康明斯柴油發(fā)電機的噴油正時控制原理
發(fā)布時間：2024-12-14 點擊：197
康明斯柴油發(fā)電機的噴油正時控制原理
康明斯燃油共軌電控柴油發(fā)電機的基本噴油正時是通過計算發(fā)動機轉(zhuǎn)速來確定的，再根據(jù)冷卻液溫度和進氣壓力來進行修正，得出最佳的噴油正時（見圖1）。由于噴油始點和噴油延續(xù)時間由指令脈沖決定，與轉(zhuǎn)速及負荷無關(guān)，因此，ecu可以自由地控制噴油時間。
噴油正時原理
一、噴油量控制
ecu根據(jù)各傳感器與開關(guān)輸入的電信號，計算出噴油量，并與儲存在ecu中的目標值和map圖進行比較，最后確定噴油量。ecu發(fā)出驅(qū)動信號，確定噴油電磁閥開啟或者關(guān)閉，控制噴油器供油開始和供油結(jié)束時刻，從而控制噴油量。噴油量控制的基本內(nèi)容有基本噴油量、起動噴油量、怠速噴油量、空調(diào)壓縮機運轉(zhuǎn)噴油量、不均勻油量補償控制、巡航控制噴油量。
（1）基本噴油量的控制 發(fā)動機在不同工況下工作，要求輸出不同的轉(zhuǎn)矩，為了獲得不同的轉(zhuǎn)矩特性，可以通過控制噴油量實現(xiàn)。發(fā)動機的基本噴油量由發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和加速踏板位置決定。
（2）起動噴油量的控制 發(fā)動機在不同工況下運行，發(fā)動機轉(zhuǎn)速和加速踏板位置決定了基本噴油量。發(fā)動機的冷卻溫度和進氣壓力決定了補償噴油量。ecu根據(jù)起動信號和冷卻溫度傳感器信號來調(diào)節(jié)基本噴油量，發(fā)動機溫度越低時，噴油量越大。當冷卻液溫度低時，為了確保起動，ecu將噴油提前，并提高發(fā)動機轉(zhuǎn)速。起動噴油量的控制如圖2所示。
起動噴油量的控制
（3）怠速噴油量控制 在怠速工況下，發(fā)動機輸出的轉(zhuǎn)矩主要用于克服機件本身的摩擦而維持平衡，使發(fā)動機在怠速時穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。
發(fā)動機在低溫下起動時，由于機油黏度大、發(fā)動機摩擦阻力大，發(fā)動機怠速有可能不穩(wěn)定。若發(fā)動機怠速過高，噪聲會大，燃油消耗也會增加。ecu會控制怠速轉(zhuǎn)速自動調(diào)節(jié)功能，維持目標轉(zhuǎn)速所需要的噴油量。將發(fā)動機的實際轉(zhuǎn)速和目標轉(zhuǎn)速（由發(fā)動機冷卻液溫度、空調(diào)控制狀態(tài)和負荷等因素決定）進行比較，由兩者差值求得所必需的噴油量并進行反饋控制。在怠速時，當發(fā)動機的轉(zhuǎn)速超過規(guī)定范圍時，ecu可校正每個氣缸的噴油量，從而減小怠速的振動和噪聲。
（4）空調(diào)壓縮機運轉(zhuǎn)噴油量控制 當打開a/c開關(guān)后，ecu接收空調(diào)選擇信號和空調(diào)請求信號時，首先調(diào)整怠速電動機，提高發(fā)動機怠速轉(zhuǎn)速。接著ecu使空調(diào)離合器繼電器搭鐵，接通空調(diào)壓縮機電磁閥離合器，使壓縮機工作。當空調(diào)壓縮機工作時，由于負荷增加了，ecu會調(diào)整噴油量，以適應負荷增大的需要，防止怠速轉(zhuǎn)速過低或過高。
（5）不均勻油量補償控制 當發(fā)動機工作時，各缸噴油量不均勻會引起燃燒壓力不均勻，各缸混合氣燃燒差異引起各缸轉(zhuǎn)速不均勻，曲軸旋轉(zhuǎn)速度變化引起振動等。為減少轉(zhuǎn)速波動，使運行平穩(wěn)，需要調(diào)節(jié)各缸的噴油量，使每個氣缸所需的燃油量精確，必須進行不均勻油量補償。ecu負責檢測各缸每次做功行程時轉(zhuǎn)速的波動，再與其他所有氣缸的平均轉(zhuǎn)速相比較，分別向各缸補償相應的噴油量。
（6）巡航控制噴油量控制 巡航控制就是為了減少操作人的疲勞，使操作人不需要操縱加速踏板即可維持發(fā)電機組恒速運行的控制過程。
當操作人接通巡航控制系統(tǒng)的速度控制開關(guān)時，速度控制系統(tǒng)開始工作。ecu能夠根據(jù)運行阻力的變化情況，自動調(diào)節(jié)油量控制齒桿的位置。油量控制齒桿位置傳感器將油量控制齒桿位置變化信號輸入ecu，ecu控制噴油電磁閥的開啟和關(guān)閉時間，補償或減少噴油量，使發(fā)電機組保持恒速運行。
二、噴油方式控制
燃油共軌柴油發(fā)電機采用多次噴射，它將每個工作循環(huán)中的噴油過程分成幾個階段進行，每個階段噴油都是相應獨立的，其目的就是控制燃燒速率。噴射階段分為先導噴射、預噴射、主噴射、后噴射和次后噴射等。在多次噴射過程中，電磁閥執(zhí)行開啟和關(guān)閉噴油器的工作，可以實現(xiàn)噴油規(guī)律優(yōu)化。在主噴射之前的預噴射可以降低燃燒噪聲，而預噴射靠近主噴射可有效降低pm（可吸入顆粒物）排放量。而后噴射過程中少量燃油隨廢氣排放再燃燒，會使各有害顆粒進一步燃燒掉，更有效地減少pm的排放量。
三、噴油時間控制
在燃油共軌柴油發(fā)電機中，為了實現(xiàn)最佳燃燒，ecu根據(jù)發(fā)動機的各運行工況和外部環(huán)境條件經(jīng)常調(diào)節(jié)噴油時間，即進行最佳噴油時間控制。其具體方法是，由發(fā)動機決定基本噴油時間，同時根據(jù)發(fā)動機的負荷、冷卻液溫度、進氣溫度和壓力、燃油壓力和溫度等對基本噴油時間進行修正，決定目標噴油時間。
四、噴油速率控制
噴油規(guī)律是影響柴油發(fā)電機排放的主要因素。理想的噴油規(guī)律要求噴射初期要緩慢，噴油速率不能太高，目的是減少在滯燃期內(nèi)的可燃混合氣量，降低初期燃燒速率，以降低最高燃燒溫度和壓力上升率，抑制氮氧化合物的生成和降低燃燒噪聲。預噴射式實現(xiàn)初期緩慢燃燒，噴射中期采用高噴射壓力和高噴油速率，目的是加快燃燒速度，防止生成微粒和提高熱效率。主噴射發(fā)生在中期，可以加快可燃混合氣的擴散燃燒速度。噴油后期要求迅速結(jié)束噴油，防止在較低的噴油壓力和噴油速率下燃油霧化變差，導致燃燒不完全，而使hc（碳氫化合物）和pm排放增加。后噴射可有效降低排放物，使未燃燒物進一步燃燒掉。在共軌柴油發(fā)電機中進行多次噴射可使噴油規(guī)律得到優(yōu)化。
廠家加工柴油發(fā)電機鑄鋁框架間隙問題解決方案
康明斯發(fā)電機組的空氣中間冷卻器作用
如何正確調(diào)試與使用發(fā)電機？
柴油發(fā)電機組120KW眾智控制模塊自動化控制屏故障
典型機械式調(diào)速器的構(gòu)造與工作原理
國產(chǎn)及進口柴油發(fā)電機控制模塊有什么共同點？
柴油發(fā)電機組大修項目
為什么柴油發(fā)電機會發(fā)出黑煙？白煙？藍煙？
康明斯燃油共軌電控柴油發(fā)電機的基本噴油正時是通過計算發(fā)動機轉(zhuǎn)速來確定的，再根據(jù)冷卻液溫度和進氣壓力來進行修正，得出最佳的噴油正時（見圖1）。由于噴油始點和噴油延續(xù)時間由指令脈沖決定，與轉(zhuǎn)速及負荷無關(guān)，因此，ecu可以自由地控制噴油時間。
噴油正時原理
一、噴油量控制
ecu根據(jù)各傳感器與開關(guān)輸入的電信號，計算出噴油量，并與儲存在ecu中的目標值和map圖進行比較，最后確定噴油量。ecu發(fā)出驅(qū)動信號，確定噴油電磁閥開啟或者關(guān)閉，控制噴油器供油開始和供油結(jié)束時刻，從而控制噴油量。噴油量控制的基本內(nèi)容有基本噴油量、起動噴油量、怠速噴油量、空調(diào)壓縮機運轉(zhuǎn)噴油量、不均勻油量補償控制、巡航控制噴油量。
（1）基本噴油量的控制 發(fā)動機在不同工況下工作，要求輸出不同的轉(zhuǎn)矩，為了獲得不同的轉(zhuǎn)矩特性，可以通過控制噴油量實現(xiàn)。發(fā)動機的基本噴油量由發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和加速踏板位置決定。
（2）起動噴油量的控制 發(fā)動機在不同工況下運行，發(fā)動機轉(zhuǎn)速和加速踏板位置決定了基本噴油量。發(fā)動機的冷卻溫度和進氣壓力決定了補償噴油量。ecu根據(jù)起動信號和冷卻溫度傳感器信號來調(diào)節(jié)基本噴油量，發(fā)動機溫度越低時，噴油量越大。當冷卻液溫度低時，為了確保起動，ecu將噴油提前，并提高發(fā)動機轉(zhuǎn)速。起動噴油量的控制如圖2所示。
起動噴油量的控制
（3）怠速噴油量控制 在怠速工況下，發(fā)動機輸出的轉(zhuǎn)矩主要用于克服機件本身的摩擦而維持平衡，使發(fā)動機在怠速時穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。
發(fā)動機在低溫下起動時，由于機油黏度大、發(fā)動機摩擦阻力大，發(fā)動機怠速有可能不穩(wěn)定。若發(fā)動機怠速過高，噪聲會大，燃油消耗也會增加。ecu會控制怠速轉(zhuǎn)速自動調(diào)節(jié)功能，維持目標轉(zhuǎn)速所需要的噴油量。將發(fā)動機的實際轉(zhuǎn)速和目標轉(zhuǎn)速（由發(fā)動機冷卻液溫度、空調(diào)控制狀態(tài)和負荷等因素決定）進行比較，由兩者差值求得所必需的噴油量并進行反饋控制。在怠速時，當發(fā)動機的轉(zhuǎn)速超過規(guī)定范圍時，ecu可校正每個氣缸的噴油量，從而減小怠速的振動和噪聲。
（4）空調(diào)壓縮機運轉(zhuǎn)噴油量控制 當打開a/c開關(guān)后，ecu接收空調(diào)選擇信號和空調(diào)請求信號時，首先調(diào)整怠速電動機，提高發(fā)動機怠速轉(zhuǎn)速。接著ecu使空調(diào)離合器繼電器搭鐵，接通空調(diào)壓縮機電磁閥離合器，使壓縮機工作。當空調(diào)壓縮機工作時，由于負荷增加了，ecu會調(diào)整噴油量，以適應負荷增大的需要，防止怠速轉(zhuǎn)速過低或過高。
（5）不均勻油量補償控制 當發(fā)動機工作時，各缸噴油量不均勻會引起燃燒壓力不均勻，各缸混合氣燃燒差異引起各缸轉(zhuǎn)速不均勻，曲軸旋轉(zhuǎn)速度變化引起振動等。為減少轉(zhuǎn)速波動，使運行平穩(wěn)，需要調(diào)節(jié)各缸的噴油量，使每個氣缸所需的燃油量精確，必須進行不均勻油量補償。ecu負責檢測各缸每次做功行程時轉(zhuǎn)速的波動，再與其他所有氣缸的平均轉(zhuǎn)速相比較，分別向各缸補償相應的噴油量。
（6）巡航控制噴油量控制 巡航控制就是為了減少操作人的疲勞，使操作人不需要操縱加速踏板即可維持發(fā)電機組恒速運行的控制過程。
當操作人接通巡航控制系統(tǒng)的速度控制開關(guān)時，速度控制系統(tǒng)開始工作。ecu能夠根據(jù)運行阻力的變化情況，自動調(diào)節(jié)油量控制齒桿的位置。油量控制齒桿位置傳感器將油量控制齒桿位置變化信號輸入ecu，ecu控制噴油電磁閥的開啟和關(guān)閉時間，補償或減少噴油量，使發(fā)電機組保持恒速運行。
二、噴油方式控制
燃油共軌柴油發(fā)電機采用多次噴射，它將每個工作循環(huán)中的噴油過程分成幾個階段進行，每個階段噴油都是相應獨立的，其目的就是控制燃燒速率。噴射階段分為先導噴射、預噴射、主噴射、后噴射和次后噴射等。在多次噴射過程中，電磁閥執(zhí)行開啟和關(guān)閉噴油器的工作，可以實現(xiàn)噴油規(guī)律優(yōu)化。在主噴射之前的預噴射可以降低燃燒噪聲，而預噴射靠近主噴射可有效降低pm（可吸入顆粒物）排放量。而后噴射過程中少量燃油隨廢氣排放再燃燒，會使各有害顆粒進一步燃燒掉，更有效地減少pm的排放量。
三、噴油時間控制
在燃油共軌柴油發(fā)電機中，為了實現(xiàn)最佳燃燒，ecu根據(jù)發(fā)動機的各運行工況和外部環(huán)境條件經(jīng)常調(diào)節(jié)噴油時間，即進行最佳噴油時間控制。其具體方法是，由發(fā)動機決定基本噴油時間，同時根據(jù)發(fā)動機的負荷、冷卻液溫度、進氣溫度和壓力、燃油壓力和溫度等對基本噴油時間進行修正，決定目標噴油時間。
四、噴油速率控制
噴油規(guī)律是影響柴油發(fā)電機排放的主要因素。理想的噴油規(guī)律要求噴射初期要緩慢，噴油速率不能太高，目的是減少在滯燃期內(nèi)的可燃混合氣量，降低初期燃燒速率，以降低最高燃燒溫度和壓力上升率，抑制氮氧化合物的生成和降低燃燒噪聲。預噴射式實現(xiàn)初期緩慢燃燒，噴射中期采用高噴射壓力和高噴油速率，目的是加快燃燒速度，防止生成微粒和提高熱效率。主噴射發(fā)生在中期，可以加快可燃混合氣的擴散燃燒速度。噴油后期要求迅速結(jié)束噴油，防止在較低的噴油壓力和噴油速率下燃油霧化變差，導致燃燒不完全，而使hc（碳氫化合物）和pm排放增加。后噴射可有效降低排放物，使未燃燒物進一步燃燒掉。在共軌柴油發(fā)電機中進行多次噴射可使噴油規(guī)律得到優(yōu)化。
廠家加工柴油發(fā)電機鑄鋁框架間隙問題解決方案
康明斯發(fā)電機組的空氣中間冷卻器作用
如何正確調(diào)試與使用發(fā)電機？
柴油發(fā)電機組120KW眾智控制模塊自動化控制屏故障
典型機械式調(diào)速器的構(gòu)造與工作原理
國產(chǎn)及進口柴油發(fā)電機控制模塊有什么共同點？
柴油發(fā)電機組大修項目
為什么柴油發(fā)電機會發(fā)出黑煙？白煙？藍煙？