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   控制装置主要构成与工作原理

电控柴油喷射系统中的控制装置由电控单元、各种传感器、执行器以及连接它们的控制电路所组成。不同类型的电控柴油发电机喷射系统的控制功能、控制方式和控制电路的布置不完全一样，但基本原理相似。

传感器

①温度传感器为掌握柴油机的热状态，计算进气量及进行排气净化处理，需要有能够连续、地测量冷却水温度、进气温度与排气温度的传感器。温度传感器种类很多，如热敏电阻式、半导体二极管式、热电偶式等。目前，柴油机常用热敏电阻传感器作为温度传感器，其利用对温度敏感的电阻，阻值随温度变化的原理而工作。热敏电阻温度传感器的测量电路比较简单，只要把传感器与一个精密电阻串联连接到一个稳定的电源上，就可利用串联电阻上的分压值反映温度的变化。

②节气门位置传感器节气门位置传感器安装在节气门轴上，与节气门联动。其功用是将节气门的位置或开度转换成电信号传输给电控单元(ECU)，作为电控单元判定柴油机运行工况的依据。

节气门位置传感器有开关型和线性输出型两种。开关型节气门位置传感器的内部有两个触点，分别为怠速触点和全负荷触点。与节气门同轴的接触凸轮控制两个触点的闭合或断开。当柴油机在怠速时，节气门接近关闭，怠速触点闭合，这时电控单元将指令电磁喷油器增加喷油量以加浓混合气。全负荷时，节气门全开，使全负荷触点闭合，这时电控单元将输出脉冲宽度长的电脉冲，以实现全负荷加浓。线性输出型节气门位置传感器是一个线性电位计，由节气门轴带动电位计的滑动触点。当节气门的开度不同时，电位计输出的电压也不同，从而将节气门由全闭到全开的各种开度转换为大小不等的电压信号传输给电控单元，使其地判定柴油机的运行工况。

③曲轴位置传感器曲轴位置传感器通常安装在分电器内，用来检测柴油机转速、曲轴转角以及作为控制点火和喷射信号源的 缸和各缸压缩行程上止点信号。按照信号产生原理有光电式曲轴位置传感器、传感器。

④氧传感器氧传感器安装在排气管内。因排气中氧的浓度可以反映混合气空燃比的情况，所以在电控燃油喷射系统中可用于空燃比校正的反馈信号。目前，常用二氧化钛(Ti02)和二氧化锆(Zr02)两种材料。

二氧化锆氧传感器的基本元件是专用陶瓷体，即二氧化锆固体电解质管，亦称锆管：管固定在带有安装螺纹的固定套内，锆管内表面与大气相通，外表面与排气相通，其内外表面都覆盖着一层多孔性的薄膜作为电极。氧传感器安装在排气管上，为了防止排气管内废气中的杂质腐蚀铂膜，在锆管外表的铂膜上覆盖一层多孔的陶瓷层，并加有带槽口的防护套管。在其接线端有一个金属护套上开有一孔，使锆管内表面与大气相通。当锆管接触氧气时，氧气透过多孔铂膜电极，吸附于二氧化锆，并经电子交换成为负离子。由于锆管内表面通大气，外表面通排气，其内、外表面的氧分子分压不同，则负离子浓度也不同，从而形成负离子由高浓度侧向低浓度侧的扩散。当扩散处于平衡状态时，两电极间便形成电动势，所以二氧化锆传感器的本质是化学电池，亦称氧浓差电池。其输出特性是，在过量空气系数。

⑤爆振传感器爆振传感器用于检测柴油机有无爆振发生，它是柴油机集中控制系统中的重要部件。爆振检测可以有三种途径：一是检测汽缸压力；二是检测柴油机振动；三是检测燃烧噪声。目前较为常用的为振动检测。例如，磁滞伸缩式爆振传感器主要用于振动检测，它是一种电感式传感器。当传感器的固有振荡频率与柴油机爆振时的振动频率相同时，传感器输出 信号。

康明斯柴油发电机组的耗量特性 在满足电力网络负荷平衡的前提下，柴油发电机组 负荷分配指的是通过有计划的安排各个柴油发电机组的出力，使得整体的柴油的消耗油量变得小，让成本达到少，进而整个发电厂的效率与收益。柴油发电机组一般是通过在气缸中燃烧柴油，然后借助转化的爆炸动力来推动柴油机的运作，柴油发电机再带动与其相关联的发电机发电，完成整个电力生产环节。因为柴油发电机的做功的数量很大程度上取决于燃油消耗的数量，而柴油发电机的进气量又规定了柴油发电机组出力的大小，由于负荷时刻在波动，为了保证康明斯柴油发电机组在任何时刻达到经济工况，必须对康明斯柴油发电机组的动力特性进行准确的模拟。即确定康明斯柴油发电机组的耗油量特性。 柴油发电机组发出的功率，与柴油发电机组消耗的柴油等的关系形成柴油发电机组的耗油量特性曲线。而柴油发电机组的这一曲线是电力柴油发电机组 负荷分配问题的基本参数，终结果与耗油量特性曲线的正确率有密切的关系。因此在负荷优化分配中，通过分析计算得到柴油发电机组的耗油量特性是必不可少的步骤。 研究柴油发电机组的耗油量特性的参数，必须先对火力电柴油发电机组的参数进行了解，单元柴油发电机组的燃油的使用量B与发电机有功功率P之间的关系比较复杂，主要取决于柴油发电机组本身的特点，同时还受到所处环境温度，水介质温度，大气压等因素影响。康明斯柴油发电机组由于其自身特点，其启动过程耗时较长，由此有时连续优化过程中需要考虑柴油发电机组的启停成本；柴油发电机组在低负荷状态下，为了保证锅炉燃油的稳定燃烧需要进行投油稳燃。如果综合考虑这些成本，会使得柴油发电机组的燃油耗油量B与出力P之间的关系和规律变得难以分析。限于篇幅，本文只讨论康明斯柴油发电机组在稳定负荷下的耗油量特性关系，即不考虑柴油发电机组的启停成本，但是对于柴油发电机组的出力范围进行考虑，可有效避免柴油发电机组在低出力工况下运行。这些简化并不影响结论的正确性。 此时，单元柴油发电机组的耗油量特性可以表示为： B=F（P） 式中B为燃油消耗油量，即每小时燃油的标准柴油耗油量（单位：t/h）；P为发电机有功功率（单位：MW）。