BOSCH 高压共轨进化史
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四大共轨系统概述展开全文在国三标准阶段,呈现出多样化的技术路线,不过电控组合单体泵、直列泵加EGR等方案也能勉强达到国三标准,但随着排放标准要求越来越高,这些技术的技术瓶颈也会越发明显,接下来将会有更多的产品采用高压共轨系统来提升燃油喷射压力,以达到更洁净的尾气排放。
在我国的柴油电控系统中,博世、电装和德尔福一起,构成了三大主力供应商,下面就对这三家共轨系统做个简单介绍。
● 德尔福:两种技术路线并走德尔福公司原为通用汽车公司的零部件子公司,1999年5月28日,德尔福正式与通用汽车公司分离,成为一家完全独立的、公开在纽约证券交易所上市的公司。
德尔福是全球领先的汽车与汽车电子零部件及系统技术供应商。
其产品系列包括动力、推进、热交换、内饰、电气、电子及安全系统等,这些产品几乎涵盖了现代汽车零部件工业的主要领域,为客户提供全面的产品与系统解决方案。
● 产品发展及技术特点德尔福共轨系统中最具代表性的就是先进的Multec DCR 柴油共轨喷射系统。
采用复杂的软件控制策略,使得柴油发动机能在较少尾气排放、提高燃油经济性和卓越的整体优化情况下产生较高动力,具有较高的性价比和可靠性。
2004年德尔福公司新一代直接驱动式柴油机共轨喷油系统(Direct Acting Diesel Common Rail System)投入市场。
德尔福公司的DADCR系统,因为新的喷油器的使用,取消了高压回油管路,从而大大节省了因高压回油而造成的能量浪费。
● 国内市场发展概况德尔福的产品线按照客户的要求分成三部分:第一部分主要针对中轻型商务车,为客户提供共轨系统;第二部分针对中型商务车,为客户提供“转子泵”系统、泵喷嘴系统或者提供中型共轨系统;第三部分针对重型车市场,德尔福提供泵喷嘴和单体泵技术。
所以,在国内共轨市场上我们更多的是在轻型商用车发动机上才能看到德尔福的共轨系统,比如玉柴的4W,4F系列发动机,江铃轻型商用车发动机等,都有采用德尔福的共轨系统产品。
博世共轨系统简介为满足国三排放标准,国内多数卡车及柴油机企业将技术路线定为高压共轨,目前高压共轨技术主要被博世、德尔福、电装等公司掌握,其中博世的高压共轨系统占有绝大部分市场份额。
技术升级随之而来的是车辆使用等方面的变化,为了更好地普及国三电控共轨系统的知识,让大家更好的用好车,我们在博世共轨系统的官网上找到了一些共轨系统的基础知识,现在整理出来,与大家一起分享。
●柴油共轨系统组成柴油共轨喷射系统由液力系统和电子控制系统构成。
其中液力系统又分低压液力系统和高压液力系统。
共轨系统示意图液力系统低压液力系统:—油箱—输油泵—燃油滤清器—低压油管高压液力系统:—高压泵—高压油轨—喷油器—高压油管电子控制系统(Electronic Diesel Control,简称EDC)—传感器—电控单元(Electronic Control Unit,简称ECU)—执行器,包括带电磁阀的喷油器、压力控制阀、预热塞控制单元、增压压力调节器、废气循环调节器、节流阀等—线束●共轨系统的四大核心部件其中,喷油器、高压泵、高压油轨、电控单元为柴油共轨系统四大核心的部件。
喷油器是将燃油雾化并分布在发动机燃烧室的部件。
共轨喷油器的喷油时刻和持续时间均经电控单元精确计算后给出信号,再由电磁阀控制。
2.高压泵高压泵的作用是将燃油由低压状态通过柱塞将其压缩成高压状态,以满足系统和发动机对燃油喷射压力和喷油量的要求。
高压油轨的作用是存贮燃油,同时抑制由于高压泵供油和喷油器喷油产生的压力波动,确保系统压力稳定。
高压油轨为各缸共同所有,其为共轨系统的标志。
4.电控单元电控单元就像发动机的大脑,它收集发动机的运行工况参数,结合已存储的特性图谱进行计算处理,并把信号传递给执行器,实现发动机的运行控制、故障诊断等功能。
博世共轨系统产品商用车共有两种:CRSN2-16和CRSN3-18。
●CRSN2-16:运用最广泛,最大压力1600巴基于博世全球化平台研发,为中国市场特别优化,是目前博世在中国运用最广泛的平台,可同时满足国三、国四以及国五等多种排放标准要求。
博世共轨系统简介为满足国三排放标准,国内多数卡车及柴油机企业将技术路线定为高压共轨,目前高压共轨技术主要被博世、德尔福、电装等公司掌握,其中博世的高压共轨系统占有绝大部分市场份额。
技术升级随之而来的是车辆使用等方面的变化,为了更好地普及国三电控共轨系统的知识,让大家更好的用好车,我们在博世共轨系统的官网上找到了一些共轨系统的基础知识,现在整理出来,与大家一起分享。
●柴油共轨系统组成柴油共轨喷射系统由液力系统和电子控制系统构成。
其中液力系统又分低压液力系统和高压液力系统。
共轨系统示意图液力系统低压液力系统:—油箱—输油泵—燃油滤清器—低压油管高压液力系统:—高压泵—高压油轨—喷油器—高压油管电子控制系统(Electronic Diesel Control,简称EDC)—传感器—电控单元(Electronic Control Unit,简称ECU)—执行器,包括带电磁阀的喷油器、压力控制阀、预热塞控制单元、增压压力调节器、废气循环调节器、节流阀等—线束●共轨系统的四大核心部件其中,喷油器、高压泵、高压油轨、电控单元为柴油共轨系统四大核心的部件。
喷油器是将燃油雾化并分布在发动机燃烧室的部件。
共轨喷油器的喷油时刻和持续时间均经电控单元精确计算后给出信号,再由电磁阀控制。
2.高压泵高压泵的作用是将燃油由低压状态通过柱塞将其压缩成高压状态,以满足系统和发动机对燃油喷射压力和喷油量的要求。
高压油轨的作用是存贮燃油,同时抑制由于高压泵供油和喷油器喷油产生的压力波动,确保系统压力稳定。
高压油轨为各缸共同所有,其为共轨系统的标志。
4.电控单元电控单元就像发动机的大脑,它收集发动机的运行工况参数,结合已存储的特性图谱进行计算处理,并把信号传递给执行器,实现发动机的运行控制、故障诊断等功能。
博世共轨系统产品商用车共有两种:CRSN2-16和CRSN3-18。
●CRSN2-16:运用最广泛,最大压力1600巴基于博世全球化平台研发,为中国市场特别优化,是目前博世在中国运用最广泛的平台,可同时满足国三、国四以及国五等多种排放标准要求。
高压共轨柴油系统BOSCH –CRDi陆风X8陆风X8陆风X8预热塞预热塞燃油滤清沉淀水开关燃油滤清器加热燃油滤清温度开关预热塞预热塞EK280.5YRAG20e 3BYAG043LREK720.5OGMB01a 3LWEK012.5VEKBT2.5R MB02a 1.5WREK052.5R EK032.5RMB02e 0.75WRMB02f 0.75WRMB020.75WRMB02a 0.75WR MB02a/b 2*0.75WRMB02d 0.75WRAG02c 1WL FG05 0.5VAG043LRFG502GYFG042LGGD752BGD760.5BEK400.35BGyGD760.5B EK930.75OY EK520.5LWGL015WGGD760.75BA600.75VBEA370.5GLEA420.5YVEA440.5WR HFM+0.5WLA19 1.5W A491.5RA16 1.5RB A47 1.5RV A17 1.5VL A33 1.5VO A01 1.5V A46 1.5VB A02 1.5RWA311.5RYA410.5YL A580.5GBA280.5WBA430.5GWA080.5WYA110.5WGA500.75GYA200.75WV A07A120.5RA270.5GEK680.75YBEK920.5BL EK540.5BG EK700.75OWEK910.75YBrEK080.5VO EK310.5L EK460.5LY EK300.5BrR EK090.5VW EK450.5LREK270.35WEK480.35BrVEK260.5VLEK750.35P EK580.35GyVEK580.35GyVEKGD 2.5BEK02 2.5BEK04 2.5BEK06 2.5BEK800.35GyWSL01 0.5RBSL01 0.5RBEK25 0.35GyEK49 0.35Y MBOSCH高压共轨柴油发动机本教材重点介绍陆风欧III VM共轨发动机R425DOHC 的高压共轨柴油机控制系统,其匹配在陆风X6和陆风X8系统车型上,满足国III排放标准。
1柴油喷射系统的发展历程一直以来,博世都是柴油机燃油喷射技术的先驱和领导者,早在1927年就设计和生产了第一台直列泵及油嘴,为柴油喷射技术的发展奠定了坚实基础。
此后,经历了轴向分配泵、电控分配泵和电控直列泵等发展过程,尤其是直列泵技术在几十年后的今天仍在各个领域广泛应用。
1994年,生产了第一台商用车电控泵喷嘴系统(UIS),自此柴油喷射系统从位置控制系统发展为时间控制系统,用高速电磁阀直接控制高压柴油喷射,使原来复杂的机械结构大大简化。
随后,第一台单体泵系统(UPS)和第一台电控径向分配泵相继问世。
代表着当今最先进的柴油喷射系统———电控高压共轨系统于1997年和1999年分别在乘用车和商用车领域实现批量生产,它使喷射压力的产生完全独立于发动机的转速和喷射过程,并由高速电磁阀直接控制高压柴油喷射,实现了从时间控制系统到时间—压力控制系统的飞跃(见图1)。
图1Bosch柴油喷射系统的发展历程2Bosch电控高压共轨系统的工作原理2.1高压共轨系统简介高压共轨燃油喷射技术是通过高压油泵压缩燃油至共轨管内形成高压,再由高压油管分配到每个喷油器,并通过控制喷油器上的高速电磁阀的开启与关闭定时定量地将高压燃油喷射至柴油机燃烧室内,以保证最佳的雾化和燃烧效果,从而使发动机获Bosch电控高压共轨系统的工作原理和特点唐永华,张恬(博世汽车柴油系统股份有限公司技术中心,无锡214028)摘要:阐述了Bosch柴油喷射系统的发展历程,并介绍了Bosch电控高压共轨系统的组成和工作原理,分析了Bosch 电控高压共轨系统的主要特点。
同时指出以Bosch为代表的电控高压共轨技术是当前实现国3及更高排放标准,同时提高柴油机动力输出、降低油耗和噪音的最佳技术方案,是今后国内柴油机应用和发展的必然趋势。
关键词:Bosch;柴油机;电控;共轨系统中图分类号:U467.48文献标志码:A文章编号:1005-2550(2009)05-0009-05Working Principle and Key Characteristics of Bosch Diesel Common Rail SystemTANG Yong-hua,ZHANG Tian(Bosch Automotive Diesel System Co.Ltd.,Wuxi214028,China)Abstract:This article introduces the evolution of Bosch diesel fuel injection system,working principle and key charac-teristics of Bosch common rail system.Based on the analysis of its main characteristics,it points out that Bosch common rail system is the state-of-the-art diesel injection technology to meet China3and future emission standards,and mean-while helps to raise power output,lower fuel consumption and reduce noise emission for diesel engine,therefore,it is an inevitable tendency of Chinese diesel engine application and development.Key words:Bosch;diesel;electronic controlled;common rail system收稿日期:2009-06-12得最佳的性能。
BOSCH电控共轨系统介绍● 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。
1892年,德国工程师鲁道夫.狄赛尔(Rudolf Christian Karl Diesel)发明了世界上第一台柴油发动机。
随后的30年内,柴油发动机应用于船舶,潜艇,工业,发电机动力等领域。
●高压空气供油
早期的柴油发动机体积巨大,借助压缩空气来完成柴油喷射的过程,在当时的蒸汽机时代,巨大的气瓶似乎已经司空见惯。
但庞大的身躯,无法安装在陆地运输工具上,解决柴油高压喷射的问题,成为车用柴油机应用的关键。
●机械式柱塞喷射供油
1920年,社会普遍对柴油发动机的未来应用看好。
1922年博世公司正式启动柴油机喷油泵的开发,得益于其以往开发润滑泵的经验,研制的高压喷油泵能够提供精确数量的液体压力。
新型的高压油泵体积史无前例的缩小,突破了车用柴油机的应用瓶颈。
1923年,柏林车展上,奔驰公司展出了安装博世喷油泵的45马力OB 2型柴油发动机。
次年全世界第一辆,装备柴油发动机的卡车在德国诞生,并接受客户预订。
1927年,博世喷油泵开始正式生产,为车用柴油机的应用铺平了道路,改变了世界。
机械式油泵一直生产至今,靠柱塞建立压力的方式,基本没有多大变化,但其弊端也充分暴露出来。
供油压力受发动机转速制约,低转速下实现精确喷油,受到诸多限制,低压力喷射供油,势必会造成柴油雾化不好。
机械式油泵已经完成历史使命,不能适应更高的环保与发动机技术性能。
●高压共轨系统供油
柴油机工作粗暴,振动噪声大,冒黑烟,冬季冷车时起动困难。
由于上述特点,工程师在不断改进柴油发动机的技术性能。
1945年,高压共轨系统被首次应用。
但受到当时的精密电子技术的制约,可靠性与控制方式没有完全攻破。
直到上世纪90年代末,高压共轨技术才完全应用于车用柴油机。
共轨喷射式供油系统由高压油泵、公共供油管、喷油器、电控单元(ECU)和一些管道压力传感器组成,系统中的每一个喷油器通过各自的高压油管与公共供油管相连,公共供油管对喷油器起到液力蓄压作用。
工作时,高压油泵以高压将燃油输送到公共供油管,高压油泵、压力传感器和ECU组成闭环工作,对公共供油管内的油压实现精确控制,彻底改变了供油压力随发动机转速变化的现象。
●趣解供油系统
为了能够区别两者之间的差异,可以简单打个比方,机械泵供油类似于压力井,那么共轨系统供油就像是自来水龙头。