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性能特点和作用说明 |
康明斯电磁阀在柴油发电机上的应用和特点 |
康明斯电磁阀是用电磁控制的工业设备，是用来控制流体的自动化基础元件，属于执行器，并不限于液压、气动。用在工业控制系统中调整介质的方向、流量、速度和其他的参数。电磁阀可以配合不同的电路来实现预期的控制，而控制的精度和灵活性都能够保证。电磁阀有很多种，不同的电磁阀在控制系统的不同位置发挥作用，最常用的是单向阀、安全阀、方向控制阀、速度调节阀等。康明斯公司在本文列举了各种电磁阀的工作原理、结构特点及其功能作用。
一、断油停机阀
电磁阀里有密闭的腔，在不同位置开有通孔，每个孔连接不同的油管，腔中间是活塞，因为两面是两块电磁铁，哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边，通过控制阀体的移动来开启或关闭不同的排油孔。而进油孔是常开的，液压油就会进入不同的排油管，然后通过油的压力来推动油缸的活塞，活塞又带动活塞杆，活塞杆带动机械装置。这样通过控制电磁铁的电流通断就控制了机械运动。
电磁式断油阀结构通电时，阀片被电磁铁吸向右边，断油阀开启，燃油从进油口经断油阀供向喷油器。断电时，阀片在复位弹簧的作用下关闭，停止供油。因此，柴油机启动时需接通断油阀电路，停机时需切断其电路。若断油阀电路失灵，则可旋人螺纹顶杆将阀片顶开，停机时再将螺纹顶杆旋出即可。电磁式断油阀的分类：
1、分布直动式电磁阀
（1）原理：
一种直动和先导式相结合的原理，当入口与出口没有压差时，通电后，电磁力直接把先导小阀和主阀关闭件依次向上提起，阀门打开。当入口与出口达到启动压差时，通电后，电磁力先导小阀，主阀下腔压力上升，上腔压力下降，从而利用压差把主阀向上推开。断电时，先导阀利用弹簧力或介质压力推动关闭件，向下移动，使阀门关闭。
（2）特点：
在零压差或真空、高压时亦能可动作，但功率较大，要求必须水平安装。
2、先导式电磁阀
（1）原理：
通电时，电磁力把先导孔打开，上腔室压力迅速下降，在关闭件周围形成上低下高的压差，流体压力推动关闭件向上移动，阀门打开；断电时，弹簧力把先导孔关闭，入口压力通过旁通孔迅速腔室在关阀件周围形成下低上高的压差，流体压力推动关闭件向下移动，关闭阀门。
（2）特点：
流体压力范围上限较高，可任意安装(需定制)但必须满足流体压差条件。气动系统中，电磁阀的作用就是在控制系统中按照控制的要求来调整压缩空气的各种状态，气动系统还需要其他元件的配合，其中包括动力元件、执行元件、开关、显示设备及其它辅助设备。
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断油停机阀示意图 |
二、空燃比控制器(AFC)
柴油机增压后，喷油泵的供油量增大，使其在低速、大负荷或加速工况时容易产生冒黑烟的现象。当其在低速、大负荷工况下运行时，废气涡轮在发动机低排气能量下工作，压气机在低效率区内运行，导致提供的空气量不足，引起排气冒黑烟。当负荷突然增加、供油量突然增多时，增压器转速不能立即升高，使进人汽缸的空气量跟不上燃油量的迅速增加，导致燃烧不完全、排气冒黑烟。为此，早期生产的康明斯增压型柴油机，在PT泵上还安装了一种真空式空燃比控制器（冒烟限制器），可以随着进入汽缸的空气量的多少来改变进入汽缸的燃油量，并把供给喷油器的多余燃油旁通掉一部分，使其回流至燃油箱，从而很好地控制空燃比，以与进气量相适应，达到降低油耗和排放的目的。
近年来生产的康明斯增压型柴油机，采用了一种新式的空燃比控制器。它可以随时按照进人汽缸内空气量的多少来合理供油，从而取代了早期使用的以燃油接通一切断、余油分流的方式来限制排烟的真空式空燃比控制器。空燃比控制器安装在PT泵内节流阀与断油阀之间。在PTG-AFC燃油泵中，燃油离开节流阀后先经过AFC装置再到达泵体顶部的断油阀。而在PTG燃油泵中，燃油从节流阀经过一条通道直接流向断油阀。AFC的结构及工作原理如下：
（1）燃油在流出调速器并经过节流阀后进人AFC。当没有受到涡轮增压器供给的空气压力时，柱塞处于上端位置，于是柱塞就关闭了主要的燃油流通回路，由无充气时调节阀位置控制的第二条通路供给燃油。无充气时调节阀直接安装在节流阀盖板里的节流阀轴的上边。
（2）当进气歧管压力增加或减小时，AFC柱塞就起作用，使其供给的燃油成比例的增加或减少。当压力增大时，柱塞下降，柱塞与柱塞之间的缝隙增大，燃油流量增加。反之，压力减小则柱塞缝隙变小，燃油流量减少。这样就防止了燃油一空气的混合气变得过浓而引起排气过度冒黑烟。AFC柱塞的位置由作用于活塞和膜片的进气歧管空气压力与按比例移动的弹簧的相互作用而定。
三、STC阀
康明斯步进喷油系统，简称STC，即分步喷油正时控制系统。该系统利用液压原理，控制喷油柱塞下行的开始时间，实现提前和延期喷油，达到有效控制气缸压力，提高燃油的燃烧效率，从而获得更大的功率。该系统与PT喷油器合为一体，称为PT（D）-STC型喷油器（简称STC喷油器）。STC型PT喷油器与常规PT（D）型喷油器相比，增加了液压提前器、提前器锁紧螺母等零部件。一般的PT（D）型喷油器系机械式开式喷油器，常用于气缸盖内有进、回油道的康明斯系列柴油机。
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1、基本功能
将PT燃油泵送来的低压燃油转变为高压（约68.89~137.79MPa）燃油喷入燃烧室；对燃油进行计量，与燃油泵共同作用以满足柴油机对燃油供油量的要求；协同喷油器驱动凸轮，在规定的时刻和期间内完成喷射过程，确保雾化质量优良和喷射结束后无滴漏等不良现象。喷入柴油机的燃油量由计量孔前的燃油压力（燃油泵的供油压力）和计量孔开启的时间决定。在进入喷油器的燃油中约有80%用于喷油器的冷却（回油），因此喷油器有较长的使用寿命。而STC型PT喷油器与一般的PT（D）型喷油器不同的是：在启动和轻载工况下，采用“喷油提前正时方式”，即燃油在压缩循环中更早喷射；而在中、重载工况下使用“常态正时方式”，即燃油在压缩循环中更晚喷射。
STC型PT喷油器提前正时方式是由STC控制阀输出的机油（压力不低于70kPa）控制的。当压力润滑油充满提前器柱塞与柱塞套之间的空间时，相当于“液体挺柱”，提前器柱塞通过它作用于提前器柱塞套，从而在相同的喷油凸轮转角下使喷油器柱塞提前下行，完成提前喷油。在常态正时方式下，STC控制阀关闭了压力润滑油输出通道，提前器柱塞与柱塞套之间没有压力润滑油，“液体挺柱”消失。在相同的喷油凸轮转角下，提前器柱塞与柱塞套直接形成刚性接触，喷油器柱塞恢复常态下行，从而实现常态下的喷油正时。STC控制阀的开启或关闭是由燃油压力控制的，当燃油压力低于221 kPa时，STC控制阀处于开启状态，允许机油输送到提前器，形成“液体挺柱”。当燃油压力高于221 kPa时，STC控制阀关闭，机油输送到提前器的通路被切断，“液体挺柱”消失。
2、优点
① 在喷油提前正时方式下工作时，能改进在寒冷天气下的怠速特性和减少发动机冒白烟；提高轻载工况的燃油经济性；减少喷油器积炭。
② 在常态正时方式下工作时，能控制气缸最高爆发压力；降低NOx（氮氧化物）的排放。
3、使用注意事项
① 开箱使用前，应仔细核对产品型号的正确性。开箱后，进一步核对产品型号的正确性。
② 从包装盒中取出喷油器，应使油杯端朝下，注意防止柱塞从喷油器中脱出，以免造成损伤，并严禁将柱塞抽出喷油器，以防脏物进入喷油器引起发卡。
③ 安装前，应对喷油器外圆上的O形圈涂抹适量润滑脂，以防安装时损伤。
④ 安装后，按柴油机装配及调整要求调整柴油机推杆的行程和摇臂的间隙。
⑤ 不得随意拆解喷油器，尽量避免损坏漆封。
四、电子执行器
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燃油泵电子执行器工作原理图 |
1、电子执行器按工作运行方式分类
有常闭和常开两种，一般均采用常闭式执行器（即不能电的状况下，执行器的油孔处于关闭的状态），常闭式执行器必须配装常闭式电子调速板。
2、电子执行器按流量方式分类
可分为高流量和像流量两种执行器，低流量执行器可用于LTA10、N系列、K19系列，高流量执行器可用于VTA28、KTA38、KTA50系列。
电子执行器的阻值一般在7-8欧姆之间，发电要空载运行时，电子调速板输给电子执行器的电压值一般在6-8VDC之间，此电压值会随负载的增加而增加，满载时，一般在12-13VDC之间。康明斯发电机空载时，若电压值低于5VDC，则表明电子执行器磨损过度，此电子执行器需予以更换；康明斯发电机带负载时，若电压值高于15VDC，则表明PT油泵供油不足。
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