博世共轨系统培训材料.ppt
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1、玉柴电控共轨发动机培训玉柴电控共轨发动机培训2021/9/271内容提要1、电喷发动机的特点、电喷发动机的特点2、玉柴欧三共轨系列发动机简介、玉柴欧三共轨系列发动机简介3、BCR共轨系统及其构成共轨系统及其构成4、控制器、传感器、执行器介绍、控制器、传感器、执行器介绍5、故障诊断与故障排除、故障诊断与故障排除2021/9/2722021/9/2731.2 电喷系统的调节特点电喷系统的调节特点u喷油量 驾驶员通过电子油门提供驾驶意图控制器ECU控制整个运行范围内的喷油量可以有几十种喷油量控制模式(瞬态与稳态)u喷油规律在系统设计时考虑了适当的喷油规律u喷油提前角完全由控制器ECU自动控制u喷油压
2、力完全由控制器ECU自动控制u怠速可根据水温实时修正可根据附件功率进行实时修正2021/9/2741.3 电喷系统的其他重要功能电喷系统的其他重要功能u电控还能:提供附加的控制(各缸平衡、可变怠速和闭环控制、减速断油和启动控制等等)与车辆有更多的联系,提供更多的功能(A/T、停缸、排气制动,A/C、P/S、ABS、仪表指示等等)提高柴油机本身的一致性和可靠性(故障诊断、失效安全策说、自学习与自适应等等)u结论更好的燃烧导致低排放和高性能实现各种灵活控制与车辆更好的匹配2021/9/275 1.4 对玉柴欧对玉柴欧III柴油机电控系统的说明柴油机电控系统的说明1、欧III发动机的一些零部件在外观
3、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、保持欧III发动机燃油系统的清洁非常重要,否则会导致燃油系统部件早磨。3、对于维修来说,电控系统零件目前不进行拆修,只能更换。4、丰富的欧II柴油机维修知识和经验对欧III柴油机的维修非常重要,欧III柴油机的工作原理和欧II柴油机差不多,只是燃油系统的改变。经过培训后也可以来维修欧III柴油机。5、不是所有的故障都出在电控系统上、并非所有故障都要通过故障诊断仪进行判断。6、故障诊断仪只能检测到电控元件出的故障;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。2021/9/276内容提
4、要1、电喷发动机的特点、电喷发动机的特点2、玉柴欧三共轨系列发动机简介、玉柴欧三共轨系列发动机简介3、BCR共轨系统及其构成共轨系统及其构成4、控制器、传感器、执行器介绍、控制器、传感器、执行器介绍5、故障诊断与故障排除、故障诊断与故障排除2021/9/2772、玉柴欧三共轨、玉柴欧三共轨系列系列发动机简介发动机简介1、基于玉柴欧二系列柴油机,采用增、基于玉柴欧二系列柴油机,采用增压中冷以及四气中冷以及四气门技技术2、玉柴欧三共轨玉柴欧三共轨系列柴油机的开系列柴油机的开发采用了多采用了多项现代柴油机科研技代柴油机科研技术成果,是借成果,是借鉴世界著名的德国世界著名的德国FEV汽汽车发动机技机技
5、术公司先公司先进的的设计理理念和念和设计手段,玉柴自主开手段,玉柴自主开发设计的一款柴油机,更加适合中国的使的一款柴油机,更加适合中国的使用情况。机械开用情况。机械开发参考德国参考德国FEV公司的机械开公司的机械开发程序,可靠性得到很程序,可靠性得到很好的保好的保证3玉柴欧三系列玉柴欧三系列共共轨柴油机是国家柴油机是国家实施国施国3、国、国4标准后,在原玉柴准后,在原玉柴欧二系列欧二系列发动机的基机的基础上上专门开开发,重新,重新设计进气系气系统,功率覆盖范,功率覆盖范围140390马力。与原玉柴欧二系列力。与原玉柴欧二系列发动机相比,主要机相比,主要应用用电控高控高压共共轨、四气、四气门及曲
6、及曲轴箱箱结构。构。4玉柴欧三玉柴欧三系列共系列共轨柴油机具有低排放、低噪声等特点柴油机具有低排放、低噪声等特点5秉承原玉柴欧二系列柴油机的可靠、省油,秉承原玉柴欧二系列柴油机的可靠、省油,动力性好等力性好等优点。点。2021/9/2782.1 YC4E-30共轨发动机实物图2021/9/279YC4G-30实物图2021/9/2710YC6J-30实物图2021/9/2711YC6A-30实物图2021/9/2712YC6G-30实物图2021/9/2713YC6L-30实物图2021/9/2714YC6M-30实物图2021/9/2715内容提要1、电喷发动机的特点、电喷发动机的特点2、玉
7、柴欧三共轨系列发动机简介、玉柴欧三共轨系列发动机简介3、BCR共轨系统及其构成共轨系统及其构成4、控制器、传感器、执行器介绍、控制器、传感器、执行器介绍5、故障诊断与故障排除、故障诊断与故障排除2021/9/2716 3.1博世共轨燃油系统示意图(CP3.3油泵)2021/9/27173.1博世共轨燃油系统示意图(CP2.2油泵)2021/9/27183.2博世共轨电气系统结构示意图2021/9/27193.3高压共轨系统工作描述2021/9/27203.4博世共轨系统博世共轨系统(CP3.3泵泵)发动机的布发动机的布置示例置示例2021/9/27213.4博世共轨系统(CP3.3泵)发动机的
8、布置示例2021/9/27223.5博世共轨系统(CP2.2泵)发动机的布置示例2021/9/2723 3.5博世共轨系统博世共轨系统(CP2.2泵泵)发动机的布发动机的布置示例置示例2021/9/27243.6.1博世燃油喷射系统燃油油路示意图(适用于CP3.3油泵)2021/9/27253.6.2博世燃油喷射系统燃油油路实物图(适用于CP3.3油泵)2021/9/27263.6.3 CP3.3油泵低压管路技术要求2021/9/27273.6.4博世燃油喷射系统燃油油路示意图(适用于CP2.2油泵)2021/9/2728 3.6.2博世燃油喷射系统燃油油路实物图(适用于CP2.2油泵)202
9、1/9/27293.6.3 CP2.2油泵低压管路技术要求2021/9/27303.7.1 高压泵CP3.3+ZP18简述(适用于4E、4G、6J、6A、6G)3缸径向柱塞高压油泵;集成燃油计量单元MeUN,并由之控制轨压;集成ZP18齿轮输油泵;燃油滤清器位于齿轮泵压力端;采用燃油润滑;不允许承受轴向力;驱动速比(增速):4E/4G/6G:4/3;6J/6A:7/6;高压油泵理论供油速率:1.087cm3/rev;最大允许轨压:1600bar;泵额定转速:3800r/min;逆时针旋转(从驱动端看)。2021/9/27313.7.1 高压泵CP3.3外形及接2021/9/27323.7.2
10、高压泵CP2.2+ZP5简述(适用于6L、6M、6K)直列双柱塞高压油泵;集成燃油计量单元MeUN,并由之控制轨压;集成ZP5齿轮输油泵;燃油滤清器位于齿轮泵压力端;采用机油润滑;驱动速比(减速):6L/6M/6K:1:2高压油泵理论供油速率:4.524cm3/rev;最大允许轨压:1600bar;泵额定转速:1400r/min;逆时针旋转(从驱动端看)。2021/9/27333.7.2 高压泵CP2.2外形及接口2021/9/27343.7.2 高压泵CP2.2外形及接口2021/9/27353.7.3 燃油计量阀(MeUN)控制进入柱塞的燃油量,从而控制共轨管压力比例电磁阀PWM信号频率:
11、(165195Hz)线圈电阻:2.63.15欧姆最大电流:1.8A缺省状态:全开(limp home)最大供油量零供油量I(A)Q(l/h)供油特性图2021/9/27363.7.4 齿轮输油泵ZP18由高压泵CP3.3轴驱动齿轮泵供油速率240 l/h(进油压力0.5bar 绝对压力时)367 l/h(进油压力1.0bar 绝对压力时)齿轮泵允许进油温度:2575;出油进油2021/9/27373.7.4 齿轮输油泵ZP18的结构2021/9/27383.7.5 高压泵系统初始充油与排空u共轨高压油泵因其制造精密工作中需要保证良好润滑,油路中空气的进入会导致油泵快速磨损u在更换柴滤、油箱燃油
12、被抽空或更换高压油泵等可能导致燃油管路进空气的情况下应该采用柴滤上附加的手油泵对油路充分排空u排空建议:松开柴滤出口油管,压动手油泵直到柴滤出口有燃油流出至无明显气泡状态,上紧柴滤出口油管后再压几下手油泵至感觉有一定压力时止。2021/9/27393.8.1 BOSCH 喷油器2021/9/27403.8.2 BOSCH 喷油器喷油器内部参考结构回油孔电接口标识进油孔进油孔回油孔最大喷油压力:1600 bar喷嘴:mini-sac-hole2021/9/27413.8.3 BOSCH 喷油器工作原理喷油器工作原理喷嘴置位线圈衔铁球阀释放控制孔充油控制孔针阀杆喷嘴针阀压力环高压连接管回油喷嘴开启
13、喷嘴关闭低压高压喷孔2021/9/27423.8.3 BOSCH 喷油器的电器参数喷油器的电器参数线圈圈电阻阻 Rcoilm 230 当当20时,公差公差:5%提升电压提升电压UBoostV48提升开始时,提升开始时,20工作工作电压V24提升提升电流流 IboostA2426设定值设定值:25A保持保持电流流 IholdA1113设定值设定值:12A2021/9/27433.9 高压共轨管LWRN3(以4缸机所用油轨示列)2021/9/27443.9 高压共轨管LWRN3(以4缸机所用油轨示列)2021/9/2745内容提要1、电喷发动机的特点、电喷发动机的特点2、玉柴欧三共轨系列发动机简介
14、、玉柴欧三共轨系列发动机简介3、BCR共轨系统及其构成共轨系统及其构成4、控制器、传感器、执行器介绍、控制器、传感器、执行器介绍5、故障诊断与故障排除、故障诊断与故障排除2021/9/27464.1控制器控制器(ECU)(ECU)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,只是硬件通用接插件1 (整车功能)接插件2 (传感器)接插件3 (执行器)2021/9/27474.1.1控制器特性型号:EDC7UC31 特性参数:工作环境:-40105 C工作电压:24V(932V)接插件:141Pins(163689)尺寸:24820654mm3 ECU的8个固
15、定螺栓扭矩:102Nm 优点结构紧凑、兼容性好低功耗,稳定的I/O功能强大的微处理器,容量大采用发动机安装方式,便于配套经过热冲击、低温、防水、化学、盐腐蚀、振动、机械冲击、EMC试验2021/9/27484.1.2 控制器ECU功能(发动机部分)n喷油方式控制q高达4次喷射(现只用2次)n喷油量控制q预喷油量自学习控制 q减速断油控制 n喷油正时控制q主喷正时q预喷正时q正时补偿 n轨压控制q正常和快速轨压控制 q轨压建立和超压保护 q轨压Limp home控制n扭矩控制 q瞬态扭矩q加速扭矩q低速扭矩补偿q最大扭矩控制q瞬态冒烟控制q增压器保护控制n过热保护 n各缸平衡控制 nEGR 控制
16、 nVGT 控制 n辅助起动控制(电机和预热塞)n系统状态管理 n电源管理 2021/9/27494.1.2 控制器ECU功能(整车部分)n车速计算及输出供仪表和最高车速限制使用n档位计算 q根据车速和发动机转速计算档位q用于挂档怠速控制,改善驾驶性n起动电机控制n排气制动控制n怠速和驱动怠速控制q 挂档时发动机负载加大,采用驱动怠速控制可以实现分档控制q 此时PID参数和指令怠速转速均发生变化n怠速微调对发动机怠速转速进行细微调整nPTO控制用于各种需要进行转速调整的场合(如:水泥搅拌机)n巡航控制自动维持恒定的车速,减轻驾驶员的疲劳n防抖(ASD)控制 改善车辆在挂档起步、急加速和急减速过
17、程的平顺性 n空调控制 q根据空调负载调节发动机怠速转速q根据车辆对动力性的需求和发动机的工作状况对空调压缩机进行开/关控制n燃油水含量超标报警油水分离器中的蓄水杯水位超过一定高度是会报警nCAN通讯整车其它控制器和仪表之间的通讯2021/9/27504.2 BOSCH共轨系统传感器列表序号序号名称名称功能描述功能描述1曲轴传感器曲轴传感器精确精确计计算曲算曲轴轴位置,用于位置,用于喷喷油油时时刻和刻和喷喷油量油量计计算、算、转转速速计计算算2凸轮轴传感器凸轮轴传感器 判缸判缸和曲轴传感器失效时用于跛脚回家和曲轴传感器失效时用于跛脚回家3进气温度传感进气温度传感器器测量进气温度,修正喷油量和喷
18、油正时,过热保护测量进气温度,修正喷油量和喷油正时,过热保护增压压力传感增压压力传感器器监测进气压力,和进气温度一起计算进气量,与进气温度集成在一起。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冷却水温传感冷却水温传感器器测测量冷却水温度,用于冷起量冷却水温度,用于冷起动动、目、目标标怠速怠速计计算等,同算等,同时还时还用于修正用于修正喷喷油提前油提前角、角、过热保护过热保护等等5共轨压力传感共轨压力传感器器测量共轨管中的燃油压力,保证油压控制稳定测量共轨管中的燃油压力,保证油压控制稳定6油门位置传感油门位置传感器器将驾驶员的意图送给控制器将驾驶员的意图送给控制器ECU7车
19、速传感器车速传感器提供车速信号给提供车速信号给ECU,用于整车驱动控制,由整车提供,用于整车驱动控制,由整车提供8大气压力传感大气压力传感器器用于不同海拔高度校正喷油控制参数,集成在用于不同海拔高度校正喷油控制参数,集成在ECU中中2021/9/27514.2.1 曲轴/凸轮轴传感器l二者同型号,以后只叙述其中之一。l可变磁阻式(VR),安装于飞轮壳上或齿轮室处l空气间隙:0.51.5mml输出电压:1650 mV1.8mm,416 rpml静态电阻值:Rw=860 10%20l工作环境:-40120 C l安装螺栓:M612 扭矩:82N.m适用于玉柴所有中重型系列博世共轨发动机2021/9
20、/27524.2.1曲轴/凸轮轴传感器相位关系(适用于玉柴4缸机)发动机处在一缸压缩上止点时:凸轮轴相位传感器应该指示到凸轮轴信号盘多齿后27(凸轮转角)的位置;曲轴传感器应该指示到曲轴信号盘缺齿后的第19个齿(参见图中齿的编号),或缺齿后108(曲轴转角)的位置不方便确认一缸压缩上止点时可先按以下办法初步判断:凸轮轴传感器对准凸轮信号盘的多齿时,曲轴信号传感器应对准曲轴信号盘缺齿后的第10齿,反过来则不一定有这种关系注意:该办法只能识别凸轮轴和曲轴信号盘间的相位关系,不能识别凸轮轴和曲轴信号盘与实际发动机上止点的关系2021/9/27534.2.1 曲轴/凸轮轴传感器相位关系(适用于玉柴6缸
21、机)发动机处在一缸压缩上止点时:凸轮轴传感器应该指示到凸轮轴信号盘多齿后81(凸轮转角)的位置曲轴传感器应该指示到曲轴信号盘缺齿后的第36个齿(参见图中齿的编号),或缺齿后210(曲轴转角)的位置(图中所示标注150360-210)不方便确认一缸压缩上止点时可先按以下办法初步判断:凸轮轴传感器对准凸轮信号盘的多齿时,曲轴传感器应对准曲轴信号盘缺齿后的第9齿,反过来不一定有这种关系。注意:该办法只能识别凸轮轴和曲轴信号盘间的相位关系,不能识别凸轮轴和曲轴信号盘与实际发动机上止点的关系2021/9/27544.2.1 曲轴/凸轮轴传感器相关控制策略:判缸(时序控制);瞬态转速计算;喷油时刻计算;喷
22、油脉宽(喷油量)计算;失效控制,参见故障诊断专题.2021/9/27554.2.2 增压压力及温度传感器集成进气温度传感器和压力传感器四个输出端子,参见左下图;工作温度范围:-40130C工作压力范围:50400 kPa输出电压:(0.30.5)(4.80.5)V方向:带有密封圈的气孔向下(在垂直方向 60内)安装螺栓:M5 拧紧力距610N.m适用于玉柴所有博世共轨系列发动机2021/9/27564.2.2 4.2.2 增压压力及温度传感器增压压力及温度传感器压力信号特征其中:Uout =输出电压(V);pabs =绝对压力(kPa);2021/9/27574.2.2 4.2.2 增压压力及
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