③伺服閥的集成
第3代壓電直接控制式共軌噴油器被設(shè)計成無機(jī)械力形式,它通過推桿作用在噴嘴針閥上,因此運(yùn)動質(zhì)量及摩擦大大降低,并且穩(wěn)定性和噴油誤差較好。伺服閥與噴嘴針閥的緊密連接使得針閥對壓電執(zhí)行器的動作可直接做出反應(yīng),控制始點(diǎn)與噴油始點(diǎn)之間的延遲時間共約150μs,這樣就能獲得高的針閥速度和重復(fù)性較好的最小噴油量。
此外,這種噴油器沒有從高壓油路向低壓油路泄漏的部位,整個系統(tǒng)的液壓效率明顯提高的同時又減短了噴射間隔。壓電直接控制式噴油器柔性實例(每循環(huán)五次噴射)如圖13所示,其噴射次數(shù)和時刻可與發(fā)動機(jī)工況相匹配。

④噴嘴模塊
由于壓電執(zhí)行器集成在噴油器體中,因此將噴嘴針閥運(yùn)動傳遞到控制室的活塞被取消了。與常規(guī)噴油器相比,這種壓電直接控制式噴油器的液壓傳遞路線從152mm減短至42mm,縮短了2/3。最大的噴嘴針閥運(yùn)動速度可達(dá)1.3m/s,要比其他的共軌噴油系統(tǒng)高一倍。將這樣多的功能高度集成在最小的空間內(nèi),噴嘴模塊必須重新設(shè)計,以便讓噴嘴和閥塊的各種不同功能結(jié)合在一起,如圖14所示。

⑤噴油壓力提高到200MPa后噴油器的技術(shù)開發(fā)重點(diǎn)
噴油壓力提高到200MPa后對密封性和強(qiáng)度的要求有所提高,因此包含噴油器體、噴油嘴和由伺服閥、液壓偶件和壓電執(zhí)行器組件所組成的功能結(jié)構(gòu)模塊都需作進(jìn)一步的改進(jìn)(圖15)。改進(jìn)后伺服鏈(壓電執(zhí)行器、液壓偶件和轉(zhuǎn)換閥)內(nèi)部具有更高的剛度,還可避免噴油嘴針閥上的機(jī)械力,而在帶有挺桿的噴油器中會產(chǎn)生這種機(jī)械力從而增加磨損,對噴油器的工作十分有利。改進(jìn)后的模塊具有很多的優(yōu)勢,例如:針閥具有高的動態(tài)性能,可降低閥座節(jié)流損失;每工作循環(huán)最多可實現(xiàn)8次噴射;在整個共軌壓力范圍內(nèi)具有穩(wěn)定的最小噴油量能力,即最小噴油量的計量精度高;優(yōu)化長油道鉆孔偏位,高壓強(qiáng)度被提高;整個噴射過程中的壓力損失最小;在使用壽命期內(nèi)整個特性曲線場中的噴油量(包括電控單元的補(bǔ)償功能在內(nèi))精度高而重復(fù)性又好等。
