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泵噴嘴式柴油發(fā)電機(jī)的電子控制系統(tǒng)和增壓器優(yōu)點(diǎn)
發(fā)布時間:2022-08-03 22:16:15  ▏閱讀:

 

性能特點(diǎn)和作用說明

泵噴嘴式柴油發(fā)電機(jī)的電子控制系統(tǒng)和增壓器優(yōu)點(diǎn)

 

渦輪增壓直接噴射的康明斯柴油發(fā)動機(jī)采用了最新的高壓燃油噴射技術(shù)-泵噴嘴系統(tǒng)。此系統(tǒng)使柴油與空氣混合更充分,燃燒更徹底,大大降低了CO、HC顆粒的排放。另外,采用EGR系統(tǒng),大大降低了NO產(chǎn)生,其排放指標(biāo)滿足國3標(biāo)準(zhǔn)??得魉共捎玫目烧{(diào)葉片式渦輪增壓器(VGT),在任何轉(zhuǎn)速下均可產(chǎn)生所需要的充氣壓力,性能比傳統(tǒng)的渦輪增壓器大大提高,改善了發(fā)動機(jī)的適應(yīng)性,保證大功率的輸出。由于發(fā)動機(jī)進(jìn)氣壓力始終處于最佳狀態(tài),從而在整個轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)提高了燃燒效率,節(jié)約了燃油并改善了排放。

 

一、燃油系統(tǒng)

 

電子控制柴油發(fā)動機(jī)的柴油噴射系統(tǒng)是采用泵噴嘴方式。機(jī)械式油泵從油箱中吸出流經(jīng)燃油濾清器的燃油,并沿缸蓋內(nèi)供油管將其泵入泵噴嘴單元;不需要的燃油經(jīng)缸蓋內(nèi)回油管、油溫傳感器和燃油冷卻器返回油箱。

1、燃油泵

燃油泵位于缸蓋上。緊接在真空泵后面。其功能是將燃油從油箱輸送到泵噴嘴。燃油泵由凸輪軸驅(qū)動。燃油泵是間歇式葉片泵。間歇式葉片被彈簧壓力壓緊在轉(zhuǎn)子上。其優(yōu)點(diǎn)是在較低發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速時也可以供油。而旋轉(zhuǎn)式葉片泵在發(fā)動機(jī)達(dá)到一定轉(zhuǎn)速時在離心力作用下葉片才壓緊在定子上,此時開始供油。泵體內(nèi)的油道使轉(zhuǎn)子始終處于被燃油浸潤狀態(tài),從而隨時輸送燃油。燃油泵的工作過程是容積增大時油泵進(jìn)油,容積減小時油泵輸油。燃油被吸出和泵人兩個油腔。

 

燃油泵位置及構(gòu)造圖-柴油發(fā)電機(jī)組.png

燃油泵位置及構(gòu)造圖

 

2、分配管

分配管集成在缸蓋內(nèi)的供油管內(nèi),其功能是等量向各泵噴嘴分配燃油,分配管的工作過程是:

油泵將燃油輸送到各缸的供油管內(nèi),然后燃油沿著分配管內(nèi)管流向1缸。燃油通過十字孔迸大分配管和缸蓋壁之間的環(huán)形管,在此,燃油與受熱燃油混合,并被泵噴嘴強(qiáng)制流向供油管,使供油管內(nèi)流到各缸的燃油油溫一致,所有的泵噴嘴被提供相同量的燃油,發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。若沒有分配管,6噴嘴的油溫將不會相同,6噴嘴強(qiáng)制流向供油管的受熱燃油在供油管內(nèi)被流動的燃油直接從4缸推到1缸噴嘴。結(jié)果,油溫從4缸推到1缸上升,并且泵噴嘴被提供不同質(zhì)量的燃油,這將會使發(fā)動機(jī)不平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)并將在頭幾缸中產(chǎn)生極度高溫。

3、泵噴嘴

泵噴嘴將噴油泵電控單元、噴油嘴組合在一起。發(fā)動機(jī)每個缸都有一個泵噴嘴,不需要高壓管或分配式噴射泵。

(1)泵噴嘴的功能是能夠產(chǎn)生所需的高噴射壓力,能按正確的時間和正確的噴油量噴油。

(2)泵噴嘴直接集成在氣缸蓋上,由凸輪軸上的4個噴射凸輪來驅(qū)動。通過滾柱式搖臂來驅(qū)動泵噴嘴的泵活塞,在供油循環(huán)期間,泵活塞在活塞彈簧壓力作用下向上移動,使高壓腔的內(nèi)容積擴(kuò)大。泵噴嘴電磁閥不動作,電磁閥針閥處于靜止位置,供油管到高壓腔內(nèi)的通道打開,燃油流入高壓腔。

(3)泵噴嘴系統(tǒng)與分配式噴射系統(tǒng)的缸蓋相比,泵噴嘴式噴射系統(tǒng)缸蓋有很大變化,位置比較高。泵噴嘴通過卡塊固定在缸蓋上。泵噴嘴要安裝好,若泵噴嘴與缸蓋不垂直,則緊固螺栓會松動,造成泵噴嘴或缸蓋損壞。

(4)泵噴嘴的回油管的作用是冷卻泵噴嘴,來自供油管的燃油沖刷通向回油管的泵噴嘴油道,排出泵活塞處瀉出的燃油,通過回油管內(nèi)節(jié)流孔分離來自供油管內(nèi)的氣泡。

 

電控泵噴嘴結(jié)構(gòu)圖-康明斯柴油發(fā)電機(jī)組.png

電控泵噴嘴結(jié)構(gòu)圖

 

 

二、電子控制系統(tǒng)

 

發(fā)動機(jī)的電子控制系統(tǒng)主要由傳感器、ECU和執(zhí)行器三大部件組成。

 

1、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器

 

(1)安裝位置

發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器是一個感應(yīng)式傳感器,位于缸體上。

(2)信號輪

發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器輪圓周上,有56個齒和2個齒缺(兩個齒),齒缺相距180°,作為確定曲軸位置的參考標(biāo)記。

(3)信號作用

發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器產(chǎn)生的信號,記錄了發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速和實(shí)時的曲軸位置。利用此信息,發(fā)動機(jī)電控單元計算出噴油始點(diǎn)和噴油量。

(4)信號失效

信號失效時。發(fā)動機(jī)熄火。

(5)快速啟動識別

為了讓發(fā)動機(jī)快速啟動,發(fā)動機(jī)電控單元計算來自霍爾傳感器和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器的信號。發(fā)動機(jī)電控單元利用來自霍爾傳感器的信號識別各缸。曲軸傳感器輪上有兩個齒缺,當(dāng)曲軸轉(zhuǎn)過半圈時,發(fā)動機(jī)電控單元就會獲得一個相關(guān)信號。通過此方式,發(fā)動機(jī)電控單元在初期就可識別相關(guān)各缸的曲軸位置并控制相應(yīng)的電磁閥來進(jìn)行噴射循環(huán)。

 

2、冷卻液溫度傳感器

 

(1)安裝位置

冷卻液溫度傳感器安裝在缸蓋的冷卻液接頭上,將當(dāng)前冷卻液溫度信號傳送給發(fā)動機(jī)電控單元。

(2)信號作用

發(fā)動機(jī)電控單元利用冷卻液溫度傳感器信號修正噴油量。

(3)信號失效

信號失效時,發(fā)動機(jī)電控單元利用來自燃油溫度傳感器信號修正噴油量。

6.進(jìn)氣歧管壓力傳感器G71

(1)信號作用

進(jìn)氣歧管壓力傳感器提供的信號用于檢查增壓壓力。發(fā)動機(jī)電控單元將實(shí)際測量值與增壓壓力脈頻圖上的設(shè)定值進(jìn)行比較,若實(shí)際測量值偏離設(shè)定值,則發(fā)動機(jī)電控單元通過電磁閥調(diào)整增壓壓力,實(shí)現(xiàn)增壓壓力控制。

(2)信號失效

信號失效時,不能調(diào)節(jié)增壓壓力,發(fā)動機(jī)功率下降。

(3)安裝位置

進(jìn)氣歧管壓力傳感器和進(jìn)氣歧管溫度傳感器集成在一起,安裝在進(jìn)氣管內(nèi)。

 

3、電子控制單元

 

ECU主要功用是接收各種傳感器和控制開關(guān)輸入的車輛工況信號,根據(jù)內(nèi)部預(yù)先編制的控制程序和存儲的試驗數(shù)據(jù),確定適合發(fā)動機(jī)工況的噴油量和噴油時刻等參數(shù),將這些參數(shù)轉(zhuǎn)換成電信號控制各執(zhí)行器完成動作,從而使發(fā)動機(jī)保持最佳運(yùn)行狀態(tài)。

 

4、泵噴嘴電磁閥

 

(1)安裝位置

泵噴嘴電磁閥有4個,分別安裝在各缸噴嘴單元上。

(2)信號的作用

信號作用是控制各缸的噴射始點(diǎn)和噴射量。

(3)信號失效

若噴嘴電磁閥失效,發(fā)動機(jī)將不能平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn),功率也將下降。噴嘴電磁閥有雙保險功能。若電磁閥保持打開狀態(tài),噴嘴內(nèi)無法建立起壓力:若電磁閥保持關(guān)閉狀態(tài),泵噴嘴高壓腔無法再充注燃油。兩種情況下,都沒有燃油噴到氣缸內(nèi)。

 

泵噴嘴電磁閥位置圖-柴油發(fā)電機(jī)組.png

泵噴嘴電磁閥位置圖

 

 

5、輔助輸出信號

 

(1)冷卻液輔助加熱器

由于發(fā)動機(jī)的效率高,產(chǎn)生的廢熱很少,某些情況下,可能無法輸出充足的熱量。在氣溫低的國家,溫度低時用電子輔助加熱器加熱冷卻液。

(2)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速

此信號用作轉(zhuǎn)速表指示發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號。

 

三、可調(diào)式渦輪增壓器

 

1、可調(diào)式渦輪增壓器優(yōu)點(diǎn)

 

渦輪增壓器采用可調(diào)式葉片控制作用在渦輪上的氣流量??烧{(diào)式葉片由真空膜片室控制。其優(yōu)點(diǎn)如下:

(1)由于廢氣流量由可調(diào)式葉片控制。在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速較低時,也可保證大功率輸出;

(2)作用于渦輪上較低的排氣背壓??山档桶l(fā)動機(jī)高轉(zhuǎn)速時的油耗;

(3)由于充氣壓力達(dá)到最佳狀態(tài),從而在整個轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)提高了燃燒效率。

 

2、可調(diào)式渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)

 

(1)可調(diào)式葉片

可調(diào)式渦輪增壓器調(diào)整葉片的結(jié)構(gòu)。葉片連同葉片軸一同安裝在支承圈上,葉片軸后有一個導(dǎo)銷,調(diào)整圈內(nèi),調(diào)整圈轉(zhuǎn)動,致使葉片軸轉(zhuǎn)動,最終使葉片轉(zhuǎn)動,由此改變了廢氣流通截面積。調(diào)整圈由控制桿系驅(qū)動??刂茥U系又由真空模片室驅(qū)動。發(fā)動機(jī)怠速時的葉片軸順時針旋轉(zhuǎn)到極限,迸氣口截面變小,廢氣流速增大,從而提高了渦輪轉(zhuǎn)速,充氣壓力提高。發(fā)動機(jī)高速時的葉片軸逆時針旋轉(zhuǎn)到極限,迸氣口截面變大,從而使渦輪轉(zhuǎn)速和充氣壓力恒定不變。

(2)真空膜片式

真空膜片式的作用是根據(jù)電磁閥N75輸送的真空,驅(qū)動控制桿系。圖41所示是發(fā)動機(jī)怠速時N75通電,膜片式與真空源相同,葉片順時針旋轉(zhuǎn)到極限,。圖42所示是發(fā)動機(jī)高速時N75不通電,膜片式與大氣相同,葉片逆時針旋轉(zhuǎn)到極限。

 

 


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