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新聞主題 |
柴油機(jī)電控單體泵的工作原理和組成結(jié)構(gòu)圖 |
摘要：電控單體泵工作原理與機(jī)械柱塞泵較為類似，不同的是其搭載在柴油機(jī)上時每個氣缸各有一個獨(dú)立的單體泵總成（噴油泵，輸油管，噴油嘴），并且單體泵采用電控高速高精度電磁閥控制燃油噴射開始。單體泵系統(tǒng)的噴油泵和噴油嘴之間由短高壓輸油管連接，燃油壓力的產(chǎn)生和噴射分離使附件更加簡單可靠，維修成本低。當(dāng)出現(xiàn)故障時可以只針對單缸的單個零件進(jìn)行維修，大大降低了康明斯用戶的使用和維護(hù)成本。
一、電控單體泵燃油噴射系統(tǒng)的工作原理
燃油系統(tǒng)原理如圖1所示。輸油泵從燃油箱中將柴油泵出，其經(jīng)過濾清器和油水分離器等裝置，最后將柴油泵入到柱塞中，柱塞在油泵凸輪的驅(qū)動下在泵腔內(nèi)使燃油建立很高的壓力。在某一時刻ECU控制電磁閥工作，使燃油通過電磁閥進(jìn)入高壓油管內(nèi)。當(dāng)高壓油路的油壓壓力大于噴油器的開啟壓力時，針閥開啟，燃油進(jìn)入到氣缸內(nèi)。電磁閥斷電時，高壓油管內(nèi)的油壓壓力快速下降，針閥落座，噴油過程結(jié)束。
在整個燃油噴射系統(tǒng)中，高速電磁閥是噴射系統(tǒng)的關(guān)鍵部件之一，直接控制系統(tǒng)噴油量和噴油時間，一方面需要這種閥具有很快的開關(guān)速度和控制精度，另一方面要求其可以產(chǎn)生巨大的電磁力以保證油路通斷的可靠性。油泵的驅(qū)動凸輪是系統(tǒng)的另一個關(guān)鍵部件，因?yàn)樗侨加彤a(chǎn)生高壓的動力源，而更為重要的是凸輪型線對同樣系統(tǒng)的供油規(guī)律有直接的影響。
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圖1 電控單體泵系統(tǒng)原理圖 |
圖2 電控單體泵結(jié)構(gòu)圖 |
二、單體泵電控燃油噴射系統(tǒng)的組成
單體泵電控燃油噴射系統(tǒng)是在泵噴嘴的基礎(chǔ)上衍生出來，除了壓力較泵噴嘴稍低一點(diǎn)外，其他功能基本和泵噴嘴相近，在國三柴油發(fā)電機(jī)上應(yīng)用較普遍。與泵噴嘴電控系統(tǒng)和共軌系統(tǒng)相比，單體泵電控燃油噴射系統(tǒng)具有成本低、性能可靠、使用壽命長、故障率低、維修方便等優(yōu)點(diǎn)。電控單體泵的結(jié)構(gòu)如圖2所示。每個缸均配裝一個電控單體泵、一根標(biāo)準(zhǔn)長度的較短高壓油管，因此避免了在高壓油管中的油壓壓力波動，進(jìn)而可以精確地控制噴射循環(huán)。電控單體泵燃油噴射系統(tǒng)如圖2-20所示，柴油經(jīng)過一個低壓輸油泵加壓，再經(jīng)過單體泵加壓，最高能夠達(dá)到200～250MPa的高壓。電磁閥控制其回油通道，電磁閥的關(guān)閉時刻即為單體泵供油的開始時刻，每次關(guān)閉的持續(xù)時間決定供油量。
1、供油系統(tǒng)組成及規(guī)范
（1）噴油器
位置傾斜 20°，無回油噴油器， 噴射壓力 1.8 × 102 Pa；
（2）電控單體泵
傾斜 10°， 柱塞直徑 u10mm， 噴射壓力 1.6 × 102 Pa；
（3）挺柱
直徑 u32mm， 滾輪直徑 u24mm；
（4）凸輪軸
基圓直徑 u36mm， 行程 14mm；
（5）高壓油管
各缸形狀完全一致， 其展開長度為 196mm， 外徑 u6mm， 內(nèi)徑 u1.8mm。
2、主要功能
在發(fā)動機(jī)各種工況下， 按照整機(jī)要求定時、定量 供給高壓燃油， 使各缸能夠正常工作， 發(fā)出要求的功 率、扭矩， 同時滿足排放標(biāo)準(zhǔn)。它對發(fā)動機(jī)的性能、 工作可靠性和耐久性起到至關(guān)重要的作用， 是燃油 供給系統(tǒng)的核心部位。
三、電控單體泵燃油噴射系統(tǒng)的工作過程
電控單體泵燃油噴射系統(tǒng)的工作過程可以分為以下4個階段：
1、充油過程
當(dāng)柱塞向下移動時，噴射系統(tǒng)內(nèi)部的壓力將低于低壓油路的燃油壓力，此時低壓系統(tǒng)中的燃油將通過柱塞套上的進(jìn)油口進(jìn)入到高壓噴射系統(tǒng)中。
2、旁通過程
當(dāng)柱塞向上移動時，柱塞腔內(nèi)的油壓上升，只要電磁閥處于斷電狀態(tài)，此時柱塞腔內(nèi)的油壓與進(jìn)油壓力大體相同，燃油通過回油通路回到燃油箱內(nèi)。
3、噴射過程
在柱塞供油行程中，電控系統(tǒng)ECU根據(jù)所采集到的各傳感器信號在某一個特定的時刻發(fā)出噴油控制脈沖指令，通過驅(qū)動電路使電磁閥按占空比通電。在通電時段內(nèi)，回油通道被關(guān)閉，柱塞腔形成一封閉容積，隨著柱塞向上移動，燃油在封閉容積內(nèi)被壓縮，高壓油道內(nèi)的油壓迅速上升。當(dāng)油壓高于噴油器開啟壓力時，針閥開啟，燃油噴入到氣缸內(nèi)。
4、卸荷過程
當(dāng)噴油脈沖指令終止時，電磁閥斷電，回油通道接通，燃油從回油通道內(nèi)回到燃油箱中，高壓燃油經(jīng)閥口向低壓系統(tǒng)泄壓，高壓油路壓力下降，當(dāng)油壓降低到不足以開啟針閥時針閥落座，噴油結(jié)束。
總結(jié)：
隨著工業(yè)設(shè)計和制造水平的不斷提升，現(xiàn)代柴油機(jī)機(jī)性能愈來愈優(yōu)良。高動力、低排放、低油耗和高可靠性已成為各大廠商發(fā)動機(jī)產(chǎn)品的賣點(diǎn)。相信通過國內(nèi)綜合工業(yè)水平的大幅度提升，各主機(jī)廠和發(fā)動機(jī)廠不斷努力進(jìn)步定會造出更加性能優(yōu)良的產(chǎn)品，讓用戶在電力使用過程中更加安心。
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