文档介绍：CAT C9发动机电控柴油喷射技术分析
CAT C9发动机电控柴油喷射技术分析
随着各油田用户环保意识的加强和对车用发动机经济性能要求的提高,新一代电控喷射柴油机开始在我厂修井机上使用。为了尽快熟悉此类发动机性能,以便正确选型和指导用户正确使用,我们有必要了解此类发动机的核心控制技术—电控柴油喷射技术。下面以CAT C9电控喷射柴油机为例进行分析。
现代理论证明,对发动机燃油喷射的控制对其排放性能、经济性能和动力性能有着十分重要的影响。传统技术、方法已满足不了控制要求,而必须采用新一代的电子控制技术。CAT C9电控喷射柴油机是卡特公司的新产品,今年在我厂六台新疆40吨修井机上首次使用,其额定功率250KW,最高转速2200r/min。其电控柴油喷射系统主要由燃油系统、进气系统和电控系统三部分组成。
一,燃油系统主要由燃油滤清器、输油泵、高压泵、压力控制阀及喷油器组成。①燃油滤清器。燃油中的污染物会导致泵零部件、出油阀和喷油嘴的损坏,另外柴油中可能含有以结合态(乳状液)或者以自由态(例如由于温度改变而产生的冷凝水)存在的水。如果这些水进入喷射系统,就有可能因为腐蚀而导致零部件损坏。与其他喷射系统相似,电控喷射系统也需要带有储水器的燃油滤清器,过滤出来的水必须定时地从储水器中放出来。
②输油泵采用机械驱动的齿轮泵,它集成于高压泵中,与高压泵共享一个驱动装置,输送油量与发动机转速成正比。齿轮泵是免维护的。在第一次启动之前或者当燃油箱被用“空”时,可以用装在齿轮泵上的手动泵泵送燃油。③高压泵连续不断地产生高压系统中需要的压力。这意味着,与传统系统相反,燃油不必专门为每一次喷射过程而单独进行压缩。高压泵由它泵送的柴油进行润滑,在其内部,燃油由三个相互以120°的间隔角度径向布置的泵油柱塞进行压缩。
④压力控制阀用于根据发动机负荷设定高压油系统的正确压力,并使它保持在正确的水平上。如果高压油系统内压力过高,压力控制阀就开启,一部分燃油从高压油管通过回油管返回燃油箱。如果压力过低,压力控制阀就关闭,使高压部分相对于低压部分保持密封。压力控制有两条控制环路:一条响应的电气控制环路,用于设定高压油系统变动着的平均压力;一条快响应的机械控制环路用于补偿高频压力脉动。压力控制阀由弹簧和电磁铁叠加控制,弹簧设计成可以达到大约10MP的最高压力。电磁铁的力正比与使它激活的电流,而这个激活电流是以脉宽调制的方式加以控制的。1KHZ的脉宽频率就足以防止不希望发生的电磁铁
—衔铁的运动和高压油系统的压力脉动。⑤喷油器是电磁式喷油器,它是喷射系统中一个关键的执行元件,它接受ECM(Electronic control module)送来的喷油脉冲信号,精确地进行燃油喷射。因此它是一种加工精度非常高的精密偶件,要求其动态流量范围大,抗堵塞和污染能力强,雾化性能好。喷油器由电磁线圈、衔铁、阀芯、阀座、喷嘴及滤网组成,在筒状外壳内装有电磁线圈、柱塞、复位弹簧和针阀。柱塞和针阀共同装成一体,在复位弹簧的压力下,针阀贴在阀座上,将喷孔封闭。当电磁线圈有电流通过时,柱塞和针阀在电磁力吸引下向上移动,打开喷孔,喷出柴油。喷嘴针阀开启后的延续时间取决于励磁电流的脉冲宽度。其脉冲宽度由ECM根据空气流量等参数来控制。
二,进气系统的主要部件有空气滤清器、进气温度传感器、增压器、空气冷