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发电机电控系统部件详细介绍
喷油器
燃油共轨系统采用的是电控喷油器,它是根据电子控制单元的指令在适当的时候将适量的燃油喷射到燃烧室中。电控高压喷油器主要由喷油器体、喷油器控制电磁阀、喷油器偶件、O形密封圈、QR code信息片、喷油器电磁阀接线柱等部分组成。
电控喷油器的工作原理、工作过程如下。
①未喷油状态。高压油轨内的燃油进入喷油器,但电磁阀没通电,TWV阀关闭,控制室压力等于油轨压力,喷嘴关闭。
②喷油过程。ECU控制电磁阀通电,TWV阀打开,控制室压力得到释放,使控制活塞上移,喷嘴打开喷射燃油。
③喷油结束。电磁阀断电,TWV阀关闭,控制室压力与油轨压力同步,喷嘴关闭,喷油结束。
电子控制单元
电子控制单元是整个柴油机电控系统的“计算机与控制中心”,它是电控系统的“大脑”整个电控系统的核心。它承担整个电控系统的信号采集与处理、数据运算与分析、控制策略的实现、控制指令的产生、数据的通信与交换等功能。
ECU通过各种传感器和开关,采集到发动机当前的工作状态信息,进行分析计算并按此状态下预先标定好的 参数,控制发动机的喷油量、喷油时间及喷油压力,从而调整发动机的工作状态,达到省油、、低排放的目的。
传感器
传感器是一种转换器,作用是进行信号变换。柴油机电控系统中常用的传感器有温度、压力、转速传感器等。
电控共轨系统中的传感器一般有加速踏板位置传感器、曲轴转速传感器、压力传感器和温度传感器等。
①加速踏板位置传感器。加速踏板位置传感器分为电位器式(早期使用)和霍尔式两种,常称为“电子油门”,其作用是通过检测加速踏板的位置了解驾驶员的愿望,进而了解发动机的负荷状况。位置传感器把发动机的负荷信号转变为电信号,负荷越高,电压越大,然后把此信息ECU由其进行相关比较和计算后,发出指令控制相关的执行器(如增加喷油量)。
加速踏板信号是双路信号,信号1的电压值约为信号2电压值的2倍。
②曲轴转速传感器。曲轴转速传感器(Ne传感器)可以确定活塞上止点位置,同时测量发动机曲轴的转速。曲轴转速传感器安装在飞轮壳体上。
传感器信号产生的原理是:飞轮360°范围内按6°间隔打58个孔!剩下2孔未打,形成闻隙,作为判断活塞上止点的依据。传感器中的磁通跟随着通过的孔与间隙而变化,产生正弦交流电压,其波幅随着发动机转速而变化。设定间隙到传感器位置的角度,可确定一缸上止点。结合凸轮轴传感器正时凸轮,确定一缸点火上止点。
③凸轮轴位置传感器。凸轮轴位置传感器安装在高压油泵总成上,通过测量高压油泵凸轮轴转速和位置,来确定柴油机喷油正时时闻(凸轮轴转速为曲轴转速的1/2)。
④进气压力传感器。进气压力传感器的安装位置:进气压力传感器为半导体压敏电阻式压力传感器,其作用是把进气压力信号转化为电压信号,然后发送给ECU,由ECU计算进入发动机汽缸的空气量,用来控制喷油量(空燃比)。
⑤轨压传感器。轨压传感器安装在共轨管的一端,用于实时测量共轨管中的燃油压力,测量范围为0~200MPa。其原理是把压力信号转化为电压信号,再将信号放大后输送到ECU,由ECU对压力控制阀(PCV)实施反馈控制,通过增减油泵供油量来调节油压,使油压稳定在目标值。
⑥冷却液温度传感器。冷却液温度传感器安装在节温器体上,是负温度系数的热敏电阻传感器,使用范围为-40~130℃。该传感器主要用于测量发动机冷却的温度,把温度信号转化为电压信号,从而进一步控制燃油喷射量。
进气温度传感器。进气温度传感器为负温度系数的热敏电阻,安装于进气歧管上,主要用于测量进气管中的进气温度,从而进一步控制燃油喷射量。
执行器
①主继电器控制。电装共轨系统的主继电器控制电路。当打开点火开关到“ON”位置后,ECU端子中KEY/SW端子得电,M_REL端子就输出低电平,导致主继电器动作,+BP端子就输入24V电压供给整个ECU工作;当电源关断或掉电时,M_REL端子由软件控制,并不马上变为高电平,而是维持一段时间,使得ECU有足够时间保存数据。只有当延迟时间结束后,M_REL端子才由低电平转变成高电平,从而切断ECU的工作电源。
②PCV继电器控制。压力控制阀用于控制从供给泵到共轨管内的燃油量,电装共轨系统的PCV继电器控制电路:当点火开关打到“ON”位置时,PCV继电器动作,向PCV1和PCV2供电,当ECU发出PCV驱动指令后,三级管导通,PCV开始工作。
③燃油计量阀。燃油计量阀安装在高压油泵的进油位置,ECU通过控制其通电时间来调整油泵的燃油供给量,从而控制共轨中的燃油压力值。
燃油计量单元在断电状态下,靠弹簧作用力,阀处于全开位置当通电后电磁阀作用,克服弹簧力,将阀关闭。在柴油机启动或柴油机运转时,根据ECU的指令来执行电磁阀的动作,保证高压轨内压力稳定在规定要求。
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柴油发电机组的用途和组成
柴油发电机组属自备电站交流供电设备的一种类型,是一种中小型独立的发电设备。由于它具有机动灵活、投资较少、随时可以启动等特点,广泛应用于通信、采矿、筑路、林区、农田排灌、野外施工和国防工程等各部门。
一、机组的用途
柴油发电机组适用于市电电网不能输送到的通信局站、矿区、林区、牧区和国防工程等场合,要求能独立供电,作动力和照明的主电源。对于有市电的地区,而供电可靠性要求高,不允许停电或要求几秒钟能迅速供电的单位,可作为应急备用电源,一旦市电停电能迅速提供稳定的交流电源。
柴油发电机组是通信电源设备的重要组成部分,对其主要要求是:随时能开动、及时供电、运行可靠,保证供电的电压和频率,满足通信设备的要求。
二、机组的名称和型号的编制规则
油机发电机组是以柴油发电机作动力,驱动同步交流发电机而发电的电源设备。为了便于生产管理和使用, 对油机发电机组的名称和型号编制方法做了统一规定,根据GB2819-81规定,机组的型号排列和符号含义如下:
例如:300GFZ2-1柴油发电机组
该型号机组表示300kW工频自动化柴油发电机组,生产厂代号为2, 次变型。
部分国产柴油发电机组的品种规格及基本参数。
三、机组的类型和功能
油机发电机组类型很多,按其结构型式、控制方式和保护功能等不同,可分为下述几种类型。
1.基本型机组
这类机组为常见,由柴油机、封闭式水箱、油箱、消声器、同步交流发电机、励磁电压调节装置、控制箱(屏)、联轴器和底盘等组成。机组具有电压和转速自动调节功能。通常能作为主电源或备用电源。
2.自启动机组
该机组是在基本型机组基础上增加自动控制系统。它具有自动化的功能。当市电突然停电时,机组能自动启动、自动切换开关、自动运行、自动送电和自动停机等功能;当机油压力过低、机油温度或冷却水温过高时,能自动发出声光告警信号;当机组超速时,能自动紧急停机进行保护。
3.微机控制自动化机组
该机组由性能完善的柴油机、三相无刷同步发电机、燃油自动补给装置、机油自动补给装置、冷却水自动补给装置及自动控制屏组成。自动控制屏采用可编程自动控制器PLC控制。它除了具有自启动、自切换、自运行、自投人和自停机等功能外,并配有各种故障报警和自动保护装置,此外,它通过RS232通信接口,与主计算机联接,进行集中监控,实现遥控、遥信和遥测,做到无人值守。
四、机组的结构简介
现代柴油发电机组由柴油机、三相交流无刷同步发电机、控制箱(屏)、散热水箱、联轴器、燃油箱、消声器及公共底座等组件组成刚性整体。除功率较大的机组的控制屏、燃油箱单独装设计,其他的主要部件均装置在型钢焊接而成的公共底座上,便于移动和安装。
柴油机的飞轮壳与发电机前端盖的轴向采用凸肩定位直接连接构成一体,并采用圆柱型的弹性联轴器由飞轮直接驱动发电机旋转。这种联接方式由螺钉固定在一起,使两者联接成一刚体,保证了柴油机的曲轴与发电机转子的同心度在规定允许范围内。
为了减小机组的振动,在柴油机、发电机、水箱和电气控制箱等主要组件与公共底架的连接处,通常均装有减振器或橡皮减振垫。