电控单体式 喷油器(EUI)系统

在电控单体式喷油器(EUI)系统中,将喷油泵、喷油器和电磁阀组合为一个整体,安装在发动机气缸盖上燃烧室的上方,EUI由摇臂驱动,摇臂由发动机凸轮轴通过传动机构进行驱动,这种由机械促动力来产生高压喷射的单体式喷油器能产生

高达200MPa的喷油压力,喷油压力升高率曲线接近理想。目前,Detroit、Caterpillar、Cummins、Volvo和Bosch等公司所采用的高速大功率电控喷油器都是由凸轮轴摇臂机构驱动的,除了另一种液压驱动的电控单体式喷油泵(HEUI)是例外。

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无论哪种电控燃油系统,都是利用多个传感器获得喷油定时和喷油量的准确信息,如图所示的是Caterpillar的EUI燃油系统,油门位置信号传感器安装在加速踏板或油门旋钮上,其他大多数传感器都安装在发动机上,有凸轮轴位置传感器,曲轴位置传感器,机油压力、机油温度、水温、水位、进气温度、大气压力、增压压力等传感器,传感器将所有关系到发动机性能的信息传送给发动机电脑板ECM,ECM对这些信号评估并与存储的优化值进行比较,决定能够产生最佳性能所要求的喷油定时和喷油量,然后将脉宽调制信号(PWM)发送给单体式喷油器中的高速电磁阀,以控制各喷油器在最佳定时向燃烧室喷射适量的燃油。系统可以控制喷油的开始、持续和结束,保证发动机在任何负荷和转速下的性能都达到最佳。电磁阀通电关闭的时刻决定了喷油的开始时刻(喷油时),电磁阀通电的持续时间决定了喷油量。在一定转速下,一个循环内PWM信号高电压所占百分比(占空比)越大,电磁阀的激励时间越长,喷油量越多,相反,PWM信号在高电压的持续时间越短,喷入燃烧室的燃油量就越少。所以,电控燃油系统可以实现精确的喷油定时及喷油量。

EUI系统属于低压燃油系统,由齿轮泵提供低压燃油,Caterpillar的EUI系

统的燃油压力一般在325~550kPa之间。EUI喷油器内的喷油柱塞由发动机凸轮轴驱动,各喷油柱塞的运动行程固定,而喷油的有效行程由电磁阀的通电时间决定。在喷油柱塞上移(充油)行程中,喷油器的电磁阀断电,溢流阀开启,来自气缸盖供油道的燃油通过喷油器内部油道进入喷油柱塞下方的油腔室,在喷油柱塞下移行程中,ECM向电阀发送PWM信号,电磁阀通电使溢流阀关闭,封闭的油腔内建立起高压,当燃油压力达到预设值,顶开喷油阀弹簧,开始喷油。当电磁阀失电,溢流阀就开启,喷油器内的高压燃油泄漏,使燃油压力消失,喷油阀关闭,非常迅速地终止喷油过程。当前,电控发动机所用的EUI和EUP内的电磁阀的响应速度可以达到在1ms(千分之一秒)内开、闭两次,使能够把一次喷射分成“先导喷射”和“主喷射”两部分,就是先向气缸内喷入少部分燃油,进行预燃烧,随后再喷入大部分燃油,预燃烧已经形成的火焰前锋迅速点燃主喷射的大量喷油,使燃油过程平稳安静,以改善发动机的起动性能,降低噪声,提高燃油经济性并降低废气排放。


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