博世共轨系统简介(强力推荐).
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博世卡车共轨系统CRSN(一)对于商用车主要是指重卡与中卡。
重卡(HD)指整车质量大于6吨,发动机排量在8L到14L,发动机额定转速在1800rpm到2200rpm 之间,额定功率大于250千瓦的车辆,通常电瓶电压为24伏,如一汽解放J6。
中卡(MD)指整车质量大于3.5吨,发动机排量在4L到8L,发动机额定转速在2200rpm到2700rpm之间,额定功率约为250千瓦的车辆,通常电瓶电压为24伏或12伏。
一、CRSN共轨系统整体构成博世共轨系统CRSN的部件主要有:燃油箱、燃油滤清器、高压油泵、高压油轨、共轨喷油器、电控单元和各类传感器(曲轴/凸轮轴位置传感器、加速踏板位置传感器、水温传感器、增压压力传感器、机油压力传感器等等)组成。
如下图所示。
商用车共轨系统部件构成整个高压共轨系统可被分为电控系统与液力系统两大部分。
液力系统包括燃油箱、燃油滤清器、高压油泵、高压油轨与喷油器;电控系统则包括电控单元ECU、传感器与执行器这三类;二、高压共轨系统CRSN液力系统构成高压共轨系统CRSN的液力部分主要由燃油箱、滤清器、高压油泵(CPN2.2和CP3.3)、高压油轨以及共轨喷油器(CRIN)这几部分组成。
以下两图分别示意了以CPN2.2和CP3.3为泵油部件的两套系统液力部分。
基于CPN2.2液力系统示意图基于CP3.3液力系统示意图图中各液力部件的主要功能概括如下:1) 燃油箱:燃油储存;2) 滤清器:对进入油路的柴油进行过滤;3) 高压油泵:压缩低压燃油并将其输送到高压油轨;4) 高压油轨:积蓄高压泵输送的高压燃油,提供给各缸喷油器;5) 喷油器:实现缸内精确喷油。
三、高压共轨电控系统构成共轨系统中电控系统一般由传感器、执行器、ECU以及线束四部分组成,商用车的电器结构示意图如下:电器系统各元器件功能概括如下:1) 传感器:物理参数转换成电信号,并将各种信号提供给ECU;2) 电子控制单元(ECU):通过内部软件对接收的信号进行分析处理,并根据控制策略调控各执行器,同时对各信号进行监控和判断;3) 执行器:接受ECU发出的指令并执行相关动作;4) 通讯接口:与外部系统进行通讯;5) 供电电源电器系统具体元件如下图所示:四、共轨系统CRSN各部件在发动机上的典型布置图?? 共轨之家。
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。
博世公司商用车新型增压式高压共轨喷射系统介绍作者:暂无来源:《汽车维修与保养》 2017年第8期不断完善的废气排放法规迫使柴油机制造商不断采取各种机内净化措施和废气后处理方法来降低柴油机的排放,各种废气后处理装置应运而生。
但是,柴油机的低排放与经济性是相互矛盾的,以往不断加严的排放限值已导致燃油耗的不断增加,而即使在采用机外净化措施的情况下,原始排放的高低对确定废气后处理部件的尺寸起着决定性的作用,直接影响到购置费用和运行成本,因此为了降低原始排放和燃油耗,并降低制造成本和运行费用,必须进一步采用机内净化措施来降低柴油机的原始排放和燃油耗,而其中燃油喷射系统依然起着至关重要的作用。
欧美各国随着未来排放法规US10/ 欧Ⅵ在重型商用车柴油机上的实施,采用高压共轨喷射系统替换目前还在许多场合使用的单体泵或泵喷油嘴系统的趋势将进一步加快,而废气再循环(EGR) 在所有燃烧过程中的应用是其具有决定性意义的推动者,由此而产生的发动机对部分负荷时更高喷油压力的需求只能由带有蓄压器的喷射系统采用液力方式才能有效地实现。
开发重型商用车柴油机燃烧过程成功的关键在于把握好高负荷运转工况,为此博世公司开发了一种喷油规律曲线形状可变的增压式高压共轨喷射系统( 图1),其喷油器中除了控制喷油的电磁阀之外,还具有第2 个电磁阀,它能激活集成在喷油器中的一个压力放大器, 并通过优化电磁阀喷油嘴针阀控制时间的偏差,可使喷油开始时的喷油速率减半,从而限制氮氧化物的形成,使得柴油机制造商有可能在达到废气排放法规限值的同时进一步降低燃油耗。
博世公司的产品系列以高压共轨喷射系统(CRS) 的两种变型来支持高负荷运转工况的燃烧过程设计。
其中,CRSN3.3 高压共轨喷射系统提供了可选择的柔性多次喷射的自由度,它可用于采用高增压压力和高EGR 率的燃烧过程。
目前,喷油压力为2 200 ~ 2 500bar(1bar=105Pa) 的高压共轨喷射系统产品等级( 图2) 可满足特殊柴油机的使用要求,而CRSN4.2 增压式高压共轨喷射系统不但能以较低的共轨压力获得比一般共轨喷射系统高得多的喷油压力,而且除能进行多次预喷射和后喷射之外,还能提供可选择主喷射开始时喷油速率的柔性功能,即喷油规律( 针阀升程和喷油压力) 曲线形状可选择从矩形变化到斜坡形直至靴形,在宽广的发动机特性曲线范围内与柴油机的运转工况达到最佳的匹配,特别是能够降低对NOx 敏感的发动机特性曲线场范围内的氮氧化物的形成,其应用实例示于图3。
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。
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。
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。
适用于中重型商用车,专门针对商用车的特点进行寿命强化。
跛行回家功能,即使系统出现故障在不影响安全性的情况下仍可行驶,以满足商用车的特殊需求。
模块化的设计,适用于不同功率扭矩和缸数的要求。
多种高压泵组合方案以满足不同的客户需要,其中CP3、CPN2-16为全球化平台开发,CB28为本土化开发高效可靠而价格更具竞争力。
可选博世最新一代全球化平台EDC17CV电控单元,专门针对博世Denoxtronic2.2系统进一步优化,可集成尿素喷射控制单元(Dosing Control Unit,简称DCU)的全部功能,以简化系统降低成本。
产品特点专为中重型商用车量身定制的共轨系统全球化的平台,为中国市场特别优化模块化的设计,适用于不同功率扭矩和缸数的要求跛行回家功能低油耗高可靠,更高的设计寿命自我诊断实现高效快速解决故障系统压力高达1600巴可满足国三、国四及更高的排放标准● CRSN3-18:升级版本,最高压力1800巴基于博世全球化平台研发,为中国市场特别优化。
适用于中重型商用车,专门针对商用车的特点进行强化寿命。
跛行回家功能,即使系统出现故障在不影响安全性的情况下仍可行驶,以满足商用车的特殊需求。
模块化的设计,适用于不同功率扭矩和缸数的要求。
全系可基于CRSN2-16系统直接升级,简化开发和匹配周期。
系统压力高达1800巴。
产品特点专为中重型商用车量身定制的共轨系统全球化的平台,为中国市场特别优化模块化的设计,适用于不同功率扭矩和缸数的要求跛行回家功能可直接在CRSN2-16基础上升级高可靠,相对于乘用车系统更高的设计寿命自我诊断实现高效快速解决故障系统压力高达1800巴可满足国四及更高的排放标准●柴油共轨系统特性传统柴油喷射系统其压力的产生与喷油量跟凸轮与柱塞联系在一起,喷油的压力随着发动机转速与喷油量的增加而增加。
这种柴油系统已经无法满足日益严格的排放法规和降低油耗的愿望。
共轨系统(Common Rail Systems,简称CRS)将燃油在高压下贮存在蓄压器(高压油轨)中,从本质上克服了传统柴油机喷射系统的缺陷,其特性有:· 喷油压力的产生不依赖于发动机转速与系统喷油量,可根据发动机不同的工况灵活控制喷射压力和油量,从而实现低转速高喷射压力,达到低速高扭矩,低排放及优化燃油经济性的目的。
· 通过电子控制单元算出理想的喷油量和喷油时间,再由喷油器精确地喷射,甚至多次喷射。
· 更高的系统压力,更好的排放能力,更低的燃油消耗。
●博世共轨技术的优势柴油机实行高压柴油电子控制的目的,是为了改善柴油机的燃油经济性和排放污染,同时,从动力性、油耗以及驾驶性等方面来考虑,电控柴油系统也越来越被市场所接受,其主要优点如图所示。
目前市场上的博世电控高压共轨系统有以下几方面的优点:· 与同功率的汽油车相比,柴油车油耗节省25%-30%;· 动力性强,主要表现在扭矩大,低速状态下加速快,拖拽性能佳等优势;· 电控单元的精确控制,使喷射柴油细化,燃烧完善,有效抑制颗粒物与NOx生成;· 可实现喷油的精确控制;· 较好的烟度控制能力及低排放能力;· CO2排放量比汽油车降低30%左右,HC的排放量也明显降低;· 拥有完善的自诊断系统,完善的失效保护模式和安全控制策略。
●选择性催化还原系统概述柴油机选择性催化还原系统(Selective Catalytic Reduction,简称SCR)是用于去除柴油发动机排放中的氮氧化物。
在高温环境下,尿素喷射单元向排气管中喷射尿素水溶液,尿素在高温下水解放出氨气,氨气在SCR催化器中与尾气中的氮氧化物发生氧化还原反应,重新生成氮气和水,从而达到降低柴油发动机氮氧化物排放的目的,其反应方程式为:NOX +CO(NH2)2=>N2+H2O其特点有:· 应用范围广,广泛适用于柴油乘用车、商用车及非道路工程机械;· 可有效地降低发动机的燃油消耗率,实现车辆节能的目的;· 具有良好的油品适应性(较好的抗硫性);· 发动机结构相对简单(针对EGR发动机而言),便于维修。
系统组成选择性催化还原系统系统由尿素供给单元、尿素喷射单元,控制单元及催化器组成。
尿素供给单元(Supply Module)—尿素供给泵—尿素箱及尿素箱加热及液位总成—尿素管尿素喷射单元(Dosing Module)—尿素喷射阀及垫片—冷却水管控制单元—传感器,包括环境温度及尿素箱温度传感器、液位传感器、氮氧传感器等—尿素喷射控制单元(Dosing Control Unit,简称DCU)可集成于博世EDC17CV电控单元中—执行器,包括加热继电器,尿素箱电磁阀等选择性催化还原系统催化器箱—选择性催化还原系统催化器—消音器尿素供给单元尿素供给单元是将尿素溶液从尿素箱吸入尿素泵并以一定的压力输送到喷射单元,在停车或者系统出现故障需要倒抽时完成对系统内尿素水溶液的清空工作。
尿素喷射单元尿素喷射单元是将尿素水溶液雾化并定量喷射到排气管中。
尿素喷射控制单元尿素喷射控制单元是通过传感器实时了解车辆的状态,实时通过软件计算精确控制各执行器的工作,实现对车辆各系统的精确控制。
●博世选择性催化还原系统产品Denoxtronic 2.1Denoxtronic 2.1是博世公司第二代针对柴油商用车及非道路工程机械开发的选择性催化还原系统。
系统特点· 氮氧化物转化效率高· 有效地降低发动机的油耗· 系统在低温环境下可通过自行解冻,以实现正常工作· 采用尿素水溶液直接对喷射阀进行冷却· 采用模块化设计,便于在车辆上的安装· 可满足国四、国五及更高的排放要求Denoxtronic 2.2Denoxtronic 2.2是博世公司第二代选择性催化还原系统Denoxtronic 2.1的升级版本,针对柴油商用车及非道路工程机械开发。
尿素喷射控制单元(Dosing Control Unit,简称DCU)可集成于博世EDC17CV电控单元中。
系统特点· 尿素喷射控制单元(Dosing Control Unit,简称DCU)可集成于博世EDC17CV电控单元中,以简化系统降低成本· 氮氧化物转化效率高· 有效地降低发动机的油耗· 系统在低温环境下可通过自行解冻,以实现正常工作· 采用发动机冷却水对喷射阀进行冷却· 采用模块化设计,便于在车辆上的安装· 可满足国四、国五及更高的排放要求●日常使用要点1. 发动机启动时间一般不超过5秒钟;如果起动不成功,需关闭钥匙30秒后再起动。
2. 冷机起动后,应怠速或低速运行数分钟再进行加速行驶。
3. 车辆进行起动操作时,务必先通电完成仪表指示灯自检过程再行起动。
4. 发动机运转后检查警告灯是否亮,燃油温度水温等是否正常,发动机运行是否有异响。
5. 驾驶员要时刻关注仪表指示灯,如水温、机油压力、发动机故障灯等,如有异常,请及时检查相关系统;故障灯亮时,必须及时前往维修站进行处理。
6. 长时间高速高负荷运行后避免急停。
7. 低温起动时,要等预热完成后再进行起动。
当把钥匙放在ON档时,发动机预热指示灯会点亮,预热灯一熄灭应立刻进行起动。
8. 柴油发动机绝对不能把柴油消耗完再加油,因为在此情况下发动机燃油系统吸入空气,会损坏共轨部件。
9. 燃油滤清器中的油水分离器需定期检查和放水。
●省油诀窍1. 让发动机尽量行驶在合理的转速区域(通常转速表标有绿色区域),以获得最佳的动力性、经济性和排放性。
2. 选择合适的档位。
避免高档位低速行驶,或低档位高速行驶。
3. 正常驾驶时,避免急加速、急减速。
4. 选择经济车速行驶。
5. 车辆行驶时,当发动机转速高于1500转时,切勿使用空档滑行,否则更费燃油。
●柴油使用注意事项请在正规加油站选取符合排放法规的柴油,从2009年7月1日开始,商用车和乘用车柴油机已全部实行国三排放法规。
国家在2009年6月12日发布了GB19147-2009关于车用柴油的标准并别在2010年1月1日颁布。
在不同的地区和不同的季节应根据环境温度选择合适的柴油。
严禁在柴油中掺入汽油,水或者其他添加剂!柴油品质是影响发动机排放\性能及使用寿命的重要因素,劣质柴油给共轨系统正常使用带来严重的影响, 甚至造成重大损失:· 润滑性差导致共轨部件磨损失效;· 颗粒物导致独裁、卡滞留、磨损;· 含水及添加剂导致锈蚀、腐蚀;· 柴油中如含铜、锌、铅、锡等元素导致油嘴积碳,影响相应功能。