WP.10柴（chái）油機Bosch係統（tǒng）油路詳解

　　

       下文將以濰（wéi）柴（chái）WP10.336(排量10L、功率（lǜ） 336PS)柴油機為例,對Bosch在中國運用最廣（guǎng）泛（fàn）的（de）平台（tái）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,係統最高壓 力可達（dá）160MPa,可滿足國III、國IV等排放（fàng）標準。該（gāi）係統采用了CRIN2-16型噴油器（qì）,可選裝（zhuāng）三種高壓油泵：

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

      CP3.3N-16/18三缸徑向（xiàng）柱塞高壓泵（bèng）, 集成齒輪輸油（yóu）泵；

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

      可以選用EDC7適用於中重型商用車,可直接發動機安裝,EDC16適用於乘用車和輕中（zhōng）型商用（yòng）車,底盤安裝以（yǐ）及EDC17博世最新一代全球化平台,可集成DCU的全部功能（néng）。

     

      濰柴WP10.336柴油（yóu）機的燃油管（guǎn）路,可（kě） 以分為低壓油路和高（gāo）壓油路兩部分。

 

一、低壓油路

       低壓油路（lù）又可（kě）分為進油油路及回（huí）油油（yóu）路（lù）。

        進油油路（lù）:輸油泵將柴油從油箱（xiāng）中抽（chōu）出經過柴油 粗濾器(帶油水分（fèn）離器)過濾後,再次經（jīng）過燃油細濾器 過濾,此時油（yóu）路分（fèn）成兩部分（fèn）,一部（bù）分經過進油計量閥 計量後送至高壓油（yóu）泵柱塞腔,另一部分送至回油閥, 回油閥與進（jìn）油計（jì）量閥並（bìng）聯,以保證進油計量閥的輸入 端（duān）壓力恒定。

 

       該發（fā）動機的電控單元直接安裝在缸體上,基於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流過該焊接座的（de）空 腔,然後流入輸（shū）油泵,通（tōng）過流動的燃油,給ECU散熱。

 

        回油油路:6個噴油器的回油總管、共軌限壓閥的回油管都接到（dào）高壓油泵（bèng）的回油管接（jiē）頭上,然後一起通過總回油管回到油箱（xiāng）。

 

 1.濾清器

        為了增強濾清效果,濰柴WP10.336柴油機（jī）采用（yòng） 了兩級串聯式濾清器,其中燃油粗濾（lǜ）器（qì）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（xiāng）吸入,過濾後將燃油提供給進油計量閥,計（jì）量後再送（sòng）至柱塞腔。

       由於濰柴WP10.336柴油機為重型柴油機,為了滿足油門踏板最大開度時噴油量的需要,該柴油機采用了ZP5型齒輪式兩級輸油泵。輸油泵集成在高壓油泵上,位於（yú）高壓（yā）油泵的後端（duān）。輸油泵的（de）一級主動齒輪通過（guò）半圓鍵與高壓油泵的凸輪軸相連接,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（cóng）動齒輪為外齒輪,共13個齒;輸油泵的一（yī）級從動齒輪同軸連接了輸（shū）油泵（bèng）的二級主動齒輪(外齒 輪,10個齒),二級從動齒輪也是外齒輪, 10個齒。

 

       輸油泵一級傳動的傳動比 為13:37,二級傳動的傳動比為1:1,總傳動比為13:37。由此可見,輸油（yóu）泵的轉速（sù）可 以達到（dào）高（gāo）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輪軸位置傳 感器信號輪為整體式,由（yóu）半圓（yuán）鍵與高壓油 泵凸輪軸相連接。凸輪軸位（wèi）置傳感器信號 輪采用凸齒式,其齒數為缸數+1個,共7 個,其中6個信（xìn）號齒為圓周方向120°均 布,增加了一個判缸齒,用於確（què）定1缸（gāng）壓縮（suō） 上止點（diǎn）位置。凸輪軸位置傳感器為霍爾式。

                                       

       輸油泵（bèng）殼（ké）體集成了溢流閥和旁（páng）通閥總成（chéng）,溢流閥總成由（yóu）鋼球、彈簧（huáng）及（jí）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（yā）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（cóng）而防止（zhǐ）由於壓力過高而造成（chéng）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,向柱塞腔提供燃油通道,發動機正常工作時,旁通閥關（guān）閉。                        

                                 

       輸油泵後端蓋上（shàng）有輸油泵進油（yóu）口（kǒu）(來自 燃油粗濾器)和輸油泵出油口(到燃油細濾（lǜ） 器),並有（yǒu）向上的安（ān）裝標（biāo）記,原因 在於進油節流孔直徑較小（xiǎo）,而出油口直徑 大。輸油（yóu）泵總成用4個螺釘（dìng）固定（dìng）在高壓油泵 殼體（tǐ）後端。

                                                                    

3.進油計量閥

 

      進油計量閥用三個螺釘安裝（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（ér）調節共軌的燃油壓力值。ECU根據（jù）加速腳踏板位置傳感器、增 壓壓力及溫度傳感器、凸輪軸（zhóu）位（wèi）置傳感器（qì）、 曲軸（zhóu）位置傳感器等信號,確定高（gāo）壓共軌內的 燃油壓力,並通過占空（kōng）比PWM信號調（diào）節進（jìn） 油計量閥,實現對共軌壓力的控製。共軌壓 力傳感器實時（shí）監測共軌內燃油壓力,並（bìng）將（jiāng）信 號提供給發動機控製單元,發動機（jī）控製單元 再對進油計量閥實施反饋控製,最終實現對（duì） 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（guǐ）壓力（lì）的方式,當（dāng）進油計量閥不 通電時（shí）,其開度最大。進油計量閥（fá）的供油特 性如圖（tú）11所示。進油計量閥采用（yòng）進油端調節 軌（guǐ）壓的方式（shì）,避免了（le）燃油（yóu）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（wén）安（ān）裝在高（gāo）壓油泵的（de）回 油位置,回油閥與進油計（jì）量閥的 油路並聯,其作用（yòng）是確保（bǎo）進油計 量閥入口處的（de）燃油壓力保（bǎo）持恒定,這也是 保證共（gòng）軌係統正常工作的先決條件。

 

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

                                        

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

                                          

       若回油閥因各種原因卡死在常（cháng）回（huí）油的 位置,會造成（chéng）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,使共軌壓力不足,對發動機的性能有很大的影響, 甚至造成發動機不能啟動。

 5.零供（gòng）油節流（liú）閥

       在進油計量閥與（yǔ）柱塞腔之間的進油通 道上,設置（zhì）了零供油節流閥,其 作（zuò）用是（shì）將燃油中空氣及時排出,防止進入 柱塞腔以及（jí）當發（fā）動機熄火後,將管路中的 燃油及時回流（liú）至油箱。

二、高壓油路

        高壓油泵的柱塞將燃油加（jiā）壓後通過2根 高壓（yā）油管（guǎn）接（jiē）到（dào）共軌上,共軌上有6根高壓油 管(長度相等)將（jiāng）高壓油送至噴油器。

1.高壓油泵

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

      CPN2.2高壓油泵主要由（yóu）殼體、前後端 蓋、凸輪軸、2個滾輪（lún）總（zǒng）成及2個供油單元構成,同時還（hái）集成了齒（chǐ）輪式（shì）輸油泵、進油計 量閥、凸（tū）輪軸位置傳感器等。

 

(1)殼體

        殼體是高壓油（yóu）泵的基礎件,由鋁合 金鑄造而成（chéng）。其內部包含燃油（yóu）的進油（yóu）、回油油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（zǒng）成,下部空腔安 裝（zhuāng）凸輪軸及前、後端蓋。殼（ké）體（tǐ）正麵部分有一（yī）塊銘牌,其上有一組十位數的編碼,為 Bosch的訂貨號,用於購買配件時使用。

          

(2)前、後端蓋

        前端蓋由鋼（gāng）製材料製成,其內（nèi）部安裝 了滑動軸承,用於支撐高壓油泵凸輪（lún）軸前 端;其外側內（nèi）端麵安裝了油封、內側外端 麵安裝了（le）O型圈（quān）用於機油的密封（fēng）。前端蓋（gài）用 4個螺釘固定在（zài）高壓油泵殼體的前端麵。

 

       後端蓋由鑄鐵材（cái）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O型圈用於機油 的密封,後端蓋上有凸輪軸（zhóu）位置傳感器的 安裝孔。後端蓋內側與高壓油泵殼體相連 接,外側與輸油泵殼體連接。

 

(3)凸輪軸

       凸輪軸采用鋼製材料製成,軸上有兩 個凸輪,每個（gè）凸輪有三個相同的輪廓型線, 共計有（yǒu）6個相同的輪廓（kuò）型線在圓周方（fāng）向（xiàng）呈 60°間隔角均（jun1）布。凸輪軸每轉（zhuǎn）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上呈60°均布, 可以使高壓油泵（bèng）向共軌的供油更均勻（yún）。

                                                

      凸輪軸的（de）前、後端軸頸分別支撐在 前、後端蓋上,采用（yòng）滑動軸承,機油（yóu）潤滑。 凸輪軸前端的錐麵軸頸通過鍵與（yǔ）高壓油泵（bèng）正 時齒輪連接,後端的圓柱麵軸頸通過鍵與輸 油泵一級主動（dòng）齒輪及凸輪軸位置傳感器信號（hào） 輪（lún）相連接（jiē）。

 

(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（gè）1個)等組（zǔ）成。 滾（gǔn）輪由凸輪軸的凸（tū）輪驅動,在柱塞彈簧的彈力作用 下,使滾輪與凸輪軸的凸（tū）輪始終保持接（jiē）觸狀態,滾輪 體上端驅動（dòng）柱塞。

 

(5)供油（yóu）單（dān）元

       共（gòng）有兩組供（gòng）油單元,每組（zǔ）供油單元由柱塞、柱（zhù）塞 套、進油閥總成、出油閥總成及出油閥緊（jǐn）座等組成。進、出油閥總成安裝在柱塞套與出油閥緊座之間的空腔內,每組供油單元用兩個螺釘固定（dìng）在高油泵的（de）殼體上。

 

1柱塞

     為了提高柱塞的耐磨性,其外表（biǎo）麵采用滲碳處 理（lǐ）,表麵呈（chéng）黑色。柱塞上端的（de）外圓柱麵與柱塞套精密 配合,柱塞下端卡在彈簧座槽中,並在柱塞彈簧的（de）作 用下與滾輪體可（kě）靠接（jiē）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（gè） 小孔:A孔和B孔。A孔為泄油（yóu）孔,與柱塞套下（xià）半部（bù）分（fèn） 內腔的環槽相（xiàng）通,其作用（yòng）是將柱塞與柱塞套之間泄漏 的燃油返回到進油（yóu）端;B孔為（wéi）進油孔,進油計量閥計 量（liàng）後的燃油通過高壓油泵殼體內部油（yóu）道送至B孔,經（jīng）B 孔及其內部的（de）進油閥進（jìn）入柱塞腔。柱塞套內部空腔安 裝進、出油閥總成,並由出油閥緊座緊固。

 

3進油閥（fá）總成（chéng）

      進油閥總（zǒng）成由進油閥、進油閥體（tǐ）、進 油閥彈簧等組成。進油閥體的外圓柱麵上 有進油孔,與柱塞套進油孔B相通;進油閥 體垂直方向上有2個油孔,與柱塞腔相通（tōng）; 進油閥體上端麵有兩個定位銷安裝孔,通 過（guò）定位銷與（yǔ）出油閥總成連接並定位。在發動機不工作時,進油閥在進油閥彈簧的作 用下（xià）保持關閉。

 

 4出油閥總成

        出（chū）油閥總成由出油閥、出油閥體、出 油閥（fá）彈簧等組成。出油閥體下端麵有兩（liǎng）個 定（dìng）位（wèi）銷安裝孔,通過（guò）定（dìng）位銷與進油閥總成 連（lián）接並定位。發（fā）動（dòng）機不啟動時,出油閥在 出油閥彈（dàn）簧作用（yòng）下保持關閉。

 

(6)燃油吸（xī）入和（hé）加壓過程

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

       當柴油機帶動高壓油泵（bèng）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,柱塞上端的燃油壓（yā）力（lì）減小,經 過進油計量閥（fá）計量後的燃油經過高壓油（yóu）泵 內部油道,通過柱塞套的B孔（kǒng）、進油閥的進 油孔,克服進油閥彈簧向下的彈（dàn）力,使進 油閥抬起並打開,燃油進入柱塞腔,完成 燃油的吸入過程。

                  

       當凸輪軸轉動時,隨著凸輪的上升, 驅動滾輪總成及（jí）柱塞向上運動,柱塞上端 的燃油壓力增大,使進油閥首先關閉,隨 著柱塞繼續上移,燃油（yóu）壓力不斷提高, 當壓（yā）力超過出油（yóu）閥彈（dàn）簧彈力時,出（chū）油閥打 開,加壓後的燃油被送到共軌,完成燃油 的加（jiā）壓過（guò）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（guǐ）壓力 傳感器,後（hòu）端安裝了限壓閥,共軌與噴油 器高（gāo）壓油管的接頭內（nèi）部裝有流量限（xiàn）製器。

(1)共軌壓（yā）力傳感器

         共軌壓力傳感器由焊接在壓力裝置上（shàng） 的集成傳感器部件、裝有電（diàn）子檢測回路（lù）的 印刷電（diàn）路板和（hé）裝有電子插（chā）入式（shì）連線的傳感 器外殼等組成。

        燃油通過共軌上的孔流（liú）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（bàn）導 體裝置)也安裝在此膜片上,傳感器產（chǎn）生的 信（xìn）號被（bèi）輸入一個（gè）用（yòng）於放大拾取信號並將它 送入ECU的檢測回路中。

 

共軌壓力傳感（gǎn）器的工作過程（chéng）:共軌（guǐ）壓力作用在膜（mó）片上,導致膜片形狀發生變（biàn）化,膜片形狀變化時,連接於膜片的電阻 值也將改變,改變的電阻值將引起通（tōng）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 電路增幅至0.5~4.5V。

(2)限壓閥

       限壓閥為一機械式閥門,壓力過（guò）大時,限壓（yā）閥將打開回油通（tōng）道,來限製最大 共軌壓力,限壓閥允許（xǔ）的瞬時最大共（gòng）軌壓 力為（wéi）係（xì）統的額定壓力加5MPa左右。

(3)流量限製器

         流量限製（zhì）器的金屬外（wài）殼兩端有外螺 紋,上（shàng）端擰在共軌上,下（xià）端用來擰入噴油 器的進油管。外（wài）殼兩端有孔,分別與共軌 及噴油器進油管相通。流量限製（zhì）器內部有 一個活塞,一根彈簧將此活塞向共軌方向 壓緊。活塞上的縱向孔連接進油孔和出油 孔（kǒng）,縱向孔直徑在末端是縮小的,具有精 確計量節流孔的作用。

                                                

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

3.噴油器（qì）

        濰柴WP10.336柴油機采用了（le）CRIN2 標準3型6孔式噴油器,噴油器由噴油（yóu）器 體、孔式噴油嘴總成、液壓伺服係統以及電磁閥總成等組成。噴油（yóu）器上有一組十位數的編碼,為Bosch的訂貨號（hào）,用於購買配件（jiàn）時（shí）使用。

 

(1)噴油器體

         噴油器體是噴油（yóu）器的基礎（chǔ）件,其下端安裝孔式噴油嘴總成,液壓伺服係統及電 磁閥總成安裝在（zài）噴油（yóu）器體上部的空腔內, 其（qí）上半部有進（jìn）油孔（kǒng）和回油孔,外圓柱麵上 有一個密封的O型圈,其內部有（yǒu）進油及（jí）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（zhēn） 閥彈簧、彈簧座及噴油嘴（zuǐ）螺紋套等組成。針閥的（de）工作麵采用（yòng）滲碳處理,針閥 與傳統柴油機的噴油器針閥類似,帶有承（chéng） 壓錐麵和密封錐麵。針閥體上端麵有進（jìn）油 孔（kǒng）及（jí）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（yóu）器體上的 進油孔對齊,在針閥彈簧的作用下,針閥 關閉。噴油嘴螺（luó）紋套將針閥、針閥體、針 閥彈簧及彈簧座等固定（dìng）在噴油器體下端。

            

(3)電（diàn）磁閥總成

            

       電磁閥總（zǒng）成由電（diàn）磁閥、電磁閥彈簧、電（diàn）樞軸、電樞軸盤及複（fù）位彈簧等組成。電磁閥總成上端有兩個電接線柱(接（jiē）線 時,不需要區分位置),兩（liǎng）接線柱中間為一 絕緣體（tǐ）。電磁閥內部空腔內安裝了電磁閥 彈簧、電樞軸、電（diàn）樞盤（pán）及複位彈簧（huáng）。電磁 閥由發動機電控（kòng）單元通過占空比PWM信號 控製,通過較高的電壓(接近100V)驅動（dòng）, 實現大的驅動電流(實現電（diàn）樞軸迅速抬（tái）起)。采用電源電壓(24V)驅動時,是為了實現維持電流(基於節能考慮)。

        發動機控製單元通過對噴油器電磁閥 的控製,來實現對噴（pēn）油正時、噴油（yóu）量以及 噴（pēn）油規律(預噴+主噴)的（de）控製。

 

(4)液壓伺服係統

                

      液壓伺服係統由球閥（fá）、球閥座、控製 活塞及（jí）推杆等組成。球閥安裝在 控製活塞回油節流孔的上端,其上端與球 閥座（zuò）接觸,球閥座與（yǔ）電磁閥總成的電樞軸 接觸,在電磁閥彈簧向下（xià）的彈力（lì）作用下, 電樞軸與球閥座（zuò）、球（qiú）閥座與球閥能夠可靠 接觸,使回油節（jiē）流孔保持關閉。控製（zhì）活塞（sāi） 上有進油節（jiē）流孔及回（huí）油節流孔,進油（yóu）節流 孔與噴油器的進油（yóu）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)噴油器的工作過程

        當噴油器（qì）的電磁閥不（bú）通電（diàn）時,電樞軸 在彈簧的作用下,將球閥座（zuò）及球閥壓在控 製活塞的回油節流孔（kǒng）上,使回油節流孔關（guān） 閉,作用在液壓伺服係統中推杆頂部的壓 力大於作用在針閥承壓麵上的壓力,再加（jiā） 上針閥彈簧（huáng）向（xiàng）下的彈力（lì）作用（yòng）,針閥被迫（pò）進（jìn） 入閥座,將高壓油道與燃燒室隔離,噴油（yóu） 器不噴油。

       當（dāng）噴油器的（de）電（diàn）磁閥通電時,電樞軸克 服彈簧的彈力將球閥座及球（qiú）閥略微升起, 使回油節流孔打（dǎ）開,針閥控製腔的壓力減 小,作用在液壓伺服係統中推杆頂部的壓 力也隨（suí）之下降。一旦壓力小於（yú）作用於噴油嘴針閥承（chéng）壓麵上的壓力（lì）時,針閥上升,燃（rán） 油經噴油嘴噴孔噴入燃燒室。此外,噴油（yóu） 器內部泄（xiè）漏的燃油,通過噴油器（qì）回油管和 共軌的回油管一起接到高壓油泵的回（huí）油管（guǎn） 處,匯總後經一根總的回油管一起流回（huí）燃 油箱。