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(接上期)

在装配喷油器之前，应首先清洁汽缸盖中喷油器的安装座面，若上面有零散的颗粒，要使用抽吸装置或者类似工具将其吸出，然后将一个新的热密封垫圈套在喷油嘴上。若是新的喷油器，还必须将喷油器上的C2I码输入到发动机的电控单元，如果换用已用过的喷油器或者不记得喷油器的安装位置，也应这样做。紧接着，将喷油器插入汽缸盖中，并用固定压板压紧，紧固螺母的拧紧力矩为28Nm。然后按照前面说明的方法装上高压油管，并重新插上电插头。

③C21编码

在大量生产中，由于存在制造公差，所有喷油器不可能制作得百分之百相同，因此制成后的喷油器都附有一个标定码，即C2I码。这是一个16位十六进制的数字，表征各个喷油器制成后的特性，并直接标注在喷油器上(见图4-24)。因此，发动机电控单元要能够为每个喷油器计算出精确的喷油量，就必需有C2I码值作为喷油量的校正量。如果发动机电控单元没有识别到C2I码值，发动机就会运转不均匀，并且功率输出不足。

如果没有C2I码值或者将C2I码值错误地输入到发动机的电控单元程序中，可能会导致发动机损坏。因此，在更新喷油器时必须借助故障诊断仪将C2I码值正确地输入到发动机电控单元的程序中去。当然，发动机电控单元更新或者将已用过的喷油器安装到另一个汽缸中的时候也应该这样做。

④高压油泵的拆装

在拆卸高压燃油泵时，除了拆卸所有输送高压的零件都要采取防护措施外，没有特别要注意的地方。德尔福共轨喷油系统高压燃油泵在发动机上的装配也没有特别的要求，从原理上讲，高压燃油泵可以装配在发动机的任何部位，而不会对整个系统的功能产生重大的影响。

但是，高压燃油泵还是应该按预先规定的要求进行装配，这样才能使凸轮轴和高压燃油泵的扭矩变化相互协调，从而使传动高压燃油泵的齿形皮带上的负荷较小。此外，这样的措施可以使由高压燃油泵产生的峰值压力与喷油器的喷射同步，从而提高压力的稳定性，并减小各汽缸之间的流量差异。因此，在装配高压燃油泵之前，应先将发动机调整到第一缸上止点，并借助于定位销将高压燃油泵的驱动轴固定在上止点。

(6)燃油滤清器的更换

为了使共轨喷油系统在整个汽车的使用寿命期内都能正常地工作，燃油滤清器必须定期更新。在维护保养的工作中，应遵循制造商预先规定的顺序，并注意以下几点：①在更换燃油滤清器之前，应将新的滤清器准备好，放在随手可取的地方，将旧的滤清器取下来后，立即装上新的滤清器，以防止污垢颗粒进入燃油管路中；②从旧的滤清器上取下来的燃油管必须立即连接到新滤清器相应的接头上；③如果有手动泵，新滤清器装配好后应用手动泵将其注满燃油；④德尔福共轨喷油系统能自动连续地排除空气，因此绝对禁止为排除空气而打开高压接头。

(7)标定的校正

在客户投诉时，允许德尔福共轨喷油系统的电控单元在维修服务部门改变3个量值：预喷射量、怠速转速和增压流量。这种类似于转动电子调整螺钉的工作需要牢固的系统知识，因为错误的调整存在使发动机发生机械损坏的风险，而且所有的标定校正都应借助于故障诊断仪来进行。

①预喷射量的校正

当发动机出现过分强烈的爆震倾向时，虽然用故障诊断仪调不出故障码，但还是有必要到维修服务部门进行预喷射量的校正。这种情况下，允许电控单元将预喷射量调小一点，从而减小燃烧噪声；另一方面，如果发动机运转非常不平稳，适当提高预喷射量可以优化燃烧，改善发动机的运转状况。

但是，如果预喷射量被调得太大，会导致爆震燃烧、冒黑烟和提高燃烧温度等后果，有可能使发动机损坏，而太小的预喷射量又会导致发动机运转不均匀、废气中含有未燃碳氢化合物、冒黑烟、燃油耗提高以及废气温度较高的后果，若持续的时间较长，废气涡轮增压器和催化转化器就难以承受了。

②怠速转速的校正

怠速转速的校正比较容易，当客户投诉怠速运转转速起伏很大的时候，可以将怠速转速稍微调低些，以离开临界频率范围；另一方面，也可将怠速转速稍微提高一点，以便让那些经常在行车途中增加负载的汽车易于起步。调整怠速转速应使用故障诊断仪菜单中的相应功能进行，每步可调节5r／min。

③增压空气流量的校正

增压空气流量值是电控单元根据发动机转速、冷却液温度、进气空气温度和大气压力等因素计算出来的，当发动机启动时汽车冒烟太多或者启动困难的时候，改变增压空气流量值是有效的。减小增压空气流量值可减少启动时冒烟现象，而增大该量值能改善发动机的启动性能。但是如果将增压流量值减得太小，会导致发动机不能启动，这种情况下电控单元会设置故障码。

五、西门子共轨喷油系统

毫无疑问，世界柴油机市场份额的快速增长主要归结于两个因素，一是直接喷射技术的突破，二是现代高压喷射系统的开发成功。

随着对功率强劲又节油的清洁柴油机需求的快速增长，对与之相适应的喷射系统的需求也日益增长。除了博世(Bosch)、德尔福(Delphi)和电装(Denso)等公司之外，西门子(Siemens)公司也开发出了能满足这些要求的高压柴油喷射系统。当然，与其它的供应商相比，西门子公司在高压柴油喷射系统领域内还是一个相当年轻的竞争者，但从中可以看到，随着直接喷射技术的应用，柴油机市场也在不断增长。

虽然直列式和分配式喷油泵是最先发展起来的，但柴油机的未来却是属于高压柴油喷射的，因此，1996年西门子集团决定集中力量开发共轨喷射技术。该公司从一开始就越过了喷油压力为135MPa的电磁阀控制的第一代共轨喷油系统，在2000年直接推出了创新的第二代PCR-2型压电直接控制式共轨喷油系统(见图5-1)，用性能更为优异的压电执行器来替代第一代共轨喷油系统中所用的电磁阀式执行器，其核心部件是使针阀开关速度更快从而获得更精确燃油计量和更小喷油量的压电直接控制式喷油器，和具有燃油流量和压力调节器的能获得最佳泵油效率的DCP2型高压燃油泵，以及具有压电驱动器的发动机电控单元(ECU)。PCR-2的系统压力范围可达到2～160MPa，预喷射油量只有1～1.5mm³，因此这种PCR-2共轨喷油系统尤其适合气缸排量较小的乘用车柴油机。

西门子共轨喷射系统与博世、德尔福和电装的共轨喷射系统有着相同的优点：喷油压力的产生和调节与发动机转速完全无关，可在设计范围内自由选择，喷油过程的始点和持续时间也能自由选择，且每个喷油器在发动机的一个工作循环内可实现更多次的喷射。例如，用于降低燃烧噪声的1次或2次预喷射，1次主喷射以及用于降低废气排放或颗粒捕集器再生的1次后喷射，使柴油机开发商有可能对新开发的或现有的柴油机的噪声和废气排放进行优化，充分发挥直喷式柴油机的优越性。

至目前为止，西门子共轨喷射系统已大量应用于标致(Peugeot)、雪铁龙(Citroen)、沃尔沃(Volvo)和福特(Ford)等公司的轿车上，而且还与大众(Volkswagen)公司合资生产泵喷嘴系统。

1　燃油回路

西门子共轨喷射系统的燃油回路(图5-2)与博世的系统相似，由集成在发动机驱动的高压燃油泵(见图5-3)中的滑片式输油泵供应低压燃油。燃油经过燃油箱中的滤网、排除空气用的手动泵(视系统设计而定)和燃油滤清器进入高压燃油泵，而最高输油压力则由一个调压阀限定在0.4MPa。

滑片式输油泵输出端装有一个燃油流量调节器(见图5-4)，其任务是将输往高压泵油元件的燃油量限制在燃烧所必需的燃油量。燃油流量调节器由发动机电控单元用可变脉冲电流控制，控制电流的占空比与所需的燃油量成正比。由于采用了这种燃油量调节方法，减少了燃油的预热，并且高压燃油泵消耗的功率也从20kW降低到了5kW，从而明显提高了系统的总效率。

如图5-2所示，高压泵油元件紧接在燃油流量调节器后面。与博世共轨系统一样，高压燃油泵中的3个泵油柱塞也是呈星形布置的，它们由一个偏心凸轮驱动。当泵油柱塞向下运动时，打开进油阀，燃油填充泵油室，而当泵油柱塞向上运动时，进油阀被关闭，高压燃油被输往共轨中去。

燃油压力调节器(见图5-5)直接安装在高压燃油泵上，由发动机电控单元用脉冲电流控制，通过改变向回油管路的泄流量来调节共轨压力。燃油压力调节器由球阀和电磁阀组成，借助于回位弹簧将阀球压紧在其阀座上。电磁阀在充电状态下提高球阀的关闭力，而电磁线圈断电的情况下，回位弹簧只提供4～5MPa的最小压紧力。电控单元通过向电磁线圈输送具有不同占空比的脉冲电流可无级地提高球阀的关闭力，从而将共轨压力提高到电控单元所计算好的压力水平。

高压燃油通过高压油管进入共轨，再经过高压油管分配到各个喷油器。与其它的共轨系统一样，共轨压力传感器直接安装在共轨上。

2　喷油器

(1)压电效应

早在1880年，埃帕尔·库里·施托弗(Ehepaar Curie Stoffe)就已发现了压电效应，即晶体在变形的时候会产生电压。若在晶体上施加一个电压，就会引起晶体晶格的变形，从而产生线性位移，这种反压电效应就成为了压电共轨喷油系统的技术基础。压电晶体是非弹性体，如果施加一个电压使其发生变形，那么就需要一个反向电压脉冲，晶体才能返回到原始的长度。

一个压电元件晶体晶格的变形是非常微小的，为了使压电执行器能获得足够的位移(行程)，用于喷油器的30mm长的压电元件由300多层厚度为80μm的压电陶瓷薄片所组成(见图5-6)。这种多层压电元件在汽车应用场合(温度－40～140℃，高振动)是以预装配执行器模块(图5-7)装在喷油器顶部的，工作行程大约为40～50μm。

柴油机运转时的高温会引起执行器中陶瓷晶体晶格发生变化，从而使压电元件伸长位移缩小，压电执行器的工作行程减小，因此，用于喷油器场合的压电材料的性能必须具有较高的居里温度点，而具备这种性能的陶瓷的压电效应又偏偏较弱，所以现在喷油器中所应用的执行器都是由一种采用多层技术的PZT压电跃变陶瓷组成的，这种陶瓷材料是一种铅锆钛的混合物，而在烧结工艺过程中插入的电极是由银钯合金制成的。

这种结构类型的压电执行器要求只承受压应力，为了避免在快速收缩时产生的拉应力，使用了一个管状弹簧从外部给压电堆施加预压应力。当发动机电控单元给压电执行器施加一个电压时它就会膨胀，并向图示的方向伸长(图5-6)，由于其最大伸长量很小，大约只有其总长度的0.1％，因此现在的压电喷油器都包含有用于加大行程的机械和液压传动元件，有的还有液压伺服回路、补偿元件和增压装置。

为了控制喷油器，多层陶瓷执行器中仅有一部分由电控单元充电，这样就利用了两种压电效应。充电的石英片将机械力施加到其余的石英片上，产生一个电压，通过这种效应，电控单元施加的电压从70V增加到140V，最终使压电执行器的总伸长量达到约50μm。

压电执行器作为机电一体化的元件，就好象是一个多层陶瓷电容器，在电压下立即充电，在0.1ms内发生晶格变形，比其它可应用的物理现象都要快。压电控制和电磁阀控制喷油器的性能比较如表5－1所示，与电磁阀相比，喷油器中的压电执行器具备以下特点：①压电执行器实际上无滞后时间，响应速度快；②开关非常迅速而精确；⑧可重复性非常好；④无结构设计所造成的诸如间隙之类的误差；⑤在使用寿命期内性能稳定；⑥压电模块可以进行预生产和预检验，以单独执行器方式供货。(未完待续)