柴油发动机共轨系统燃油控制阀

杜盼成

摘要： 柴油发动机良好性能离不开共轨系统燃油控制阀发挥作用。本文采用失电的实验方法进行验证FCV电磁阀作用。

Abstract： The good performance of diesel engine can not be separated from the function of Common Rail System Fuel Control Valve. In this paper， the effect of FCV solenoid valve is verified by the experimental method of power loss.

关键词： 共轨技术;燃油控制阀;实验验证

Key words： common rail technology;fuel control valve;experimental verification

中图分类号：TG580.23+2                                   文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）21-0062-02

0  引言

共轨柴油机堪称清洁柴油机，它的排放非常干净。有人描述：如果戴上白手套触摸排气管内壁，手套不会变黑，用眼睛直观排气管内壁，能够看到管壁原来的金属底色[1]。共轨式喷油系统的主要贡献就是将喷射压力的产生和喷射过程完全分开，通过对共轨管内的油压实现精确控制，使高压油管内油压大小与发动机的转速基本无关。这一技术创新最大限度地降低了柴油发动机及整车的震动和噪声，同时将油耗进一步降低，使排放更加清洁[2]。电控共轨式喷油系统具有良好的喷射特性，可优化燃烧过程，明显改善柴油机的经济、动力、排放等性能指标[3]。

1  柴油机共轨燃油控制系统

柴油机高压共轨燃油控制系统最大优点在于能做到在宽广的控制范围内修正喷射燃油的压力以及喷射时间长短，从而实现柴油机燃油喷射量的电子智能控制。柴油发动机采用电控共轨式喷油系统实现喷油定时和喷油量自由选定。

柴油机高压共轨燃油控制系统包括了高压柴油供油泵、共轨燃油压力数值传感器以及燃油电子智能控制单元（ECU）等组成的闭环系统。其工作过程如下：由柴油供油泵将极高压力值的燃油输送到高压供油管中，通过对公共高压供油管内的油压实现准确控制，使得高压油管中的燃油压力值大小与柴油发动机的现行转速无直接关系，从而极大降低柴油发动机供油压力值随自身发动机旋转速度变化的相关程度。如图1所示，柴油机高压共轨燃油控制系统根据对每一个喷油器上的电磁阀通断电来实现每个油缸的喷油量和喷油时间调整。

2  共轨系统关键技术——燃油控制阀技术

柴油机高压共轨燃油控制系统关键技术在于燃油控制阀技术。燃油控制阀即（FCV阀），燃油控制阀油路连接情况如图2所示。燃油控制阀并联安装在柴油发动机进油管路的旁通管道处。当柴油发动机进油管路进油口处的压力值小于系统要求值时，通过燃油控制阀的调节，可使柴油发动机进油管路进油处的压力增大。当柴油发动机进油管路进油口处的压力高于系统要求值时，通过燃油控制阀的控制修正，可使柴油发动机进油管路进油口处的压力降低。其工作过程运用工作压力值和弹簧力大小的差值，使得燃油控制阀阀瓣上下偏移，进而调整压力值，确保柴油发动机进油管路进油口处的压力值在预设定的数值范围之内，极大降低柴油发动机供油压力值随自身发动机旋转速度变化的相关程度。

3  实验验证燃油控制阀（FCV电磁阀）作用

实验目的：测试燃油控制阀（FCV电磁阀）对柴油发动机性能影响程度。

实验器材：柴油发动机、电子仪表显示器、VCADS Pro液压系统压力测试仪等。

实验注意事项：保证柴油发动机实验前性能良好，实验过程中，除了改变燃油控制阀（FCV电磁阀）状态外，不可改变发动机其他部件，保证实验的科学性和可对比性。

实验步骤一：取下燃油控制阀（FCV电磁阀）连接线，断开燃油控制阀对柴油发动机燃油系统的作用。这时钥匙开关转到ON位置后，电子仪表显示器自检正常，显示正常。但柴油发动机启动后，如图3、图4所示电子仪表显示器立即出现蜂鸣器鸣响以及中央警报灯点亮，同时电子仪表顯示器控制单元IECU显示“Stop Engine”128 SID 425。

如图4中央警报灯从闪亮（30秒左右）到不亮到闪亮（50秒左右）后，同时电子仪表显示器显示机器故障代码显示更改为128 PID 164 2。

此时，利用VCADS Pro液压系统压力测试仪的测试功能，检测的燃油控制阀（FCV电磁阀）出口压力，得到如图5所示，最大的压力值约为4.8bar。柴油机高压共轨燃油控制系统的公共高压供油管油轨压力启动后上升到非常高的压力（限压阀溢流），而后保持在650～850bar之间（大小取决于转速设定和负载）。机器运转1min左右后，转速自动下降，而后熄火。

实验步骤二：在保证柴油发动机处于与实验步骤相同性能的情况下，接合燃油控制阀（FCV电磁阀）连接线即燃油控制阀（FCV电磁阀）对柴油发动机燃油系统发挥作用。这时启动钥匙开关使发动机启动，发现电子仪表显示器不报警，不再输出故障码，发动机能正常工作，不熄火。

4  燃油控制阀（FCV电磁阀）实验总结

实验验证燃油控制阀FCV电磁阀失电，对柴油发动机电控共轨式喷油系统影响巨大，会引起发动机出现熄火故障，影响车辆的直接使用性能。从而体现出燃油控制阀（FCV电磁阀）在柴油机高压共轨燃油控制系统中重要作用。燃油控制阀具有结构简单和动作可靠等特点，但由于它直接与工艺介质接触，其性能直接影响系统质量和环境污染，所以对控制阀必须进行经常维护和定期检修，尤其对使用条件恶劣和重要的场合，更应重视维修工作。

若阀体连接螺栓过松。紧固螺栓，达到制造厂要求的扭矩。若由污物引起O形密封圈损坏，清洁液压系统，找出污染原因。更换阀体之间的O形密封圈，若控制阀零件断裂。修复或更换阀，检查造成损坏原因。

参考文献：

[1]张秀梅，振乾.柴油机电控高压共轨燃油系统概论[J].农业技术与装备，2020（04）：38-40.

[2]张秀梅，堐振乾.柴油机电控高压共轨技术探究[J].农业机械，2020（05）：107-110.

[3]丁力.探析汽车柴油发动机电控高压共轨维修技术[J].内燃机与配件，2020（15）：159-160.