ME型柴油机FIVA阀的控制及动作原理详解

ME型柴油机FIVA阀的控制及动作原理详解

FIVA阀（Fuel Injection Valve Actuation）是ME型柴油机中的关键部件，它通过高频往复动作取代了传统MC机型的凸轮机构。由于在高压环境下工作，FIVA阀的故障率相对较高，因此了解其动作过程及控制原理对于日常维护和保养至关重要。

FIVA阀的组成和作用

每缸配备一只FIVA阀，这是一个带有电磁先导阀的电液式比例节流型换向阀，主要由导阀、主阀和位移传感器三部分组成。气缸控制单元（CCU）负责全程控制FIVA阀，通过主阀芯位移传感器反馈的信号进行比较，并输出新的信号以修正主阀芯的行程。

FIVA阀具有三大功能：

1. 精准控制燃油喷射定时，并为燃油升压器驱动油缸提供液压动力。
2. 精准控制排气阀定时，在不同状态为排气阀驱动油缸提供不同的驱动动力。
3. 通过控制液压动力油的流量来调节燃油喷射量，以满足柴油机的速度负荷要求。

导阀

导阀是一个二位三通比例节流型换向电磁阀。它接收来自CCU的电流信号（4-20mA），根据电磁线圈产生的磁力大小与阀芯下端弹簧进行比较，推动阀芯移动以控制主阀左控制室的流量和方向。

• 当输入电流>12mA时，阀芯下移至工作上位，P口与A口相通，A口排出压力油至主阀左控制室。
• 当输入电流<12mA时，阀芯上移至工作下位，T口与A口相通，A口释放主阀左控制室压力油。

主阀

主阀是一个三位五通比例节流型换向阀。其工作位置包括：

• 中位：确保燃油升压器驱动油缸和排气阀驱动油缸连通回油油路。
• 左位：控制喷油动作，包括喷油定时和油门大小。
• 右位：控制开阀动作，包括开阀定时和开阀力量。

由于控制目标不同，主阀设计为非对称结构，喷油控制的右移行程大于开阀控制的左移行程。

FIVA阀的液压原理

FIVA阀的液压控制原理如图所示。主油路连接到主阀芯通道，主油路支路连通至导阀及主阀右控制室。在导阀控制下，左控制室不断进、回油，腔内压力随液流方向和流量变化。右控制室始终保持较高压力，其作用相当于具有一定预紧力的液压弹簧。

主阀芯的位移随导阀输入电流的变化而变化。在左右移动过程中，位移传感器不断检测阀芯位置，并反馈信号至CCU，使J70导阀输入电流值在4-20mA范围内变化，以达到所需工作位。主阀芯达到所需工作位时，导阀输入电流相对稳定，并与主阀芯位置及通过主阀芯的液压油流量成正比关系。

FIVA阀控制过程

中位

在非喷油或开阀时，主阀芯在中位，接通燃油升压器和排气阀驱动油缸的回油。此时CCU的输出电流信号J70为8-12mA，导阀工作在下位，形成节流口释放主阀左控制室液流，确保主阀芯在中位。

喷油

1. 喷油准备：接近喷油角时，CCU发出>12mA的电流信号，导阀阀芯向下移动，主阀左控制室进油，推动主阀阀芯向右移动。
2. 油门控制：主阀芯位移量决定了进入驱动油缸液压油流量的大小，最终控制喷油量多少。
3. 喷油结束：主机转过喷油角时，CCU输出电流回到8-12mA，导阀换向并释放左控制室液流，主阀芯回到中位。

排气阀开阀

1. 开阀准备：接近开阀转角时，CCU输出电流J70减小至4-8mA，导阀阀芯向上移动，主阀左控制室快速卸压，主阀阀芯向左移动。
2. 初始开阀：CCU输出电流接近4mA，确保主阀芯完全移到左端，获得最大开阀动力。
3. 维持开阀：开阀完成后，CCU输出电流接近8mA，主阀芯向右移动形成节流，维持少量液压油进入排气阀驱动油缸。
4. 关阀阶段：主机转过开阀角时，CCU输出电流回到8-12mA，主阀芯回到中位，接通排气阀驱动油缸回油油路。

FIVA阀常见故障

FIVA阀在新设备磨合运行时故障率较高，常见故障包括：

1. 导阀或主阀咬死，表现为不喷油、不开（关）排气阀，单缸排温偏差低报警。
2. 导阀电磁线圈烧毁或弹簧断裂。
3. 导阀电磁力不足，主阀中位对中不良向左偏移，单缸喷油量少，排气阀开阀时间长。
4. 导阀弹簧力不足，主阀中位对中不良向右偏移，单缸油门偏大，排气阀开启时间短。
5. 系统内进入空气，运行不稳定，可能造成单缸油门偏大或排气阀延迟关闭。

FIVA阀维护管理

1. 液压油管理：保持自清洗油滤器正常工作，定期清洗更换滤芯，确保油温在正常范围，定期化验液压油质。
2. 中位调试：FIVA阀由专业厂家调试，不可随意拆装。特殊情况下可在阀接线板上微调输入电流J70，或使用专用工具调整主阀芯位置。
3. 运行中管理：确保主阀控制室节流泄压管畅通，主油路回油保持一定背压，维护保养后彻底排尽液压系统空气。