国Ⅲ_柴油_发动机(博世共轨)讲座.doc

内燃机是将燃料燃烧产生热能，热能转变为机械能的机器。 热能转变成机械能主要由曲柄连杆等机构完成，是一项十分成熟的技术。因此，提高内燃机的各项性能指标，从燃烧过程入手，是目前研究内燃机发展的方向，燃烧质量成为评价内燃机性能的重要指标。 柴油发动机的燃烧过程，本质上取决于燃油喷射到燃烧室的方式。最重要的指标是喷油正时、喷射持续时间、燃油雾化程度、燃烧室内的燃油分布、点火正时、相对曲轴旋转的燃油喷射量，以及相对发动机负荷的燃油喷射总量。 空气与燃油混合物的组成和形成条件，对发动机油耗特性、扭矩、废气成分、噪声有根本性的影响，混合气形成的质量与效果一般取决于燃油喷射系统。 柴油机喷油量和曲轴转速是决定发动机功率输出的工作参数。现代柴油发动机对喷油系统的要求越来越高。更高的压力，更快的切换时间，以及对各工况下不同喷射类型更强适应能力，使柴油发动机比以往具备了更经济的油耗，更清洁的排放，更强劲的动力。共轨燃油喷射的先进之处在于它的压力累积系统，它能够在很大范围内改变喷射压力和喷射时刻，这是通过将压力和燃油喷射两个功能分离而变现的。 结构 博世共轨柴油发动机所有喷油器的燃油都由一个共同的燃油轨道提供，因此得名“共轨燃油喷射”。 高压共轨管具备积累和分配高压燃油的动能，保证输入各缸喷油器的燃油压力均衡。由于柱塞的间歇性供油，喷油器的短暂、间歇性的喷射，传统柴油机高压油管内油压波动较大。共轨管的积累油压有效地解决了这一问题。为防止燃油因高压油管泄漏，或喷油器故障而引发的燃油泄漏，共轨管各缸喷油器的供油接口，均布置流量限制器，（图1）而油泵到油轨进油口无节流孔。 (图1) （图2） 共轨系统最重要的部分是喷油器，（图2） 由ECU发击脉冲信号，经线圈建立磁场，街铁上移，喷空打开，高压燃油喷入气缸。喷油器实际是一电磁阀，电磁线圈的通、断电决定针阀杆是否上、下移动。显然，ECU通过电脉冲宽度控制每次喷口开启的持续时间，从而控制喷油量，通电时间愈长，喷油量越大，喷油量大小与发动机轴转速无关。 线圈阻值 Rcoil ：230mΩ(20°C时误差±5%) 提升电压UBoost ： 48v(提升开始20°C) 工作电压: 24V 提升电流: 24-26A 保持电流: 11-13A 喷油器多次喷射特性 发动机驱动一台持续工作的高压泵产生喷射需要的压力，压力存 储在高压油后中，基本不受发动机转速、喷油量的影响。高压泵以一固定转动比驱动，它的转速与发动机成正比，压力通过共轨压力传感 器检测，由ECU控制燃油计量阀，控制进入柱塞的燃油量，从而控制共轨管中的油压，高压泵CP2.2.+ZP5（使用于6L ，6M， 6K）系直列双栓塞高压泵，集成燃油计量单元MEUN，且集成ZP5齿轮输油泵。燃油滤清位于齿轮泵压力端，采用机油润滑，驱动速比（减速）1：2，理论供油速率2.524cm3/rev,最大允许轨压1600bar，泵额定转速1400r/min，从驱动端观察为逆时针旋转，高压泵CP3.3+zp18不再重述。 齿轮输油泵将油箱内燃油经油水分离、粗滤、主滤清器、细滤器送达喷油泵。 输油泵由高压泵轴驱动，供油速率：240~367 L /h，允许进油温度：-25~75°c 。 二、博世共轨燃油系统图 博世共轨电气系统结构下图，应用于各类中型、重型博世共轨柴油发动机。 高压共轨系统的工作过程 喷油器根据ECU发出的喷油脉冲指令进行喷油，喷油始点由指令脉冲始点控制，喷油量有指令脉冲的宽度控制。可实现多次喷射，喷油器喷油压力为共轨压力，共轨压力可由ECU发出的共轨压力指令，有高压油泵控制，且共轨压力为闭环控制。 三、 博世共轨柴油发动机电子控制系流 电子控制系统主要由传感器、电控单元、执行器组成。是以ECU为控制中心，利用安装在发动机不同部位上的各种传感器，测出发动机各工况参数，按照汽车制造厂在电控单元中设定的控制程序，通过控制喷油器，精确地控制喷油正时，喷油持续时间，燃油压力，喷油量，喷油模型，使发动机在各工况下都能获得最佳性能，提高汽车的使用性，降低排放。 传感器 传感器将发动机及汽车的各类工况信号（如物理量、化学量），转化为电信号。传感器的输出信号不仅直接影响发动机动力，输出扭矩，排放，甚至影响车辆的操控性，安全性。必须要求传感器满足反应敏捷，测量精确，维修检测简便的要求，通过机电一体化就能做到这一点。 BOSCH共轨系统传感器有八种类： 曲轴、凸轮轴传感器，两者属同一型号以后只叙述其中之一 ，结构如图   由于转子凸起与托架间的磁隙不断变化，线圈的磁通不断变