主动 磁轴承_主动 磁轴承的临界转速是多少（主动磁轴承基础、性能及应用）

摘要： 　　我国车用柴油机开始实行国III排放标准,传统柴油机必须加装电控体系,才有望到达排放标准的要求。如今,车用柴油机大部分安装了电控高压共轨体系,此中,采取...

　　我国车用柴油机开始实行 国III排放标准 ,传统柴油机必须加装电控体系 ,才有望到达 排放标准 的要求。如今 ,车用柴油机大部分 安装了电控高压共轨体系 ,此中 ,采取 Bosch共轨体系 所占比例很大。

　　下文将以潍柴WP10.336(排量10L、功率 336PS)柴油机为例,对Bosch在中国运用最广泛的平台CRSN2-16共轨体系 的油路举行 具体 图解。CRSN2-16体系 实用 于中重型商用车,体系 最高压 力可达160MPa,可满意 国III、国IV等排放标准 。该体系 采取 了CRIN2-16型喷油器,可选装三种高压油泵：

　　CPN2-16双缸直列式高压泵,机油润滑,集成齿轮输油泵；

　　CP3.3N-16/18三缸径向柱塞高压泵, 集成齿轮输油泵；

　　CB28-18直列式高压泵;可以选用HFRN-16/18热锻共轨大概 LWRN-16激光焊接轨;

　　可以选用EDC7实用 于中重型商用车,可直接发动机安装,EDC16实用 于乘用车和轻中型商用车,底盘安装以及EDC17博世最新一代环球 化平台,可集成DCU的全部功能。

　　潍柴WP10.336柴油机电控燃油喷射体系 (见图 1）

　　潍柴WP10.336柴油机的燃油管路(见图2),可 以分为低压油路和高压油路两部分 。

　　一、低压油路

　　低压油路又可分为进油油路及回油油路。

　　进油油路:输油泵将柴油从油箱中抽出颠末 柴油 粗滤器(带油水分离器)过滤后,再次颠末 燃油细滤器 过滤,此时油路分成两部分 ,一部分 颠末 进油计量阀 计量后送至高压油泵柱塞腔,另一部分 送至回油阀, 回油阀与进油计量阀并联,以包管 进油计量阀的输入 端压力恒定。

　　该发动机的电控单位 直接安装在缸体上(见图 3),基于ECU散热思量 ,ECU下方安装了一个焊接座,利用 颠末 燃油粗滤器的燃油流过该焊接座的空 腔,然后流入输油泵,通过活动 的燃油,给ECU散热。

　　回油油路:6个喷油器的回油总管、共轨限压阀的回油管都接到高压油泵的回油管讨论 上,然后一起通过总回油管回到油箱。

　　1.滤清器

　　为了加强 滤清结果 ,潍柴WP10.336柴油机采取 了两级串联式滤清器,此中 燃油粗滤器带有油水分离器且其上端盖有手油泵和放气螺钉,其下端装有燃油含水率传感器(见图 3)。

　　2.输油泵

　　输油泵的作用是将燃油从油箱吸入,过滤后将燃油提供给进油计量阀,计量后再送至柱塞腔。

　　由于潍柴WP10.336柴油机为重型柴油机,为了满意 油门踏板最大开度时喷油量的必要 ,该柴油机采取 了ZP5型齿轮式两级输油泵。输油泵集成在高压油泵上,位于高压油泵的后端。输油泵的一级主动 齿轮通过半圆键与高压油泵的凸轮轴相毗连 ,并用螺钉紧固(见图4)。

　　输油泵的一级主动 齿轮为内齿轮,共37个齿,一级从动齿轮为外齿轮,共13个齿;输油泵的一级从动齿轮同轴毗连 了输油泵的二级主动 齿轮(外齿 轮,10个齿),二级从动齿轮也是外齿轮, 10个齿(见图5)。

　　输油泵一级传动的传动比 为13:37,二级传动的传动比为1:1,总传动比为13:37。由此可见,输油泵的转速可 以到达 高压油泵凸轮轴转速的2.85倍,通 过采取 二级传动,输油量可以有很大的提 高。

　　输油泵一级主动 齿轮及凸轮轴位置传 感器信号轮为团体 式,由半圆键与高压油 泵凸轮轴相毗连 。凸轮轴位置传感器信号 轮采取 凸齿式,其齿数为缸数+1个,共7 个,此中 6个信号齿为圆周方向120°均 布,增长 了一个判缸齿,用于确定1缸压缩 上止点位置(见图6)。凸轮轴位置传感器为霍尔式。

　　输油泵壳体集成了溢流阀和旁通阀总成,溢流阀总成由钢球、弹簧及紧固螺钉构成 ;旁通阀总成由柱塞、弹簧及紧固螺钉构成 (见图7)。

　　当输油泵的燃油压出端压力过大时,溢流阀打开,使燃油压出端与 燃油吸入端短接,从而防止由于压力过高而造成燃油细滤器破裂 (见图8);旁通阀的重要 作用是当用手油泵泵油时,旁通阀打开,向柱塞腔提供燃油通道(参考图2),发动机正常工作时,旁通阀关闭。

　　输油泵后端盖上有输油泵进油口(来自 燃油粗滤器)和输油泵出油口(到燃油细滤 器),并有向上的安装标记 (见图9),缘故起因 在于进油节流 孔直径较小,而出油口直径 大。输油泵总成用4个螺钉固定在高压油泵 壳体后端。

　　3.进油计量阀

　　进油计量阀用三个螺钉安装在高压油泵的进油位置(见图14), 用于调解 进入柱塞的燃油供给量,从而调治 共轨的燃油压力 值。ECU根据加快 脚踏板位置传感器、增 压压力及温度传感器、凸轮轴位置传感器、 曲轴位置传感器等信号,确定高压共轨内的 燃油压力,并通过占空比PWM信号调治 进 油计量阀,实现对共轨压力的控制。共轨压 力传感器及时 监测共轨内燃油压力,并将信 号提供给发动机控制单位 ,发动机控制单位 再对进油计量阀实行 反馈控制,终极 实现对 共轨压力的闭环控制。

　　Bosch EDC7体系 进油计量阀采取 进油端调治 共轨压力的方式,当进油计量阀不 通电时,其开度最大。进油计量阀的供油特 性如图11所示。进油计量阀采取 进油端调治 轨压的方式,克制 了燃油的不须要 压缩所造 成的发动机功率斲丧 以及燃油温度的升高。

　　4.回油阀

　　回油阀通过螺纹安装在高压油泵的回 油位置(见图14),回油阀与进油计量阀的 油路并联(参考图2),其作用是确保进油计 量阀入口处的燃油压力保持恒定,这也是 包管 共轨体系 正常工作的先决条件。

　　回油阀上共有3个孔(见图12),此中 , 进油孔的燃油来自输油泵加压后且颠末 细滤器过滤后的燃油,当进油压力高出 设定值时,燃油压力降服 回油阀内的弹簧弹 力,回油孔打开,将燃油经回油管流回油箱。

　　别的 ,还设置了泄油孔,其作用是将 回油阀内泄漏 的燃油及时 倾轧 ,防止影响 回油阀的正常工作(见图13)。

　　若回油阀因各种缘故起因 卡死在常回油的 位置,会造成回油量过大以及颠末 进油计量阀进入柱塞腔的燃油量镌汰 ,使共轨压力不敷 ,对发动机的性能有很大的影响, 乃至 造成发动机不能启动。

　　5.零供油节流 阀

　　在进油计量阀与柱塞腔之间的进油通 道上,设置了零供油节流 阀(参考图2),其 作用是将燃油中氛围 及时 倾轧 ,防止进入 柱塞腔以及当发动机熄火后,将管路中的 燃油及时 回流至油箱。

　　二、高压油路

　　高压油泵的柱塞将燃油加压后通过2根 高压油管接到共轨上,共轨上有6根高压油 管(长度相称 )将高压油送至喷油器。

　　1.高压油泵

　　潍柴WP10.336柴油机采取 了CPN2.2 高压油泵,最高压力可达160MPa。该高压 油泵为双缸直列柱塞式,采取 机油润滑。

　　CPN2.2高压油泵重要 由壳体、前后端 盖、凸轮轴、2个滚轮总成及2个供油单位 构成,同时还集成了齿轮式输油泵、进油计 量阀、凸轮轴位置传感器等(见图14)。

　　(1)壳体

　　壳体是高压油泵的底子 件,由铝合 金铸造而成。其内部包罗 燃油的进油、回油油道以及机油的润滑油道。两个垂直空腔安装供油单位 及滚轮总成,下部空腔安 装凸轮轴及前、后端盖。壳体正面部分 有一块铭牌,其上有一组十位数的编码,为 Bosch的订货号,用于购买配件时利用 (见 图15)。

　　(2)前、后端盖

　　前端盖由钢制质料 制成,其内部安装 了滑动轴承,用于支持 高压油泵凸轮轴前 端;其外侧内端面安装了油封、内侧外端 面安装了O型圈用于机油的密封。前端盖用 4个螺钉固定在高压油泵壳体的前端面(见 图16)。

　　后端盖由铸铁质料 制成,其内部安装 了滑动轴承,用于支持 高压油泵凸轮轴后 端,其内侧外端面安装了O型圈用于机油 的密封,后端盖上有凸轮轴位置传感器的 安装孔。后端盖内侧与高压油泵壳体相连 接,外侧与输油泵壳体毗连 (见图17)。

　　(3)凸轮轴

　　凸轮轴采取 钢制质料 制成,轴上有两 个凸轮,每个凸轮有三个雷同 的表面 型线, 共计有6个雷同 的表面 型线在圆周方向呈 60°隔断 角均布(见图18)。凸轮轴每转动 一圈,驱动柱塞进油、出油各6次,6个相 同的表面 型线在圆周方向上呈60°均布, 可以使高压油泵向共轨的供油更匀称 。

　　凸轮轴的前、后端轴颈分别支持 在 前、后端盖上,采取 滑动轴承,机油润滑。 凸轮轴前端的锥面轴颈通过键与高压油泵正 时齿轮毗连 ,后端的圆柱面轴颈通过键与输 油泵一级主动 齿轮及凸轮轴位置传感器信号 轮相毗连 (见图19)。

　　(4)滚轮总成

　　共有两组滚轮总成,每个滚轮总成由滚轮体、渗 碳滚轮销、滚轮(大、小滚轮各1个)等构成 (见图20)。 滚轮由凸轮轴的凸轮驱动,在柱塞弹簧的弹力作用 下,使滚轮与凸轮轴的凸轮始终保持打仗 状态,滚轮 体上端驱动柱塞。

　　(5)供油单位

　　共有两组供油单位 ,每组供油单位 由柱塞、柱塞 套、进油阀总成、出油阀总成及出油阀紧座等构成 (见 图21、图22)。进、出油阀总成安装在柱塞套与出油阀紧座之间的空腔内,每组供油单位 用两个螺钉固定在高油泵的壳体上。

　　1柱塞

　　为了进步 柱塞的耐磨性,其外外貌 采取 渗碳处 理,外貌 呈玄色 。柱塞上端的外圆柱面与柱塞套精密 共同 ,柱塞下端卡在弹簧座槽中,并在柱塞弹簧的作 用下与滚轮体可靠打仗 (见图23、图24)。

　　2柱塞套

　　柱塞套的2个O型圈之间的外圆柱面上,有两个 小孔:A孔和B孔。A孔为泄油孔,与柱塞套下半部分 内腔的环槽相通,其作用是将柱塞与柱塞套之间走漏 的燃油返回到进油端;B孔为进油孔,进油计量阀计 量后的燃油通过高压油泵壳体内部油道送至B孔,经B 孔及其内部的进油阀进入柱塞腔。柱塞套内部空腔安 装进、出油阀总成,并由出油阀紧座紧固(见图25)。

　　3进油阀总成

　　进油阀总成由进油阀、进油阀体、进 油阀弹簧等构成 。进油阀体的外圆柱面上 有进油孔,与柱塞套进油孔B相通;进油阀 体垂直方向上有2个油孔,与柱塞腔相通; 进油阀体上端面有两个定位销安装孔,通 过定位销与出油阀总成毗连 并定位。在发动机不工作时,进油阀在进油阀弹簧的作 用下保持关闭(见图26)。

　　4出油阀总成

　　出油阀总成由出油阀、出油阀体、出 油阀弹簧等构成 。出油阀体下端面有两个 定位销安装孔,通过定位销与进油阀总成 毗连 并定位。发动机不启动时,出油阀在 出油阀弹簧作用下保持关闭(见图27)。

　　(6)燃油吸入和加压过程

　　凸轮轴的转动是通过滚轮总成使柱塞 上下活动 ,完成燃油的吸入和加压过程。

　　当柴油机动员 高压油泵凸轮轴转动 时,随着凸轮的降落 ,滚轮总成及柱塞也 向下活动 ,柱塞上端的燃油压力减小,经 过进油计量阀计量后的燃油颠末 高压油泵 内部油道,通过柱塞套的B孔、进油阀的进 油孔,降服 进油阀弹簧向下的弹力,使进 油阀抬起并打开,燃油进入柱塞腔,完成 燃油的吸入过程(见图28)。

　　当凸轮轴转动时,随着凸轮的上升, 驱动滚轮总成及柱塞向上活动 ,柱塞上端 的燃油压力增大,使进油阀起首 关闭,随 着柱塞继承 上移,燃油压力不绝 进步 , 当压力高出 出油阀弹簧弹力时,出油阀打 开,加压后的燃油被送到共轨,完成燃油 的加压过程(见图29)。

　　2.共轨

　　潍柴WP10.336柴油机采取 了LWR型 激光焊接共轨,共轨前端安装了共轨压力 传感器,后端安装了限压阀,共轨与喷油 器高压油管的讨论 内部装有流量限定 器。

　　(1)共轨压力传感器

　　共轨压力传感器由焊接在压力装置上 的集成传感器部件、装有电子检测回路的 印刷电路板和装有电子插入式连线的传感 器外壳等构成 。

　　燃油通过共轨上的孔流向共轨压力传 感器,燃油压力作用在传感器膜片上。将 压力信号转换为电信号的传感器部件(半导 体装置)也安装在此膜片上,传感器产生的 信号被输入一个用于放大拾取信号并将它 送入ECU的检测回路中(见图30)。

　　共轨压力传感器的工作过程:共轨压力作用在膜片上,导致膜片外形 发生变革 ,膜片外形 变革 时,毗连 于膜片的电阻 值也将改变,改变的电阻值将引起通过5V 电桥电压的变革 ,信号电压的变革 范围为 0~70mV(与共轨压力有关),而且 被放大 电路增幅至0.5~4.5V。

　　(2)限压阀

　　限压阀为一机器 式阀门,压力过大时,限压阀将打开回油通道,来限定 最大 共轨压力,限压阀答应 的瞬时最大共轨压 力为体系 的额定压力加5MPa左右。

　　(3)流量限定 器

　　流量限定 器的金属外壳两端 有外螺 纹,上端拧在共轨上,下端用来拧入喷油 器的进油管。外壳两端 有孔,分别与共轨 及喷油器进油管相通。流量限定 器内部有 一个活塞,一根弹簧将此活塞向共轨方向 压紧。活塞上的纵向孔毗连 进油孔和出油 孔,纵向孔直径在末了 是缩小的,具有精 确计量节流 孔的作用(见图31)。

　　流量限定 器的作用是防止喷油器大概 出现连续 喷油的征象 。为此,当共轨流出 的油量高出 最大流量时,流量限定 器将自 动关闭流向相应喷油器的进油口,防止继 续喷油。

　　3.喷油器

　　潍柴WP10.336柴油机采取 了CRIN2 标准 3型6孔式喷油器,喷油器由喷油器 体、孔式喷油嘴总成、液压伺服体系 以及电磁阀总成等构成 (见图32)。喷油器上有一组十位数的编码,为Bosch的订货号,用于购买配件时利用 。

　　(1)喷油器体

　　喷油器体是喷油器的底子 件,其下端安装孔式喷油嘴总成,液压伺服体系 及电 磁阀总成安装在喷油器体上部的空腔内, 其上半部有进油孔和回油孔,外圆柱面上 有一个密封的O型圈,其内部有进油及回油 油道(见图33)。

　　(2)孔式喷油嘴总成

　　孔式喷油嘴总成由针阀、针阀体、针 阀弹簧、弹簧座及喷油嘴螺纹套等构成 (见 图34)。针阀的工作面采取 渗碳处理 惩罚 ,针阀 与传统柴油机的喷油器针阀雷同 ,带有承 压锥面和密封锥面。针阀体上端面有进油 孔及2个定位销孔,通过定位销定位,安装 后确保针阀体上的进油孔与喷油器体上的 进油孔对齐,在针阀弹簧的作用下,针阀 关闭。喷油嘴螺纹套将针阀、针阀体、针 阀弹簧及弹簧座等固定在喷油器体下端。

　　(3)电磁阀总成

　　电磁阀总成由电磁阀、电磁阀弹簧、电枢轴、电枢轴盘及复位弹簧等构成 (见图 35)。电磁阀总成上端有两个电接线柱(接线 时,不必要 区分位置),两接线柱中心 为一 绝缘体。电磁阀内部空腔内安装了电磁阀 弹簧、电枢轴、电枢盘及复位弹簧。电磁 阀由发动机电控单位 通过占空比PWM信号 控制,通过较高的电压(靠近 100V)驱动, 实现大的驱动电流(实现电枢轴敏捷 抬起)。采取 电源电压(24V)驱动时,是为了实现维持电流(基于节能思量 )。

　　发动机控制单位 通过对喷油器电磁阀 的控制,来实现对喷油正时、喷油量以及 喷油规律(预喷+主喷)的控制。

　　(4)液压伺服体系

　　液压伺服体系 由球阀、球阀座、控制 活塞及推杆等构成 (见图36)。球阀安装在 控制活塞回油节流 孔的上端,其上端与球 阀座打仗 ,球阀座与电磁阀总成的电枢轴 打仗 ,在电磁阀弹簧向下的弹力作用下, 电枢轴与球阀座、球阀座与球阀可以或许 可靠 打仗 ,使回油节流 孔保持关闭。控制活塞 上有进油节流 孔及回油节流 孔,进油节流 孔与喷油器的进油道相通(见图37)。推杆上 端安装在控制活塞的内部空腔中,下端与 针阀打仗 。

　　(5)喷油器的工作过程

　　当喷油器的电磁阀不通电时,电枢轴 在弹簧的作用下,将球阀座及球阀压在控 制活塞的回油节流 孔上,使回油节流 孔关 闭,作用在液压伺服体系 中推杆顶部的压 力大于作用在针阀承压面上的压力,再加 上针阀弹簧向下的弹力作用,针阀被迫进 入阀座,将高压油道与燃烧室隔离,喷油 器不喷油。

　　当喷油器的电磁阀通电时,电枢轴克 服弹簧的弹力将球阀座及球阀略微升起, 使回油节流 孔打开,针阀控制腔的压力减 小,作用在液压伺服体系 中推杆顶部的压 力也随之降落 。一旦压力小于作用于喷油嘴针阀承压面上的压力时,针阀上升,燃 油经喷油嘴喷孔喷入燃烧室。别的 ,喷油 器内部走漏 的燃油,通过喷油器回油管和 共轨的回油管一起接到高压油泵的回油管 处,汇总后经一根总的回油管一起流回燃 油箱(见图38)。

　　Bosch电控高压共轨体系 大规模应用 于国产柴油机已有3年多的时间,通过使 用环境 来看,油路故障最为常见,重要 是 由于油品的质量题目 以及利用 、维护不当 等缘故起因 造成的。精确 明白 Bosch共轨体系 的油路构成 、重要 零部件的布局 及工作原 理,对打扫 油路故障有很大的资助 。