一、概述
电控共轨燃油系统是 20 世纪 90 年代研制出的一种全新的燃油喷射系统,虽
然正式问世不久,但已显示出它的巨大的优越性。这种燃油系统通过各种传感器
检测出发动机的实际运行状态,通过发动机电控单元的计算和处理,可以对喷油
时间、喷油压力和喷油率进行最佳控制。
传统的泵管嘴燃油系统中,喷油压力与发动机的转速和负荷有关,不是一个
独立参量。在高压电控共轨系统中,喷油压力(共轨压力)与发动机的转速和负荷
无关,是可以独立控制的。由共轨压力传感器测出燃油压力,并与设定的目标燃油
压力进行比较后进行反馈控制
1. 共轨系统特性
(1)共轨系统使用一种称为油轨的蓄压室来存储加压燃油,带电子控制电磁阀的
喷射器可将加压燃油喷射到各个汽缸中。
(2)由于发动机 ECU 控制喷射系统(包括喷射压力、喷射率和喷射正时),所以喷射
系统是相对独立的,不受发动机转速或负荷的影响。
(3)由于发动机 ECU 可以将喷射量和喷射正时控制到很高的精度,甚至可实现多
重喷射(一次喷射行程中有多次燃油喷射)。
(4)这样确保喷射压力在任何时侯都是稳定的,即使在低发动机转速范围,通常可
以显著减少在起动和加速期间柴油发动机排出的黑烟量。因此,废气更加清洁且
废气排放减少,从而实现更高的功率输出。
2. 共轨系统构成
共轨控制系统可大致划分为以下四个方面:传感器、发动机 ECU、执行器和诊断
系统(如图 1)
(1)传感器
监测发动机和泵的状况。
(2)发动机 ECU
从传感器接收信号,计算实现发动机最佳运行所需的正确喷射量和喷射正时,然
后向执行器发出合适的信号。
(3)执行器
根据从发动机 ECU 接收的信号,提供最佳喷射量和喷射正时。
(4)诊断系统
监测各传感器和执行器及线路的状态和性能情况,用于 ECU 确定控制策路和外部
诊断。
二、3 HP3 型和 4 HP4 型输油泵
DENSO(电装)公司1995 年推出了世界上第一个用于卡车的共轨系统,1999 年
推出了用于轿车的共轨系统(HP2 输油泵)之后在 2001 年推出了使用 HP3 型输油
泵(一种更小、更轻、提供更高油压的输油泵)的共轨系统,2004 年,推出了基于
HP3 的三缸 HP4 型输油泵的共轨系统。HP3 型输油泵主要安装在轿车和小型卡车
上,HP4 型输油泵主要安装在中型卡车上,系统主要组件安装位置如图 2 所示,燃油系
统总流程如图 3 所示。
1.HP3 型输油泵的组成
DENSO 公司 HP3 型输油泵组成如图 4 所示。HP3 型输油泵主要由两个泵单元
(偏心凸轮、环形凸轮、两个柱塞)SCV(吸入控制阀)、出油阀、燃油温度传感器
和进油泵(次摆线型)等组成,它以发动机相同或一半的转速运转。HP3 型输油泵
结构特点是:两个小型泵单元柱塞对称放置在环形凸轮外侧上方和下方。燃油排
放量由 SCV 控制,从而可减少执行负荷和抑制燃油温度升高。HP3 型的 SCV 有两
种类型常开型吸气阀在不通电时打开)和常闭型(吸气阀在不通电时关闭)。带有
一个 DPNR(柴油粒子 NOk 减少)系统,还有个流量缓冲器。使用该流量缓冲器的目
的是在 DPNR 中的燃油附加阀通道出现燃油泄漏时将燃油自动切断。
(1)进油泵
进油泵采用次摆线型进油泵(集成在输油泵中)(图 5）
进油泵从燃油箱吸入燃油,然后通过燃油滤清器和 SCV(吸入控制阀)供给两
个柱塞。驱动轴驱动进油泵的外部/内部转子,使其开始转动。根据外部/内部转
子的运动增加和减少的空间,进油泵将燃油抽吸到吸入口,然后抽吸到排放口。
（2）调节阀
调节阀使燃油进油压力(排放压力)保持在低于一定水平(图 6)。如果泵转速
增加且进给压力超过调节阀处预设的压力,该阀通过克服弹簧力而打开,从而使
燃油能够返回到吸入侧。
(3)SCV(吸人控制阀)
HP3 型泵的 SCV 使用线性电磁线圈型电磁阀,控制从 ECU 向 SCV 施加电流的
时间(占空比控制),从而控制提供给高压柱塞的燃油量。当电流流经 SCV 时,其中
的电枢根据占空比的不同而移动。燃油流量随电枢的操作而变化,并根据汽缸燃
油通道的打开幅度进行控制。结果,吸入燃油量在控制下达到目标油轨压力,输油
泵执行负荷减少。
HP3 型的 SCV 有两种类型常开型(吸气阀在不通电时打开)和常闭型(吸气阀
在不通电时关闭）。常开型 SCV 结构如图 7 所示,当电磁线圈不通电时,回位弹簧
推动汽缸,完全打开燃油通道并向柱塞输送燃油全部吸入和全部排放）电磁线圈
通电时,电枢推动汽缸,从而压缩回位弹簧和关闭燃油通道。常闭型 SCV 结构如图
8 所示,当电磁线圈不通电时,电枢推动汽缸,完全打开燃油通道并向柱塞输送燃
油(全部吸入和全部排放);电磁线圈通电时,回位弹簧推动汽缸使其返回,从而关
闭燃油通道。
(4)泵单元
泵单元结构和工作原理如图 9 所示。泵单元由偏心凸轮、环形凸轮和柱塞组
成。偏心凸轮附在凸轮轴上,而环形凸轮安装在偏心凸轮上。两个柱塞对称位于
环形凸轮的上方和下方。因为凸轮轴的旋转使凸轮偏离中心旋转,所以环行凸轮
伴随此运动上下移动,这使得两个柱塞往复移动(环行凸轮本身不旋转）。
(5)出油间
出油阀结构如图 10 所示。出油阀有一个集成元件,由止回球、弹簧和保持件
组成。当柱塞中的压力超过油轨中的压力时,止回球打开以排放燃油。
2.HP3 型输油泵工作原理
(1)输油泵燃油总流程(图 11)
燃油从燃油箱被吸入到进油泵,然后输送到 SCV。此时,调节阀将燃油压力调
整到低于一定水平。由进油泵输送的燃油经 SCV 调整达到所需的排放量,然后通
过吸气阀进入泵单元中。泵单元将燃油通过出油阀抽吸到油轨。
(2)工作原理
排放量由 SCV 进行控制,阀开启度由占空比控制来调整。
在进气冲程中,弹簧使柱塞跟随环形凸轮运动,因此柱塞与环形凸轮一起下
降,柱塞本身也吸入燃油。当吸入的燃油通过 SCV 时,流量被控制到阀打开所需的
排放量,然后流入泵主单元。
(3)在抽吸行程中,经过 SC 调整的燃油量被抽吸。如图 12 所示。
· The End ·
声明：本站部分文章内容及图片转载于互联 、内容不代表本站观点，如有内容涉及侵权，请您立即联系本站处理，非常感谢！