BOSCH第三代共轨喷射系统

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凤舞梧桐

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2007-12-20 15:35 | 只看楼主 树型| 收藏| 小中大 1^#

BOSCH第三代共轨喷射系统

1 Bosch轿车用共轨喷油系统的发展
1997年，Bosch公司首次推出轿车用共轨喷油系统，2000年开始批量生产第二代喷油系统，最大系统压力提高160MPa，并开始使用具有油量调节功能的高压泵、经改进的电磁阀喷油器和多次喷射。
2002年10月，Bosch公司已生产1000万套共轨喷油系统，现在月产约400万套轿车用共轨喷油系统。
2003年5月，Bosch公司开始批量生产第三代紧凑型压电直接控制式喷油器(图1)共轨喷油系统，这是柴油共轨喷射技术领域的重大举措。该系统在160MPa系统压力和无排气后处理的情况下用于重型汽车时，排放值可达到欧4排放标准。Bosch公司第三代共轨喷油系统可降低柴油机废气排放高达20％，此外还能提高功率5％，或降低燃油耗3％，或降低噪声3dB(A)，这要视发动机开发目标而定。下文介绍第三代共轨喷油系统及其部件和发动机试验结果。

图1 轿车用压电共轨喷油器结构图
2 第三代共轨喷油系统
图2 V6柴油机用Bosch第三代共轨喷油系统布置图

图2 V6柴油机用Bosch第三代共轨喷油系统布置图
燃油由低压电动燃油泵输送给具有泵油量调节功能的高压油泵，分配单元将进入的燃油分成两路：一路供给泵油元件，另一路用以冷却传动机构和润滑轴承。高压油泵将燃油压缩至最高压力达160MPa，并将其输入油轨。拧紧在油轨上的油轨压力传感器采集实时压力，并通过集成在高压油泵上的分配单元进行燃油压力调节，而拧紧在油轨上的压力调节阀则用于在汽车加速行驶时快速泄压。
高压燃油经油轨到压电喷油器，它由电控单元根据运行工况来控制，能精确地调节喷油始点和喷油持续期，并且可柔性塑造喷油曲线(喷油相位、喷油次数和喷油量)形状。
2．1 泵油量可调式高压油泵

第三代共轨喷油系统采用的CP3．x型泵油量可调式高压柴油泵是一种径向柱塞泵，它具有3个柱塞和安装在钢壳体中的多边凸轮轴(图3)。油泵转速达到4000r／mln时能提供高达160MPa的喷油压力。

图3 CP3.x型泵油量可调式高压油泵
通过向油轨精确供应燃油量来调节油轨压力，以此维持系统的喷油压力，这样能减少被压缩至高压的燃油量，从而减少油泵消耗的功率。
CP3．x型高压油泵有各种不同的结构尺寸，能满足从小排量轿车至大型卡车发动机的需要。供货目录通过各种不同壳体尺寸、柱塞直径和行程的分级来改变泵油量。此外，供货目录中还将电动燃油泵或集成式齿轮泵规定为初级输油泵，以及可选用爪式、锥型或十字型联轴节。
2．2 高压油管、调压阀和油轨总成
高强度模块式激光焊接油轨(LWR)的结构方案基本上能满足未来的要求，其表面涂层不含Cr6+，已满足2007年起实施的法规要求。为了调节油轨压力，在油轨两端轴向装有最新一代的压力传感器和调压阀(图4)。

图4 带压力传感器和调压阀的激光焊接油轨总成
电磁调压阀由供电电流占空比来控制，通过优化电磁回路和减小磁滞回线能迅速和精确地调节油轨压力，这样就有可能在各种不同的容积流量下保持油轨压力恒定。
油轨容积必须足够大，以便补偿压力波动，将其对喷射的影响减至最小程度；另一方面油轨容积又必须足够小，以便确保起动时迅速建立起油压。为使其最佳化，在设计阶段运用AMESIM程序进行了模拟计算。