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索兰托论坛 >  强者对话----精美共轨系统图片图解

  本主题由 暴走潜龙 于 2011-06-16 14:39 加入精华 
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白金长老

注册 2010-05-22 来自 广东省|广州市

发表于 2011-06-15 23:48    IP属地：未知

1楼
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强者对话----精美共轨系统图片图解
    从电装公司1991年发布ECD-U2的技术成果论文到现在，共轨系统已经走过了20个年头。

    越来越严苛的法规是共轨系统受到广泛重视并在短期内得到高速发展的最大动力。同时，共轨技术是柴油机能够大范围进入到乘用车领域的最重要的推动力之一。时至今日，我们不得不佩服电装公司高层的远见卓识，并对当初那群面对重重困难和压力最终获得成功的技术人员表示敬意。

    电装之后，很多公司奋起直追，各出奇招，使这个相对狭窄的新生领域的竞争骤然间变得无比激烈。博世、德尔福、西门子、菲亚特、康明斯、MTU、CRT、瓦锡兰。。。。乃至国内的威孚、新风。。。。如果再算上全球各地从事共轨系统材料、工艺、设计、测试、控制的研究所、工程技术院校以及零散群体，从事这个领域研究实验测试工作的人数恐怕会是个天文数字。

    然而，高度市场化的产品的竞争必然是极度残酷的，无论它的技术含量如何。在这二十年间，有的公司芝麻开花节节高，在市场上攻城略地，产品越来越丰富；而有的公司却一直处于半红半黑的境地，越来越被边缘化；有的公司苦心孤诣，但研制出来的成果却被尘封在玻璃柜里，量产装车遥遥无期，徒惹有心人一片哀思。

    今日，就让我们平静一下心情，抛开民族感情之类的东西，来看看这个领域最具实力的几个制造商----德尔福、博世、电装----的新产品并大略了解一下共轨系统的发展状况，看看他们在越来越严苛的排放法规之下，他们路向究竟何方。

    文中涉及的共轨系统的代际划分，实际上是各公司根据自己产品的开发情况自行定义的，因此不意味着某公司的第4代产品就一定优胜于别的公司的第3代产品，这一点务必注意。
[ 本帖最后由 落日故人情 于 2011-6-16 15:35 编辑 ]



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白金长老

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发表于 2011-06-15 23:49    IP属地：未知

2楼
    到目前为止，德尔福已经先后发展出3代柴油共轨喷射系统。这些共轨系统被装备在车用中、小型柴油机上，而在中、大型车用柴油喷射系统方面，德尔福倾向于使用电控单体泵或电控泵喷嘴技术，不过，从德尔福最近发展的电控单体泵来看，德尔福似乎有糅合这两种系统的趋势。

    德尔福的前两代共轨系统，都是采用平衡阀结构、高速电磁阀控制的液压伺服喷油器（市面常见车型如第一代：双龙、特拉卡、玉柴、江铃等，第二代：长城绿净）。第一代产品的最高工作压力为1400bar（后来通过修改平衡阀的密封锥面的宽度后把压力提高至1600bar），第二代产品的最高工作压力为1800 bar。由于平衡阀结构非常精巧，因此喷油器电磁铁和整个喷油器体积非常细小，只需要12V电源即可实施驱动控制。根据德尔福公布的技术文档，体积更精巧的第二代共轨喷油器的响应迟滞是0.2毫秒，这实际上已经非常接近压电伺服喷油器的水平。

    相比其他控制针阀结构，这种平衡阀结构对燃油的品质要求比较高，在燃油品质不佳或维修保养时不注意的话，喷油器极易发生针阀擦伤、卡死不工作等故障。为提高可靠性，德尔福第一代喷油器的后期产品，在平衡阀及阀座等处采用了氧化发黑处理工艺。根据经验，这种工艺可以大幅提高喷油器抵受水分侵害的能力和局部增强针阀锥面抗擦伤的能力。

[ 本帖最后由 落日故人情 于 2011-6-16 11:39 编辑 ]



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  图2：德尔福第二代共轨系统
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白金长老

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发表于 2011-06-15 23:49    IP属地：未知

3楼
图3、4、5、6展示的是德尔福最新的第三代共轨系统的压电陶瓷液压耦合控制控制喷油器DFI3。

这根DFI3喷油器设计独特，构思精妙，结构简单，就我个人认为，它的设计已经超越了市面上任何一个共轨喷油器：直接淹没在高压燃油的压电执行器、构思巧妙的液压行程放大器、超大的蓄压容积、无动静态泄漏、没有控制针阀结构。

鉴于压电陶瓷本身固有的特性和喷油器独特液压行程放大器设计，可以想象喷油器在控制喷油针阀的开启速度、关闭速度、开度方面的自由度将是空前巨大的，由于取消了控制针阀以及液压伺服机构，因此喷油器对油品的适应性应该会得到进一步的提高，并且消减了喷油器的电气、机械、液力迟滞。这个设计已经非常接近直接控制。

但是我更加迫切想知道的是：这个长时间淹没在最高达2000bar压力的燃油中的压电执行器，它的可靠性究竟如何呢？
[ 本帖最后由 落日故人情 于 2011-6-16 12:15 编辑 ]



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  图3：德尔福第三代共轨系统DFI3压电喷油器

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  图4：压电喷油器液力耦合器

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  图5：DFI3剖视图

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  图6：DFI3喷油器实物图
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白金长老

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发表于 2011-06-15 23:53    IP属地：未知

4楼
迄今为止，博世共发展了4代共轨喷射系统。相比德尔福，博世的产品线要丰富得多，在国内从排量不到2000cc的小型车发动机到16级别的重型商用车发动机，都很容易找到其产品的踪影。

在一些高端的进口车型上，已经装用了博世的第三代共轨系统（如途锐、新索兰托、奥迪等）。这种压电喷油器结构精巧，反应迅速，喷油迟滞可以控制在0.1毫秒左右。
[ 本帖最后由 落日故人情 于 2011-6-16 15:31 编辑 ]



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  图7：CP2系列商用车共轨高压泵

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  图8：第二代（左）和第三代压电喷油器比较图（乘用车）

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  图9：第三代压电喷油器液力耦合放大器

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  图10：第三代共轨系统压电喷油器和CP4高压泵
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白金长老

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发表于 2011-06-15 23:55    IP属地：未知

5楼
图 11、12、13、14、15  是博世最新的第4代共轨喷射系统的HADI喷油器的图片和原理图。这种HADI喷油器和博世之前的3代共轨喷油器差异极大，HADI喷油器使用了双电磁阀结构，以及在喷油器内增加了液压活塞加压结构，因此当共轨压力在1300bar时，喷油器可以产生最高达2500bar的喷射压力。

由于喷射所需的高压可以由喷油器内部产生，所以第4代共轨系统可以大量沿用旧有的高压泵等部件从而降低成本。在进行1300bar以下压力的喷射动作时，控制电脑无需启动喷油器的液压放大装置，只需要通过触发喷油器下方的喷油电磁阀即可完成喷射动作，这和以前的喷油器的控制是基本一样的。在进行1300bar以上压力的喷射动作时，控制电脑会提前触发喷油器上方的三通阀，切断液压活塞的回位压力供给，启动喷油器的液压放大装置，由于活塞上、下方的面积比是2:1，因此活塞下方的燃油压力被放大一倍，这时通过触发喷油器下方的喷油电磁阀即可完成加压喷射动作。喷射动作结束后，两个电磁阀的供电被切断，共轨压力通过三通阀被输送到液压活塞的回位室，液压活塞会上移至指定位置，燃油通过液压活塞中心的单向阀向下方补充燃油。

HADI喷油器受到不少质疑，质疑者认为：HADI喷油器的结构决定了在进行加压喷射时，喷射一定数量的燃油消耗共轨内两倍于这个容量的高压燃油。因此在喷射动作开始后，共轨内的燃油压力必然存在很大的衰减，换句话换句话说，HADI喷油器无法平稳地在一个喷射动作内维持相对比较平稳的压力。

HADI的个头也太大了（见图），在发动机汽缸头这种毫厘必较之地，如此巨大的家伙势必会占去不少宝贵的空间，这是个很要命的事。另外，喷油器的结构也太过复杂，更多的精密密封偶件的存在对喷油器的可靠性百害而无一利。

[ 本帖最后由 落日故人情 于 2011-6-16 15:33 编辑 ]



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  图11：第四代共轨系统HADI喷油器（商用车）

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  图12：第四代共轨系统HADI喷油器（乘用车）

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  图13：HADI双电磁阀液压放大喷油器工作原理

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  图14：HADI结构剖视图（商用车）

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  图15：HADI与普通二代商用车喷油器比较
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发表于 2011-06-15 23:58    IP属地：未知

6楼
电装是最早研制成功柴油共轨喷射系统的制造商，但是在国内一般民众及用户中的知名度就远远不如德尔福、博世那么响亮。这跟电装的产品发展方向和普及率有很大关系，正好和德尔福相反，电装的产品主要应用在商用车领域（五十铃、日野等），虽然电装也有适合乘用车中小型柴油机的共轨系统，但就国内而言，没有听闻过有装车的。

电装目前的共轨系统产品已经发展到第4代（第一代已淘汰），这一代共轨系统最高工作压力将由当前第三代的2200bar跃升至惊人的3000bar，鉴于目标压力提升太多，因此现有的系统部件已经不能通过改良而适应要求，需要重新为这代产品设计了新的高压输油泵、喷油器等等部件，电装计划在2015年实现这套系统的量产。（好不容易在国外的一个科技论文网站找到了这套系统的技术论文，可惜又要注册又要付费，所以无法得到更多的信息及图片）。
[ 本帖最后由 落日故人情 于 2011-6-16 16:22 编辑 ]



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  图16：电装第三代共轨系统压电喷油器

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  图17：电装第三代共轨系统

附件 点击查看原图 (47.22 KB)
  图18：电装第四代共轨系统高压泵，最高工作压力3000bar
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白金长老

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发表于 2011-06-15 23:59    IP属地：未知

7楼
西门子是最早在共轨喷油器上使用压电执行器的制造商。
[ 本帖最后由 落日故人情 于 2011-6-16 16:26 编辑 ]



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  西门子第二代共轨系统压电喷油器
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白金长老

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发表于 2011-06-16 00:00    IP属地：未知

8楼
沙发自己坐
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白金长老

注册 2009-12-21 来自 江苏省|常州市

发表于 2011-06-16 00:04    IP属地：未知

9楼
技术惠众贴！

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白银长老

注册 2008-05-19 来自 福建省|福州市

发表于 2011-06-16 01:34    IP属地：未知

10楼
这么复杂，怪不得喷油嘴这么贵。

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