電控單體泵工作原理與機(jī)械柱塞泵較為類似，不同的是其搭載在柴油機(jī)上時(shí)每個(gè)氣缸各有一個(gè)獨(dú)立的單體泵總成（噴油泵，輸油管，噴油嘴），并且單體泵采用電控高速高精度電磁閥控制燃油噴射開始。單體泵系統(tǒng)的噴油泵和噴油嘴之間由短高壓輸油管連接，燃油壓力的產(chǎn)生和噴射分離使附件更加簡單可靠，維修成本低。當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)可以只針對單缸的單個(gè)零件進(jìn)行維修，大大降低了康明斯用戶的使用和維護(hù)成本。
一、電控單體泵燃油噴射系統(tǒng)的工作原理
輸油泵從燃油箱中將柴油泵出，其經(jīng)過濾清器和油水分離器等裝置，最后將柴油泵入到柱塞中，柱塞在油泵凸輪的驅(qū)動(dòng)下在泵腔內(nèi)使燃油建立很高的壓力。在某一時(shí)刻ecu控制電磁閥工作，使燃油通過電磁閥進(jìn)入高壓油管內(nèi)。當(dāng)高壓油路的油壓壓力大于噴油器的開啟壓力時(shí)，針閥開啟，燃油進(jìn)入到氣缸內(nèi)。電磁閥斷電時(shí)，高壓油管內(nèi)的油壓壓力快速下降，針閥落座，噴油過程結(jié)束。
在整個(gè)燃油噴射系統(tǒng)中，高速電磁閥是噴射系統(tǒng)的關(guān)鍵部件之一，直接控制系統(tǒng)噴油量和噴油時(shí)間，一方面需要這種閥具有很快的開關(guān)速度和控制精度，另一方面要求其可以產(chǎn)生巨大的電磁力以保證油路通斷的可靠性。油泵的驅(qū)動(dòng)凸輪是系統(tǒng)的另一個(gè)關(guān)鍵部件，因?yàn)樗侨加彤a(chǎn)生高壓的動(dòng)力源，而更為重要的是凸輪型線對同樣系統(tǒng)的供油規(guī)律有直接的影響。
電控單體泵系統(tǒng)原理圖
二、單體泵電控燃油噴射系統(tǒng)的組成
單體泵電控燃油噴射系統(tǒng)是在泵噴嘴的基礎(chǔ)上衍生出來，除了壓力較泵噴嘴稍低一點(diǎn)外，其他功能基本和泵噴嘴相近，在國三柴油發(fā)電機(jī)上應(yīng)用較普遍。與泵噴嘴電控系統(tǒng)和共軌系統(tǒng)相比，單體泵電控燃油噴射系統(tǒng)具有成本低、性能可靠、使用壽命長、故障率低、維修方便等優(yōu)點(diǎn)。電控單體泵的結(jié)構(gòu)如圖2-19所示。每個(gè)缸均配裝一個(gè)電控單體泵、一根標(biāo)準(zhǔn)長度的較短高壓油管，因此避免了在高壓油管中的油壓壓力波動(dòng)，進(jìn)而可以精確地控制噴射循環(huán)。電控單體泵燃油噴射系統(tǒng)如圖2-20所示，柴油經(jīng)過一個(gè)低壓輸油泵加壓，再經(jīng)過單體泵加壓，最高能夠達(dá)到200～250mpa的高壓。電磁閥控制其回油通道，電磁閥的關(guān)閉時(shí)刻即為單體泵供油的開始時(shí)刻，每次關(guān)閉的持續(xù)時(shí)間決定供油量。
電控單體泵結(jié)構(gòu)圖
(1) 供油系統(tǒng)組成及規(guī)范
噴油器
位置傾斜 20°，無回油噴油器， 噴射壓力1.8 × 102 pa;
電控單體泵
傾斜 10°， 柱塞直徑 u10mm， 噴射壓力1.6 × 102pa;
挺柱
直徑u32mm， 滾輪直徑u24mm;
凸輪軸
基圓直徑u36mm， 行程 14mm;
高壓油管
各缸形狀完全一致， 其展開長度為196mm，外徑u6mm， 內(nèi)徑u1.8mm。
( 2) 主要功能
在發(fā)動(dòng)機(jī)各種工況下， 按照整機(jī)要求定時(shí)、定量供給高壓燃油， 使各缸能夠正常工作， 發(fā)出要求的功率、扭矩， 同時(shí)滿足排放標(biāo)準(zhǔn)。它對發(fā)動(dòng)機(jī)的性能、工作可靠性和耐久性起到至關(guān)重要的作用， 是燃油供給系統(tǒng)的核心部位。
三、電控單體泵燃油噴射系統(tǒng)的工作過程
電控單體泵燃油噴射系統(tǒng)的工作過程可以分為以下4個(gè)階段：
1、充油過程
當(dāng)柱塞向下移動(dòng)時(shí)，噴射系統(tǒng)內(nèi)部的壓力將低于低壓油路的燃油壓力，此時(shí)低壓系統(tǒng)中的燃油將通過柱塞套上的進(jìn)油口進(jìn)入到高壓噴射系統(tǒng)中。
2、旁通過程
當(dāng)柱塞向上移動(dòng)時(shí)，柱塞腔內(nèi)的油壓上升，只要電磁閥處于斷電狀態(tài)，此時(shí)柱塞腔內(nèi)的油壓與進(jìn)油壓力大體相同，燃油通過回油通路回到燃油箱內(nèi)。
3、噴射過程
在柱塞供油行程中，電控系統(tǒng)ecu根據(jù)所采集到的各傳感器信號在某一個(gè)特定的時(shí)刻發(fā)出噴油控制脈沖指令，通過驅(qū)動(dòng)電路使電磁閥按占空比通電。在通電時(shí)段內(nèi)，回油通道被關(guān)閉，柱塞腔形成一封閉容積，隨著柱塞向上移動(dòng)，燃油在封閉容積內(nèi)被壓縮，高壓油道內(nèi)的油壓迅速上升。當(dāng)油壓高于噴油器開啟壓力時(shí)，針閥開啟，燃油噴入到氣缸內(nèi)。
4、卸荷過程
當(dāng)噴油脈沖指令終止時(shí)，電磁閥斷電，回油通道接通，燃油從回油通道內(nèi)回到燃油箱中，高壓燃油經(jīng)閥口向低壓系統(tǒng)泄壓，高壓油路壓力下降，當(dāng)油壓降低到不足以開啟針閥時(shí)針閥落座，噴油結(jié)束。
隨著工業(yè)設(shè)計(jì)和制造水平的不斷提升，現(xiàn)代柴油機(jī)機(jī)性能愈來愈優(yōu)良。高動(dòng)力、低排放、低油耗和高可靠性已成為各大廠商發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品的賣點(diǎn)。相信通過國內(nèi)綜合工業(yè)水平的大幅度提升，各主機(jī)廠和發(fā)動(dòng)機(jī)廠不斷努力進(jìn)步定會(huì)造出更加性能優(yōu)良的產(chǎn)品，讓用戶在電力使用過程中更加安心。

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