潍柴P10博世共轨系统油路图解(上).pdf

技术论坛 technical talk 732012 10 汽车维修与保养 栏目编辑 姜曼 jm 文 山东 刘华 潍柴wp 10 336柴油机bosch共轨系统油路图解 上 图1 wp10 336柴油机电控燃油喷射系统组成示意图 2008年7月1日 我国车用柴油机开始执行国 排放标准 传统柴油机必须加装电控系统 才有望达到 排放标准的要求 目前 车用柴油机大部分安装了电 控高压共轨系统 其中 采用bosch共轨系统所占比 例很大 下文将以潍柴wp10 336 排量10l 功率 336ps 柴油机为例 对bosch在中国运用最广泛的 平台 crsn2 16共轨系统的油路进行详细图解 crsn2 16系统适用于中重型商用车 系统最高压 力可达160mpa 可满足国 国 等排放标准 该 系统采用了crin2 16型喷油器 可选装三种高压油 泵 cpn2 16双缸直列式高压泵 机油润滑 集成 齿轮输油泵 cp3 3n 16 18三缸径向柱塞高压泵 集成齿轮输油泵以及cb28 18直列式高压泵 可以 选用hfrn 16 18热锻共轨或者lwrn 16激光焊 接轨 可以选用edc7 适用于中重型商用车 可直 接发动机安装 edc16 适用于乘用车和轻中型商 用车 底盘安装以及edc1 7博世最新一代全球化 平台 可集成dcu的全部功能 潍柴wp10 336柴油机电控燃油喷射系统 见图 1 潍柴wp10 336柴油机的燃油管路 见图2 可 以分为低压油路和高压油路两部分 一 低压油路 低压油路又可分为进油油路及回油油路 进油油路 输油泵将柴油从油箱中抽出经过柴油 粗滤器 带油水分离器 过滤后 再次经过燃油细滤器 过滤 此时油路分成两部分 一部分经过进油计量阀 计量后送至高压油泵柱塞腔 另一部分送至回油阀 回油阀与进油计量阀并联 以保证进油计量阀的输入 端压力恒定 该发动机的电控单元直接安装在缸体上 见图 3 基于ecu散热考虑 ecu下方安装了一个焊接 座 利用经过燃油粗滤器的燃油流过该焊接座的空 腔 然后流入输油泵 通过流动的燃油 给ecu散 热 回油油路 6个喷油器的回油总管 共轨限压阀 的回油管都接到高压油泵的回油管接头上 然后一起 通过总回油管回到油箱 1 滤清器 为了增强滤清效果 潍柴wp10 336柴油机采用 进油计量阀 共轨压力 传感器 共轨 限压阀 细滤器 输油泵 高压泵 传感器 执行器 喷油器 带手油泵的粗滤器 电控单元 燃油含水率传感器 油箱 曲轴位置 传感器 曲轮轴位 置传感器 加速踏板 位置传感器 冷却液温 度传感器 增压压力 温度传感器 机油压力 传感器 高压 部分 低压 部分 进油 回油 刘华 本刊专家委员会委员 毕业于山东工业大学内 燃机专业 现为威海职 业学院 汽 车专业带头 人 教授 高级工程师 哈尔滨工业 大学车辆 工程专业工学硕士 中 国汽车工程学会会员 汽车柴油机电控系统 检修 国家级精品课负 责人 柴油机电控高 压共轨系统检修 新课 程的构建与教学实践 省级教学成果二等奖第 一完成人 技术论坛 technical talk 74 october china 栏目编辑 姜曼 jm 了两级串联式滤清器 其中燃油粗滤器带 有油水分离器且其上端盖有手油泵和放气 螺钉 其下端装有燃油含水率传感器 见图 3 2 输油泵 输油泵的作用是将燃油从油箱吸入 过滤后将燃油提供给进油计量阀 计量后 再送至柱塞腔 由于潍柴wp10 336柴油机为重型柴 油机 为了满足油门踏板最大开度时喷油 量的需要 该柴油机采用了zp5型齿轮式 两级输油泵 输油泵集成在高压油泵上 位于高压 油泵的后端 输油泵的一级主动齿轮通过 半圆键与高压油泵的凸轮轴相连接 并用 螺钉紧固 见图4 输油泵的一级主动齿轮 为内齿轮 共37个齿 一级从动齿轮为外 齿轮 共13个齿 输油泵的一级从动齿轮 图3 电控单元 粗滤器及细滤器的安装位置 图4 输油泵一级传动 图5 输油泵二级传动 a 外侧 b 内侧 图6 一级主动齿轮及凸轮轴位置传感器信号轮 图7 溢流阀及旁通阀总成 图8 溢流阀及旁通阀示意图 高压油泵体 后端盖 输油泵 一级主动齿轮 输油泵壳体 输油泵 一级从动齿轮 旁通阀 出油腔 输油泵 二级从动齿轮 输油泵 二级主动齿轮 进油腔 溢流阀 输油泵壳体 判缸齿 键槽 信号齿 紧固螺钉 弹簧 钢球 溢流阀总成 输油泵壳体 弹簧及柱塞 紧固螺钉 旁通阀总成 燃油吸入 自粗滤器 输油泵 旁通阀 溢流阀 燃油压出 去细滤器 图2 wp10 336柴油机燃油管路示意图 细滤器 限压阀 喷油器 溢 流 阀 输油泵 旁 通 阀 进油 计量 孔 回油阀 零供油 节流阀 进油计量阀 手油泵 粗滤器 带油水分离器 cp2 2型高压油泵 带zp5型输油泵 油箱 高压 部分 低压 部分 进油 回油 同轴连接了输油泵的二级主动齿轮 外齿 轮 10个齿 二级从动齿轮也是外齿轮 10个齿 见图5 输油泵一级传动的传动比 为13 37 二级传动的传动比为1 1 总传 动比为13 37 由此可见 输油泵的转速可 以达到高压油泵凸轮轴转速的2 85倍 通 过采用二级传动 输油量可以有很大的提 高 输油泵一级主动齿轮及凸轮轴位置传 感器信号轮为整体式 由半圆键与高压油 泵凸轮轴相连接 凸轮轴位置传感器信号 轮采用凸齿式 其齿数为缸数 1个 共7 个 其中6个信号齿为圆周方向120 均 布 增加了一个判缸齿 用于确定1缸压缩 上止点位置 见图6 凸轮轴位置传感器为 霍尔式 输油泵壳体集成了溢流阀和旁通阀总 成 溢流阀总成由钢球 弹簧及紧固螺钉 组成 旁通阀总成由柱塞 弹簧及紧固螺 钉组成 见图7 当输油泵的燃油压出端压 力过大时 溢流阀打开 使燃油压出端与 燃油吸入端短接 从而防止由于压力过高 而造成燃油细滤器破裂 见图8 旁通阀的 主要作用是当用手油泵泵油时 旁通阀打 开 向柱塞腔提供燃油通道 参考图2 发 动机正常工作时 旁通阀关闭 技术论坛 technical talk 752012 10 汽车维修与保养 栏目编辑 姜曼 jm 输油泵后端盖上有输油泵进油口 来自 燃油粗滤器 和输油泵出油口 到燃油细滤 器 并有向上的安装标记 见图9 原因 在于进油节流孔直径较小 而出油口直径 大 输油泵总成用4个螺钉固定在高压油泵 壳体后端 3 进油计量阀 进油计量阀用三个螺钉安装在高压油 泵的进油位置 见图14 用于调整进入柱 塞的燃油供给量 从而调节共轨的燃油压力 值 ecu根据加速脚踏板位置传感器 增 压压力及温度传感器 凸轮轴位置传感器 曲轴位置传感器等信号 确定高压共轨内的 燃油压力 并通过占空比pwm信号调节进 油计量阀 实现对共轨压力的控制 共轨压 力传感器实时监测共轨内燃油压力 并将信 号提供给发动机控制单元 发动机控制单元 再对进油计量阀实施反馈控制 最终实现对 共轨压力的闭环控制 bosch edc7系统进油计量阀采用进 油端调节共轨压力的方式 当进油计量阀不 通电时 其开度最大 进油计量阀的供油特 性如图11所示 进油计量阀采用进油端调节 轨压的方式 避免了燃油的不必要压缩所造 成的发动机功率耗损以及燃油温度的升高 4 回油阀 回油阀通过螺纹安装在高压油泵的回 油位置 见图14 回油阀与进油计量阀的 油路并联 参考图2 其作用是确保进油计 量阀入口处的燃油压力保持恒定 这也是 保证共轨系统正常工作的先决条件 回油阀上共有3个孔 见图12 其中 进油孔的燃油来自输油泵加压后且经过 细滤器过滤后的燃油 当进油压力超过设 图10 进油计量阀 图11 进油计量阀的供油特性 图12 回油阀图13 回油阀工作原理示意图 定值时 燃油压力克服回油阀内的弹簧弹 力 回油孔打开 将燃油经回油管流回油 箱 另外 还设置了泄油孔 其作用是将 回油阀内泄露的燃油及时排出 防止影响 回油阀的正常工作 见图13 若回油阀因各种原因卡死在常回油的 位置 会造成回油量过大以及经过进油计 量阀进入柱塞腔的燃油量减少 使共轨压 力不足 对发动机的性能有很大的影响 甚至造成发动机不能启动 5 零供油节流阀 在进油计量阀与柱塞腔之间的进油通 道上 设置了零供油节流阀 参考图2 其 作用是将燃油中空气及时排出 防止进入 柱塞腔以及当发动机熄火后 将管路中的 燃油及时回流至油箱 图14 cpn2 2高压油泵 进油 出油 供 油 量 电流 泄油 回油 进油 螺塞 弹簧 阀体 回油口 阀 到回油管 到回油管 柴油出油口 回油箱 柴油进油口 自细滤器 进油计量阀 回油阀 输油泵出油口 到细滤器 输油泵进油口 自粗滤器 齿轮式输油泵zp5 凸轮轴位置传感器 初始机油 加注口 机油进油口 铭牌 高压油出口 去共轨 图9 输油泵后端盖 输油泵出油 到细滤器 输油泵进油 自粗滤器 进油节流孔 向上标记 技术论坛 technical talk 76 october china 栏目编辑 姜曼 jm a 前端 b 后端 图15 高压油泵壳体 a 内侧 b 外侧 图16 前端盖 a 内侧 b 外侧 图17 后端盖 安装 供油单元 安装前端盖 安装后端盖 滑动轴承 密封0型圈 油封 密封0型圈 滑动轴承 凸轮轴位置传感器安装孔 图18 6个相同的轮廓型线呈60 夹角均布 二 高压油路 高压油泵的柱塞将燃油加压后通过2根 高压油管接到共轨上 共轨上有6根高压油 管 长度相等 将高压油送至喷油器 1 高压油泵 潍柴wp10 336柴油机采用了cpn2 2 高压油泵 最高压力可达160mpa 该高压 油泵为双缸直列柱塞式 采用机油润滑 cpn2 2高压油泵主要由壳体 前后端 盖 凸轮轴 2个滚轮总成及2个供油单元 构成 同时还集成了齿轮式输油泵 进油计 量阀 凸轮轴位置传感器等 见图14 1 壳体 壳体是高压油泵的基础件 由铝合 金铸造而成 其内部包含燃油的进油 回 油油道以及机油的润滑油道 两个垂直空 腔安装供油单元及滚轮总成 下部空腔安 装凸轮轴及前 后端盖 壳体正面部分有 一块铭牌 其上有一组十位数的编码 为 bosch的订货号 用于购买配件时使用 见 图15 2 前 后端盖 前端盖由钢制材料制成 其内部安装 了滑动轴承 用于支撑高压油泵凸轮轴前 端 其外侧内端面安装了油封 内侧外端 面安装了o型圈用于机油的密封 前端盖用 4个螺钉固定在高压油泵壳体的前端面 见 图16 后端盖由铸铁材料制成 其内部安装 了滑动轴承 用于支撑高压油泵凸轮轴后 端 其内侧外端面安装了o型圈用于机油 的密封 后端盖上有凸轮轴位置传感器的 安装孔 后端盖内侧与高压油泵壳体相连 接 外侧与输油泵壳体连接 见图17 3 凸轮轴 凸轮轴采用钢制材料制成 轴上有两 个凸轮 每个凸轮有三个相同的轮廓型线 共计有6个相同的轮廓型线在圆周方向呈 60 间隔角均布