新聞主題	康明斯發(fā)電機組的步進(jìn)噴油（STC）系統工作原理和優(yōu)點(diǎn)

 

摘要：康明斯柴油機噴油器的特點(diǎn)是每個(gè)噴油器進(jìn)油口處量孔斷面尺寸經(jīng)過(guò)選定就不再改變，雖然每缸噴入柴油的計量時(shí)間隨柴油機轉速而變化，但在每一個(gè)既定轉速下也是相對固定的,此時(shí)只要改變噴油器進(jìn)油口處的柴油壓力(即相應改變PT燃油泵的出口燃油壓力)就可以調節噴油量。柴油發(fā)電機STC噴油器是一種新的步進(jìn)噴油系統，也是一種噴油正時(shí)控制方法，包括求出基本噴油正時(shí)，根據當前發(fā)動(dòng)機工況算出參考增壓壓力，根據算出的參考增壓壓力與當前增壓壓力之差算出噴油正時(shí)補償值，以及用基本噴油正時(shí)補償值補償基本噴油正時(shí)，算出最終噴油正時(shí)。

 

 一、噴油器原理與特點(diǎn)

 

       PT(D)型噴油器根據燃油泵的柴油輸出壓力對噴油進(jìn)行計量，然后依靠噴油器柱塞驅動(dòng)機構在規定的時(shí)刻將柴油加壓并噴入燃燒室，剩余的柴油經(jīng)回油管返回浮子油箱。在噴油器體的外圓上裝有三個(gè)O形密封圈，它們與汽缸蓋上的孔相密封而形成燃油的進(jìn)、回油道。濾網(wǎng)用卡環(huán)固定在噴油器體的進(jìn)油孔上，進(jìn)油孔上還裝有進(jìn)油量孔塞，噴油器用安裝板固定在汽缸塞上。柱塞接合套與柱塞為靜配合的精密偶件，其上部裝有頂桿和彈簧墊圈，并由頂部限位螺套限位。柱塞偶件用噴油器筒頭緊帽和筒頭共同壓裝在噴油器體上。柱塞套與噴油器體及筒頭之間設有密封襯墊，而是靠精密研磨的方法保證密封。在進(jìn)油孔道中裝有一止回球閥，用以防止燃油倒流。在噴油器體的下部還設有計量量孔和回油孔，其在柴油機位置如圖1所示。

1、工作原理

      康明斯步進(jìn)噴油系統，簡(jiǎn)稱(chēng)STC，即分步噴油正時(shí)控制系統。該系統利用液壓原理，控制噴油柱塞下行的開(kāi)始時(shí)間，實(shí)現提前和延期噴油，達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。該系統與噴油器合為一體，稱(chēng)為PT（D）-STC型噴油器（簡(jiǎn)稱(chēng)STC噴油器）。STC型噴油器與常規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（見(jiàn)附圖2）。

      一般的PT（D）型噴油器系機械式開(kāi)式噴油器，常用于氣缸蓋內有進(jìn)、回油道的康明斯系列柴油發(fā)電機。其基本功能為將燃油泵送來(lái)的低壓燃油轉變?yōu)楦邏喝加蛧娙霟覍θ加瓦M(jìn)行計量與燃油泵共同作用以滿(mǎn)足柴油機對燃油供油量的要求；協(xié)同噴油器驅動(dòng)凸輪，在規定的時(shí)刻和期間內完成噴射過(guò)程，確保霧化質(zhì)量?jì)?yōu)良和噴射結束后無(wú)滴漏等不良現象。噴入柴油發(fā)電機的燃油量由計量孔前的燃油壓力（燃油泵的供油壓力）和計量孔開(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(cháng)的使用壽命。

      而STG型噴油器與一般的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。

      STG型噴油器提前正時(shí)方式是由STC控制閥輸出的機油（壓力不低于70 kPa）控制的。當壓力潤滑油充滿(mǎn)提前器柱塞與柱塞套之間的空間時(shí)，相當于液體挺柱，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)閉了壓力潤滑油輸出通道，提前器柱塞與柱塞套之間沒(méi)有壓力潤滑油，液體挺柱消失。在相同的噴油凸輪轉角下，提前器柱塞與柱塞套直接形成剛性接觸，噴油器柱塞恢復常態(tài)下行，從而實(shí)現常態(tài)下的噴油正時(shí)。STC控制淺的開(kāi)啟或關(guān)閉是由燃油壓力控制的，當燃油壓力低于221kPa時(shí)，STC控制閥處于開(kāi)啟狀態(tài)，允許機油輸送到提前器，形成液體挺柱。當燃油壓力高于221 kPa時(shí)，STC控制關(guān)閉，機油輸送到提前器的通路被切斷，液體挺柱消失。

2、噴油系統的優(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)機冒白煙；

（2）提高輕載工況的燃油經(jīng)濟性減少?lài)娪推鞣e炭。

（3）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、噴油系統的使用注意事項

（1）開(kāi)箱使用前，應仔細核對產(chǎn)品型號的正確性。開(kāi)箱后，進(jìn)一步核對產(chǎn)品型號的正確性。

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

（3）安裝前，應對噴油器外圓上的O形圈涂抹適量潤滑脂，以防安裝時(shí)損傷。

（4）安裝后，按柴油發(fā)電機裝配及調整要求調整柴油發(fā)電機推桿的行程和搖臂的間隙囹不得隨意拆解噴油器，盡量避免損壞漆封。

 

圖1  康明斯噴油器在柴油發(fā)動(dòng)機位置示意圖

圖2  康明斯PT(D)—STC型噴油器結構圖

 

二、噴油正時(shí)（定時(shí)）原理與調整

 

1、噴油正時(shí)的概述

      噴油正時(shí)代碼打印在發(fā)動(dòng)機的銘牌上。代碼是與數值技術(shù)規格有關(guān)的字母。技術(shù)規格可以在康明斯發(fā)動(dòng)機技術(shù)手冊或“CPL手冊中找到。以K19系列康明斯發(fā)動(dòng)機為例，正時(shí)代碼參數如表1所列。   

（1）噴油正時(shí)是當活塞處于壓縮沖程上止點(diǎn)前5.16毫米[0.2032英寸]或19°時(shí)，在噴油器柱塞與柱塞套之間距離的大小。

（2）噴油正時(shí)由推桿的行程余量來(lái)表示。推桿的行程決定了相對于活塞位置的燃油噴射時(shí)刻。推桿的行程余量越大，則噴油正時(shí)延后得越多。推桿的行程余量越小，則噴油正時(shí)提前得越多。

（3）噴油正時(shí)的改變是通過(guò)相對于活塞位置提前或延后凸輪隨動(dòng)器的動(dòng)作來(lái)完成的。這是通過(guò)選用不同凸輪軸齒輪鍵，以改變凸輪型線(xiàn)相于對凸輪隨動(dòng)器的位置來(lái)完成的。

（4）齒輪系正時(shí)（標記對正后）總是保持不變。

表1    K19系列康明斯發(fā)動(dòng)機正時(shí)代號及相關(guān)參數表

 

2、噴油正時(shí)的調整原理

      N855系列發(fā)動(dòng)機通過(guò)改變滾輪與凸輪表面的接觸點(diǎn)，調整噴油正時(shí)（用調整墊片調整）。 K、M11系列發(fā)動(dòng)機通過(guò)改變曲軸與凸輪軸相對轉角，調整噴油正時(shí)（選用凸輪軸偏心鍵調整）。調整原理如圖3和圖4所示：

      康明斯發(fā)動(dòng)機都規定活塞在壓縮行程上止點(diǎn)前-0.2032″（-5.16mm）這個(gè)位置來(lái)檢查正時(shí)?？得魉拱l(fā)動(dòng)機正時(shí)代號所給出的數據，都是在這個(gè)位置給出的。拆下?lián)u臂室，拔出噴油器，裝上正時(shí)調整工具（3375522）。

 

圖3  康明斯發(fā)動(dòng)機噴油正時(shí)位置

圖4  康明斯發(fā)動(dòng)機噴油正時(shí)調整原理

 

3、噴油正時(shí)調整步驟

（1）將正時(shí)調整工具安裝在發(fā)動(dòng)機上；

（2）順時(shí)針轉動(dòng)發(fā)動(dòng)機到調整缸壓縮沖程上止點(diǎn)，調好活塞上表1的量程并將千分表調零；

（3）繼續順時(shí)針轉動(dòng)發(fā)動(dòng)機曲軸約90度（表2指針不動(dòng)），將噴油凸輪上千分表2調好量程并將表調零，并記錄該表小指針讀數；

（4）反時(shí)針轉動(dòng)發(fā)動(dòng)機曲軸，并在活塞下行時(shí)開(kāi)始對表1記數，至讀數超過(guò)-0.2032英寸（-5.16毫米）；

（5）順時(shí)針緩慢轉動(dòng)發(fā)動(dòng)機曲軸到活塞表1讀數為-0.2032英寸（-5.16毫米）；

（6）讀出噴油凸輪上表的讀數（實(shí)測值），并與正時(shí)代號規定值（噴油推桿行程）比較；

注：正時(shí)代號由兩個(gè)英文字母構成，它由廠(chǎng)家設計部門(mén)選定，并標注在每臺發(fā)動(dòng)機的銘牌上。

4、偏移量的選擇注意事項

      偏移量每改變0.025mm(0.001英寸),推桿行程將改變0.127mm(0.0005英寸)。

（1）實(shí)際操作中，都是以推桿的行程量的變化來(lái)選擇偏移鍵，用偏移量的改變達到推桿的正常行程值。

（2）選擇偏移鍵時(shí)，往往會(huì )因為正時(shí)值差異很大，如正時(shí)值從-2.80mm改變到-4.80mm時(shí)，偏移鍵的偏移量是無(wú)法滿(mǎn)足的。這主要是凸輪軸的線(xiàn)形發(fā)生改變，凸輪軸的偏移鍵定位起了變化。所以，相對的凸輪軸應選配適當的鍵來(lái)調整，否則偏移鍵的偏移量是無(wú)法滿(mǎn)足推桿的行程變化。

（3）初始調整行程時(shí)，最好先用無(wú)偏移量的標準鍵試調整，然后算出偏移量，選定偏移鍵再次調試。

 

總結：

      為使噴油器噴?缸內的柴油能夠及時(shí)地完全燃燒，必須定期檢查油泵的供油時(shí)間。供油時(shí)間過(guò)早，柴油發(fā)電機會(huì )出現起動(dòng)困難和敲缸的故障；供油時(shí)間過(guò)遲，會(huì )導致排?冒?煙，機溫過(guò)?，油耗上升。噴油器針閥偶件的配合精度極?，并且噴孔孔徑很?，因?必須嚴格按照季節變化選?規定牌號的清潔柴油，否則噴油器就不能正常?作。清洗噴油器針閥偶件時(shí)不得與其它硬物相撞，也不可使其跌落在地，以免碰傷擦傷。更換噴油器針閥偶件時(shí)，應先將新偶件放?80℃的熱柴油中浸泡10s左右，讓防銹油充分溶化后，再在?凈柴油中將針閥在閥體內來(lái)回抽動(dòng)，徹底洗凈，這樣才能避免噴油器?作時(shí)因防銹油溶化?發(fā)?粘住針閥的故障。

 

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