8.单体泵基本知识
单体泵柴油喷射系统(Dedicated-pump diesel system)可以说是柴油发动机的一次革命,不仅发动机性能大幅度提高,而且在设计上也是一次彻底的革新,因为它每一个喷油器上都带有一个高压油泵,如图5-5所示。
单体泵柴油喷射系统在结构上可分为两种形式,一种是泵喷嘴系统(Unit InjectorSystem, UIS ),主要应用在轿车上,尤其以大众品牌轿车最为常见,在结构上高压油泵和喷油器做成了一体,可直接安装在发动机缸盖上,泵喷嘴由发动机顶置凸轮轴驱动。另一种是单体泵系统(Unit Pump System,UPS ),主要应用在商用车上,在重型货车上最为常见。单体泵与喷油器由一根很短的高压油管连接,分别安装在缸体和缸盖上,单体泵同样由凸轮轴驱动。传统柴油发动机,喷油器喷油时的动作是由凸轮轴来控制的,而在单体泵柴油喷射系统中凸轮轴提供了高压油泵的驱动力。
9.系统特点
(1)单体泵系统特点单体泵技术使燃烧更适合工况的需要,因而燃烧更充分,效率更高,降低了排气污染和燃油消耗率。它还有以下优点。
1)由凸轮轴通过挺柱驱动,结构紧凑,刚性好。
2)喷油压力可以高达200MPa。
3)较小的安装空间。
4)高压油管短,且标准化。
5)调速性能好。
6)具有自排气功能。
7)结构简单,可靠性/耐久性好。
8)维修便捷快速,换泵容易,维修成本低,维修保养性好。
9)对燃油品质的要求较低,对燃油灰分杂质、水分的敏感性低。
10)产品升级继承性好,到欧Ⅳ欧Ⅴ后,对原机械喷油系统发动机结构改动相对小。
(2)单体泵系统与共轨系统的喷油规律与柴油机燃烧要求符合性对比。
1)单体泵系统。喷射规律为后三角形,初期喷射率低,后期高,符合柴油机燃烧所需要的先缓后急的理想放热规律要求,与发动机燃烧系统配合较好,不同需求的机型还可通过优化凸轮设计实现较理想的喷油规律,如图5-6所示。噪声的进一步控制还可通过在电磁控制阀上增设节流段或采用双弹簧喷油器等方式来实现,有利于实现低振动、低噪声,驾乘舒适性好。
2)共轨系统。初期喷射率高,喷射规律为矩形,不符合柴油机燃烧所需要的先缓后急的规律,不利于NO:控制,如图5-7所示;若不采用预喷,对经济性、柴油机工作粗暴和噪声控制均不利;为了降低噪声,预喷和主喷间隔必须非常近,燃烧噪声才会降低,同时还要求极小的预喷量得到重复的精确控制,目前只有压电式共轨喷油器能够达到。共轨式系统采用预喷技术可以降低怠速噪声。
10.系统构成
(1)系统组成EDC 16电控系统是一个新型的全电子控制柴油机燃油喷射系统,它不再采用机械调速器(没有齿杆装置)。与传统的机械喷射系统不同的是,使用EDC16系统可以自由地控制喷油持续期(喷油量)和喷油开始时间(喷油定时)两个参数。因此,该系统能够满足国家第三阶段(欧Ⅲ)排放法规的要求。
EDC 16可大体地划分为两个部分。
1)燃油系统:高压油管、喷油器、电控单体泵、输油泵。
2)电控系统:电控单元(ECU)、传感器、开关,以及线束。
该系统组成如图5-8所示。
(结构示意 电控单体泵发动机电控系统结构示意如图5-9所示。
单体泵结构示意如图5-10~图5-12所示。
11.系统电路图
发动机控制系统电路如图5-13所示,以BF6M2012机型为例。