WP.10柴油機Bosch係統油路詳解（jiě）

　　

       下文將以濰柴WP10.336(排量（liàng）10L、功率 336PS)柴油機為例,對Bosch在中國（guó）運用最（zuì）廣泛的平台CRSN2-16共（gòng）軌係統的油（yóu）路進行詳細（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。該係統采用了CRIN2-16型噴油器,可選裝三種高壓油泵：

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

      CP3.3N-16/18三缸徑向柱塞高壓泵, 集成齒（chǐ）輪輸油泵；

      CB28-18直（zhí）列式高壓泵;可以選用HFRN-16/18熱鍛共軌或者（zhě）LWRN-16激光（guāng）焊接軌;

      可以選用EDC7適用（yòng）於中重型（xíng）商（shāng）用車,可（kě）直接發（fā）動（dòng）機安裝（zhuāng）,EDC16適用於乘用車和輕中型商用車,底盤（pán）安裝以及EDC17博（bó）世最新一代全球（qiú）化平台,可（kě）集成DCU的全部功能（néng）。

     

      濰柴WP10.336柴油機（jī）的燃油管路,可 以分為（wéi）低壓油路和高壓（yā）油路兩部分。

 

一、低壓油路

       低壓油路又（yòu）可分為進油油路及回油（yóu）油路（lù）。

        進油油（yóu）路:輸油泵將柴油從油箱中抽出經過柴油 粗濾器(帶油水分離器)過濾後,再（zài）次經過燃油細濾器 過濾,此時油路（lù）分成兩部分,一部分經過進（jìn）油計量閥 計量後送至高壓油泵（bèng）柱塞腔,另一部（bù）分送至回油閥, 回油閥與進油計量閥並聯,以保證進（jìn）油計量閥的輸入 端壓力恒定。

 

       該發動機的電控單元直接（jiē）安裝在缸體上,基於ECU散熱（rè）考慮（lǜ）,ECU下方安裝了一個焊接座,利用經過燃油粗濾器的燃（rán）油流過該焊接座的（de）空 腔,然後流入輸油（yóu）泵,通過流動的燃油,給ECU散熱。

 

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

 

 1.濾清器

        為了增強濾清效果,濰柴WP10.336柴油機采用 了兩級串聯式濾清器,其（qí）中燃油粗濾器（qì）帶有油水分離器且（qiě）其上端蓋有手油泵和放氣螺釘,其（qí）下端（duān）裝有燃油含水（shuǐ）率傳感器。

2.輸油泵

       輸油泵的作用是將燃油從油箱吸入,過濾後將燃油提（tí）供給（gěi）進油計量閥,計量後再送至柱塞（sāi）腔。

       由於濰柴WP10.336柴油機為（wéi）重型柴油機,為了滿足油門（mén）踏板最（zuì）大開度時噴油（yóu）量的需（xū）要,該柴油機采用了ZP5型齒輪（lún）式兩級輸油泵。輸油泵集成在高壓油泵上,位（wèi）於（yú）高壓油泵的後端（duān）。輸油泵的一級主動齒輪通過半圓鍵與高壓油泵的（de）凸輪軸相連接,並用螺釘緊（jǐn）固（gù）。

 

     輸油泵的一（yī）級主動齒輪為內（nèi）齒輪,共37個齒,一級從動齒輪為外齒輪,共13個齒;輸油泵的一級從動齒輪同軸連接了輸油泵的二級主動齒輪(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（dòng）比為13:37。由（yóu）此可見,輸油泵的轉速可 以達到高壓油泵凸輪軸轉（zhuǎn）速的2.85倍,通 過采用二級傳動,輸油（yóu）量可（kě）以有（yǒu）很大的提 高。

      輸油（yóu）泵一級主動齒輪及凸（tū）輪軸位置傳 感器信號輪為整體式,由半圓鍵與高壓油 泵凸輪軸相連接。凸輪軸位（wèi）置（zhì）傳感器（qì）信號 輪采用凸（tū）齒式,其齒（chǐ）數為缸數+1個（gè）,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（yú）確（què）定1缸（gāng）壓縮 上（shàng）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（liú）閥和旁通閥總成,溢流閥總成由鋼球、彈簧（huáng）及緊固螺釘組成;旁通閥總成由柱塞（sāi）、彈簧及緊固螺釘組成。

                                

       當輸油泵的燃油壓出（chū）端壓力過大時,溢流閥打開（kāi）,使（shǐ）燃油壓（yā）出端與 燃油吸入端短接,從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,向柱（zhù）塞腔提供燃油通道,發動機正常工作時,旁（páng）通閥關閉。                        

                                 

       輸油泵後端蓋上有輸油（yóu）泵（bèng）進油（yóu）口(來自 燃油粗濾器)和輸油泵出油口(到燃油（yóu）細濾 器),並有向上的安裝標記,原因 在於進油節（jiē）流孔直徑較小,而出油口直徑 大（dà）。輸油泵總成用（yòng）4個螺釘（dìng）固定在高壓油泵（bèng） 殼體後端。

                                                                    

3.進油計量閥

 

      進油計量閥用三（sān）個螺釘安裝在高（gāo）壓油泵的進油位置, 用（yòng）於調整進入柱塞的（de）燃油供（gòng）給量,從而調節共軌的燃油壓力值。ECU根（gēn）據加速腳踏板位置傳感器、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,確定高壓共軌內的 燃油壓（yā）力,並通過占空（kōng）比PWM信（xìn）號調節進 油計量閥,實現對共軌壓力的（de）控製。共軌壓 力傳感器實時監測共軌內燃油壓力,並將信 號提供給發（fā）動（dòng）機控製單元,發動（dòng）機控製（zhì）單元 再對進油計量閥（fá）實施反饋控製,最終實現對 共軌壓力的閉環控（kòng）製。

       Bosch EDC7係統進油（yóu）計量（liàng）閥采用進油端（duān）調節（jiē）共軌壓力的方式,當（dāng）進油計量（liàng）閥不 通電時,其開度最大。進油計量閥的供油特 性如圖11所示。進油計量閥采（cǎi）用進油端調節 軌（guǐ）壓的（de）方式,避免了燃油的不必要壓縮所造 成的發動機功率耗（hào）損以及燃油溫度（dù）的升高（gāo）。

       

4.回油閥

        回油閥（fá）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,其作用是確保進油計 量閥（fá）入口處的燃油壓力保持恒定,這也是 保證共軌係統正（zhèng）常工作的先（xiān）決條件。

 

       回油閥上共有3個孔,其中, 進油孔的燃油來自輸油泵（bèng）加（jiā）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,燃油壓力克服回油閥內的彈簧彈 力,回油（yóu）孔打開,將燃油經回油管流回油箱。

                                        

       另外,還設置了（le）泄油孔,其作用是將 回油（yóu）閥內泄露的燃油及時（shí）排出,防止影響（xiǎng） 回油閥（fá）的正常工作。

                                          

       若回油閥因各種原（yuán）因卡死在常回油的 位置,會造成（chéng）回油（yóu）量過大以及（jí）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,對發動機的性（xìng）能有很大的影（yǐng）響, 甚至造成發動機不能啟動。

 5.零供油節流閥

       在進油計量閥與柱塞腔之間的進油通 道上,設置（zhì）了零供油節流（liú）閥,其 作用是將燃油（yóu）中空氣（qì）及時排出,防止進入 柱塞腔以及當發動機熄火後,將管路中的 燃油及時回流至油箱。

二、高壓油路

        高壓油泵的柱塞將燃油（yóu）加壓後通（tōng）過2根 高壓油管接到共軌上,共軌上有（yǒu）6根高壓（yā）油 管(長度相等)將高壓油（yóu）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,最高壓力可達160MPa。該高（gāo）壓 油泵為雙缸直列柱塞式,采用（yòng）機油潤滑。

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

 

(1)殼體

        殼體（tǐ）是高壓油（yóu）泵（bèng）的基礎（chǔ）件,由鋁合 金鑄造而成。其內部包含燃（rán）油的進油、回油油道以及機油的潤滑（huá）油道。兩個垂直空腔安（ān）裝供油單元及滾輪總成,下部空腔安（ān） 裝（zhuāng）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,用（yòng）於購買配件時使用。

          

(2)前、後端蓋

        前端蓋由鋼製材料製成,其內部安（ān）裝 了滑動軸承（chéng）,用於支撐高壓油泵（bèng）凸輪軸前 端（duān）;其外側（cè）內端麵安（ān）裝了油封、內側外端 麵安裝了O型（xíng）圈用於機油的密封。前端蓋用 4個螺釘固定在高壓油（yóu）泵殼體的前端麵（miàn）。

 

       後端（duān）蓋由鑄鐵材（cái）料製（zhì）成,其內部安裝 了（le）滑動軸承,用於支撐高壓油泵凸輪軸後 端,其內側外端麵（miàn）安裝了O型（xíng）圈用於機油 的密封,後端蓋上有凸輪軸位置傳感器的 安裝孔。後（hòu）端蓋內側（cè）與（yǔ）高壓油泵（bèng）殼體相連 接（jiē）,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,每個凸（tū）輪有（yǒu）三個相同的輪廓型線, 共計有6個相同的輪廓（kuò）型線在圓（yuán）周方向呈 60°間隔角（jiǎo）均布。凸輪軸每轉動 一（yī）圈,驅動柱塞（sāi）進油、出油各6次,6個相 同的輪廓型線在（zài）圓周方向上呈60°均布, 可以使高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 前（qián）、後端蓋上,采用滑動軸（zhóu）承,機油潤滑。 凸輪軸前端的錐麵軸頸通過鍵與（yǔ）高壓油泵正 時齒輪連接（jiē）,後（hòu）端的圓柱麵軸頸通過鍵與輸 油泵一（yī）級主（zhǔ）動齒輪及凸輪軸位置傳感器信號 輪相連接。

 

(4)滾輪總成

         共有兩組滾輪總成,每（měi）個滾輪總成由滾輪體、滲 碳滾輪銷、滾輪(大、小（xiǎo）滾輪各1個)等組成。 滾輪由凸（tū）輪軸（zhóu）的凸輪驅動,在柱塞彈簧的彈力作（zuò）用 下,使滾輪與凸輪軸的凸輪始終保持接觸（chù）狀態（tài）,滾輪 體上端驅動（dòng）柱塞。

 

(5)供油單元

       共有兩組供油（yóu）單元,每組供油單元由柱塞、柱塞 套、進油閥總成、出（chū）油閥總成及（jí）出油閥緊座等組成。進、出油閥總成安裝（zhuāng）在柱塞套與（yǔ）出油閥緊座之間的空腔內,每組供油單元用兩個螺釘固定在（zài）高油泵的殼體上。

 

1柱（zhù）塞

     為了提高柱塞（sāi）的耐磨性,其外表（biǎo）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精密（mì） 配合,柱塞下端卡在（zài）彈簧座槽中,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（de）2個O型圈之（zhī）間的外圓柱麵上（shàng）,有兩個 小孔:A孔和B孔。A孔為泄（xiè）油（yóu）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 的燃油返回到進油端;B孔為進（jìn）油孔（kǒng）,進油計量閥計 量後的燃油通過高壓油（yóu）泵殼體內部油道送至B孔,經B 孔及其內部的進（jìn）油閥（fá）進入柱（zhù）塞腔。柱塞套內部（bù）空腔安 裝進、出油閥總成,並（bìng）由出油閥（fá）緊座緊（jǐn）固。

 

3進油閥總成

      進油閥總成由進油閥、進油（yóu）閥體、進 油閥彈簧等組成。進（jìn）油閥體的（de）外圓柱麵上 有進（jìn）油孔,與柱塞（sāi）套進油孔B相通;進油（yóu）閥 體垂直方向上（shàng）有2個油（yóu）孔,與柱塞腔相通; 進油閥體上端麵有（yǒu）兩個定（dìng）位銷安裝孔,通 過定（dìng）位銷與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 用下保持關閉。

 

 4出油（yóu）閥總成

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

 

(6)燃油吸入和加壓過程

        凸輪軸的轉動是通過滾（gǔn）輪（lún）總成使柱塞 上下運動,完成燃油的吸入和加（jiā）壓過程。

       當柴油機帶動高壓油泵凸輪（lún）軸轉動 時,隨著凸輪的下降,滾輪總成及柱塞也 向下運動,柱塞上端的燃油壓力減小,經 過進油（yóu）計量閥計量後的燃油經過高壓油泵 內（nèi）部油道,通過柱塞套的B孔、進油閥（fá）的進 油孔,克服進油（yóu）閥彈簧（huáng）向下的彈力,使進 油閥抬起並（bìng）打開,燃油進入柱塞腔,完成 燃油的（de）吸（xī）入過程。

                  

       當凸輪軸轉動時,隨著凸輪（lún）的上升, 驅動滾輪總成及柱塞向上運動,柱塞上端 的燃（rán）油壓力增（zēng）大,使進油閥首先關閉,隨 著柱塞繼續上移,燃油壓力（lì）不斷提高, 當壓力（lì）超過出油閥彈簧彈力時,出油閥打 開,加壓後的燃油被送到共軌,完成燃油 的加壓過程。

                                     

2.共軌

       濰柴WP10.336柴油機采用了LWR型（xíng） 激光焊接共軌,共軌前端安裝了共軌（guǐ）壓力 傳感器,後端安裝了（le）限壓閥,共軌與噴（pēn）油 器（qì）高壓油管的接頭內（nèi）部裝（zhuāng）有（yǒu）流量（liàng）限製器。

(1)共軌壓力傳感器

         共軌壓力傳感器（qì）由（yóu）焊接在壓力裝（zhuāng）置上 的集成傳感器部件、裝（zhuāng）有電（diàn）子檢測回路的 印刷電路板和裝有（yǒu）電（diàn）子插入式連線的傳（chuán）感 器外殼等組成。

        燃油通過（guò）共軌上的（de）孔流向共軌壓力傳 感器,燃油壓力作用在傳感器膜（mó）片上。將 壓力信號轉換為（wéi）電信號的傳感器部件(半（bàn）導 體裝置（zhì）)也安裝在此（cǐ）膜片上,傳感器產生（shēng）的 信號被輸（shū）入一個用於放大拾取信號並將它 送（sòng）入ECU的檢測回路中。

 

共軌壓力傳感器（qì）的工作過程:共（gòng）軌壓力作用在（zài）膜片上（shàng）,導致膜（mó）片形狀發生變化（huà）,膜片形狀變化時（shí）,連（lián）接於膜（mó）片（piàn）的電阻 值也將改變,改變的電（diàn）阻值將引起通過5V 電橋電壓的（de）變（biàn）化,信號電壓的變（biàn）化（huà）範圍為（wéi） 0~70mV(與共軌壓力有關),並且被放大 電路增幅（fú）至0.5~4.5V。

(2)限壓閥

       限（xiàn）壓（yā）閥為一機械式閥門,壓力過大時,限壓閥將打開回油通道,來限製最大 共軌壓力,限壓閥允許的瞬時最大共軌壓 力為係統的額定壓力加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,上端擰在共軌上,下（xià）端用來擰入（rù）噴（pēn）油 器的進油管。外殼兩端有孔,分別與共軌 及噴（pēn）油器進油管相通。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。活塞上的縱向孔連接（jiē）進油孔和出油 孔（kǒng）,縱向孔直徑（jìng）在末端是縮小的,具有精 確計量（liàng）節流孔的（de）作用。

                                                

      流量限製器的作用是防止噴油器可能 出現持續噴油的現（xiàn）象。為（wéi）此,當共軌流出 的油量超過最大流量時,流量限（xiàn）製器將自 動關閉流向相應噴油器的進油口,防止繼 續噴油。

3.噴（pēn）油（yóu）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 體、孔式噴油嘴總成、液壓伺服係統以（yǐ）及電磁（cí）閥總成等組（zǔ）成。噴油器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。

 

(1)噴油器（qì）體（tǐ）

         噴（pēn）油器體是噴油器的基礎件,其下端（duān）安（ān）裝孔式噴油嘴總成,液壓伺（sì）服係統及電 磁閥總成安裝在噴油器體上部的空腔內（nèi）, 其上半部有進（jìn）油孔和回油孔,外圓柱（zhù）麵上 有一個（gè）密封的O型圈,其（qí）內部有進油（yóu）及回油 油道。

                 

(2)孔式噴油嘴總成

         孔式噴油（yóu）嘴總成由（yóu）針閥、針閥體、針 閥彈簧、彈簧座及噴油嘴（zuǐ）螺（luó）紋套等組成。針閥的工作麵采用滲（shèn）碳處（chù）理,針閥 與傳統柴油機的噴油器針（zhēn）閥類似,帶（dài）有承 壓錐麵和密封錐麵。針閥體上端麵有進（jìn）油 孔及（jí）2個定（dìng）位銷孔,通過定位銷定位,安裝 後確（què）保針閥體上的進油孔與噴油器體上的 進（jìn）油孔對齊,在針閥彈簧（huáng）的作用下,針（zhēn）閥 關閉（bì）。噴油嘴螺紋套將針（zhēn）閥、針閥體、針 閥彈簧及彈簧座等（děng）固定在噴油器體下端。

            

(3)電磁閥總成

            

       電磁閥總（zǒng）成（chéng）由電磁閥、電磁閥（fá）彈簧、電樞（shū）軸、電樞軸盤及複位彈簧等組成。電磁閥總成上（shàng）端有兩個電接線柱(接（jiē）線 時,不需要區分位置),兩接（jiē）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、電樞盤及複位彈簧。電磁 閥由（yóu）發動機（jī）電控單元通（tōng）過占空比PWM信號 控製,通過較高的電壓(接近100V)驅（qū）動, 實現大的驅動電流(實現電樞軸迅速抬起)。采用電源電壓(24V)驅動（dòng）時,是為（wéi）了實（shí）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,來實現對噴油正時、噴油量以及（jí） 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（fá）安裝在 控製活塞回油節流孔的上端,其上端與球 閥座接（jiē）觸,球閥座（zuò）與電磁閥（fá）總成的電樞軸 接觸,在電磁（cí）閥彈（dàn）簧向下的（de）彈力作用下, 電樞軸與球閥座、球閥座與球閥能夠可靠 接觸（chù）,使回油節流孔保持關閉。控製活（huó）塞 上有進（jìn）油節流孔及回油節（jiē）流孔,進油節流 孔與（yǔ）噴油器的進油道（dào）相（xiàng）通。推杆（gǎn）上 端安裝在控（kòng）製活塞的內部空腔中,下端與 針閥接觸。

               

(5)噴油器的（de）工（gōng）作過程

        當噴油器的電磁閥（fá）不通電時,電樞（shū）軸 在彈簧的作用下,將球閥座及（jí）球閥壓在控 製活塞的回油節流孔上,使（shǐ）回油節流孔關 閉,作（zuò）用在液（yè）壓伺（sì）服係統中推杆頂部的（de）壓 力大於作用在針閥承壓麵（miàn）上的壓力,再加 上（shàng）針閥彈簧向（xiàng）下的（de）彈力作用,針閥被迫進 入閥座（zuò）,將高（gāo）壓油道與燃燒室隔離,噴油（yóu） 器不噴油。

       當噴油器（qì）的電磁閥通電時,電樞軸（zhóu）克 服彈簧的彈（dàn）力（lì）將球閥座（zuò）及球閥略微升起, 使回油節流孔打開,針閥控製腔的壓力減 小,作用在液壓伺服（fú）係統中推杆頂部的壓 力也（yě）隨之下降。一旦壓力（lì）小於（yú）作用於噴油嘴針閥承壓麵上的壓（yā）力時,針閥上升,燃 油經噴（pēn）油嘴噴孔（kǒng）噴入（rù）燃燒室。此外,噴油 器內（nèi）部泄漏的燃油,通過（guò）噴油器回油管和 共軌（guǐ）的回（huí）油管（guǎn）一（yī）起接到高壓油泵的回油管（guǎn） 處,匯總後經一根總的（de）回油管一起（qǐ）流回燃 油箱。