电控知识应知应会系列培训博世共轨系统服务站用080430

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1、BOSCH高压共轨系统简介,广西玉柴机器股份有限公司 工程研究院技术中心 电控部 2008年3月,玉柴电控知识应知应会培训系列之,内容提要,博世共轨燃油系统介绍 控制器、传感器、执行器介绍 整车功能使用介绍,1.1 博世共轨燃油系统示意图(CP3.3油泵),适用于玉柴4E、4G、6J、6A、6G等中型系列博世共轨发动机,1.1 博世共轨燃油系统示意图(CP2.2油泵),CP2.2,适用于玉柴6L、6M、6K等重型系列博世共轨发动机,1.2 博世共轨电气系统结构示意图,1.3 高压共轨系统工作描述,说明 电控喷油器根据ECU发出的喷油指令脉冲进行喷油 喷油始点由指令脉冲起点控制 喷油量由指令脉冲

2、的宽度控制 可以实现多次喷射 喷油压力为共轨压力 共轨压力可以由ECU发出的共轨压力指令由高压供油泵控制 共轨压力是闭环控制,1.4 博世共轨系统在6J系列发动机的布置示例,增压压力传感器,共轨油压传感器,油量计量阀,喷油器电磁阀驱动线,ECU,高压泵,整车功能端,发动机功能端,1.4 博世共轨系统在6J系列发动机的布置示例,冷却水温传感器,凸轮轴传感器,曲轴信号盘,1.5 博世高压共轨燃油喷射系统油路部分,高低压油路 高压油泵 喷油器 共轨管 其它零部件,1.5.1 博世燃油喷射系统燃油油路示意图(适用于CP3.3油泵),燃油进入：燃油箱齿轮泵滤清器，同时并行流到燃油计量阀和溢流阀，再从燃油

3、计量阀至柱塞,零供油量时返回燃油箱,润滑燃油从溢流阀KUV来，然后流回燃油箱,高压燃油从高压泵流向共轨管,燃油计量阀,溢流阀,齿轮泵,1.5.1 CP3.3油泵低压管路技术要求,目的：保证输油泵进口压力和喷油器、油泵的回油压力 概念：沿程损失与节流损失 所有管路直径必须满足压力和低压油路的设计要求 所有参数最终依赖于发动机和整车的低压油路整体设计，必须在整车上进行极限条件的低压油路认证试验,适用于玉柴4E、4G、6J、6A、6G等中型系列博世共轨发动机,1.5.1 博世燃油喷射系统燃油油路示意图(适用于CP2.2油泵),MeUN阀,溢流阀,齿轮泵,1.5.1 CP2.2油泵低压管路技术要求,目

4、的：保证输油泵进口压力和喷油器、油泵的回油压力 概念：沿程损失与节流损失 所有管路直径必须满足压力和低压油路的设计要求 所有参数最终依赖于发动机和整车的低压油路整体设计，必须在整车上进行极限条件的低压油路认证试验,适用于玉柴6L、6M、6K等重型系列博世共轨发动机,高压共轨燃油喷射系统油路部分,高低压油路 高压油泵 喷油器 共轨管 其它零部件,1.5.2 高压泵CP3.3+ZP18简述(适用于4E、4G、6J、6A、6G),3缸径向柱塞高压油泵； 集成燃油计量单元MeUN，并由之控制轨压; 集成ZP18齿轮输油泵； 燃油滤清器位于齿轮泵压力端； 采用燃油润滑； 不允许承受轴向力； 驱动速比（增

5、速）： 4E/4G/6G：4/3； 6J/6A：7/6； 高压油泵理论供油速率： 1.087cm3/rev； 最大允许轨压：1600bar； 泵额定转速：3800r/min； 逆时针旋转（从驱动端看）。,高压泵进油,输油泵进油,燃油计量阀,高压泵回油,溢流阀,输油泵出油,高压油出口,1.5.2 高压泵CP3.3外形及接口,ZP18齿轮泵,1.5.2 高压泵CP2.2+ZP5简述（适用于6L、6M、6K）,直列双柱塞高压油泵； 集成燃油计量单元MeUN，并由之控制轨压; 集成ZP5齿轮输油泵； 燃油滤清器位于齿轮泵压力端； 采用机油润滑； 驱动速比（减速）： 6L/6M/6K： 1:2 高压油泵

6、理论供油速率： 4.524cm3/rev； 最大允许轨压：1600bar； 泵额定转速：1400r/min； 逆时针旋转（从驱动端看）。,1.5.2 高压泵CP2.2外形及接口,燃油计量阀,输油泵进油,输油泵出油,凸轮轴传感器,高压泵回油,高压泵进油,高压泵出油,溢流阀,ZP5输油泵,1.5.2 高压泵CP2.2外形及接口,6L泵润滑油进口,6M泵润滑油进口,CP2.2油泵采用机油润滑，玉柴所用油泵因布置原因不同机型润滑油进口有所不同。,1.5.2 燃油计量阀(MeUN),控制进入柱塞的燃油量，从而控制共轨管压力 比例电磁阀 PWM信号频率:(165195Hz) 线圈电阻：2.63.15欧姆

7、最大电流：1.8A 缺省状态：全开(limp home),1.5.2 齿轮输油泵ZP18,由高压泵CP3.3轴驱动 齿轮泵供油速率 240 l/h（进油压力0.5bar 绝对压力时） 367 l/h（进油压力1.0bar 绝对压力时） 齿轮泵允许进油温度：2575；,出油,进油,1.5.2 齿轮输油泵泵 ZP18结构,1.5.2 高压泵系统初始充油与排空,共轨高压油泵因其制造精密工作中需要保证良好润滑，油路中空气的进入会导致油泵快速磨损 在更换柴滤、油箱燃油被抽空或更换高压油泵等可能导致燃油管路进空气的情况下应该采用柴滤上附加的手油泵对油路充分排空 排空建议：松开柴滤出口油管，压动手油泵直到柴

8、滤出口有燃油流出至无明显气泡状态，上紧柴滤出口油管后再压几下手油泵至感觉有一定压力时止。,高压共轨燃油喷射系统油路部分,高低压油路 高压油泵 喷油器 共轨管 其它零部件,DS-NF/EAN,25,1.5.3 CRIN2喷油器的基本设计变型,实用于玉柴4E、4G、6J、6A、6L、6M、6K博世共轨系列,实用于玉柴6G博世共轨系列,实用于玉柴轻型车博世共轨系列,1.5.3 CRIN2喷油器,最大喷油压力：1600 bar 喷嘴：mini-sac-hole,RBCP/SNS-Zheng,1.5.3 CRIN2工作原理,1.5.3 喷油器电气参数,1.5.3 喷油器多次喷射特性,喷油器驱动电流,喷油

9、器保持电流,高压共轨燃油喷射系统油路部分,高低压油路 高压油泵 喷油器 共轨管 其它零部件,1.5.4 高压共轨管LWRN3（以4缸机所用油轨示列）,积累和分配高压燃油 降低压力波动 由于柱塞的间歇性供油 由于喷油器的短暂喷射 防止大流量的泄漏,1.5.4 共轨管结构（以4缸机所用油轨示列）,1.5.4 共轨管泄压阀DBV4,带跛脚回家功能的泄压阀,P_limiting: 是打开DBV的压力值 P_max limp home P_min Limp home: 是 DBV打开后的压力范围，大约为70-75MPa Q_min-Q_max:是DBV打开后的流量范围 P_leakage :就是会导致D

10、BV有泄漏的压力值，那么这个泄漏量就是Q_leakage,高压共轨燃油喷射系统油路部分,高低压油路 高压油泵 喷油器 共轨管 其它零部件,1.5.5 带水分离器的滤清器（预滤器）,共轨系统零部件对燃油中的水比较敏感，因为： 过多的水将造成润滑问题 穴蚀、堵塞 解决办法：加装水分离器，定期维护 对含水2的乳状液，在最大流量工况水分离效率要求为93 带手油泵 储水能力取决于燃油消耗量和燃油质量，最低容量200ml,1.5.5 共轨系统需要的滤清器质量,颗粒尺寸（ m）,滤清效率（）,重型车，要求1,000,000km 中型车，要求500,000km 轻型车，要求300,000km 乘用车，要求25

11、0,000km,内容提要,BCR共轨燃油系统介绍 控制器、传感器、执行器介绍 整车功能使用介绍,2.1 控制器(ECU),适用于玉柴4E、4G、6J、6A、6G、6L、6M、6K等中重型系列博世共轨发动机，只是硬件通用,2.1.1控制器特性,型号： EDC7UC31 特性参数： 工作环境： -40105 C 工作电压：24V（932V ） 接插件：141Pins（163689） 尺寸：24820654mm3 ECU的8个固定螺栓扭矩：102Nm 优点 结构紧凑、兼容性好 低功耗，稳定的I/O 功能强大的微处理器，容量大 采用发动机安装方式，便于配套 经过热冲击、低温、防水、化学、盐腐蚀、振动、

12、机械冲击、EMC试验,2.1.2 控制器ECU功能（发动机部分）,喷油方式控制 高达4次喷射（现只用2次） 喷油量控制 预喷油量自学习控制 减速断油控制 喷油正时控制 主喷正时 预喷正时 正时补偿 轨压控制 正常和快速轨压控制 轨压建立和超压保护 轨压Limp home控制,扭矩控制 瞬态扭矩 加速扭矩 低速扭矩补偿 最大扭矩控制 瞬态冒烟控制 增压器保护控制 过热保护 各缸平衡控制 EGR 控制 VGT 控制 辅助起动控制(电机和预热塞) 系统状态管理 电源管理,2.1.2 控制器ECU功能（整车部分）,车速计算及输出供仪表和最高车速限制使用 档位计算 根据车速和发动机转速计算档位 用于挂档

13、怠速控制，改善驾驶性 起动电机控制 排气制动控制 怠速和驱动怠速控制 挂档时发动机负载加大，采用驱动怠速控制可以实现分档控制 此时PID参数和指令怠速转速均发生变化 怠速微调对发动机怠速转速进行细微调整 PTO控制用于各种需要进行转速调整的场合(如：水泥搅拌机) 巡航控制自动维持恒定的车速，减轻驾驶员的疲劳 防抖(ASD)控制 改善车辆在挂档起步、急加速和急减速过程的平顺性 空调控制 根据空调负载调节发动机怠速转速 根据车辆对动力性的需求和发动机的工作状况对空调压缩机进行开/关控制 燃油水含量超标报警油水分离器中的蓄水杯水位超过一定高度是会报警 CAN通讯整车其它控制器和仪表之间的通讯,2.2

14、 BOSCH共轨系统传感器列表,2.2.1 曲轴/凸轮轴传感器,二者同型号，以后只叙述其中之一。 可变磁阻式(VR)，安装于飞轮壳上或齿轮室处 空气间隙：0.51.5mm 输出电压：1650 mV1.8mm，416 rpm 静态电阻值： Rw = 860 10% 20 工作环境：-40120 C 安装螺栓：M612 扭矩：82Nm 总长度： 67.9 1mm 传感器直径：17.617.95 mm,适用于玉柴所有中重型系列博世共轨发动机,2.2.1 VR传感器工作原理,转速传感器,传感器的软铁芯被线圈包围，与安装在曲轴上的一脉冲齿圈正对安装，两者间有一狭小空气间隙。软铁芯与一永磁铁相连，磁场延伸

15、至铁磁性的脉冲齿圈，并受其影响。 随着曲轴带动齿圈的转动，齿圈的齿尖可能与传感器正对或偏离，引起磁路的变化，从而在线圈中感生交流电压，输出信号的特性取决于：线圈绕组圈数和磁通变化率： V = (N d /dt) 其频率取决于转速，而电压幅值则与转速和空气隙大小有关。 在齿圈上加工出一个大“齿间距”，于是不仅可以测量转速，也可获取曲轴的位置信息。,低磁阻、强磁流位置,高磁阻、弱磁流位置,信号特性触发阈值： 当传感器信号超过触发阈值时，输出信号置位。 当传感器信号”过零“时（从+UA到-UA），输出信号复位。 控制单元将采集相邻两次通过零点的时间并作进一步处理。 +UA = 500mV，极端条件下

16、（温度、偏心、磁场等）的干扰信号不得大于33%的触发阈值。,2.2.1 曲轴/凸轮轴传感器,传感器输出信号,ECU整形后信号,零电压,2.2.1 曲轴/凸轮轴传感器,信号特征最大输出电压： 本系统中允许的最大输出峰值电压为： -100V UA +100V 空气间隙过小，或者过小的负载电阻将导致输出电压超过上述限制，从而导致控制单元损坏（损坏负载电阻Rload ）,传感器在不同空气间隙下转速与输出的电压的关系,2.2.1曲轴/凸轮轴传感器相位关系（适用于玉柴4缸机）,发动机处在一缸压缩上止点时： 凸轮轴相位传感器应该指示到凸轮轴信号盘多齿后27（凸轮转角）的位置； 曲轴传感器应该指示到曲轴信号盘缺齿后的第19个齿（参见图中齿的编号），或缺齿后108(曲轴转角)的位置 不方便确认一缸压缩上止点时可先按以下办法初步判断： 凸轮轴传感器对准凸轮信号盘的多齿时，曲轴信号传感器应对准曲轴信号盘缺齿后的第10齿，反过来则不一定有这种关系