玉柴BOSCH高压共轨柴油机培训材料之欧阳物创编.docx
《玉柴BOSCH高压共轨柴油机培训材料之欧阳物创编.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《玉柴BOSCH高压共轨柴油机培训材料之欧阳物创编.docx（55页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
玉柴BOSCH高压共轨柴油机培训材料之欧阳物创编
对电控发动机的几点说明
时间：
2021.02.07
命题人：
欧阳物
1、国III发动机的一些零部件在外观上与欧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、保持国III发动机燃油系统的清洁非常重要，否则会导致燃油喷射泵柱塞及喷油器磨损。
3、对于维修来说，电控系统零件我们没办法进行拆修，只能更换。
4、丰富的国II柴油机维修知识和经验对国III柴油机的维修非常重要，国III柴油机的工作原理和国II柴油机差不多，只是国III柴油机用电控技术来控制供油，并非想象中的那么神秘。
经过适当培训后也可以来维修国III柴油机。
5、不是所有的故障都出在电控系统上。
6、故障诊断仪只能检测到电控元件出的故障，并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。
7、并非所有故障都要通过故障诊断仪进行判断。
一、BOSCH共轨电控发动机原理介绍：
说明
●电控喷油器根据ECU发出的喷油指令脉冲进行喷油
Ø喷油始点由指令脉冲起点控制
Ø喷油量由指令脉冲的宽度控制
Ø可以实现多次喷射
●喷油压力为共轨压力
Ø共轨压力可以由ECU发出的共轨压力指令由高压供油泵控制
Ø共轨压力是闭环控制
2、高压共轨控制常用策略：
1.起动控制策略
2.怠速控制策略
3.油门油量标定及其实现
4.热保护控制策略
5.冒烟极限
6.燃油预喷
3、油路走向原理图：
●CP3.3油泵:
适用于玉柴4E、4G、6J、6A、6G等中型系列博世共轨发动机
燃油主要走向：
油箱→粗滤（手油泵）→燃油分配器→输油泵（在高压油泵后端）→细滤→高压油泵→共轨管→喷油器。
低压管路典型技术参数
管内内径
允许油管长度
允许压力
燃油箱进油管
≥10mm
≤3mm
0.5—1.0bar
≥11mm
≤6mm
≥12mm
≤9mm
燃油箱进回管
≥9mm
≤6mm
≤1.2bar
≥10mm
≤9mm
●CP2.2油泵:
适用于玉柴6L、6M、6K等重型系列博世共轨发动机
燃油主要走向：
油箱→粗滤（手油泵）→燃油分配器→输油泵（在高压油泵后端）→细滤→高压油泵→共轨管→喷油器。
低压管路典型技术参数
管内内径
允许油管长度
允许压力
燃油箱进油管
≥12mm
≤3mm
0.35—1.0bar
≥13mm
≤6mm
≥14mm
≤9mm
燃油箱进回管
≥12mm
≤9mm
≤1.2bar
二、电控发动机电控元件及油路部分部件功能介绍：
2．1齿轮传动系统
齿轮间隙及记号对正：
1．齿轮驱动系统相对于原国2机型:
增加了喷油泵惰齿轮组件及凸轮轴信号盘
2．安装时应保证各齿轮间的齿侧间隙0.07～0.25mm;
3．应保证各齿轮的轴向间隙为0.08～0.2mm;
4．曲轴正时齿轮,正时惰齿轮,凸轮轴正时齿轮有严格的正时对准记号,请注意对正;
5．燃油喷射泵齿轮无正时记号,无正时要求。
2.2高压油泵
2.2.1CP3.3油泵的介绍（CP3.3泵适用于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）。
2.2.2CP3.3油泵的安装
1．应小心移出包装箱，不能握住高低压连接口MPROP等低强度部件，而只能握住泵的壳体；
2．非必要时，安装中不能去除泵上的各种防护套；
3．用3颗螺栓安装在油泵联结板上；
4．油泵联结板安装在齿轮室盖板上；
5.高压泵齿轮安装力矩（100～110）N.m,无正时要求；
6．仅在泵已装在发动机上、且要连接低压油管时才允许去掉其防护套；
7．安装连接高压油管前才能去除其防护套且应立即安装好高压油管。
其拧紧扭矩见图纸。
8.特别强调:
不允许使用起动机拖动来进行排除油路空气!
9．泵不允许“干转”，转动前必须加入60ml燃油且排除内部空气；
10．完成机械安装后才进行电气接口的安装
2.2.5CP2.2油泵的介绍（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
2.2.9燃油计量单元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控制（165～195Hz）
●线圈电阻：
2.6~3.15欧姆
●最大电流：
1.8A
●缺省状态：
全开（limphome）
失效策略
●进入条件：
ECU判断MeUN驱动失效
◆MeUN损坏
◆驱动线路的开路/短路引起
●ECU处理措施
◆点亮故障灯
◆产生故障码P0251P0252P0253P0254P025CP025D
◆控制器将加大高压泵的供油量
◆燃油压力超高、泄压阀被冲开
◆诊断仪显示轨压位于700---760bar范围，随转速升高而增大
◆限制发动机转速（小于1700rpm，通过控制喷油量实现）
◆在限制范围内，油门仍然起作用
●其它
◆关闭点火开关后，燃油压力泄放阀关闭，回复正常
◆如发动机启动过程已进入此策略，仍能起动且没有明显感觉
燃油计量阀失效情况及判断
故障现象
故障原因及提示
相关维修建议
功率不足，转速受限，1700rpm以内。
燃油计量阀故障；
驱动线路故障；
诊断仪中相关故障码P0251P0252
P0253P0254P025CP025D
相应故障灯闪码是354、355、356、353
检查燃油计量阀的驱动线路，是否有开路/短路情况；正常的情况下驱动线路上的电压应该是24V。
检查燃油计量阀线路电阻是否符合物理特性2.6~3.15欧姆，判断是否损坏。
●一旦燃油计量阀失效，油轨上的泄压阀将被强行冲开，此时可以明显感觉回油管温度很高
●一旦出现燃油计量阀失效，则必须进行整个高压油泵的更换，不允许自行更换燃油计量阀
2.2.10高压泵系统初始充油与排空
●在对高压泵初次充油时，由于其齿轮输油泵内有空气而导致供油不足，应该采用附加的输油泵对其供油
●该附加的输油泵可以是：
Ø加装在整车上的一个起动辅助输油泵
Ø加装在整车上的一个手油泵
Ø或在生产线上的一个辅助输油泵
●在所有运行的环境压力下，高压泵总成CP3/ZP的最小供油压力为2bar。
最大压力为6bar（对CP3/ZP18.1或ZP18.3）或4bar（对CP3/ZP18.4或ZP18.5或ZP20）。
注意依此选择滤清器上的手油泵。
●车上排空建议：
松开柴滤出口油管，压动手泵直到柴滤出口有燃油流出至无明显气泡状态
2.3喷油器
2.3.1喷油器介绍：
●最大喷油压力：
1600bar
●喷嘴：
mini-sac-hole
●多孔喷油嘴
喷油器工作过程：
喷油器电气参数：
线圈电阻Rcoil
mΩ
230
当20℃时,公差:
±5%
线圈电感LBoost
µH
150
模拟值,提升段，当20℃时
线圈电感LDIF_HOLD
µH
35
模拟值,保持段，当20℃时
提升电压UBoost
V
48
提升开始时，20℃
提升电流Iboost
A
24～26
设定值:
25A
保持电流Ihold
A
11～13
设定值:
12A
2.3.2喷油器的安装与拆卸：
一．洁净度
◆喷油器对杂质敏感，必须保持洁净！
◆所用防护套仅在装配前才能去掉
二．喷油器的安装五步法
1.将喷油器导入气缸盖孔
Ø要求对准、无特别阻力
Ø推荐的力：
1～2kN
2.将喷油器压板完全松开，使之不受力
3.将高压连接管装入，预紧至3.5~8kN
4.拧紧喷油器：
◆上紧至规定的压紧力
◆任何情况下不能超过15kN（压板螺帽拧紧力矩47～55N.m）
◆过高的压紧力会造成喷油量变化
5.拧紧高压连接管拧紧力12～22kN
6.安装时O型圈只能使用一次
7.任何损伤均不允许
喷油器特性参数：
●高速强力电磁阀
●工作电压：
24V
●提升电压：
UBoost＝48V
●工作电流：
提升电流：
IBoost＝25±1A
保持电流：
IHold＝12±1A
●线圈静态电阻：
230mΩ
●电磁阀开启时间：
110±10μs
●电磁阀关闭时间：
30±5μs
●集成在喷油器体内
故障现象
故障原因及提示
相关维修建议
某缸不工作，整机功率、扭矩不足，运行不稳，冒黑烟、油耗高
控制器喷射驱动模块/驱动线路/喷油器电磁阀本身故障导致相关的喷油器停喷；
诊断仪中相关故障码P1203P1204P1209P120BP120CP1211P0261P0262P0201
P0264P0265P0202P0267
P0268P0203P0270P0271
P0204等。
相应故障灯闪码是322、323、324、332、334、335等等。
1.检查喷油器驱动线路，是否有开路/短路情况；
2.检查喷油器电磁阀特性，是否满足静态电阻230mΩ；
3.排除上述情况后，表明故障可能出现在控制器内部。
2.4共轨管
2.4．1共轨管的作用
●积累和分配高压燃油
●降低压力波动
Ø由于柱塞的间歇性供油
Ø由于喷油器的短暂喷射
2.4．2共轨管结构
2.4．3共轨管的安装与拆卸
●安装
◆小心轻放，安装前任何损伤均不许再用
◆所用防护套仅在装配前才能去掉
◆安装引起的最大允许轴向力：
25kN
◆跛脚回家期间燃油温度将升高50℃（与共轨管内温度相比），附近零部件设计应能承受此温度。
◆回油管管长应小于200mm
●拆卸
◆发动机运行时不允许装拆
◆拆卸前确认共轨管内压力回落至环境压力
◆拆卸后必须换装新密封垫片或密封件
◆共轨管安装法兰在装拆过程中最大受载为120Nm
●共轨管安装顺序：
◆将各缸喷油器安装至指定扭矩
◆用手拧紧共轨管安装法兰至2～3Nm
◆用手将各缸高压管拧紧至3±1Nm
◆将共轨管拧紧至指定扭矩
◆将各缸高压油管喷油器端螺帽拧紧至指定扭矩
◆将各缸高压油管共轨管端螺帽拧紧至指定扭矩
◆安装高压泵至共轨管的高压油管并分2次拧紧至指定扭矩
2．4．4轨压传感器：
●集成在共轨管上
●最高压力为1800bar
●良好的线性度、重复性和精度
●接插件：
三个输出端子，信号，地，5Vref
轨压传感器失效模式及策略：
故障现象
故障原因及提示
相关维修建议
功率不足，转速受限，1700rpm以内（或者进入跛脚回家模式）。
难起动，冒黑烟
传感器信号丢失；
诊断仪中相关故障码P0192P0193
相应故障灯闪码是441
诊断仪显示系统进入油轨压力信号LIMPHOME模式，参见前文专题
1.检查信号线路，是否开路/短路；在正常通电的情况下插接件上三条线中两两之间应是5V左右电压。
2.参考压力特性检查传感器，决定是否更换。
传感器信号飘移；
诊断仪中相关故障码P0191。
相应故障灯闪码是442
更换传感器
2.5带水分离器的滤清器（预滤器）
共轨系统需要的滤清器质量要求：
2.6控制器ECU
2.6.1外观图：
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
2.6.2接插件的引脚定义：
接插件1的引脚定义
接插件1的引脚定义
线号
定义
线号
定义
1.34
CAN通讯高
1.64
巡航控制，“减速”
1.35
CAN通讯低
1.65
扭矩限制信号低端
1.36
燃油加热控制
1.66
离合器开关
1.37
发动机起动继电器控制高端
1.70
车速信号低端
1.36
冷起动指示灯
1.71
车速信号高端
1.39
水传感器指示灯
1.72
诊断请求开关
1.40
点火开关
1.74
巡航控制，“关闭”
1.41
刹车开关1#
1.76
2#油门传感器低端
1.42
空调请求开关
1.77
1#油门传感器高端
1.43
水传感器
1.78
1#油门传感器低端
1.47
发动机停止开关
1.79
1#油门传感器信号端
1.48
低怠速开关高端
1.48
低怠速开关高端
1.49
刹车开关2#
1.80
2#油门传感器信号端
1.5
发动机起动继电器控制低端
1.84
2#油门传感器高端
1.55
预热装置继电器控制线高端
1.85
空档开关
1.59
预热装置继电器控制线低端
1.87
曲轴传感器信号输出
1.61
起动机控制端
1.88
凸轴传感器信号输出
1.6
扭矩限制信号高端
1.89
K线
接插件2的引脚定义
接插件2的引脚定义表
线号
定义
线号
定义
2.03
电源输出（24V）
2.14
共轨油压传感器信号端
2.04
燃油加热继电器控制高端
2.15
冷却水温传感器高端
2.05
燃油加热继电器控制低端
2.26
冷却水温传感器低端
2.06
排气制动碟阀控制
2.19
凸轮轴传感器低端
2.11
空调压缩机继电器控制
2.23
凸轮轴传感器高端
2.09
曲轴传感器信号高端
2.25
增压压力传感器低端
2.10
曲轴传感器信号低端
2.33
增压压力传感器高端
2.12
共轨油压传感器低端
2.34
增压压力传感器信号端
2.13
共轨油压传感器高端
2.36
增压温度传感器信号端
接插件3的引脚定义
接插件2的引脚定义表
线号
定义
线号
定义
3.04
第一缸喷油器驱动高端
3.10
油量计量阀驱动低端
3.13
第一缸喷油器驱动低端
3.09
油量计量阀驱动高端
3.06
第二缸喷油器驱动高端
3.04
第一缸喷油器驱动高端
3.11
第二缸喷油器驱动低端
3.13
第一缸喷油器驱动低端
3.05
第三缸喷油器驱动高端
3.02
第二缸喷油器驱动低端
3.12
第三缸喷油器驱动低端
3.15
第二缸喷油器驱动高端
3.03
第四缸喷油器驱动高端
3.01
第三缸喷油器驱动高端
3.14
第四缸喷油器驱动低端
3.16
第三缸喷油器驱动低端
3.01
第五缸喷油器驱动高端
3.05
第四缸喷油器驱动高端
3.16
第五缸喷油器驱动低端
3.12
第四缸喷油器驱动低端
3.02
第六缸喷油器驱动高端
红色部分为四缸机
3.15
第六缸喷油器驱动低端
2.6.3ECU特性参数
●型号：
EDC7UC31
●特性参数：
◆工作环境：
-30～105ºC（安装在发动机上时要求燃油冷却）
◆工作电压：
24V（9～32V）
◆接插件：
141Pins（16＋36＋89）
◆尺寸：
248×206×54mm3
◆ECU壳体要求与车身绝缘良好
◆ECU的8个固定螺栓扭矩：
10±2Nm
●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
◆安装在发动机上振动小
◆经过热冲击、低温、防水、化学、盐腐蚀、振动、机械冲击、EMC试验
2.6.4ECU功能
●喷油方式控制
◆高达5次喷射（现只用2次）
●喷油量控制
◆预喷油量自学习控制
◆减速断油控制
●喷油正时控制
◆主喷正时
◆预喷正时
◆正时补偿
●轨压控制
◆正常和快速轨压控制
◆轨压建立和超压保护
◆喷油器泄压控制
◆轨压Limphome控制
●扭矩控制
◆瞬态扭矩
◆加速扭矩
◆低速扭矩补偿
◆最大扭矩控制
◆瞬态冒烟控制
◆增压器保护控制
●过热保护
●各缸平衡控制
●EGR控制
●VGT控制
●辅助起动控制（电机和预热塞）
●系统状态管理
●电源管理
●故障诊断
2．7传感器
BOSCH共轨系统传感器列表：
序号
名称
功能描述
1
曲轴传感器
精确计算曲轴位置，用于喷油时刻、喷油量和转速计算
2
凸轮轴传感器
判缸和曲轴传感器失效时用于跛脚回家
3
进气温度传感器
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。
4
冷却水温传感器
测量冷却水温度，用于冷起动、目标怠速计算等，同时还用于修正喷油提前角、过热保护等
5
共轨压力传感器
测量共轨管中的燃油压力，保证油压控制稳定
6
油门位置传感器
将驾驶员的意图送给控制器ECU
7
车速传感器
提供车速信号给ECU，用于整车驱动控制，由整车提供
8
大气压力传感器
用于不同海拔高度校正喷油控制参数，集成在ECU中
2．7．1曲轴/凸轮轴传感器
一、特性参数
●二者同型号，以后只叙述其中之一。
●可变磁阻式（VR）。
●两个输出端子
●空气间隙：
0.5～1.5mm
●输出电压：
≥1650mV@1.8mm，416rpm±1%
●静态电阻值：
Rw=860Ω±10%@20℃
●线圈阻抗随温度变化关系：
k=1+0.004（tw-20°C）
Rw=f（tw）=Rw（20°C）×k
●感应系数：
370±60mH@1kHz
●工作环境：
-40～120ºC
●安装螺栓：
M6×12（DIN912-8.8）扭矩：
8±2Nm
●传感器长度（tiptobracket）：
总长度：
67.9±1mm
传感器直径：
17.6～17.95mm
曲轴/凸轮轴传感器插接件
二、主要功能：
●相关控制策略：
◆判缸；
◆瞬态转速计算；
◆喷油时刻计算；
◆喷油脉宽（喷油量）计算；
三、常见故障及处理：
故障现象
故障原因及提示
相关维修建议
难起动、无法起动、高速发抖
1.曲轴、凸轮信号盘或传感器安装相位误差过大,无法建立同步时；
2.诊断仪显示同步信号故障，诊断仪中相关故障码P0016.
相应故障灯闪码是144
1.按使用说明书纠正安装偏差；
2.脱开同步关系错误的传感器，使控制器进入limphome模式运行。
1.曲轴/凸轮轴传感器信号均丢失；
2.诊断仪显示启动过程没有转速信息，诊断仪中没有故障码提示
1.检查传感器信号线是否短路/断路；
2.根据传感器特性判断是否需要更换双传感器；
3.只安装一个传感器使控制器进入limphome模式运行。
1.某一传感器信号间歇性丢失；
2.诊断仪中相关故障码P0008P0340P0341P0335P0336。
相应故障灯闪码是141、142、143
1.检查传感器是否损坏/接线是否松动；
2.检查对应信号盘是否脏污；
3.脱开同步关系错误的传感器，使控制器进入limphome模式运行。
四、相位关系图示
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：
Ø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；
Ø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：
Ø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
Ø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
适用于玉柴6缸机
●发动机处在一缸压缩上止点时：
Ø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
Ø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），或第2个齿后210°（曲轴转角）的位置（图中所示标注150°＝360°-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：
Ø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。
Ø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
2．7．2增压压力及温度传感器
一、特性参数
●集成NTC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：
-40～130°C
●工作压力范围：
50～400kPa
●输出电压：
（0.3±0.5）～（4.8±0.5）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（DIN84或912）
拧紧力距：
：
6～10N.m
●电阻：
2.5kΩ±5%@20℃
插接件增压压力及温度传感器
工作原理及引脚定义：
二、主要功能：
⏹进气流量计算
◆冒烟限制
◆增压器保护
◆进气温度过热保护
◆高原补偿
三、常见故障及处理：
故障现象
故障原因及提示
相关维修建议
功率不足，转速受限，1700rpm以内。
、油耗高
压力信号丢失；
诊断仪中相关故障码P0237P0238
相应故障灯闪码是46
1.检查传感器信号线连接，是否有短路/断路；
2.更换传感器。
压力信号飘移；
诊断仪中相关故障码P0236
相应故障灯闪码是46
更换传感器
进气温度传感器信号丢失；
诊断仪中相关故障码P0097P0098
相应故障灯闪码是316
1.检查传感器信号线连接，是否有短路/断路；
2.更换传感器
2．7．3冷却水温度传感器
一、特性参数
●热敏电阻式NTC
●感应元件为外壳屏蔽
●两个输出端子
●接插件锁紧方式
●工作电压：
5±0.15V
●工作环境：
-40°C～+140°C
●静态电阻：
2.5kΩ±6%@20℃；
0.186kΩ±2%@100℃
●传感器体材料：
黄铜
●六角螺栓：
19mm
●螺纹尺寸：
M12x1.5
●最大允许拧紧扭矩：
25Nm
二、主要功能：
●喷油量修正
●喷油正时修正
●起动控制（冷、热）
●目标怠速控制
●过热保护
三、常见故障及处理：
故障现象
故障原因及提示
相关维修建议
功率不足，转速受限，1700rpm以内。
；
高寒工况下难于启动
误操作热保护
传感器信号丢失；
诊断仪中相关故障码P0117P0118
相应
升级会员 