高壓共軌式柴油發電機的工作原理
發布時間：2023-09-10 點擊：202
高壓共軌式柴油發電機的工作原理
引言：高壓共軌技術是指在由高壓油泵、壓力傳感器和ecu組成的閉環系統中，將噴射壓力的產生和噴射過程彼此完全分開的一種供油方式，由高壓油泵把高壓燃油輸送到公共供油管，通過對公共供油管內的油壓實現精確控制，使高壓油管壓力大小與發動機的轉速無關，可以大幅度減小柴油發電機供油壓力隨發動機轉速的變化，因此也就減少了傳統柴油發電機的缺陷。ecu控制噴油器的噴油量，噴油量大小取決于燃油軌(公共供油管)壓力和電磁閥開啟時間的長短。
一、共軌
共軌的任務是存儲高壓燃油，高壓泵的供油和噴油所產生的壓力波動由共軌的容積進行緩沖，在輸出較大燃油量時，所有氣缸共用的共軌壓力也應近似保持為恒定值，從而確保噴油器打開時噴油壓力不變。圖1為高壓共軌的結構。它是一根鍛造鋼管，油軌的內徑為10mm，長度范圍在280~600mm之間，具體長度按柴油發電機的要求而定，高壓柴油經流量限制器通過各自的油管與噴油器聯接。共軌上裝有油壓傳感器、壓力限制閥及流量限制器。
圖1 高壓共軌結構圖
二、壓力限制閥
1、作用
壓力限制與過爍閥或溢流閥的作用相同，相當于安全閥，它限制共軌中的壓力，在壓力限定值超出時，限壓閥通過打開溢流口來限制油軌中的壓力限制閥元件油軌中短時的最大壓力為160mpa。
2、結構
壓力制的構造如圖2所示，它屬于一種機械液壓控制裝置，以螺紋緊固在軌道端部，主要由限壓閥、移動活塞、彈簧、限位塊等部件組成。
3、工作原理
壓力限制閥與軌道聯接端有進油孔，與軌道內腔相通，軌道內的高壓燃油由進油孔]進入力限制閥內，直接作用在限壓閥上。限壓閥在彈簧的作用下，其座面處于關團狀態。在正常工況下最大油壓力小于允許的最大值160mpa，彈簧力始終能把限壓閥靠在密封座面上，共軌內的高壓燃油不能由此流出。但當軌道內燃油壓力超過最大允許值后，作用在限壓閥上的燃油壓力大于彈的壓力，會頂開限壓閥，這時軌道內的部分高壓油能從打開的座面處，流入壓力限制閥內，并經燃油通道由回油螺釘流回油允許值后，彈簧力又會使限壓閥上的密封座面關團，軌道壓力不再下降。這樣把軌道壓力始終控制在許可范圍內。
共軌系統壓力閥構造圖
三、流量限制閥
1、作用
流量限制閥的作用是控制最大燃油流量，防止噴油器可能出現持續噴油現象，如果某一缸從軌道輸出的油量超出規定值時，流量限制器將流向相應噴油器的進油管關閉。由于該部件結構較為復雜，屬于選裝件，有被省略的可能。
2、結構與原理
兩端帶有外螺紋的螺套，一端固定在軌道接頭上，另一端與噴油器管接頭聯接，螺套的中孔內裝有限位塊、活塞、彈簧等零件。在正常情況下，由于彈簧的作用，把活塞向上壓到與限位塊相接觸的位置。這時螺套5的座面（通道）處于開啟狀態，軌道內的高壓燃油由進油孔進入流量限制器內，從中心孔經徑向節流孔，通過座面、通油孔流進噴油器，整個流量限制器成為溝通軌道與噴油器的重要燃油通道。
在補充的油量由進油孔進入流量限制閥后，會從中心孔經節流孔流入彈簧室內，使活塞上下承受著相同的燃油壓力，因此，噴油后能恢復到平衡狀態，但由于彈簧4的作用，又會將活塞3壓回到與限位塊相接觸的位置。
3、噴油過程
通常，噴油過程結束，活塞移動停止，由于每循環噴油量很小，所以直到噴油終點，活塞的移動量不大，到達不了關閉座面7的位置。在活塞向上回位過程中，軌道內的高壓燃油會很快從節流孔流入彈簧室，補充活塞向上移動時所讓出的空間。使聯接噴油器端的燃油壓力又恢復到噴油前的水平，為下一次噴油做好準備，這樣能保證每循環噴油壓力的一致性。
噴油時，流量限制器的噴油器端由于燃油的噴出，壓力會下降，為使進入噴油器的燃油壓力保持不變，軌道內的高壓燃油應迅速向噴油器端補充，才能保證整個噴油過程中每一循環達到的噴油壓力保持不變，都在高壓下進行。如果燃油噴出后，不能及時補充燃油，噴油器端就會產生壓力降，下一循環的噴油壓力就會降低，這樣，不能保證每次噴油都是在相同壓力下進行。通常噴油器端因噴油引起壓力下降的同時，活塞3的另一端由于軌道壓力基本不變，因此產生了壓差，活塞在軌道壓力的作用下克服了彈簧的壓力，向噴油器端移動，活塞移動所讓出的空間，能從軌道內獲得相同排量的油量來補充噴出的油量。
4、常見故障
在運行中如出現下列故障時，流量限制閥會自動停止供油，以防止發生嚴重事故。
（1）燃油大量泄漏時的故障運行情況
燃油由軌道從噴油器噴出，必經流量限制閥座面處的通道。當燃油從軌道中流入流量限制閥時，會把活塞推離限位塊，燃油流入量越多，活塞行程越大，會被推向更遠離限位塊的位置。而同時活塞3的座面通道愈小。當燃油流入量超過極限值時，活塞會下移到座面關閉位置，從而能阻擋燃油流向噴油器，使柴油發電機停機。
（2）燃油少量泄漏時的故障運行情況
燃油從軌道流入流量限制閥，再從流鼠限制閥流出，經噴油器噴射，當流入量和流出量相等時，每次噴油后，活塞總能回到與限位塊的接觸位置。但若軌道流入量增加，而流出量不變，則將出現進的多、出的少的現象。每次噴油后，活塞就無法再回到與限位塊相接觸的位置。這時由軌道泄漏進入流量限制閥的燃油，即使每次量不多，但也會使活塞無法再回到與限位塊的接觸位置，連續幾次噴油后，泄漏量的積累，也會把活塞壓到關閉座面的位置，從而切斷燃油流向噴油器，也能使柴油發電機停機。
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一、共軌
共軌的任務是存儲高壓燃油，高壓泵的供油和噴油所產生的壓力波動由共軌的容積進行緩沖，在輸出較大燃油量時，所有氣缸共用的共軌壓力也應近似保持為恒定值，從而確保噴油器打開時噴油壓力不變。圖1為高壓共軌的結構。它是一根鍛造鋼管，油軌的內徑為10mm，長度范圍在280~600mm之間，具體長度按柴油發電機的要求而定，高壓柴油經流量限制器通過各自的油管與噴油器聯接。共軌上裝有油壓傳感器、壓力限制閥及流量限制器。
圖1 高壓共軌結構圖
二、壓力限制閥
1、作用
壓力限制與過爍閥或溢流閥的作用相同，相當于安全閥，它限制共軌中的壓力，在壓力限定值超出時，限壓閥通過打開溢流口來限制油軌中的壓力限制閥元件油軌中短時的最大壓力為160mpa。
2、結構
壓力制的構造如圖2所示，它屬于一種機械液壓控制裝置，以螺紋緊固在軌道端部，主要由限壓閥、移動活塞、彈簧、限位塊等部件組成。
3、工作原理
壓力限制閥與軌道聯接端有進油孔，與軌道內腔相通，軌道內的高壓燃油由進油孔]進入力限制閥內，直接作用在限壓閥上。限壓閥在彈簧的作用下，其座面處于關團狀態。在正常工況下最大油壓力小于允許的最大值160mpa，彈簧力始終能把限壓閥靠在密封座面上，共軌內的高壓燃油不能由此流出。但當軌道內燃油壓力超過最大允許值后，作用在限壓閥上的燃油壓力大于彈的壓力，會頂開限壓閥，這時軌道內的部分高壓油能從打開的座面處，流入壓力限制閥內，并經燃油通道由回油螺釘流回油允許值后，彈簧力又會使限壓閥上的密封座面關團，軌道壓力不再下降。這樣把軌道壓力始終控制在許可范圍內。
共軌系統壓力閥構造圖
三、流量限制閥
1、作用
流量限制閥的作用是控制最大燃油流量，防止噴油器可能出現持續噴油現象，如果某一缸從軌道輸出的油量超出規定值時，流量限制器將流向相應噴油器的進油管關閉。由于該部件結構較為復雜，屬于選裝件，有被省略的可能。
2、結構與原理
兩端帶有外螺紋的螺套，一端固定在軌道接頭上，另一端與噴油器管接頭聯接，螺套的中孔內裝有限位塊、活塞、彈簧等零件。在正常情況下，由于彈簧的作用，把活塞向上壓到與限位塊相接觸的位置。這時螺套5的座面（通道）處于開啟狀態，軌道內的高壓燃油由進油孔進入流量限制器內，從中心孔經徑向節流孔，通過座面、通油孔流進噴油器，整個流量限制器成為溝通軌道與噴油器的重要燃油通道。
在補充的油量由進油孔進入流量限制閥后，會從中心孔經節流孔流入彈簧室內，使活塞上下承受著相同的燃油壓力，因此，噴油后能恢復到平衡狀態，但由于彈簧4的作用，又會將活塞3壓回到與限位塊相接觸的位置。
3、噴油過程
通常，噴油過程結束，活塞移動停止，由于每循環噴油量很小，所以直到噴油終點，活塞的移動量不大，到達不了關閉座面7的位置。在活塞向上回位過程中，軌道內的高壓燃油會很快從節流孔流入彈簧室，補充活塞向上移動時所讓出的空間。使聯接噴油器端的燃油壓力又恢復到噴油前的水平，為下一次噴油做好準備，這樣能保證每循環噴油壓力的一致性。
噴油時，流量限制器的噴油器端由于燃油的噴出，壓力會下降，為使進入噴油器的燃油壓力保持不變，軌道內的高壓燃油應迅速向噴油器端補充，才能保證整個噴油過程中每一循環達到的噴油壓力保持不變，都在高壓下進行。如果燃油噴出后，不能及時補充燃油，噴油器端就會產生壓力降，下一循環的噴油壓力就會降低，這樣，不能保證每次噴油都是在相同壓力下進行。通常噴油器端因噴油引起壓力下降的同時，活塞3的另一端由于軌道壓力基本不變，因此產生了壓差，活塞在軌道壓力的作用下克服了彈簧的壓力，向噴油器端移動，活塞移動所讓出的空間，能從軌道內獲得相同排量的油量來補充噴出的油量。
4、常見故障
在運行中如出現下列故障時，流量限制閥會自動停止供油，以防止發生嚴重事故。
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燃油由軌道從噴油器噴出，必經流量限制閥座面處的通道。當燃油從軌道中流入流量限制閥時，會把活塞推離限位塊，燃油流入量越多，活塞行程越大，會被推向更遠離限位塊的位置。而同時活塞3的座面通道愈小。當燃油流入量超過極限值時，活塞會下移到座面關閉位置，從而能阻擋燃油流向噴油器，使柴油發電機停機。
（2）燃油少量泄漏時的故障運行情況
燃油從軌道流入流量限制閥，再從流鼠限制閥流出，經噴油器噴射，當流入量和流出量相等時，每次噴油后，活塞總能回到與限位塊的接觸位置。但若軌道流入量增加，而流出量不變，則將出現進的多、出的少的現象。每次噴油后，活塞就無法再回到與限位塊相接觸的位置。這時由軌道泄漏進入流量限制閥的燃油，即使每次量不多，但也會使活塞無法再回到與限位塊的接觸位置，連續幾次噴油后，泄漏量的積累，也會把活塞壓到關閉座面的位置，從而切斷燃油流向噴油器，也能使柴油發電機停機。
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