长城共轨柴油发动机)

长城GW2.8TC
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长城GW2.8TC
长城GW2.8TC
• 一、电控系统组成： • CRS2.0共轨系统包括传感器部分、ECU、
执行器部分； 传感器部分包括：水温传感 器、轨压传感器、凸轮轴位置 传感器、转 速传感器、电子油门踏板、空气流量计、 燃油 含水率传感器； 执行器部分包括：喷 油器、真空调节器、高压油泵、EGR阀、 预热控制器、预热塞。
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• 供油量限制调节： • 即为“跛行回家”功能，当发动机失去某个重要
的信号时，系统会采用一个替代值，并依此为基 准进行喷油或限制发动机的最高转速。 • 1、当失去了进气质量的信号时，系统控制发动机 最高转速只能升到2500r/min； • 2、当失去了水温信号时，系统按照水温在-4℃的 状态下喷油，同时开启电子风扇，当水温超过 105 ℃时系统限制喷油量； • 3、当发动机转速超过系统设定的最高转速时，系 统会自动断油，以避免发动机飞车。
共轨系统部件－喷油器
• 1回油 • 2电器连接 • 3电磁阀 • 4高压油进口 • 5阀球 • 6泄油孔 • 7馈入口 • 8阀控制室 • 9阀控制活塞 • 10供油通道 • 11喷嘴针阀
共轨系统部件－喷油器
共轨系统部件－喷油器
装有这种压电晶体喷油器，可以在一个燃烧周期内完成最 多5次的高精确度的喷射。高响应的压电喷油器可以获得短 的喷油周期和微量燃油的雾化喷射，从而提高燃烧性能。 喷射间歇可达0.1ms。（电磁线圈喷油器可达0.4ms） 应用较多的是：锆钛酸铅系列压电多晶材料。 压电晶体应变很小，一个20mm的压电晶体变形仅为20μm， 如果用它直接驱动阀芯，不仅位移小而且所需驱动电压太 高。要对其输出位移进行放大。 压电晶体堆一般由力学上的串联和电学上的并联构成。压 电晶体片在电学上相当于电容，层数过多会使电容增加， 就会增加充放电时间，形成较大的迟滞，影响响应时间。 一般采用适当的层数加液压放大。
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• 怠速控制模式的控制策略： • 怠速控制策略包括：档位选择/发动机温度/额外负荷 • 1、怠速工况下要考虑发动机工作的稳定性、输出足够的
怠速扭矩、缩短发动机的暖机时间等因素； • 2、不同档位，因传动比不同对输出扭矩的要求也不同，
ECU要根据车速传感器的信号，判断出当前档位，对喷油 量进行调整； • 3、额外负荷包括空调压缩机、发电机等，开空调时或电 瓶电压低时，发动机要加大喷油量以确保输出扭矩不下降； • 4、低温起动后怠速工况下发动机要依据水温传感器采集 的水温信号来适当加大喷油量缩短暖机时间。
• 峰值压力取决于喷油泵部件和驱 动的机械负荷。它决定混合气形 成的质量。
共轨系统的喷油特性
• 喷油量和喷油压力与转速 无关且相互独立。对于每 一个工况都可以提供形成 理想混合气的喷油量和压 力。
• 喷射开始的喷油量尽可能 的少，以缩短滞燃期。
• 图为具有引燃喷射和主喷 射的共轨系统喷油特性。
共轨系统的喷油特性
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• 驱动模式的控制策略： • 1、2.8TC发动机采用扭矩控制的策略，驱动模式
下，“驾驶员的意愿”是系统设定当前主喷油量 的主要依据，体现驾驶员意愿的便是电子油门踏 板； • 2、油门踏板开度的大小通过踏板内部的滑动变阻 器转换成电信号，ECU根据此信号，设定出驱动 模式下的主喷油量； • 3、同时，系统为了防止发动机飞车，ECU采集 转速信号，当转速到达系统设定的最高转速时， ECU会控制喷油器停止喷油，避免转速继续升高。
长城GW2.8TC
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• 进油计量比例阀和阶越回油阀 • 进油计量比例阀安装在高压油泵的进油位置，用
于调整燃油供给量和燃油压力值。而其调整要求 受ECU 控制。ECU 通过脉冲信号改变高压油泵 进油截面积而增大或减小油量。 • 进油计量比例阀在控制线圈通电时，进油计量比 例阀是导通的，可以提供最大流量的燃油。
燃油含水率传感器
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喷油器：IQA码的功能是用来纠正高压共轨系统单个喷油器 的喷油量，并覆盖整个喷油脉普图范围。这样使系统公差 减小，消除各喷油器与基准喷油器喷油流量误差。
长城GW2.8TC
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真空调节器
长城GW2.8TC
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四 燃油系统组成： • GW2.8TC发动机供油系统由油箱、燃油滤清器、回油三通、高压油泵、输油
片 • 4高压连接通道 • 5安装螺纹 • 压力1500bar时，
变形量约1mm。 • 输出电压0.5－
4.5v
共轨系统部件－油轨压力限制阀
• 1高压连接通道 • 2阀 • 3通道 • 4活塞 • 5弹簧 • 6弹簧座 • 7阀体 • 8回油
共轨系统部件－流量限制器
• 1油轨连接口 • 2密封圈 • 3活塞 • 4弹簧 • 5壳体 • 6连接到喷油器 • 7座 • 8截流孔
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三 CRS2.0系统各元件介绍 水温传感器：
长城GW2.8TC
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泵、共轨压力传感器、共轨、喷油器、控制单元等组成。
长城GW2.8TC
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• 高压油泵： • 高压泵安装在与传统柴油机分配泵相同的位置上。它是
通过带轮法兰、带轮、齿带由发动机驱动，其最高转速 不超过3000 转/ 分钟。高压泵使用低压油路过来的燃油 润滑。高压油泵上安装有用来进行压力控制的电磁阀 （进油计量比例阀）。燃油被三个成辐射状安装互隔 120°的泵油柱塞压缩，高压泵每转一圈，有三次供油， 峰值驱动扭矩较低，油泵驱动系统保持较稳定的负荷。 16N·M 的扭矩大概是驱动一个同等分配泵所需扭矩的 1/9，这就意味着共轨系统比传统的喷射系统在泵的驱动 方面具有较少的负荷。所需的动力是随着共轨压力和泵 的速度（供油量）成比例上升的。对于一个2 升发动机， 在标定转速共轨压力为1350bar 时，高压泵仅需要 3.8kw 功率消耗（保证油泵效率接近90％）。
柴油共轨系统
• 1空气流量计 • 2ECU • 3高压泵 • 4高压蓄压器
（轨） • 5喷油器 • 6曲轴传感器 • 7水温传感器 • 8燃油滤清器 • 9加速踏板位置
传感器
BOSCH
传统喷油系统的喷油特性
• 喷油压力随转速和喷油量的增加 而增加。
• 喷油压力先增加，在喷嘴关闭时 降低。
• 结果：喷油量小时喷油压力低； 峰值压力比平均压力的两倍还高； 符合有效燃烧的需求；喷油率呈 三角形。
长城GW2.8TC
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• 阶跃回油阀工作原理 • 阶跃回油阀与进油计量比例阀油路并联在
一起，能使进油计量比例阀的入口处的燃 油压力保持恒定（0.5Mpa）——这是保证 系统能正常运行的先决条件。
长城GW2.8TC
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• 燃油滤清器 • GW2.8TC
型增压柴油 机采用带油 水分离器的 燃油滤清器， 采用纸质滤 芯。
共轨系统部件－压力控制阀
• 1阀球 • 2衔铁 • 3电磁线圈 • 4弹簧 • 5电器连接器
共轨系统部件－油轨
• 1油轨 • 2来自高压泵
的进口 • 3油轨压力传
感器 • 4压力控制阀 • 5回油箱 • 6流量限制器 • 7连喷油器
共轨系统部件－油轨压力传感器
• 1电器连接器 • 2计算电路 • 3带传感元件的膜
长城GW2.8TC
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• 二 CRS2.0系统组成、功能及控制策略 • 起动时的控制策略： • 1、发动机起动时ECU需要知道的2个条件是喷油正时与启
动喷油量； • 2、通过曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器的信号，
ECU可以计算出当前的曲轴位置，系统判断出1缸上止点 后，ECU向喷油器下达喷射指令； • 3、起动时的喷油量要能够保证发动机快速起动，燃油燃 烧的快慢与否除受起动时的燃烧室的压力影响之外，还受 到温度的影响，ECU会根据水温传感器传输的水温信号加 大起动时的喷油量，确保起动一次成功。
共轨及共轨压力传感器
长城GW2.8TC
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转速传感器
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凸轮轴位置传感器
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长城GW2.8TC
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• 齿轮式输油泵
• GW2.8TC型增压 柴油机采用的是齿 轮式输油泵，与高 压油泵制成一体。 主要零件是两个在 旋转时相互啮合的 反转齿轮。
Байду номын сангаас 长城GW2.8TC
• GW2.8TC车型上使用的齿轮式输油泵是免 维护的。在第一次起动前、油箱内燃油被 用尽时和更换燃油滤清器、维修燃油系统 时，起动前应排出燃油箱系统内的空气。 排出空气时，用手动泵（上、下操做）压 送柴油直到油路中没有空气为止，手动泵 是和柴油滤清器做成一体的。
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• 长城内燃机公司生产的GW2.8TC型柴油机采用德 国BOSCH公司的CRS2.0共轨式供油系统来控制 燃油的喷射,配气正时机构采用皮带传动，具有质 量轻，噪音小等优点。采用无缸套缸体设计，并 对缸盖气道做了优化设计，提高了进气效率，燃 烧室线型做了优化，在废气再循环装置中增加了 EGR冷却器，上述设计有效的提高了发动机的功 率，降低发动机的排放和油耗。
为得到上述特性，以下元件是必备的： -电磁阀控制的喷油器（ECU驱动） -蓄压器即轨 -高压泵（压力的产生独立于喷射过程） -电控单元（ECU） -曲轴转速传感器 -凸轮轴转速传感器
共轨系统的喷油特性
引燃喷射： -1－4mm3引燃喷射可以达到
以下效果：使压缩压力有 小幅增加，导致接下来的 主喷射的滞燃期缩短；使 燃烧压力升高率和峰值减 小，使燃烧柔和、降低油 耗、在多数情况下排放也 好了。
长城GW2.8TC
长城GW2.8TC
• 主动喘振控制（在节省燃油、降低冲击力的的同 时，人性化设计，满足用户追求“推背”感觉）：
• 1、控制喷油量在急加油门状态下平稳变化； • 2、为了减少在急加油门状态下突变的转速对传动
系的冲击，ECU首先对油门踏板信号进行过滤使 油门踏板信号平稳变化； • 3、但为了使驾驶员感到在急加速时有一个“推背 感”，在喷油量在平稳上升的过程中有一个小的 突变，发动机的加速时间并没有延长。
共轨系统的喷油特性
-主喷射： 发动机扭矩输出的能量来之主喷射。在喷射过程
中喷油压力维持不变。 -后喷射：主要用于NOX催化转换器。后喷射一般
在上止点后200度曲轴转角进行。
共轨系统油路组成
共轨系统传感器
• 9油轨压力传感器 • 10燃油温度传感器 • 11喷油器 • 12冷却液温度传感
器 • 13曲轴转速传感器 • 14加速踏板位置传
• 1驱动轴 2异形凸轮 • 3带柱塞的泵元件 • 4高压室 5吸油阀 • 6关断电磁阀 • 7出油阀 8油封 • 9高压出口 • 10压力控制电磁阀 • 11球阀 12回油 • 13来自输油泵的油进口 • 14带截流孔的安全阀 • 15通往高压部件的低压
油道
共轨系统部件－高压泵
• 1驱动轴 • 2异形凸轮 • 3带柱塞的泵元件 • 4进油阀 • 5出油阀 • 6进口
感器
共轨系统传感器
15凸轮轴转速传感器 16空气流量计 17增压压力传感器 18进气温度传感器 19涡轮增压器
共轨系统执行器
• 1加热控制单元 • 2ECU • 3仪表盘 • 4电池 • 5加热塞 • 6喷油器 • 7EGR位置调节器 • 8增压压力调节器 • 9真空泵 • 10涡轮增压器
共轨系统部件－高压泵
长城GW2.8TC
• 平稳运转控制策略： • 1、为保证发动机各缸工作状态的稳定性，ECU
通过转速传感器能够测得曲轴在各缸的瞬间曲轴 转速； • 2、如某缸因密封不良导致该缸压力过低，体现在 曲轴转速上便是排气行程转速快，做功行程转速 慢，由此ECU适当加大该缸的喷油量，使四个缸 的转速趋于一致，这便是平稳运转控制。