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華爾網柴油發電機混合氣形成的特點和燃燒室
1.柴油機混合氣形成的特點
柴油機的混合氣是在汽缸內部形成的,進氣沖程吸人新鮮空氣,然后對空氣進行壓縮,直到壓縮沖程接近終了時,柴油才開始噴入燃燒室,因此,柴油機混合氣的形成具有以下特點:
(1)混合氣形成的時間極短,一般僅千分之幾秒,從噴油開始即混合開始起,到噴油結束為止,僅占曲軸轉角(15°~35°)的位置。以柴油機的轉速為1500r/min為例,在曲軸轉角20°內噴油完畢時,其噴油時間僅為0.0022s。
(2)從噴油開始,約經(1~3)1000s時間,柴油便開始燃燒,柴油機混合氣形成過程與燃燒過程幾乎是同時進行的。
(3)柴油的粘度較大,不易蒸發。
上述特點也是柴油機可燃混合氣形成的困難之點。為了使柴油與空氣能迅速地形成混合氣,除了要求燃油噴射系統保證柴油的霧化質量外,還需要燃燒室的幫助。
2.柴油機的燃燒室
柴油機可燃混合氣在燃燒室內的形成,雖然與燃料的霧化狀況有密切關系,但還需要有適當形狀的燃燒室相配合,合理地形成燃燒室內氣流運動,促進燃料迅速而均勻地與空氣混合,并迅速地分布到整個燃燒室的每一角落,從而使燃燒過程更為完善。
按柴油機結構特點和混合氣形成的方法不同,燃燒室可分為兩大類型:
(1)統一式燃燒室統一式燃燒室又稱直接噴射式燃燒室,它由活塞頂與汽缸蓋內壁所包圍形成的單一內腔。采用這類燃燒室時,一般配用多孔噴油器,將燃料直接噴射到燃燒室中,借助噴出油束的形狀與燃燒室的形狀相吻合,以及燃燒室內的空氣渦流運動,迅速形成混合氣。統一式燃燒室常用的有下面幾種:
①w形燃燒室:w燃燒室由氣缸蓋內壁和活塞頂的w形深凹坑構成。燃油的大部分由多孔噴油器以19600kPa的壓力噴入燃燒室后,均勻地以霧狀分布在燃燒室空間,吸收室內高溫空氣的熱量而蒸發,并與空氣混合。另有少量燃油被噴射到燃燒室壁面,形成油膜,在燃燒開始后才加速蒸發參與燃燒,因此,這種燃燒室要求噴油壓力較高。
w形燃燒室形狀比較簡單,結構緊湊,散熱面積小,熱效率高,有利于冷車啟動,但由于一部分燃油直接噴散在空腔中,在著火延遲期內形成的混合氣多,同時參加燃燒的油量也很多,因而導致汽缸內壓力升高較大,工作比較粗暴。6135G型、Z12V190B型、B2-300型柴油機采用這種w形燃燒室。
②球形燃燒室:球形燃燒室位于活塞頂中央,在活塞頂部加工成深凹狀球形空間,汽缸蓋上有螺旋道或切向進氣道,可使進氣時形成繞汽缸軸線轉動的高速空氣流。工作時,噴油器將柴油順氣流旋轉方向沿燃燒室切線方向噴射,在強烈的進氣渦流作用下,使燃油分布在燃燒室壁表面,形成一層很薄的油膜,在較低的溫度下蒸發,蒸發出的油氣與空氣混合成均勻的混合氣。
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不同類型的發電機噴射系統的控制功能布置不完全一樣
控制裝置主要構成與工作原理
電控柴油噴射系統中的控制裝置由電控單元、各種傳感器、執行器以及連接它們的控制電路所組成。不同類型的電控華爾網柴油發電機噴射系統的控制功能、控制方式和控制電路的布置不完全一樣,但基本原理相似。
傳感器
①溫度傳感器為掌握柴油機的熱狀態,計算進氣量及進行排氣凈化處理,需要有能夠連續、地測量冷卻水溫度、進氣溫度與排氣溫度的傳感器。溫度傳感器種類很多,如熱敏電阻式、半導體二極管式、熱電偶式等。目前,柴油機常用熱敏電阻傳感器作為溫度傳感器,其利用對溫度敏感的電阻,阻值隨溫度變化的原理而工作。熱敏電阻溫度傳感器的測量電路比較簡單,只要把傳感器與一個精密電阻串聯連接到一個穩定的電源上,就可利用串聯電阻上的分壓值反映溫度的變化。
②節氣門位置傳感器節氣門位置傳感器安裝在節氣門軸上,與節氣門聯動。其功用是將節氣門的位置或開度轉換成電信號傳輸給電控單元(ECU),作為電控單元判定柴油機運行工況的依據。
節氣門位置傳感器有開關型和線性輸出型兩種。開關型節氣門位置傳感器的內部有兩個觸點,分別為怠速觸點和全負荷觸點。與節氣門同軸的接觸凸輪控制兩個觸點的閉合或斷開。當柴油機在怠速時,節氣門接近關閉,怠速觸點閉合,這時電控單元將指令電磁噴油器增加噴油量以加濃混合氣。全負荷時,節氣門全開,使全負荷觸點閉合,這時電控單元將輸出脈沖寬度長的電脈沖,以實現全負荷加濃。線性輸出型節氣門位置傳感器是一個線性電位計,由節氣門軸帶動電位計的滑動觸點。當節氣門的開度不同時,電位計輸出的電壓也不同,從而將節氣門由全閉到全開的各種開度轉換為大小不等的電壓信號傳輸給電控單元,使其地判定柴油機的運行工況。
③曲軸位置傳感器曲軸位置傳感器通常安裝在分電器內,用來檢測柴油機轉速、曲軸轉角以及作為控制點火和噴射信號源的 缸和各缸壓縮行程上止點信號。按照信號產生原理有光電式曲軸位置傳感器、傳感器。
④氧傳感器氧傳感器安裝在排氣管內。因排氣中氧的濃度可以反映混合氣空燃比的情況,所以在電控燃油噴射系統中可用于空燃比校正的反饋信號。目前,常用二氧化鈦(Ti02)和二氧化鋯(Zr02)兩種材料。
二氧化鋯氧傳感器的基本元件是專用陶瓷體,即二氧化鋯固體電解質管,亦稱鋯管:管固定在帶有安裝螺紋的固定套內,鋯管內表面與大氣相通,外表面與排氣相通,其內外表面都覆蓋著一層多孔性的薄膜作為電極。氧傳感器安裝在排氣管上,為了防止排氣管內廢氣中的雜質腐蝕鉑膜,在鋯管外表的鉑膜上覆蓋一層多孔的陶瓷層,并加有帶槽口的防護套管。在其接線端有一個金屬護套上開有一孔,使鋯管內表面與大氣相通。當鋯管接觸氧氣時,氧氣透過多孔鉑膜電極,吸附于二氧化鋯,并經電子交換成為負離子。由于鋯管內表面通大氣,外表面通排氣,其內、外表面的氧分子分壓不同,則負離子濃度也不同,從而形成負離子由高濃度側向低濃度側的擴散。當擴散處于平衡狀態時,兩電極間便形成電動勢,所以二氧化鋯傳感器的本質是化學電池,亦稱氧濃差電池。其輸出特性是,在過量空氣系數。
⑤爆振傳感器爆振傳感器用于檢測柴油機有無爆振發生,它是柴油機集中控制系統中的重要部件。爆振檢測可以有三種途徑:一是檢測汽缸壓力;二是檢測柴油機振動;三是檢測燃燒噪聲。目前較為常用的為振動檢測。例如,磁滯伸縮式爆振傳感器主要用于振動檢測,它是一種電感式傳感器。當傳感器的固有振蕩頻率與柴油機爆振時的振動頻率相同時,傳感器輸出 信號。