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重慶康明斯發電機組電控共軌系統的結構和原理

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重慶康明斯發電機組電控共軌系統的結構和原理

發布日期:2022-01-26 作者:重慶斯坦福機電設備有限公司 點擊:

        電控高壓共軌技術是目前國內柴油發電機組行業為達到國三排放標準所普遍采用的一種成熟的電控技術。本文以康明斯國三電控共軌柴油發電機為例,對國三柴油發電機組電控共軌系統的結構、原理進行了論述。

一、康明斯發電機組共軌系統概述

  我們所說的電噴柴油發電機組與傳統的柴油機組的主要區別在于它的燃油供給系統的不同,前者采用的是電子控制燃油系統,而后者采用的是機械式燃油系統,目前電子控制燃油系統可分為三種,分別為:

  1、電控直列泵燃油系統

  2、電控分配泵燃油系統

  3、電控高壓共軌燃油系統

  前兩種燃油系統是在傳統的機械式燃油系統的基礎上增加了一套精確控制重慶康明斯柴油發電機組噴油量和噴油時間的電子裝置,從而大大降低了柴油發電機組排放污染并提高了燃油經濟性。

第三種燃油系統是一種全新的燃油噴射系統,它是通過各種傳感器檢測出柴油發電機組的實際運行狀態,通過計算機的計算和處理,可以對發電機組的噴油量、噴油時間、噴油壓力和噴油率進行**佳控制,從而實現了柴油發電機組綜合性能的又一次飛躍。

        二、電控共軌系統工作原理

  燃油由康明斯發電機凸輪軸驅動的齒輪泵經弗列加濾清器從油箱中抽出,通過一個電磁緊急關閉閥流人供油泵。此時的壓力約為0.5MPa,然后,油流分為兩路,一路經安全閥上的小孔作為冷卻油通過供油泵的凸輪軸室流入壓力控制閥,然后流回油箱。另一路充人3缸供油泵。在供油泵內,燃油壓力上升到135MPa或更高,供入共軌。共軌上有一個壓力傳感器和一個通過切斷油路來控制流量的壓力控制閥。用這種方法來調節控制單元設定的共軌壓力。高壓燃油從共軌流人噴油器后又分為兩路:一路直接噴入燃燒室,另一路在噴油期間,與針閥導向部分和控制柱塞處泄漏出的燃油一起流回油箱。

        三、康明斯發電機組共軌系統的組成:

        電控共軌系統主要部件有:高壓油泵、高壓油軌、高壓油管、高壓油管接管、電控噴油器、低壓油管、柴濾、油箱等。

        1、電控高壓油泵

        電裝共軌系統的高壓油泵。高壓油泵有兩個高壓柱塞泵,靠飛輪端為油泵,靠前端為油泵。分別由兩個凸輪(每個凸輪上均有3個凸緣)驅動,按時將六缸所需要的燃油供應給高壓油軌。

        手油泵用于排出燃油噴射系統中油路的空氣,輸油泵位于高壓油泵的左側,與高壓油泵集成在一起,提供高壓油泵一定壓力的燃油。位于油泵上部的兩個黃色閥體為壓力控制閥(PCV),分別控制兩個泵的供油量與供油時刻。兩個電磁閥分別各對應一個線束插頭,靠飛輪端為閥(PCV1),靠前端為閥(PCV2)。其作用是調整共軌管內的燃油壓力,方法是調整油泵壓入共軌管內的燃油量。

        凸輪軸位置傳感器(G傳感器)用于判斷柴油發電機第1缸壓縮上止點的到來時刻,作為噴油的基準信號。高壓油泵內部集成了一個凸輪軸位置傳感器和二個相應的信號盤,凸輪軸置傳感器的插頭在油泵正面中部位置。

        ①柱塞下行時,壓力控制閥開啟,低壓燃油經控制閥流入柱塞腔。

         ②柱塞上行時,由于控制閥中尚未通電,處于開啟狀態,低壓燃油經控制閥流回低壓腔。

        ③在達到供油量定時的時刻,控制閥通電,使之關閉,回流油路被切斷,柱塞腔中的燃油被壓縮,燃油經出油閥進入高壓油軌。利用控制閥關閉時間的不同,控制進入高壓油軌的油量的多少,從而達到控制高壓油軌壓力的目的。

        ④凸輪經過Z大升程后,柱塞進入下降行程,柱塞腔內的壓力降低,出油閥關閉,停止供油,這時控制閥停止供電,處于開啟狀態、低壓燃油進入柱塞腔,進入下一個循環。

        2、高壓共軌管組件

        高壓共軌管將供油泵提供的高壓燃油經穩壓、濾波后,供應給各缸噴油器,起蓄壓器的作用。它的容積應削減高壓油泵的供油壓力波動和每個噴油器由噴油過程引起的壓力振蕩,使高壓油軌中的壓力波動控制在5MPa之下。

        軌壓限制閥的作用是:當共軌壓力超過共軌管所能承受的Z高壓力時,軌壓限制閥會自動開啟,將共軌壓力降低到約30MPa。

        在共軌管的上部有六個流量限制閥(同缸數一致),分別與六個缸的高壓油管相連。當某一缸的高壓油管有泄漏或噴油器故障而導致燃油噴射址超過限值時,流量限制閥會動作,切斷該缸的燃油供應。共軌的外側有1~2個進油口,分別與高壓油泵的高壓油的出油口相連。軌壓傳感器位于共軌的右側,帶有一個線束插頭。

  

重慶康明斯柴油發電機組.jpg

         3、康明斯發電機組共軌系統控制系統

        電控共軌系統可以分成三大部分:傳感器、計算機和執行器。計算機是電控共軌燃油系統的核心部分。

  根據各個傳感器的信息,計算機進行計算、完成各種處理后,求出Z佳噴油時間和Z合適的噴油量,并且計算出在什么時刻、在多長的時間范圍內向噴油器發出開啟電磁閥、或關閉電磁閥的指令等,從而精確控制柴油發電機的工作過程。電子控制系統的核心是ECU——電子控制單元。ECU就是一個微型計算機。ECU的輸入是安裝在發電機組和柴油發電機上的各種傳感器和開關;ECU的輸出是送往各個執行機構的電子信息。

        4、康明斯發電機組共軌系統燃料供給系統

  燃料供給系統的主要組成部分如圖所示。由圖可見,燃油供給系統的主要構成是供油泵、共軌和噴油器。

  燃油供給系統的基本工作原理是:供油泵將燃油加壓成高壓,供人共軌內;共軌實際上是一種燃油分配管。儲存在共軌內的燃油在適當的時刻通過噴油器噴人柴油發電機氣缸內。電控共軌系統中的噴油器是一種由電磁閥控制的噴油閥,電磁閥的開啟和關閉由計算機控制。

        四、電控高壓共軌系統的特點

        1、自由調節噴油壓力(共軌壓力控制)

  通過控制共軌壓力而控制噴油壓力。利用共軌壓力傳感器測量燃油壓力,從而調整供油泵的供油量、調整共軌壓力。此外,還可以根據柴油發電機轉速、噴油量的大小與設定了的**佳值(指令值)始終一致地進行反饋控制。

        2、自由調節噴油量

  以柴油發電機組的轉速及油門開度信號為基礎,計算機計算出發電機組噴油量,并控制噴油器的通斷電時間。

        3、自由調節噴油率形狀

  根據柴油發電機用途的需要,設置并控制噴油率形狀:預噴射、后噴射、多段噴射等。

        4、.自由調節噴油時間

  根據柴油發電機組的轉速和噴油量等參數,計算出噴油時間,并控制電控噴油器在適當的時刻開啟,在適當的時刻關閉等,從而準確控制噴油時間。

  在電控共軌系統中,由各種傳感器——柴油發電機轉速傳感器、油門開度傳感器、各種溫度傳感器等——實時檢測出柴油發電機的實際運行狀態,由微型計算機根據預先設計的計算程序進行計算后,定出適合于該運行狀態的噴油量、噴油葉間、噴油率模型等參數,使柴油發電機始終都能在**佳狀態下工作。

  柴油發電機組控制系統具有自我診斷功能,對系統的主要零部件進行技術診斷,如果某個零件產生了故障,則診斷系統會向操作員發出警報,并根據故障情況自動作出處理;或使柴油發電機組止運行——即所謂故障應急功能,或切換控制方法,使發電機組繼續運行到安全的地方。

  傳統的泵管嘴燃油系統中,噴油壓力與柴油發電機的轉速和負荷有關,不是一個獨立變量。

  在高壓電控共軌系統中,噴油壓力(共軌壓力)與柴油發電機組轉速和負荷無關,是可以獨立控制的。由共軌壓力傳感器測出燃油壓力,并與設定的目標燃油壓力進行比較后進行反饋控制。


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關鍵詞:重慶康明斯發電機組,康明斯發電機組,重慶康明斯發電機

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