康明斯发电机组燃油系统控制原理

 【摘要】康明斯柴油发动机作为各种工程机械和发电机组的动力源，康明斯生产的QSK系列发动机在当今各行各业应用广泛，其产品的功率大、排放低、控制精度高是其主要特点，较传统柴油发电机其核心的燃油系统有了很大进步。

 

一、康明斯发电机组燃油系统控制原理

QSK系列高压喷射燃油系统釆用PT概念，通过电子方式调整执行器的燃油流通面积来控制燃油压力，其核心部件是控制阀总成，如图2所示。由燃油泵产生的燃油流被输送至控制阀总成，该总成由1个切断电磁阀、2个燃油执行器和2个燃油压力传感器组成。

ECM安装在总成壳体的前部，控制阀总成有1个燃油进口和2个燃油出口，每个燃油出口分别由各自的执行器控制。燃油油道执行器控制燃烧所需的燃油，燃油正时执行器控制喷油器正时控制所需的燃油。控制阀总成接受来自燃油泵的燃油流，在控制阀总成内部，燃油流分别供给2个控制系统。

1、康明斯发电机组喷射油道压力控制

该系统由熄火阀、喷射油道执行器和喷射油道压力传感器组成，燃油首先流经熄火阀，然后流向喷射油道执行器。该执行器是一个电子控制的滑柱式控制阀，线圈接受来自ECM的脉冲宽度调制(PWM)信号,根据PWM信号的占空比不同，滑柱将动态控制阀体内的滑柱调节进油口的大小，改变燃油的输出压力。喷射油道压力传感器监测喷射油道压力并将此信号反馈至ECM,ECM结合控制指令来修正对执行器的控制，最终实现对喷射油道压力的最优控制。喷射油道执行器阀的最大流量为454kg/h。

2、康明斯发电机组正时油道压力控制

QSK系列发动机的正时控制是通过改变喷油器内柱塞的有效工作长度来实现的，而有效工作长度的改变则是由正时油腔的注油量来控制的，该油腔内的燃油量根据PT原理可知，受控于正时油道压力和发动机转速，从控制的角度而言，所能做的就是控制其正时油道压力。

为了将正时油道压力控制在某一目标值，ECM向正时执行器发出PWM控制指令，通过与喷射执行器相同的控制方法来控制正时油道压力，并通过正时油道压力传感器反馈该油道压力，实现对正时的最优控制。正时油道执行器的最大流速为681kgAio

二、康明斯发电机组使用与维护

康明斯QSK系列发动机在实际运行中，诸多注意事项应予以高度重视，现汇总如下。

⑴使用中绝对不要用水清洗发动机，因为各种传感器及ECM的连接插头进水后易使电控系统出现一些难以查找的软故障。

⑵当需要在设备上进行焊接作业时，一定要拆除蓄电池的正、负极电缆，并断开发动机的31针及21针连接器。因为电控系统的ECU、传感器、继电器等都是低压元件，如果不断开连接，焊接时的瞬时高压极易烧毁上述元件，造成人为故障。

(3)柴油发电机电控系统对柴油的品质要求较高，使用劣质柴油易造成喷油器堵塞和异常磨损。因此，要按时排出发动机油水分离器中的水和沉淀物，柴油滤芯要定期更换。

(4)在对电控柴油发电机实施维修时，禁止随意拔下传感器的插接头，因为每拔一次传感器插接头对插头的寿命都会有影响，同时自诊断系统还会记录一个故障代码，需手动删除。

三、康明斯发电机组故障案例分析

因燃油控制系统出现问题而导致发动机产生的故障主要集中于发动机启动困难、自动熄火及低马力等几个方面，一般通过系统控制软件读取故障诊断信息代码而确定具体故障范围，当各种传感器元件出现故障、指示不准确及传感器线路传输阻断时，系统会出现相应故障指示，从而确定故障排除步骤。下面主要针对发动机常出现的几种故障且当发动机故障指示不报故障时如何排查发动机故障。

发动机启动困难与自行熄火

对于QSK60柴油发电机而言，二者之间有着必然的联系，分析和处理过程须先易后难逐项确认，严禁大拆大卸。

发动机启动困难的原因较为复杂，若发动机故障指示灯不报故障，则应考虑电子燃油系统软故障。如空气进入燃油系统、柴油水分超标及机械杂质堵塞使阀类元件失效、启动操作不规范、维修部件安装不当或损坏等。若是空气进入系统，低压端由输油泵在30s内排除，高压端可拆卸末端喷油器螺栓，由启动马达带动发动机旋转来排出系统中的空气；若启动转速足够时，再对输出的各端子信号进行测量，如无信号或信号电压超过极限值，可以判定ECM模块损坏需更换；另外按照相关技术规范检查燃油执行器两触针间的电阻，若其阻值不符合规范则执行器有故障；最后检测转速传感器及其电路、燃油泵输出压力、喷油器及其电路。

发动机输出功率不足

此类故障通常被称为低马力，发动机表现为大负荷时“发吐”，急加速时“放炮”，排黑烟，最高空载转速下降80~150r/min,燃油系统污染，进入空气，个别喷油器工作不良或不工作是主要原因。排除故障时首先用Cense诊断确定各缸的工作温度，找到温度不正常的某一个或几个缸，开缸检查，更换不工作的喷油器，同时检查摇臂、十字头、挺杆等附件，如有损坏统一更换。

 

康明斯产品性能特点：
结构紧凑的柴油发电机组
皮带传动系统：带有自动张紧机构，使皮带免于保护
连杆：锻造连杆具有最大的结构强度
曲轴：经感应淬火锻造而成的钢制曲轴具有最大的强度和多次重磨能力
缸体：新型高强度设计使缸体的刚度提高32％，具有极高的耐久性
缸套：荣获专利的中止口设计使缸套具有最大的刚度，提高了活塞环的寿命
燃油系统：采用Bosch优质直列柱塞或转子高压油泵和喷油器，具有更高的燃油经济性
涡轮增压器：全部采用Holset增压器，HX40型带整体式废气旁通阀，进一步改善低速反应及动力性
活塞：铝合金活塞镶有两道耐蚀高镍铸铁环槽，提高了活塞和活塞环使用寿命，阳极化处理的活塞顶也有助于提高其耐久性
机油滤清器：组合式全流和旁通弗列加品牌，滤清效果近乎完美，提高了总机耐久性