O injetor de combustível controlado eletronicamente é o componente mais crucial e complexo do sistema de combustível common rail. Sua função é, com base nos sinais de controle enviados pela ECU, controlar a abertura e o fechamento da válvula solenóide para injetar o combustível no trilho de combustível de alta-pressão na câmara de combustão do motor diesel no tempo de injeção, volume de injeção e taxa de injeção ideais.
A estrutura dos injetores de combustível controlados eletronicamente do BOSCH e do ECD-U2 é basicamente semelhante. Ambos são compostos por injetores de combustível, pistões de controle, orifícios de controle de volume e válvulas solenóides de controle semelhantes aos dos injetores de combustível tradicionais. 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 de medição A na parte superior do pistão de controle. A pressão do combustível do trilho de óleo de alta-pressão atua no pistão de controle através do orifício de medição Z, fechando o bico. Quando a válvula solenóide é energizada, o orifício de medição A é aberto, a pressão na câmara de controle cai rapidamente, o pistão de controle sobe e o injetor de combustível começa a pulverizar combustível. Quando a válvula solenóide é fechada, a pressão na câmara de controle aumenta e o pistão de controle desce para fechar o injetor de combustível e completar o processo de injeção de combustível.
A forma que controlou a taxa de injeção de combustível precisa ser razoavelmente otimizada e projetada para atingir a forma de injeção de combustível predeterminada. 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 de combustível, resultando em uma atomização deficiente do combustível no estágio posterior. O volume da câmara de controle é muito pequeno para fornecer curso eficaz suficiente para a válvula agulha, 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.
O tamanho do orifício de controle A e Z tem influência decisiva na velocidade de abertura e fechamento do injetor de combustível e no processo de injeção de combustível. As três estruturas principais do corpo da válvula de{1}orifício duplo são o orifício de entrada de óleo, o orifício de retorno de óleo e a câmara de controle. Suas dimensões estruturais têm um impacto significativo no desempenho da injeção de combustível do injetor de combustível. A diferença nas taxas de fluxo entre o orifício do volume de combustível de retorno e o orifício do volume de combustível de admissão e o volume da câmara de controle determinam a velocidade de abertura da válvula agulha do injetor de combustível, enquanto a velocidade de fechamento da válvula agulha do injetor de combustível é determinada pela taxa de fluxo do orifício do volume de combustível de admissão e o volume da câmara de controle. O projeto do orifício de entrada de combustível deve garantir que a válvula agulha do injetor de combustível tenha uma velocidade de fechamento suficiente para reduzir a parte do injetor de combustível que atomiza mal no estágio posterior da injeção.
Além disso, a pressão mínima de injeção de combustível do injetor de combustível depende da vazão do orifício do volume de combustível de retorno e do orifício do volume de combustível de admissão, bem como da área da face final do pistão de controle. Depois de determinar as dimensões estruturais do orifício de entrada de combustível, do orifício de retorno de combustível e da câmara de controle, é determinado o processo de injeção de combustível mais curto e estável para que a válvula agulha do injetor de combustível esteja totalmente aberta e, ao mesmo tempo, o volume mínimo estável de injeção de combustível do injetor de combustível é determinado. A redução do volume da câmara de controle pode tornar a velocidade de resposta da válvula agulha mais rápida e minimizar o impacto da temperatura do combustível no volume de injeção de combustível do injetor de combustível.
Contudo, o volume da sala de controle 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, que por sua vez determina a lei de movimento da válvula agulha. Ajustando cuidadosamente os coeficientes de fluxo desses dois furos, 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 da seção-transversal dos orifícios dos bicos dos injetores de combustível é muito pequena. Por exemplo, o diâmetro do orifício do bico dos injetores de combustível da BOSCH Company é 0,169 mm × 6. Sob um diâmetro de orifício de bico tão pequeno e uma pressão de injeção tão alta, o fluxo de combustível está em um estado extremamente instável, o ângulo do cone de pulverização do feixe de combustível torna-se maior e a atomização do combustível é melhor. No entanto, a distância de penetração diminuiu. Portanto, a intensidade do vórtice do ar de admissão do motor diesel original e o formato da estrutura da câmara de combustão devem ser alterados para garantir o melhor processo de combustão.
Para a válvula solenóide do injetor de combustível, como o sistema common rail exige que ela tenha velocidade de abertura suficiente e considerando que a pré-injeção é um método de injeção importante para melhorar o desempenho dos motores diesel, o tempo de resposta da válvula solenóide de controle deve ser ainda mais reduzido.