性能特點(diǎn)和作用說(shuō)明

泵噴嘴式柴油發(fā)電機的電子控制系統和增壓器優(yōu)點(diǎn)

 

渦輪增壓直接噴射的康明斯柴油發(fā)動(dòng)機采用了最新的高壓燃油噴射技術(shù)-泵噴嘴系統。此系統使柴油與空氣混合更充分，燃燒更徹底，大大降低了CO、HC顆粒的排放。另外，采用EGR系統，大大降低了NO產(chǎn)生，其排放指標滿(mǎn)足國3標準?？得魉共捎玫目烧{葉片式渦輪增壓器（VGT），在任何轉速下均可產(chǎn)生所需要的充氣壓力，性能比傳統的渦輪增壓器大大提高，改善了發(fā)動(dòng)機的適應性，保證大功率的輸出。由于發(fā)動(dòng)機進(jìn)氣壓力始終處于最佳狀態(tài)，從而在整個(gè)轉速范圍內提高了燃燒效率，節約了燃油并改善了排放。

 

一、燃油系統

 

電子控制柴油發(fā)動(dòng)機的柴油噴射系統是采用泵噴嘴方式。機械式油泵從油箱中吸出流經(jīng)燃油濾清器的燃油，并沿缸蓋內供油管將其泵入泵噴嘴單元；不需要的燃油經(jīng)缸蓋內回油管、油溫傳感器和燃油冷卻器返回油箱。

1、燃油泵

燃油泵位于缸蓋上。緊接在真空泵后面。其功能是將燃油從油箱輸送到泵噴嘴。燃油泵由凸輪軸驅動(dòng)。燃油泵是間歇式葉片泵。間歇式葉片被彈簧壓力壓緊在轉子上。其優(yōu)點(diǎn)是在較低發(fā)動(dòng)機轉速時(shí)也可以供油。而旋轉式葉片泵在發(fā)動(dòng)機達到一定轉速時(shí)在離心力作用下葉片才壓緊在定子上，此時(shí)開(kāi)始供油。泵體內的油道使轉子始終處于被燃油浸潤狀態(tài)，從而隨時(shí)輸送燃油。燃油泵的工作過(guò)程是容積增大時(shí)油泵進(jìn)油，容積減小時(shí)油泵輸油。燃油被吸出和泵人兩個(gè)油腔。

 

燃油泵位置及構造圖

 

2、分配管

分配管集成在缸蓋內的供油管內，其功能是等量向各泵噴嘴分配燃油，分配管的工作過(guò)程是：

油泵將燃油輸送到各缸的供油管內，然后燃油沿著(zhù)分配管內管流向1缸。燃油通過(guò)十字孔迸大分配管和缸蓋壁之間的環(huán)形管，在此，燃油與受熱燃油混合，并被泵噴嘴強制流向供油管，使供油管內流到各缸的燃油油溫一致，所有的泵噴嘴被提供相同量的燃油，發(fā)動(dòng)機運轉平穩。若沒(méi)有分配管，6噴嘴的油溫將不會(huì )相同，6噴嘴強制流向供油管的受熱燃油在供油管內被流動(dòng)的燃油直接從4缸推到1缸噴嘴。結果，油溫從4缸推到1缸上升，并且泵噴嘴被提供不同質(zhì)量的燃油，這將會(huì )使發(fā)動(dòng)機不平穩運轉并將在頭幾缸中產(chǎn)生極度高溫。

3、泵噴嘴

泵噴嘴將噴油泵電控單元、噴油嘴組合在一起。發(fā)動(dòng)機每個(gè)缸都有一個(gè)泵噴嘴，不需要高壓管或分配式噴射泵。

（1）泵噴嘴的功能是能夠產(chǎn)生所需的高噴射壓力，能按正確的時(shí)間和正確的噴油量噴油。

（2）泵噴嘴直接集成在氣缸蓋上，由凸輪軸上的4個(gè)噴射凸輪來(lái)驅動(dòng)。通過(guò)滾柱式搖臂來(lái)驅動(dòng)泵噴嘴的泵活塞，在供油循環(huán)期間，泵活塞在活塞彈簧壓力作用下向上移動(dòng)，使高壓腔的內容積擴大。泵噴嘴電磁閥不動(dòng)作，電磁閥針閥處于靜止位置，供油管到高壓腔內的通道打開(kāi)，燃油流入高壓腔。

（3）泵噴嘴系統與分配式噴射系統的缸蓋相比，泵噴嘴式噴射系統缸蓋有很大變化，位置比較高。泵噴嘴通過(guò)卡塊固定在缸蓋上。泵噴嘴要安裝好，若泵噴嘴與缸蓋不垂直，則緊固螺栓會(huì )松動(dòng)，造成泵噴嘴或缸蓋損壞。

（4）泵噴嘴的回油管的作用是冷卻泵噴嘴，來(lái)自供油管的燃油沖刷通向回油管的泵噴嘴油道，排出泵活塞處瀉出的燃油，通過(guò)回油管內節流孔分離來(lái)自供油管內的氣泡。

 

電控泵噴嘴結構圖

 

 

二、電子控制系統

 

發(fā)動(dòng)機的電子控制系統主要由傳感器、ECU和執行器三大部件組成。

 

1、發(fā)動(dòng)機轉速傳感器

 

（1）安裝位置

發(fā)動(dòng)機轉速傳感器是一個(gè)感應式傳感器，位于缸體上。

（2）信號輪

發(fā)動(dòng)機轉速傳感器輪圓周上，有56個(gè)齒和2個(gè)齒缺（兩個(gè)齒），齒缺相距180°，作為確定曲軸位置的參考標記。

（3）信號作用

發(fā)動(dòng)機轉速傳感器產(chǎn)生的信號，記錄了發(fā)動(dòng)機的轉速和實(shí)時(shí)的曲軸位置。利用此信息，發(fā)動(dòng)機電控單元計算出噴油始點(diǎn)和噴油量。

（4）信號失效

信號失效時(shí)。發(fā)動(dòng)機熄火。

（5）快速啟動(dòng)識別

為了讓發(fā)動(dòng)機快速啟動(dòng)，發(fā)動(dòng)機電控單元計算來(lái)自霍爾傳感器和發(fā)動(dòng)機轉速傳感器的信號。發(fā)動(dòng)機電控單元利用來(lái)自霍爾傳感器的信號識別各缸。曲軸傳感器輪上有兩個(gè)齒缺，當曲軸轉過(guò)半圈時(shí)，發(fā)動(dòng)機電控單元就會(huì )獲得一個(gè)相關(guān)信號。通過(guò)此方式，發(fā)動(dòng)機電控單元在初期就可識別相關(guān)各缸的曲軸位置并控制相應的電磁閥來(lái)進(jìn)行噴射循環(huán)。

 

2、冷卻液溫度傳感器

 

（1）安裝位置

冷卻液溫度傳感器安裝在缸蓋的冷卻液接頭上，將當前冷卻液溫度信號傳送給發(fā)動(dòng)機電控單元。

（2）信號作用

發(fā)動(dòng)機電控單元利用冷卻液溫度傳感器信號修正噴油量。

（3）信號失效

信號失效時(shí)，發(fā)動(dòng)機電控單元利用來(lái)自燃油溫度傳感器信號修正噴油量。

6.進(jìn)氣歧管壓力傳感器G71

（1）信號作用

進(jìn)氣歧管壓力傳感器提供的信號用于檢查增壓壓力。發(fā)動(dòng)機電控單元將實(shí)際測量值與增壓壓力脈頻圖上的設定值進(jìn)行比較，若實(shí)際測量值偏離設定值，則發(fā)動(dòng)機電控單元通過(guò)電磁閥調整增壓壓力，實(shí)現增壓壓力控制。

（2）信號失效

信號失效時(shí)，不能調節增壓壓力，發(fā)動(dòng)機功率下降。

（3）安裝位置

進(jìn)氣歧管壓力傳感器和進(jìn)氣歧管溫度傳感器集成在一起，安裝在進(jìn)氣管內。

 

3、電子控制單元

 

ECU主要功用是接收各種傳感器和控制開(kāi)關(guān)輸入的車(chē)輛工況信號，根據內部預先編制的控制程序和存儲的試驗數據，確定適合發(fā)動(dòng)機工況的噴油量和噴油時(shí)刻等參數，將這些參數轉換成電信號控制各執行器完成動(dòng)作，從而使發(fā)動(dòng)機保持最佳運行狀態(tài)。

 

4、泵噴嘴電磁閥

 

（1）安裝位置

泵噴嘴電磁閥有4個(gè)，分別安裝在各缸噴嘴單元上。

（2）信號的作用

信號作用是控制各缸的噴射始點(diǎn)和噴射量。

（3）信號失效

若噴嘴電磁閥失效，發(fā)動(dòng)機將不能平穩運轉，功率也將下降。噴嘴電磁閥有雙保險功能。若電磁閥保持打開(kāi)狀態(tài)，噴嘴內無(wú)法建立起壓力：若電磁閥保持關(guān)閉狀態(tài)，泵噴嘴高壓腔無(wú)法再充注燃油。兩種情況下，都沒(méi)有燃油噴到氣缸內。

 

泵噴嘴電磁閥位置圖

 

 

5、輔助輸出信號

 

（1）冷卻液輔助加熱器

由于發(fā)動(dòng)機的效率高，產(chǎn)生的廢熱很少，某些情況下，可能無(wú)法輸出充足的熱量。在氣溫低的國家，溫度低時(shí)用電子輔助加熱器加熱冷卻液。

（2）發(fā)動(dòng)機轉速

此信號用作轉速表指示發(fā)動(dòng)機轉速信號。

 

三、可調式渦輪增壓器

 

1、可調式渦輪增壓器優(yōu)點(diǎn)

 

渦輪增壓器采用可調式葉片控制作用在渦輪上的氣流量?？烧{式葉片由真空膜片室控制。其優(yōu)點(diǎn)如下：

（1）由于廢氣流量由可調式葉片控制。在發(fā)動(dòng)機轉速較低時(shí)，也可保證大功率輸出；

（2）作用于渦輪上較低的排氣背壓?？山档桶l(fā)動(dòng)機高轉速時(shí)的油耗；

（3）由于充氣壓力達到最佳狀態(tài)，從而在整個(gè)轉速范圍內提高了燃燒效率。

 

2、可調式渦輪增壓器的結構

 

（1）可調式葉片

可調式渦輪增壓器調整葉片的結構。葉片連同葉片軸一同安裝在支承圈上，葉片軸后有一個(gè)導銷(xiāo)，調整圈內，調整圈轉動(dòng)，致使葉片軸轉動(dòng)，最終使葉片轉動(dòng)，由此改變了廢氣流通截面積。調整圈由控制桿系驅動(dòng)?？刂茥U系又由真空模片室驅動(dòng)。發(fā)動(dòng)機怠速時(shí)的葉片軸順時(shí)針旋轉到極限，迸氣口截面變小，廢氣流速增大，從而提高了渦輪轉速，充氣壓力提高。發(fā)動(dòng)機高速時(shí)的葉片軸逆時(shí)針旋轉到極限，迸氣口截面變大，從而使渦輪轉速和充氣壓力恒定不變。

（2）真空膜片式

真空膜片式的作用是根據電磁閥N75輸送的真空，驅動(dòng)控制桿系。圖41所示是發(fā)動(dòng)機怠速時(shí)N75通電，膜片式與真空源相同，葉片順時(shí)針旋轉到極限，。圖42所示是發(fā)動(dòng)機高速時(shí)N75不通電，膜片式與大氣相同，葉片逆時(shí)針旋轉到極限。

 

 

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