卡特彼勒HEUI供油系统及其故障诊断

卡特彼勒HEUI供油系统及其故障诊断

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摘

卡特彼勒!"#$供油系统及其故障诊断

北京理工大学北京一清环卫集团公司西

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赵龙庆许建忠何

超

蚩小霞

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要：介绍了卡特彼勒公司开发的"#$%发动机供油系统及其故障诊断。这种喷油系统利用发动机润

滑油作为燃油增压的工作介质，这是柴油机近十年最重要的技术革新之一。其增压式喷油器和电子控制系统

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美国卡特彼勒与那威斯塔万国运输公司

!"#$%&’#(%)’*()#’%+)#,’(#)&-+(’#’%+).+-/0研究的

1234!156(#7,%.#,,58.’7#’*62,*.’(+)%.#,,59+)’(+,,*63)%’4):*.’+(0燃油供给系统开发于;<=>年，最初研制的机械式单体喷油泵（用于@;;A?34）

发动机上。卡特公司;<<B年对系统进行改进后应用于CD8EF=、CD8EAA和CD8B@F柴油机上，;<<>年研制@;GAH电控单体泵广泛应用到各种柴油机上，其燃油系统称为123414@FFF，电控系统称为

用柴油机中的润滑油8C2?GFFF。由于结构独到，

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关键词：增压式喷油器

供油系统

故障诊断

的综合应用充分体现了卡特彼勒"#$%

供油系统的独特功能。

作为液压油推动单体泵工作，喷油压力高，峰值压力高达;AG?I#，使燃油雾化非常好，燃烧完全、排放低。亦由于这些特点它被广泛应用于卡车、大型拖车、推土机、挖掘机和农业机械等。本文在广泛收集1234燃油系统资料的基础上对系统的结构、原理和@;GAH系统的故障诊断进行了详细分析。

;1234系统组成及工作原理

如图;所示，系统主要由1234喷油器、液压

图!"#$%系统原理图

$）工程机械!""#（

卡特彼勒HEUI供油系统及其故障诊断

泵、喷油器驱动压力控制阀!"#$%（!&’()*+,&、管")*-.*+,&#/(00-/($,&*/,1%.12(）!"#传感器、路、电控模块（、燃油滤清器等组成，由系统3$4）构成特点可以将其分成高压驱动系统、燃油系统和控制系统。

着压力上升，当油压大于喷油针阀弹簧压力时针阀开启，开始喷油，进行先导喷射；第三阶段，随增压柱塞向下运动，在增压柱塞下端设有一个与燃油相通的环带，当环带与回油阀口连通时，燃油从回油阀口排出，燃油压力迅速下降，喷油针阀关闭，完成先导喷射；第四阶段，增压柱塞继续向下运动，行程增大，关闭回油阀口，使燃油压力再一次增高。当压力高于喷油弹簧压力时开始主喷射；第五阶段，当受3$4控制的电磁阀失电后，536!喷油器在三个回位弹簧作用下迅速关断喷油器，结束燃油喷射。增压柱塞回位时形成的负压把燃油吸入喷油器，为下次喷油做好准备，同时驱动油从喷油器上部流出为发动机提供润滑。

（8）液压泵系统

也是结构比液压泵是536!系统的重要部件，

较复杂的组件，它由蓄压器、机油泵、轴向柱塞泵、

使

用维

修

"#"喷油器高压驱动系统

喷油器高压驱动系统的功能是给536!喷油

器提供高压油，控制驱动液压压力，它由液压泵、机油滤清器、!"#$%、!"#传感器和536!喷油器等组成。

（7）536!喷油器

图8是536!喷油器结构示意图，它由电磁线圈、提升阀、增压活塞、增压柱塞、柱塞回位弹簧、单向阀、喷油柱塞、喷油头、回油阀等组成。

!"#$%和燃油输油泵等:部分组成。液压泵由发

动机前端的链条驱动，为喷油器提供驱动压力油。—高压油的回路是：柴油机机油泵（专用）——蓄压器———轴向柱塞泵———出油单向阀———进油单向—!"#$%———喷油器。蓄压器是一个密封的容阀——

器，当发动机停止工作后，蓄压器通过单向阀始终使高压油管注油以利于下次启动，还可以防止空气窜入高压油管。

图$

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喷油器结构图

（9）!"#传感器

它是一个压力传感器，测量驱动高压油管中高压油的压力，压力信号被传感器变成电信号后传送到3$4，3$4根据发动机工况控制!"#$%，将高压油压力控制在最佳值。!"#传感器、!"#$%和3$4构成闭环控制。

喷油过程由五个阶段组成，即喷油预备阶段、先导喷射、延迟、主喷射和结束喷射，压力波形如电磁阀接收到3$4的信号，图9所示。第一阶段，

电磁力使提升阀上升，高压油进入增压活塞上部；第二阶段，增压活塞在压力油作用下与增压柱塞弹簧一起向下运动，油压加到喷油针阀弹簧上。随

"#$燃油系统

低压燃油系统由燃油滤清器、输油泵、油箱、

油压调节器组成，它的功用一是提供燃油到536!喷油器给发动机供油，二是提供额外燃油使燃油循环冷却喷油器；三是排出燃油系统中的空气。

燃油输油泵（7）

驱536!发动机的输油泵与液压泵做成一体，动液压泵的驱动轴同时驱动柱塞式输油泵，它由进出油单向阀、柱塞泵和输油管组成。

（8）燃油滤清器

滤清器在燃油系统中是非常重要的部件，由

图!

喷油过程

粗滤器、细滤器和油水分离器组成。柴油在增压柱

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工程机械

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塞和柱塞套之间形成油膜，当柴油中有水分时会破坏柱塞表面的油膜，油膜破坏会加剧摩擦副之间的磨损，所以必须使用卡特彼勒公司的特殊滤清器。

泵、喷油压力>通过控制驱动液压的压力来实现?、喷油时间（喷油正时）。通过软件可以定义发动机的输出功率、扭矩曲线和发动机特性等参数。根据用户使用情况可以更新程序软件。"#$将输入信号与程序设计的最佳工况相比较计算确定最佳输出值并输出给执行装置。

（!）@A<#B输出控制

在@A<的控制电路中，@A<传感器检测驱动系统压力并把信号输送给"#$，"#$比较驱动压力与理想压力并计算出调整电流，使调整后的驱动压力和理想压力匹配。高性能的"#$在任何工况下都会读入驱动压力值、查表决定理想压力、送出与理想压力相匹配的电流给@A<#B，这样的过程每秒要重复C1次。驱动液压压力由"#$控制，驱动油输送到喷油器后，在喷油器中根据液压原理将油压放大C倍推动燃油喷入气缸。怠速时润滑喷射压力为!C$<D，满负荷油驱动压力为C$<D，

时驱动压力为34$<D，喷射压力为/C3$<D。

!"#电子控制系统

电子控制系统由!部分组成，它们是传感器、

执行器和电控模块"#$（"%&’()*+,’#*+()*%。$*-.%&）

（/）传感器

输入信号传感器监测发动机的工作状态并把系统有0种最基本的传感器，电信号输送给"#$。

它们是压力传感器、温度传感器、位置传感器和速度传感器。

压力传感器有驱动油压传感器、增压压力传感器和进气压力传感器。增压压力传感器限制燃油输送，防止燃油过多而冒黑烟。进气压力传感器调整喷油正时和修正喷油量使发动机在高海拔运行具有良好的动力性和排放。

温度传感器包括进气温度传感器和冷却液温度传感器。冷却液温度传感器决定发动机在寒冷气候下发动机 …… 此处隐藏：7797字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……