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共轨之家 让卡车跑得更健康 关注   共轨导读 高压共轨燃油系统中的液力部分，主要由燃油箱、滤清器、高压油泵、高压油轨以及共轨喷油器这几大部分组成，其中高压油泵是共轨系统中不可或缺的一部分，且目前商用车液力系统主要是以高压油泵 CPN2.2 与CP3.3 两套共轨系统为主，今天小轨就总结博世常见四款油泵分享给大家。 CP4油泵 首先给大家介绍一下博世新一代油泵CP4 ，CP4是博世的最新一代高压共轨油泵，目前，CP4在欧洲市场已经大批量生产，在中国市场也有江铃一家开始试配。 当然，跑在中国市场上且可能给泵友们带来维修生意的CP4泵，主要用在一些高端的柴油轿车上，如奥迪Q7、捷豹路虎、起压索兰托、大众途观、宝马X7等。兄弟们，开这些车的可都是土豪啊，谁能维修谁还不得赚上一把？ CP4的主要特点是轻，模块化强，且泵油效率高。但是因为它采用燃油润滑且是凸轮驱动结构，在燃油含水量高的中国市场，失效率也极高。（上面所讲的那些高端车有些都没有油水分离器，这不是找“si”呢吗） 一、基于CP4的系统液力构成图 CP4目前有CP4.1和CP4.2两种，其中CP4.1自带齿轮泵，而CP4.2则由电子输油泵主动供油。 1、CP4.1  2、CP4.2  3、特性参数： 1) 一个或两个柱塞单元类型（V90）； 2) 内支承径向活塞泵； 3) 多样化凸轮和滚柱体； 4) 铝制泵体（无高压导向）； 5) 带整合高压阀的不锈钢头； 6) 一根或两根高压油管通油轨； 7) 油量计量单元控制吸油量； 8) 分体式电子输油泵或整合式齿轮泵； 9) 左旋或右旋； 10) 同步供给：第4、6、8缸。 二、CP4结构原理 1、结构图  2、驱动方式 CP1H、CP3和电装HP油泵的驱动方式采用偏心轮驱动，而CP4采用凸轮轴驱动，因此凸轮轴每转动一周，每缸供油两次，从而使得CP4的泵油效率大大提高。  3、CP4.2和CP4.1的差异  4、燃油油路  三、CP4部件介绍 1、油量计量单元ZME4 ZME4自带滤网，共轨之家相信泵友们都知道这个，因为这个与其他油泵所用的ZME4无异。  2、旁通阀  3、缸头结构  4、泵体比较 5、齿轮泵 四、常见失效模式 由于CP4采用凸轮驱动，在工作过程当中，滚柱体难免与驱动凸轮表面产生相对滑动。加上中国市场上的柴油含水量较高，使得二者接触面的润滑性能较差，加剧了凸轮表面和滚柱体表面上的疲劳磨损。这也是中国市场上CP4的主要失效模式。 1、凸轮轴表面磨损 2、齿轮泵驱动端磨损 3、滚柱体表面磨损 4、滚柱体套磨损 其他失效模式如油量计量单元卡滞、溢流阀颗粒卡死、内部零部件生锈、齿轮泵颗粒卡死等与其它博世高压油泵的失效模式类似。 CPN2.2油泵 CPN2.2 是直列式两缸活塞机油润滑高压泵，它广泛应用于国内各大主机厂的中、重型卡车上，潍柴、玉柴、东风、锡柴等厂家，无一不将CPN2.2立为中重型机型主打配置。 如前述，CPN2.2 是直列式两缸活塞机油润滑高压泵。它为共轨喷射系统提供各种发动机工况下需要的喷油压力，系统压力通过安装在泵上的燃油计量单元来调节。燃油由齿轮泵（ZP5）从油箱吸出，齿轮泵是集成在CPN2.2 上的。燃油滤清器位于齿轮泵出油口和高压油泵进油口之间。 下图为CPN2.2的爆炸部件图。 一、CPN2.2外型结构及主要技术参数 1、外形结构如下所示： 2、主要技术参数： 1）直列双柱塞高压油泵； 2）集成ZP5 齿轮输油泵，燃油滤清器位于齿轮泵压力端； 3）集成燃油计量单元MPROP，并由之控制轨压； 4）采用机油润滑，允许承受轴向力； 5）高压油泵理论供油速率：4.524 cm3/rev； 6）最大允许轨压：1600bar； 7）泵额定转速：1400r/min； 8）逆时针旋转（从驱动端看）； 9）燃油计量单元MPROP 无电流常开。 二、CPN2.2内部结构 下图所示为CPN2.2 的内部结构实物图： 三、CPN2.2工作原理： 如图所示，虚线框内为高压油泵的部件及功能组成。 图中绿色实线箭头表示燃油在泵内部的走向: 齿轮泵从油箱吸油，燃油经滤清，通过齿轮泵进油口，经过精滤，再进入高压油泵，并通过油量计量单元调节进入高压油泵柱塞腔形成高压燃油。 图中绿色虚线箭头所示为油泵回油路径，一部分通过来自溢流阀的润滑燃油回油，另一部分通过零供油量孔回油。 四、CPN2.2主要部件介绍： CPN2.2 的几大主要部件，包括齿轮泵ZP5、流量计量单元MPROP、溢流阀 以及高压组件。 1、齿轮泵： 下图为齿轮泵ZP5内部结构图，燃油进口允许压力为0.35～1bar，最高进油温度70℃。当齿轮泵出口压力小于1bar 时，旁通阀打开，此时燃油不经过齿轮泵直接到达齿轮泵出口；当齿轮泵出口压力大于12～13bar时，过压保护阀打开，燃油从齿轮泵出口直接回到齿轮泵进油端。 2、流量计量单元与溢流阀： 泵体上通往高压组件的油道通过活塞和进油油道相连。活塞上开有三角形的孔，使燃油从进油油道进入活塞内，如下图箭头所示。当电磁阀不通电时，活塞被弹簧推住，使三角孔与进油油道的接触面积最大，从而达到一个最大的供油量。 溢流阀：当进油压力大于溢流阀的弹簧力时，溢流阀被打开，一部分燃油回到回油口。 3、高压组件： CPN2.2 的高压组件包括：阀套、密封圈、弹簧座、阀弹簧、进出油阀、柱塞、柱塞套。以下两图分别为低压进油与高压出油示意图。 进油时，进油阀开启，出油阀关闭，此时三角凸轮处于下行过程；出油时，出油阀开启，进油阀关闭，此时三角凸轮处于上行过程。 五、CPN2.2管路连接参数 如下图所示： 六、CPN2.2常见失效模式及维修方案 1、油量计量单元生锈卡死 2、油量计量单元被颗粒卡死 3、齿轮泵ZP5断齿 4、齿轮泵ZP5被颗粒卡死 5、内部零件腐蚀 6、柱塞卡死 7、进出油阀被颗粒卡死 泵友们常听到CPN2.2有日本泵和无锡泵之分。其实二者之间并没有实质性的区别，其工作原理、基本结构等高度相似。我们不妨简单把无锡泵理解为日本泵的国产货。 CB18油泵 CB18是直列式两缸活塞高压泵，它为共轨喷射系统提供各种发动机工况下需要的系统压力，燃油由叶片泵从油箱吸出，叶片泵是装配在CB18泵内部，燃油滤清器位于叶片泵进油口与燃油箱之间。 系统压力调节：使用燃油计量单元（MPROP），泵可在工作在最大、部分或者零供油状态。 一、CB18的外形结构 剖面图： 下图为结构爆炸图： 二、CB18的主要零部件介绍 CB18的凸轮轴和挺柱体总览图： 1、凸轮轴和挺柱体 CB18的凸轮轴和挺柱体功能有以下几点： 1）使柱塞上下移动； 2）驱动叶片泵； 3）连接柴油发动机并匹配发动机相位； 4）承受柱塞压力； 2、高压组件 如下图所示，高压组件包括，出油阀接头，出油阀，进油阀，柱塞和柱塞套，挺柱和凸轮轴。 进油时，进油阀开启，出油阀关闭，时凸轮轴处于下行过程，出油时，出油阀开启，进油阀关闭，此时凸轮轴处于上行过程。 3、CB18进出油阀 工作原理，如下图所示，当柱塞下行时，出油阀关闭，进油阀两端产生压差，克服弹簧力后进油阀被打开，燃油进入柱塞腔；当柱塞上行时，进油阀被压紧，当压力超过出油阀外界压力时，出油阀被顶开，燃油被压入高压油轨中。如此反复循环，完成泵油过程。 4、叶片泵 叶片泵内部结构如下图所示，燃油进口允许压力为0.35～1bar。 叶片泵供油原理如下图所示，通过叶片和偏心环相互作用，完成泵油。在叶片泵转动时，叶片因为离心力被甩出，进行刮油，图中绿色为低压部分，当相邻的两个叶片经过此部分时形成负压，燃油被吸入。图中红色为高压部分，当相邻两个叶片经过此部分时，容积变小，压力增加，将燃油从出油口压出。 三、CB18的燃油油路 燃油从油箱被吸入，经过过滤器和叶片泵，并行经过电子油量控制单元和进油阀，到达柱塞腔； 溢出的油量回到叶片泵进油端； 零流量孔（从计量单元泄漏的燃油）回到油箱 ； 四、常见失效模式 1、柱塞套O型圈损坏 2、溢流阀卡滞 3、机油脏腔： 4、内部零部件生锈： 5、进油阀 座面磨损： 6、叶片泵卡死： CP1H油泵 CP1H高压油泵主要是为小车共轨喷射系统提供各种发动机工况下需要的喷油压力，系统压力通过ECU调节安装在泵上的燃油计量单元来实现。燃油由齿轮泵（ZP26）从油箱吸出，齿轮泵是集成在CP1H上的。 下图是CP1H的爆炸图。 一、CP1H的技术参数及结构 1、基本技术参数 1） 集成ZP26齿轮输油泵，燃油滤清器在齿轮泵压力端； 2） 正常工作油压为1450 bar，最大允许轨压为1600 bar； 3） 泵额定转速： 3000 转/分钟； 4） 高压油泵理论供油速率843 mm3/rev； 5） 电子油量控制单元有两种类型：常闭型（无电流时无流量）；常开型（无电流时最大流量）； 6） 采用燃油润滑； 7） 采用双轴封，法兰外侧有O型圈，不可承受轴向力。CP1H高压油泵主要是由齿轮泵、高压泵体和油量计量单元三个主要部分构成。 2、基本结构 1）泵体部分 泵体部分主要由泵体、偏心轴，三角环、轴承套、弹簧和轴封等部分组成，如下图所示。 2）齿轮泵ZP26部分 齿轮泵主要由驱动齿轮、从动齿轮、齿轮泵体和连接块组成。齿轮泵通过驱动齿轮带动从动齿轮转动，在进油口和出油口处造成压力差，将燃油吸入齿轮泵内，对高压泵腔进行供油。如下图所示。 燃油进口允许压力为：0.5～1bar，齿轮泵前后压差范围 △P=4.5～6.0 bar。 3）计量单元 ECU通过调整触发电流大小来控制油量计量单元来控制供给的油量大小，通常有水平型和垂直型两种。流量计量单元结构及供油特性如下图所示。 从上图右下角的示意图中燃油流向，大家是否有所启示？稍后再分析。计量单元有无电常开和常闭两种类型，其供油特性曲线如下图所示。 二、CP1H油泵燃油走向 储存在油箱中的燃油进入带油水分离器功能的燃油滤清器中，过滤掉燃油里的水、颗粒和其它杂物，经过燃油滤清器精滤后的清洁燃油，进入CP1H泵的齿轮泵腔中，齿轮泵通过进油口和出油口不同的压力造成压力差，将燃油吸入齿轮泵内，对高压泵腔进行供油。 从齿轮泵腔出来的燃油以两种方式进入高压泵腔： 油路1： 齿轮泵腔提供的燃油进入燃油计量单元，ECU通过控制油量计量单元来控制进入高压泵腔内的油量燃油在高燃油在高压泵腔内加压后，高压油进入高压油轨，对喷油器进行供油。多余的油则通过溢流阀和零流量孔回到齿轮泵前端，重新回到燃油系统。还有少量的用于泵腔内润滑的燃油通过润滑油油路直接回到油箱内。 油路2： 齿轮泵提供的燃油进入溢流阀，当进入溢流阀的燃油较少时，油压很小，弹簧被轻微压缩，燃油通过放气节流孔对高压油泵进行排气，如下图A所示； 当进入溢流阀的燃油较多时，压力较大，弹簧被压力压缩，过多的燃油通过放气节流孔和润滑油节流孔对高压泵腔进行润滑，如下图B所示。 当进入溢流阀的燃油过多时，油压很大，弹簧被极大压缩，燃油通过放气节流孔和润滑油节流孔对泵腔进行润滑。过多的燃油通过回油孔回到齿轮泵前端，如下图C所示。 |
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