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发电机电控系统部件详细介绍
喷油器
燃油共轨系统采用的是电控喷油器,它是根据电子控制单元的指令在适当的时候将适量的燃油喷射到燃烧室中。电控高压喷油器主要由喷油器体、喷油器控制电磁阀、喷油器偶件、O形密封圈、QR code信息片、喷油器电磁阀接线柱等部分组成。
电控喷油器的工作原理、工作过程如下。
①未喷油状态。高压油轨内的燃油进入喷油器,但电磁阀没通电,TWV阀关闭,控制室压力等于油轨压力,喷嘴关闭。
②喷油过程。ECU控制电磁阀通电,TWV阀打开,控制室压力得到释放,使控制活塞上移,喷嘴打开喷射燃油。
③喷油结束。电磁阀断电,TWV阀关闭,控制室压力与油轨压力同步,喷嘴关闭,喷油结束。
电子控制单元
电子控制单元是整个柴油机电控系统的“计算机与控制中心”,它是电控系统的“大脑”整个电控系统的核心。它承担整个电控系统的信号采集与处理、数据运算与分析、控制策略的实现、控制指令的产生、数据的通信与交换等功能。
ECU通过各种传感器和开关,采集到发动机当前的工作状态信息,进行分析计算并按此状态下预先标定好的 参数,控制发动机的喷油量、喷油时间及喷油压力,从而调整发动机的工作状态,达到省油、高效、低排放的目的。
传感器
传感器是一种转换器,作用是进行信号变换。柴油机电控系统中常用的传感器有温度、压力、转速传感器等。
电控共轨系统中的传感器一般有加速踏板位置传感器、曲轴转速传感器、压力传感器和温度传感器等。
①加速踏板位置传感器。加速踏板位置传感器分为电位器式(早期使用)和霍尔式两种,常称为“电子油门”,其作用是通过检测加速踏板的位置了解驾驶员的愿望,进而了解发动机的负荷状况。位置传感器把发动机的负荷信号转变为电信号,负荷越高,电压越大,然后把此信息ECU由其进行相关比较和计算后,发出指令控制相关的执行器(如增加喷油量)。
加速踏板信号是双路信号,信号1的电压值约为信号2电压值的2倍。
②曲轴转速传感器。曲轴转速传感器(Ne传感器)可以确定活塞上止点位置,同时测量发动机曲轴的转速。曲轴转速传感器安装在飞轮壳体上。
传感器信号产生的原理是:飞轮360°范围内按6°间隔打58个孔!剩下2孔未打,形成闻隙,作为判断活塞上止点的依据。传感器中的磁通跟随着通过的孔与间隙而变化,产生正弦交流电压,其波幅随着发动机转速而变化。设定间隙到传感器位置的角度,可确定一缸上止点。结合凸轮轴传感器正时凸轮,确定一缸点火上止点。
③凸轮轴位置传感器。凸轮轴位置传感器安装在高压油泵总成上,通过测量高压油泵凸轮轴转速和位置,来确定柴油机喷油正时时闻(凸轮轴转速为曲轴转速的1/2)。
④进气压力传感器。进气压力传感器的安装位置:进气压力传感器为半导体压敏电阻式压力传感器,其作用是把进气压力信号转化为电压信号,然后发送给ECU,由ECU计算进入发动机汽缸的空气量,用来控制喷油量(空燃比)。
⑤轨压传感器。轨压传感器安装在共轨管的一端,用于实时测量共轨管中的燃油压力,测量范围为0~200MPa。其原理是把压力信号转化为电压信号,再将信号放大后输送到ECU,由ECU对压力控制阀(PCV)实施反馈控制,通过增减油泵供油量来调节油压,使油压稳定在目标值。
⑥冷却液温度传感器。冷却液温度传感器安装在节温器体上,是负温度系数的热敏电阻传感器,使用范围为-40~130℃。该传感器主要用于测量发动机冷却的温度,把温度信号转化为电压信号,从而进一步精确控制燃油喷射量。
进气温度传感器。进气温度传感器为负温度系数的热敏电阻,安装于进气歧管上,主要用于测量进气管中的进气温度,从而进一步精确控制燃油喷射量。
执行器
①主继电器控制。电装共轨系统的主继电器控制电路。当打开点火开关到“ON”位置后,ECU端子中KEY/SW端子得电,M_REL端子就输出低电平,导致主继电器动作,+BP端子就输入24V电压供给整个ECU工作;当电源关断或掉电时,M_REL端子由软件控制,并不马上变为高电平,而是维持一段时间,使得ECU有足够时间保存数据。只有当延迟时间结束后,M_REL端子才由低电平转变成高电平,从而切断ECU的工作电源。
②PCV继电器控制。压力控制阀用于控制从供给泵到共轨管内的燃油量,电装共轨系统的PCV继电器控制电路:当点火开关打到“ON”位置时,PCV继电器动作,向PCV1和PCV2供电,当ECU发出PCV驱动指令后,三级管导通,PCV开始工作。
③燃油计量阀。燃油计量阀安装在高压油泵的进油位置,ECU通过控制其通电时间来调整油泵的燃油供给量,从而控制共轨中的燃油压力值。
燃油计量单元在断电状态下,靠弹簧作用力,阀处于全开位置当通电后电磁阀作用,克服弹簧力,将阀关闭。在柴油机启动或柴油机运转时,根据ECU的指令来执行电磁阀的动作,保证高压轨内压力稳定在规定要求。



辽阳柴油发电机组企业面临国际舞台的角色转换
辽阳柴油发电机组作为安全、可靠、高效的应急电源、移动电源和自备电源,为中国过去几十年的经济发展提供了重要的
辽阳柴油发电机组作为安全、可靠、高效的应急电源、移动电源和自备电源,为中国过去几十年的经济发展提供了重要的辅助电源保障。同时,对应急备用电源持续增长的需求也使得中国国内出现了一批能够和康明斯、卡特彼勒等国际知名品牌瓜分市场的本土企业。上世纪八十年代开始,中国辽阳柴油发电机组市场从大部分依赖进口阶段,演变到中低功率段产品实现全面国产化,乃至到目前部分国内本土企业能够生产出具有较高稳定性的2000kW以上大功率机组。短短的二三十年时间,中国辽阳柴油发电机组企业在生产上所体现出的成熟工艺技术和装配能力获得了国内外诸多用户的广泛肯定。
三大因素助中国本土企业快速发展
过去十年,有几个重大因素驱动了中国市场对辽阳柴油发电机组的强烈需求,这极大促使了中国本土企业在国内市场上的立足和发展。首先,2003-2005年中国经历了一场从局部到全国性大面积的缺电现象,特别是2004年全年全国缺电超过30000MW缺口,相当于30台超超临界火电机组的装机量。为了保障城镇的居民用电,政府不得不对高耗能的制造工厂拉闸限电,由此推动了对辽阳柴油发电机组的巨量需求。第二,2008年北京奥运会和2010年上海世博会期间,仅场馆投资方面,北京奥运会达到200亿元,上海世博会180亿元。重要的是,由此拉动对城市轨道交通、高级酒店业、互联网和通信以及金融服务超过上万亿元的建设投资。而这些终端市场正是辽阳柴油发电机组的主要应用领域。第三,为了抵御全球性金融危机,从2009年到2011年,中国政府投入了4万亿元用于刺激国内经济发展,其中超过2万亿元属于铁路、公路等工程建设项目。除此之外,还包括2008年和2011年中国国内发生的严重缺电现象,尤其是2011年的缺电一度再次接近30000MW的缺口。
由于这些因素对中国辽阳柴油发电机组市场产生的需求刺激,使得国内市场在一定时期内年复合增长率接近15%。根据MARTEC GROUP咨询公司的行业报告,2011年中国辽阳柴油发电机组市场销售额达到145亿元人民币,预计2015年市场规模超过250亿元人民币。持续稳定增长的市场需求造就了一批较大规模的本土企业,如康诚、鼎新、百发、星光等年销售额过5亿元人民币的企业,这些企业已具备和康明斯、卡特彼勒、科勒等国际巨头竞争的实力。
国内市场已开始显现发展阻力
作为市场发展周期中必须经受的考验,在经历了较快发展的十年后,中国国内的辽阳柴油发电机组市场也面临着一些发展阻力。首当其冲的是中国基础建设投资和高耗能制造业增速放缓,在2009-2011年由政府主导的四万亿元投资中的工程项目已基本完工并投入运行,部分工程在建成后并没有起到很好的使用效率,这对未来经济刺激政策的推出起到一定阻力。另一方面,为降低污染排放并提高工业生产能效,大量的中小规模的制造工厂,特别是高耗能行业的企业面临被关闭的可能。这些企业曾经在中国的多次电荒中都是辽阳柴油发电机组的重要用户。
其次,国内市场的竞争激烈、产品同质化程度高。仅销售额过千万元的企业就超过200家,这些被称之为OEM的企业所使用的发动机大部分由重庆康明斯、沃尔沃、三菱重工等企业提供,发电机由利莱森马、马拉松等国际品牌供应。在中低端的终端应用市场上,也会采用中国本土的发动机品牌,如上柴、济柴、常柴等。在过去的市场阶段,中国本土企业普遍只重视对客户的开发和销售渠道的扩张,很少有企业会重视对客户应用需求的定制化以及售后服务的维护。因为后者需要投入很大的成本,并且不能在短期内为企业带来收益。
再次,由于国际品牌如康明斯、卡特彼勒、科勒等都将生产制造转移到了中国,有些外资企业还将中国作为亚太区乃至全球的生产基地,以此降低成本和国内企业竞争。这无疑降低了行业整体的利润率水平。
基于以上这些原因,中国本土辽阳柴油发电机组企业已不满足于国内市场,转而发力海外市场,特别是针对海外工程承包项目市场。MARTEC GROUP 咨询公司对中国辽阳柴油发电机组市场的专题研究显示,2006 年中国辽阳柴油发电机组出口额仅10 亿元人民币左右,而到了2010 年,出口额增至100 多亿元人民币,年复合增长率接近80%。
世界市场上和国际巨头展开竞争
中国本土辽阳柴油发电机组企业在全球辽阳柴油发电机组市场中主要以两种形式销售其产品,一部分是通过在海外的分销商或直销团队,将产品直接供给海外当地的终端。用户通常是当地的制造工厂或居民,特别在印度、孟加拉和非洲这些大部分时间都没有市电供应的 和地区。另一类形式是通过参与海外的工程承包项目,直接客户通常是中国本土的EPC企业或工程施工公司。一般来说,绝大部分的中国EPC 企业或工程施工公司会采购国内的发电机组,用于其海外工程项目。海外工程市场对产品质量、可靠性和品牌信誉有更高要求,更能体现辽阳柴油发电机组企业在市场中的地位。
吸引中国本土企业参与海外工程承包市场的首要因素,自然是诱人的市场规模和发展前景。根据CHINCA(中国对外承包工程商会)的数据表明,每年各国面向全球公开招标的工程承包项目金额达到1.8 万亿美元,目前中国EPC 企业仅占有7%的市场份额。在对超过30家中国一级EPC企业和50 家 的辽阳柴油发电机组企业的调研后,MARTECGROUP咨询公司发现:2011 年中国EPC 企业参与的海外工程承包项目金额达到1423.5 亿美元,由此对辽阳柴油发电机组的需求超过50 亿元人民币。中国EPC 企业在公路、铁路、发电厂以及通信工程领域的建设水平处于全球 ,未来他们将逐步占据剩余93%的市场份额,由此将对国内辽阳柴油发电机组的采购产生持续增长的需求。
虽然和国际品牌在全球市场中的份额还相差很大,但中国本土企业在海外市场中也逐渐建立了品牌知名度,如科泰、泰豪、康诚等中国本土企业在海外市场的销售额都超过亿元人民币,这对仅有20 多年发展历史的中国辽阳柴油发电机组企业来说并不简单。之所以能有这种业绩增长,得益于以下几点:相比于国际品牌,中国本土企业的产品有明显的价格优势。中国企业的辽阳柴油发电机组通常都使用了康明斯、沃尔沃、斗山、三菱、MTU 等品牌的发动机,并且拥有成熟的机组装配技术。本土企业和中国EPC 企业、中国工程施工企业拥有良好的客户关系。
从国内市场到国际舞台的市场扩张中,若要取得对国际品牌的竞争优势,中国本土的辽阳柴油发电机组企业还应该弥补自身的不足之处,比如提高终端应用的定制化水平、增强国内外的售后服务市场等,通过全面地提升企业在产品、服务和内部管理上的水准,才能获得客户长期的信赖,并赢得更多的全球用户。


长期未使用辽阳柴油发电机时需给增压器加注机油以免损坏
涡轮增压器是在高温、高速下工作,所以正确地使用和良好的维护保养对保证增压器的使用寿命和性能非常重要。值机人员在平时使用涡轮增压辽阳柴油发电机时,还应严格遵守以下的一些原则:
1、辽阳柴油发电机启动后应怠速运转3~5min,不要立即加负荷,以保证增压器的良好润滑,因为增压器位于辽阳柴油发电机的顶部,如果辽阳柴油发电机启动后增压器立即开始高速运转,就会导致机油压力未能及时升高而向增压器供油,造成增压器缺油损坏,甚至烧坏整个增压器;
2、怠速时间不宜过长,一般不超过10min,否则容易造成压气机端漏油;
3、定期检查各连接部位是否有松动漏气或漏油的现象,检查回油管是否通畅,如有应及时排除;
4、保证空气弗列加滤清器的清洁,并按要求定期更换(每4000km清洁;每24000km更换,如果发电机附近灰尘较多应适当缩短滤芯的清洁或更换);
5、停机前不要立即关闭辽阳柴油发电机,应怠速运转3~5min,以使增压器转速和排气系统的温度降下来,防止回热、机油结焦和轴承烧损等故障;
6、长期未使用的辽阳柴油发电机(一般超过7天),或新换增压器的辽阳柴油发电机,在使用前应在增压器的进油口加注机油,否则会因润滑不良而损坏增压器;
7、定期更换机油和机油弗列加滤清器(每8000km),定期检查增压器轴的径向和轴向间隙,叶轮与外壳的径向间隙不小于0.10mm,轴向间隙应不大于0.15mm,否则应请专业人员维修,以免扩大损失。增压器的更换增压器损坏后,需要更换时,必须同时更换机油、机油弗列加滤清器和空气弗列加滤清器,并对油道进行清洗,这是增压器更换的基本原则。
增压器与辽阳柴油发电机之间存在着内在的联系:增压器给辽阳柴油发电机提供压缩空气;辽阳柴油发电机利用压缩空气燃烧燃料;辽阳柴油发电机的排气能量取决于辽阳柴油发电机的燃烧状况;排气驱动增压器涡轮;增压器涡轮带动压气机叶轮这样,增压器与辽阳柴油发电机之间到达一个能量与流量的相互平衡。
增压器的更换及油道的清洗方法如下:
1、拆掉损坏的增压器,并在热机时放掉机油;
2、加入一定量的混合油(30%机油与70%柴油);
3、把增压器的进油管塞入回油管内或把进油管出口封住;
4、启动辽阳柴油发电机,怠速运转1~2min后停车,放掉混合油,并视混合油的污染情况,可重复清洗,以上工作应在热车时进行;
5、清洗或更换增压器进油管,清洗油底壳,并更换机油弗列加滤清器和空气弗列加滤清器;
6、安装新的增压器,并在增压器进油口加注机油进行预润滑,再装进油管,在弗列加滤清器内加满机油并安装, 安装其它管道;
7、启动辽阳柴油发电机,怠速运转3~5min后提速,检查是否有漏油漏气现象。
只要我们在使用中,严格按照本文所述要求及方法使用增压器,增压器的故障率将大为降低,增压器的使用寿命也将大为延长,确保辽阳柴油发电机的良好工作状况。


