柴油機具有高轉(zhuǎn)矩、長壽命、低油耗、低排放等特點，因此是解決汽車及工程機械動力問題最現(xiàn)實和最可靠的手段。隨著柴油機使用范圍的增大和數(shù)量的增多，對其動力性、經(jīng)濟性、控制廢氣排放和噪聲污染的要求也越來越高，依靠傳統(tǒng)的機械控制噴油系統(tǒng)已無法滿足上述要求。近年來，隨著計算機技術、傳感器技術及信息技術的迅速發(fā)展，柴油機電子控制系統(tǒng)的應用越來越廣泛。
　　HEUI是卡特彼勒公司設計并采用的一種非常獨特的電控柴油機噴油系統(tǒng)――液壓驅(qū)動電子控制單體式噴油器系統(tǒng)，目前應用于其3126型、3408E型和3412E型發(fā)動機上。
　　1HEUI燃油系統(tǒng)的組成
　　HEUI燃油系統(tǒng)組成如圖1所示，主要由燃油輸油泵、第一級與第二級燃油濾清器、燃油壓力調(diào)節(jié)閥、液壓驅(qū)動電子控制單體式噴油器、液壓機油供油泵、液壓機油調(diào)壓控制閥（RPCV）、機油冷卻器、液壓機油油道、電子控制單元（ECU）以及燃油回油管、液壓機油油管等部件組成。

圖1 HEUI燃油系統(tǒng)原理圖

　　另外在該系統(tǒng)中還采用了液壓機油壓力傳感器、潤滑機油壓力傳感器、液壓機油溫度傳感器、燃油溫度傳感器、油門位置傳感器、油泵控制閥信號傳感器等。
　　HEUI燃油系統(tǒng)中的燃油供給系統(tǒng)為低壓系統(tǒng)，其壓力大約在310～KPa之間，在噴油器端部有一增壓活塞，它利用高壓機油給燃油加壓，使燃油的噴射壓力最高可達145MPa。
　　2低壓燃油系統(tǒng)油路
　　HEUI系統(tǒng)的低壓燃油系統(tǒng)油路如圖1所示。燃油從燃油箱中被吸出，通過第一級燃油濾清器及油水分離器進入燃油輸油齒輪泵，油泵將燃油壓入ECU冷卻板，使ECU中電子元器件的溫度保持在正常范圍內(nèi)。燃油由ECU冷卻板流出后經(jīng)過第二級燃油濾清器后直接流入位于氣缸蓋頂部的低壓油道，向各個噴油器供給低壓燃油。向各噴油器所供的燃油量是其噴油量的4倍以上，以保證噴油器的充分潤滑和冷卻，沒有噴出的燃油經(jīng)燃油壓力調(diào)節(jié)閥流回燃油箱。燃油壓力調(diào)節(jié)閥將燃油壓力保持在310～525KPa之間。
　　3高壓機油系統(tǒng)
　　HEUI系統(tǒng)的高壓機油系統(tǒng)油路如圖1所示。圖中機油油路由低壓油路和高壓油路2部分組成，低壓油路是從潤滑機油泵到液壓機油供油泵組，用來潤滑發(fā)動機，同時給高壓油路供油；高壓油路是從液壓機油供油泵組到噴油器的增壓活塞，用來給燃油增壓。
　　高壓機油的壓力由液壓機油調(diào)壓控制閥（RPCV）控制，當RPCV開啟時，機油溢流回發(fā)動機油底殼中。RPCV是一個電控溢流閥，ECU通過改變供給RPCV的信號電流決定機油泵的輸出壓力；當發(fā)動機停機時，RPCV內(nèi)部的滑閥在彈簧作用下將機油溢流口關閉；當發(fā)動機起動時，ECV向RPCV發(fā)出電信號，使機油溢流口繼續(xù)保持關閉狀態(tài)，從而使機油進入各汽缸蓋內(nèi)的機油油道，直到油道內(nèi)機油壓力達到要求的壓力（發(fā)動機暖機起動時要求的機油壓力大約為10.34MPa，在冷起動時，要求的機油壓力大約為20.68MPa）為止；當發(fā)動機點火運轉(zhuǎn)后，液壓機油壓力傳感器將監(jiān)測到的油道內(nèi)的實際壓力傳給ECU，ECU將其與要求的油道壓力進行比較，并發(fā)信號給RPCV，調(diào)節(jié)磁場強度改變滑閥位置來決定溢流口的開啟面積，從而控制油道內(nèi)的機油壓力。
　　4HEUI噴油器內(nèi)的燃油油路
　　HEUI噴油器的主要組成如圖2所示。在充油過程中，增壓活塞8下方的彈簧將所有零件推到非驅(qū)動位置。高壓液壓機油從汽缸蓋內(nèi)的油道通過跨接油管由高壓機油進油口3進入噴油器，但菌狀閥1被壓緊在下閥座2上，使油道處于關閉狀態(tài)，高壓機油被堵塞。低壓燃油由從燃油充油口15進入噴油器內(nèi)，并經(jīng)過油單向閥13充滿活塞腔12內(nèi)。直到增壓活塞被推到套筒11頂端，充油過程結(jié)束。

圖2 HEUI噴油器總成的組成

　　當發(fā)動機處于熄火狀態(tài)時，菌狀閥1仍被壓緊在下閥座2上，高壓機油被堵塞，HEUI噴油器不噴油。
　　當發(fā)動機處于運轉(zhuǎn)狀態(tài)而某個噴油器不噴油時，高壓機油仍被堵塞，而菌狀機油閥腔9開啟溢流。增壓活寒和柱塞7被推到套筒頂部，增壓活塞腔內(nèi)充滿了燃油。
　　當ECU根據(jù)傳感器輸入的信號向噴油器輸出決定噴油量的脈寬調(diào)制信號（105～110V的脈沖電壓）驅(qū)動噴油泵電磁閥時，在電磁吸力作用下，菌狀閥離開下閥座2而頂靠在上閥座6上，將菌狀機油閥腔的油道關閉，高壓機油便經(jīng)進口進入單體式噴油器中并直接作用在增壓活塞頂上（增壓活塞的承壓面積大約是燃油柱塞面積的7倍，因此，當機油油路供油壓力為20.68MPa時，柱塞下方的燃油壓力將升高到約145MPa）。當作用在增壓活塞頂上的機油壓力足夠高時，將推動增壓活塞和燃油柱塞向下運動，升高套筒和活塞腔內(nèi)的燃油壓力。當燃油壓力超過噴油器噴油閥的開啟壓力（約31MPa）時，噴油閥打開，將燃油通過噴油器頭部的小孔直接噴油過程結(jié)束，菌狀閥、增壓活塞、燃油柱塞均回到等待噴油位置。在燃油柱塞向上移動期間，會將燃油吸入活塞腔中，為下次噴油作好準備。
　　逆流止回閥14只允許燃油進入噴油嘴而不能回流，保證壓力油作用在噴油閥上。
　　燃油系統(tǒng)中的燃油溫度傳感器一般設置在第二級燃油濾清器蓋內(nèi)，向ECU提供燃油溫度信號，ECU將根據(jù)燃油溫度的變化調(diào)節(jié)供給HEUI噴油器的脈寬調(diào)制信號，以調(diào)節(jié)供油量，補償因