玉柴电控单体泵发动机培训资料0641minimizer.ppt
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1、2019/8/8,1,玉柴欧III机培训资料 (Delphi单体泵系统),玉柴客户服务中心,2019/8/82006-4,2,对玉柴欧III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、单体泵螺栓等,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,否则会导致单体泵柱塞磨损。 3、对于维修来说,电控系统我们没办法进行拆修,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,只是欧III柴油机用电控技术来控制供油,并非想象
2、中的那么神秘。经过适当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。 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。 8、出现机械类故障时按欧II机的维修方法就可以修复,要注意对好正时。,2019/8/82006-4,3,内容,1、柴油机电控技术是高效率低排放技术的必然发展趋势 2、玉柴欧III电控柴油机产品介绍 3、玉柴电控发动机的技术路线 4、玉柴电控单体泵系统结构及原理 5、主要零部件结构及特性 6、单体泵控制策略 7、整车配套信息 8、电控线束原理及结构
3、9、ECU安装方式 10、欧III柴油机的故障诊断,2019/8/82006-4,4,1.1柴油机尾气排放的法规日益严格,2019/8/82006-4,5,1.2柴油机技术、材料和工艺水平的发展,燃烧过程的改善(进气、燃烧室和喷油) 从自然吸气、到涡轮增压、再到涡轮增压中冷 从两气阀到四气阀 从机械控制到电子控制(基于转速、负荷和温度的独立控制) 提高喷油压力 材料和工艺的改善 油品的改善(目前国内油品还比较差),2019/8/82006-4,6,1.3欧洲汽车柴油机喷油系统应用情况,2019/8/82006-4,7,1.4柴油机燃烧特点,预混合燃烧 与涡流比、燃烧室形状、空燃比有关(比汽油机
4、复杂) 很大程度上受控于喷油 喷注质量是影响燃烧性能、排放的重要因素 喷油的要素:喷压、喷嘴、提前角、喷射率(多次喷射) 一旦柴油机设计定型,唯一能够采用的控制手段,就是改变喷油 喷油量 提前角 喷油压力,2019/8/82006-4,8,1.5机械泵的调节和缺点,喷油量 由驾驶员通过调速器拉动齿条控制 已经考虑了各种补偿和保护(增压补偿、怠速限制、最高转速限制、最大供油量限制等) 由于属机械设定,主要考虑两点稳态工况,无法兼顾 瞬态工况无法控制(急加速冒烟,加减速过程超调) 不能自动调节各缸喷油量平衡 提前角 提前器决定 特性:只随转速而变,且只能线性单调变化 不能实现理想的变化规律(整个运
5、行区独立可调) 喷油压力 随转速而变,不可调。低转速时喷油压力低 不能实现理想的变化规律(整个运行区独立可调) 怠速 怠速弹簧控制,一旦设定,不可改变 不能适应水温变化 不能适应车辆附件功率变化要求,2019/8/82006-4,9,1.6电控系统的调节特点,喷油量 驾驶员通过电子油门提供驾驶意图(电信号) 控制器ECU决定整个运行范围内的喷油量 可以有几十种喷油量控制模式(稳态和瞬态) 喷油规律 在系统设计时考虑了适当的喷油规律 喷油提前角 完全由控制器ECU自动控制 喷油压力 完全由控制器ECU自动控制 怠速 可根据水温进行实时修正 可根据附件功率进行实时修正(如空调怠速提升),2019/
6、8/82006-4,10,1.7电控系统的其它重要功能,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、起动控制等等) 与车辆有更多的联系,提供更多的功能(停缸、排气制动、 ABS、电子仪表指示、自动变速箱等等 ) 提高柴油机本身的一致性和可靠性(故障诊断、失效安全策略、自学习与自适应等等) 结论 更好的燃烧导致低排放、高性能、低油耗(不是与欧II机比较) 实现各种灵活的控制 与车辆更好的匹配,2019/8/82006-4,11,1、柴油机电控技术是高效率低排放技术的必然发展趋势 2、玉柴欧III电控柴油机产品介绍 3、玉柴电控发动机的技术路线 4、玉柴电控单体泵系统结构及
7、原理 5、主要零部件结构及特性 6、单体泵控制策略 7、整车配套信息 8、电控线束原理及结构 9、ECU安装方式 10、欧III柴油机的故障诊断,内容,2019/8/82006-4,12,2.1 YC6G-30系列柴油机,2019/8/82006-4,13,YC6G-30柴油机特性参数,2019/8/82006-4,14,2.2 YC4G-30系列柴油机,2019/8/82006-4,15,YC4G-30柴油机特性参数,2019/8/82006-4,16,2.3 YC6L-30系列柴油机,2019/8/82006-4,17,YC6L-30柴油机特性参数,2019/8/82006-4,18,2.
8、4.1玉柴欧III柴油机配套情况 注:玉柴目前已经配套的汽车(底盘)厂共有21家,上国家公告的车型有53个。同其它的汽车厂也正在积极配套中。,2019/8/82006-4,19,2.4.2玉柴欧III柴油机配套情况,2019/8/82006-4,20,2.4.3玉柴欧III柴油机配套情况,2019/8/82006-4,21,1、柴油机电控技术是高效率低排放技术的必然发展趋势 2、玉柴欧III电控柴油机产品介绍 3、玉柴电控发动机的技术路线 4、玉柴电控单体泵系统结构及原理 5、主要零部件结构及特性 6、单体泵控制策略 7、整车配套信息 8、电控线束原理及结构 9、ECU安装方式 10、欧III
9、柴油机的故障诊断,内容,2019/8/82006-4,22,3.1.1电控单体泵系统(EUP)的技术特点,电控单体泵系统是一种模块化、时间控制的单缸高压泵系统,喷油始点与喷油量分别由电磁阀关闭时刻与关闭的持续时间决定,可达到2000bar的喷射压力。 电控单体泵系统完全具备满足现行及未来排放限制、保持低油耗的技术能力。电控单体泵系统的技术特点如下: 技术先进:不但现在欧洲大部分欧III欧IV商用车采用了电控单体泵系统,而且一年前奔驰公司采用电控单体泵系统SCR已经实现了欧排放,并正式投产。而其它系统的欧应用才刚刚露头,电控单体泵系统的先进性不容置疑。 技术成本低:电控单体泵技术加上机械喷油器即
10、可达到欧排放标准; 易于升级:从欧升级到欧,可通过更换电控喷油器来实现,无需对发动机的结构进行大规模修改;通过凸轮轴设计和采用电控喷油器可实现23 次喷射; 继承性好:对原机械喷油系统发动机结构改动小,可以共用同一个机体、缸盖等重要零部件;整车厂便利、用户便利、售后维修便利且零部件更换成本低;,2019/8/82006-4,23,3.1.2电控单体泵系统(EUP)的技术特点,喷油压力高:可满足欧、欧排放所需的高压喷射(现在最新的单体泵喷射压力已达2500bar),大大改善了燃油经济性、提高了缸内净化程度; 喷油规律:喷油规律先缓后急,符合理想放热规律要求,有利于降低排放与燃烧噪音; 供油能力强
11、:可进行各缸独立控制,特别适用于升功率大的重型柴油机;对中重型来说系统零部件比共轨系统更成熟,并且有长期使用考核验证; 适应能力强:由于内部结构特点的不同。相对于共轨系统而言,单体泵系统对燃油品质的要求相对较低,对燃油灰份杂质、水分的敏感性大大优于共轨系统; 安全可靠性好:没有持续的喷射高压源带来的安全隐患,排放稳定性好;对中重型来说,系统零部件比共轨系统成熟,使用寿命长; 维修成本低:可进行单缸零部件更换,机械喷油器成本较电控喷油器成本低;,2019/8/82006-4,24,3.1.3电控单体泵系统(EUP)的技术特点,一致性控制好:缸平衡控制策略提供了很好的各缸一致性控制,单体泵自校正策
12、略确保了生产一致性控制,电控系统自学习、自诊断策略确保了寿命期内的性能一致性控制。 上述特点决定了电控单体泵系统不如高压共轨系统娇气,更适应目前中国市场的燃油品质、维修、使用环境。 目前,电控单体泵系统的主要国外生产商为德国博世和美国德尔福,两家公司的EUP系统已经被欧洲主流重型车诸如DAF、BENZ、NISSAN、VOLVO等公司作为发动机电喷系统推出市场。,2019/8/82006-4,25,3.2.1电控高压共轨系统的技术特点,电控高压共轨技术是指在高压油泵、共轨管、压力传感器和ECU组成的闭环系统中,将喷射压力的产生和喷射过程彼此分开的一种技术,由高压油泵把高压燃油输送到共轨管,通过对
13、共轨管内的油压进行闭环控制,喷压独立可调。 这种系统具有以下特点: 可靠性:对轻型车来说系统零部件成熟且有长期使用考核验证、中型比较成熟;但是对重型柴油机使用寿命未经验证(单体泵供应商声称100万公里,而共轨供应商尚无一敢承诺30万公里); 继承性:结构简单,安装方便。 灵活性:共轨油压独立于发动机转速控制、整车控制功能强,适应轻型车特别是乘用车的要求; 优化噪声:预喷技术可以降低怠速噪声; 喷油规律:共轨系统的初始喷射率太高,不符合柴油机燃烧所需要的先缓后急的规律,不利于排放控制; 喷油压力:一代共轨喷油压力13501450bar,二代做到1600bar,总体来说比单体泵和泵喷嘴要低,所以在
14、油耗上有3%左右的劣势;将来要做到1800bar 以上但是需要采用增压共轨技术,还没有成熟,成本增加较大。,2019/8/82006-4,26,3.2.2电控高压共轨系统的技术特点,多次喷射:可以实现多次喷射,目前最好的共轨系统可以进行6 次喷射;共轨系统的灵活性好,但是势必带来匹配工作的难度。时间和技术人员的水平,决定了一定阶段在中国使用太灵活的系统不一定能达到预期的效果; 升级潜力:多次喷射特别是后喷能力使得共轨系统特别方便地和后处理系统配合,具有实现欧、欧排放法规的潜力; 适应能力:燃油(水、灰份杂质)适应能力差,对用户使用条件要求高 复杂性:系统特别是控制系统和控制策略复杂对整车厂、用
15、户、售后维修均带来挑战;零部件更换成本高,特别是电控喷油器和电控喷油泵; 相对于电控单体泵系统,高压共轨更轻巧、更适用于中轻型发动机。目前,广泛应用于市场的电控高压共轨系统国外生产商主要有德国博世、美国德尔福、日本电装和德国西门子VDO。其中,BOSCH用于中型柴油机的CRSN2共轨系统支持1400bar的喷油压力;DELPHI用于轻型柴油机的DCR共轨系统支持1600bar的喷油压力;日本电装公司的共轨系统支持1800bar的喷油压力。可对喷油规律进行柔性控制。,2019/8/82006-4,27,3.3玉柴电控欧III柴油机的技术路线和应用情况,电控单体泵和高压共轨技术是当前应用较为广泛的
16、的电喷技术。二者均可实现高压喷射和灵活的分缸独力控制,大大改善了柴油机的排放控制。同时两者又因各自的结构特点而各具优缺点。下表列举了高压共轨系统和电控单体泵系统的主要特征。,2019/8/82006-4,28,3.3.1.1玉柴电控欧发动机的技术路线,玉柴电控欧柴油机项目的研发早在上个世纪末期已经开始,当时国内在这方面还是一片空白,为了确定将来采用的电控系统形式,玉柴对国外的市场情况和相关企业做了详细的调研,根据中国国情和玉柴产品系列广的特点,确定了如下技术路线: 1、中重型采用电控单体泵系统(EUP),中轻型采用电控高压共轨系统(CR),符合欧洲主流技术发展趋势; 2、先推出中重型单体泵系统
17、柴油机,随后推出中轻型电控高压共轨系统柴油机。率先推出中重型电控单体泵发动机,满足公交市场提前实现欧排放的要求,适应当前中国市场燃油品质,培育用户信心和使用习惯。 这样,在产品型谱的技术路线方面,充分适应了单体泵和共轨系统的特点,又符合欧洲主流技术的发展趋势。在推出的时间顺序上,先推出中重型的单体泵系统,既可以满足公交市场提前实现欧排放的要求,又可以适应当前中国燃油品质。现在电控柴油机对于国内大部分用户来说还是不熟悉的,无论从使用、维修、保养、零部件供应来说,如果一开始就推出很复杂又很娇嫩的共轨系统,势必对用户造成极大的技术和成本的压力。而单体泵系统相对较为简单、比较成熟、结实,用户接受起来比
18、较容易。这也是玉柴中重型电控单体泵柴油机问世以来颇受用户赞赏的原因。事实证明,玉柴采取的这一技术路线是完全正确的。,2019/8/82006-4,29,3.3.1.2玉柴电控欧发动机的技术路线2,由上表可知,由于高压共轨系统比较复杂,对驾驶人员的使用要求较高,并且对燃油品质要求较高。但是中国市场用户和维修人员对电控发动机,尤其是对复杂的高压共轨发动机还不熟悉,市场燃油品质也还不能完全满足共轨系统的使用要求。面对如此使用环境,玉柴选择了首先在使用环境恶劣的中、重型柴油机领域推出电控单体泵技术,满足公交市场提前进入欧的要求,并适应当前中国市场的燃油品质。 玉柴自从2004 年初,推出了国内第一款具
19、有批量能力的6G(DELPHI 电控单体泵)柴油机以来,已经有6L(DELPHI 电控单体泵)、4G(DELPHI 电控单体泵)欧发动机批量投放市场,并已有超过1000台电控单体泵欧发动机投入运营。之后陆续有4W(DELPHI 共轨)、4F(DELPHI 共轨)、4G(BOSCH 共轨)、4E(BOSCH共轨)、6J(BOSCH 共轨)和6M(DELPHI 单体泵)等欧3 柴油机相继点火成功,正在进行严格的台架可靠性试验和整车道路试验,将在06年下半年陆续投放市场,2019/8/82006-4,30,3.3.2玉柴目前欧III柴油机型谱表,2019/8/82006-4,31,3.3.3.1玉柴
20、欧III发动机的技术升级与改进,从欧II到欧III,发动机技术必须有一个大的提升。在这种技术升级中,电控系统的运用只是其中的关键技术之一。玉柴欧III发动机从设计、材料、生产控制等多方面对欧II机进行了综合性优化,主要包括以下几点: 1、发动机整机技术升级:要实现柴油机的排放水平达到国III 标准,电控系统的运用只是其中的关键技术之一,发动机整机技术的持续升级与改进是完成欧向欧升级的必经之路。 2、全方位的燃烧开发技术:是配合高压喷射改善燃烧、优化缸内排放控制、实现欧的关键技术之一; 3、深度机械开发:是保证提高喷射压力后的发动机强度、可靠性的重要手段; 4、外挂单体泵总成技术:这是玉柴的专利
21、,有利于最大限度的共用常规发动机零部件,降低国发动机的制造成本; 5、降低机油耗技术:集合国内外先进技术改进结构和摩擦副设计,极大地优化了机油消耗量,机油燃油消耗率低至0.45,为国、排放的控制提供了充足的空间; 6、生产一致性控制:采用包含热试台架综合信息系统等多项先进技术来加强生产过程中对零部件、严控各缸一致性、生产一致性等的控制,确保每一台发动机的出厂性能优越并且满足批量生产节拍;,2019/8/82006-4,32,3.3.3.2玉柴欧III发动机的技术升级与改进,7、匹配标定技术:国内第一家独立掌握应用电控系统的发动机系统集成和整车匹配标定技术,确保实现发动机优化匹配的同时,向整车厂
22、提供优秀的整车匹配服务,并实现整车厂的个性化、菜单式功能要求。通过精细的整车优化标定,实现完美的车-机匹配,最大化地优化实现整车功能,为最终用户提供满意的、极富效益创造的运输工具; 8、故障检测技术:集合国内最优秀的电控技术团队,拥有近10年的电控应用经验,开发了最先进故障诊断工具,编撰了最详尽的故障诊断及排除用户手册,建立了远程故障诊断系统,随时提供及时、到位的故障检测服务。,2019/8/82006-4,33,3.4玉柴电控发动机的开发能力,玉柴拥有国内一流的国家级企业技术中心、国家重点试验室,并与国内外多家国际知名的研究院和企业合作,创建了一流的发动机开发基地。尤其在电控发动机的开发中,
23、玉柴倾注的了最大的关注,投入了大量的人力、物力资源,建立了国内顶尖的电控发动机开发能力。 高素质的人才队伍:组建了以国家级教授专家为核心的,拥有12名博士、35名硕士及众多中高级职称工程技术人员的欧技术开发、攻关小组。 雄厚的设备资源:拥有国际一流的欧、排放测试台架、喷油系统测试设备、国内唯一的深度冷热冲击试验台、国内唯一的双动力输出试验台、国内领先的低温性能试验内体、国内先进的半消声试验室、以及自主开发的电控欧、发动机台架标定试验台、HIL硬件在环仿真试验台。 世界一流的开发程序和规范:针对欧、欧发动机专门设计并开发了具有玉柴特色的、符合中国特殊国情的深度机械开发程序、苛刻的开发验证规范,确
24、保玉柴机器能够适应各种恶劣的使用条件。 主研发的关键技术运用:满足欧洲、号排放标准的排放控制技术、具有自主知识产权的电控技术、适应新噪声法规的NVH、应对能源策略和排放控制的替代燃料技术。,2019/8/82006-4,34,内容,1、柴油机电控技术是高效率低排放技术的必然发展趋势 2、玉柴欧III电控柴油机产品介绍 3、玉柴电控发动机的技术路线 4、玉柴电控单体泵系统结构及原理 5、主要零部件结构及特性 6、单体泵控制策略 7、整车配套信息 8、电控线束原理及结构 9、ECU安装方式 10、欧III柴油机的故障诊断,2019/8/82006-4,35,4柴油机电喷系统的总体构成,2019/8
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