要实现柴油发动机整机技术的持续升级，并降低排放、改善燃油经济性，电控燃油喷射技术的运用是其中的关键技术之一，目前最流行的是单体泵和共轨式两大类电子燃油喷油系统。玉柴G6000电控欧Ⅲ柴油机是玉柴试制成功的，由二发厂生产的排放达欧Ⅲ标准的产品，排量为7.8L，标定功率为177kW，燃油系统采用先进的电控单体泵，实现一缸一泵，高压喷油，可自由设定喷油时间，进排气方式为增压和空对空中冷方式。本文将就其采用的电控单体泵燃油喷射系统的基本工作原理、主要构成部件及其主要功能、使用和维护的方法进行了系统的阐述，内容详实。

一、单体泵电控系统的基本工作原理

1.燃油喷射系统

玉柴G6000电控欧Ⅲ柴油机采用目前世界上先进的电控单体泵燃油喷射系统(图1)，包括低压、高压燃油系统。

低压油路部分包括燃油箱、油水分离器、手油泵、输油泵、精滤器、单体泵总成、供油管、调压阀、燃油分配器、燃油温度感应器和回油管等构件，主要任务是将燃油吸入、过滤，并给单体泵提供足量的0.4～0.7MPa的低压燃油；高压燃油系统包括电控单体泵、高压油管和喷油器，主要任务是将燃油加压、分配和喷射。

电控单体泵在控制器ECU的控制下，将一定数量的燃油加压(高达160MPa以上)，并通过单体泵上的电磁阀接收来自ECU的控制指令决定开启或关闭时刻，从而决定各个汽缸当前喷射过程，即喷油压力、喷油量、喷油正时。

2.电控系统

电控系统(图2)是玉柴G6000电控欧Ⅲ柴油机的“神经中枢”，它包括感应器、控制器、执行器和控制线束。

(1)感应器

感应器实时采集柴油机和车辆的运行信息，并将这些控制柴油机运行的基本信息传递给控制器ECU。考虑到对柴油机及车辆驾驶性能的控制，G6000电控欧Ⅲ柴油机电控系统中配置的感应器有柴油机曲轴转速感应器、凸轮轴转速感应器、加速踏板感应器、增压压力感应器、进气温度感应器、燃油温度感应器、冷却水温度感应器以及空调、排气制动、怠速控制等开关。感应器输入信号包括数字信号、模拟信号和脉冲信号。

(1)     控制器ECU

控制器ECU是电气控制部分的核心，它集中了柴油机和车辆的控制策略，通过接受感应器等传递的发动机信息，进行分析、判断和处理，并根据预先写入的控制策略和程序，向执行器(单体泵电磁阀等)发出驱动信号。除了管理喷油以外，ECU还具有其它一些功能如故障诊断、网络通讯、标定与监测等。

(3)执行器

执行器主要有6个单体泵电磁阀、排气制动阀、风扇控制、水温过高指示灯和故障指示灯等。

(4)控制线束

控制线束是连接感应器、各种开关、蓄 电 池 以 及 执 行 器 与 E C U 之 间 的 “ 桥梁”。正在运行的柴油机及车辆的一些机械参数和热力学参数通过感应器转化为电信号，然后经相应的线路传送到ECU，ECU的输出信号也必须通过相应的线路到达执行器。这些线路的线径均根据信号特性进行计算和选择，以尽可能减小线阻对信号的影响，同时所有线路的封装均采用汽车专用标准，具有耐高温、耐腐蚀的特性，有的还必须采用特殊的封装，如曲轴转速感应器和凸轮轴转速感应器采用双绞线，蓄电池的电源线和地线的线径较大。同时，为了减轻ECU的负担，外围控制电路采用控制继电器实现“小电流控制大电流”，因为一些外部电器设备如启动机在接通瞬间会产生浪涌电流，而在断开时又会因存在电感而产生很强的电弧，如果由ECU直接控制将会使其结构变得复杂，并影响工作的稳定性和可靠性，严重时可导致ECU烧毁。

3.低压燃油管路

低压油路部分包括燃油箱、油水分离器和手油泵、输油泵、精滤器、单体泵总成、供油管、调压阀、燃油分配器、燃油温度感应器和回油管等构件。从油路的作用和位置可分为进油系统和回油系统(参见图1和图3)。

(1)进油系统

燃油箱中的燃油在输油泵的吸力作用下，经过油水分离器和燃油分配器，到达输油泵的入口处，然后在输油泵压力下经燃油精滤器被送至单体泵总成油道。单体泵总成和燃油必须很干净，否则会引起单体泵电磁阀和柱塞卡死、密封不严以及喷油器堵塞等现象，所以对于精滤器的等级要求较高(3～5 m)，这样可充分过滤掉燃油中的杂质。输油泵理论输流量为7～9L/min，供油压力为0.4～0.7MPa。

(2)回油系统

回油由三部分组成，分别是①喷油器回油，主要是喷油器的泄漏燃油，一般情况下较少，通过喷油器回油总管经燃油分配器返回燃油箱；②单体泵总成泄漏回油，即燃油通过单体泵总成密封圈的泄漏燃油，正常情况下该泄漏量很小，在低速时几乎没有燃油泄漏，在高速大负荷时最多为滴状，这部分燃油通过回油管经燃油分配器回到输油泵入口；③燃油调压阀回油，为了防止输出燃油压力过高(如油道堵塞等)引起输油泵的过载，在输油泵的出口处安装有一安全阀(单向球阀)，当燃油压力大于0.4～0.6MPa时，安全阀打开，燃油通过回油管经燃油分配器返回到燃油箱，从而保护输油泵。

4.单体泵总成润滑管路

单体泵总成采用柴油机机油强制润滑，不需要维护保养，但在初次使用或长时间停机后，应向单体泵凸轮室加注一定量的润滑油(从凸轮轴检测窗口加入)。润滑油通过柴油机的循环系统对单体泵总成进行强制冷却，如图4所示。

二、电控系统的主要零部件

1.电控单体泵

玉柴G6000电控欧Ⅲ柴油机采用了6个Delphi电控单体泵，其特点如下：①可产生高达200MPa的喷射压力；②挺柱滚轮总成独立；③控制喷油的电磁阀集成在单体泵体内；④具有单个单体泵的独立电控特性；⑤采用柴油机机油和燃油强制润滑和冷却；⑥单体泵具有良好的一致性和100万千米的耐久性；⑦可快速安装与拆卸；⑧满足欧Ⅲ排放要求；⑨具有良好的整机性能。

[1] [2]  下一页