浅谈影响柴油发动机喷油系统性能的三大要素

柴油发动机作为发电机组原动机,在柴油发电机组性能中占有举足轻重的地位。而对于最终用户来说,发动机的油耗、瞬态反应和可靠性又是最终用户要求的重要指标。今天我们将从发动机喷油系统来讲述不同喷油系统对相关发动机性能的影响:

喷油系统影响发动机性能的主要通过以下三个方面:

·喷油压力

·喷油系统的控制方式

·喷油系统的结构

而这三个方面又将影响发动机喷油系统结构和控制。目前市面上柴油发电机组发动机喷油系统有三种:机械喷油,电子喷油和高压共轨喷油系统。

下面我们将从以上三个方面来比较三种不同喷油系统:

一、喷油压力

从柴油发动机的发展历程来看,随着技术不断革新柴油发动机喷油系统喷油压力是不断提高的。从机械喷油、电子喷油到高压共轨喷油系统,其喷油压力是渐次升高的。

柴油喷射压力越大,燃油初速越高,在喷嘴中阻力也越大。因此柴油雾化更均匀,颗粒更小,雾化质量更好,油气混合更好,燃烧更充分。充分地燃烧将降低发动机的柴油消耗率和提高发动机的排放性能。

同时燃油喷射压力越大,单位体积的燃油质量越大,发动机瞬态反应更好,功率密度也更大。

二、喷油系统的控制方式

喷油系统的控制中心通常为调速器,柴油发动机调速器从机械调速到电子调速,再到电脑调速,其控制逐步和向自动化和精确化发展。以卡特彼勒发动机为例,卡特彼勒发动机调速器从机械调速器3161,PSG到电子调速器1724,2301A,再到电脑调速器ADEM。随着调速控制的自动化程度和精准度的提高,燃油燃烧更加充分,其油耗逐步降低,其排放性能逐步提高,发动机瞬态反应也更加灵敏。同时发电机组并机能力也相应提高。

三、喷油系统结构

相同的控制系统,相同的喷油方式,如果喷油系统的结构不同,其可靠性也会发生相应变化。下面我们列出两组不同喷油系统结构来进行比较:

1、电子喷油电脑调速中的EUI和公共油泵系统

a. EUI电子喷油和电脑调速喷油系统

EUI电子喷油和电脑调速喷油系统

EUI电子喷油和电脑调速喷油系统

b. 电子喷油电脑调速公共油泵喷油系统

电子喷油电脑调速公共油泵喷油系统

电子喷油电脑调速公共油泵喷油系统

从两个不同喷油系统我们可以看出,图1电脑调速控制器是针对喷油器的点对点控制,而图2电脑调速控制器控制的是油泵。也就是说在喷油控制路径中图2多出了一个单点故障(即油泵)。

也就是说在图1中任何一个喷油器故障只能导致发动机输出减少,而不会导致发动机整体故障;而图2中如果油泵故障,即使喷油器正常,发动机也将不能工作。

由此可见,图1喷油系统可靠性方面要优于图2。 同时,图1点对点控制将更加精确地控制喷油嘴的喷油时间和喷油量,其瞬态反应和燃烧充分度更优。

2、电子喷油电脑调速中的EUI和高压共轨电脑调速系统

a. EUI电子喷油和电脑调速喷油系统

EUI电子喷油和电脑调速喷油系统

EUI电子喷油和电脑调速喷油系统

b. 高压共轨电脑调速喷油系统

高压共轨电脑调速喷油系统

高压共轨电脑调速喷油系统

从两个不同喷油系统我们可以看出,图3电脑调速控制器是针对喷油器的点对点控制,而图4电脑调速控制器控制的是油泵。

也就是说在喷油控制路径中图4多出了一个单点故障(即油泵)。在图3中任何一个喷油器故障只能导致发动机输出减少,而不会导致发动机整体故障;而图4中如果油泵故障,即使喷油器正常,发动机也将不能工作。由此可见,图3喷油系统可靠性方面要优于图4。

不同喷油系统有不同优势和缺点,如机械喷油系统其在性能方面相对劣势一些,但其在成本方面将会具有较大的优势。而电子喷油和高压共轨在性能方面会有较大的优势,但在成本方面却会高出很多。因此最终用户应根据自己的应用,选择更加适合自己需求的产品。

信昌机器工程有限公司

信昌机器工程有限公司是森达美集团全资子公司(马来西亚最大的上市集团公司之一),也是卡特彼勒(全球最大的工程机械制造商)在中国华南六省、新疆及港澳地区的唯一授权总代理。华南六省代理区域包括湖南、广东、广西、福建、江西和海南。

信昌机器成立于1928年,1962年成为卡特彼勒在中国的首家代理商,截至2020年,已代理卡特彼勒产品58年。员工人数2000多人,各省市服务网点77家,是拥有近百年历史的资深企业。

卡特彼勒发电机组

卡特彼勒是世界上最大的工程机械制造商,于1931年开始设计和生产发电机组,拥有近90年专业生产发电机组经验。卡特彼勒发电机组质量全球领先,在业内口碑极佳,以其可靠、耐用、稳定和经济性著称,即使在严苛和恶劣的工作环境,也能拥有稳定卓越的性能表现。

(文章来源:信昌机器动力系统)

责任编辑:Shine

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