1.泵喷嘴的结构。 如图3-13所示,喷射凸轮有一个陡峭上升面和一个平滑下降面,当喷射凸轮转到陡峭上升面与摇臂接触时,泵活塞被高速向下压并迅速获得一个高喷射压力;当喷射凸轮转到平滑下降面与摇臂接触时,泵活塞缓慢、平稳地上下移动,允许无气泡的燃油流入泵喷嘴的高压腔。
2.混合气的形成和燃烧要求。
泵喷嘴技术的喷射循环包括高压腔充注燃油、预喷射循环、主喷射循环和喷射结束四个阶段。
高压腔充注燃油。向高压腔充注燃油,为喷射循环做准备。
预喷射循环。在主喷射循环开始之前,少量燃油在低压下喷入燃烧室。少量燃油的燃烧使燃烧室内的压力和温度上升,可以减少点火延迟(点火延迟是开始喷油和燃烧室内压力开始上升之间的时间,这段时间应该短暂,否则在此期间喷油量大,压力会突然上升并产生很大的燃烧噪声,即工作粗暴)。在预喷射循环和主喷射循环之间的“喷射间隔”,燃烧室内的压力平缓上升,而不是一个突然的压力上升,使得燃烧噪声低,排放的氮氧化合物也少。
主喷射循环。以高喷射压力将燃油喷入燃烧室。空气和燃油混合、雾化良好,充分燃烧,从而减少排放污染并确保发动机高效率运转。
喷射结東。压力迅速下降,喷嘴迅速关闭。防止燃油在低喷射压力下以大颗粒滴入燃烧室,造成燃烧不完全,排放污染严重。
泵喷嘴技术的喷射曲线大大符合发动机的要求。预喷射期间压力低,接着是一个“喷射间隔”,然后是主喷射循环,压力上升,最后是喷射循环的突然结束,如图3-14所示。
3.工作过程。
(1)高压腔充注燃油阶段。泵活塞在活塞弹簧压力作用下向上移动,这样使高压腔内容积扩大。喷嘴电磁阀不动作,电磁阀针处于静止位置,供油管到高压腔的通道打开,供油管内的油压使燃油流入高压腔。高压腔充注燃油阶段如图3-15所示。
(2)预喷射循环阶段。
1)预喷射循环开始。喷射凸轮通过滚柱式摇臂将泵活塞压下,将高压腔内的燃油排岀到供油管。发动杋控制单元通过激活喷嘴电磁阀来起动喷射循环,在此过程,电磁阀针阀被压入到阀座内,关闭高压腔到供油管的通道。高压腔内开始产生压力。当压力达到18MPa时,压力高于喷射弹簧压力,喷射针阀上升,预喷射循环开始。预喷射循环开始如图3-16所示。
喷嘴针阀阻尼:在预喷射循环,喷嘴针阀行程被液力阻尼垫阻尼。因此,可以准确测量喷射量。在前1/3行程,喷嘴针阀无阻尼打开,将预喷射油量喷λ燃烧室。当缓冲塞堵住喷嘴壳体的内孔时,针阀上部的燃油只能通过泄油间隙排入喷嘴弹簧室,从而形成一液力阻尼垫,限定预喷射循环的针阀行程,如图3-17所示。
2)预喷射循环结束。喷嘴针阀打开后,预喷射立即结束。上升的压力使收缩活塞下移,使高压腔内容积扩大。于是,压力瞬时下降,喷嘴针阀关闭。此时,预喷射结束。收缩活塞的下移增加了喷嘴弹簧的压紧程度。在接下来的主喷射循环,若想再次打开针阀,油压必须比预喷射过程中的油压高。预喷射循环结束如图3-18所示。
(3)主喷射循环阶段。
1)主喷射循环开始。喷嘴针阀关闭后短时间内,高压腔内压力立即重新上升。喷嘴电磁阀仍然关闭,泵活塞下移。约30MPa时,燃油压力高于喷嘴弹簧作用力,喷嘴针阀再次上升,主喷油开始。压力上升到205MPa时,进入高压腔的燃油多于经喷孔喷出的燃油。主喷射循环开始如图3-19所示。
发动机最大功率时的喷油压力最高,高转速时,喷入的油量也大。
2)主喷射循环结束。当发动机控制单元停止激活喷嘴电磁阀后,电磁阀弹簧打开电磁阀针阀,燃油被泵活塞排出到供油管,压力下降。喷嘴针阀关闭,喷嘴弹簧将旁通活塞压回到初始位置,主喷射循环结束。
(4)泵喷嘴回油。泵喷嘴的回油管具有如下功能:
1)冷却泵喷嘴,来自供油管的燃油冲刷通向回油管的泵喷嘴油道。
2)排除泵活塞处泄出的燃油。
3)通过回油管节流孔分离来自供油管内的气泡。
