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淺析船舶柴油機(jī)共軌技術(shù)

  
評論: 更新日期:2015年03月08日

 共軌技術(shù)是指高壓噴油泵、壓力傳感器和ECU(計算機(jī)控制)組成的閉式系統(tǒng)中將噴油壓力的產(chǎn)生和噴射過程彼此分開的噴油技術(shù)。本文旨在通過對船舶柴油機(jī)共軌技術(shù)的淺析,分析該技術(shù)的管理要點(diǎn),并給予實際從業(yè)者一定的指導(dǎo)建議。
    系統(tǒng)組成
    共軌系統(tǒng)由五個部分組成,即高壓油泵、共軌腔及高壓油管、噴油器、電控單元、各類傳感器和執(zhí)行器,供油泵從油箱將燃油泵入高壓油泵的進(jìn)油口,由柴油機(jī)驅(qū)動的高壓油泵將燃油增壓后送入共軌腔內(nèi),再由電磁閥控制各缸噴油器在相應(yīng)時刻噴油。如圖1.1所示。
    1.1.電噴式柴油機(jī)取消了凸輪軸、燃油高壓油泵、排氣閥的高壓驅(qū)動油泵以及空氣分配器。                         
    1.2.供油單元
    增加了一套供油單元。此單元由4至6臺常規(guī)柱塞套簡油泵組成,但不再需要定時,由主機(jī)自身傳動齒輪帶動。
    1.3.伺服油泵
    在供油單元中設(shè)有伺服油泵,正常工作時輸出伺服油。伺服油系統(tǒng)中還設(shè)有電動液壓油泵,在備車狀態(tài)時提供液壓油至液壓油總管或叫液壓油軌。
    1.4.燃油噴射控制單元
    為了防止電磁閥卡死在常開位置導(dǎo)致燃油源源不斷地噴進(jìn)氣缸,燃油系統(tǒng)中專門設(shè)計了燃油噴射控制。油量由電子調(diào)速器根據(jù)主機(jī)工況輸出信號給WECS9500控制系統(tǒng),再由它控制燃油噴射控制單元,控制油路的接通與斷開。此閥設(shè)有位移傳感器,把所噴射的油量反饋給控制系統(tǒng),一旦油量在本循環(huán)中已給足,就切斷電磁閥,并只有在三只電磁閥均回到零位時,才能給出下一循環(huán)的油量,以防止電磁閥卡死時造成的誤噴油。
    1.5.電子控制單元(ECU)
    它是電噴的核心部分,實際工況中,當(dāng)燃油壓力約在90MPa,并且油壓隨負(fù)荷的變化而相應(yīng)調(diào)整。低轉(zhuǎn)速時,油壓相對較低,約在60MPa左右,以免油壓過高而缸內(nèi)壓縮壓力較低致使油束噴到活塞頭上。當(dāng)主機(jī)接收到起動信號時,由ECU根據(jù)安裝在自由端的角度傳感器的角度信號,控制氣缸進(jìn)氣順序。一旦主機(jī)轉(zhuǎn)動后,帶動供油單元中的油泵。主機(jī)轉(zhuǎn)動一次,每只油泵將供油三次。因液體是不可壓縮的,在起動過程中,油壓會很快建立。
    工作原理
    燃油共軌系統(tǒng)通過高壓共軌蓄壓,采用高速開關(guān)的電磁閥控制噴油過程。燃油由增壓泵輸送到油軌中,等待在允許的情況下由噴油器噴入燃燒室。共軌控制系統(tǒng)通過安裝在柴油機(jī)上的曲軸角度位置傳感器接受的曲軸實際狀態(tài)信號,根據(jù)柴油機(jī)發(fā)火順序和預(yù)設(shè)定的燃油正時,用電子信號控制相應(yīng)氣缸噴油電磁閥的啟閉,實現(xiàn)柴油機(jī)各缸的正常燃燒,即油泵和噴油器的控制全部由電子控制元件來完成。
    共軌控制系統(tǒng)輸出控制信號的主要依據(jù),可以是各種傳感器對柴油機(jī)所測得的數(shù)據(jù)及對他們綜合處理的結(jié)果。包括排煙溫度,含氮氧貨物排放量,壓縮壓力,爆炸壓力等,所以燃油共軌系統(tǒng)能夠有效的實現(xiàn)柴油機(jī)在全工況范圍的性能最優(yōu)化。
    技術(shù)特點(diǎn)
    3.1.優(yōu)勢:
    3.1.1.自由調(diào)節(jié)噴油壓力(共軌壓力)力;
    3.1.2.自由調(diào)節(jié)噴油量。以發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速及油門開度信息等為基礎(chǔ),由計算機(jī)計算出最佳噴油量 通過控制噴油器電磁閥的通電,斷電時刻直接控制噴油參數(shù);
    3.1.3.自由調(diào)節(jié)噴油時間。根據(jù)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷等參數(shù),計算出最佳噴油時間,并控制以適當(dāng)?shù)臅r刻開啟和關(guān)閉等,從而準(zhǔn)確控制噴油時間;
    3.1.4.噴油壓力與實際使用工況相適應(yīng)
    3.2.劣勢:
    共軌系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,可靠性耐久性相對差:
    3.2.1.共軌管結(jié)構(gòu)特點(diǎn),使其抗振動疲勞能力弱,高壓油管很長,在高壓和高壓油管內(nèi)壓力波動的作用下,泄露和疲勞斷裂等故障幾率大大增加;
    3.2.2.一旦出現(xiàn)泄露和斷裂,整個發(fā)動機(jī)系統(tǒng)將無法工作;整機(jī)停機(jī)故障幾率高;
    3.2.3.持續(xù)的噴射高壓源帶來的安全隱患和可靠性隱患。
    管理要點(diǎn)
    4.1.共軌噴射系統(tǒng)對柴油的質(zhì)量要求特別高。質(zhì)量低劣的柴油會加劇高壓油泵尤其是噴油嘴的損壞;
    4.2.蓄電池的正負(fù)極不能接反,否則會造成電腦控制板燒損;
    4.3.維修時最好依據(jù)電腦檢測,通過電腦檢測發(fā)動機(jī)的工作狀況,并通過電腦進(jìn)行斷缸測試判斷噴油嘴的好壞,不能采取傳統(tǒng)斷缸檢查方法;
    4.4.每個噴油器都有一組編碼,更換時要記下編碼,更換后要準(zhǔn)確將編碼輸入電腦中。
 

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