康明斯柴油发电机的喷油正时控制原理
发布时间：2024-12-14 点击：128
康明斯柴油发电机的喷油正时控制原理
康明斯燃油共轨电控柴油发电机的基本喷油正时是通过计算发动机转速来确定的，再根据冷却液温度和进气压力来进行修正，得出最佳的喷油正时（见图1）。由于喷油始点和喷油延续时间由指令脉冲决定，与转速及负荷无关，因此，ecu可以自由地控制喷油时间。
喷油正时原理
一、喷油量控制
ecu根据各传感器与开关输入的电信号，计算出喷油量，并与储存在ecu中的目标值和map图进行比较，最后确定喷油量。ecu发出驱动信号，确定喷油电磁阀开启或者关闭，控制喷油器供油开始和供油结束时刻，从而控制喷油量。喷油量控制的基本内容有基本喷油量、起动喷油量、怠速喷油量、空调压缩机运转喷油量、不均匀油量补偿控制、巡航控制喷油量。
（1）基本喷油量的控制 发动机在不同工况下工作，要求输出不同的转矩，为了获得不同的转矩特性，可以通过控制喷油量实现。发动机的基本喷油量由发动机的转速和加速踏板位置决定。
（2）起动喷油量的控制 发动机在不同工况下运行，发动机转速和加速踏板位置决定了基本喷油量。发动机的冷却温度和进气压力决定了补偿喷油量。ecu根据起动信号和冷却温度传感器信号来调节基本喷油量，发动机温度越低时，喷油量越大。当冷却液温度低时，为了确保起动，ecu将喷油提前，并提高发动机转速。起动喷油量的控制如图2所示。
起动喷油量的控制
（3）怠速喷油量控制 在怠速工况下，发动机输出的转矩主要用于克服机件本身的摩擦而维持平衡，使发动机在怠速时稳定运转。
发动机在低温下起动时，由于机油黏度大、发动机摩擦阻力大，发动机怠速有可能不稳定。若发动机怠速过高，噪声会大，燃油消耗也会增加。ecu会控制怠速转速自动调节功能，维持目标转速所需要的喷油量。将发动机的实际转速和目标转速（由发动机冷却液温度、空调控制状态和负荷等因素决定）进行比较，由两者差值求得所必需的喷油量并进行反馈控制。在怠速时，当发动机的转速超过规定范围时，ecu可校正每个气缸的喷油量，从而减小怠速的振动和噪声。
（4）空调压缩机运转喷油量控制 当打开a/c开关后，ecu接收空调选择信号和空调请求信号时，首先调整怠速电动机，提高发动机怠速转速。接着ecu使空调离合器继电器搭铁，接通空调压缩机电磁阀离合器，使压缩机工作。当空调压缩机工作时，由于负荷增加了，ecu会调整喷油量，以适应负荷增大的需要，防止怠速转速过低或过高。
（5）不均匀油量补偿控制 当发动机工作时，各缸喷油量不均匀会引起燃烧压力不均匀，各缸混合气燃烧差异引起各缸转速不均匀，曲轴旋转速度变化引起振动等。为减少转速波动，使运行平稳，需要调节各缸的喷油量，使每个气缸所需的燃油量精确，必须进行不均匀油量补偿。ecu负责检测各缸每次做功行程时转速的波动，再与其他所有气缸的平均转速相比较，分别向各缸补偿相应的喷油量。
（6）巡航控制喷油量控制 巡航控制就是为了减少操作人的疲劳，使操作人不需要操纵加速踏板即可维持发电机组恒速运行的控制过程。
当操作人接通巡航控制系统的速度控制开关时，速度控制系统开始工作。ecu能够根据运行阻力的变化情况，自动调节油量控制齿杆的位置。油量控制齿杆位置传感器将油量控制齿杆位置变化信号输入ecu，ecu控制喷油电磁阀的开启和关闭时间，补偿或减少喷油量，使发电机组保持恒速运行。
二、喷油方式控制
燃油共轨柴油发电机采用多次喷射，它将每个工作循环中的喷油过程分成几个阶段进行，每个阶段喷油都是相应独立的，其目的就是控制燃烧速率。喷射阶段分为先导喷射、预喷射、主喷射、后喷射和次后喷射等。在多次喷射过程中，电磁阀执行开启和关闭喷油器的工作，可以实现喷油规律优化。在主喷射之前的预喷射可以降低燃烧噪声，而预喷射靠近主喷射可有效降低pm（可吸入颗粒物）排放量。而后喷射过程中少量燃油随废气排放再燃烧，会使各有害颗粒进一步燃烧掉，更有效地减少pm的排放量。
三、喷油时间控制
在燃油共轨柴油发电机中，为了实现最佳燃烧，ecu根据发动机的各运行工况和外部环境条件经常调节喷油时间，即进行最佳喷油时间控制。其具体方法是，由发动机决定基本喷油时间，同时根据发动机的负荷、冷却液温度、进气温度和压力、燃油压力和温度等对基本喷油时间进行修正，决定目标喷油时间。
四、喷油速率控制
喷油规律是影响柴油发电机排放的主要因素。理想的喷油规律要求喷射初期要缓慢，喷油速率不能太高，目的是减少在滞燃期内的可燃混合气量，降低初期燃烧速率，以降低最高燃烧温度和压力上升率，抑制氮氧化合物的生成和降低燃烧噪声。预喷射式实现初期缓慢燃烧，喷射中期采用高喷射压力和高喷油速率，目的是加快燃烧速度，防止生成微粒和提高热效率。主喷射发生在中期，可以加快可燃混合气的扩散燃烧速度。喷油后期要求迅速结束喷油，防止在较低的喷油压力和喷油速率下燃油雾化变差，导致燃烧不完全，而使hc（碳氢化合物）和pm排放增加。后喷射可有效降低排放物，使未燃烧物进一步燃烧掉。在共轨柴油发电机中进行多次喷射可使喷油规律得到优化。
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康明斯燃油共轨电控柴油发电机的基本喷油正时是通过计算发动机转速来确定的，再根据冷却液温度和进气压力来进行修正，得出最佳的喷油正时（见图1）。由于喷油始点和喷油延续时间由指令脉冲决定，与转速及负荷无关，因此，ecu可以自由地控制喷油时间。
喷油正时原理
一、喷油量控制
ecu根据各传感器与开关输入的电信号，计算出喷油量，并与储存在ecu中的目标值和map图进行比较，最后确定喷油量。ecu发出驱动信号，确定喷油电磁阀开启或者关闭，控制喷油器供油开始和供油结束时刻，从而控制喷油量。喷油量控制的基本内容有基本喷油量、起动喷油量、怠速喷油量、空调压缩机运转喷油量、不均匀油量补偿控制、巡航控制喷油量。
（1）基本喷油量的控制 发动机在不同工况下工作，要求输出不同的转矩，为了获得不同的转矩特性，可以通过控制喷油量实现。发动机的基本喷油量由发动机的转速和加速踏板位置决定。
（2）起动喷油量的控制 发动机在不同工况下运行，发动机转速和加速踏板位置决定了基本喷油量。发动机的冷却温度和进气压力决定了补偿喷油量。ecu根据起动信号和冷却温度传感器信号来调节基本喷油量，发动机温度越低时，喷油量越大。当冷却液温度低时，为了确保起动，ecu将喷油提前，并提高发动机转速。起动喷油量的控制如图2所示。
起动喷油量的控制
（3）怠速喷油量控制 在怠速工况下，发动机输出的转矩主要用于克服机件本身的摩擦而维持平衡，使发动机在怠速时稳定运转。
发动机在低温下起动时，由于机油黏度大、发动机摩擦阻力大，发动机怠速有可能不稳定。若发动机怠速过高，噪声会大，燃油消耗也会增加。ecu会控制怠速转速自动调节功能，维持目标转速所需要的喷油量。将发动机的实际转速和目标转速（由发动机冷却液温度、空调控制状态和负荷等因素决定）进行比较，由两者差值求得所必需的喷油量并进行反馈控制。在怠速时，当发动机的转速超过规定范围时，ecu可校正每个气缸的喷油量，从而减小怠速的振动和噪声。
（4）空调压缩机运转喷油量控制 当打开a/c开关后，ecu接收空调选择信号和空调请求信号时，首先调整怠速电动机，提高发动机怠速转速。接着ecu使空调离合器继电器搭铁，接通空调压缩机电磁阀离合器，使压缩机工作。当空调压缩机工作时，由于负荷增加了，ecu会调整喷油量，以适应负荷增大的需要，防止怠速转速过低或过高。
（5）不均匀油量补偿控制 当发动机工作时，各缸喷油量不均匀会引起燃烧压力不均匀，各缸混合气燃烧差异引起各缸转速不均匀，曲轴旋转速度变化引起振动等。为减少转速波动，使运行平稳，需要调节各缸的喷油量，使每个气缸所需的燃油量精确，必须进行不均匀油量补偿。ecu负责检测各缸每次做功行程时转速的波动，再与其他所有气缸的平均转速相比较，分别向各缸补偿相应的喷油量。
（6）巡航控制喷油量控制 巡航控制就是为了减少操作人的疲劳，使操作人不需要操纵加速踏板即可维持发电机组恒速运行的控制过程。
当操作人接通巡航控制系统的速度控制开关时，速度控制系统开始工作。ecu能够根据运行阻力的变化情况，自动调节油量控制齿杆的位置。油量控制齿杆位置传感器将油量控制齿杆位置变化信号输入ecu，ecu控制喷油电磁阀的开启和关闭时间，补偿或减少喷油量，使发电机组保持恒速运行。
二、喷油方式控制
燃油共轨柴油发电机采用多次喷射，它将每个工作循环中的喷油过程分成几个阶段进行，每个阶段喷油都是相应独立的，其目的就是控制燃烧速率。喷射阶段分为先导喷射、预喷射、主喷射、后喷射和次后喷射等。在多次喷射过程中，电磁阀执行开启和关闭喷油器的工作，可以实现喷油规律优化。在主喷射之前的预喷射可以降低燃烧噪声，而预喷射靠近主喷射可有效降低pm（可吸入颗粒物）排放量。而后喷射过程中少量燃油随废气排放再燃烧，会使各有害颗粒进一步燃烧掉，更有效地减少pm的排放量。
三、喷油时间控制
在燃油共轨柴油发电机中，为了实现最佳燃烧，ecu根据发动机的各运行工况和外部环境条件经常调节喷油时间，即进行最佳喷油时间控制。其具体方法是，由发动机决定基本喷油时间，同时根据发动机的负荷、冷却液温度、进气温度和压力、燃油压力和温度等对基本喷油时间进行修正，决定目标喷油时间。
四、喷油速率控制
喷油规律是影响柴油发电机排放的主要因素。理想的喷油规律要求喷射初期要缓慢，喷油速率不能太高，目的是减少在滞燃期内的可燃混合气量，降低初期燃烧速率，以降低最高燃烧温度和压力上升率，抑制氮氧化合物的生成和降低燃烧噪声。预喷射式实现初期缓慢燃烧，喷射中期采用高喷射压力和高喷油速率，目的是加快燃烧速度，防止生成微粒和提高热效率。主喷射发生在中期，可以加快可燃混合气的扩散燃烧速度。喷油后期要求迅速结束喷油，防止在较低的喷油压力和喷油速率下燃油雾化变差，导致燃烧不完全，而使hc（碳氢化合物）和pm排放增加。后喷射可有效降低排放物，使未燃烧物进一步燃烧掉。在共轨柴油发电机中进行多次喷射可使喷油规律得到优化。
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如何正确调试与使用发电机？
柴油发电机组120KW众智控制模块自动化控制屏故障
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