WP.10柴油機Bosch係統油（yóu）路詳（xiáng）解

　　

       下文將以濰柴（chái）WP10.336(排量（liàng）10L、功（gōng）率 336PS)柴油機為例,對Bosch在中國運用最廣泛（fàn）的平台（tái）CRSN2-16共軌係統的油路進（jìn）行詳細（xì）講解。CRSN2-16係統適用於中重型商用車,係統最高壓 力可達160MPa,可滿足國III、國IV等排放標準。該係（xì）統采用了（le）CRIN2-16型噴油器,可選裝三種高壓油泵（bèng）：

      CPN2-16雙缸直列式高壓泵,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（zhí）列式高壓泵;可（kě）以（yǐ）選用HFRN-16/18熱鍛共軌或者LWRN-16激光焊接軌;

      可（kě）以選用EDC7適用於中重型商用車（chē）,可直接發（fā）動機安裝,EDC16適用於乘用車和輕中型商用車,底盤安裝以及（jí）EDC17博（bó）世最新一代全球（qiú）化平台,可集成DCU的全部功能。

     

      濰柴WP10.336柴油機的燃油管路,可 以分為低壓油路和高壓油路兩部分。

 

一、低壓油路

       低壓油路又可分為進油油路及（jí）回油油路。

        進油油路（lù）:輸油泵將柴油從油（yóu）箱中（zhōng）抽出經過柴油 粗濾器(帶油水分離器)過濾後,再次經過燃油細濾器 過（guò）濾,此（cǐ）時油路分成兩部分,一部分經過進油計量閥 計量後送至高壓油泵柱塞腔,另（lìng）一部分送至回（huí）油閥, 回油閥與進油計（jì）量閥並聯,以保證進油計量閥的輸（shū）入 端壓力恒定（dìng）。

 

       該發動（dòng）機的電控單元直接安裝在缸體上,基於ECU散熱考（kǎo）慮,ECU下（xià）方安裝了一個焊接座,利用經過燃油粗濾器的燃油流（liú）過該焊接座（zuò）的空 腔,然後流入輸油泵,通過流動的燃油,給ECU散（sàn）熱。

 

        回油油路:6個（gè）噴油器（qì）的回油總管、共（gòng）軌限壓閥的回油管都接到高壓油泵的回（huí）油管接頭上,然後一起通過總回油管回到油箱。

 

 1.濾清器（qì）

        為了增強濾清（qīng）效果,濰柴WP10.336柴油（yóu）機采用 了兩級串聯式濾清器,其中燃（rán）油粗（cū）濾器帶有油水分離器且其（qí）上端（duān）蓋有手油泵和放氣螺釘,其下（xià）端裝有燃（rán）油含水率傳感器（qì）。

2.輸油泵

       輸油泵的作（zuò）用是將燃油從油箱吸入,過濾後將（jiāng）燃油提供給進油計量閥,計量（liàng）後再送至柱塞腔。

       由於濰柴WP10.336柴油機為重型柴油機,為（wéi）了滿足油門踏（tà）板最大開度時噴油量的需要,該柴油機采用了ZP5型齒輪式兩級輸油（yóu）泵。輸油泵集成在高（gāo）壓（yā）油（yóu）泵上,位（wèi）於（yú）高（gāo）壓油泵的後端。輸油（yóu）泵的一級主（zhǔ）動齒輪通過（guò）半圓鍵與（yǔ）高壓油泵的凸輪軸相連接,並用螺釘緊固。

 

     輸油泵（bèng）的一級主動齒輪為內（nèi）齒輪,共37個齒,一級從動齒（chǐ）輪為外齒輪,共13個齒;輸油（yóu）泵的一級從動齒輪同軸連接了輸油泵的二級主動齒（chǐ）輪(外（wài）齒 輪,10個齒),二級（jí）從動齒（chǐ）輪也是外齒輪（lún）, 10個齒。

 

       輸油泵（bèng）一級傳動的傳動比 為13:37,二級傳（chuán）動的傳動比為1:1,總傳（chuán）動比為（wéi）13:37。由（yóu）此（cǐ）可見,輸油泵的轉速可 以達到高壓（yā）油泵凸輪軸轉速的（de）2.85倍,通 過采用二（èr）級傳動,輸油量可以有（yǒu）很大的提 高。

      輸（shū）油泵一級主動齒輪及凸輪軸位置傳 感器信號輪為整體式,由半圓鍵與高壓油 泵凸（tū）輪軸相（xiàng）連接。凸輪軸位置傳感器信號 輪采用凸齒式,其齒數為缸數（shù）+1個,共7 個,其（qí）中6個信號齒為圓周方向120°均 布,增加了一個判缸齒,用於確定1缸壓縮 上止點位置。凸輪（lún）軸位置傳感器為霍爾式。

                                       

       輸油泵殼體集成了溢流（liú）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（yóu）泵的燃油壓出端壓力過大時,溢流閥打開,使燃油壓（yā）出端與 燃油吸入端短接,從而（ér）防止由（yóu）於壓力過高而（ér）造成（chéng）燃油細濾器破裂;旁（páng）通閥的主要（yào）作用是當用手油（yóu）泵泵油時,旁通閥打開,向柱塞腔提（tí）供燃油通道,發動機正常工作時（shí）,旁通閥關閉。                        

                                 

       輸油泵後（hòu）端蓋上（shàng）有輸油泵進（jìn）油口(來自 燃油粗濾器)和（hé）輸油泵出油（yóu）口(到燃油細濾 器),並有（yǒu）向上的安裝標記,原因 在於進油節（jiē）流孔直徑較小,而出油口直徑 大。輸油泵總成用4個螺釘固定在高壓油泵 殼體後端。

                                                                    

3.進油計量閥（fá）

 

      進油計量閥用三個螺釘安（ān）裝（zhuāng）在高壓油泵的（de）進油位置, 用於調整進入柱塞的燃油供給量,從而（ér）調（diào）節共軌的燃油壓力值。ECU根據（jù）加速腳踏板位置傳感（gǎn）器、增 壓壓力及溫度傳感器、凸輪軸位置傳感器、 曲軸位置傳感器等信號,確定高壓共軌（guǐ）內的 燃油壓力,並（bìng）通過占空比PWM信（xìn）號調節進 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,並將信（xìn） 號提供給發動機控製單元,發動機控製單元 再對進油計（jì）量閥實施反（fǎn）饋控製,最終實現對 共軌壓力的閉環控製。

       Bosch EDC7係統進油計量閥采用進油端調節共軌壓力的方式（shì）,當進油計量閥不 通電時,其開度最大（dà）。進油計量閥的供油特 性如圖11所示。進油計量閥采用進油（yóu）端調節 軌壓的方（fāng）式,避免了燃油的不必要壓縮所造 成（chéng）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（guò）螺紋安裝在高壓油泵的回 油位置,回油（yóu）閥與進油計量（liàng）閥的（de） 油路並聯,其作用是確保進油計 量閥入口處的燃油壓力保持恒定,這也是 保證（zhèng）共軌（guǐ）係統正常工作的先決條件。

 

       回油閥上共（gòng）有3個孔,其（qí）中, 進油（yóu）孔的燃油來自輸油泵加壓（yā）後且經過 細濾器過濾後的（de）燃油,當進油（yóu）壓力超過設定值時,燃油壓力克（kè）服回（huí）油閥內的彈簧彈 力（lì）,回（huí）油孔打開,將燃油經回油管（guǎn）流回油箱。

                                        

       另外,還設置了泄油孔,其作用（yòng）是（shì）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（ruò）回油閥因各種原因卡死在常回油的 位置,會造成回油量過大以及經過進油計量閥進入柱塞腔的燃油量減少,使（shǐ）共軌壓力不足（zú）,對發動機的性能（néng）有很大的（de）影響, 甚至造成發動機不能啟動。

 5.零供油節流閥

       在進油（yóu）計量閥與（yǔ）柱塞腔之間的進油通 道上,設置了零供油節流閥（fá）,其 作用是將燃油中空氣及時排出,防止進入 柱（zhù）塞腔以及當發動機（jī）熄火後,將管路中的 燃油及時回流至油箱。

二、高壓油路

        高壓油（yóu）泵（bèng）的柱塞將（jiāng）燃（rán）油（yóu）加壓（yā）後通過2根 高壓油管接到共軌上（shàng）,共軌上有6根高壓（yā）油 管(長度相等)將高壓油送至噴油器。

1.高壓油泵

      濰柴WP10.336柴（chái）油機采用了CPN2.2 高壓油泵,最高壓力可達（dá）160MPa。該高壓 油泵為雙缸直列柱塞（sāi）式,采用機油潤滑。

      CPN2.2高壓油泵主要（yào）由殼體、前後端 蓋、凸輪軸（zhóu）、2個滾輪總成及2個供油單元構成,同時還集成了齒輪式輸油泵、進油計 量閥、凸輪軸位置傳感器等。

 

(1)殼體（tǐ）

        殼體是高壓油泵的基礎件,由鋁合 金鑄造而成。其內部包含（hán）燃油的進油、回油油道以及機油的潤滑油（yóu）道。兩個垂直空腔安裝供油單元及滾輪總成,下部空腔安 裝凸輪軸及前、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,為 Bosch的訂貨號（hào）,用於購買配件時使用（yòng）。

          

(2)前、後端蓋

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

 

       後端蓋由鑄鐵材料製成,其內部安裝 了滑動軸承,用於支撐高壓油泵凸輪軸後 端,其內側外端麵安裝了（le）O型圈（quān）用於機油 的密封,後端蓋上有凸輪軸（zhóu）位置傳感（gǎn）器的 安裝（zhuāng）孔。後端蓋內側與高壓油泵殼體相連 接,外（wài）側（cè）與輸油泵殼（ké）體連接。

 

(3)凸輪軸

       凸輪軸采用鋼製（zhì）材料製成,軸上有兩 個凸輪（lún）,每個凸輪有（yǒu）三個相同的輪廓型線, 共計有6個相同的輪廓型線（xiàn）在（zài）圓周方向呈 60°間（jiān）隔角（jiǎo）均布。凸輪軸（zhóu）每轉動 一圈,驅動（dòng）柱塞（sāi）進（jìn）油、出油各6次,6個相 同的輪廓型線在圓周方向上呈60°均（jun1）布, 可以使（shǐ）高壓油泵向共軌的供油更（gèng）均勻（yún）。

                                                

      凸輪軸的前、後端軸頸分別支撐在（zài） 前（qián）、後端蓋上,采（cǎi）用滑動軸承（chéng）,機油潤滑。 凸輪軸（zhóu）前端的錐麵軸頸通過（guò）鍵與（yǔ）高壓油泵正 時齒輪連（lián）接,後端的圓柱麵軸頸通過鍵（jiàn）與輸 油泵（bèng）一（yī）級主動齒輪及凸輪軸位（wèi）置傳感器信號（hào） 輪相連接。

 

(4)滾輪總成

         共有兩組滾輪總成,每個滾輪總成由滾輪體、滲 碳滾輪銷、滾輪(大、小滾輪各1個)等組（zǔ）成。 滾輪由凸輪軸的凸輪驅動,在柱塞彈簧的彈力作用 下,使滾輪與凸輪軸的凸輪始終保持（chí）接觸狀態,滾輪 體上端驅動柱塞（sāi）。

 

(5)供油單元

       共有兩組供油單元,每組供油單元由（yóu）柱塞、柱塞 套、進油閥總成、出油閥總成及出油閥緊座等組成。進、出油閥總成安裝在柱塞套與（yǔ）出油閥（fá）緊（jǐn）座之間（jiān）的空腔內,每組（zǔ）供油單元用兩個螺釘固定（dìng）在（zài）高油泵的（de）殼體上。

 

1柱塞

     為了提高（gāo）柱塞的耐磨性,其外表麵采用滲碳（tàn）處 理,表麵呈黑色。柱塞上端的外圓柱麵與柱塞套（tào）精密 配合,柱塞下（xià）端卡在彈（dàn）簧座槽（cáo）中,並在柱塞彈簧的作 用下與滾輪體可靠接觸。

 

2柱塞套

       柱塞套的2個（gè）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（wéi）泄油孔,與柱塞套下半部分 內腔的環（huán）槽相通,其作用是將柱塞與柱塞套之間（jiān）泄漏 的燃油返回到（dào）進油端;B孔為進油孔,進油計量（liàng）閥（fá）計 量後（hòu）的燃油通過高壓油泵殼體內部油道送（sòng）至B孔,經B 孔及其內部的進油（yóu）閥進（jìn）入柱塞（sāi）腔（qiāng）。柱塞套內部空腔安 裝（zhuāng）進、出（chū）油閥總成,並由出油閥緊座緊固（gù）。

 

3進油閥總成

      進油閥總成由（yóu）進油閥、進油（yóu）閥體、進 油閥彈簧等（děng）組成。進油閥體的外圓柱麵上 有進油孔,與柱塞（sāi）套進油孔B相通;進油閥 體垂直方（fāng）向上有2個油孔,與柱塞腔相通; 進油閥體上端麵有兩（liǎng）個定位銷安（ān）裝（zhuāng）孔,通 過定位銷與出油閥總成連接（jiē）並定位。在（zài）發動機不工作時,進油閥在進油閥（fá）彈簧（huáng）的作 用下保持關閉（bì）。

 

 4出油閥總成（chéng）

        出油（yóu）閥總（zǒng）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（yǒu）兩個 定位銷（xiāo）安裝孔,通過定位銷與進油閥（fá）總成 連接並定位。發動機不啟動時,出油閥在 出油閥彈簧（huáng）作用下（xià）保持關閉（bì）。

 

(6)燃油吸入和加壓過（guò）程

        凸輪軸的轉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（yā）過程。

       當柴油機帶動高壓油（yóu）泵凸輪軸轉（zhuǎn）動 時,隨著凸（tū）輪的下降,滾輪總成及柱塞也 向下運動,柱塞上端的燃油壓力減小（xiǎo）,經 過進油計量閥計量（liàng）後的燃油經過（guò）高壓油泵 內部油道,通過柱（zhù）塞套的B孔、進油閥的進 油（yóu）孔,克服進油閥彈（dàn）簧向下的（de）彈力,使（shǐ）進 油閥（fá）抬起並（bìng）打開（kāi）,燃油進入（rù）柱塞腔,完成 燃油（yóu）的吸入過程。

                  

       當凸輪軸轉動時,隨著凸輪的上升, 驅動滾輪總成及柱塞向上運動,柱塞（sāi）上端 的燃油壓力增大,使進油閥首先關閉,隨 著柱塞（sāi）繼續上移,燃油壓力不斷（duàn）提高, 當壓（yā）力超過出油閥彈簧彈力時,出油閥打 開,加（jiā）壓（yā）後的燃油被送到共軌,完（wán）成燃油 的加壓過程。

                                     

2.共軌

       濰柴WP10.336柴油機采用了（le）LWR型 激光焊接共軌,共軌前（qián）端安裝了共軌壓力 傳感器,後端安裝了限壓閥,共軌與噴油 器高壓油管（guǎn）的接頭內部裝有流量限製器。

(1)共軌壓力傳感器

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

        燃油通過共軌上的孔（kǒng）流向共軌壓（yā）力傳 感器,燃油壓力作（zuò）用在傳感器膜片上。將 壓力信（xìn）號（hào）轉換為電信號（hào）的傳感（gǎn）器部件(半導 體裝（zhuāng）置)也（yě）安裝在此膜片上,傳（chuán）感器產生的 信號被輸入一個用於放大拾（shí）取（qǔ）信號（hào）並將它 送入ECU的檢測回路中。

 

共軌壓力傳感器的工作過（guò）程:共軌壓力作用在膜片上,導致膜片（piàn）形狀（zhuàng）發生變（biàn）化（huà）,膜（mó）片形狀變化時,連接於膜片的電阻 值也將改變,改變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(與共軌壓力有關),並且被放大 電路增（zēng）幅至0.5~4.5V。

(2)限壓閥

       限壓閥為一機械（xiè）式閥門,壓力（lì）過大時,限壓（yā）閥將打開（kāi）回油（yóu）通道,來限製最大 共軌壓力,限壓閥允許的（de）瞬時最大共軌壓（yā） 力（lì）為（wéi）係統的額定壓力加5MPa左右。

(3)流量限製器

         流量限製器的金屬外殼兩端有外螺 紋（wén）,上（shàng）端擰在（zài）共軌上,下端用來擰入噴油 器的進油管。外殼兩（liǎng）端（duān）有孔,分別與共軌 及噴油器進油管相通。流量限製器內部有 一（yī）個活塞,一根彈簧將此活塞向共軌（guǐ）方向 壓緊。活塞上的縱向孔連接進油孔和出油 孔,縱向孔直徑在末端是縮小的,具有精（jīng） 確計量節（jiē）流孔的作用。

                                                

      流量限製器（qì）的作用是防止噴油器可（kě）能 出（chū）現持續噴油的現象。為此,當（dāng）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（yóu）器的進油口,防止繼 續（xù）噴油。

3.噴油器

        濰柴WP10.336柴油機采用了CRIN2 標準3型6孔式（shì）噴油器,噴油器由噴油器 體、孔式噴油（yóu）嘴總成（chéng）、液壓伺服係統以及電磁閥總成等組成。噴油器（qì）上有一組十位數的編碼,為Bosch的訂貨號,用於購買（mǎi）配件（jiàn）時使（shǐ）用。

 

(1)噴油器體

         噴油器體是噴油器的基礎件,其下（xià）端安裝孔式噴油嘴總成,液壓伺（sì）服係統及電 磁閥總成安裝（zhuāng）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（fēng）的O型圈,其內部有進油及回油 油道。

                 

(2)孔式噴（pēn）油嘴（zuǐ）總成

         孔式噴油嘴總成由針閥（fá）、針閥體、針 閥彈簧、彈簧座（zuò）及噴油嘴螺（luó）紋套等組成。針閥的工作麵采用滲碳處理,針閥（fá） 與傳統柴油機的噴油器針閥類似,帶有承 壓錐（zhuī）麵（miàn）和密封錐（zhuī）麵。針閥體上端麵有進油 孔及2個定位銷孔,通過定位銷定位,安裝 後確保針閥體上的進油孔與噴油器體（tǐ）上的 進油孔對齊（qí）,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（zhēn） 閥彈簧（huáng）及彈簧座等固定在噴油器體（tǐ）下端。

            

(3)電磁閥總成

            

       電磁閥總成由電磁閥、電（diàn）磁閥彈簧、電樞軸、電樞軸盤及複位彈簧等組成。電（diàn）磁閥總（zǒng）成上端有兩個電接線柱(接線 時（shí）,不需要區分位置),兩（liǎng）接線柱中間為一 絕緣體。電磁閥內部空腔內安裝了電磁閥 彈簧、電樞軸（zhóu）、電樞盤及複（fù）位（wèi）彈簧。電磁 閥由發動機（jī）電控單元通過（guò）占空比PWM信號（hào） 控製,通過較高的電壓(接近100V)驅（qū）動, 實現（xiàn）大（dà）的驅動電（diàn）流(實現電樞軸迅速抬起)。采用電源電壓(24V)驅動時,是為了實現維持電流(基於節能（néng）考慮)。

        發動機控（kòng）製單元通過對（duì）噴油器電磁（cí）閥 的控製,來（lái）實現（xiàn）對噴油正時、噴油量以及 噴油規（guī）律(預噴+主噴)的控製。

 

(4)液壓（yā）伺服係統

                

      液壓伺服係統由球閥、球閥座、控（kòng）製 活塞及推（tuī）杆等組成。球閥安裝在 控製活塞回油節（jiē）流孔的（de）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（diàn）磁閥彈簧向下的彈力作用（yòng）下, 電樞軸與（yǔ）球閥座、球閥座與球閥能夠可靠 接（jiē）觸,使回油節流孔（kǒng）保持關閉。控（kòng）製活塞 上有進（jìn）油節（jiē）流（liú）孔及回油節流孔,進（jìn）油節流 孔與噴油（yóu）器的進油道（dào）相通。推杆上 端安裝在控（kòng）製活塞的（de）內部空腔中,下端與 針閥接觸。

               

(5)噴油器的工作（zuò）過程

        當噴油器的電磁閥不通電時,電樞軸 在彈簧的作用下,將（jiāng）球閥座及球閥壓（yā）在控 製（zhì）活塞的回油節流孔上,使回油節流孔關 閉（bì）,作用在液壓伺服係統中推杆頂部的（de）壓 力大於作用（yòng）在針閥承壓麵上（shàng）的壓力,再加 上針（zhēn）閥彈簧向下的彈力作用,針閥（fá）被迫進 入閥座,將高壓油道與（yǔ）燃燒（shāo）室隔離,噴油 器不噴油。

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