WP.10柴油機Bosch係統油路（lù）詳解

　　

       下文將（jiāng）以濰柴WP10.336(排量10L、功率 336PS)柴（chái）油機為例,對Bosch在中國運用最廣泛（fàn）的平台CRSN2-16共軌係統的油路進行詳細講解。CRSN2-16係統適用於中重型商用車,係（xì）統最高壓 力可達160MPa,可滿足（zú）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（zhí）列式高壓（yā）泵,機油（yóu）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（guǐ）或者LWRN-16激光焊接軌;

      可以選用EDC7適用於（yú）中重型商用車（chē）,可直接發動機安裝,EDC16適用於乘用車和輕（qīng）中型商用（yòng）車（chē）,底盤安裝（zhuāng）以及EDC17博世最新一代全（quán）球化平（píng）台,可集成DCU的全部功（gōng）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（dī）壓油路又可分為進油油路及回油油路。

        進油油路:輸油泵將柴油從油箱（xiāng）中（zhōng）抽出經（jīng）過柴油 粗濾器(帶油水分離器)過濾後,再次經（jīng）過燃油細濾器 過濾,此時油路分成兩部分（fèn）,一（yī）部分經過進油計量閥（fá） 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（liàng）閥並聯,以保證進油（yóu）計量閥的輸入 端壓力（lì）恒定。

 

       該（gāi）發動機的電控單（dān）元直接安裝在缸體上,基於ECU散（sàn）熱考慮,ECU下方安裝了一個焊接座,利用（yòng）經（jīng）過燃油粗濾器（qì）的燃油流過該焊接座的空 腔,然後流入輸油泵,通過（guò）流動的燃油,給ECU散熱。

 

        回油油路:6個噴油器的回油總管、共軌限壓閥（fá）的回油（yóu）管都接到高壓油泵的回油管接頭上,然後一（yī）起通過總回油（yóu）管回到油箱。

 

 1.濾（lǜ）清器

        為（wéi）了增強濾清效果,濰柴WP10.336柴油機采用 了兩級串聯式濾清器,其中燃（rán）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（zuò）用是將燃油從（cóng）油箱吸入,過濾後將（jiāng）燃油提（tí）供給進油計量閥,計量後再送至柱（zhù）塞腔。

       由於濰柴（chái）WP10.336柴油機為（wéi）重（chóng）型柴油機（jī）,為了滿足油門踏板最大開度時噴油（yóu）量的需要,該柴油（yóu）機采用了ZP5型齒輪式兩級輸（shū）油（yóu）泵。輸油泵集成（chéng）在高壓（yā）油泵上（shàng）,位於高（gāo）壓油（yóu）泵的後端。輸油泵的一級主動（dòng）齒輪通過半圓鍵與高壓油泵的凸輪軸相連接,並（bìng）用螺釘緊固。

 

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

 

       輸油泵一級傳動的（de）傳動比 為13:37,二級傳動的（de）傳動比為1:1,總傳動比為13:37。由此（cǐ）可見,輸（shū）油泵的轉速可（kě） 以達到高壓油泵凸輪軸轉速的2.85倍,通 過采用二級傳動（dòng）,輸油量可以有很大的提 高。

      輸油泵一級主動齒（chǐ）輪及凸輪軸位置傳 感（gǎn）器信號輪為整體（tǐ）式,由半圓鍵與高（gāo）壓油 泵凸輪（lún）軸相連接。凸輪（lún）軸位置傳感器信號（hào） 輪采用（yòng）凸齒式,其齒數為缸數+1個,共7 個,其中6個信號齒（chǐ）為圓周方向120°均 布,增加（jiā）了一（yī）個判（pàn）缸齒,用於確定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（zhù）塞（sāi）、彈簧及緊固螺釘組成。

                                

       當輸油泵（bèng）的（de）燃油壓出端壓力過（guò）大（dà）時,溢流閥打開,使燃（rán）油壓（yā）出端與 燃油吸入端（duān）短接,從（cóng）而防止由於壓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（bèng）油時,旁通閥打開,向（xiàng）柱塞（sāi）腔提供燃（rán）油通道,發動機（jī）正（zhèng）常（cháng）工作時,旁通（tōng）閥關閉。                        

                                 

       輸油泵後端蓋上（shàng）有輸油泵進油口(來自 燃油粗（cū）濾器)和輸油（yóu）泵出油口(到燃油細濾 器),並（bìng）有向上的安裝標記,原因 在於（yú）進油節流孔直徑較小,而出油口直徑 大。輸油泵總成用4個螺釘固定在高（gāo）壓油泵 殼體後端。

                                                                    

3.進油計量閥

 

      進油計量閥用三個螺釘安裝在（zài）高壓油泵的進（jìn）油位置, 用於調整進入柱塞的燃油（yóu）供給量,從而調節共軌（guǐ）的燃油壓力值。ECU根據加速腳踏（tà）板位置（zhì）傳感器、增 壓壓力及溫度（dù）傳感器、凸輪軸位置傳感器、 曲軸位置傳感器等信號,確定高壓共軌內的 燃油壓力,並通過占空比PWM信號調節進 油計量閥,實現對共軌壓力的控製。共軌（guǐ）壓 力傳（chuán）感器實時監測共軌內燃油壓力,並將信 號提（tí）供給發動機控製單元,發動機控製單元 再對進油計量閥實施反饋控製,最終（zhōng）實現（xiàn）對 共軌壓力的閉環控製。

       Bosch EDC7係（xì）統進油計量閥采用進油端調節共軌（guǐ）壓力的方式,當進油計量閥不（bú） 通電時,其開度最大。進（jìn）油（yóu）計量閥的供油特 性如圖11所示。進油（yóu）計量閥采用進油端調節 軌壓的方式（shì）,避免了燃油（yóu）的不必要壓縮所造 成的發動機（jī）功（gōng）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,回油閥與進油計量閥的 油路並聯,其作用是（shì）確保進油（yóu）計 量閥入（rù）口處的燃油（yóu）壓力保持恒定,這也是（shì） 保證共軌（guǐ）係統（tǒng）正常工作的先決條件。

 

       回油閥上共有3個孔,其（qí）中, 進油孔的燃油來自（zì）輸油泵（bèng）加壓後（hòu）且經過 細濾器過濾後的燃油,當進油壓力超過設定值時,燃油壓力克（kè）服回油閥（fá）內的彈簧彈 力,回油孔打（dǎ）開,將燃油經回油管流回（huí）油箱。

                                        

       另外,還設（shè）置了泄油孔,其作用是將 回油閥內泄露（lù）的燃油及時排出,防止影（yǐng）響 回油閥的正常工作（zuò）。

                                          

       若回油閥（fá）因各種原因卡死在常回油的 位置,會（huì）造成回油量過大以及經過進油計量閥進入柱塞（sāi）腔的燃油量減少,使共軌（guǐ）壓力不（bú）足,對發（fā）動機的性能有（yǒu）很大的影響, 甚至（zhì）造成發動機不能啟動。

 5.零供（gòng）油節流閥（fá）

       在進（jìn）油（yóu）計量閥（fá）與柱塞腔之間的進油通 道上,設（shè）置了零供油節流閥,其 作用（yòng）是將燃油中空氣及時排出,防止進入 柱（zhù）塞腔以及當（dāng）發動機熄火後（hòu）,將（jiāng）管路中的 燃油及時（shí）回流至油箱。

二、高壓油路

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

1.高壓油泵

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

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

 

(1)殼體

        殼體是（shì）高壓油泵的基礎件,由鋁合 金鑄造而成。其內部包含燃油的進油、回油油（yóu）道以及機油的潤滑油道。兩個垂直空腔安裝供油單元及滾輪總成,下部空腔安 裝凸（tū）輪軸及前、後端蓋（gài）。殼體正麵部分有一塊銘牌,其上（shàng）有（yǒu）一組（zǔ）十位數的編碼（mǎ）,為 Bosch的訂（dìng）貨號（hào）,用於購買（mǎi）配件時使用。

          

(2)前、後端蓋

        前端（duān）蓋由鋼製材（cái）料製成（chéng）,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、內側外端 麵安裝了O型圈用於（yú）機油的密封。前端蓋用 4個螺釘固定在高壓油泵殼體（tǐ）的前端麵。

 

       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（lún）軸後 端,其內側外端麵安（ān）裝了O型圈用於機油 的密封,後（hòu）端（duān）蓋上有凸（tū）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（xiàng）連 接,外側與輸油泵殼體（tǐ）連接（jiē）。

 

(3)凸（tū）輪軸（zhóu）

       凸輪軸采用鋼製材（cái）料製成（chéng）,軸上有兩（liǎng） 個凸輪,每個凸輪有三（sān）個相同的輪廓型線, 共計有6個相同的輪廓型線在圓周方向呈 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 同的輪廓型線在圓周方向（xiàng）上呈60°均布, 可以使高（gāo）壓油泵向共軌的供油更均勻。

                                                

      凸輪軸的前、後（hòu）端軸頸分別支撐在（zài） 前、後端蓋上,采用滑動軸承,機油潤滑。 凸輪軸前端的錐麵軸頸通過鍵與高壓油泵正 時（shí）齒輪連接（jiē）,後（hòu）端的圓柱麵軸頸通過鍵與輸 油泵一級主動齒輪及凸輪軸位置傳（chuán）感器信號 輪相連接。

 

(4)滾輪總成

         共有兩組滾輪（lún）總成,每個滾輪總成由滾（gǔn）輪體、滲（shèn） 碳滾輪銷、滾輪(大、小滾輪各1個)等組成。 滾輪由凸輪軸的凸輪驅動,在柱塞（sāi）彈（dàn）簧的彈力作用（yòng） 下,使滾輪（lún）與凸輪軸的凸輪始終（zhōng）保持接觸狀態,滾輪 體（tǐ）上端（duān）驅動柱塞。

 

(5)供油單元

       共有兩組供油單元,每組供油單元由柱塞、柱塞 套、進（jìn）油閥總成、出油閥總成（chéng）及出油閥緊座等組成。進、出（chū）油（yóu）閥總成安（ān）裝在柱塞套與出油閥緊座之間的空腔內,每組供（gòng）油單元用兩（liǎng）個螺釘固定在高油泵的殼體上。

 

1柱（zhù）塞

     為了提高柱塞的耐磨性,其外表麵采用滲碳處 理,表（biǎo）麵呈黑色。柱塞上端的外圓柱麵（miàn）與柱塞套精密 配合,柱塞下端卡（kǎ）在彈簧（huáng）座（zuò）槽中,並在柱塞彈簧的作 用下與滾輪體（tǐ）可靠接觸。

 

2柱（zhù）塞套

       柱塞套的2個O型圈之間的外圓柱麵上,有兩個 小（xiǎo）孔:A孔和B孔。A孔為泄油孔,與柱塞套下半部分 內腔的環槽相通,其作用是將柱塞與柱塞套之間泄漏 的（de）燃油返回到進油端;B孔為（wéi）進油孔,進（jìn）油計量閥計 量後的燃油通過高壓油泵殼體內部油道送至B孔,經B 孔及其內部的進（jìn）油閥進入柱塞腔。柱塞（sāi）套內部空腔安（ān） 裝（zhuāng）進、出油閥總成（chéng）,並由出油閥緊座（zuò）緊固。

 

3進（jìn）油閥總成

      進油閥總成由進（jìn）油閥、進油（yóu）閥體、進 油閥（fá）彈簧等（děng）組成。進油（yóu）閥體的外圓柱麵上 有進油孔,與柱（zhù）塞（sāi）套進油孔B相通;進油閥 體垂直方向上有2個油孔,與柱塞腔相通; 進油閥體上端麵有兩個定位銷安裝孔,通 過定位銷與出油閥總成連接（jiē）並定位。在發（fā）動機不工作時,進油閥在進油閥彈（dàn）簧的作 用下保持關閉。

 

 4出油（yóu）閥總成

        出油閥總（zǒng）成由出油閥、出油（yóu）閥體、出 油閥彈簧等組成。出油閥體下端麵有兩個（gè） 定位銷安裝孔,通過定位銷與進油閥（fá）總成 連接並定位。發（fā）動機不啟動時,出油閥在 出油閥彈簧作用下保持關閉。

 

(6)燃油吸入和加壓過程

        凸輪（lún）軸的轉動是通過滾輪總（zǒng）成使柱（zhù）塞 上下運動,完成（chéng）燃油的（de）吸入和加壓過程。

       當柴油機帶動高壓油泵凸輪軸轉動 時,隨著凸輪的下降,滾輪總（zǒng）成及柱塞也 向下運動,柱塞上端的燃油壓力減（jiǎn）小,經 過進油計量閥計（jì）量後的燃油經過高壓油泵（bèng） 內部油道,通（tōng）過柱塞套的B孔（kǒng）、進油閥的進 油孔,克服進油閥（fá）彈簧向下的（de）彈力（lì）,使進 油閥抬起並打開,燃油進入柱塞腔（qiāng）,完成 燃油的吸入過程。

                  

       當凸輪軸轉動（dòng）時,隨著凸輪的上升, 驅動（dòng）滾輪總成及（jí）柱塞向上運（yùn）動,柱塞上端 的燃油壓力增大,使進油（yóu）閥首先（xiān）關閉,隨 著（zhe）柱（zhù）塞繼續上移,燃油壓力（lì）不斷提高, 當壓力超過出油閥彈簧彈力（lì）時,出油閥打 開（kāi）,加（jiā）壓後的燃油被送到共（gòng）軌,完成燃油 的加壓過程。

                                     

2.共軌

       濰柴WP10.336柴油機采用了LWR型 激光焊接（jiē）共軌,共軌前端安裝了共軌（guǐ）壓力 傳（chuán）感器,後端安裝了限壓閥,共軌與噴油（yóu） 器高壓（yā）油管的接頭內部裝有流量限製（zhì）器。

(1)共軌壓（yā）力傳感器

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

        燃油通過共軌上的孔流向共軌壓力傳 感器,燃油壓力作用在傳感器膜片上。將 壓（yā）力信號轉換（huàn）為電信號的傳感器部件(半導 體（tǐ）裝置)也安裝在此膜片上,傳感器產生的 信號被輸入一個用於放（fàng）大拾取信號並將（jiāng）它 送入ECU的檢測回（huí）路中。

 

共（gòng）軌壓力傳感器的工作（zuò）過程:共軌壓力作用在膜片上,導致膜片形狀發生變化（huà）,膜片（piàn）形狀變化時,連接於膜片的電阻（zǔ） 值也將改變,改變的（de）電阻值將引起通過5V 電橋電壓的變化,信（xìn）號電壓的變化範（fàn）圍為 0~70mV(與共軌壓力（lì）有關),並（bìng）且（qiě）被放大 電路增幅至0.5~4.5V。

(2)限壓閥（fá）

       限壓閥為一機（jī）械式閥門,壓力過大時（shí）,限（xiàn）壓閥將打開回油通道,來（lái）限製最大 共軌（guǐ）壓（yā）力,限壓閥允許（xǔ）的瞬時最大共軌壓 力為係統的額定壓（yā）力加5MPa左右（yòu）。

(3)流量限製器

         流量限製器的金屬外（wài）殼兩端有外螺 紋,上端（duān）擰（nǐng）在（zài）共軌上,下端用來擰入噴油 器的進油管。外（wài）殼兩端有孔（kǒng）,分別與共（gòng）軌（guǐ） 及（jí）噴油器進油（yóu）管相通。流量限製器內部有 一個活塞,一根彈簧將此活塞向共軌方向 壓緊。活塞上的（de）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 確計量節流孔的作用。

                                                

      流（liú）量限（xiàn）製器（qì）的作用是防止噴油器可能 出現持續噴（pēn）油的現象。為此,當（dāng）共軌流（liú）出 的油量超過最大流量時,流量限製（zhì）器將自 動關（guān）閉（bì）流向相應噴油器（qì）的進油口,防止繼 續噴油。

3.噴油器

        濰柴WP10.336柴油機采用了CRIN2 標準3型6孔式噴油器,噴油器由噴油器（qì） 體、孔式噴油嘴總成、液壓伺服係統以及電（diàn）磁閥（fá）總（zǒng）成等組（zǔ）成。噴油器（qì）上有一組十位數的編碼（mǎ）,為（wéi）Bosch的訂貨號,用於購買配件時使用。

 

(1)噴（pēn）油器體

         噴油器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（sì）服係統及電 磁閥總成（chéng）安裝在噴油（yóu）器體上部（bù）的空腔內, 其上半部有進油（yóu）孔和回油孔,外圓柱（zhù）麵上 有一個密封的O型圈,其內部有進油及回油 油道。

                 

(2)孔式噴油嘴總成

         孔式噴油嘴總成由針閥、針閥體、針 閥（fá）彈簧、彈簧座及噴油嘴螺紋套等組成。針閥的工作（zuò）麵采用滲（shèn）碳處理,針閥 與（yǔ）傳統柴油機的（de）噴油器針閥類似,帶有承 壓錐麵和密封（fēng）錐（zhuī）麵。針閥體（tǐ）上端麵有進油 孔及2個定位銷孔,通過定位銷定（dìng）位,安裝 後確保針閥體（tǐ）上的進油孔與噴（pēn）油器體上的（de） 進油孔對齊,在針閥彈簧的作用（yòng）下,針閥 關閉。噴油嘴螺紋套將針閥、針閥體、針 閥彈簧及彈（dàn）簧座等固定（dìng）在噴油器（qì）體（tǐ）下端。

            

(3)電磁閥總成

            

       電磁閥總成由電磁閥、電磁閥彈簧、電（diàn）樞軸、電樞軸盤及複位彈簧等組成。電磁閥總成上端（duān）有兩個電接線柱(接線 時,不需要區（qū）分位置),兩接線柱中間為一 絕（jué）緣（yuán）體。電磁（cí）閥內部空腔內安裝了電磁（cí）閥 彈簧、電樞軸、電樞盤及複（fù）位彈（dàn）簧。電磁 閥由發動機（jī）電控單元通過占空比（bǐ）PWM信號 控（kòng）製,通（tōng）過較高的電（diàn）壓(接近100V)驅動, 實現大的驅（qū）動電流(實現電樞軸（zhóu）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（fā）動機（jī）控製單元通過對（duì）噴油器電（diàn）磁（cí）閥 的控製,來實現對噴油正時、噴油量以及 噴油規律(預噴+主噴)的控製。

 

(4)液壓伺服係統

                

      液壓伺服係統由球閥、球閥座、控製 活塞及推杆等組成。球閥安裝在 控製活塞回（huí）油節流孔的上端（duān）,其（qí）上端與球（qiú） 閥座接觸（chù）,球閥座與電磁閥總（zǒng）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（qiú）閥座與球閥能夠可靠 接觸,使（shǐ）回油節流孔保持關閉。控製活（huó）塞 上有進油節流孔及回油節（jiē）流（liú）孔,進油節流 孔與噴油器的進油道相通。推杆上 端安裝（zhuāng）在控製活塞的內部空（kōng）腔中,下端與 針閥接觸（chù）。

               

(5)噴油器的工作過程

        當噴油（yóu）器的電磁閥（fá）不通電時（shí）,電樞軸 在彈簧的作（zuò）用下,將球閥座及球閥壓在控 製活塞的回油節流孔上,使回油（yóu）節流孔關 閉,作（zuò）用在液壓伺（sì）服係統中（zhōng）推杆頂（dǐng）部的壓 力大於作（zuò）用在針閥承壓麵上的壓（yā）力,再加 上針閥彈（dàn）簧向下的彈力作（zuò）用,針閥被迫進 入閥座,將高壓油道與燃燒室隔離,噴油 器不噴油。

       當噴油器的電磁（cí）閥通電時（shí）,電樞軸克 服彈簧的（de）彈力將球閥座及球閥略微升起, 使回油節流（liú）孔打開,針閥控製腔的壓力減 小,作用在液壓伺（sì）服係統中推杆頂部的壓 力也隨之下降。一旦壓力（lì）小於作用於噴油嘴針閥承壓麵上的壓力時,針（zhēn）閥上升,燃 油經噴油嘴噴孔（kǒng）噴入燃燒室。此外,噴油 器內部泄（xiè）漏的燃油,通過噴油器回油管和 共軌的回油管（guǎn）一起接到高壓油（yóu）泵的回油管 處,匯總後經一根（gēn）總的回油管（guǎn）一起（qǐ）流回燃 油箱。