O injetor de combustível controlado eletronicamente é o componente mais crucial e complexo do sistema de combustível common rail. Sua função é pulverizar combustível do trilho de alta-pressão na câmara de combustão do motor diesel no tempo, quantidade e taxa de injeção ideais, com base nos sinais de controle enviados pela ECU, controlando a abertura e o fechamento da válvula solenóide.
A estrutura dos injetores de combustível controlados eletronicamente do BOSCH e do ECD-U2 é basicamente semelhante. Ambos são compostos por um bico, pistão de controle, orifício de controle e válvula solenóide de controle semelhante ao injetor de combustível tradicional. A Figura 5 mostra o diagrama estrutural do injetor de combustível controlado eletronicamente da BOSCH. Quando a válvula solenóide não está energizada, a válvula solenóide fecha o orifício A na parte superior do pistão de controle. A pressão do combustível no trilho de combustível de alta-pressão atua no pistão de controle através do orifício Z, fechando o bico. Quando a válvula solenóide é energizada, o orifício A é aberto, a pressão na câmara de controle cai rapidamente, o pistão de controle sobe e o injetor de combustível começa a injetar combustível. Quando a válvula solenóide é des{10}}energizada, a pressão na câmara de controle aumenta, o pistão de controle se move para baixo para fechar o injetor de combustível, completando o processo de injeção de combustível.
A forma da taxa de injeção de combustível precisa ser razoavelmente otimizada para atingir a forma desejada de injeção de combustível após seu controle. O volume da câmara de controle determina a sensibilidade da válvula agulha quando ela abre. Se o volume da câmara de controle for muito grande, a válvula agulha não poderá cortar rapidamente o fornecimento de combustível no final da injeção, resultando em uma atomização deficiente do combustível no estágio posterior. Se o volume da câmara de controle for muito pequeno, ela não poderá fornecer à válvula agulha um curso eficaz suficiente, aumentando a resistência ao fluxo durante o processo de injeção. Portanto, o volume da câmara de controle também deve ser razoavelmente selecionado com base no volume máximo de injeção de combustível do modelo do motor.
O tamanho do orifício de controle A e Z tem influência decisiva na velocidade de abertura e fechamento do bico injetor de combustível e no processo de injeção de combustível. As três estruturas principais do corpo da válvula de duplo orifício são o orifício de entrada de combustível, o orifício de retorno de combustível e a câmara de controle. Suas dimensões estruturais têm um enorme impacto no desempenho da injeção de combustível do injetor de combustível. A diferença na vazão entre o orifício de retorno de combustível e o orifício de entrada de combustível e o volume da câmara de controle determinam a velocidade de abertura da válvula agulha do bico injetor de combustível, enquanto a velocidade de fechamento da válvula agulha do bico injetor de combustível é determinada pela vazão do orifício de entrada de combustível e o volume da câmara de controle. O projeto do orifício de entrada de combustível deve garantir que a válvula agulha do bico injetor de combustível tenha velocidade de fechamento suficiente para reduzir a parte mal atomizada da injeção de combustível no estágio posterior.
Além disso, a pressão mínima de injeção de combustível do bico depende das vazões do orifício de óleo de retorno e do orifício de óleo de admissão, bem como da área da face final do pistão de controle. Assim, após a determinação das dimensões estruturais do orifício de óleo de admissão, do orifício de óleo de retorno e da câmara de controle, é determinado o processo de injeção de combustível mais curto e estável quando a válvula de agulha do bico está totalmente aberta e, ao mesmo tempo, a quantidade mínima estável de injeção de combustível do bico também é determinada. Uma redução no volume da câmara de controle pode tornar a velocidade de resposta da válvula agulha mais rápida e reduzir a influência da temperatura do combustível na quantidade de injeção de combustível do bico.
Contudo, o volume da câmara de controlo não pode ser reduzido ilimitadamente. Deve ser capaz de garantir a elevação da válvula agulha do injetor de combustível para abrir totalmente a válvula agulha. Os dois orifícios de controle determinam a pressão dinâmica na câmara de controle, determinando assim a lei de movimento da válvula agulha. Ajustando cuidadosamente os coeficientes de fluxo desses dois orifícios, uma lei ideal de injeção de combustível pode ser produzida.
Devido à pressão de injeção extremamente alta do sistema de injeção common rail de alta-pressão, a área do orifício do bico do injetor de combustível é muito pequena. Por exemplo, o diâmetro do orifício do bico do injetor de combustível da BOSCH é 0,169 mm × 6. Sob um diâmetro de orifício tão pequeno e uma pressão de injeção tão alta, o fluxo de combustível fica em um estado extremamente instável. O ângulo do cone de pulverização do jato de combustível torna-se maior e a atomização do combustível é melhor, mas a distância de penetração torna-se menor. Portanto, a intensidade do turbilhão do ar de admissão e o formato da câmara de combustão do motor diesel original devem ser alterados para garantir o melhor processo de combustão.
Para a válvula solenóide do injetor, como o sistema common rail exige que ela tenha uma velocidade de abertura suficiente e considerando que a pré-injeção é um método de injeção importante para melhorar o desempenho do motor diesel, o tempo de resposta da válvula solenóide deve ser ainda mais reduzido.