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      柴油機可變進氣渦流控制系統

      發表日期:2019-07-01 13:12:04文章編輯:未知所屬欄目: 挖機維修

      從前面可以看出,這些可調渦流機構中的大多數都是電子控制的。電子控制單元根據柴油機的轉速和負載來確定工作條件,并驅動各種致動器來調節進氣渦流強度。電子控制單元首先檢測柴油發動機的轉速和負載(即加速踏板的位置),然后根據存儲在電子控制單元中的最佳渦流比的映射向致動器發送控制信號,并且致動器驅動相關的調節機構以將柴油發動機的渦流比調節到最佳值。由于上述大多數可變機構用于調節相關開關閥的開度或位置,它們通?梢杂晌恢盟欧刂葡到y處理。致動機構可以采用各種電磁機構,例如伺服電機或氣動機構?勺儨u流控制機構的布置如圖1-7-13所示。噴霧孔上安裝有氣壓控制的兩位雙向氣動換向閥。閥門關閉時,沒有空氣流入二次空氣通道(噴孔);當閥門打開時,空氣通過噴孔流入進氣口,從而減弱進氣渦流的強度。該閥的換向由電磁氣動換向閥控制。當電控單元打開電磁閥時,壓縮空氣從儲氣缸流經人前方的兩位雙向氣動換向閥將其打開。電磁閥關閉時,兩位雙向氣動換向閥也在復位彈簧的作用下關閉,沒有空氣進入噴孔。壓縮空氣1、進氣歧管2、氣動控制閥3、電磁閥4、一對空氣通道5和進氣通道的可變渦流控制機構的布置為了改善柴油機的冷起動性能和控制柴油機起動后的白煙現象,水溫傳感器用于在這種聚集狀態下保持低渦流,并且為了防止電磁驅動開關閥在汽車換擋變速器的負荷變化很大時頻繁工作,增加了特殊的邏輯功能。通過油門踏板位置信號的反饋,防止電磁閥頻繁開關,從而延長系統的使用壽命?烧{渦流電控系統如圖1-7-14所示。采用該系統后,不僅改善了高速高負荷時的轉矩特性,還改善了低溫啟動性能,減少了白煙排放現象。在環境溫度為10c時,完全燃燒時間縮短了約10%,啟動后白煙消失的時間也縮短了35%。冷啟動時,如果氣缸內的氣流減弱,壓縮時的熱損失會減少,氣缸內的溫度和壓力會增加,并且可以防止點火后熄火現象。因此,低渦流也提高了可啟動性。此外,高速時的低渦流也會降低氣缸蓋和活塞的溫度。

      可變氣門驅動系統

      可變氣門驅動系統的使用可以使柴油機的啟閉時間和氣門升程隨柴油機的工況而變化,在發動機上的應用較少。氣壓傳感器2-儲氣罐3-柴油發動機4-速度傳感器5-冷卻液溫度控制開關7-加速踏板8-控制裝置9-氣動控制閥10-電磁閥可調渦流電控系統

      (1)柴油機應用可變氣門驅動系統的潛力

      對于自然吸氣式柴油發動機,可變氣門驅動系統可用于改善起動性能。在正常情況下,為了更好地利用柴油機中速時的進氣能量,柴油機的進氣門晚些時候關閉,這對起動速度條件來說太晚了,從而導致氣缸中的一些空氣被迫排出氣缸。利用可變氣門機構,當柴油發動機起動時,更多的空氣可以進入氣缸,從而允許壓縮比適當降低,或者在相同壓縮比下可以供給較低質量的燃料。對于中速柴油機,由于壓縮比低,活塞和氣門之間的碰撞問題不再突出。這樣,為了使柴油機掃氣良好并降低排氣門、燃燒室和渦輪的熱負荷,在高速和高負荷運行條件下可以有較大的氣門重疊角。在這種情況下,壓縮機提供的增壓壓力大于渦輪前的排氣背壓,但是在低速或小負載條件下,增壓壓力通常小于渦輪前的排氣背壓。此時,希望使用可變氣門驅動機構,以允許柴油發動機具有較小的氣門重疊角,從而防止缸內排氣回流?勺儦忾T驅動系統在增壓柴油機中的另一個潛在應用是提高響應速度。試驗表明,大氣門重疊角的增強型四沖程柴油機不利于瞬態運行。使用較小的氣門重疊角將人工提高柴油機的加速性能。因此,對氣門重疊角的瞬態性能要求與穩態操作的最佳氣門正時要求相沖突?勺儦忾T驅動系統的任何應用都可以解決這個問題。

      (2)可變氣門驅動機構的類型

      可變氣門驅動機構主要分為兩類:一類是傳統的凸輪軸式可變氣門機構,另一類是帶軸的直接氣門控制驅動機構。傳統的凸輪軸式可變氣門機構可以在凸輪、凸輪軸和變速器上進行改進和改變,如多維凸輪、雙凸輪、可變凸輪相位、可變搖臂和可變挺桿?勺儦忾T機構提供的氣門正時變化范圍小,可用于改善柴油機等場合的扭矩特性。這種機械車簡單,制造成本低。無凸輪軸直接氣門控制驅動機構消除了柴油發動機中傳統氣門機構中的凸輪軸及其隨動件以電磁、電動液壓、電動或其他驅動模式驅動氣門。采用無凸輪軸直接氣門驅動方式提高了無油發動機的燃油經濟性、功率和排放,具有以下優點:

      (1)進氣門和排氣門的任何開啟和關閉正時以及氣門開啟持續時間都可以靈活地單獨控制,從而使柴油機各工況的參數滿足最佳性能要求。

      (2)簡化了柴油機的結構,降低了柴油機的加工成本和質量。

      (3)每個閥門都是單獨驅動的,這使得一些氣缸很容易停機,從而使柴油機處于低油耗和降低油耗的工作狀態。

      (4)可通過實時改變進氣延遲關閉角來改變不同燃料的柴油機的有效壓縮比,以滿足不同燃料的要求。

      (3)凸輪驅動可變氣門正時系統

      凸輪驅動可變空氣J正時(vct)系統可用于進氣凸輪軸系統和排氣凸輪軸系統。凸輪驅動可變氣門正時系統如圖1-7-15所示,包括vct單元、電子控制單元、曲軸速度傳感器、凸輪軸相位傳感器、三位四電流比例換向閥、油泵、機油濾清器等。1一個節流罐2一個底殼3一個機油標志4一個機油快速濾清器5 -vct單元6-3-位置4-通電液體比例換向閥?排氣凸輪軸8 -4+凸輪觸發輪9-凸輪軸相位傳感器10-曲軸轉速傳感器11曲軸凸輪驅動可變氣門正時系統的電子控制單元預先存儲進氣門和排氣門正時的最佳映射圖,并且根據柴油發動機的轉速和負載來確定數據。將對應于進氣門和排氣門正時的最佳值的凸輪軸相位值作為反饋信號值,以實現進氣門和排氣門相位的閉環控制。凸輪軸相位傳感器確定凸輪軸相對于上止點的位置。曲軸速度傳感器決定柴油發動機的速度。根據加速踏板位置傳感器測量的負載,柴油發動機電子控制單元確定最佳氣門相位值。

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