性能特點(diǎn)和作用說(shuō)明

康明斯電磁閥在柴油發(fā)電機(jī)上的應(yīng)用和特點(diǎn)

 

康明斯電磁閥是用電磁控制的工業(yè)設(shè)備，是用來(lái)控制流體的自動(dòng)化基礎(chǔ)元件，屬于執(zhí)行器，并不限于液壓、氣動(dòng)。用在工業(yè)控制系統(tǒng)中調(diào)整介質(zhì)的方向、流量、速度和其他的參數(shù)。電磁閥可以配合不同的電路來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)期的控制，而控制的精度和靈活性都能夠保證。電磁閥有很多種，不同的電磁閥在控制系統(tǒng)的不同位置發(fā)揮作用，最常用的是單向閥、安全閥、方向控制閥、速度調(diào)節(jié)閥等。康明斯公司在本文列舉了各種電磁閥的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其功能作用。

 

一、斷油停機(jī)閥

 

電磁閥里有密閉的腔，在不同位置開(kāi)有通孔，每個(gè)孔連接不同的油管，腔中間是活塞，因?yàn)閮擅媸莾蓧K電磁鐵，哪面的磁鐵線圈通電閥體就會(huì)被吸引到哪邊，通過(guò)控制閥體的移動(dòng)來(lái)開(kāi)啟或關(guān)閉不同的排油孔。而進(jìn)油孔是常開(kāi)的，液壓油就會(huì)進(jìn)入不同的排油管，然后通過(guò)油的壓力來(lái)推動(dòng)油缸的活塞，活塞又帶動(dòng)活塞桿，活塞桿帶動(dòng)機(jī)械裝置。這樣通過(guò)控制電磁鐵的電流通斷就控制了機(jī)械運(yùn)動(dòng)。

 

電磁式斷油閥結(jié)構(gòu)通電時(shí)，閥片被電磁鐵吸向右邊，斷油閥開(kāi)啟，燃油從進(jìn)油口經(jīng)斷油閥供向噴油器。斷電時(shí)，閥片在復(fù)位彈簧的作用下關(guān)閉，停止供油。因此，柴油機(jī)啟動(dòng)時(shí)需接通斷油閥電路，停機(jī)時(shí)需切斷其電路。若斷油閥電路失靈，則可旋人螺紋頂桿將閥片頂開(kāi)，停機(jī)時(shí)再將螺紋頂桿旋出即可。電磁式斷油閥的分類(lèi)：

 

1、分布直動(dòng)式電磁閥

 

（1）原理：

一種直動(dòng)和先導(dǎo)式相結(jié)合的原理，當(dāng)入口與出口沒(méi)有壓差時(shí)，通電后，電磁力直接把先導(dǎo)小閥和主閥關(guān)閉件依次向上提起，閥門(mén)打開(kāi)。當(dāng)入口與出口達(dá)到啟動(dòng)壓差時(shí)，通電后，電磁力先導(dǎo)小閥，主閥下腔壓力上升，上腔壓力下降，從而利用壓差把主閥向上推開(kāi)。斷電時(shí)，先導(dǎo)閥利用彈簧力或介質(zhì)壓力推動(dòng)關(guān)閉件，向下移動(dòng)，使閥門(mén)關(guān)閉。

（2）特點(diǎn)：

在零壓差或真空、高壓時(shí)亦能可動(dòng)作，但功率較大，要求必須水平安裝。

 

2、先導(dǎo)式電磁閥

 

（1）原理：

通電時(shí)，電磁力把先導(dǎo)孔打開(kāi)，上腔室壓力迅速下降，在關(guān)閉件周?chē)纬缮系拖赂叩膲翰睿黧w壓力推動(dòng)關(guān)閉件向上移動(dòng)，閥門(mén)打開(kāi)；斷電時(shí)，彈簧力把先導(dǎo)孔關(guān)閉，入口壓力通過(guò)旁通孔迅速腔室在關(guān)閥件周?chē)纬上碌蜕细叩膲翰?，流體壓力推動(dòng)關(guān)閉件向下移動(dòng)，關(guān)閉閥門(mén)。

（2）特點(diǎn)：

流體壓力范圍上限較高，可任意安裝(需定制)但必須滿(mǎn)足流體壓差條件。氣動(dòng)系統(tǒng)中，電磁閥的作用就是在控制系統(tǒng)中按照控制的要求來(lái)調(diào)整壓縮空氣的各種狀態(tài)，氣動(dòng)系統(tǒng)還需要其他元件的配合，其中包括動(dòng)力元件、執(zhí)行元件、開(kāi)關(guān)、顯示設(shè)備及其它輔助設(shè)備。

 

斷油停機(jī)閥示意圖

 

 

二、空燃比控制器(AFC)

 

柴油機(jī)增壓后，噴油泵的供油量增大，使其在低速、大負(fù)荷或加速工況時(shí)容易產(chǎn)生冒黑煙的現(xiàn)象。當(dāng)其在低速、大負(fù)荷工況下運(yùn)行時(shí)，廢氣渦輪在發(fā)動(dòng)機(jī)低排氣能量下工作，壓氣機(jī)在低效率區(qū)內(nèi)運(yùn)行，導(dǎo)致提供的空氣量不足，引起排氣冒黑煙。當(dāng)負(fù)荷突然增加、供油量突然增多時(shí)，增壓器轉(zhuǎn)速不能立即升高，使進(jìn)人汽缸的空氣量跟不上燃油量的迅速增加，導(dǎo)致燃燒不完全、排氣冒黑煙。為此，早期生產(chǎn)的康明斯增壓型柴油機(jī)，在PT泵上還安裝了一種真空式空燃比控制器（冒煙限制器），可以隨著進(jìn)入汽缸的空氣量的多少來(lái)改變進(jìn)入汽缸的燃油量，并把供給噴油器的多余燃油旁通掉一部分，使其回流至燃油箱，從而很好地控制空燃比，以與進(jìn)氣量相適應(yīng)，達(dá)到降低油耗和排放的目的。

 

近年來(lái)生產(chǎn)的康明斯增壓型柴油機(jī)，采用了一種新式的空燃比控制器。它可以隨時(shí)按照進(jìn)人汽缸內(nèi)空氣量的多少來(lái)合理供油，從而取代了早期使用的以燃油接通一切斷、余油分流的方式來(lái)限制排煙的真空式空燃比控制器。空燃比控制器安裝在PT泵內(nèi)節(jié)流閥與斷油閥之間。在PTG-AFC燃油泵中，燃油離開(kāi)節(jié)流閥后先經(jīng)過(guò)AFC裝置再到達(dá)泵體頂部的斷油閥。而在PTG燃油泵中，燃油從節(jié)流閥經(jīng)過(guò)一條通道直接流向斷油閥。AFC的結(jié)構(gòu)及工作原理如下：

 

（1）燃油在流出調(diào)速器并經(jīng)過(guò)節(jié)流閥后進(jìn)人AFC。當(dāng)沒(méi)有受到渦輪增壓器供給的空氣壓力時(shí)，柱塞處于上端位置，于是柱塞就關(guān)閉了主要的燃油流通回路，由無(wú)充氣時(shí)調(diào)節(jié)閥位置控制的第二條通路供給燃油。無(wú)充氣時(shí)調(diào)節(jié)閥直接安裝在節(jié)流閥蓋板里的節(jié)流閥軸的上邊。

 

（2）當(dāng)進(jìn)氣歧管壓力增加或減小時(shí)，AFC柱塞就起作用，使其供給的燃油成比例的增加或減少。當(dāng)壓力增大時(shí)，柱塞下降，柱塞與柱塞之間的縫隙增大，燃油流量增加。反之，壓力減小則柱塞縫隙變小，燃油流量減少。這樣就防止了燃油一空氣的混合氣變得過(guò)濃而引起排氣過(guò)度冒黑煙。AFC柱塞的位置由作用于活塞和膜片的進(jìn)氣歧管空氣壓力與按比例移動(dòng)的彈簧的相互作用而定。

三、STC閥

 

康明斯步進(jìn)噴油系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng)STC，即分步噴油正時(shí)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用液壓原理，控制噴油柱塞下行的開(kāi)始時(shí)間，實(shí)現(xiàn)提前和延期噴油，達(dá)到有效控制氣缸壓力，提高燃油的燃燒效率，從而獲得更大的功率。該系統(tǒng)與PT噴油器合為一體，稱(chēng)為PT（D）-STC型噴油器（簡(jiǎn)稱(chēng)STC噴油器）。STC型PT噴油器與常規(guī)PT（D）型噴油器相比，增加了液壓提前器、提前器鎖緊螺母等零部件。一般的PT（D）型噴油器系機(jī)械式開(kāi)式噴油器，常用于氣缸蓋內(nèi)有進(jìn)、回油道的康明斯系列柴油機(jī)。

 

 

1、基本功能

 

將PT燃油泵送來(lái)的低壓燃油轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏海s68.89~137.79MPa）燃油噴入燃燒室；對(duì)燃油進(jìn)行計(jì)量，與燃油泵共同作用以滿(mǎn)足柴油機(jī)對(duì)燃油供油量的要求；協(xié)同噴油器驅(qū)動(dòng)凸輪，在規(guī)定的時(shí)刻和期間內(nèi)完成噴射過(guò)程，確保霧化質(zhì)量?jī)?yōu)良和噴射結(jié)束后無(wú)滴漏等不良現(xiàn)象。噴入柴油機(jī)的燃油量由計(jì)量孔前的燃油壓力（燃油泵的供油壓力）和計(jì)量孔開(kāi)啟的時(shí)間決定。在進(jìn)入噴油器的燃油中約有80%用于噴油器的冷卻（回油），因此噴油器有較長(zhǎng)的使用壽命。而STC型PT噴油器與一般的PT（D）型噴油器不同的是：在啟動(dòng)和輕載工況下，采用“噴油提前正時(shí)方式”，即燃油在壓縮循環(huán)中更早噴射；而在中、重載工況下使用“常態(tài)正時(shí)方式”，即燃油在壓縮循環(huán)中更晚噴射。

 

STC型PT噴油器提前正時(shí)方式是由STC控制閥輸出的機(jī)油（壓力不低于70kPa）控制的。當(dāng)壓力潤(rùn)滑油充滿(mǎn)提前器柱塞與柱塞套之間的空間時(shí)，相當(dāng)于“液體挺柱”，提前器柱塞通過(guò)它作用于提前器柱塞套，從而在相同的噴油凸輪轉(zhuǎn)角下使噴油器柱塞提前下行，完成提前噴油。在常態(tài)正時(shí)方式下，STC控制閥關(guān)閉了壓力潤(rùn)滑油輸出通道，提前器柱塞與柱塞套之間沒(méi)有壓力潤(rùn)滑油，“液體挺柱”消失。在相同的噴油凸輪轉(zhuǎn)角下，提前器柱塞與柱塞套直接形成剛性接觸，噴油器柱塞恢復(fù)常態(tài)下行，從而實(shí)現(xiàn)常態(tài)下的噴油正時(shí)。STC控制閥的開(kāi)啟或關(guān)閉是由燃油壓力控制的，當(dāng)燃油壓力低于221　kPa時(shí)，STC控制閥處于開(kāi)啟狀態(tài)，允許機(jī)油輸送到提前器，形成“液體挺柱”。當(dāng)燃油壓力高于221　kPa時(shí)，STC控制閥關(guān)閉，機(jī)油輸送到提前器的通路被切斷，“液體挺柱”消失。

 

2、優(yōu)點(diǎn)

① 在噴油提前正時(shí)方式下工作時(shí)，能改進(jìn)在寒冷天氣下的怠速特性和減少發(fā)動(dòng)機(jī)冒白煙；提高輕載工況的燃油經(jīng)濟(jì)性；減少?lài)娪推鞣e炭。

② 在常態(tài)正時(shí)方式下工作時(shí)，能控制氣缸最高爆發(fā)壓力；降低NOx（氮氧化物）的排放。

 

3、使用注意事項(xiàng)

 

① 開(kāi)箱使用前，應(yīng)仔細(xì)核對(duì)產(chǎn)品型號(hào)的正確性。開(kāi)箱后，進(jìn)一步核對(duì)產(chǎn)品型號(hào)的正確性。

② 從包裝盒中取出噴油器，應(yīng)使油杯端朝下，注意防止柱塞從噴油器中脫出，以免造成損傷，并嚴(yán)禁將柱塞抽出噴油器，以防臟物進(jìn)入噴油器引起發(fā)卡。

③ 安裝前，應(yīng)對(duì)噴油器外圓上的O形圈涂抹適量潤(rùn)滑脂，以防安裝時(shí)損傷。

④ 安裝后，按柴油機(jī)裝配及調(diào)整要求調(diào)整柴油機(jī)推桿的行程和搖臂的間隙。

⑤ 不得隨意拆解噴油器，盡量避免損壞漆封。

四、電子執(zhí)行器

 

燃油泵電子執(zhí)行器工作原理圖

 

 

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