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康明斯发动机空气燃油控制器(AFC)工作原理
发布时间:2022-05-28 19:08:56  ▏阅读:

 

空气燃油控制器(AFC)

 

AFC装置需在PT试验台上按照规范调预先整好

 

摘要:从1970年开始,康明斯发动机均要求符合国际排烟法规并经环保局检验合格。为达到这一要求,康明斯公司在其生产的增压柴油机所用的PT (G)油泵上,采用了空气燃油控制装置(AIR FUEL CONTROL)缩写为AFC。

 

一、 AFC的组成

 

      它主要由气室、AFC活塞组(AFC活塞、膜片和控制柱塞)、AFC 弹簧、AFC控制柱塞套筒、无空气调节针阀、无空气节流油孔和 AFC燃油道等组成。

 

二、工作原理

 

      AFC装置位于油门轴与电磁阀之间的油道上,从油门轴来的燃油要通过AFC装置后才到达电磁阀,它的功能就象一个燃油压力、 流量限制器。必须强调一点:AFC装置仅在发动机加速时起作用, 保证发动机在加速时得到合适的空燃比,不冒黑烟,不需要AFC 装置时,可用一个标准堵塞装入AFC空腔内,外面装入一个盖子即可。

1、AFC无空气位置

      我们知道发动机启动和低怠速运转时,其进气歧管的压力很低,这时较硬的AFC弹簧不能被压缩。因此,AFC控制柱塞靠近 AFC盖板的一端,其AFC油道被柱塞台肩所堵塞,燃油只能从无空气针阀与节流孔之间的环形通道流向电磁阀,拧动无空气调节针阀,就可以改变环形通道的大小,从而控制该种工况下的燃油流量与压力,柱塞的这种位置,称作“无空气位置”,如图1所示。

2、AFC控制柱塞的开启位置

      工作原理如图2所示。随着增压器转速增加,进气歧管的压力也在增加,这时气室的高压气体将作用于AFC膜片上,克服弹簧力使AFC柱塞移向远离 盖板的一端。随着柱塞的移动,柱塞上的锥面使其油道逐步打开, 燃油经该通道进入电磁阀,这样从油门轴来的燃油可由两个油道 (无空气调节针阀及柱塞锥面)进入电磁阀。

      无空气调节针阀调整好后,其油道的大小是不变的,变化的只 是柱塞处的油孔大小,因为AFC装置气室的进口是用一根管子与 发动机进气歧管相连通的,即AFC气室里的空气压力与进气歧管内的压力是相等的,随着空气压力继续增加,油孔也打开更大, 直到通过此处的燃油节流损失最小,气室里空气压力就使AFC柱塞 保持在最大油量位置(即油门轴全开,全负荷时)。

 

AFC(冒烟限制器)-康明斯柴油发电机组.png

图1  AFC(冒烟限制器)原理图(工作状态)

AFC(冒烟限制器)工作状态-康明斯柴油发电机组.png

图2  AFC(冒烟限制器)原理图(工作状态)

 

3、烟度控制

      众所周知,柴油机在下述两种工况下烟度最高。

(1)启动

      启动时油量的控制是很显然的,它由无空气螺钉来调节。

(2)加速。

      加速时,油量急剧增加,而空气压力由于增压器惯性的作用, 增加的速度相对较慢,这就造成了空气量的不足,使燃油不能完 全燃烧,这也是增压发动机冒烟的原因。

      安装AFC装置后,根据前面的介绍,加速时,虽然来自油门轴的燃油 压力急剧增加,但其中有一部分压力会在进气压力增加之前损失掉,使燃油的增加速度与空气的增加速度保持一致,这样就保证了燃油能充分的燃烧。强调一点,AFC装置只有在加速时才起作用。减速时,随着空气压力的减小,AFC柱塞在回位弹簧的作用 下,逐渐关闭AFC柱塞处的油道,甚至直到完全关闭。

 


以上所有的数据均是基于柴油发电机组带燃油泵、水泵、机油泵、空滤器和消声器运转时获得的,但不带有充电机、空压机、风扇、选用设备和驱动件。
以上所有的数据都是基于ISO 3046标准参考的条件—海拔110m(361ft),大气压力100kPa(29.53inHg),进气温度25℃ (77°F),相对湿度30%,使用标准No.2号柴油或符合ASTM D975的柴油。
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