当前位置:首页 > 新闻动态

联系我们

泰安市科门瑞尔工贸有限公司

山东泰安东岳大街东首

电话:0538 6112588
   李经理:13053877988
传真:0538 6122577
点击发送QQ消息     点击发送QQ消息

卡特电控燃油系统工作原理

查看次数:4492发布日期:2014-01-08

(1)燃油系统的工作原理

  HEUI燃油系统采用液压方式而不是机械方式控制喷油速率,HEUI燃油系统使喷油速率随发动机转速的变化而变化,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喷油器柱塞在喷油电磁阀未接到来自ECM的信号产生激励之前不会运动,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.

  在HEUI系统中,除了所用的液压驱动单体式喷油器以外,燃油系统的布局和排列与用于3176B、Cl0、C12和3406E型发动机上的CoterpillarEUI燃油系统很相似.是用于3406E型发动机的EUI燃油系统和用于3408E型及3412E型发动机上的HEUI燃油系统的对比,其间的主要差别是在HEUI系统中采用了一个喷油驱动压力传感器和一个喷油驱动压力控制阀.3408E及3412E型发动机所用的HEUI燃油系统中电子控制系统的供电电压如下.

  ①ECM:24V.

  ②转速及定时传感器:12.5V.

  ③HEUI喷油器电磁阀:105~110V.

  ④模拟传感器:5V.这包括下列传感器:液压机油压力传感器;冷却液温度传感器;大气温度传感器;涡轮增压器进口压力传感器;涡轮增压器出口压力传感器;润滑机油压力传感器;液压机油温度传感器;燃油温度传感器.

  ⑤数字传感器:8V.包括下列传感器:油门位置传感器;油泵控制阀信号传感器;排气温度传感器.

  ⑥油泵控制阀:0~24V.

  (2)低压燃油系统

  HEUI系统属于低压燃油系统,在3408E型和3412E型发动机上,由齿轮式输油泵和燃油压力调节器将燃油压力保持在310~415kPa之间,如图2-3所示,燃油从燃油箱被吸出,通过燃油滤清器及油水分离器进入输油泵,输油泵将燃油泵人ECM冷却板,使ECM中电子元器件的温度在发动机运转期间保持在许可范围之内.在燃油供油系统中安装一个燃油温度传感器,用于在发动机运转期间补偿因燃油温度升高所引起的功率损失,燃油流过第二级燃油滤清器后直接流入位于气缸盖顶部的低压供油道,向各个喷油器供给低压燃油,向各个喷油器的供油量是其喷油量的4倍以上,以保证对喷油器提供充分的润滑和冷却,没有喷出的燃油离开油道,经过一个压力调节阀后通过公共回油管流回燃油箱.3116型和3126型发动机低压燃油系统的压力一般在400~525kPa之间.

  (3)高压机油系统

  (b)是CAT3408型发动机HEUI燃油系统的高压机油系统,高压机油泵由齿轮驱动,通过机油滤清器和机油冷却器将机油从发动机的油底壳中吸出.

  简化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液压机油泵,高压油路是从液压油泵到喷油器增压活塞,高压机油压力由调压控制阀(RPCV)控制.当调压控制阀开启时,机油被溢流回发动机的油底壳中.调压控制阀是一个电控溢流阀,用于控制液压机油泵的泵油压力,ECM通过改变供给电控溢流阀的信号电流决定机油泵的输出压力.图2-6是调压控制阀的剖面图,在发动机停机时,调压控制阀内部的滑阀被回位弹簧推到右侧,将机油溢流口关闭;在发动机启动时,ECM向调压控制阀发出信号,使电磁线圈产生磁场,衔铁就会对菌状阀和推杆产生推力,弹簧力和流入滑阀腔内的机油压力共同作用使滑阀保持在右端,使机油溢流油口继续保持关闭,从而使全部机油进入各气缸盖内铸造的机油油道中,直到机油油道内达到期望的机油压力为止.

  (4)发动机启动时的工作原理

  发动机暖机启动时要求的机油压力大约为10.34MPa,如果发动机进行冷启动(冷却液温度低于O度),ECM将要求机油压力达到20.68MPa.

  当发动机着火运转后,ECM向液压机油调压控制阀发出信号,喷油控制压力传感器将监测油道内的实际压力,ECM将实际的油道压力与期望的油道压力进行比较,并调节发送给液压机油调压控制阀的信号,以获得期望的油道压力.通过调节菌状阀位置使滑阀腔中部分机油泄流来控制调压控制阀滑阀腔内的机油压力,而菌状阀位置又由ECM通过调节磁场强度来控制,所以,滑阀位置决定了溢流口的开启面积,从而控制了油道内的机油压力.

  (5)喷油器内的燃油油路

  HEUI喷油器内的主要零、部件,在充油过程中,增压活塞8下方的内部弹簧将所有零、部件推到非驱动位置.高压液压机油从铸造在气缸盖内的油道通过跨接油管供入喷油器的油路低压燃油由燃油供油总管经油道供人喷油器的情况.燃油的压力不足以使柱塞充油止回阀落座关闭,从而使柱塞腔内充满燃油,当增压活塞被推向套筒顶端使止回阀关闭时,充油过程结束.由于喷油器电磁阀处于非激励状态(ECM无信号输入电磁阀),油道内的高压机油就不会进入喷油器中.

  喷油器工作时电磁阀从ECM喷油控制电路接收105~110V的电压脉冲,所以在发动机运转期间一定要将手离开喷油器电磁阀一定距离;否则,将会被严重电击.

  HEUI电控系统的所有部件,ECM将根据各种传感器输入的信号向某个喷油器驱动模块输出决定喷油量的脉宽调制(PWM)信号驱动该喷油器喷油,当电磁阀被驱动时,将克服菌状阀保持关闭的弹簧压力,将菌状阀打开,同时会关闭所有机油溢流通道,允许高压机油流到菌状阀周围,并进入增压活塞的顶部.

  参照图2-7,发动机处于熄火状态时HEUI喷油器不喷油,电磁阀5将被回位弹簧4压紧在下方的阀座2上,当发动机处于运转状态而某个喷油器不喷油时,高压机油将被堵塞,菌状机油阀腔9将开启溢流,增压活塞8和柱塞7被推到套筒顶部,燃油活塞腔12将被燃油充满,当来自ECM的PWM信号驱动喷油器电磁阀5时,菌状阀1将离开下阀座2而顶靠在上阀座6上,将到菌状机油阀腔9的油道关闭,从而允许高压机油通过进口3进入单体式喷油器中,直接作用于增压活塞8顶上.增压活塞的承压面积大约是燃油柱塞面积的7倍.因此,当液压油路供给油压21000kPa时,燃油柱塞下方的燃油压力将升高到约145000kPa.当作用在增压活塞8顶上的液压机油的压力足够高时,将推动增压活塞8和燃油柱塞7向下运动,升高套筒11和燃油活塞腔12内的柴油压力.当燃油压力超过喷油器喷油阀的开启压力(约31000kPa)时,喷油阀将会开启,将燃油通过喷头上钻出的小孔直接喷入发动机燃烧室中.3408E型和3412E型发动机喷油器头部有6个以140.排列的直径为0.252mm的喷孔,逆流止回阀14防止燃油回流,使压力燃油作用于喷油阀17上.当电磁阀5不被激励时,喷油过程结束,允许菌状阀1、增压活塞8和燃油柱塞7回到其等待喷油位置.在燃油柱塞7向上移动期间,会将燃油通过油道吸入燃油活塞腔12内,再通过燃油充油口15和进油单向球阀13进入喷油器,为下一次喷油做好准备.

  除了进油单向球阀13和逆流止回阀14以外,喷油嘴还是传统结构,在柱塞7下移行程中,进油单向球阀13不会落座密封,保证燃油活塞腔12内充满燃油,逆流止回阀14只允许燃油流入喷油嘴,而不允许燃油从喷油器端部回流,逆流止回阀的作用与各种单体式喷油器中由上方弹簧压紧在阀座上保持关闭防止燃气进入喷嘴的针阀相似.

  (6)记录故障码

  为发动机电子控制系统,当传感器产生的信号超出正常工作参数范围时,将在ECM存储器中记录诊断故障代码,并与其他电控发动机一样点亮仪表板上的报警灯进行报警,能够产生故障代码记录的事件包括:冷却液温度超过107度;冷却液流失;润滑机油压力过低(根据机油压力脉谱判定);喷油驱动压力不正常(低或高);喷油驱动压力系统故障;进气节气门(如果安装);发动机超速直方图;燃油压力过低.