WP.10柴油機Bosch係統油（yóu）路（lù）詳解（jiě）

　　

       下文將以濰柴WP10.336(排量10L、功率（lǜ） 336PS)柴油機為（wéi）例,對Bosch在中國運用最廣泛的（de）平台CRSN2-16共軌係統的油路進行（háng）詳細講解。CRSN2-16係（xì）統適（shì）用於中重型商用車,係統最高（gāo）壓（yā） 力（lì）可達（dá）160MPa,可滿足國III、國IV等排放標準。該係統采用了CRIN2-16型噴油器（qì）,可選裝三種高壓油泵：

      CPN2-16雙缸直列式高壓泵（bèng）,機油潤滑,集成齒輪輸油泵；

      CP3.3N-16/18三缸徑向柱塞高壓泵, 集成齒輪輸油泵；

      CB28-18直列式高壓泵;可以選用HFRN-16/18熱鍛共軌或者LWRN-16激（jī）光焊接軌;

      可以選用EDC7適用於中重型商用車,可直接發（fā）動機（jī）安裝,EDC16適用於（yú）乘用車和輕中型商用車,底盤安裝以及EDC17博世最新一代全球（qiú）化平台,可集成DCU的全（quán）部功（gōng）能。

     

      濰柴WP10.336柴油機（jī）的燃油管路,可 以（yǐ）分為低壓油路和高壓油路兩部分。

 

一（yī）、低壓油路

       低（dī）壓油路又可（kě）分為進油油路及回油油路。

        進（jìn）油油路:輸油泵將柴油從油箱（xiāng）中抽出經過柴油（yóu） 粗濾器(帶油水分離器（qì）)過濾後,再次經過燃油細濾器 過濾（lǜ）,此（cǐ）時油路分成兩部（bù）分,一部分經過進油（yóu）計量閥 計量後送至高壓油泵柱塞腔,另一部分送至回油閥, 回油閥與進油計量閥並聯,以（yǐ）保證進油計量閥的輸（shū）入 端壓（yā）力（lì）恒定。

 

       該發動機的電控單元直接安裝在缸體上,基（jī）於ECU散熱考慮,ECU下方安裝了一個焊接座,利用經過燃油粗濾器的燃油（yóu）流過該焊接座的空 腔,然後流入輸油泵,通（tōng）過流動的燃油,給（gěi）ECU散熱。

 

        回油油路:6個噴油器的回（huí）油總管、共（gòng）軌限壓閥的回（huí）油管都接到高壓油泵的回油管接頭上（shàng）,然後（hòu）一起通過總（zǒng）回油管回到油箱。

 

 1.濾清器

        為了（le）增強濾清效果（guǒ）,濰柴WP10.336柴油機采用 了兩級（jí）串（chuàn）聯（lián）式濾清器,其中燃油粗濾器帶有油水分離器且其上端蓋有手油泵和放氣螺釘,其下端裝有燃油含水率傳感器。

2.輸油泵

       輸油泵的作用是將燃油從油箱吸入,過濾後將燃（rán）油（yóu）提供給進油計量閥,計量後（hòu）再送至柱塞（sāi）腔。

       由於濰柴WP10.336柴油機為重型柴油機,為了滿足油門（mén）踏板最大開度時噴油量的需要,該柴油機采用（yòng）了ZP5型齒輪式兩級輸油泵。輸（shū）油泵集成在高壓油泵上,位於高壓油泵的（de）後端。輸油泵的一級主動齒輪通（tōng）過半圓鍵與高（gāo）壓油（yóu）泵的凸輪軸相連接,並用螺釘緊固。

 

     輸油泵的一級主動齒輪為內齒輪,共37個齒,一級從動（dòng）齒輪為外齒輪,共13個齒;輸油泵的一級從動齒輪同軸（zhóu）連接了輸油泵的二級主動齒輪(外齒 輪,10個齒),二級從動齒輪也是（shì）外齒輪, 10個齒。

 

       輸油泵一級傳動的傳動比 為13:37,二級傳動的傳動（dòng）比（bǐ）為（wéi）1:1,總傳動比為13:37。由（yóu）此可見,輸油泵（bèng）的轉速可 以（yǐ）達到高壓油泵凸輪軸轉速（sù）的2.85倍,通 過（guò）采（cǎi）用二級傳動,輸油量可以有很大的提 高。

      輸油泵一級主動齒輪及凸（tū）輪軸（zhóu）位置（zhì）傳 感器信號輪為整（zhěng）體式,由半圓鍵與高壓油 泵凸輪軸相連接。凸輪軸位置（zhì）傳感器信號（hào） 輪采用凸齒式,其齒數（shù）為缸數+1個,共7 個,其中6個信號（hào）齒為圓周方向120°均 布,增加了一個判缸齒,用於確（què）定1缸壓縮 上止點位置。凸輪軸位置傳感器為霍爾式。

                                       

       輸油泵殼體集成了溢流閥和旁通閥總成,溢流閥總成由鋼球、彈簧及緊固螺釘組成;旁通閥總成由柱塞、彈簧及緊固螺釘組成。

                                

       當輸油泵的燃油壓出端壓力過大時,溢流閥打開,使燃油壓出端與 燃油吸入端短接,從而防（fáng）止（zhǐ）由（yóu）於（yú）壓（yā）力過高而造成燃油細濾器破裂;旁通閥的主要作用是當用手油泵泵油時,旁（páng）通閥打開,向（xiàng）柱塞腔提供（gòng）燃油通道,發動機正常工（gōng）作時,旁通閥關閉。                        

                                 

       輸油泵後端蓋（gài）上有輸油泵進油口(來自 燃油粗濾器)和輸油泵出油口(到燃油細（xì）濾 器),並有向上的安裝標記,原因 在於進油節流孔直徑較小,而出油口直徑 大。輸油泵總成用（yòng）4個螺釘固定在（zài）高壓油泵 殼（ké）體後端。

                                                                    

3.進油計量閥

 

      進油計量閥用三個螺（luó）釘安裝（zhuāng）在高壓油泵的進油位置, 用於調整進入柱塞的燃油供給量,從而調（diào）節共軌的燃油壓力值。ECU根據加速腳踏板位置傳感器、增 壓壓力及（jí）溫（wēn）度傳感器、凸輪軸位置傳感器、 曲軸位置傳感器等信號,確（què）定高壓共軌內（nèi）的 燃油（yóu）壓力,並通過占空比PWM信號調（diào）節進 油計量閥,實現對共軌壓力的控製。共軌壓 力傳感器實時監測共軌內燃油壓力,並將（jiāng）信 號提供給發動機（jī）控製單元（yuán）,發（fā）動機控製單元 再對進油計（jì）量閥實施反饋控製,最終（zhōng）實現對 共軌壓力的閉環控製。

       Bosch EDC7係統（tǒng）進油計量閥采用進油端調節共軌壓力的方式,當進油（yóu）計量閥不 通電時,其開度最大。進油計量閥的供油特 性如圖（tú）11所示。進油計量閥采用進油端調（diào）節 軌壓的方式,避免了燃油的不必要壓縮所造 成的發動機功率耗損以及燃油溫度的升高。

       

4.回油閥

        回油閥通過螺紋安裝在高壓油泵的回 油位置（zhì）,回油閥與進油計量閥的 油路並聯,其作用（yòng）是確保進油計 量閥入口處的燃油（yóu）壓力保持（chí）恒定,這也是 保證共軌係統正常（cháng）工作的先決條件。

 

       回油閥上共有3個孔,其中, 進油孔的（de）燃（rán）油來（lái）自輸油（yóu）泵加壓後且經過 細濾器過濾後的燃（rán）油,當進油壓力超過設定值時,燃油壓力克服回油閥內的彈簧彈 力,回油孔打開,將燃油經回（huí）油管流回油箱。

                                        

       另外,還設置了泄油孔,其作用是將 回油閥內泄露的燃油及時排出,防止影響 回油閥的正常工作。

                                          

       若回油閥（fá）因各種原（yuán）因卡死在（zài）常回油的 位置,會造成回油量過大以及經過進（jìn）油計量閥進入柱塞腔（qiāng）的（de）燃油量減少,使共軌（guǐ）壓力不足,對發動機的性能有很大的影響（xiǎng）, 甚至造成發動機不能啟動。

 5.零供油節流閥

       在進油計量閥與柱塞（sāi）腔之間的進油通 道上,設置了零供油節（jiē）流閥,其 作用是將燃油中空氣及時排出,防止進入 柱（zhù）塞腔以及當發（fā）動機熄（xī）火後,將（jiāng）管路（lù）中的 燃油及時回流至油箱。

二、高壓油路

        高壓油泵（bèng）的柱塞將燃油加壓後通過2根 高壓（yā）油管接（jiē）到共軌上,共軌上有6根高壓油 管(長度相等)將高壓油送至噴油器。

1.高壓油（yóu）泵

      濰柴WP10.336柴油機采用了CPN2.2 高壓（yā）油泵,最高壓力可達160MPa。該（gāi）高壓 油泵為雙缸直列柱塞式,采用機油潤滑（huá）。

      CPN2.2高壓油泵主要由（yóu）殼體（tǐ）、前後端 蓋、凸輪軸、2個滾輪（lún）總成及2個供油單元構成,同時還集成（chéng）了齒輪式輸油泵、進油計 量閥、凸輪軸位置傳（chuán）感器等。

 

(1)殼體

        殼體是高壓油泵的基礎件,由鋁（lǚ）合 金鑄（zhù）造而成。其（qí）內部包含燃（rán）油的進油（yóu）、回油油道以及機（jī）油的潤滑油道。兩個垂直空腔安裝供油單元及滾輪總成（chéng）,下部空腔安（ān） 裝凸輪（lún）軸及前、後端蓋。殼體正麵部分有一塊銘牌,其上有一組十位數的編碼（mǎ）,為 Bosch的訂貨號,用於購買配件時使用。

          

(2)前、後端蓋

        前端蓋由（yóu）鋼製材料製成,其內部安裝 了滑動軸承,用於支撐高壓油泵凸輪軸前 端;其外側內端麵安裝了油封、內（nèi）側外端 麵安裝了O型圈用於機油的密封。前（qián）端（duān）蓋用 4個螺（luó）釘固定在高壓油泵殼體（tǐ）的前端麵。

 

       後端蓋由鑄鐵材料製（zhì）成,其內部安裝 了滑動軸承,用於支撐高壓油泵凸輪軸後（hòu） 端,其內側外（wài）端麵安裝了O型圈用於機油 的密封,後端蓋上有凸輪軸位（wèi）置傳感器的 安裝孔。後端蓋內側與高壓油泵殼體相連（lián） 接,外側與輸油泵殼體（tǐ）連接。

 

(3)凸輪軸

       凸輪軸采用鋼製材料製成,軸上有兩 個凸輪,每個凸輪有三個相同的輪廓型線, 共（gòng）計有6個相同的輪廓（kuò）型線在（zài）圓周方向呈 60°間隔角均布。凸輪軸每轉動 一圈,驅動柱塞進油、出油各6次,6個相（xiàng） 同的輪廓型線在圓周方向上呈60°均布, 可以使高（gāo）壓油泵向共軌的供油更（gèng）均勻。

                                                

      凸輪軸的前、後端軸頸分別支撐在 前、後端蓋上,采用滑動（dòng）軸承,機油潤滑。 凸輪軸前端的（de）錐麵軸頸通過鍵與高壓油泵正 時齒輪連（lián）接,後端的圓柱麵軸頸通過鍵與輸 油泵一級主動齒（chǐ）輪及凸輪軸位置傳感器信號（hào） 輪相連接。

 

(4)滾輪總成

         共（gòng）有兩組滾輪總成,每個滾輪總成由（yóu）滾輪體、滲 碳滾輪銷、滾輪（lún）(大、小滾（gǔn）輪各1個)等組成。 滾輪由凸輪軸的凸輪（lún）驅動,在（zài）柱塞彈簧（huáng）的彈（dàn）力作用 下,使滾輪與凸輪軸的凸輪（lún）始終保持接觸狀態,滾輪 體（tǐ）上端驅動柱塞（sāi）。

 

(5)供油單元

       共有兩組供油單元,每組供（gòng）油單元由柱塞、柱塞（sāi） 套、進油閥總成、出油閥總成（chéng）及出油閥緊座等組成。進、出油閥（fá）總成安裝在柱塞（sāi）套與出（chū）油閥緊座之間的空（kōng）腔內,每組供（gòng）油單元用兩個螺釘（dìng）固定在高油泵（bèng）的殼體（tǐ）上。

 

1柱塞

     為了提高柱塞的耐磨性,其外表麵采（cǎi）用滲碳處 理,表麵呈黑（hēi）色。柱塞上端的外圓柱麵與柱塞套精密 配合,柱塞下（xià）端卡在彈簧座槽中,並在（zài）柱（zhù）塞彈簧的作 用下（xià）與滾輪體可靠接觸。

 

2柱塞套

       柱塞套的2個O型圈之（zhī）間的外圓柱麵上,有兩個 小孔:A孔和B孔。A孔為泄油孔,與柱塞套下半部分（fèn） 內腔的環槽相通（tōng）,其作用（yòng）是（shì）將柱塞（sāi）與柱塞套之間泄漏（lòu） 的燃（rán）油返回到進油端;B孔為進油孔,進（jìn）油計量閥計 量後的燃油（yóu）通過高壓油泵（bèng）殼（ké）體內部油道送至B孔,經（jīng）B 孔（kǒng）及其（qí）內部的進油閥進入柱塞腔。柱塞套內部空腔（qiāng）安 裝進、出油（yóu）閥總成,並由出油閥（fá）緊（jǐn）座緊固。

 

3進油閥（fá）總成

      進油（yóu）閥總成由進油閥、進（jìn）油閥體（tǐ）、進 油閥彈簧等組成。進油閥體（tǐ）的外圓柱（zhù）麵上 有進油孔,與柱塞（sāi）套進油（yóu）孔B相通;進油閥 體垂直方（fāng）向（xiàng）上有2個（gè）油孔,與柱塞腔相通; 進油閥體上端麵有兩個定（dìng）位（wèi）銷安（ān）裝孔（kǒng）,通 過定位銷與出油閥總成連接並定（dìng）位。在發動機不工作時,進油閥在進油閥彈簧（huáng）的作 用下保持關閉。

 

 4出油閥總成

        出油閥（fá）總成由出油閥、出油閥體、出 油閥彈簧等組成。出油閥體下端麵有兩個 定位銷安裝孔（kǒng）,通過定位銷與進（jìn）油閥總成 連（lián）接並定位。發動機不啟動時,出油（yóu）閥在（zài） 出油閥（fá）彈簧作用（yòng）下保持關閉。

 

(6)燃油（yóu）吸（xī）入和（hé）加（jiā）壓過（guò）程

        凸輪軸的轉（zhuǎn）動是通過滾輪總成使柱塞 上下運動,完成燃油的吸入和加壓過程。

       當柴油機帶（dài）動高壓（yā）油泵凸輪軸轉動 時,隨著凸輪的下降,滾輪總成及柱塞也 向下運動,柱塞上端（duān）的燃油壓力減小,經 過進油（yóu）計量閥（fá）計量後的燃油經過高（gāo）壓油泵 內部油道,通過柱塞套的B孔、進油閥的進 油孔,克服進油閥彈簧向下的彈力（lì）,使進 油閥抬起並打開,燃油進入柱塞腔,完成 燃油的吸（xī）入過程（chéng）。

                  

       當凸輪軸轉（zhuǎn）動時,隨著凸輪的上升（shēng）, 驅動（dòng）滾輪總成及柱塞向上運動,柱（zhù）塞（sāi）上端 的燃油壓力增（zēng）大,使（shǐ）進油（yóu）閥首先關閉,隨 著柱塞繼續上移,燃油壓力（lì）不斷提高（gāo）, 當壓力超過出油閥彈簧彈力（lì）時,出（chū）油閥打 開（kāi）,加壓後的燃油被送到共軌,完成燃油 的加壓過程（chéng）。

                                     

2.共軌

       濰柴WP10.336柴油機采用了LWR型 激光焊接共軌,共軌前端安裝了共軌壓力 傳感器（qì）,後（hòu）端安裝了（le）限壓閥,共軌與噴（pēn）油（yóu） 器高壓油管的接頭內部裝（zhuāng）有流量限製（zhì）器。

(1)共軌壓力傳感器

         共軌壓力傳感器由焊接在壓力（lì）裝置上 的集成傳感器部件、裝有電子檢測回路的 印刷電路板和裝有電子插入式連線的傳感 器外殼（ké）等組成。

        燃油通過共（gòng）軌上的孔流向共軌（guǐ）壓力傳 感器,燃油壓力作用在傳（chuán）感器膜片上。將 壓力信號轉換為電信號的傳感器部件(半導 體裝置)也安（ān）裝在此膜片上,傳感（gǎn）器產生的 信號被輸（shū）入一個用於放大拾取信號並將（jiāng）它 送入ECU的檢測回路中。

 

共軌壓力傳感器的工作過程:共軌壓力作用（yòng）在膜片上,導致膜片形狀發生（shēng）變化,膜片形狀變化時,連接於膜（mó）片的電（diàn）阻 值也將改變,改變（biàn）的電阻值將引起通過5V 電橋電壓的變化,信號電壓的變化範圍為 0~70mV(與共軌壓力（lì）有（yǒu）關),並且被放大 電路增幅至0.5~4.5V。

(2)限（xiàn）壓閥

       限壓閥為一機械式閥（fá）門,壓力過大時,限壓閥將打開回（huí）油通道,來限製最大 共軌壓力,限壓閥允許的瞬時（shí）最大共（gòng）軌壓 力為係統的額（é）定壓力加5MPa左右。

(3)流量限製器

         流量限製器的金屬外殼兩（liǎng）端有外（wài）螺 紋,上端擰在共軌（guǐ）上,下端用來擰入噴（pēn）油 器的進油管。外殼兩端有孔,分別與（yǔ）共（gòng）軌（guǐ） 及噴油器（qì）進油管相通（tōng）。流（liú）量限製器內部有 一個活塞,一根彈簧將此（cǐ）活塞向共軌方向 壓緊（jǐn）。活塞上的縱向（xiàng）孔連接進油孔和出（chū）油 孔,縱向孔直徑在末端是縮小的,具有精 確計量節流孔的作用。

                                                

      流量限製器（qì）的作用是防止噴（pēn）油器可能 出（chū）現持續噴油的現象。為此,當共軌流出 的油量超過最大流量時,流量限製器將自 動關閉流向相應噴油器的進油口,防止繼 續噴油。

3.噴油器

        濰柴WP10.336柴（chái）油機采用了CRIN2 標（biāo）準（zhǔn）3型6孔式噴油器,噴油器由（yóu）噴油器 體、孔式噴油嘴總成、液壓伺服係統以及電磁閥總成（chéng）等組成。噴（pēn）油器上有一組十（shí）位（wèi）數的編（biān）碼,為（wéi）Bosch的訂貨號,用於購買配件時使用。

 

(1)噴油器（qì）體

         噴油器（qì）體是噴油器的基礎件,其下端安裝孔式噴油嘴（zuǐ）總成,液壓伺服係統及電 磁閥總成安裝在噴（pēn）油器體上部的空腔內, 其上半部有進油孔和回油孔,外圓柱麵上 有一個密封的（de）O型圈,其內部有（yǒu）進油及回油 油道。

                 

(2)孔式噴油嘴總成

         孔式（shì）噴油嘴總成由針閥、針閥體、針 閥彈簧（huáng）、彈簧（huáng）座及噴油嘴螺（luó）紋套等組成。針（zhēn）閥的工作麵采用滲碳處理,針閥 與傳統柴油機的噴油器針閥類似（sì）,帶有承 壓錐麵和密封錐麵（miàn）。針閥體上端麵（miàn）有進油 孔及2個定位（wèi）銷孔,通過（guò）定位（wèi）銷定（dìng）位,安（ān）裝 後確保針閥體上的進油孔與噴油器體上的 進（jìn）油孔對齊,在針閥彈簧的作用下,針閥 關閉。噴油嘴螺紋套將針閥、針閥體、針 閥彈簧及彈簧座等固定在噴油器體下端。

            

(3)電磁閥總成

            

       電（diàn）磁閥總成由電磁閥、電磁閥彈簧、電樞軸、電樞軸盤及複位彈簧等組（zǔ）成。電磁閥（fá）總成上（shàng）端有（yǒu）兩個電（diàn）接線柱(接線 時,不需要區分位（wèi）置),兩接線柱中間為一 絕（jué）緣體。電磁閥內部空腔（qiāng）內安（ān）裝了電磁（cí）閥 彈簧、電樞軸（zhóu）、電樞盤及複位彈簧（huáng）。電磁 閥由發動機電控單元（yuán）通過占空比PWM信號 控製,通過較高的電壓(接近100V)驅（qū）動, 實現大的驅動電流(實現電（diàn）樞軸迅（xùn）速抬起)。采用（yòng）電源電壓(24V)驅動（dòng）時,是為了實現維持（chí）電流(基於節（jiē）能考慮（lǜ）)。

        發動機控製單元通過對噴油器電磁閥 的控製,來實現對（duì）噴油正（zhèng）時、噴油（yóu）量以（yǐ）及（jí） 噴油規律(預噴+主噴)的控製。

 

(4)液（yè）壓伺服係統

                

      液（yè）壓（yā）伺服係統由球閥、球閥座、控製 活塞及推杆等組（zǔ）成。球閥安裝在 控（kòng）製活塞回油節流孔的上端,其上端與球 閥座接觸,球閥座與電磁閥總成的電樞軸 接觸,在電磁閥彈簧向下的彈力作用下, 電樞軸與球閥座、球閥座與球閥能夠可靠 接觸,使回（huí）油節流孔保持（chí）關閉。控製活塞 上（shàng）有進油節流孔及回油節流孔,進油節流 孔與噴油器的（de）進油道相通。推杆上 端安裝在控製活塞的內部空腔中,下端與 針閥接觸。

               

(5)噴（pēn）油器的工作過程（chéng）

        當（dāng）噴（pēn）油器的電（diàn）磁閥不通電時,電樞軸 在彈簧的作用下,將球閥座及球閥壓（yā）在控 製活塞（sāi）的回油（yóu）節流孔上,使回油節流孔關 閉,作用在液壓伺服係統中推杆頂部的壓 力大於作（zuò）用（yòng）在針閥承壓麵上的（de）壓力,再加 上針閥彈簧向（xiàng）下的彈力作用,針（zhēn）閥被迫進 入（rù）閥座（zuò）,將高壓油道與燃燒室（shì）隔離,噴油 器不噴（pēn）油。

       當噴油器的（de）電磁閥通電時,電樞軸克 服彈簧的彈力將球閥座及球閥略（luè）微升起, 使回（huí）油節流孔打開,針閥控製（zhì）腔的壓力減 小,作用在（zài）液壓伺服係統中（zhōng）推杆頂部的（de）壓（yā） 力也隨之下降。一旦壓力小於作（zuò）用於噴油嘴針閥承壓麵上的壓力時,針閥上升,燃 油經噴油嘴噴孔噴入燃燒室。此外,噴油 器內部泄漏的燃油（yóu）,通過（guò）噴油器回油管（guǎn）和 共軌的回油管一起（qǐ）接到高壓油泵的回油管 處,匯總後經一根總的回油管一起流回燃 油箱。