玉柴高压共轨系统维修柴油机培训材料

共轨系统概述BOSCH高压共轨技术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（CommonRailSystems，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。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（ElectronicDieselControl，简称EDC）—传感器—电控单元（ElectronicControlUnit，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。轨系统示意图喷油器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。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。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。玉柴博世BOSCH高压共轨系统维修柴油机培训材料对电控发动机的几点说明1、国III发动机的一些零部件在外观上与欧II发动机相同或相似，如喷油器、高压油管、柴油滤清器等，严禁用其它型号的零部件替换。2、保持国III发动机燃油系统的清洁非常重要，否则会导致燃油喷射泵柱塞及喷油器磨损。3、对于维修来说，电控系统零件我们没办法进行拆修，只能更换。4、丰富的国II柴油机维修知识和经验对国III柴油机的维修非常重要，国III柴油机的工作原理和国II柴油机差不多，只是国III柴油机用电控技术来控制供油，并非想象中的那么神秘。经过适当培训后也可以来维修国III柴油机。5、不是所有的故障都出在电控系统上。6、故障诊断仪只能检测到电控元件出的故障，并不能直接检测到机械故障，可通过相关参数变化来推断大致故障部位。7、并非所有故障都要通过故障诊断仪进行判断。一、BOSCH共轨电控发动机原理介绍：说明l电控喷油器根据ECU发出的喷油指令脉冲进行喷油Ø喷油始点由指令脉冲起点控制Ø喷油量由指令脉冲的宽度控制Ø可以实现多次喷射l喷油压力为共轨压力Ø共轨压力可以由ECU发出的共轨压力指令由高压供油泵控制Ø共轨压力是闭环控制2、高压共轨控制常用策略：1.起动控制策略2.怠速控制策略3.油门油量标定及其实现4.热保护控制策略5.冒烟极限6.燃油预喷3、油路走向原理图：lCP3.3油泵:适用于玉柴4E、4G、6J、6A、6G等中型系列博世共轨发动机燃油主要走向：油箱→粗滤（手油泵）→燃油分配器→输油泵（在高压油泵后端）→细滤→高压油泵→共轨管→喷油器。低压管路典型技术参数二、电控发动机电控元件及油路部分部件功能介绍：2．1齿轮传动系统齿轮间隙及记号对正：1．齿轮驱动系统相对于原国2机型:增加了喷油泵惰齿轮组件及凸轮轴信号盘2．安装时应保证各齿轮间的齿侧间隙0.07～0.25mm;3．应保证各齿轮的轴向间隙为0.08～0.2mm;4．曲轴正时齿轮,正时惰齿轮,凸轮轴正时齿轮有严格的正时对准记号,请注意对正;5．燃油喷射泵齿轮无正时记号,无正时要求。2.2高压油泵2.2.1CP3.3油泵的介绍(CP3.3泵适用于4E、4G、6J、6A、6G)l3-缸径向柱塞高压油泵；l集成燃油计量单元MeUN，并由l集成ZP18齿轮输油泵；l燃油滤清器位于齿轮泵压力端；l采用燃油润滑；l不允许承受轴向力；l驱动速比（增速）：4E/4G/6G：4/3；6J/6A：7/6；l高压油泵理论供油速率：1.087cm3/rev；l最大允许轨压：1600bar；l泵额定转速：3800r/min；l逆时针旋转（从驱动端看）。2.2.2CP3.3油泵的安装1．应小心移出包装箱，不能握住高低压连接口MPROP等低强度部件，而只能握住泵的壳体；2．非必要时，安装中不能去除泵上的各种防护套；3．用3颗螺栓安装在油泵联结板上；4．油泵联结板安装在齿轮室盖板上；5.高压泵齿轮安装力矩(100～110)N.m,无正时要求；6．仅在泵已装在发动机上、且要连接低压油管时才允许去掉其防护套；7．安装连接高压油管前才能去除其防护套且应立即安装好高压油管。其拧紧扭矩见图纸。8.特别强调:不允许使用起动机拖动来进行排除油路空气!9．泵不允许“干转”，转动前必须加入60ml燃油且排除内部空气；10．完成机械安装后才进行电气接口的安装2.2.5CP2.2油泵的介绍(适用于6L、6M、6K)l直列双柱塞高压油泵；l集成燃油计量单元MeUN，并由之控制轨压;l集成ZP5齿轮输油泵；l燃油滤清器位于齿轮泵压力端；l采用机油润滑；l驱动速比（减速）：6L/6M/6K：1:2l高压油泵理论供油速率：4.524cm3/rev；l最大允许轨压：1600bar；l泵额定转速：1400r/min；l逆时针旋转（从驱动端2.2.9燃油计量单元MeUNl控制进入柱塞的燃油量，从而控制共轨管压力l比例电磁阀lPWM控制（165～195Hz）l线圈电阻：2.6~3.15欧姆l最大电流：1.8Al缺省状态：全开（limphome）失效策略l进入条件：ECU判断MeUN驱动失效uMeUN损坏u驱动线路的开路/短路引起lECU处理措施u点亮故障灯u产生故障码P0251P0252P0253P0254P025CP025Du控制器将加大高压泵的供油量u燃油压力超高、泄压阀被冲开u诊断仪显示轨压位于700---760bar范围，随转速升高而增大u限制发动机转速（小于1700rpm，通过控制喷油量实现）u在限制范围内，油门仍然起作用l其它u关闭点火开关后，燃油压力泄放阀关闭，回复正常u如发动机启动过程已进入此策略，仍能起动且没有明显感觉燃油计量阀失效情况及判断l一旦燃油计量阀失效，油轨上的泄压阀将被强行冲开，此时可以明显感觉回油管温度很高l一旦出现燃油计量阀失效，则必须进行整个高压油泵的更换，不允许自行更换燃油计量阀2.2.10高压泵系统初始充油与排空l在对高压泵初次充油时，由于其齿轮输油泵内有空气而导致供油不足，应该采用附加的输油泵对其供油l该附加的输油泵可以是：Ø加装在整车上的一个起动辅助输油泵Ø加装在整车上的一个手油泵Ø或在生产线上的一个辅助输油泵l在所有运行的环境压力下，高压泵总成CP3/ZP的最小供油压力为2bar。最大压力为6bar（对CP3/ZP18.1或ZP18.3）或4bar（对CP3/ZP18.4或ZP18.5或ZP20）。注意依此选择滤清器上的手油泵。l车上排空建议：松开柴滤出口油管，压动手泵直到柴滤出口有燃油流出至无明显气泡状态2.3喷油器2.3.1喷油器介绍：l最大喷油压力：1600barl喷嘴：mini-sac-holel多孔喷油嘴喷油器工作过程2.3.2喷油器的安装与拆卸：一．洁净度u喷油器对杂质敏感，必须保持洁净！u所用防护套仅在装配前才能去掉二．喷油器的安装五步法1.将喷油器导入气缸盖孔Ø要求对准、无特别阻力Ø推荐的力：1～2kN2.将喷油器压板完全松开，使之不受力3.将高压连接管装入，预紧至3.5~8kN4.拧紧喷油器：u上紧至规定的压紧力u任何情况下不能超过15kN（压板螺帽拧紧力矩47～55N.m)u过高的压紧力会造成喷油量变化5.拧紧高压连接管拧紧力12～22kN6.安装时O型圈只能使用一次7.任何损伤均不允许喷油器特性参数：l高速强力电磁阀l工作电压：24Vl提升电压：UBoost＝48Vl工作电流：提升电流：IBoost＝25±1A保持电流：IHold＝12±1Al线圈静态电阻：230mΩl电磁阀开启时间：110±10μsl电磁阀关闭时间：30±5μsl集成在喷油器体内2.4共轨管2.4．1共轨管的作用l积累和分配高压燃油l降低压力波动Ø由于柱塞的间歇性供油Ø由于喷油器的短暂喷射2.4．2共轨管结构2.4．3共轨管的安装与拆卸l安装u小心轻放，安装前任何损伤均不许再用u所用防护套仅在装配前才能去掉u安装引起的最大允许轴向力：25kNu跛脚回家期间燃油温度将升高50℃（与共轨管内温度相比），附近零部件设计应能承受此温度。u回油管管长应小于200mml拆卸u发动机运行时不允许装拆u拆卸前确认共轨管内压力回落至环境压力u拆卸后必须换装新密封垫片或密封件u共轨管安装法兰在装拆过程中最大受载为120Nml共轨管安装顺序：u将各缸喷油器安装至指定扭矩u用手拧紧共轨管安装法兰至2～3Nmu用手将各缸高压管拧紧至3±1Nmu将共轨管拧紧至指定扭矩u将各缸高压油管喷油器端螺帽拧紧至指定扭矩u将各缸高压油管共轨管端螺帽拧紧至指定扭矩u安装高压泵至共轨管的高压油管并分2次拧紧至指定扭矩2．4．4轨压传感器：l集成在共轨管上l最高压力为1800barl良好的线性度、重复性和精度l接插件：三个输出端子，信号，地，5Vref轨压传感器失效模式及策略：2.5带水分离器的滤清器（预滤器）共轨系统需要的滤清器质量要求：2.6控制器ECU2.6.1外观图：适用于玉柴4E、4G、6J、6A、6G、6L、6M、6K等中重型系列博世共轨发动机，只是硬件通用2.6.2接插件的引脚定义：接插件1的引脚定义接插件1的引脚定义接插件2的引脚定义接插件2的引脚定义表接插件3的引脚定义接插件2的引脚定义表2.6.3ECU特性参数l型号：EDC7UC31l特性参数：u工作环境：-30～105ºC（安装在发动机上时要求燃油冷却）u工作电压：24V（9～32V）u接插件：141Pins（16＋36＋89）u尺寸：248×206×54mm3uECU壳体要求与车身绝缘良好uECU的8个固定螺栓扭矩：10±2Nml优点u结构紧凑、兼容性好u低功耗，稳定的I/Ou功能强大的微处理器，容量大u安装在发动机上振动小u经过热冲击、低温、防水、化学、盐腐蚀、振动、机械冲击、EMC试验2.6.4ECU功能l喷油方式控制u高达5次喷射（现只用2次）l喷油量控制u预喷油量自学习控制u减速断油控制l喷油正时控制u主喷正时u预喷正时u正时补偿l轨压控制u正常和快速轨压控制u轨压建立和超压保护u喷油器泄压控制u轨压Limphome控制l扭矩控制u瞬态扭矩u加速扭矩u低速扭矩补偿u最大扭矩控制u瞬态冒烟控制u增压器保护控制l过热保护l各缸平衡控制lEGR控制lVGT控制l辅助起动控制(电机和预热塞)l系统状态管理l电源管理l故障诊断2．7传感器BOSCH共轨系统传感器列表：序号名称功能描述1曲轴传感器精确计算曲轴位置，用于喷油时刻、喷油量和转速计算2凸轮轴传感器判缸和曲轴传感器失效时用于跛脚回家3进气温度传感器测量进气温度，修正喷油量和喷油正时，过热保护增压压力传感器监测进气压力，和进气温度一起计算进气量，与进气温度集成在一起。4冷却水温传感器测量冷却水温度，用于冷起动、目标怠速计算等，同时还用于修正喷油提前角、过热保护等5共轨压力传感器测量共轨管中的燃油压力，保证油压控制稳定6油门位置传感器将驾驶员的意图送给控制器ECU7车速传感器提供车速信号给ECU，用于整车驱动控制，由整车提