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不同類型的發(fā)電機噴射系統(tǒng)的控制功能布置不完全一樣 控制裝置主要構成與工作原理 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的熱狀態(tài),計算進氣量及進行排氣凈化處理,需要有能夠連續(xù)、地測量冷卻水溫度、進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、半導體二極管式、熱電偶式等。目前,柴油機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精密電阻串聯(lián)連接到一個穩(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。其功用是將節(jié)氣門的位置或開度轉換成電信號傳輸給電控單元(ECU),作為電控單元判定柴油機運行工況的依據(jù)。 節(jié)氣門位置傳感器有開關型和線性輸出型兩種。開關型節(jié)氣門位置傳感器的內(nèi)部有兩個觸點,分別為怠速觸點和全負荷觸點。與節(jié)氣門同軸的接觸凸輪控制兩個觸點的閉合或斷開。當柴油機在怠速時,節(jié)氣門接近關閉,怠速觸點閉合,這時電控單元將指令電磁噴油器增加噴油量以加濃混合氣。全負荷時,節(jié)氣門全開,使全負荷觸點閉合,這時電控單元將輸出脈沖寬度長的電脈沖,以實現(xiàn)全負荷加濃。線性輸出型節(jié)氣門位置傳感器是一個線性電位計,由節(jié)氣門軸帶動電位計的滑動觸點。當節(jié)氣門的開度不同時,電位計輸出的電壓也不同,從而將節(jié)氣門由全閉到全開的各種開度轉換為大小不等的電壓信號傳輸給電控單元,使其地判定柴油機的運行工況。 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),用來檢測柴油機轉速、曲軸轉角以及作為控制點火和噴射信號源的 缸和各缸壓縮行程上止點信號。按照信號產(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。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套管。在其接線端有一個金屬護套上開有一孔,使鋯管內(nèi)表面與大氣相通。當鋯管接觸氧氣時,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,則負離子濃度也不同,從而形成負離子由高濃度側向低濃度側的擴散。當擴散處于平衡狀態(tài)時,兩電極間便形成電動勢,所以二氧化鋯傳感器的本質(zhì)是化學電池,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有無爆振發(fā)生,它是柴油機集中控制系統(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;二是檢測柴油機振動;三是檢測燃燒噪聲。目前較為常用的為振動檢測。例如,磁滯伸縮式爆振傳感器主要用于振動檢測,它是一種電感式傳感器。當傳感器的固有振蕩頻率與柴油機爆振時的振動頻率相同時,傳感器輸出 信號。
柴油機故障如何分類? 柴油機故障可從以下不同方面進行分類: (1)按故障的性質(zhì)分類 柴油機故障按其性質(zhì),可分為本質(zhì)故障、誤用故障和從屬故障三類。 1)本質(zhì)故障。在規(guī)定使用條件下,由于柴油機及其零部件本身固有的因素或缺陷而引起的故障稱為本質(zhì)故障,如柴油機連桿斷裂等。 2)誤用故障。不按規(guī)定條件使用或由于外界因素而引起的故障稱為誤用故障,如因機油油量不足引起燒瓦等。 3)從屬故障。某一故障所引起的派生故障稱為從屬故障,也成為相關故障,如連桿螺釘斷裂引起的機體裂紋等。 (2)按故障的嚴重程度 柴油機故障按其嚴重程度和造成的危害,可分為致命故障、嚴重故障、一般故障和輕度故障四類。 1)致命故障。凡造成重要零件報廢、導致人身傷亡或造成重大經(jīng)濟損失的故障稱為致命故障,也稱為危險性故障,如連桿螺栓斷裂、機體破裂等。這類故障屬一類故障。 2)嚴重故障。凡柴油機主要性能指標超過限值,主要零件損壞需解體才能排除的故障稱為嚴重故障,如柴油機油耗過高、活塞環(huán)斷裂等。這類故障數(shù)二類故障。 3)一般故障。凡柴油機需停機檢修,需要更換非主要部件,用隨機工具即可排除的故障稱為一般故障,如三漏(漏氣、漏油、漏水)、蓋板損壞等。這類故障屬三類故障。 4)輕度故障。凡一般不導致柴油機停機,不需要更換零件,用隨機工具在短時間內(nèi)即可排除的故障稱為輕度故障。如柴油機密封部位滲漏、蓋板螺釘松動等。這類故障屬四類故障。 (3)按故障出現(xiàn)時間的快慢分類 柴油機故障按其出現(xiàn)時間的快慢,可分為突發(fā)性故障和漸發(fā)性故障兩類。 1)突發(fā)性故障。這種故障在短時間內(nèi)突然發(fā)生,不能靠早期診斷來預測,如連桿螺栓斷、氣門彈簧斷裂等。 2)漸發(fā)性故障。這種故障的發(fā)生有一個漸變的過程,可以通過早期診斷進行預測,如缸套磨損、氣門漏氣等。 (4)按故障發(fā)生的部位分類 柴油機故障按其發(fā)生部位,可分為整體性故障和零部件故障兩類。 1)整體性故障。也稱為綜合性故障,影響整機性能,如起動困難、功率不足、飛車、轉速不穩(wěn)、壓力異常、溫度異常、聲音異常、振動異常、突然停車等,其原因是綜合性的。 2)零部件故障。是指某一零件所發(fā)生的故障,如齒輪斷裂、水泵泵量過小等。 (5)按故障的原因和現(xiàn)象分類 柴油機故障按其原因和現(xiàn)象,可分為磨損性故障、錯用性故障和薄弱性故障三類。 1)磨損性故障。由于摩擦副磨損過大而造成的故障稱為磨損性故障。這種故障是正常使用條件下,正常磨損過程中可以預料的故障,如活塞環(huán)過度磨損,造成嚴重漏氣、功率不足等。這類故障一般不會造成嚴重后果。 2)錯用性故障。在實際使用條件下,產(chǎn)生的載荷超過了原設計能力所造成的故障稱為錯用性故障,如超負荷使用致使柴油機冒黑煙、軸系斷裂等。 3)薄弱性故障。在實際使用條件下,產(chǎn)生的載荷未超過設計能力,只是設計失誤造成薄弱環(huán)節(jié),導致零部件喪失工作能力的故障稱為薄弱性故障。這類故障多發(fā)生在新開發(fā)機型上。一般表現(xiàn)為零件破損、軸系及支架斷裂等。 (6)按故障后果的性質(zhì)分類,以可靠性為中心的維修指導思想認為,故障后果比故障頻率更為重要,故障后果可以影響重要機件發(fā)揮正常的功能,可以造成更換故障件的費用支出,可以損壞整個系統(tǒng)設備,甚至造成人員傷亡。因此,故障后果決定了維修工作的先后次序和及時提出修改機件設計的建議。故障后果按性質(zhì)可分為四類: 1)性故障后果。這類故障能造成機毀人亡,需采用維修方式,使故障風險率減少到可以接受的水平;否則,有關機件項目就要重新設計。 2)使用性故障后果。這類故障能干擾使用計劃,會因該機件工作能力的下降,造成其他間接的經(jīng)濟損失(例如使用中經(jīng)濟性下降等)。在費用效果分析的基礎上,可采取維修的方式來解決這些問題。 3)非使用性故障后果。這類故障的后果對使用沒有直接的不利影響。例如采用冗余度設計的裝置,其中一個裝置出現(xiàn)故障后,只需在方便時更換或修理。因此,非使用性后果可采用事后維修方式。 4)隱蔽性故障后果。這類故障后果一般不會產(chǎn)生直接的不利影響。但是,當具有隱蔽性故障后果的計件與另一個或幾個計件的故障相關時,如果 個機件的功能故障由于隱蔽原因未被發(fā)現(xiàn),以致第二個機件又發(fā)生故障,從而造成多重故障,則將導致危險性故障,必須采取維護的方式減少這種風險的因素。
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