当前位置: 首页 > >

东风康明斯发动机国四电控机介绍0305-PPT精选文档36页

发布时间:

东风康明斯发动机 欧四电控发动机产品介绍
2009-3-5

主要内容
? 国四发动机ISD\ISL产品的背景及基本特性 ? 国三与国四的技术性能优势比较 ? 主要马力分布及项目进度介绍 ? SCR的工作原理介绍 ? 后处理及附件清单 ? 典型的整车布置方案
2

基本背景
ISD发动机
? 采用康明斯现有ISDe 系列基础结构 ,在ISDe国三发动机基础上,通过对燃油系统和控 制系统的升级,应用康明斯CES的SCR后处理技术开发实现的ISDe系列国四产品。
? ISDe系列国四机型开发也是康明斯全球Equinox项目的一部分,是康明斯为欧5,巴西 欧4和中国国四开发的具有统一性能和结构的电控发动机。因此产品同时向欧5靠*,以 利升级。
ISL发动机
? 采用康明斯现有ISLe 系列基础结构 ,在ISLe国三发动机基础上,通过对燃油系统和控 制系统的升级,应用康明斯CES的SCR后处理技术开发实现的ISLe系列国四产品。
? ISLe系列国四机型开发也是康明斯全球Rainbow项目的一部分,是康明斯为欧5,巴西 欧4和中国国四开发的具有统一性能和结构的电控发动机。因此产品同时向欧5靠*,以 利升级。
共同特点
? 国四电控发动机在开发中充分考虑了中国的道路、气候等运行环境,以满足长期中国市 场的应用和要求。
? 发动机部分可以直接采用现有国三工艺设备和零部件供应商。
3

满足国四排放要求的电控发动机系列
ISDe4
?6缸 ?24气门.6.7升排量 ?210-300马力 ?最大扭矩1100牛.米 ?高压共轨燃油系统 ?满足国四标准

ISLe4
?6缸 ?24气门.8.9升排量 ?290-400马力 ?最大扭矩1700牛.米 ?高压共轨燃油系统 ?满足国四标准

4

ISDe Product Architecture 康明斯发动机产品结构

Remus ISDe - Euro 3
?Common platform 4.5/6.7l ?Bosch HPCR 1600 bar Crin 1.6 ?CM2150C controller ?140-285PS

Equinox ISDe - Euro 4
?Common platform 4.5/6.7l ? Bosch HPCR 1800bar Crin 3.0 ?CM2150E controller ?140-300PS

Equinox ISDe - Euro 5
?Common platform 4.5/6.7l ? Bosch HPCR 1800bar Crin 3.0 ?CM2150E controller ?140-300PS

SCR Aftertreatment
?BASF catalyst ?Gen 2.5 air driven doser ?Open loop NOx sensor ? OBD1+

SCR Aftertreatment
?Ccatalyst + slip cat.
?Gen 2.5 air driven doser
?Closed loop NOx sensor ?OBD2

?欧四和欧五相对于欧三来讲,ECM电控特性相同,但是增加了支持CES后处理 和OBD功能。
5

ISDe国四发动机的架构

排量(国III,国IV) 4.5l (4 cyl) 6.7L(6cyl)
排放控制技术 SCR 选择性催化还原

基础机 Endeavour (CM850国IV) Remus (CM2150国III)

ECM和控制 CM2150E 双核模块,在国III 基础上升级,增加存储能力,
软件增加了OBD功能。

增压器 HE221-4Cyl /HX35W, 和欧 III型号相同
6

后处理系统 集成的排放处理系统 带一个Nox传感器,满足OBD1+要求 压缩空气驱动的尿素喷射泵 CES开发喷射算法和喷嘴

排放达标能力 Euro 4 Euro 5(仅改变标定和后处理) 缸盖和活塞 缸盖:0.7 DCS,和国III相同 活塞:ISB 07 Piston,和US 2019项目 相同
燃油系统 高压油泵:Bosch CP3.3NH-MD, 国三为 系统压力:1800 bar ,国III为1600bar 喷油器: CRIN 3, 国III为CRIN1.6
外形尺寸 国四发动机和国三发动机相同,应用选 件通用

ISDe 国四 性能上得到的益处
? 大幅提高扭矩 – 相对国三ISDe高达17%的改进 – 6 缸最大扭矩1100 Nm – 4 缸最大扭矩 760 Nm
? 功率提高 – 6 缸最大功率 300 ps – 4 缸最大功率 200 ps
? ISDe4 除完成一般运行试验外,DCEC发动机内部整车考核100万公里,后期 终端客户试验里程为350万公里,确保发动机的使用可靠性;
? 发动机整车三高试验(高温\高原\高寒),能保证发动机具备广泛的应用范围. ? 发动机完全具备国三的控制特性 ? 发动机外围尺寸与国三保持一致
7

Euro4
ISDe 欧4益处 – 提高扭矩

Torque (Nm) Torque (Nm)

750

700

650

600

1200

550

1100

500 1000

450

4 Cylinder

900

400 800

350

1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200

2500

Engine Speed (RPM)

700

Euro 3 ISDe170 Euro IV ISDe4 185 600

Engine Speed (RPM)

Euro 3 ISDe275

Euro IV ISDe4 300

6 Cylinder

500

1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200

2500

8

ISDe 欧4 成本优势
? 极大地改进了燃油经济性 – 相对国三ISDe 降低 7% – 将尿素的消耗计算在内,如行驶 50,000 英里,油耗的降低相当于 每年节省800英镑(英国)
? 保养间隔的改进 – 使用CH-4以上的润滑油,可保证发动机的良好运行并延长更换周 期
? 对使用者所处环境及其成本的贡献 – 低排放 – 更低的周期运行成本
9

ISLe Product Architecture 康明斯发动机产品结构

Romulus ISLe - Euro 3
?Common platform 8.9L ?Cummins CCR Pump 1600 bar Crin 1.6 ?CM2150C controller ?290-375PS

Rainbow ISLe - Euro 4
?Common platform8.9l ?Cummins CCR Pump 1600bar ?Crin 3.0 ?CM2150E controller ?290-400PS

Rainbow ISLe - Euro 5
?Common platform 4.5/6.7l ?Cummins CCR Pump 1600bar Crin 3.0 ?CM2150E controller ?290-400PS

SCR Aftertreatment
?HT catalyst ?Gen 2.5 air driven doser ?Open loop NOx sensor ? OBD1+

SCR Aftertreatment
?Ccatalyst + slip cat ?Gen 2.5 air driven doser ?Closed loop NOx sensor ?OBD2

?欧四和欧五相对于欧三来讲,ECM电控特性相同,但是增加了支持CES后处 10 理和OBD功能。

ISLe国四发动机的架构

排量

8.9l (6 cyl)

排放控制技术 SCR 选择性催化还原

基础机 Gryphon (US 2019项目) Romulus (国三全球*台)

ECM和控制
CM2150E 双核模块,在国III基础 上升级,增加存储能力,软件增加 了OBD功能。

Turbocharger HX40W同国三型号相同
11

后处理系统 集成的排放处理系统 带一个Nox传感器,满足OBD1+要求 压缩空气驱动的尿素喷射泵 CES开发喷射算法和喷嘴

排放达标能力 Euro 4 Euro 5(仅改变标定和后处理) 缸盖和活塞 缸盖和国三相同 活塞将采用铝活塞
燃油系统 采用Cummins高压油泵,系统压力和欧三 相同 采用CRIN 3 喷油器
外形尺寸 国四发动机和国三及未来国五发动机相同, 应用选件通用

? ISLe4 发动机是一个用于多重卡车用发动机关键特性的理想动力符合 重型卡车的特性及耐久性 – 外型尺寸紧凑,重量轻 – 对于9升发动机来说具有最大的功率/重量比 – 燃油经济性 ? 与国3发动机相比燃油经济性提高了5-7% ? 与采用EGR系统的欧4发动机相比经济性估计提高8% – 低噪声 – 发动机可直接升级到欧5排放潜力 – 2009年9月开始 批量生产
12

ISDe国四和国三机型对照表 (Truck& Coach)

机型 ISDe140 40 ISDe160 40 ISDe180 40 ISDe200 40

国四 额定功率

最大扭矩

1402500rpm 1602500rpm 1802500rpm 2019500rpm

550Nm

T

600Nm

T

700Nm

T

760Nm

T

ISDe210 40 ISDe230 40 ISDe245 40 ISDe270 40 ISDe285 40 ISDe300 40
13

2102500rpm 2302500rpm 2452500rpm 2702500rpm 2852500rpm 3002500rpm

800Nm

T

900Nm

T

950Nm

T

970Nm

T

1020Nm

T

1100Nm

T

四缸 六缸

机型 ISDe140 30 ISDe160 30 ISDe180 30 ISDe200 30 ISDe185 30 ISDe210 30 ISDe230 30 ISDe245 30 ISDe270 30 ISDe285 30

国三

功率

最大扭矩

1402500rpm 1602500rpm 1802500rpm 2019700rpm

450Nm

T

600Nm

T

650Nm

T

550Nm

T

1852500rpm

700Nm

T

2102500rpm

800Nm

T

2302500rpm

900Nm

T

2452500rpm

925Nm

T

2702500rpm

970Nm

T

2852500rpm

970Nm

T

ISDe国四和国三机型对照表 (Bus)

机型 ISDe140 41 ISDe160 41 ISDe185 41 ISDe210 41 ISDe230 41 ISDe245 41 ISDe270 41

国四

额定功率

最大扭矩

1402300rpm

550Nm

B

1602300rpm

600Nm

B

1802300rpm

700Nm

B

2102300rpm

800Nm

B

2302300rpm

900Nm

B

2452300rpm

950Nm

B

2702300rpm

970Nm

B

四缸 六缸

机型
ISDe185 31 ISDe210 31 ISDe230 31 ISDe245 31 ISDe270 31

功率

国三

最大扭矩

1802500rpm 2102500rpm 2302500rpm 2452500rpm 2702500rpm

650Nm

B

800Nm

B

900Nm

B

925Nm

B

970Nm

B

14

ISLe国四和国三机型对照表 (Truck、Coach& Bus)

机型 ISLe290 40 ISLe290 41
ISLe315 40 ISLe310 41 ISLe325 40 ISLe325 41 ISLe340 40 ISLe360 40 ISLe375 40 ISLe400 40
15

国四 额定功率 290ps2100rpm 290ps2100rpm 315ps2100rpm 310ps2100rpm 325ps2100rpm 325ps2100rpm 340ps2100rpm 360ps2100rpm 375ps2100rpm 400ps2100rpm

最大扭矩

1050Nm

T

1050Nm

B

1200Nm

T

1200Nm

B

1350Nm

T

1350Nm

B

1425Nm

T

1550Nm

T

1550Nm

T

1700Nm

T

机型 ISLe290 30 ISLe290 31 ISLe310 30
ISLe325 30 ISLe325 31 ISLe340 30 ISLe360 30 ISLe375 30

国三 额定功率 290ps2100rpm 290ps2100rpm 310ps2100rpm

最大扭矩

1050Nm

T

1050Nm

B

1200Nm

T

325ps2100rpm 325ps2100rpm 340ps2100rpm 360ps2100rpm 375ps2100rpm

1350Nm

T

1350Nm

B

1425Nm

T

1550Nm

T

1550Nm

T

DCEC

ISDe CM2150 CN4 Program Schedule

项目主计划

M0
05/07

M1
09/07

M1.1/M2
01/08

M3
04/08

M4
08/08

M5
10/08

M6
09/09

Alpha Build Freeze

Beta Build Freeze

Ltd Build Freeze

UK EquinoxM1.1
04/07

M2
09/07

M2 M2.2
11/07 1/08

M3 M3.1
03/0805/08

M4
08/08

M5
10/08

M6
09/09

2019

2019

2009

1Q

2Q

3Q

4Q

1Q

2Q

3Q

4Q

1Q

2Q

3Q

M0.1

M1

M2

Focus(CES) Jun JuL

Nov

07

07

07

M3.1 Apr 08

M4

M5

JuL

Aug

08

08

6 Cyl. Certification(Jun)

Hot Climate/ High
Altitude

4 Cyl. Certification(Aug)
Cold Climate
OBD Certification

RAPID Truck Test
Field Test
Engine PPAP
Aug-Oct
16

ISLe CN4 Program Schedule产品开发计划

M0
05/07

M1
01/08

M2
04/08
Alpha

M3
08/08

M4
1/09
Beta

M5
05/09
Ltd Prod

M6
10/09
Full Prod

Sep Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Q1 Q2 Q3

CES PPAP Capable Euro 4 Ratings Dev.

Dry-Hot Climate/ High
Altitude

Cold Climate

Wet-Hot Climate

Certification

OBD Tuning

Source Approval Test

Engine PPAP Capable

RAPID Truck Running

2019

2019

Field Test

2009

2019

Sign

M0
17

Charter

Stable M1 Architect

Concept

Stable

Bld Start M2 Design

Cummins Confidential Restricted

Alpha

Alpha

Bld Start M3 Verified

Beta

Beta

Limited

Bld Start M4 Verified M5 Prod

Limited Prod Bld

Full

PGM

Prod M6 Wrap

Euro4

欧四技术——SCR

SCR

催化器

尿素喷嘴

排气

尿素喷入高温排气后分解为氨和二氧化碳(>160 ?C):

(NH2) 2CO+H2O

2NH3 + CO2

SCR的作用是基于氧化氮与氨按照下列化学式的催化转化:

4NH3 + 4NO + O2 8NH3 +6NO2

4N2 + 6H2O 7N2 + 12H2O

18

欧四技术:
SCR系统示意图
AdBlue 储存罐

Euro4

系统功能警告灯

进气流量传感器

消耗量约为 燃油的 5%

尿素泵

N2 + H2O

Nox 传感器 2019

温度传感器

计量泵

压缩空气供给 尿素喷射

排气尾管 SCR 本体
19

分散区域

发动机排气

AdBlue---尿素介绍

Euro4

?尿素与水混合成32.5%溶液

标准:ISO22241

?尿素潜在问题

无毒、无污染、无爆炸性、不易燃

泄漏

透明液体,有淡氨水气味,

泄漏导致结晶

在农业、医药、食品及化妆品中广泛采用的原料,

盐 – 腐蚀 – 危害软金属、某些聚合物及水泥

使用适宜的运输与储存设备,不会对使用者造成不便。 容器需用不锈钢、铝或聚乙烯材料

详细信息 dureal

温度为零下11摄氏度时开始结冰

yara.co.uk

20

OBD ---- 车载诊断系统 ?确保SCR正确使用,向驾驶员提供故障提示; ?提供诊断接口及软件系统支持; ?可用诊断工具检查OBD历史故障;
21

尾气处理器(EGP)
? 有3个串联单元,氨扩散器,催化器,消声装置; ? 氨扩散器将氨分散在催化器表面 ? 催化器进行NOx转化,最低反应温度为200C; ? 消声装置是消除排气噪声 ? 安装在距增压器排气口1~4m处; ? 不能承受超过硫含量3000ppm燃油;
22

AdBlue供给罐
? 用量相当于燃油消耗量的:
-----欧4 为5% -----欧5 为7%
? 罐体标出体积,以便在ECM设定时容易识别; ? 材料为:不锈钢,镁铝合金,中高密度聚乙烯; ? 不透明,使驾驶员无法看到液位,这样当诊断为空时还有一定的量,避免吸入空气; ? 罐通大气,有一定的膨胀空间,通气孔设计要防止结晶堵塞; ? 目前没有防止因车辆翻滚后,不许尿素泄露的法规。 ? 加注口设计要防止液体溅出,腐蚀其它部件;欧洲汽车制造商协会(ACEA)正在制定加注口标识,
并有警示司机加注正确的液体; ? 罐有排放口可定期维护,出口有70微米的滤清器过滤罐内杂质;
23

罐传感器
? 罐内要有液位和温度传感器,详细要求见AEB; ? 具有系统诊断,空罐监测,液位显示及报警等; ? 向泵发出指令确定给泵流量,估计尿素的用量; ? 启动罐加热器,检测是否工作或过热; ? 温度低于0℃开始加热,一直到7 ℃保持加热。

尿素罐和传感器

放气孔

浮子 温度传感器

24

管路
? 管路要求有足够的强度,不能被吸瘪; ? 供给管的流量25L/h,推荐的管内径6mm; ? 回流管推荐的管内径4mm; ? 罐和泵尽量靠*,减少截流和空气残留影响;
25

计量泵

Euro4

? 计量泵是高精密部件

? 计量泵耗气量17.5~22L/min.要考虑空压机的泵气量与负荷率;

? 要防止脏空气进入,有专门滤清器(5微米);

? 正常工作耗电量32瓦,内部加热器工作时<200瓦,

?

峰值时<300瓦,最长工作时间30秒;

? 供气压力范围6~12巴;

26

Euro4
27

SCR系统零部件-喷嘴

安装位置距后 处理器入口不 少于750mm; 安装与排气管 中心线垂直的 方向,不易受 损位置

与计量单元连接

喷孔X4
28

计量泵、尿素罐及喷嘴相对位置

错误 正确 X

Z = 高度

X = 前/后

Y = 侧面对侧面

最长为1-2m

?在汽车长度方向 必须垂直安装
?不得低于尿素罐 最低液面

29

SCR系统与Adbule的气候考虑
? Abdul在-11℃开始结冰,推荐保持在高于冰点15℃,即4℃; ? 用电加热或发动机冷却液加热;0℃开始加热到7℃关闭; ? 推荐的最高工作温度60℃,正常与环境温度接*; ? 要提供10%的膨胀空间;
30

布置方案

Euro4
典型的垂直布置
(道路清扫车与公交客车)
雨帽
计量泵 尿素罐 – 低使用量

31

Euro4
后置客车
32

Euro4
33

Euro4
34

35




友情链接: