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康明斯PT喷油器类型、STC分步正时控制原理与调整方法

文章来源:康明斯柴油发电机厂家 人气: 发表时间:2022-09-23 【小中大】

摘要: 康明斯PT喷油器分为法兰型和圆筒型两大类,圆筒型又细分为PT、PTB、PTC、PTD及PT-ECON等型号。为满足严格排放法规,康明斯开发了液压驱动的STC(分步喷油正时控制)机构,与PT喷油器合为一体。本文解析各类喷油器的结构特点与适用机型,重点阐述STC型PT喷油器在启动轻载时提前喷油、中重载时常态喷油的液压控制原理,并说明不同机型的调整方法。

 

一、PT喷油器的两种基本类型与圆筒型细分

PT喷油器分成法兰型和圆筒型两种,二者在安装方式和油路布置上存在本质区别,分别适用于不同的发动机结构。

(1)法兰型喷油器的结构特点。法兰型喷油器是用法兰安装在缸盖上,每一个喷油嘴都配有进回输油管。法兰安装方式使喷油器拆卸方便,进回油管路独立布置便于检查和更换,但管路接头较多,增加了泄漏风险。此类喷油器多用于早期机型或特定功率段。

(2)圆筒型喷油器的结构优势。而圆筒型喷油器的进油与泵油安全通道都建在缸盖或气缸身体,且没有安装法兰,它是靠安装轮或销钉压在缸盖上的。这种设计既减小了因为管路损坏或漏泄引起的可见损坏,也使柴油发电机组外观设计布置大概(简洁)。由于油道集成在缸盖和缸体中,外部管路大幅减少,漏油点相应减少,机组的整洁度和可靠性均得到提升。

(3)圆筒型喷油器的细分型号。圆筒型喷油嘴又可分成PT型、PTB型、PTC型、PTD型和PT-ECON型等。其中,PT-ECON型喷油器用以对排气污染规定严的柴油发电机组上——该型号通过优化喷油规律降低排放,适用于环保要求较高的场合。

二、不同型号喷油器的适用机型与调整方法

不同型号的PT喷油器对应不同的发电机组系列,其调整方法也各有规定,操作时必须严格按机型要求执行。

(1)上止式喷油器。上止式使用于CQ30290系列发电机组、250KVA~800KVA等发电机组,调整方案为零间隙法(小扭矩法)。零间隙法要求将喷油器柱塞调整至与喷油嘴底部刚好接触(无间隙)的位置,使用小扭矩扳手按规定力矩拧紧。此方法适用于中低功率段的PT型喷油器。

(2)STC喷油嘴的适用机型与调整。STC喷油嘴使用于M600、G4、M11等发电机组,调节对策为零间隙法(大扭矩法90INLB)。与上止式的区别在于,STC喷油器采用大扭矩(90英寸磅)执行零间隙调整——这是因为STC喷油器内部集成了提前器柱塞和柱塞套等液压组件,需要较大的拧紧力矩确保各配合面紧密贴合,同时保证“液体挺柱”空间在工作时能正常建立压力。

三、STC分步喷油正时控制机构的工作原理

为达到严格的排放法规,康明斯发电机组公司发展了一种新型的液压驱动的可变喷油正时控制系统,称为STC(Step Timing Control)分步喷油正时控制机构。该装置与PT喷油嘴合为一体,称为PT(D)——STC型喷油嘴(简称STC型喷油器)。

(1)两种喷油正时方式。STC型PT喷油器为分步正时控制喷油嘴。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、重载工况下采用“常态正时方式”,即燃油在压缩循环中更晚喷射。提前喷油有助于冷启动和轻载时的着火稳定性,而推迟喷油则可降低中重载时的最高燃烧温度和NOx排放。

(2)提前喷油的液压控制机理。STC型PT喷油器喷油提前角的提前是由STC控制阀输送出的压力润滑油(压力不低于10psi或69kPa)控制的。当压力润滑油充满于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,使喷油器柱塞下行,完成提前喷油。简单来说,“液体挺柱”增加了柱塞的有效行程,使喷油在凸轮转角的更早位置发生。

(3)常态正时的工作过程。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,喷油嘴柱塞恢复常态的下行,从而实现常态下的喷油正时。此时喷油时刻由凸轮型线本身决定,喷油推迟至正常位置。

(4)STC系统的控制逻辑。STC控制阀由发动机机油压力信号或电子控制单元驱动。在启动和轻载时,控制阀打开,压力机油进入提前器腔,形成“液体挺柱”,实现提前喷油;当负荷增加至中重载时,控制阀关闭,压力机油排出,恢复刚性接触,实现常态喷油。这一切换过程无需拆卸或调整机械部件,由液压系统自动完成,响应迅速且可靠性高。

总结

康明斯PT喷油器分为法兰型和圆筒型两类,法兰型用法兰安装在缸盖上并配有独立的进回输油管,圆筒型则将进油与泵油通道集成在缸盖或气缸体中,靠安装轮或销钉压紧,减少了管路损坏和泄漏风险,也使机组外观布置更简洁。圆筒型又细分为PT型、PTB型、PTC型、PTD型和PT-ECON型等,其中PT-ECON型用于排放要求严格的机组。不同型号对应不同机型:上止式适用于CQ30290系列及250KVA~800KVA机组,采用零间隙法(小扭矩法)调整;STC喷油嘴适用于M600、G4、M11等机组,采用零间隙法(大扭矩法90INLB)调整。为满足严格排放法规,康明斯开发了STC(分步喷油正时控制)机构,与PT喷油器合为一体成为STC型PT喷油器。其核心原理是利用压力润滑油(不低于10psi或69kPa)在提前器柱塞与柱塞套之间形成“液体挺柱”:启动和轻载时控制阀打开,液体挺柱使喷油器柱塞在相同凸轮转角下更早下行,实现提前喷油;中重载时控制阀关闭,液体挺柱消失,柱塞与柱塞套刚性接触,恢复常态喷油正时。这一液压驱动的可变正时系统无需机械调整即可自动切换,兼顾了冷启动着火性与中重载排放控制,是康明斯满足严格排放法规的关键技术之一。用户在维修和调整STC喷油器时,必须严格按机型规定使用大扭矩法执行零间隙调整,并确保STC控制阀和机油压力正常,以保障分步正时功能可靠工作。


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