전자 제어식 연료 분사 장치는 커먼 레일 연료 시스템에서 가장 중요하고 복잡한 구성 요소입니다. 그 기능은 ECU에서 보낸 제어 신호를 기반으로 솔레노이드 밸브의 개폐를 제어하여 고압 연료 레일의 연료를 최적의 분사 시기, 분사량 및 분사율로 디젤 엔진의 연소실에 분사하는 것입니다.
BOSCH와 ECD-U2의 전자 제어식 연료 분사 장치의 구조는 기본적으로 유사합니다. 둘 다 기존 연료 분사기와 유사한 연료 분사기, 제어 피스톤, 제어 볼륨 구멍 및 제어 솔레노이드 밸브로 구성됩니다. 그림 5는 BOSCH의 전자 제어식 연료 분사 장치의 구조도를 보여줍니다. 솔레노이드 밸브에 전원이 공급되지 않으면 솔레노이드 밸브는 제어 피스톤 상단의 측정 구멍 A를 닫습니다. 고압 오일 레일의 연료 압력은 측정 구멍 Z를 통해 제어 피스톤에 작용하여 노즐을 닫습니다. 솔레노이드 밸브에 전원이 공급되면 측정 구멍 A가 열리고 제어실의 압력이 급격히 떨어지며 제어 피스톤이 상승하고 연료 분사기가 연료를 분사하기 시작합니다. 솔레노이드 밸브가 닫히면 제어실의 압력이 상승하고 제어 피스톤이 하강하여 연료 분사 장치가 닫히고 연료 분사 과정이 완료됩니다.
연료분사율을 제어한 형상은 미리 결정된 연료분사 형상을 달성할 수 있도록 합리적으로 최적화 및 설계되어야 한다. 제어실의 부피는 니들 밸브가 열릴 때의 감도를 결정합니다. 제어실의 부피가 너무 크면 니들 밸브가 연료 분사 종료 시 연료 공급을 신속하게 차단할 수 없어 후기 단계에서 연료의 분무화가 제대로 이루어지지 않습니다. 제어실의 부피가 너무 작아서 니들 밸브에 충분한 유효 스트로크를 제공할 수 없어 주입 과정에서 흐름 저항이 증가합니다. 따라서 제어실의 용적도 모델의 최대 연료 분사량을 기준으로 합리적으로 선택되어야 합니다.
제어 오리피스 A와 Z의 크기는 연료 분사기의 개폐 속도와 연료 분사 과정에 결정적인 영향을 미칩니다. 이중-홀 밸브 본체의 세 가지 주요 구조는 오일 흡입구, 오일 회수구 및 제어실입니다. 구조적 치수는 연료 분사기의 연료 분사 성능에 중요한 영향을 미칩니다. 복귀 연료 체적 구멍과 흡기 연료 체적 구멍 사이의 유량 차이와 제어실의 체적이 연료 분사기 니들 밸브의 개방 속도를 결정하고, 연료 분사기 니들 밸브의 폐쇄 속도는 흡기 연료 체적 구멍의 유량과 제어실의 체적에 의해 결정됩니다. 연료 유입 구멍의 설계는 연료 분사기의 니들 밸브가 분사 후반 단계에서 제대로 분무되지 않는 연료 분사기 부분을 줄이기 위해 충분한 폐쇄 속도를 보장해야 합니다.
또한, 연료분사기의 최소 연료분사압력은 복귀연료체적홀과 흡입연료체적홀의 유량 및 제어피스톤 단면적에 따라 결정된다. 연료 주입구, 연료 복귀 구멍 및 제어실의 구조적 치수를 결정한 후 연료 분사기 니들 밸브가 완전히 열리도록 안정적이고 최단 시간에 연료 분사 과정을 결정하는 동시에 연료 분사기의 안정적인 최소 연료 분사량이 결정됩니다. 제어실의 부피를 줄이면 니들 밸브의 반응 속도가 빨라지고 연료 온도가 연료 분사기의 연료 분사량에 미치는 영향을 최소화할 수 있습니다.
하지만 상황실의 볼륨을 무제한으로 줄일 수는 없습니다. 니들 밸브를 완전히 열려면 연료 분사기 니들 밸브의 리프트를 보장할 수 있어야 합니다. 두 개의 제어 구멍은 제어실의 동적 압력을 결정하고, 이는 다시 니들 밸브의 이동 법칙을 결정합니다. 이 두 구멍의 유량 계수를 주의 깊게 조정함으로써 이상적인 연료 분사 법칙이 생성될 수 있습니다.
고압 커먼레일 분사 시스템은 분사 압력이 매우 높기 때문에-연료 분사기의 노즐 구멍 단면적이 매우 작습니다. 예를 들어 BOSCH사의 연료 인젝터의 노즐 구멍 직경은 0.169mm×6입니다. 이렇게 작은 노즐 구멍 직경과 높은 분사 압력 하에서는 연료 흐름이 매우 불안정한 상태에 있으며, 연료 빔의 스프레이 콘 각도가 커지고 연료 분무가 더 좋아지지만 침투 거리가 감소했습니다. 따라서 최상의 연소과정을 보장하기 위해서는 원래의 디젤 엔진 흡입 공기의 와류 강도와 연소실 구조의 형태를 변경해야 합니다.
연료 인젝터 솔레노이드 밸브의 경우, 커먼레일 시스템에서는 충분한 개방 속도가 요구되며, 사전 분사가 디젤 엔진의 성능 향상을 위한 중요한 분사 방법이라는 점을 고려하면 제어 솔레노이드 밸브의 응답 시간은 더욱 단축되어야 합니다.