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你知道柴油发电机的泵喷嘴燃油系统分为哪三部分吗
泵喷嘴燃油供给系统高压部分主要山分配管、驱动装置和泵喷嘴组成。泵喷嘴一般均直接安装在气缸盖上,低压燃油由低压输油泵先送入气缸盖上的油道中,然后再分别向固定在缸盖上的泵喷嘴供油。低压燃油送人泵喷嘴,由泵喷嘴内的柱塞在凸轮轴、推杆、摇臂及回位弹簧的作用驱动下往复运动,将低压燃油升压,然后由泵喷嘴喷出。
由于泵喷嘴是每缸一个,所以每个泵喷嘴上,均有一个控制泵喷嘴喷油提前角和喷油量的电磁阀,电磁阀由ECU控制其开启和关闭时刻。由此可知,ECU必须有判缸信号和曲轴转速信号,以便准确掌握是哪个气缸处于压缩行程,并判断活塞运动距上止点前的角度,然后才能控制该缸电磁阀的通断,以保持发电机工况对喷油正时和喷油量的要求。
柴油发电机泵喷嘴可分为三部分,即高压燃油形成部分、燃油雾化喷射部分和电控电磁阀部分。
高压燃油形成部分高压燃油形成部分由凸轮、柱塞和回位弹簧组成。凸轮在凸轮轴带动下旋转,凸轮压动泵喷嘴柱塞上下往复运动,使柱塞与套筒之间的容积发生变化,将泵腔内的燃油形成高压,并由泵喷嘴喷人气缸。
泵喷嘴燃油供给系统的喷射过程包括高压腔充注燃油阶段、预喷射阶段、主喷射阶段和喷射结束阶段。
①高压腔充注燃油阶段。这个阶段的作用是向高压腔充注燃油,为喷射循环做准备。其工作过程如下:泵柱塞在弹簧压力作用下向上移动,这样使高压腔内容积扩大。泵喷嘴电磁阀不动作,电磁针阀处于静止位置,供油管到高压腔的通道打开,供油管内的油压使燃油流人高压腔。
②预喷射阶段。在主喷射阶段开始之前,少量燃油在低压下喷人燃烧室,使燃烧室内的压力和温度上升,可以减少点火延迟(点火延迟是开始喷油和燃烧室内压力开始上升之间的时间),这段时间应该短暂,否则在此期间喷油量大,压力会突然上升并产生很大的燃烧噪声。在预喷射循环和主喷射循环之间的“喷射间隔",燃烧室内的压力平缓上升,而不是一个突然的压力上升,使得燃烧噪声低,排放的氮氧化合物也少。
喷射凸轮通过摇臂将泵柱塞压下,将高压腔内的燃油排出供油管。发电机ECU将给泵喷嘴电磁阀通电,在此时,电磁阀针阀被压人阀座内,关闭高压腔到供油管的通道,高压腔内开始产生压力。当压力达到18MPa时,压力高于喷射弹簧,玉力,喷射针阀上升
喷嘴针阀打开后,预喷射立即结束。上升的压力使辅助柱塞下移,使高压腔内容积扩大。于是,压力瞬时下降,喷嘴针阀关闭,此时,预喷射结束。辅助柱塞的下移增加了喷嘴弹簧的压紧程度。在接下来的主喷射循环,若想再次打开针阀,油压必须比预喷射过程中的油压高。
③主喷射阶段。这个阶段的作用是以高喷射压力将燃油喷人燃烧室。空气和燃油混合、雾化良好,充分燃烧,从而减少排放污染并确保发电机率运转。喷嘴针阀关闭后短时间内,高压腔内压力立即重新上升。喷嘴电磁阀仍然关闭,泵柱塞下移。约30MPa时,燃油压力高于喷嘴弹簧作用力,喷嘴针阀再次上升,主喷油开始。压力上升到205MPa时,进人高压腔的燃油多于经喷孔喷出的燃油。柴油发电机 功率时的喷油压力 ,高转速时,喷人的油量也大,发电机 功率时的喷油压力 。
当发电机ECU停止给泵喷嘴电磁阀通电时,燃油被泵柱塞排出到供油管,压力下降。喷嘴针阀关闭,喷嘴弹簧将旁通活塞压回开始位置,主喷射循环结束。
④喷射结束阶段。主喷射循环结束后,进人喷射结束阶段。此时燃油压力迅速下降,喷嘴迅速关闭。防止燃油在低喷射压力下以大颗粒滴人燃烧室,造成燃烧不完全,排放污染严重。
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柴油发电机如何延长发电机组的使用寿命
发电机组的寿命长短取决于在平常如何正确地去使用它,如果按照使用的技巧来维护使用,会直接增加其寿命时间。
首先的弄清楚的是,发电机组的易损件中包含空气弗列加滤清器、机油弗列加滤清器和柴油弗列加滤清器这三种弗列加滤清器,要延长柴油发电机组的使用寿命,在使用过程中,就要加强空气弗列加滤清器、机油弗列加滤清器和柴油弗列加滤清器这三滤的保养,充分发挥它们的作用。
空气弗列加滤清器在安装时不可漏装、反装或错装各密封垫圈及橡胶连接管,并保证各按嵌处的严密性。使用的纸质集尘杯空气弗列加滤清器,每工作50-100小时,要尘土1次,可用软毛刷将表面尘土刷掉,若工作时间超过500小时或已损坏,就应及时更换。使用油浴式空气弗列加滤清器,每工作100-200小时,应用清洁的柴油清洗滤芯,并更换其中的机油,若滤芯已破碎,就需立即更换,并注意在使用中,按规定添加机油。
机油弗列加滤清器在柴油发电机组使用中如不及时保养,滤芯堵塞、机油压力增加,阀打开,润滑油直接流入主油道,会加剧润滑表面的磨损,影响柴油发电机组的使用寿命。因此,机油弗列加滤清器每工作180-200小时,就要清洗1次,发现破损,应立即更换,以防止杂质进入润滑表面。
发电机组换季使用,还应清洗曲轴箱和各润滑表面,方法是用机油、煤油和柴油混合后作洗涤油,可在机油放出后加入洗涤油清洗,然后,柴油发电机组低速运转3-5分钟,再放尽洗涤油,加入新机油。
燃油供给系统中的各种燃油弗列加滤清器,每工作100-200小时,就应杂物1次,并对油箱和各输油管道进行清洗。在清洗滤芯和密封件时,应特别仔细,发现破损,需及时更换。在季节过渡换油时,应对整个燃油供给系统的各零部件进行清洗。使用的柴油,应符合季节要求,并需经48小时的沉淀净化处理。
注:空气弗列加滤清器、机油弗列加滤清器和燃油弗列加滤清器这三种弗列加滤清器为易损件,当使用超过500小时,必须要更换新的。这样才能更好的延长柴油发电机组的使用寿命。
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不同类型的发电机喷射系统的控制功能布置不完全一样
控制装置主要构成与工作原理
电控柴油喷射系统中的控制装置由电控单元、各种传感器、执行器以及连接它们的控制电路所组成。不同类型的电控柴油发电机喷射系统的控制功能、控制方式和控制电路的布置不完全一样,但基本原理相似。
传感器
①温度传感器为掌握柴油机的热状态,计算进气量及进行排气净化处理,需要有能够连续、地测量冷却水温度、进气温度与排气温度的传感器。温度传感器种类很多,如热敏电阻式、半导体二极管式、热电偶式等。目前,柴油机常用热敏电阻传感器作为温度传感器,其利用对温度敏感的电阻,阻值随温度变化的原理而工作。热敏电阻温度传感器的测量电路比较简单,只要把传感器与一个精密电阻串联连接到一个稳定的电源上,就可利用串联电阻上的分压值反映温度的变化。
②节气门位置传感器节气门位置传感器安装在节气门轴上,与节气门联动。其功用是将节气门的位置或开度转换成电信号传输给电控单元(ECU),作为电控单元判定柴油机运行工况的依据。
节气门位置传感器有开关型和线性输出型两种。开关型节气门位置传感器的内部有两个触点,分别为怠速触点和全负荷触点。与节气门同轴的接触凸轮控制两个触点的闭合或断开。当柴油机在怠速时,节气门接近关闭,怠速触点闭合,这时电控单元将指令电磁喷油器增加喷油量以加浓混合气。全负荷时,节气门全开,使全负荷触点闭合,这时电控单元将输出脉冲宽度长的电脉冲,以实现全负荷加浓。线性输出型节气门位置传感器是一个线性电位计,由节气门轴带动电位计的滑动触点。当节气门的开度不同时,电位计输出的电压也不同,从而将节气门由全闭到全开的各种开度转换为大小不等的电压信号传输给电控单元,使其地判定柴油机的运行工况。
③曲轴位置传感器曲轴位置传感器通常安装在分电器内,用来检测柴油机转速、曲轴转角以及作为控制点火和喷射信号源的 缸和各缸压缩行程上止点信号。按照信号产生原理有光电式曲轴位置传感器、传感器。
④氧传感器氧传感器安装在排气管内。因排气中氧的浓度可以反映混合气空燃比的情况,所以在电控燃油喷射系统中可用于空燃比校正的反馈信号。目前,常用二氧化钛(Ti02)和二氧化锆(Zr02)两种材料。
二氧化锆氧传感器的基本元件是专用陶瓷体,即二氧化锆固体电解质管,亦称锆管:管固定在带有安装螺纹的固定套内,锆管内表面与大气相通,外表面与排气相通,其内外表面都覆盖着一层多孔性的薄膜作为电极。氧传感器安装在排气管上,为了防止排气管内废气中的杂质腐蚀铂膜,在锆管外表的铂膜上覆盖一层多孔的陶瓷层,并加有带槽口的防护套管。在其接线端有一个金属护套上开有一孔,使锆管内表面与大气相通。当锆管接触氧气时,氧气透过多孔铂膜电极,吸附于二氧化锆,并经电子交换成为负离子。由于锆管内表面通大气,外表面通排气,其内、外表面的氧分子分压不同,则负离子浓度也不同,从而形成负离子由高浓度侧向低浓度侧的扩散。当扩散处于平衡状态时,两电极间便形成电动势,所以二氧化锆传感器的本质是化学电池,亦称氧浓差电池。其输出特性是,在过量空气系数。
⑤爆振传感器爆振传感器用于检测柴油机有无爆振发生,它是柴油机集中控制系统中的重要部件。爆振检测可以有三种途径:一是检测汽缸压力;二是检测柴油机振动;三是检测燃烧噪声。目前较为常用的为振动检测。例如,磁滞伸缩式爆振传感器主要用于振动检测,它是一种电感式传感器。当传感器的固有振荡频率与柴油机爆振时的振动频率相同时,传感器输出 信号。
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气缸套高频振动是柴油发电机产生穴蚀的根本原因
导读:发生穴蚀破坏的除了柴油发电机气缸套零件外,还有轴瓦、喷油泵注塞、螺旋桨桨叶及离心泵叶轮等。机件穴蚀破坏问题日益引起人们的关注,尤其是缸套穴蚀已是柴油发电机的重要问题,引起国内外的重视与研究。气缸套穴蚀是柴油发电机普遍存在的严重问题。随着柴油发电机的功率增加、强载度提高和高速、轻型化,气缸套穴蚀破坏就成为妨碍柴油发电机正常运转的首要问题,严重地影响柴油发电机的工作可靠性和气缸套的使用寿命。
一般说来,高速、轻型大功率柴油发电机,不论是开式冷却还是闭式冷却,气缸套都有不同程度的穴蚀。有的柴油发电机投入运转不久(仅几十小时)就会在气缸套外圆表面上出现穴蚀小孔,甚至柴油发电机运转不足千小时缸套就因穴蚀穿孔而报废,此时缸套内表面尚未磨损。二冲程十字头式低速柴油发电机气缸套基本不发生穴蚀破坏。
1.穴蚀部位:缸套穴蚀发生在湿式气缸套外圆表面上,一般集中在柴油发电机的左右侧方向,特别是承受侧推力 一侧的偏上方;冷却水进口、水流转向处和水腔狭窄处对应的缸壁上;缸套下部密封圈附近缸壁。缸套冷却水腔除缸套穴蚀外,不应忽视气缸套和气缸体材料的差异和材料内部的各种电化学不均匀性导致的宏观和微观电化学腐蚀。这两种腐蚀同时存在或交替进行均会加重缸套的腐蚀。此外,冷却水(海水或淡水)的水质、含气量、流速等均对穴蚀有影响。
2.气缸套穴蚀机理
1)一般穴蚀机理:迄今为止,关于穴蚀机理的论述很多,其中较为普遍接受的一种理论认为:机件发生穴蚀的先决条件是机件浸于液体中,并与液体有相对运动,或机件在液体中受到某种能量的传递作用,形成液体中的局部瞬时高压或瞬时高真空。在瞬时高真空区,液体汽化形成气泡,或溶于水中的空气以空泡形式从液体中分离出来;在另一瞬间形成高压时,空泡、气泡被压缩,泡内气体迅速液化而使气泡溃灭,这时周围液体急速冲向溃灭处,产生极强的冲击波作用在金属表面。频繁地冲击,使机件表面金属逐渐剥落。与此同时,金属表面还产生微观电化学腐蚀,两种腐蚀交替进行共同作用致使机件穴蚀破坏。
2) 柴油发电机气缸套外圆表面与气缸体(或机体)构成冷却水空间,在狭小的环形通道中流动着淡水或海水。柴油发电机运转时,由于缸套和活塞之间的间隙,活塞在侧推力作用下不断地冲撞着缸壁的左、右侧,使气缸套产生高频振动。缸套高频振动和缸壁的弹性变形使冷却水空间的容积交替地增大和减小,冷却水相应交替地膨胀与被压缩。膨胀时受拉伸作用形成瞬时低压,被压缩时形成瞬时高压。此外,冷却水进口和流动时产生涡漩使冷却水通道内压力变化,也会形成瞬时高压或低压。在瞬时低压时产生气泡,瞬时高压时气泡溃灭,缸套外圆表面频繁受到冲击和微观电化学腐蚀作用而破坏。
3.影响缸套穴蚀的因素:生产中并非所有的筒状活塞式柴油发电机气缸套都发生穴蚀破坏,即使是发生穴蚀破坏其程度也各不相同。缸套穴蚀与柴油发电机的机型、结构、爆发压力、冷却水腔和冷却介质、柴油发电机的工艺参数等有关。
1)缸套振动。柴油发电机运转中气缸套高频振动是产生穴蚀的根本原因,缸套振动强度与以下各点有关:(1)活塞与气缸套之间的配合间隙:活塞在气缸中运动时,活塞对气缸壁的冲击能量的大小取决于活塞质量和活塞在气缸中横摆时的速度。活塞质量固定不变,但速度随着活塞与缸套之间的配合间隙的增加而增大。所以,活塞对缸壁的冲击能量取决于活塞与缸套配合间隙的大小。配合间隙大,活塞横摆加速度大,冲击前壁能量大,则缸套振动增强。(2)缸套刚度:缸套刚度直接影响缸套的振动。刚度大,受活塞冲击时缸套变形小,振动小,可有效地防止穴蚀。缸套刚度除与其材料有关外,还与缸套壁厚和纵向支承跨距的大小有关,缸壁厚度增加,支承跨距缩短,缸套刚度增大。气缸套与气缸体(机体)之间的配合间隙对缸套的刚度亦有影响。如果柴油发电机缸套与缸体铸成一体,缸套刚度增大,可有效地防止穴蚀。(3)冷却水腔结构 冷却水腔通道太窄,水流速度增高,容易产生空泡。柴油发电机设计时要求冷却水腔内水流速度应小于2m/s,水腔宽度t为14%D (D为气缸套内径)或不小于10mm,各处均匀一致,水流畅通不形成死水区和涡流区,有利于降低缸套穴蚀。柴油发电机把冷却水腔窄处由1.5mm增至7mm,大大降低缸套穴蚀。
2)冷却水温度与压力:冷却水温度过高将加速腐蚀的进程,但也不宜长期水温过低。实验表明,钢铁和铝等金属材料在淡水温度为50~60oC时穴蚀严重,随着水温的升高,穴蚀破坏减轻。从发挥柴油发电机的效能和降低腐蚀、穴蚀出发,冷却水腔淡水温度在80~90oC为好。冷却水压力高可以抑制空泡的形成,减少穴蚀的发生。但冷却水压力提高将使其温度升高而加速穴蚀。
4.防止缸套穴蚀的措施
除从材料和结构上的改进来防止和降低缸套穴蚀外,对柴油发电机气缸套穴蚀,还可采用以下措施:
(1)缸套外圆表面覆盖保护层或强化层。采用镀铬、渗氮、喷陶瓷、涂环氧树脂或涂尼龙等工艺使金属表面与冷却水隔开,或使缸套外圆表面强化,可有效地防止电化学腐蚀与穴蚀。
(2)在冷却水腔内安装锌块实施阴极保护防止电化学腐蚀;例如柴油发电机气缸套外表面安装锌带并坚持定期更换取得防止穴蚀的良好效果。
(3)在冷却水中加入缓蚀剂;例如乳化油缓蚀剂或被膜缓蚀剂,使在缸套外表面上形成一层较薄的连续保护膜,不仅可以防止电化学腐蚀,而且可以减弱空泡破裂时的冲击波对缸套外表面的冲击作用,从而减轻穴蚀。
结论:在实践中防止或减轻穴蚀的方法很多,选用时依具体机型、结构和产生穴蚀的原因而定,以取得良好效果。