康明斯发电机燃油系统内主要零部件的结构与原理介绍

前言：康明斯发电机电控高压共轨燃油系统为蓄压式共轨系统，该系统主要由燃油箱、崇曲虑清器、供油泵（包括内置式输油泵）、高低压燃油管、油轨、电控噴油器和ECU等蛆成。图2-108所示为燃油系统基本工作原理框图。各主要零部件的结构与原理如下。

1.摆动式燃油泵：装在高压泵内，由凸轮轴驱动，从油箱吸出柴油，经柴油清器后，送人高压泵柱塞内。图2-109所示为摆动式燃油泵的构造及作用。

2.高压泵
康明斯公司的供油泵从20世纪90年代开始研发，到2001年是第一阶段，也即第一代产品，主要有直列泵型的HPO型供油泵系列。HPO系列供油有HPO—UHD、HIPO一HD和HPO—MD型，也包括ECD—U2(P)型。电控共轨系统使用的HP2型供油泵，供油压力从1998年之前的120MPa到2000年以后提高到145MPa。从2002年开始到2006年是第二阶段，即第二代产品，其特怔是HPO系列供油泵的供油压力提高到180MPa，推出了ECD—U2（P）用的转子式供油泵一HP3和HP4，在转子式供油泵中全部采用进油计量，供油压力均为180MPa。

1）任务。供油泵的主要作用是将低压燃油加压成高压燃庙、并将高压燃油供给并储存在共轨内，等待ECU的喷射指令。供油压力可以通过压力限制器进行设定，所以，在共轨系统中可以自由地控制喷油压力。
HPO系列供油泵的主要特征如下：1.可靠性高。可以满足高供油压力的要求：第一阶段，120~140MPa；第二阶段，160-180MPa;采用机油润滑，使用寿命长，使用过程中故障少。2.成本低。不同的柴油发电机可以选用不同的供油泵。一般说来，大型柴油发电机选用类似于直列泵的供油泵，小型柴油发电机可以选用类似于分配泵的转子式供油泵。3.效率高。因为采用电磁阀控制预行程，只对需要的供油量做功，不必对多余的燃油进行加压；实现同步控制，一副柱塞偶件用三个凸轮完成压油。

2）供油泉结构与原理。图2-110所示为HPC)系列供油泵的外形。其各部件的结构与工作原理如下：输油泵，位于高乐油泵的左侧，与高压油泵集成在一起，提供高压油泵一定压力的燃油。燃油计量单元(PCV电磁阀）为压力控制阀，高压油轨内的压力因供油、渗漏、回油等因素导致压力波动，通过压力控制阀可保持乐力的稳定。该阀实际为一执行器，在断电状态下，靠弹簧作用力，阀处于全开状态；当通电后电磁阀动作，克服弹簧力，将阀关闭‰在柴油发电机起动或运转时，根据ECU的指令来控制电磁阀的动作，保证高压油轨内压力稳定在规定要求。凸轮轴位置传感器用于判断康明斯柴油发电机第[缸压缩上止点的到来时刻，作为喷油的基准信号，在曲轴转速传感器故障时可以维持柴油发电机跛行功能。供油泵产生的高压燃油经共轨分配到各个气缸的喷油器中，燃油压力由设置在共轨内的压力传感器检出，反馈到控制系统，并使实际压力值和事先设定的、与柴油发电机转速和柴油发电机负荷相适应的压力值始终一致。

HPO型直列式供油泵结构和传统的直列式喷油泵相似，通过凸轮和柱塞机构使燃油增压，各柱塞上方配置供油阀。凸轮有单作用型、双作用型、三作用型和四作用型等多种；康明斯柴油发电机采用三作用型凸轮可使柱塞单元减少到1/30向共轨中供油的频率应和喷油频率相同，这样可使共轨中的压力波动平稳。HPO型供油泵的基本工作原理如图2-111所示。高压泵的工作过程如下。

1.当柱塞下行，PCV控制阀保持打开状态，低压燃油经控制阀被吸人柱塞上方，如图2-111a所示。

2即使柱塞上行，但PCV控制阀中尚未通电，控制阀仍处于开启状态，原来被吸人的柴油并未升压，会经pcv控制阀被压回低压腔，如图2-111b所示。

3.ECU计算出满足必要的供油量时，适时地向PCV控制阀供电，控制阀关闭，切断回油流路，柴油被柱塞压缩，柱塞腔内燃油增压，因此，高压燃油经出油阀（单同阀）压入共轨内，如图2刁凵c所示；控制阀开启后的柱塞行程与供油量对应。因此变化PCv的通电时间，即可改变送油量，则供油量随之改变，从而可以控制共轨压力。
4.凸轮越过最大升程后，则柱塞进人下降行程，柱塞腔内的压力降低；这时出油國关所，压油停止；控制阀处于断电状态，控制阀开启，低压油再度被吸人柱塞上方，恢复到图2-111d所示状态。特别值得指出的是，在HPC)型供油泵中，PCV控制阀采用螺旋形磁铁，取代了传统的菱形磁铁，使得结构得到改善，性能提高。由以上说明可以得知，PCV控制阀调节送出的柴油量，以调整共轨内的油压，故控制阀通电时间的长短，即可控制共轨内压力的大小。康明斯柴油发电机HP4型转子式供油泵的体积更小、结构更加紧凑，采用进油计量法。HP3型和HP4型供油泵的设计充分考虑到标准化，两种供油泵的零部件通用化率达到80％。供油部分基本是通用的，充分考虑到生产工艺性；2缸和3缸形成系列。