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泵喷嘴式柴油发电机的电子控制系统和增压器优点
发布时间:2022-08-03 22:16:15  ▏阅读:

 

性能特点和作用说明

泵喷嘴式柴油发电机的电子控制系统和增压器优点

 

涡轮增压直接喷射的康明斯柴油发动机采用了最新的高压燃油喷射技术-泵喷嘴系统。此系统使柴油与空气混合更充分,燃烧更彻底,大大降低了CO、HC颗粒的排放。另外,采用EGR系统,大大降低了NO产生,其排放指标满足国3标准。康明斯采用的可调叶片式涡轮增压器(VGT),在任何转速下均可产生所需要的充气压力,性能比传统的涡轮增压器大大提高,改善了发动机的适应性,保证大功率的输出。由于发动机进气压力始终处于最佳状态,从而在整个转速范围内提高了燃烧效率,节约了燃油并改善了排放。

 

一、燃油系统

 

电子控制柴油发动机的柴油喷射系统是采用泵喷嘴方式。机械式油泵从油箱中吸出流经燃油滤清器的燃油,并沿缸盖内供油管将其泵入泵喷嘴单元;不需要的燃油经缸盖内回油管、油温传感器和燃油冷却器返回油箱。

1、燃油泵

燃油泵位于缸盖上。紧接在真空泵后面。其功能是将燃油从油箱输送到泵喷嘴。燃油泵由凸轮轴驱动。燃油泵是间歇式叶片泵。间歇式叶片被弹簧压力压紧在转子上。其优点是在较低发动机转速时也可以供油。而旋转式叶片泵在发动机达到一定转速时在离心力作用下叶片才压紧在定子上,此时开始供油。泵体内的油道使转子始终处于被燃油浸润状态,从而随时输送燃油。燃油泵的工作过程是容积增大时油泵进油,容积减小时油泵输油。燃油被吸出和泵人两个油腔。

 

燃油泵位置及构造图-柴油发电机组.png

燃油泵位置及构造图

 

2、分配管

分配管集成在缸盖内的供油管内,其功能是等量向各泵喷嘴分配燃油,分配管的工作过程是:

油泵将燃油输送到各缸的供油管内,然后燃油沿着分配管内管流向1缸。燃油通过十字孔迸大分配管和缸盖壁之间的环形管,在此,燃油与受热燃油混合,并被泵喷嘴强制流向供油管,使供油管内流到各缸的燃油油温一致,所有的泵喷嘴被提供相同量的燃油,发动机运转平稳。若没有分配管,6喷嘴的油温将不会相同,6喷嘴强制流向供油管的受热燃油在供油管内被流动的燃油直接从4缸推到1缸喷嘴。结果,油温从4缸推到1缸上升,并且泵喷嘴被提供不同质量的燃油,这将会使发动机不平稳运转并将在头几缸中产生极度高温。

3、泵喷嘴

泵喷嘴将喷油泵电控单元、喷油嘴组合在一起。发动机每个缸都有一个泵喷嘴,不需要高压管或分配式喷射泵。

(1)泵喷嘴的功能是能够产生所需的高喷射压力,能按正确的时间和正确的喷油量喷油。

(2)泵喷嘴直接集成在气缸盖上,由凸轮轴上的4个喷射凸轮来驱动。通过滚柱式摇臂来驱动泵喷嘴的泵活塞,在供油循环期间,泵活塞在活塞弹簧压力作用下向上移动,使高压腔的内容积扩大。泵喷嘴电磁阀不动作,电磁阀针阀处于静止位置,供油管到高压腔内的通道打开,燃油流入高压腔。

(3)泵喷嘴系统与分配式喷射系统的缸盖相比,泵喷嘴式喷射系统缸盖有很大变化,位置比较高。泵喷嘴通过卡块固定在缸盖上。泵喷嘴要安装好,若泵喷嘴与缸盖不垂直,则紧固螺栓会松动,造成泵喷嘴或缸盖损坏。

(4)泵喷嘴的回油管的作用是冷却泵喷嘴,来自供油管的燃油冲刷通向回油管的泵喷嘴油道,排出泵活塞处泻出的燃油,通过回油管内节流孔分离来自供油管内的气泡。

 

电控泵喷嘴结构图-康明斯柴油发电机组.png

电控泵喷嘴结构图

 

 

二、电子控制系统

 

发动机的电子控制系统主要由传感器、ECU和执行器三大部件组成。

 

1、发动机转速传感器

 

(1)安装位置

发动机转速传感器是一个感应式传感器,位于缸体上。

(2)信号轮

发动机转速传感器轮圆周上,有56个齿和2个齿缺(两个齿),齿缺相距180°,作为确定曲轴位置的参考标记。

(3)信号作用

发动机转速传感器产生的信号,记录了发动机的转速和实时的曲轴位置。利用此信息,发动机电控单元计算出喷油始点和喷油量。

(4)信号失效

信号失效时。发动机熄火。

(5)快速启动识别

为了让发动机快速启动,发动机电控单元计算来自霍尔传感器和发动机转速传感器的信号。发动机电控单元利用来自霍尔传感器的信号识别各缸。曲轴传感器轮上有两个齿缺,当曲轴转过半圈时,发动机电控单元就会获得一个相关信号。通过此方式,发动机电控单元在初期就可识别相关各缸的曲轴位置并控制相应的电磁阀来进行喷射循环。

 

2、冷却液温度传感器

 

(1)安装位置

冷却液温度传感器安装在缸盖的冷却液接头上,将当前冷却液温度信号传送给发动机电控单元。

(2)信号作用

发动机电控单元利用冷却液温度传感器信号修正喷油量。

(3)信号失效

信号失效时,发动机电控单元利用来自燃油温度传感器信号修正喷油量。

6.进气歧管压力传感器G71

(1)信号作用

进气歧管压力传感器提供的信号用于检查增压压力。发动机电控单元将实际测量值与增压压力脉频图上的设定值进行比较,若实际测量值偏离设定值,则发动机电控单元通过电磁阀调整增压压力,实现增压压力控制。

(2)信号失效

信号失效时,不能调节增压压力,发动机功率下降。

(3)安装位置

进气歧管压力传感器和进气歧管温度传感器集成在一起,安装在进气管内。

 

3、电子控制单元

 

ECU主要功用是接收各种传感器和控制开关输入的车辆工况信号,根据内部预先编制的控制程序和存储的试验数据,确定适合发动机工况的喷油量和喷油时刻等参数,将这些参数转换成电信号控制各执行器完成动作,从而使发动机保持最佳运行状态。

 

4、泵喷嘴电磁阀

 

(1)安装位置

泵喷嘴电磁阀有4个,分别安装在各缸喷嘴单元上。

(2)信号的作用

信号作用是控制各缸的喷射始点和喷射量。

(3)信号失效

若喷嘴电磁阀失效,发动机将不能平稳运转,功率也将下降。喷嘴电磁阀有双保险功能。若电磁阀保持打开状态,喷嘴内无法建立起压力:若电磁阀保持关闭状态,泵喷嘴高压腔无法再充注燃油。两种情况下,都没有燃油喷到气缸内。

 

泵喷嘴电磁阀位置图-柴油发电机组.png

泵喷嘴电磁阀位置图

 

 

5、辅助输出信号

 

(1)冷却液辅助加热器

由于发动机的效率高,产生的废热很少,某些情况下,可能无法输出充足的热量。在气温低的国家,温度低时用电子辅助加热器加热冷却液。

(2)发动机转速

此信号用作转速表指示发动机转速信号。

 

三、可调式涡轮增压器

 

1、可调式涡轮增压器优点

 

涡轮增压器采用可调式叶片控制作用在涡轮上的气流量。可调式叶片由真空膜片室控制。其优点如下:

(1)由于废气流量由可调式叶片控制。在发动机转速较低时,也可保证大功率输出;

(2)作用于涡轮上较低的排气背压。可降低发动机高转速时的油耗;

(3)由于充气压力达到最佳状态,从而在整个转速范围内提高了燃烧效率。

 

2、可调式涡轮增压器的结构

 

(1)可调式叶片

可调式涡轮增压器调整叶片的结构。叶片连同叶片轴一同安装在支承圈上,叶片轴后有一个导销,调整圈内,调整圈转动,致使叶片轴转动,最终使叶片转动,由此改变了废气流通截面积。调整圈由控制杆系驱动。控制杆系又由真空模片室驱动。发动机怠速时的叶片轴顺时针旋转到极限,迸气口截面变小,废气流速增大,从而提高了涡轮转速,充气压力提高。发动机高速时的叶片轴逆时针旋转到极限,迸气口截面变大,从而使涡轮转速和充气压力恒定不变。

(2)真空膜片式

真空膜片式的作用是根据电磁阀N75输送的真空,驱动控制杆系。图41所示是发动机怠速时N75通电,膜片式与真空源相同,叶片顺时针旋转到极限,。图42所示是发动机高速时N75不通电,膜片式与大气相同,叶片逆时针旋转到极限。

 

 


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