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   控制裝置主要構(gòu)成與工作原理

電控柴油噴射系統(tǒng)中的控制裝置由電控單元、各種傳感器、執(zhí)行器以及連接它們的控制電路所組成。不同類型的電控柴油發(fā)電機(jī)噴射系統(tǒng)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(jī)的熱狀態(tài)，計(jì)算進(jìn)氣量及進(jìn)行排氣凈化處理，需要有能夠連續(xù)、地測量冷卻水溫度、進(jìn)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(dǎo)體二極管式、熱電偶式等。目前，柴油機(jī)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(gè)精密電阻串聯(lián)連接到一個(gè)穩(wěn)定的電源上，就可利用串聯(lián)電阻上的分壓值反映溫度的變化。

②節(jié)氣門位置傳感器節(jié)氣門位置傳感器安裝在節(jié)氣門軸上，與節(jié)氣門聯(lián)動(dòng)。其功用是將節(jié)氣門的位置或開度轉(zhuǎn)換成電信號(hào)傳輸給電控單元(ECU)，作為電控單元判定柴油機(jī)運(yùn)行工況的依據(jù)。

節(jié)氣門位置傳感器有開關(guān)型和線性輸出型兩種。開關(guān)型節(jié)氣門位置傳感器的內(nèi)部有兩個(gè)觸點(diǎn)，分別為怠速觸點(diǎn)和全負(fù)荷觸點(diǎn)。與節(jié)氣門同軸的接觸凸輪控制兩個(gè)觸點(diǎn)的閉合或斷開。當(dāng)柴油機(jī)在怠速時(shí)，節(jié)氣門接近關(guān)閉，怠速觸點(diǎn)閉合，這時(shí)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(fù)荷時(shí)，節(jié)氣門全開，使全負(fù)荷觸點(diǎn)閉合，這時(shí)電控單元將輸出脈沖寬度長的電脈沖，以實(shí)現(xiàn)全負(fù)荷加濃。線性輸出型節(jié)氣門位置傳感器是一個(gè)線性電位計(jì)，由節(jié)氣門軸帶動(dòng)電位計(jì)的滑動(dòng)觸點(diǎn)。當(dāng)節(jié)氣門的開度不同時(shí)，電位計(jì)輸出的電壓也不同，從而將節(jié)氣門由全閉到全開的各種開度轉(zhuǎn)換為大小不等的電壓信號(hào)傳輸給電控單元，使其地判定柴油機(jī)的運(yùn)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(nèi)，用來檢測柴油機(jī)轉(zhuǎn)速、曲軸轉(zhuǎn)角以及作為控制點(diǎn)火和噴射信號(hào)源的 缸和各缸壓縮行程上止點(diǎn)信號(hào)。按照信號(hào)產(chǎn)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(nèi)。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(tǒng)中可用于空燃比校正的反饋信號(hào)。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(zhì)管，亦稱鋯管：管固定在帶有安裝螺紋的固定套內(nèi)，鋯管內(nèi)表面與大氣相通，外表面與排氣相通，其內(nèi)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(nèi)廢氣中的雜質(zhì)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(hù)套管。在其接線端有一個(gè)金屬護(hù)套上開有一孔，使鋯管內(nèi)表面與大氣相通。當(dāng)鋯管接觸氧氣時(shí)，氧氣透過多孔鉑膜電極，吸附于二氧化鋯，并經(jīng)電子交換成為負(fù)離子。由于鋯管內(nèi)表面通大氣，外表面通排氣，其內(nèi)、外表面的氧分子分壓不同，則負(fù)離子濃度也不同，從而形成負(fù)離子由高濃度側(cè)向低濃度側(cè)的擴(kuò)散。當(dāng)擴(kuò)散處于平衡狀態(tài)時(shí)，兩電極間便形成電動(dòng)勢，所以二氧化鋯傳感器的本質(zhì)是化學(xué)電池，亦稱氧濃差電池。其輸出特性是，在過量空氣系數(shù)。

⑤爆振傳感器爆振傳感器用于檢測柴油機(jī)有無爆振發(fā)生，它是柴油機(jī)集中控制系統(tǒng)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(jī)振動(dòng)；三是檢測燃燒噪聲。目前較為常用的為振動(dòng)檢測。例如，磁滯伸縮式爆振傳感器主要用于振動(dòng)檢測，它是一種電感式傳感器。當(dāng)傳感器的固有振蕩頻率與柴油機(jī)爆振時(shí)的振動(dòng)頻率相同時(shí)，傳感器輸出 信號(hào)。

發(fā)電機(jī)組的四沖程柴油機(jī)的工作原理有哪些 在熱力過程中，只有在“工質(zhì)”膨脹過程才具有做功能力，而我們要求發(fā)動(dòng)機(jī)能連續(xù)不斷地產(chǎn)生機(jī)械功，就必須使工質(zhì)反復(fù)進(jìn)行膨脹。因此，必須設(shè)法使工質(zhì)重新恢復(fù)到初始狀態(tài)，然后，再進(jìn)行膨脹。因此，柴油機(jī)必須經(jīng)過進(jìn)氣、壓縮、膨脹、排氣四個(gè)熱力過程之后，才能恢復(fù)到起始狀態(tài)，使柴油機(jī)連續(xù)不斷地產(chǎn)生機(jī)械功，故上述四個(gè)熱力過程稱為一個(gè)工作循環(huán)。 若柴油機(jī)活塞走完四個(gè)沖程完成一個(gè)工作循環(huán)，稱該機(jī)為四沖程柴油機(jī)。如果活塞走完二個(gè)沖程完成一個(gè)工作循環(huán)的柴油機(jī)稱為二沖程柴油機(jī)。目前，柴油發(fā)電機(jī)組配置的柴油機(jī)都是四沖程機(jī)。 1.進(jìn)氣沖程 進(jìn)氣沖程的目的是吸入新鮮空氣，為燃料燃燒作好準(zhǔn)備。要實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣，缸內(nèi)與缸外要形成壓差。因此，此沖程排氣門關(guān)閉，進(jìn)氣門打開，活塞由上止點(diǎn)向下止點(diǎn)移動(dòng)，活塞上方的汽缸內(nèi)的容積逐漸擴(kuò)大，壓力降低，缸內(nèi)氣體壓力低于大氣壓力約68～93kPa。在大氣壓力的作用下，新鮮空氣經(jīng)進(jìn)氣門被吸入汽缸，活塞到達(dá)下止點(diǎn)時(shí)，進(jìn)氣門關(guān)閉，進(jìn)氣沖程結(jié)束。 2.壓縮沖程 壓縮沖程的目的是提高汽缸內(nèi)空氣的壓力和溫度，為燃料燃燒創(chuàng)造條件。由于進(jìn)、排氣門都已關(guān)閉，汽缸內(nèi)的空氣被壓縮，壓力和溫度亦隨之升高，其升高的程度，取決于被壓縮的程度，不同的柴油機(jī)略有不同。當(dāng)活塞接近上止點(diǎn)時(shí)，缸內(nèi)空氣壓力達(dá)(3000～5000)kPa，溫度達(dá)500～700℃，遠(yuǎn)超過柴油的自燃溫度。 3.膨脹(作功)沖程 當(dāng)活塞上行將終了時(shí)，噴油器開始將柴油噴入汽缸，與空氣混合成可燃混合氣，并立即自燃，此時(shí)，汽缸內(nèi)的壓力迅速上升到約6000～9000kPa，溫度高達(dá)(1800～2200)℃。在高溫、高壓氣體的推力作用下，活塞向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)并帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)而作功。隨著氣體膨脹活塞下行其壓力逐漸降低，直到排氣門被打開為止。 4.排氣沖程 排氣沖程的目的是缸內(nèi)的廢氣。做功沖程結(jié)束后，缸內(nèi)的燃?xì)庖殉蔀閺U氣，其溫度下降到(800～900)℃，壓力下降到(294～392)kPa。此時(shí)，排氣門打開，進(jìn)氣門仍關(guān)閉，活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)移動(dòng)，在缸內(nèi)殘存壓力和活塞推力的作用下，廢氣被排出缸外。當(dāng)活塞又到上止點(diǎn)時(shí)，排氣過程結(jié)束。 排氣過程結(jié)束后，排氣門關(guān)閉，進(jìn)氣門又打開，重復(fù)進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)，周而復(fù)始不斷對外作功。