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柴油發(fā)電機(jī)直列泵電控燃油噴射系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn) |
機(jī)械式燃油系統(tǒng)中基本控制信息是柴油發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速,而基本參數(shù)要轉(zhuǎn)換成飛塊的離心力和彈簧的作用, 所以必須在彈簧特性的范圍內(nèi)設(shè)定控制方式,其自由度很小。另外,若信息量多一點(diǎn),則桿系復(fù)雜,裝置龐大。但在電子控制燃油系統(tǒng)中,柴油發(fā)電機(jī)的狀態(tài)和環(huán)境條件都可用各種傳感器檢出,電子控制單元則可計(jì)算、判斷出最適合于柴油發(fā)電機(jī)狀態(tài)的控制條件,并輸出到執(zhí)行器。因此,電子控制直列泵燃油系統(tǒng)和傳統(tǒng)的機(jī)械燃油系統(tǒng)相比有著不可估量的優(yōu)勢??得魉构驹诒疚闹兄v解了直列泵電控燃油噴射系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)、工作原理與結(jié)構(gòu)組成等柴油發(fā)電機(jī)技術(shù)知識。
一、直列泵電控燃油噴射系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)
在直噴式柴油發(fā)電機(jī)中,采用電子控制共軌式燃油系統(tǒng)與采用普通凸輪驅(qū)動的泵噴嘴系統(tǒng)相比,優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在如下幾點(diǎn):
(1)廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域,每缸功率可達(dá)200kW左右。
(2)更高的噴油壓力,目前已達(dá)200MPa,將來還有繼續(xù)提高的可能。
(3)噴油的始點(diǎn)、噴油的終點(diǎn)可方便地改變。
(4)可以實(shí)現(xiàn)預(yù)噴射、主噴射和后噴射,可以根據(jù)排放等要求實(shí)現(xiàn)多段噴射。
(5)噴油壓力與實(shí)際使用工況相適應(yīng)。在電子控制共軌式燃油系統(tǒng)中,噴油壓力的建立與燃油噴射之間無互相依存關(guān)系,噴油壓力不取決于柴油發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速和噴油量。在高壓燃油存儲器(共軌管)中,始終充滿噴射用的具有一定壓力的燃油。噴油量由電子控制單元通過計(jì)算決定,受其他制約條件很少。
(6)噴油正時和噴油壓力在ECU中有存儲的特性曲線(MAP)算出。然后,電磁閥控制裝在每個柴油發(fā)電機(jī)氣缸上的噴油器(噴油單元)予以實(shí)現(xiàn)。
二、工作原理與結(jié)構(gòu)組成
在電子控制直列泵燃油噴射系統(tǒng)中,由調(diào)速器執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制調(diào)節(jié)齒桿的位置,從而控制供油量;由提前器執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制柴油發(fā)電機(jī)驅(qū)動軸和噴油器凸輪軸間的相位差,從而控制噴油時間。調(diào)速器執(zhí)行機(jī)構(gòu)和提前器執(zhí)行機(jī)構(gòu)是電子控制直列泵燃油噴射系統(tǒng)中的兩個特殊機(jī)構(gòu)。
1、工作原理
圖1所示為直列泵電控燃油噴射系統(tǒng)。其工作原理是:各傳感器將信號傳給ECU進(jìn)行處理,與柴油發(fā)電機(jī)負(fù)荷和轉(zhuǎn)速狀態(tài)相適應(yīng)的信號送到電子調(diào)速器和相應(yīng)的電磁閥,使調(diào)速器和時間控制器進(jìn)行相應(yīng)的動作,從而調(diào)整噴油量和噴油時間。
圖1 直列泵電控燃油噴射系統(tǒng)原理圖 |
2、燃油噴射量的控制
ECU發(fā)出信號使電子調(diào)速器進(jìn)行相應(yīng)的動作,來控制燃油的應(yīng)的電磁閥,使調(diào)速器和時間控制器進(jìn)行相應(yīng)的動作,從而調(diào)整噴油量和噴油時間。噴射量和噴射時間。電子調(diào)速器的兩種類型為直流電動機(jī)型和螺線管型。
(1)直流電動機(jī)型電子調(diào)速器。
圖2左圖所示為直流電動機(jī)型電子調(diào)速器。其工作原理:對線圈通電時產(chǎn)生一個磁場,該磁場與永磁鐵的磁場相互作用,使線圈和滑套向上或者向下移動,而滑套通過杠桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動直列柱塞泵油量調(diào)節(jié)拉桿左右移動來實(shí)現(xiàn)對噴油量的調(diào)節(jié)。
(2)螺線管型電子調(diào)速器。
圖2右圖所示為螺線管型電子調(diào)速器。其工作原理:當(dāng)電流通過螺線管時,產(chǎn)生一個與通電占空比成正比的電磁力,該電磁力使電樞和油量調(diào)節(jié)拉桿或齒條移動,電磁力與油量調(diào)節(jié)拉桿(或齒條)回位彈簧力平衡,改變螺線管的通電占空比來調(diào)節(jié)油量調(diào)節(jié)拉桿(或齒條)的位置。
圖2 電子調(diào)速器原理結(jié)構(gòu)圖 |
(3)燃油噴射時間的控制
圖3所示為供油正時控制系統(tǒng)圖,包括正時控制器、電磁閥、柴油發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、正時傳感器和ECU等。
圖3 燃油泵供油正時控制系統(tǒng)圖 |
(1)傳感器
傳感器將測得的信號傳給ECU,ECU對信號進(jìn)行處理后,發(fā)出指令給執(zhí)行器(電磁閥)動作,用從柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油泵來的機(jī)油使時間控制器動作,來進(jìn)行燃油噴射時間的控制。
(2)雙組式電磁閥
雙組式電磁閥的結(jié)構(gòu)如圖4所示,結(jié)構(gòu)中有兩個電磁閥分別用來控制進(jìn)油和出油,柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油從P孔流入到電磁閥內(nèi),從A管流向時間控制器,一部分機(jī)油從回流孔返回到柴油發(fā)電機(jī)油底殼,其回流量根據(jù)控制中心的信號由電磁閥來控制。
(3)時間控制器
時間控制器如圖5所示,主要由缸筒、活塞、凸輪、法蘭和圓盤等組成,通過來自電磁閥的機(jī)油進(jìn)行提前角或滯后角的控制。
圖4 雙組式電磁閥結(jié)構(gòu)圖 |
圖5 時間控制器結(jié)構(gòu)圖 |
(4)電控液壓提前器
電控液壓提前器的工作原理如圖6所示。4個沿軸向布置的液壓活塞在較低液壓時就能運(yùn)動?;钊\(yùn)動時推動滑塊以克服彈簧彈力向外運(yùn)動,滑塊通過滑塊銷使雙偏心輪轉(zhuǎn)動,雙偏心輪的構(gòu)造改變了驅(qū)動軸與凸輪軸之間的相位。由于活塞僅是通過斜面來推動滑塊,并不是通過鉸鏈,因此即使液壓系統(tǒng)失靈了,滑塊靠離心力的作用仍然可以向外運(yùn)動,像機(jī)械式噴油提前器那樣起作用。驅(qū)動軸通過驅(qū)動盤、滑塊、滑塊銷、大小偏心輪驅(qū)動凸輪軸轉(zhuǎn)動。正時推遲:進(jìn)油通道關(guān)、回油通道開,液壓腔內(nèi)油壓下降,回位彈簧使活塞右移,滑塊和滑塊銷內(nèi)移,安裝在滑塊銷上的大小偏心輪轉(zhuǎn)動,使凸輪軸相對驅(qū)動盤沿與轉(zhuǎn)動相反的方向轉(zhuǎn)過一定角度。
電控液壓提前器工作原理圖 |
(5)供油正時控制
直列泵電控燃油噴射系統(tǒng)供油正時控制:ECU主要根據(jù)柴油發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷信號確定基本供油提前角,再根據(jù)其他信號進(jìn)行修正。同時,ECU根據(jù)正時傳感器信號判斷實(shí)際的供油正時,并對供油正時進(jìn)行閉環(huán)控制。正時控制器為電控液壓式,可改變泵驅(qū)動軸與凸輪軸的相對位置??刂普龝r控制器的液壓油路的電控元件為電磁閥型和步進(jìn)電動機(jī)型。
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