1、引言
電噴技術(shù)即內(nèi)燃機燃料系統(tǒng)的電子噴射供給技術(shù),為了嚴格控制氣車尾氣對環(huán)境的嚴重污染,要求汽車用汽油發(fā)動機必須實施電噴技術(shù),對非電噴汽車采取了非準(zhǔn)入的措施。
柴油機由于燃料供給系統(tǒng)的特殊性,即燃料在供給氣缸時是采取高壓(10~120MPa)噴射的方式,技術(shù)上改變原有的供油方式與汽油機相比具有較大的難度。實際上,柴油機的污染有時比汽油機更嚴重,特別是排煙、碳氧化合物等。
柴油發(fā)電機組要求柴油機只有具有運行速度穩(wěn)定、動態(tài)性能好,才能輸出高品質(zhì)的電能,同時具有轉(zhuǎn)速調(diào)整的自動化,才能真正實現(xiàn)備(主)用電源的自動化、智能化。因此柴油發(fā)電機組配套的柴油機近年來已有一部分實現(xiàn)了電子調(diào)速,但對環(huán)境污染的控制措施無所作為。
2、電噴柴油機的電噴技術(shù)
發(fā)電用柴油機是車輛、船舶及工程機械用柴油機的變型產(chǎn)品,因而電控技術(shù)的發(fā)展必然受到主要產(chǎn)品的影響。進入20世紀后期,由于柴油車廢氣污染物排放法規(guī)和汽油車一樣日趨嚴格,同時改善柴油機經(jīng)濟性的要求也進一步提高,因此在汽油機電控技術(shù)飛速發(fā)展的基礎(chǔ)上,一些發(fā)達**開始對柴油機電控技術(shù)—電子噴射進行了開發(fā)和研究,并初步投入使用。電子噴射技術(shù)與電子調(diào)速技術(shù)既有相同點(即控制柴油機的噴油量),又具有根本的區(qū)別,即電子噴射還具有用電信號控制噴油時刻、噴射壓力,完全取消了燃油系統(tǒng)中的機械結(jié)構(gòu)。
在20世紀90年代發(fā)展起來的電控柴油噴射系統(tǒng)主要有以下兩種形式:
一是Bosch公司共軌式電控柴油噴射系統(tǒng)。其特點是系統(tǒng)中有一公共高壓油軌,用高壓(或中壓)輸油泵向公共油軌中泵油,用電磁閥對油軌中的壓力進行調(diào)節(jié)。高壓(或中壓)的柴油由公共油軌分別通向各缸噴油器,由裝在噴油器內(nèi)的電磁閥控制噴油量和噴油正時,噴油壓力或直接決定;于共軌中的壓力,或由噴油器中的增壓活塞對從:公共油軌來的燃油進行增壓。共軌式電控噴油系統(tǒng)可以同時控制噴油量、噴油正時、噴油壓力、噴、油速率,且能實現(xiàn)高壓噴射滿足排放要求。同時,在原采用傳統(tǒng)高壓油泵一高壓油管一噴油器的噴油系統(tǒng)柴油機上使用時,結(jié)構(gòu)變化很小。
二是Perkins公司共軌式電控柴油噴射系統(tǒng),它是在Bosch公司電噴系統(tǒng)基礎(chǔ)上的改進。該系統(tǒng)無高壓油泵,電噴系統(tǒng)主要由電子控制模塊(ECM)、高壓潤滑油供應(yīng)泵、噴注壓力調(diào)節(jié)閥、噴油器等組成。其傳感器包括:曲軸位置傳感器(CMP)、增壓壓力感應(yīng)器(MAP)、噴油壓力控制傳感器(1CP)、潤滑油濕度傳感器(EOT)、水溫傳感器(CET)、油壓傳感器(EOP)。系統(tǒng)中燃油流程如圖1所示,燃油經(jīng)濾清器、油泵(低壓)、燃油集合管至噴油器。燃油系統(tǒng)中,高壓燃油流動,取消了高壓油管,這樣可防止柴油的可壓縮性和油管的彈性在油管內(nèi)形成壓力波動,可能造成已關(guān)閉的針閥重新打開,產(chǎn)生二次噴射的不正常燃燒,使燃燒不完全。
噴油壓力控制系統(tǒng)如圖2所示,系統(tǒng)由高壓油泵、穩(wěn)壓閥、噴油壓力控制感應(yīng)器、調(diào)節(jié)閥等組成。該系統(tǒng)內(nèi)流動的為高壓機油。高壓機油供應(yīng)泵是由曲軸帶動七個活塞的油泵,在正常運行條件下,油泵輸出的壓力經(jīng)過一個路軌式壓力控制閥(RPCV)控制,過多的機油經(jīng)過旁通回流到回油系統(tǒng),柴油機的運行情況取決于液壓壓力,而控制壓力是取決于ECM,良好的液壓控制使柴油機具有良好的運行條件。
噴油器由電磁閥、提動閥、酸化增強活塞、噴油咀總成等組成。噴油器的噴射動力來自液壓能量,噴油器內(nèi)的活塞及柱塞是用液壓壓力及速度來控制的。同時,噴油量是ECM發(fā)出脈沖的時間來控制噴油器中電磁閥開關(guān)時間的長短,當(dāng)電磁閥通電時,提動閥打開其閥座,高壓機油將會推動活塞及柱塞下行直至.低。當(dāng)ECM輸出信號斷開噴油器的電磁閥電源,噴油程序停止,提動閥關(guān)上。由于提動閥關(guān)上,高壓機油輸送管道關(guān)上,停止供油至酸化增強活塞,在酸化增強活塞內(nèi)的高壓機油排人轉(zhuǎn)動空槽內(nèi)。柱塞彈簧把酸化增強活塞和柱塞推回原位,當(dāng)柱塞向上移動時,把燃油閥打開,低壓燃油開始注柱塞瓣內(nèi)。ECM通過其噴油器使其噴射速度、噴油時間及高壓噴射壓力得到有效控制。噴射速度的控制:噴油器由液壓系統(tǒng)執(zhí)行,它的速度比傳統(tǒng)的機械式快,同時其噴射速度及噴射壓力與柴油機速度無關(guān)。
噴油時間的控制:從開始至結(jié)束的噴油時間全電子化控制,與一般的電子調(diào)速器不同,一般的電子調(diào)速器其執(zhí)行器是統(tǒng)一拉動(轉(zhuǎn)動)柱塞,而不可能各個氣缸獨立控制,而電噴系統(tǒng)的噴油器的柱塞是用電磁閥分別控制,且柱塞的運動與柴油機的運轉(zhuǎn)速度或曲軸位置傳感器信號的持續(xù)時間無關(guān)。
噴射壓力的控制:噴油器酸化增強活塞能產(chǎn)生倍增的液壓力量推動柱塞,即使輸入的高壓機油壓力不穩(wěn)定,但噴射壓力仍能維持在3000至21000Psi內(nèi),這樣的液壓壓力亦適用于高轉(zhuǎn)速的柴油機。
3、電噴柴油發(fā)電機組
Perkins公司共軌式電控柴油噴射系統(tǒng)已應(yīng)用于威爾信1300系列柴油發(fā)電機之中,1300系列柴油機基本參數(shù)為:氣缸直徑/行程116.6mm/135.5mm,壓縮比15.9:1、氣缸數(shù)為6,功率范圍從145kW至230kW等5個等級。
由于該系列電噴柴油發(fā)電機組的ECM系統(tǒng)占機械(或電子)調(diào)速器相比有較多的信號輸入,因此,能操控.佳的供油量及噴油時間,特別體現(xiàn)在機組的廢氣排放及噪音嚴格符合.新的**標(biāo)準(zhǔn);同時機組起動時,冒黑煙程度明顯減少,突加負載時爆燃噪聲顯著降低;同時,同比功率提高3%,燃油消耗率下降8%;結(jié)構(gòu)簡單、操作簡捷。另一方面,電噴柴油發(fā)電機組的ECM控制系統(tǒng)實現(xiàn)了柴油機燃料供給系統(tǒng)的智能化。威爾信1300電噴柴油發(fā)電機組裝有自檢功能按鈕和指示燈及運行狀況閃燈碼顯示系統(tǒng),使得電噴系統(tǒng)具有145個故障顯示內(nèi)容;且具有轉(zhuǎn)速監(jiān)控接口,轉(zhuǎn)速在一定范圍內(nèi)可任意設(shè)定和調(diào)整,具有很強的適用性。
4、結(jié)語
電噴柴油發(fā)電機組,改變了原有發(fā)電機組控制的范疇,是柴油發(fā)電機向綠色機組邁進的開端,因為在現(xiàn)代社會發(fā)展的**,人們已經(jīng)重視環(huán)境對社會、經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的影響,已經(jīng)非常重視交通工具,特別是汽油發(fā)動機汽車的污染控制,強調(diào)電子噴射控制發(fā)動機的必要性,因而采取了強制普及。相信在不遠的將來,柴油機電噴技術(shù)的普及也為日不遠,電噴柴油發(fā)電機組的普遍應(yīng)用也將引起廣泛的重視。