是處于壓縮沖程上止點(diǎn)還是排氣沖程上止點(diǎn)。在起動(dòng)過程中，僅從曲軸位置信號是無法區(qū)分這兩種上止點(diǎn)的。而與此相反，在車輛運(yùn)行時(shí)，由曲軸轉(zhuǎn)速傳感器產(chǎn)生的信號已足以確定發(fā)動(dòng)機(jī)的狀態(tài)。這就是說，若凸輪軸位置傳感器在車輛運(yùn)行過程中失效時(shí)，ECU仍然能夠判別發(fā)動(dòng)機(jī)的狀態(tài)。
凸輪軸位置傳感器利用霍爾效應(yīng)來確定凸輪軸的位置：在凸輪軸上設(shè)置一個(gè)鐵磁材料制成的齒，它隨同凸輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)該齒經(jīng)過凸輪軸位置傳感器中流過電流的霍爾效應(yīng)半導(dǎo)體薄片時(shí)，傳感器的磁場將霍爾效應(yīng)半導(dǎo)體薄片中的電子流向偏轉(zhuǎn)到與電流方面垂直，從而短時(shí)內(nèi)形成一個(gè)電壓信號（霍爾電壓），此信號告知ECU：此時(shí)第一缸正好處于壓縮沖程上止點(diǎn)。
⑶溫度傳感器
溫度傳感器用在多個(gè)地方:用在冷卻水回路中,以便從冷卻水溫度推知發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度(圖29)；用在進(jìn)氣道中,以測定吸入空氣的溫度；用在機(jī)油中，以測定機(jī)油溫度（可選裝）；用在燃油回路中，以測定燃油溫度（可選裝）。

溫度傳感器中有一個(gè)電阻值隨溫度而變的負(fù)溫度系數(shù)電阻，它是用5V供電的一個(gè)分壓器電路的一部分，其電壓是溫度的尺度，經(jīng)模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸入ECU。在ECU的微處理器中存有一條負(fù)溫度系數(shù)電阻特性曲線，對任何一個(gè)電壓都給出相應(yīng)的溫度（圖30）。

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