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BOSCH电控共轨系统
2009-11-29 14:37
BOSCH电控共轨系统   曝潍柴内部培训资料
● 柴油机喷油技术的发展
    柴油机喷油技术经历了传统的纯机械操纵式喷油和现代的电控操纵式喷油这两个发展阶段。而现代电控喷油技术的崛起，则应归功于计算机技术和传感检测技术的迅猛发展。目前电控喷油技术已从初期的位置控制型发展到时间控制型。现代电控喷油技术实现的手段主要有电控泵喷嘴、电控单体泵以及电控共轨系统。
● 电控喷油系统的介绍
    泵喷嘴（UIS）

    在泵喷嘴系统中喷油泵和喷油嘴组成一个单元。每个发动机气缸都在其缸盖上装有这样一个单元，它或者直接通过摇臂或者间接的由发动机凸轮轴通过推杆来驱动。
    单体泵（UPS）

    单体泵系统工作方式跟泵喷嘴相同，它是一种模块式结构的高压喷射系统。与泵喷嘴系统不同的是，其喷油嘴和油泵用一根较短的喷射油管连接，单体泵系统中每个气缸都设置一个PF单柱塞喷油泵，由发动机的凸轮轴驱动。
    共轨系统（CRS）

    在共轨式蓄压器喷射系统中，ECU通过接收各传感器的信号，借助于喷油器上的电磁阀，让柴油以正确的喷油压力在正确的喷油点喷射出正确的喷油量，保证柴油机最佳的燃烧比、雾化和最佳的点火时间，以及良好的经济性和最少的污染排放。
    电控高压共轨和电控单体泵优劣势对比


    共轨系统的特点
    柴油机共轨式电控燃油喷射技术是一种全新的技术，因为它集成了计算机控制技术、现代传感检测技术以及先进的喷油结构于一身。它不仅能达到较高的喷射压力、实现喷射压力和喷油量的控制，而且能实现预喷射和后喷，从而优化喷油特性形状，降低柴油机噪声和大大减少废气的排放量。该技术的主要特点是：
    1.采用先进的电子控制装置及配有高速电磁开关阀，使得喷油过程的控制十分方便，并且可控参数多，益于柴油机燃烧过程的全程优化；
    2.采用共轨方式供油，喷油系统压力波动小，各喷油嘴间相互影响小，喷射压力控制精度较高，喷油量控制较准确；
    3.高速电磁开关阀频响高，控制灵活，使得喷油系统的喷射压力可调范围大，并且能方便地实现预喷射、后喷等功能，为优化柴油机喷油规律、改善其性能和降低废气排放提供了有效手段；
    4.系统结构移植方便，适应范围宽，不像其它的几种电控喷油系统，对柴油机的结构形式有专门要求；尤其是高压共轨系统，均能与目前的小型、中型及重型柴油机很好匹配。
● BOSCH电控共轨系统介绍
    1.BOSCH电控高压共轨系统构成

    2.BOSCH电控高压共轨结构示意图

BOSCH电控高压共轨安装示意图




    3.BOSCH电控高压共轨系统工作原理
    在共轨式蓄压器喷射系统中，压力的产生和燃油的喷射是完全脱开的。喷射压力的产生跟发动机转速和喷油量毫不相干。燃油以一定的压力储存在高压蓄压器（即所谓的“共轨”）内，时刻准备着进行喷射。喷油量由驾车人确定，喷射起点、喷射持续时间和喷射压力由ECU（电子控制单元）计算出来。然后，ECU触发电磁阀，使每一个气缸的喷油器（喷油单元）相应地进行喷射。传感器组成如下图：

    ECU（电子控制单元）

    ECU是电控发动机的控制中心，通过接收各传感器传送来的发动机运行信息，加以运算处理后控制各执行器动作。ECU还包含着一个监测模块。ECU和监测模块相互监测,如果发现故障，它们中的任何一个都可以独立于另一个而切断喷油。

    其中喷油器线束，传感器线束发动机出厂时已经做好，整车厂需要根据整车功能的需要来做整车线束。
    CPN2.2(+)高压油泵


    齿轮泵ZP5

    共轨管
    存储高压，抑止因油泵供油和喷油而产生的波动。

    燃油粗滤器

    带油水分离器，分离燃油中的水分。
    曲轴转速传感器

1、永磁铁 2、传感器壳体 3、发动机外盖 4、软铁芯 5、线圈 6、传感线圈




    原理：电磁感应
    功能：1、曲轴（发动机）转速；2、曲轴上止点位置。
    凸轮轴转速传感器

    原理：霍尔效应
    相位确定：凸轮轴上安装着一个用铁磁性材料制成的齿，它随着凸轮轴旋转。当这个齿经过凸轮轴传感器的半导体膜片的时候，它的磁场就会使半导体膜片中的电子以垂直于流过膜片的电流的方向发生偏转。产生一个短促的电压信号（霍尔电压），这个电压信号告诉ECU，某1缸已经进入了压缩阶段。
    水温传感器


    原理：高灵敏度NTC（负温度系数热敏电阻）电阻阻值随温度下降而增大。
    轨压传感器

1、电子接头 2、评估电路 3、带传感装置的皮膜 4、高压接头 5、固定螺纹



    原理：传感器皮膜上的传感器元件将高压管道内的压力变化转化成电压信号输送到ECU。一旦损坏，压力控制阀就通过应急（备份）功能，按设定值被“盲”触发。
    机油压力传感器

    功能：可同时检测机油
    进气压力传感器

    功能：可以检测进气压力和温度
    加速踏板传感器


电控喷油器


    电控喷油器的安装
WP12机型



    工作原理：

    1）电磁阀断电：球阀关闭。控制腔压力＋针阀弹簧压力> 针阀腔压力；针阀关闭，不喷射

    2）电磁阀通电：球阀开启，泻油孔泻油。控制腔压力＋针阀弹簧压力< 针阀腔压力；针阀抬起，喷射

    针阀抬起速度取决于泻油孔与进油孔的流量差；针阀关闭速度取决于进油孔流量；喷射响应＝电磁阀响应＋液力系统响应；一般应为0.1ms~0.3ms (喷油速率控制的要求)。
    发动机传感器线束
    传感器线束包括：6个传感器线束及与整车相关的V4线束。

    6个传感器分别为：轨压传感器（2.12、2.13、2.14）、水温传感器（2.15、2.16），机油压力传感器（2.24、2.27、2.28、2.32），进气压力温度传感器（2.25、2.33、2.34.2.36），曲轴转速传感器（2.19、2.23），凸轮轴转速传感器（2.09、2.10）。V4包括排气制动开关2.29、排气制动电磁阀2.06、空调压缩机继电器2.11以及ECU电源输出2.03。
    柴油机自带的6个传感器都是非常重要的传感器，主机厂在安装时应特别注意防护


    喷油器线束(cylinder connecter)

    喷油器线束包括发动机6个缸的喷油器（injector）以及控制高压油泵的油量计量单元ZME(metering unit)。

    预留四根接线：

    白色（2.03）：ECU的电源输出（24v）；灰色（2.06）：接排气制动电磁阀；橙色（2.11）：
接空调压缩机继电器；蓝色（2.29）：接排气制动开关，控制蝶阀的打开。现在已经做成标准接头。    整车功能线束


●BOSCH电控共轨系统优势
    BOSCH燃油喷射系统参数的直观表示

    BOSCH电控高压共轨系统的优点




    BOSCH电控高压共轨系统的优点：1. 喷油压力的产生过程与喷油过程相互独立；2. 喷油始点和燃油喷射量的控制各自独立，可实现精确控制；3. 最小稳定燃油喷射量极小，可以达到1mm3/次；4. 喷油系统响应灵敏，能灵活方便地实现预喷及后喷；5. 高压喷射改善了进气和燃油的混合及燃烧过程，降低了柴油机的排放；6. 高压泵的驱动扭矩峰值小，机械噪音小；7. 不必要对柴油机结构进行重大改进即可替代传统的喷油系统。

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