性能特點和作用說明

康明斯電磁閥在柴油發(fā)電機上的應用和特點

 

康明斯電磁閥是用電磁控制的工業(yè)設備，是用來控制流體的自動化基礎元件，屬于執(zhí)行器，并不限于液壓、氣動。用在工業(yè)控制系統(tǒng)中調(diào)整介質(zhì)的方向、流量、速度和其他的參數(shù)。電磁閥可以配合不同的電路來實現(xiàn)預期的控制，而控制的精度和靈活性都能夠保證。電磁閥有很多種，不同的電磁閥在控制系統(tǒng)的不同位置發(fā)揮作用，最常用的是單向閥、安全閥、方向控制閥、速度調(diào)節(jié)閥等。康明斯公司在本文列舉了各種電磁閥的工作原理、結(jié)構(gòu)特點及其功能作用。

 

一、斷油停機閥

 

電磁閥里有密閉的腔，在不同位置開有通孔，每個孔連接不同的油管，腔中間是活塞，因為兩面是兩塊電磁鐵，哪面的磁鐵線圈通電閥體就會被吸引到哪邊，通過控制閥體的移動來開啟或關閉不同的排油孔。而進油孔是常開的，液壓油就會進入不同的排油管，然后通過油的壓力來推動油缸的活塞，活塞又帶動活塞桿，活塞桿帶動機械裝置。這樣通過控制電磁鐵的電流通斷就控制了機械運動。

 

電磁式斷油閥結(jié)構(gòu)通電時，閥片被電磁鐵吸向右邊，斷油閥開啟，燃油從進油口經(jīng)斷油閥供向噴油器。斷電時，閥片在復位彈簧的作用下關閉，停止供油。因此，柴油機啟動時需接通斷油閥電路，停機時需切斷其電路。若斷油閥電路失靈，則可旋人螺紋頂桿將閥片頂開，停機時再將螺紋頂桿旋出即可。電磁式斷油閥的分類：

 

1、分布直動式電磁閥

 

（1）原理：

一種直動和先導式相結(jié)合的原理，當入口與出口沒有壓差時，通電后，電磁力直接把先導小閥和主閥關閉件依次向上提起，閥門打開。當入口與出口達到啟動壓差時，通電后，電磁力先導小閥，主閥下腔壓力上升，上腔壓力下降，從而利用壓差把主閥向上推開。斷電時，先導閥利用彈簧力或介質(zhì)壓力推動關閉件，向下移動，使閥門關閉。

（2）特點：

在零壓差或真空、高壓時亦能可動作，但功率較大，要求必須水平安裝。

 

2、先導式電磁閥

 

（1）原理：

通電時，電磁力把先導孔打開，上腔室壓力迅速下降，在關閉件周圍形成上低下高的壓差，流體壓力推動關閉件向上移動，閥門打開；斷電時，彈簧力把先導孔關閉，入口壓力通過旁通孔迅速腔室在關閥件周圍形成下低上高的壓差，流體壓力推動關閉件向下移動，關閉閥門。

（2）特點：

流體壓力范圍上限較高，可任意安裝(需定制)但必須滿足流體壓差條件。氣動系統(tǒng)中，電磁閥的作用就是在控制系統(tǒng)中按照控制的要求來調(diào)整壓縮空氣的各種狀態(tài)，氣動系統(tǒng)還需要其他元件的配合，其中包括動力元件、執(zhí)行元件、開關、顯示設備及其它輔助設備。

 

斷油停機閥示意圖

 

 

二、空燃比控制器(AFC)

 

柴油機增壓后，噴油泵的供油量增大，使其在低速、大負荷或加速工況時容易產(chǎn)生冒黑煙的現(xiàn)象。當其在低速、大負荷工況下運行時，廢氣渦輪在發(fā)動機低排氣能量下工作，壓氣機在低效率區(qū)內(nèi)運行，導致提供的空氣量不足，引起排氣冒黑煙。當負荷突然增加、供油量突然增多時，增壓器轉(zhuǎn)速不能立即升高，使進人汽缸的空氣量跟不上燃油量的迅速增加，導致燃燒不完全、排氣冒黑煙。為此，早期生產(chǎn)的康明斯增壓型柴油機，在PT泵上還安裝了一種真空式空燃比控制器（冒煙限制器），可以隨著進入汽缸的空氣量的多少來改變進入汽缸的燃油量，并把供給噴油器的多余燃油旁通掉一部分，使其回流至燃油箱，從而很好地控制空燃比，以與進氣量相適應，達到降低油耗和排放的目的。

 

近年來生產(chǎn)的康明斯增壓型柴油機，采用了一種新式的空燃比控制器。它可以隨時按照進人汽缸內(nèi)空氣量的多少來合理供油，從而取代了早期使用的以燃油接通一切斷、余油分流的方式來限制排煙的真空式空燃比控制器。空燃比控制器安裝在PT泵內(nèi)節(jié)流閥與斷油閥之間。在PTG-AFC燃油泵中，燃油離開節(jié)流閥后先經(jīng)過AFC裝置再到達泵體頂部的斷油閥。而在PTG燃油泵中，燃油從節(jié)流閥經(jīng)過一條通道直接流向斷油閥。AFC的結(jié)構(gòu)及工作原理如下：

 

（1）燃油在流出調(diào)速器并經(jīng)過節(jié)流閥后進人AFC。當沒有受到渦輪增壓器供給的空氣壓力時，柱塞處于上端位置，于是柱塞就關閉了主要的燃油流通回路，由無充氣時調(diào)節(jié)閥位置控制的第二條通路供給燃油。無充氣時調(diào)節(jié)閥直接安裝在節(jié)流閥蓋板里的節(jié)流閥軸的上邊。

 

（2）當進氣歧管壓力增加或減小時，AFC柱塞就起作用，使其供給的燃油成比例的增加或減少。當壓力增大時，柱塞下降，柱塞與柱塞之間的縫隙增大，燃油流量增加。反之，壓力減小則柱塞縫隙變小，燃油流量減少。這樣就防止了燃油一空氣的混合氣變得過濃而引起排氣過度冒黑煙。AFC柱塞的位置由作用于活塞和膜片的進氣歧管空氣壓力與按比例移動的彈簧的相互作用而定。

三、STC閥

 

康明斯步進噴油系統(tǒng)，簡稱STC，即分步噴油正時控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用液壓原理，控制噴油柱塞下行的開始時間，實現(xiàn)提前和延期噴油，達到有效控制氣缸壓力，提高燃油的燃燒效率，從而獲得更大的功率。該系統(tǒng)與PT噴油器合為一體，稱為PT（D）-STC型噴油器（簡稱STC噴油器）。STC型PT噴油器與常規(guī)PT（D）型噴油器相比，增加了液壓提前器、提前器鎖緊螺母等零部件。一般的PT（D）型噴油器系機械式開式噴油器，常用于氣缸蓋內(nèi)有進、回油道的康明斯系列柴油機。

 

 

1、基本功能

 

將PT燃油泵送來的低壓燃油轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏海s68.89~137.79MPa）燃油噴入燃燒室；對燃油進行計量，與燃油泵共同作用以滿足柴油機對燃油供油量的要求；協(xié)同噴油器驅(qū)動凸輪，在規(guī)定的時刻和期間內(nèi)完成噴射過程，確保霧化質(zhì)量優(yōu)良和噴射結(jié)束后無滴漏等不良現(xiàn)象。噴入柴油機的燃油量由計量孔前的燃油壓力（燃油泵的供油壓力）和計量孔開啟的時間決定。在進入噴油器的燃油中約有80%用于噴油器的冷卻（回油），因此噴油器有較長的使用壽命。而STC型PT噴油器與一般的PT（D）型噴油器不同的是：在啟動和輕載工況下，采用“噴油提前正時方式”，即燃油在壓縮循環(huán)中更早噴射；而在中、重載工況下使用“常態(tài)正時方式”，即燃油在壓縮循環(huán)中更晚噴射。

 

STC型PT噴油器提前正時方式是由STC控制閥輸出的機油（壓力不低于70kPa）控制的。當壓力潤滑油充滿提前器柱塞與柱塞套之間的空間時，相當于“液體挺柱”，提前器柱塞通過它作用于提前器柱塞套，從而在相同的噴油凸輪轉(zhuǎn)角下使噴油器柱塞提前下行，完成提前噴油。在常態(tài)正時方式下，STC控制閥關閉了壓力潤滑油輸出通道，提前器柱塞與柱塞套之間沒有壓力潤滑油，“液體挺柱”消失。在相同的噴油凸輪轉(zhuǎn)角下，提前器柱塞與柱塞套直接形成剛性接觸，噴油器柱塞恢復常態(tài)下行，從而實現(xiàn)常態(tài)下的噴油正時。STC控制閥的開啟或關閉是由燃油壓力控制的，當燃油壓力低于221　kPa時，STC控制閥處于開啟狀態(tài)，允許機油輸送到提前器，形成“液體挺柱”。當燃油壓力高于221　kPa時，STC控制閥關閉，機油輸送到提前器的通路被切斷，“液體挺柱”消失。

 

2、優(yōu)點

① 在噴油提前正時方式下工作時，能改進在寒冷天氣下的怠速特性和減少發(fā)動機冒白煙；提高輕載工況的燃油經(jīng)濟性；減少噴油器積炭。

② 在常態(tài)正時方式下工作時，能控制氣缸最高爆發(fā)壓力；降低NOx（氮氧化物）的排放。

 

3、使用注意事項

 

① 開箱使用前，應仔細核對產(chǎn)品型號的正確性。開箱后，進一步核對產(chǎn)品型號的正確性。

② 從包裝盒中取出噴油器，應使油杯端朝下，注意防止柱塞從噴油器中脫出，以免造成損傷，并嚴禁將柱塞抽出噴油器，以防臟物進入噴油器引起發(fā)卡。

③ 安裝前，應對噴油器外圓上的O形圈涂抹適量潤滑脂，以防安裝時損傷。

④ 安裝后，按柴油機裝配及調(diào)整要求調(diào)整柴油機推桿的行程和搖臂的間隙。

⑤ 不得隨意拆解噴油器，盡量避免損壞漆封。

四、電子執(zhí)行器

 

燃油泵電子執(zhí)行器工作原理圖

 

 

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