液压驱动单体式喷油器(HEUI)系统

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液压驱动电子控制单体式喷油器(HEUI)系统是由Caterpillar和International公司联合设计的,目前被用于卡特的3116B、3126B、C9、3408E和3412E型等发动机上。HEUI系统也属于低压燃油系统,由齿轮泵、叶片泵或电子泵提供低压燃油,燃油压力一般在310~525kPa之间。除了采用液压力驱动而不是机械力驱动单体式喷油器以外,HEUI燃油系统的布局和排列与CaterpillarEUI燃油系统很相似,ECM的喷油控制过程可参照上述的EUI系统,只是在HEUI系统中,代替摇臂作用于各喷油器端部的是增压活塞上的高压机油,比EUI系统多了一个喷油驱动压力(IAP)传感器和一个喷油驱动压力控制阀(IAP控制阀)。

HEUI燃油系统采用液压方式而不是机械方式控制喷油速率,使喷油速率不随发动机转速而变化,从而提高了发动机的性能,改善了燃油经济性并降低了排放。HEUI喷油器的操作过程是:电磁阀未激励时,提升阀在弹簧力作用下关闭,高压机油未进入喷油器,柱塞及增压活塞在回位弹簧作用下处于顶部,燃油顶开单向球阀注入柱塞腔。当电磁阀被激励时,提升阀上升,关闭泄油口,并打开进油口,高压机油进入喷油器,作用于增压器活塞,将活塞与柱塞一起往下压,对柱塞腔的燃油加压,当燃油压力达到大约28MPa时,喷嘴单向阀被顶开,开始喷油。一次喷射被分成先导喷射和主喷射两部分,在柱塞底部开有三个小孔,并开有PRIME槽,当柱塞下行到PRIME槽对准了溢流口,柱塞腔燃油泄漏,喷油暂停,先导喷射结束;当柱塞继续下行,PRIME槽通过了溢流口,就开始了主喷射,直到电磁阀停止激励,提升阀关闭高压机油入口,活塞上部的高压机油从泄油口排放,增压活塞及柱塞在回位弹簧作用下上行,使柱塞腔内燃油压力下降,就停止了喷射。HEUI喷油器柱塞在喷油电磁阀未被PWM信号激励之前不会运动,不像机械

驱动的EUI燃油系统中的柱塞运动要受到发动机凸轮转速和凸起持续时间的限制,所以,定时控制更加精确。

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机油油路由低压油路和高压油路两部分组成,低压油路是从发动机润滑机油泵到高压机油泵,高压油路是从高压机油泵到喷油器增压活塞。高压机油泵是一个齿轮驱动的轴向活塞液压泵。ECM通过喷油驱动压力(IAP)传感器和喷油驱动压力控制阀(IAP控制阀)对高压机油压力进行闭环控制。

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发动机启动时,大约需要6MPa的喷射驱动压力才能启动单体式喷油器,由喷油驱动压力传感器采集压力信号给ECM,在达到6MPa的实际驱动压力之前,单体式喷油器不会点火。HEUI喷油器中,因为增压器活塞的表面积是柱塞表面积的六倍,所以产生的倍增的燃油喷射压力也是驱动压力的六倍,起动时大于6MPa的驱动压力产生大约35MPa的燃油喷射压力有助于冷起动。启动后,根据发动机工况需要,通过ECM输出的PWM信号控制喷油驱动压力控制阀,使喷油驱动压力在6MPa到24MPa之间波动,而产生的喷射压力就大约在35MPa~162MPa之间。


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