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1,高压共轨电控喷射柴油机原理,2,什么是高压共轨电喷发动机,高压共轨电喷发动机是指采用了高压共轨电喷燃油系统的柴油机.柴油机的其他六个系统仍与一般柴油机一样.其工作原理仍然是四冲程增压中冷方式.,高 压-高的喷油器喷油开启压力 普通柴油机的喷油器喷油开启压力为200Kg/Cm2左右 高压共轨电喷柴油机的喷油器喷油开启压力为1200Kg/Cm2左右是普通柴油机的56倍,故称为高压. 高压的作用:使柴油被喷射成更小的粒子.雾化更好,便于与空气充分混和,充分燃烧减少污染.,3,共 轨-公共轨道 普通柴油机的高压喷油泵各缸泵出的柴油经各缸高压油管直接通到各缸喷油器中，而高压共轨电喷柴油机的喷油泵泵出的柴油不是直接通到喷油器中，而是先通到一个公共的油槽中，在公共的油槽中形成高压然后通过各缸高压油管再通到喷油器中。通往各缸的高压柴油都必须先经过公共的油槽才可到达各个喷油器,好比有轨电车都必须在一个公共的轨道上行驶一样，我们把公共的油槽形象地比喻为公共轨道，简称共轨。 共轨的作用:公共轨道是储存高压的地方.由于时高压，如果单由高压燃油泵来逐缸供给,那么高压燃油泵的结构和体积将变得十分复杂和庞大制造起来也十分困难。 公共轨道就好比是自行车的轮胎,通过一个相对简单的供油泵供给高压.公共油槽上安装有压力传感器、压力限制器等确保压力的平稳，然后把高压燃油分配各个汽缸中去。这样两全齐美既获得高压又不需复杂和难以制造的高压燃油泵. 共轨技术是指高压喷油泵、压力传感器和ECU（计算机控制）组成的闭式系统中将喷油压力的产生和喷射过程彼此分开的新的喷油方式。,4,电喷-电子控制喷油器喷油 普通柴油机的喷油器喷油是机械式的,是一次性地喷油. 高压共轨电控燃油喷射柴油机喷油器喷油是由电脑控制喷油器上部的电磁伐的开、闭从而控制高压油路的开、闭来完成喷油器一次或多次喷油，故简称为电喷 。它是集计算机控制技术、现代传感检测技术以及先进的喷油器结构与一身的高科技产品. 因此高压共轨电控燃油喷射技术是一项较为成功的控制污染排放的新技术,通过共轨直接或间接地形成恒定的高压燃油,分送到每个喷油器中,并靠每个喷油器上部的高速电磁开关阀的开、闭，定时、定量地控制喷入汽缸的燃油量，达到最佳的燃烧比和良好的雾化以及最佳点火时间、足够的点火能量和最小的污染排放。具有显著的省油降污作用。排放可以达到欧以上标准。,5,CRI与HPI喷油泵凝聚了小松和康明斯两大著名发动机制造企业的技术精华，具有下列优越性能： *喷射压力高，CRI的喷射压力高达1200-1300kg/cm2 HPI的喷射压力高达1600-1700kg/cm2 *喷射的起始时间可以由电脑来随时调节 *CRI还可在一个冲程中进行预喷、主喷、后喷等多次喷射 * 喷射压力可以由电脑设定 *满足较高的排放要求 *燃烧效率提高，发动机的功率大大提高 目前小松装有CRI喷油泵的发动机是： 125系列，140系列 目前小松装有HPI喷油泵的发动机是： 170系列,6,CRI 燃油系统概述,高压燃油由供油泵产生, 通过公共油槽进入到各喷油嘴. 喷油的开始与结束是由喷油嘴中的电磁阀来控制着喷嘴中的针阀的开与闭来实现的.,CRI 系统通过各传感器检测出的发动机的况状(转速, 油门, 水温, 等), 由计算机来决定燃油的喷射量, 喷射时间, 喷射压力,使发动机运行最佳. 计算机还不断进行自我检查, 如果发现有任何异常, 就会发出警报告诉驾驶员, 并且有自我保护程序, 能自动地停机或使机器进入安全的作业模式运行.,7,8,压力传感器,喷油器,公共油槽,安全阀,燃油冷却器,燃油滤芯 2m,油水分离器,附加燃油滤芯 10m,燃油排气泵,回油块,高压供油泵,低压齿轮泵,电喷的燃油系统循环路径,低怠速: 5.113.3 kg/cm2 开启时: 3.111.3 kg/cm2,9,PC200-8 燃油系统图,(1) 限压阀: 1,850 bar (2) 溢流阀: 105 bar to 13 bar,(3) 回油单向阀: 0.48 bar (4) 旁通阀: 0.1 bar,即使零流量调节阀 (: dia. 0.4mm) IMV 阀关闭, 小燃油流量流到供油泵柱塞, 燃油经调节阀直接到回油侧以保持零流量状态 没有燃油流动的标准状态,供油泵,IMV 阀,齿轮泵,燃油滤芯,溢流阀,喷射器,手油泵,附加滤芯,燃油箱,燃油冷却器,回油 单向阀,限压阀,*,燃油,公共油槽,10,11,1.燃油箱 2.燃油滤芯 3.供油泵 4.公共油槽 5.喷油器 6.ECU 7.传感器（G、NE）,CRI燃油系统组成,供油泵：为公共油槽提供压力, 压力的大小由供油量来决定, 而供油量的大小由 ECU 发出的电控信号来控制PCV 的开闭决定. 公共油槽：接受到高压燃油并将它传到各个气缸的喷嘴. 公共油槽中的油压由油压传感器检测并传到控制器, 保证压力与发动机在该转速与负荷下所需要的压力相符合.,12,5 微米滤芯与 30 微米预滤,1. 按装架 2. 芯子 A. 从燃油箱来 B. 到供油泵 参数 冷却方式:空冷 芯子形状: AL-CFT-1 热交换面积: 3.31m 2,发动机水箱,燃油滤芯与燃油冷却器,燃油冷却器,13,PCV 与高压泵做在一起, 用来控制压力. 凸轮轴有三个峰, 泵的柱塞数就可降为气缸数的 1/3, 同时, 给公共油槽的加压次数与气缸数相同, 这样就容易达到公共油槽中的压力稳定与平稳.,1. 3-峰形凸轮轴 2. 溢流阀 3. 驱动齿 4. No.1 高压泵 5. PCV (排量控制阀) 6. No.2 高压泵 7. 手动泵 8. 加注泵 9. G 转速传感器,供油泵,14,进油阀,齿轮泵,输油阀,PC200-8供油泵,齿轮泵,供油泵,15,供油泵管路,IMV 阀,(1) 齿轮泵入口 (来自附加滤芯) (2) 齿轮泵出口 (至燃油滤芯) (3) 供油泵入口 (来自燃油滤芯) (4) 供油泵出口 (至公共油槽) (5) 燃油回油口 (至燃油冷却器),齿轮泵,(1),(2),(3),(4),(5),16,A. 在柱塞的下降行程中,PCV 打开, 低压油经过PVC 被吸入柱塞腔. B. 即使柱塞进入上升行程, 只要没有电信号流到 PCV , 阀就保持打开, 进入PCV 的油被回流掉, 所以压力不上升. C. 当需要加压时, 电控信号被送到 PCV , 把阀关闭, 燃油的回流通路被切断, 柱塞腔中的压力就上升, 燃油通过出油阀加注进公共油槽.换句话说, 当阀关闭时, 柱塞的行程就是要排出的油量, 因此只要调节关闭阀的时间, 就可以调节加注的油量和公共油槽中的压力. D. 当凸轮超过最高点后进入下降行程, 柱塞腔中的压力下降, 此时, 出油阀就关闭, 防止燃油回流. 同时,流到PCV 的电流被切断, PCV 就打开, 低压的燃油就进入柱塞腔, 也就是又回到了A 状态.,PCV（Pressure Control Valve）阀,17,PCV,18,PC200-8IMV(流量控制阀),调节来自齿轮泵的发动机需要的一定压力的燃油量，供给燃油到供油泵的柱塞的入口。 当电磁线圈电流为OFF时, 阀芯在弹簧力的作用下压向右侧. 三角槽连通燃油入口 。 当电流为ON时, 比例电磁线圈电磁力在电枢上起作用按压阀芯向左移。槽口开口大小被节流，以减少流量。 所以，电磁线圈的电流值的决定了供油量。,燃料入口,柱塞,磁心,电枢,弹簧,电磁线圈,柱塞槽,来自齿轮泵的燃油入口,19,输油泵,20,齿轮室,唇形密封,O型圈,齿轮,铆钉,连接套,螺栓,O-型圈,PC200-8齿轮泵,由供油泵驱动轴驱动,齿轮泵给供油泵提供燃油。,21,PC200-8溢流阀, 溢流阀安装在供油泵壳体上； 当齿轮泵输出的燃油压力趋于稳定的时候多余的燃油回到齿轮泵的入口处。 溢出的燃油润滑供油泵的驱动轴腔。,IMV 阀,溢流阀,供油泵壳体,来自齿轮泵的燃油入口,22,公共油槽用来存贮高压泵产生的高压燃油并将它送到各个气缸, 公共油槽上装有压力传感器, 流量阻尼器, 压力限制阀, 流量阻尼器连着高压油管把高压油送到喷油器, 压力限制器上的油管用于回油.,公共油槽,压力限制阀,流量阻尼器,23,PC200-8公共油槽,压力传感器,限压阀,公共油槽 (容积: 26 cm3),高压喷射器,来自供油泵,公共油槽是一个储存高压燃油的油腔.,24,流量阻尼器用来消除高压油管中的压力脉动, 使供给喷射器的油压稳定. 当流量过大时, 它会切断通路, 防止流量异常. 当流量过大时, 高压作用在活塞上,活塞与球一起向右并与座接触, 油的通路就被切断了.,不喷油时，钢球在弹簧作用下靠在最左边,正常喷油时，减少脉动,喷油异常时，堵住出油口,流量阻尼器,25,压力限止阀,压力限止阀在异常高压时打开, 以释放高压, 当公共油槽中的压力达到约 140 MPa 1,430 kg/cm 2 时打开, 当压力下降到 30 MPa 310 kg/cm 2 时又关闭, 用来维持压力.,26,PC200-8限压阀,控制公共油槽的最大压力。 限压阀设定压力: 1850bar(1bar=1.01972kgf/cm2) 1887kgf/cm2 拆除时要用专用工具，因为此阀的端部是刀刃加工过的。,The tip is tool edged,27,压力传感器,公共油槽 压力传感器,公共油槽油压传感器按装在公共油槽上, 用来检查公共油槽里的压力,反馈到ECM. 这是一个半导体压力传感器, 利用了半导体的特性, 当加上压力时电阻会改变.,28,TWV (双向电磁阀) 控制着控制腔中的压力, 用来控制喷射的开始与结束.,TWV 关,1.进口 2. 线端 3. 上体 4. 电磁阀 5. 出口 6. 内部阀体组 7. 阀体,8. 出口小孔 9. 入口小孔 10. 控制腔 11. 控制活塞 12. 弹簧 13. 压销 14. 喷嘴组件,喷射器,AP/EHD3.2 Wolf,Michael,1,4,2,3,5,8,6,9,7,10,12,14,16,18,20,22,24,25,23,21,19,17,15,13,11,29,27,30,31,32,26,28,1. 喷嘴阀体 2. 喷嘴针阀 3. 喷嘴锁紧螺母 4. 喷射器主体 5. 连接销 6. 喷嘴弹簧 7. 阀体 8. 柱塞 9. 密封环 10. 阀球 11. 固定螺纹 (螺母),26. 电枢螺栓 27. 支架 28. 电枢导向器 29. 支座 30. O型圈 31. 垫板 32. 拉伸螺母,12. 垫圈 13.垫圈 14.垫圈 15. 电枢 16. 电枢弹簧 17. 衬垫,18. 卡环 19. 磁心 20. 管 21. O型圈 22. 连接块 23. 密封球 24. 阀弹簧 25. 连接器端子,PC200-8喷射器结构图,30,线圈座面,高压燃油连接器锥面,PC200-8喷射器和高压连接器,喷射燃油回油增加的原因： 线圈座面损坏； 高压燃油连接器座面损坏 阀芯和喷射器壳体之间的间隙增加等原因。,阀芯和喷射器壳体之间的间隙,端口过滤网,最佳的喷射时间和喷射次数是由顶部的电磁阀的关闭和开启决定的。 电磁线圈工作电压是 80 V 回油经缸头的回油管流向发动机后部。,31,32,注意：喷射电磁阀的控制电压为110130伏,保持电流为2-3 安培,加入的电流为 11 to 12 安培,33,传感器,34,传感器 NE & G,35,36,传感器 NE,1) NE 转速传感器 (曲轴转角感知) 当信号孔通过传感器时, 通过传感器的磁力线发生变化, 线圈中产生感生电压. 飞轮壳上每隔7.5 度就有一个小孔, 但其中有三处没有孔, 这样总共就是45个孔, 每转两圈就能产生90个脉冲信号. 通过这些信号, 发动机的转速就被测出来了.,飞 轮 对 准 销,37,传感器 G,高压泵的凸轮轴中心按装的盘状的齿轮, 上面每隔60度切有一个凹槽. 另外有一处有多一个内齿, 因此发动机每转 2 圈就产生 7 个脉冲, 通过 NE 和G 传感器的信号组合, 就能确定第一缸的标准.,38,水温传感器,有两个传感器, 一个测高温, 一个测低温,水温传感器测出水温并送到 ECU. 这是一个热敏电阻型传感器, 能过测量热敏电阻上分得的电压值, 就能算出水的温度. 高温传感器用于保护发动机. 低温传感器用于低温起动, 发动机转速被限止在1000转, 并进行多次喷射, 防止白烟的产生.,当传感失效时 ECM