柴油發(fā)電機的VE型分配泵工作原理
發(fā)布時間：2023-11-19 點擊：161
性能特點和作用說明
柴油發(fā)電機的分配泵電控燃油噴射系統(tǒng)
電控燃油噴射系統(tǒng)成為目前柴油發(fā)電機領域的重要發(fā)展方向之一，采用電控技術后，將有效改善柴油發(fā)電機的動力性和經濟性，降低柴油發(fā)電機的有害排放。在ve分配泵上實施位置式電控，對原供油系統(tǒng)改動較少，開發(fā)周期較短，比較適合我國目前的國情，也是滿足更嚴格排放法規(guī)的一項有力手段。
電控分配泵燃油噴射系統(tǒng)根據(jù)各種傳感器的信息檢測出發(fā)動機的實際運行狀態(tài)，由計算機完成噴油量控制、噴油時間控制和怠速轉速控制。不同的機型電控的具體內容不同，有些機型可以實現(xiàn)噴油量控制、噴油時間控制和怠速轉速控制三項控制，有些機型僅對噴油時間進行控制。
一、電控系統(tǒng)的設計原則
（1）分配泵電控系統(tǒng)的設計
通過對分配式噴油泵的傳感器、執(zhí)行器、控制單元進行研究，構建了基本的控制系統(tǒng)，對噴油量、噴油正時實施了閉環(huán)控制。在設計過程中主要運用抗干擾、can.總線通信、外部擴展等技術手段，保證了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。
（2）電控系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境的設計
針對傳統(tǒng)控制器之間采用rs232等通信方式速度比較慢，設計了以can總線為橋梁發(fā)動機電控系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境，從而在ecu（eleetronieallyeontrolledunit）與計算機之間建立了快速、暢通的信息通道，為進一步利用計算機實現(xiàn)復雜的控制和分析功能打下了基礎。
二、工作原理
ve型分配泵的結構從左到右依次為傳動軸、輸油泵、傳動齒輪、滾輪座及滾輪、端面凸輪、柱塞、控制套、分配套、泵頭和電磁閥停油裝置等。泵的上部分為調速器，下部分為提前器。
工作原理是：分配泵的傳動軸轉動時，帶動輸油泵將燃油從油箱里吸出，經過燃油濾清器過濾，去掉燃油中的雜質，進入油水分離器，分離出燃油中的水分，然后被吸入輸油泵，輸油泵輸出燃油的壓力與ve泵的轉速成正比，并可以通過調壓閥來調節(jié)燃油壓力，使燃油限制在規(guī)定壓力下。具有一定壓力的燃油經過電磁閥控制由進油口進入柱塞腔，同時一部分燃油進入提前機構控制提前器活塞的位移，過剩的燃油經過回油螺釘（回油電磁閥）節(jié)流孔回到進油油路和油箱。傳動軸旋轉帶動十字塊，十字塊又帶動端面凸輪旋轉，通過端面凸輪的定位銷帶動分配柱塞旋轉。柱塞彈簧和彈簧下座將分配柱塞壓在端面凸輪上。當傳動軸旋轉時，端面凸輪在十字塊作用下作旋轉運動，同時在滾輪作用下做往復運動。分配柱塞的旋轉運動起分配作用，往復運動起泵油作用。進入柱塞腔中的燃油在分配柱塞往復運動下產生高壓，然后通過分配套、出油閥、噴油嘴噴入氣缸。傳動軸的轉動又通過減振塊帶動齒輪、飛塊座及飛塊旋轉，飛塊的離心力推動調速滑套及調速支架部件，當轉速變化時通過調速支架的運動改變控制套相對溢流孔的位置，從而改變供油行程，調節(jié)供油量，以滿足發(fā)動機不同工況時的需要。供油的終止是由控制套和分配柱塞上的溢流孔的位置來決定的，當該溢流孔露出控制套的端面時，燃油從溢流孔泄漏，供油結束。
三、電控式ve分配泵的工作過程
（1）充油和供油過程
在充油階段，進油槽與分配套上的進油孔以及高壓腔相通，泵室內的低壓油開始進入高壓腔，并開始充滿柱塞各通路和空間。柱塞隨平面凸輪旋轉并向前運動，柱塞進油槽被關閉，充油結束。隨著柱塞繼續(xù)旋轉和向前運動，高壓腔內的燃油產生高壓，同時柱塞上的分配槽與通油孔相通，高壓油經通油孔被壓入泵頭上的油孔，克服出油閥彈簧的預緊力并頂開出油閥，流入高壓油管至噴油器。
（2）結束供油
當柱塞向前運動到其上回油孔被油量控制套打開時，高壓油將從回油孔流向低壓室，整個高壓系統(tǒng)迅速降壓。在出油閥彈簧力作用下，出油閥關閉，結束供油。
三、分配泵電控系統(tǒng)的組成
電控分配泵大多是在ve型分配泵的基礎上實現(xiàn)電子控制的。其結構如圖1所示。該系統(tǒng)可分為三大部分傳感器、ecu和驅動裝置（見圖2)。其中傳感器用于實時檢測發(fā)動機運行狀態(tài)以及操作者意圖等信息并送達控制器，然后由控制器給驅動機構下達指令；控制器其核心部分是單片機，它負責處理所有數(shù)據(jù)、執(zhí)行程序并將運行結果作為控制指令輸入到驅動裝置；驅動裝置根據(jù)控制器送達的執(zhí)行指令驅動調節(jié)噴油量及噴油正時的相應機構，從而調節(jié)發(fā)動機的運行狀態(tài)，使其在最佳狀態(tài)下工作。
圖1 電控分配泵結構圖
圖2 分配泵電控系統(tǒng)圖
柴油發(fā)電機的電控分配泵燃油噴射系統(tǒng)根據(jù)各傳感器的信號檢測出發(fā)動機的實際運作狀況，由ecu來完成如下的控制：
① 噴油量的控制；
② 噴油時間的控制；
③ 怠速轉速的控制；
④ 故障診斷功能；
⑤ 故障應急功能。
不同型號的柴油發(fā)電機，ecu的具體控制功能不同。有些機型可以實現(xiàn)對上述的①、②、③三項控制，而有些機型只針對①、②項來進行控制。
四、分配泵電控系統(tǒng)分類
電控分配泵燃油噴射系統(tǒng)按噴油量、噴油時間的控制方法不同分為位置控制式和時間控制式兩種。
1、位置控制式
位置控制式電控分配泵燃油噴射系統(tǒng)將原ve型分配泵中的機械調速裝置換成了電子控制式的執(zhí)行機構，其基本特點是保留了機械分配泵的溢油環(huán)，采用旋轉式的電磁鐵。因此位置控制式電控分配泵燃油噴射系統(tǒng)不再采用杠桿調速器。電磁鐵中控制軸旋轉改變了控制軸下端偏心球的位置，直接控制溢油環(huán)，控制噴油量。其結構如圖3所示。
圖3 位置控制式電控分配泵結構圖
（1）噴油量的控制。
噴油量的控制原理如圖4所示。ecu發(fā)出指令給線圈通電，使轉子軸轉動一定的角度，同時轉子軸帶動偏心鋼球轉動，使滑套和柱塞的相對位置發(fā)生變化，從而改變噴油量。ecu根據(jù)發(fā)動機的運行工況計算出目標噴油量，將結果輸出給執(zhí)行器，同時還有反饋控制執(zhí)行機構將執(zhí)行的動作目標反饋給ecu，以實現(xiàn)閉環(huán)控制，從而實現(xiàn)對噴油量的精確控制。
圖4 電控分配泵噴油量控制原理圖
（2）噴油時間的控制。
噴油時間的控制原理如圖5所示。ve型分配泵的提前器活塞內有連通高壓腔和低壓腔的通道，ecu接收各傳感器的信號并進行處理，對電磁閥發(fā)出指令（控制電流大小的指令），按占空比來控制電磁閥，使提前器活塞左、右腔的油壓差發(fā)生變化，提前器活塞帶動滾輪架相對于滾輪發(fā)生一定角度的旋轉，從而改變噴油時間。正時活塞位置傳感器將信號反饋給ecu實現(xiàn)閉環(huán)控制。
圖5電控分配泵噴油時間控制原理圖
2、時間控制式
微機內設有時鐘，利用時鐘控制噴油終了時間，從而控制噴油量?？刂茋娪徒K了的執(zhí)行機構是電磁閥，對每一次噴油都可以進行控制，因此可以取消其他的噴油量控制機構。另外，在時間控制方式中，電子回路比較簡單。
發(fā)電機電流互感器的使用需要注意哪些問題？
柴油發(fā)電機組當量機組調速特性的靜態(tài)調速率艿δ∑的計算
怎樣用噴油器檢測儀檢查柴油發(fā)電機噴霧質量及其氣密性？
鐵路用柴油發(fā)電機組的改造方案
柴油發(fā)電機組低壓配電柜技術參數(shù)表
戶外型耐低溫風冷柴油發(fā)電機組的優(yōu)勢
發(fā)電機組的啟動和建壓操作試驗
柴油發(fā)電機冷卻液不循環(huán)是什么原因？
柴油發(fā)電機的分配泵電控燃油噴射系統(tǒng)
電控燃油噴射系統(tǒng)成為目前柴油發(fā)電機領域的重要發(fā)展方向之一，采用電控技術后，將有效改善柴油發(fā)電機的動力性和經濟性，降低柴油發(fā)電機的有害排放。在ve分配泵上實施位置式電控，對原供油系統(tǒng)改動較少，開發(fā)周期較短，比較適合我國目前的國情，也是滿足更嚴格排放法規(guī)的一項有力手段。
電控分配泵燃油噴射系統(tǒng)根據(jù)各種傳感器的信息檢測出發(fā)動機的實際運行狀態(tài)，由計算機完成噴油量控制、噴油時間控制和怠速轉速控制。不同的機型電控的具體內容不同，有些機型可以實現(xiàn)噴油量控制、噴油時間控制和怠速轉速控制三項控制，有些機型僅對噴油時間進行控制。
一、電控系統(tǒng)的設計原則
（1）分配泵電控系統(tǒng)的設計
通過對分配式噴油泵的傳感器、執(zhí)行器、控制單元進行研究，構建了基本的控制系統(tǒng)，對噴油量、噴油正時實施了閉環(huán)控制。在設計過程中主要運用抗干擾、can.總線通信、外部擴展等技術手段，保證了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。
（2）電控系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境的設計
針對傳統(tǒng)控制器之間采用rs232等通信方式速度比較慢，設計了以can總線為橋梁發(fā)動機電控系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境，從而在ecu（eleetronieallyeontrolledunit）與計算機之間建立了快速、暢通的信息通道，為進一步利用計算機實現(xiàn)復雜的控制和分析功能打下了基礎。
二、工作原理
ve型分配泵的結構從左到右依次為傳動軸、輸油泵、傳動齒輪、滾輪座及滾輪、端面凸輪、柱塞、控制套、分配套、泵頭和電磁閥停油裝置等。泵的上部分為調速器，下部分為提前器。
工作原理是：分配泵的傳動軸轉動時，帶動輸油泵將燃油從油箱里吸出，經過燃油濾清器過濾，去掉燃油中的雜質，進入油水分離器，分離出燃油中的水分，然后被吸入輸油泵，輸油泵輸出燃油的壓力與ve泵的轉速成正比，并可以通過調壓閥來調節(jié)燃油壓力，使燃油限制在規(guī)定壓力下。具有一定壓力的燃油經過電磁閥控制由進油口進入柱塞腔，同時一部分燃油進入提前機構控制提前器活塞的位移，過剩的燃油經過回油螺釘（回油電磁閥）節(jié)流孔回到進油油路和油箱。傳動軸旋轉帶動十字塊，十字塊又帶動端面凸輪旋轉，通過端面凸輪的定位銷帶動分配柱塞旋轉。柱塞彈簧和彈簧下座將分配柱塞壓在端面凸輪上。當傳動軸旋轉時，端面凸輪在十字塊作用下作旋轉運動，同時在滾輪作用下做往復運動。分配柱塞的旋轉運動起分配作用，往復運動起泵油作用。進入柱塞腔中的燃油在分配柱塞往復運動下產生高壓，然后通過分配套、出油閥、噴油嘴噴入氣缸。傳動軸的轉動又通過減振塊帶動齒輪、飛塊座及飛塊旋轉，飛塊的離心力推動調速滑套及調速支架部件，當轉速變化時通過調速支架的運動改變控制套相對溢流孔的位置，從而改變供油行程，調節(jié)供油量，以滿足發(fā)動機不同工況時的需要。供油的終止是由控制套和分配柱塞上的溢流孔的位置來決定的，當該溢流孔露出控制套的端面時，燃油從溢流孔泄漏，供油結束。
三、電控式ve分配泵的工作過程
（1）充油和供油過程
在充油階段，進油槽與分配套上的進油孔以及高壓腔相通，泵室內的低壓油開始進入高壓腔，并開始充滿柱塞各通路和空間。柱塞隨平面凸輪旋轉并向前運動，柱塞進油槽被關閉，充油結束。隨著柱塞繼續(xù)旋轉和向前運動，高壓腔內的燃油產生高壓，同時柱塞上的分配槽與通油孔相通，高壓油經通油孔被壓入泵頭上的油孔，克服出油閥彈簧的預緊力并頂開出油閥，流入高壓油管至噴油器。
（2）結束供油
當柱塞向前運動到其上回油孔被油量控制套打開時，高壓油將從回油孔流向低壓室，整個高壓系統(tǒng)迅速降壓。在出油閥彈簧力作用下，出油閥關閉，結束供油。
三、分配泵電控系統(tǒng)的組成
電控分配泵大多是在ve型分配泵的基礎上實現(xiàn)電子控制的。其結構如圖1所示。該系統(tǒng)可分為三大部分傳感器、ecu和驅動裝置（見圖2)。其中傳感器用于實時檢測發(fā)動機運行狀態(tài)以及操作者意圖等信息并送達控制器，然后由控制器給驅動機構下達指令；控制器其核心部分是單片機，它負責處理所有數(shù)據(jù)、執(zhí)行程序并將運行結果作為控制指令輸入到驅動裝置；驅動裝置根據(jù)控制器送達的執(zhí)行指令驅動調節(jié)噴油量及噴油正時的相應機構，從而調節(jié)發(fā)動機的運行狀態(tài)，使其在最佳狀態(tài)下工作。
圖1 電控分配泵結構圖
圖2 分配泵電控系統(tǒng)圖
柴油發(fā)電機的電控分配泵燃油噴射系統(tǒng)根據(jù)各傳感器的信號檢測出發(fā)動機的實際運作狀況，由ecu來完成如下的控制：
① 噴油量的控制；
② 噴油時間的控制；
③ 怠速轉速的控制；
④ 故障診斷功能；
⑤ 故障應急功能。
不同型號的柴油發(fā)電機，ecu的具體控制功能不同。有些機型可以實現(xiàn)對上述的①、②、③三項控制，而有些機型只針對①、②項來進行控制。
四、分配泵電控系統(tǒng)分類
電控分配泵燃油噴射系統(tǒng)按噴油量、噴油時間的控制方法不同分為位置控制式和時間控制式兩種。
1、位置控制式
位置控制式電控分配泵燃油噴射系統(tǒng)將原ve型分配泵中的機械調速裝置換成了電子控制式的執(zhí)行機構，其基本特點是保留了機械分配泵的溢油環(huán)，采用旋轉式的電磁鐵。因此位置控制式電控分配泵燃油噴射系統(tǒng)不再采用杠桿調速器。電磁鐵中控制軸旋轉改變了控制軸下端偏心球的位置，直接控制溢油環(huán)，控制噴油量。其結構如圖3所示。
圖3 位置控制式電控分配泵結構圖
（1）噴油量的控制。
噴油量的控制原理如圖4所示。ecu發(fā)出指令給線圈通電，使轉子軸轉動一定的角度，同時轉子軸帶動偏心鋼球轉動，使滑套和柱塞的相對位置發(fā)生變化，從而改變噴油量。ecu根據(jù)發(fā)動機的運行工況計算出目標噴油量，將結果輸出給執(zhí)行器，同時還有反饋控制執(zhí)行機構將執(zhí)行的動作目標反饋給ecu，以實現(xiàn)閉環(huán)控制，從而實現(xiàn)對噴油量的精確控制。
圖4 電控分配泵噴油量控制原理圖
（2）噴油時間的控制。
噴油時間的控制原理如圖5所示。ve型分配泵的提前器活塞內有連通高壓腔和低壓腔的通道，ecu接收各傳感器的信號并進行處理，對電磁閥發(fā)出指令（控制電流大小的指令），按占空比來控制電磁閥，使提前器活塞左、右腔的油壓差發(fā)生變化，提前器活塞帶動滾輪架相對于滾輪發(fā)生一定角度的旋轉，從而改變噴油時間。正時活塞位置傳感器將信號反饋給ecu實現(xiàn)閉環(huán)控制。
圖5電控分配泵噴油時間控制原理圖
2、時間控制式
微機內設有時鐘，利用時鐘控制噴油終了時間，從而控制噴油量?？刂茋娪徒K了的執(zhí)行機構是電磁閥，對每一次噴油都可以進行控制，因此可以取消其他的噴油量控制機構。另外，在時間控制方式中，電子回路比較簡單。
發(fā)電機電流互感器的使用需要注意哪些問題？
柴油發(fā)電機組當量機組調速特性的靜態(tài)調速率艿δ∑的計算
怎樣用噴油器檢測儀檢查柴油發(fā)電機噴霧質量及其氣密性？
鐵路用柴油發(fā)電機組的改造方案
柴油發(fā)電機組低壓配電柜技術參數(shù)表
戶外型耐低溫風冷柴油發(fā)電機組的優(yōu)勢
發(fā)電機組的啟動和建壓操作試驗
柴油發(fā)電機冷卻液不循環(huán)是什么原因？