柴油發電機直列泵電控燃油噴射系統的優點
發布時間：2023-09-17 點擊：148
柴油發電機直列泵電控燃油噴射系統的優點
機械式燃油系統中基本控制信息是柴油發電機轉速，而基本參數要轉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設定控制方式，其自由度很小。另外，若信息量多一點，則桿系復雜，裝置龐大。但在電子控制燃油系統中，柴油發電機的狀態和環境條件都可用各種傳感器檢出，電子控制單元則可計算、判斷出最適合于柴油發電機狀態的控制條件，并輸出到執行器。因此，電子控制直列泵燃油系統和傳統的機械燃油系統相比有著不可估量的優勢。康明斯公司在本文中講解了直列泵電控燃油噴射系統的主要優點、工作原理與結構組成等柴油發電機技術知識。
一、直列泵電控燃油噴射系統的優點
在直噴式柴油發電機中，采用電子控制共軌式燃油系統與采用普通凸輪驅動的泵噴嘴系統相比，優點主要表現在如下幾點：
（1）廣闊的應用領域，每缸功率可達200kw左右。
（2）更高的噴油壓力，目前已達200mpa，將來還有繼續提高的可能。
（3）噴油的始點、噴油的終點可方便地改變。
（4）可以實現預噴射、主噴射和后噴射，可以根據排放等要求實現多段噴射。
（5）噴油壓力與實際使用工況相適應。在電子控制共軌式燃油系統中，噴油壓力的建立與燃油噴射之間無互相依存關系，噴油壓力不取決于柴油發電機轉速和噴油量。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電機氣缸上的噴油器(噴油單元)予以實現。
二、工作原理與結構組成
在電子控制直列泵燃油噴射系統中，由調速器執行機構控制調節齒桿的位置，從而控制供油量；由提前器執行機構控制柴油發電機驅動軸和噴油器凸輪軸間的相位差，從而控制噴油時間。調速器執行機構和提前器執行機構是電子控制直列泵燃油噴射系統中的兩個特殊機構。
1、工作原理
圖1所示為直列泵電控燃油噴射系統。其工作原理是：各傳感器將信號傳給ecu進行處理，與柴油發電機負荷和轉速狀態相適應的信號送到電子調速器和相應的電磁閥，使調速器和時間控制器進行相應的動作，從而調整噴油量和噴油時間。
圖1 直列泵電控燃油噴射系統原理圖
2、燃油噴射量的控制
ecu發出信號使電子調速器進行相應的動作，來控制燃油的應的電磁閥，使調速器和時間控制器進行相應的動作，從而調整噴油量和噴油時間。噴射量和噴射時間。電子調速器的兩種類型為直流電動機型和螺線管型。
（1）直流電動機型電子調速器。
圖2左圖所示為直流電動機型電子調速器。其工作原理：對線圈通電時產生一個磁場，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，而滑套通過杠桿機構驅動直列柱塞泵油量調節拉桿左右移動來實現對噴油量的調節。
（2）螺線管型電子調速器。
圖2右圖所示為螺線管型電子調速器。其工作原理：當電流通過螺線管時，產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節拉桿或齒條移動，電磁力與油量調節拉桿（或齒條）回位彈簧力平衡，改變螺線管的通電占空比來調節油量調節拉桿（或齒條）的位置。
圖2 電子調速器原理結構圖
（3）燃油噴射時間的控制
圖3所示為供油正時控制系統圖，包括正時控制器、電磁閥、柴油發電機轉速傳感器、正時傳感器和ecu等。
圖3 燃油泵供油正時控制系統圖
（1）傳感器
傳感器將測得的信號傳給ecu，ecu對信號進行處理后，發出指令給執行器（電磁閥）動作，用從柴油發電機機油泵來的機油使時間控制器動作，來進行燃油噴射時間的控制。
（2）雙組式電磁閥
雙組式電磁閥的結構如圖4所示，結構中有兩個電磁閥分別用來控制進油和出油，柴油發電機機油從p孔流入到電磁閥內，從a管流向時間控制器，一部分機油從回流孔返回到柴油發電機油底殼，其回流量根據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油進行提前角或滯后角的控制。
圖4 雙組式電磁閥結構圖
圖5 時間控制器結構圖
（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動。活塞運動時推動滑塊以克服彈簧彈力向外運動，滑塊通過滑塊銷使雙偏心輪轉動，雙偏心輪的構造改變了驅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，因此即使液壓系統失靈了，滑塊靠離心力的作用仍然可以向外運動，像機械式噴油提前器那樣起作用。驅動軸通過驅動盤、滑塊、滑塊銷、大小偏心輪驅動凸輪軸轉動。正時推遲：進油通道關、回油通道開，液壓腔內油壓下降，回位彈簧使活塞右移，滑塊和滑塊銷內移，安裝在滑塊銷上的大小偏心輪轉動，使凸輪軸相對驅動盤沿與轉動相反的方向轉過一定角度。
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供油正時控制：ecu主要根據柴油發電機轉速和負荷信號確定基本供油提前角，再根據其他信號進行修正。同時，ecu根據正時傳感器信號判斷實際的供油正時，并對供油正時進行閉環控制。正時控制器為電控液壓式，可改變泵驅動軸與凸輪軸的相對位置。控制正時控制器的液壓油路的電控元件為電磁閥型和步進電動機型。
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一、直列泵電控燃油噴射系統的優點
在直噴式柴油發電機中，采用電子控制共軌式燃油系統與采用普通凸輪驅動的泵噴嘴系統相比，優點主要表現在如下幾點：
（1）廣闊的應用領域，每缸功率可達200kw左右。
（2）更高的噴油壓力，目前已達200mpa，將來還有繼續提高的可能。
（3）噴油的始點、噴油的終點可方便地改變。
（4）可以實現預噴射、主噴射和后噴射，可以根據排放等要求實現多段噴射。
（5）噴油壓力與實際使用工況相適應。在電子控制共軌式燃油系統中，噴油壓力的建立與燃油噴射之間無互相依存關系，噴油壓力不取決于柴油發電機轉速和噴油量。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電機氣缸上的噴油器(噴油單元)予以實現。
二、工作原理與結構組成
在電子控制直列泵燃油噴射系統中，由調速器執行機構控制調節齒桿的位置，從而控制供油量；由提前器執行機構控制柴油發電機驅動軸和噴油器凸輪軸間的相位差，從而控制噴油時間。調速器執行機構和提前器執行機構是電子控制直列泵燃油噴射系統中的兩個特殊機構。
1、工作原理
圖1所示為直列泵電控燃油噴射系統。其工作原理是：各傳感器將信號傳給ecu進行處理，與柴油發電機負荷和轉速狀態相適應的信號送到電子調速器和相應的電磁閥，使調速器和時間控制器進行相應的動作，從而調整噴油量和噴油時間。
圖1 直列泵電控燃油噴射系統原理圖
2、燃油噴射量的控制
ecu發出信號使電子調速器進行相應的動作，來控制燃油的應的電磁閥，使調速器和時間控制器進行相應的動作，從而調整噴油量和噴油時間。噴射量和噴射時間。電子調速器的兩種類型為直流電動機型和螺線管型。
（1）直流電動機型電子調速器。
圖2左圖所示為直流電動機型電子調速器。其工作原理：對線圈通電時產生一個磁場，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，而滑套通過杠桿機構驅動直列柱塞泵油量調節拉桿左右移動來實現對噴油量的調節。
（2）螺線管型電子調速器。
圖2右圖所示為螺線管型電子調速器。其工作原理：當電流通過螺線管時，產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節拉桿或齒條移動，電磁力與油量調節拉桿（或齒條）回位彈簧力平衡，改變螺線管的通電占空比來調節油量調節拉桿（或齒條）的位置。
圖2 電子調速器原理結構圖
（3）燃油噴射時間的控制
圖3所示為供油正時控制系統圖，包括正時控制器、電磁閥、柴油發電機轉速傳感器、正時傳感器和ecu等。
圖3 燃油泵供油正時控制系統圖
（1）傳感器
傳感器將測得的信號傳給ecu，ecu對信號進行處理后，發出指令給執行器（電磁閥）動作，用從柴油發電機機油泵來的機油使時間控制器動作，來進行燃油噴射時間的控制。
（2）雙組式電磁閥
雙組式電磁閥的結構如圖4所示，結構中有兩個電磁閥分別用來控制進油和出油，柴油發電機機油從p孔流入到電磁閥內，從a管流向時間控制器，一部分機油從回流孔返回到柴油發電機油底殼，其回流量根據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油進行提前角或滯后角的控制。
圖4 雙組式電磁閥結構圖
圖5 時間控制器結構圖
（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動。活塞運動時推動滑塊以克服彈簧彈力向外運動，滑塊通過滑塊銷使雙偏心輪轉動，雙偏心輪的構造改變了驅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，因此即使液壓系統失靈了，滑塊靠離心力的作用仍然可以向外運動，像機械式噴油提前器那樣起作用。驅動軸通過驅動盤、滑塊、滑塊銷、大小偏心輪驅動凸輪軸轉動。正時推遲：進油通道關、回油通道開，液壓腔內油壓下降，回位彈簧使活塞右移，滑塊和滑塊銷內移，安裝在滑塊銷上的大小偏心輪轉動，使凸輪軸相對驅動盤沿與轉動相反的方向轉過一定角度。
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供油正時控制：ecu主要根據柴油發電機轉速和負荷信號確定基本供油提前角，再根據其他信號進行修正。同時，ecu根據正時傳感器信號判斷實際的供油正時，并對供油正時進行閉環控制。正時控制器為電控液壓式，可改變泵驅動軸與凸輪軸的相對位置。控制正時控制器的液壓油路的電控元件為電磁閥型和步進電動機型。
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