1.2.1　電控單體泵燃油噴射系統

作為在國內外都有著成熟應用的電控單體泵技術,其基本構成是:將油泵柱塞驅動與柴油機配氣機構所需凸輪軸整合為一體,包含在機體內部,從而實現油泵到噴油器的燃油管路最短化,如圖1?21所示。

圖1?21　電控單體泵燃油噴射系統

電控單體泵系統已在國內很多品牌的柴油機(如道依茨、玉柴等)上廣泛使用,被公認為是性能優越、穩定可靠的電控燃油噴射系統之一。

柴油機工作時通過柴油機周圍安裝的眾多傳感器來偵測柴油機狀態,并將此狀態作為控制油泵電磁閥時間的輸入信息,對燃油噴射量、噴油正時實行電子控制。其主要工作原理是通過電子系統對噴入氣缸的噴油量、噴油正時進行精確、柔性的控制,以及通過油泵結構設計的優化進而實現對噴油氣缸噴油壓力的提高,從而改善柴油機的燃燒工作過程,從而在有效降低柴油機的排放水平以滿足排放法規的同時,還能夠較大改善柴油機的燃油經濟性、噪聲特性。

電控單體泵燃油噴射系統主要包括一個帶有出油控制閥的高壓油泵、機械噴油器,以及連接所需的燃油管路、濾清系統。其技術的主要特征是在柴油機機體上集成了噴油泵的功能,并通過在油泵上加裝電磁閥(圖1?22所示)控制其出油時間、油量,從而達到燃油噴射優化的目的。其油泵與柴油機凸輪軸共用一根凸輪軸,從而在結構上最大程度得到簡化,并縮短了油泵出油口到噴油器的管路距離。

圖1?22　電控單體泵外形示意圖

由于在油泵的出油口加裝了能夠精確進行燃油計量、時間控制的電磁閥,因而能夠對噴油正時和噴油量進行較為精確的控制,有利于燃燒過程的優化。

由于其油泵提升壓力原理與直列式噴油泵類似,所以其噴油規律為“三角形”的前緩后急的特征,一定程度上有利于燃燒過程的優化,盡管最高壓力可達到180~200MPa,但壓力隨柴油機轉速下降而降低,低轉速區域的壓力較低,因此不利于柴油機低速性能的提高。

由于其噴油器的噴油開啟方式仍是依靠彈簧壓力控制,不可能進行多次噴射,故如果進入國Ⅴ、國Ⅵ階段,可能需重新換用新燃油系統或在排氣系統中添加催化器裝置,并要求噴油器具有多次噴射能力。

同時,在國內產品應用中,考慮到重新設計柴油機機體需要對現有柴油機的鑄造、加工生產線有較大的變動,為控制成本,一般都采用外掛式單體泵,而這種設計,很難避免較大的驅動扭矩,并且噪聲較大。

總的來說,電控單體泵基本可以滿足排放控制階段柴油機對燃油系統的要求,但是對國Ⅵ以后柴油機的開發升級存在較大困難,特別是在國產的外掛式單體泵系統上,未來難以實現燃油多次噴射以滿足后處理排放的燃燒系統要求。即便將來部分單體泵將機械噴油器改進為電磁閥噴油器后,也能夠實現多次噴射,但由于對噴油器實行二次電子控制,相較于電控共軌系統,結構仍然是較為復雜。