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2009.1
一、喷油器电磁阀的结构及工作原理
为了精确计量燃油，要求喷油器电磁阀的开启响应 和关闭响应时间之和应一般小于0.5ms，电磁阀体的感 抗会使阀体响应滞后，因此采用低感抗的高频电磁阀 并配合以电流控制驱动电路，驱动电流、喷射率、阀 体升程关系如图3所示。电流控制型喷油器驱动有两种 方法降低回路电流，普遍使用的是一种控制电路阻抗 限流的方法。通过控制晶体管的基射极电流，来控制 集射极电流的大小，这个阶段晶体管工作在放大区， 自身的发热较大，散热问题必须考虑。另一种方法是 周期性的使用电路处于开/关状态，当这个过程足够快 的时候，电磁喷油器的磁场不会崩溃，喷油器将保持 在开启状态。
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一、喷油器电磁阀的结构及工作原理 （2）预喷油电流波形 在主喷之前进行的预喷射（时间间隔约1ms） 可以使燃烧噪音明显降低，但由于喷射会导致PM 排放增加，因此可以使预喷射段靠近主喷射段， 以降低PM排放。因为预喷油时间短暂（约为 0.5ms），所以只出现峰值电流。
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一、喷油器电磁阀的结构及工作原理
图6 玉柴4F柴油机Delphi共轨系统喷油器喷油过程
2009.1
一、喷油器电磁阀的结构及工作原理 3.Denso共轨系统的喷油器电磁阀 目前，国内生产的部分中型、重型国Ⅲ柴油机，如重 汽的WD6135、上柴的SC8DK采用了Denso的ECD-U2（HP0 高压泵）共轨系统。喷油器及电磁阀的工作原理基本相 同，在此，不再叙述。 下面单独说明喷油器的控制电路及触发电压等相关问 题。 为了改善喷油器的敏感度，将驱动电压变为高电压， 从而加速电磁线圈磁化和喷油器电磁阀的响应。ECU 中 的充电电路将蓄电池电压提高到大约100V，维持电压 12.8 V，它通过ECU 发出的驱动喷油器的信号而施加到 喷油器上。
图8 喷油器的驱动电压
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图9 ECU（已烧毁）内的电容器
二、喷油器电磁阀的检修 下面给出几个机型喷油器的参数：
1.长城车GW2.8TC型柴油机BOSCH共轨
CR1P2型，喷油孔直径0.137 mm，6孔，电磁阀灵敏度
0.2ms，最大喷油压力1450bar。
2.玉柴4F Delphi共Байду номын сангаас 6孔，无压力室式，工作电流6~16A ，2次喷油间隔 0.2ms，16位修正码，最大喷油压力1600bar。
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图3 喷油器电磁阀的特性曲线
一、喷油器电磁阀的结构及工作原理 （3）多段喷射介绍 进入电控共轨系统时代以后，由于采用时间控制，喷油率形 状的控制进入了新阶段。多段喷射也就是将一个喷油循环细分 成若干段相互关联的、各自独立的喷射段，即引导喷射、预喷 射、主喷射、后喷射及次喷射等如图4所示。 在多段喷射过程中，电磁阀必须完成多次开启、关闭动作， 因此驱动能量和消耗能量成了问题，通常采用电容储能驱动方 式，这种储能方式以往运用在高速发动机的点火系统。
图2 Bosch第二代共轨系统的喷油器的电流波形
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一、喷油器电磁阀的结构及工作原理
（1）主喷射电流波形的组成及作用 主喷射电流波形由峰值电流和维持电流组成。各段电流 的作用及相关说明如下： 1）峰值电流使电磁阀的上升响应速度加快。
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一、喷油器电磁阀的结构及工作原理
2）在峰值电流后为维持电流，以减少系统能量消 耗。这就是典型的电流控制型喷油器驱动形式，电流 控制型驱动器的内部结构要比电压控制型更复杂，因 为从其命名就可以知道，它除了完成基本的开/关功 能外，还要提供电流限制功能。驱动器电路工作时， 回路电流在一段时间内不受限制，直到喷油嘴针阀开 启为止。这个时间周期被制造厂商预先调整，一旦电 磁喷油器针阀开启，因工作气隙较小, 磁路磁阻很低, 电磁线圈通入较小的保持电流便能产生足够大的电磁 吸力维持电磁控制阀的开启状态，于是驱动器控制电 流讯速下降到一个较小值，以保护喷油器不会因在整 个脉冲周期内承受大电流而发生过热损坏，节省电能， 同时有利于电磁控制阀的快速闭合。
学习情境3：执行器的检修
项目3.2：喷油器电磁阀的检修
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用于精 一、喷油器电磁阀的结构及工作原理
确控制喷
1.电磁阀线圈供电； 2.控制阀弹簧；
油量、喷
3.电磁铁及线圈；
油正时以
4.枢轴；
及喷油规
5.回位弹簧；
律。 1.Bosch
共轨系统
6.空腔； 7.球阀； 8.回油节流油道； 9.阀控制腔；
3.玉柴国ⅢBOSCH共轨
CRIN2型，最大喷油压力1600bar，电器参数如下表所
示。 线圈电阻
Ω
0.23
当20℃时，公差±5%
线圈电感（提升段）
μH
150
当20℃时
线圈电感（保持段）
μH
35
当20℃时
提升电压
V
48
提升开始时，20℃
提升电流
A
24~26
设定值25A
保持电流
A
11~13
设定值12A
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一、喷油器电磁阀的结构及工作原理
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图7 Denso喷油器的控制电路
一、喷油器电磁阀的结构及工作原理
喷油器为了实现高频动作，其触发电压一般为几十伏，甚 至上百伏，原因是ECU内设置了大容量的电容器，利用了电 容储能的驱动方式。
怠速时，实测的圣达菲车D4EA柴油机喷油器的驱动电压值 如图8所示，ECU内的电容器如图9所示。
的喷油器
10.接共轨；
电磁阀 Bosch共轨 的喷油器 （含电磁
11.进油节流孔； 12.控制活塞； 13.油嘴弹簧； 14.压杆； 15.承压腔；
阀）如图1
图1 Bosch共轨的喷油器 16.油嘴轴针；
所示。
17.喷油嘴
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一、喷油器电磁阀的结构及工作原理 目前，国内生产的国Ⅲ柴油机，为解决排放及降低噪 音，喷油器的喷油过程广泛采用预喷射加主喷射的过程。 国内应用的Bosch第二代共轨系统，喷油器电磁阀喷油波 形如图2所示。
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图4 多段燃油喷射
一、喷油器电磁阀的结构及工作原理 2.Delphi共轨系统的喷油器电磁阀 目前，国Ⅲ柴油机配套的Delphi共 轨系统的喷油器如图5所示。
说明： 该喷油器 无压力室 式喷油器
图5 玉柴4F柴油机Delphi共轨系统的喷油器体及其剖面结构
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一、喷油器电磁阀的结构及工作原理
一、喷油器电磁阀的结构及工作原理
为了精确计量燃油，要求喷油器电磁阀的开启响应 和关闭响应时间之和应一般小于0.5ms，电磁阀体的感 抗会使阀体响应滞后，因此采用低感抗的高频电磁阀 并配合以电流控制驱动电路，驱动电流、喷射率、阀 体升程关系如图3所示。电流控制型喷油器驱动有两种 方法降低回路电流，普遍使用的是一种控制电路阻抗 限流的方法。通过控制晶体管的基射极电流，来控制 集射极电流的大小，这个阶段晶体管工作在放大区， 自身的发热较大，散热问题必须考虑。另一种方法是 周期性的使用电路处于开/关状态，当这个过程足够快 的时候，电磁喷油器的磁场不会崩溃，喷油器将保持 在开启状态。
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一、喷油器电磁阀的结构及工作原理 （2）预喷油电流波形 在主喷之前进行的预喷射（时间间隔约1ms） 可以使燃烧噪音明显降低，但由于喷射会导致PM 排放增加，因此可以使预喷射段靠近主喷射段， 以降低PM排放。因为预喷油时间短暂（约为 0.5ms），所以只出现峰值电流。
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一、喷油器电磁阀的结构及工作原理
图6 玉柴4F柴油机Delphi共轨系统喷油器喷油过程
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一、喷油器电磁阀的结构及工作原理 3.Denso共轨系统的喷油器电磁阀 目前，国内生产的部分中型、重型国Ⅲ柴油机，如重 汽的WD6135、上柴的SC8DK采用了Denso的ECD-U2（HP0 高压泵）共轨系统。喷油器及电磁阀的工作原理基本相 同，在此，不再叙述。 下面单独说明喷油器的控制电路及触发电压等相关问 题。 为了改善喷油器的敏感度，将驱动电压变为高电压， 从而加速电磁线圈磁化和喷油器电磁阀的响应。ECU 中 的充电电路将蓄电池电压提高到大约100V，维持电压 12.8 V，它通过ECU 发出的驱动喷油器的信号而施加到 喷油器上。
图8 喷油器的驱动电压
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图9 ECU（已烧毁）内的电容器
二、喷油器电磁阀的检修 下面给出几个机型喷油器的参数：
1.长城车GW2.8TC型柴油机BOSCH共轨
CR1P2型，喷油孔直径0.137 mm，6孔，电磁阀灵敏度
0.2ms，最大喷油压力1450bar。
2.玉柴4F Delphi共Байду номын сангаас 6孔，无压力室式，工作电流6~16A ，2次喷油间隔 0.2ms，16位修正码，最大喷油压力1600bar。
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图3 喷油器电磁阀的特性曲线
一、喷油器电磁阀的结构及工作原理 （3）多段喷射介绍 进入电控共轨系统时代以后，由于采用时间控制，喷油率形 状的控制进入了新阶段。多段喷射也就是将一个喷油循环细分 成若干段相互关联的、各自独立的喷射段，即引导喷射、预喷 射、主喷射、后喷射及次喷射等如图4所示。 在多段喷射过程中，电磁阀必须完成多次开启、关闭动作， 因此驱动能量和消耗能量成了问题，通常采用电容储能驱动方 式，这种储能方式以往运用在高速发动机的点火系统。
图2 Bosch第二代共轨系统的喷油器的电流波形
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一、喷油器电磁阀的结构及工作原理
（1）主喷射电流波形的组成及作用 主喷射电流波形由峰值电流和维持电流组成。各段电流 的作用及相关说明如下： 1）峰值电流使电磁阀的上升响应速度加快。
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一、喷油器电磁阀的结构及工作原理
2）在峰值电流后为维持电流，以减少系统能量消 耗。这就是典型的电流控制型喷油器驱动形式，电流 控制型驱动器的内部结构要比电压控制型更复杂，因 为从其命名就可以知道，它除了完成基本的开/关功 能外，还要提供电流限制功能。驱动器电路工作时， 回路电流在一段时间内不受限制，直到喷油嘴针阀开 启为止。这个时间周期被制造厂商预先调整，一旦电 磁喷油器针阀开启，因工作气隙较小, 磁路磁阻很低, 电磁线圈通入较小的保持电流便能产生足够大的电磁 吸力维持电磁控制阀的开启状态，于是驱动器控制电 流讯速下降到一个较小值，以保护喷油器不会因在整 个脉冲周期内承受大电流而发生过热损坏，节省电能， 同时有利于电磁控制阀的快速闭合。
学习情境3：执行器的检修
项目3.2：喷油器电磁阀的检修
2009.1
用于精 一、喷油器电磁阀的结构及工作原理
确控制喷
1.电磁阀线圈供电； 2.控制阀弹簧；
油量、喷
3.电磁铁及线圈；
油正时以
4.枢轴；
及喷油规
5.回位弹簧；
律。 1.Bosch
共轨系统
6.空腔； 7.球阀； 8.回油节流油道； 9.阀控制腔；
3.玉柴国ⅢBOSCH共轨
CRIN2型，最大喷油压力1600bar，电器参数如下表所
示。 线圈电阻
Ω
0.23
当20℃时，公差±5%
线圈电感（提升段）
μH
150
当20℃时
线圈电感（保持段）
μH
35
当20℃时
提升电压
V
48
提升开始时，20℃
提升电流
A
24~26
设定值25A
保持电流
A
11~13
设定值12A
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一、喷油器电磁阀的结构及工作原理
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图7 Denso喷油器的控制电路
一、喷油器电磁阀的结构及工作原理
喷油器为了实现高频动作，其触发电压一般为几十伏，甚 至上百伏，原因是ECU内设置了大容量的电容器，利用了电 容储能的驱动方式。
怠速时，实测的圣达菲车D4EA柴油机喷油器的驱动电压值 如图8所示，ECU内的电容器如图9所示。
的喷油器
10.接共轨；
电磁阀 Bosch共轨 的喷油器 （含电磁
11.进油节流孔； 12.控制活塞； 13.油嘴弹簧； 14.压杆； 15.承压腔；
阀）如图1
图1 Bosch共轨的喷油器 16.油嘴轴针；
所示。
17.喷油嘴
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一、喷油器电磁阀的结构及工作原理 目前，国内生产的国Ⅲ柴油机，为解决排放及降低噪 音，喷油器的喷油过程广泛采用预喷射加主喷射的过程。 国内应用的Bosch第二代共轨系统，喷油器电磁阀喷油波 形如图2所示。
2009.1
图4 多段燃油喷射
一、喷油器电磁阀的结构及工作原理 2.Delphi共轨系统的喷油器电磁阀 目前，国Ⅲ柴油机配套的Delphi共 轨系统的喷油器如图5所示。
说明： 该喷油器 无压力室 式喷油器
图5 玉柴4F柴油机Delphi共轨系统的喷油器体及其剖面结构
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一、喷油器电磁阀的结构及工作原理