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珀金斯Perkins1506A-E88TA和1506C-E88TA发动机测试调整手册

详细描述

系统运作

测试和调整

1506A-E88TA  和

1506C-E88TA  工业发动机

LG  (发动机)

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重要安全事项

产品的操作、保养和修理中的大多数事故,都是由于不遵守基本安全规则或预防措施引起的。若能在事

故发生前认识到各种潜在危险,事故往往是可以避免的。对各种潜在的危险,必须对工作人员提出警

告。还必须对工作人员进行培训,使其掌握必要的技能和正确使用工具。

不正确的操作、润滑、保养或修理产品是危险的,并会造成人身伤亡。

必须阅读和理解产品的操作、润滑、保养和修理的资料后,才可进行这些工作。

在本手册中和在产品上都提供有安全预防措施和警告。如果对这些警告不予注意,会给自己或他人

造成人身伤亡。

识别危险用“安全警告符号”和“标志文字”,如“危险”、“警告”     或 “当心”。“警告” 标贴如下所示。

安全警告符号的含义如下:

注意!提高警惕!  事关您的安全。

警告的下面,说明危险的情况,有的用文字书写,有的用图形表示。

对能造成产品损坏的操作,在产品上和在本手册中都以“注意”标贴表示。

�   �  �   �  不能预料到可能发生危险的每一种情况。所以,本手册和产品上提出的警告并不包括所有

情况。如果采用的工具、操作程序、工作方法或操作技术未经    Perkins  专门推荐,您必须保障您自己和

他人的安全。还要保证您所选择的操作方法、润滑、保养或修理程序不会损坏产品或造成不安全。

本手册中的资料、技术规范和图表是根据编写当时可得到的资料汇编的。    所列举的技术规范、扭矩、压

力、测量值、调整值、图表和其它项目,随时都可能变更,    这些变更会影响对产品的维修。因此,在进

行各项作业前,必须获得完整的最新的资料。   �   �  �   �  代理商备有最新的资料。

本产品需要更换零件时,  �   �  �   �   推荐使用

Perkins 原厂生产的零件或者相同技术规范的零

件。相同的技术规范包括,但不局限于外形尺寸、

类型、强度和材料。

忽视此警告会导致过早发生故障、产品损坏甚至人

员伤亡。

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UCNR4510

3

目录

目录

活塞环槽-检查.............................................60

连杆轴承-检查.............................................60

主轴承-检查..................................................60

缸体-检查.....................................................60

缸套凸出量-检查..........................................60

飞轮-检查.....................................................63

飞轮壳-检查..................................................64

减振器-检查..................................................66

系统运作部分

概述..................................................................4

电子控制系统部件..........................................10

燃油系统........................................................14

进气和排气系统.............................................26

润滑系统........................................................30

冷却系统........................................................32

发动机基体.....................................................34

电气系统........................................................37

电气系统

蓄电池-测试..................................................67

充电系统-测试.............................................67

电起动系统-测试..........................................67

测试和调整部分

索引部分

测试和调整

皮带张紧度表..................................................39

索引................................................................68

燃油系统

燃油系统-检查.............................................40

燃油中的空气-测试......................................40

电子单体喷油器-测试..................................41

确定1号活塞上止点位置.................................41

燃油质量-测试.............................................42

燃油系统-泵油.............................................43

燃油系统压力-测试......................................43

齿轮总成(前)-正时......................................44

进排气系统

进排气系统-检查..........................................45

涡轮增压器-检查..........................................46

排气温度-测试.............................................48

发动机曲轴箱压力(窜气量)-测试................48

发动机气门间隙-检查/调整.........................48

润滑系统

发动机机油压力-测试..................................51

发动机机油泵-检查......................................53

轴承过度磨损-检查......................................53

发动机机油消耗量过多-检查.......................53

发动机机油温度升高-检查...........................53

冷却系统

冷却系统液位–检查(过热)........................54

冷却系统-检查.............................................55

冷却系统-测试.............................................56

水温调节器-测试..........................................58

水泵-测试.....................................................58

发动机基体

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4

UCNR4510

系统运作部分

系统运作部分

i06045043

概概述述

1506A-E88TA和1506C-E88TA柴油发动机使用液

压电子单体喷射器(HEUI)喷射燃油。HEUI消

除了泵和油路系统内使用的许多机械部件。HEUI

加强了对正时和燃油空气混合的控制。正时提前

是通过精确控制单体喷油器正时实现的。发动机

转速由调整喷油持续时间来控制。通过特殊的脉

冲轮为电子控制模块(ECM)提供信息检测气缸

位置和发动机转速。

发动机具有内置诊断能力,以便确保所有部件工

作正常。电子维修工具可用于读取出针对有故障

的部件或状况的数字编码。间歇性故障会记录和

储存在存储器内。

以下车型视图显示了发动机特性。由于具体应用

不同,您的发动机可能看起来与图中所示有所差

异。

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UCNR4510

5

系统运作部分

发动机和散热器

图1

g03733708

典型示例

(1)发动机空气滤清器保养指示器

(2)检查护罩

(3)散热器

(4)散热器压力盖

(5)空对空后冷器

(6)防雨盖

(7)空气滤清器

(8)真空吸尘阀(防尘阀)

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6

UCNR4510

系统运作部分

发动机视图

图2

g03734120

典型示例

(9)冷却风扇

(10)机油加注口盖

(11)起动马达组件

(12)燃油注油泵

(13)燃油细滤器

(14)燃油粗滤器

(15)风扇皮带

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UCNR4510

7

系统运作部分

图3

g03734121

典型示例

(16)后吊耳

(20)水泵皮带

(21)曲轴减振器

(22)冷却液皮带惰轮

(23)水泵

(24)机油滤清器

(25)机油表(油尺)

(26)发动机机油采样阀

(17)冷却液采样阀

(18)水温调节器壳体

(19)前提升位置

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8

UCNR4510

系统运作部分

图4

g03734133

典型示例

(27)涡轮增压器

(28)交流发电机

(29)油底壳

(30)排油口

(31)飞轮壳

(32)飞轮

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UCNR4510

9

系统运作部分

图5

g03734135

典型示例

(33)单体式喷油器液压泵

(34)输油泵

(35)曲轴箱呼吸器

(36)电子控制模块(ECM)

(37)呼吸器出口软管

(38)机油排放塞

起动发动机

寒冷气候起动

ECM将自动提供起动发动机所需的正确喷油量。

如果发动机20秒内没有起动,应松开起动开

关。再次使用起动马达前,让起动马达先冷却两

分钟。参考操作和维护手册起动发动机了解更多

信息。

寒冷天气发动机的起动和运转性能取决于燃油类

型、机油粘度和其它选装的起动辅助装置。参考

操作和维护手册寒冷天气操作了解更多信息。

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10

UCNR4510

系统运作部分

i06045057

电电子子控控制制系系统统部部件件

图6

g03758556

典型示例

(1)冷却液温度传感器

(2)喷油驱动压力控制阀

(3)喷油驱动压力传感器

(4)进气压力传感器

(5)进气温度传感器

(6)大气压力传感器

(7)电子控制模块(ECM)

(8)机油压力传感器

(9)燃油温度传感器

(10)燃油压力传感器

(11)转速正时传感器

(12)转速正时传感器

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UCNR4510

11

系统运作部分

图7

g03758576

典型示例

(1)冷却液温度传感器

(2)喷油驱动压力控制阀

(3)喷油驱动压力传感器

(4)进气压力传感器

(5)进气温度传感器

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12

UCNR4510

系统运作部分

图8

g03758577

典型示例

(6)大气压力传感器

(7)电子控制模块(ECM)

(8)机油压力传感器

(9)燃油温度传感器

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UCNR4510

13

系统运作部分

图9

g03758578

典型示例

(10)燃油压力传感器

(11)转速正时传感器

(12)转速正时传感器

电子控制系统被集成设计到发动机的燃油系统和

进排气系统中,以便对喷油量和喷油正时进行电

子控制。与传统的机械发动机相比,电子控制系

统可提供增强的正时控制和空燃比控制。喷油正

时通过精确控制喷油器喷油时间实现。发动机转

速由调整喷油持续时间来控制。ECM通过为单体

喷油器电磁阀通电开始喷油过程。同样,ECM使

单体喷油器电磁阀断电来停止喷油。

信号因应车辆的某些特定系统参数的变化而变

化。输入部件的一些具体示例有发动机转速-正

时传感器、冷却液温度传感器和巡航控制开关。

ECM会将来自输入部件的信号解析为有关工况、

环境或发动机运转的信息。

控制部件接收来自输入部件的输入信号。控制部

件内的电子电路对来自输入部件的信号进行评

估。这些电子电路也向系统的输出部件提供电

能。向输出部件提供的电能基于输入信号值的预

设组合。

ECM使用个性模块来存放特定应用所有的额定信

息。个性化模块无法实际更换。必须利用计算

机闪存个性模块。请参阅系统操作、测试和调整

燃油系统以了解燃油喷射过程的完整解释。

输出部件是由控制模块操作的部件。输出部件从

控制总成接收电能。输出部件以下述两种方式使

用该电能。输出部件可使用该电能来做功。输

出部件可使用该电能来提供信息。

发动机使用以下几种类型的电子部件:

发动机使用以下三种电子部件:

•输入部件

例如,移动的电磁阀柱塞可以做功。通过做功,

部件行使其功能以便调控发动机。

•控制部件

例如,仪表板灯或报警器会向发动机操作员提供

信息。

•输出部件

这些电子部件具备以电子方式控制发动机运转的

能力。配备电子控制装置的发动机具备以下优

点:

输入部件是将电子信号发送到系统ECM的部件。

发送的信号以下列方式之一变化:

•电压

•性能提高

•频率

•燃油消耗量改善

•排放水平降低

•脉冲宽度

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14

UCNR4510

系统运作部分

i06045027

燃燃油油系系统统

图10

g01103030

典型示例

(1)机油泵

(9)喷油驱动压力(IAP)传感器

(10)燃料滤清器

(11)燃油粗滤器和油水分离器

(12)燃油箱

(13)凸轮轴齿轮

(14)转速/正时传感器

(15)电子控制模块(ECM)

(16)蓄电池

(17)燃油压力调节器

(18)增压压力传感器

(19)机油压力传感器

(20)冷却液温度传感器

(21)油门位置传感器(如有配备)

(22)进气温度传感器

(23)大气压力传感器

(2)液压电子单体喷油器

(3)机油滤清器

(4)油冷却器

(5)高压油

(6)燃油

(7)喷油驱动压力控制阀(IAPCV)的接头

(8)单体式喷油器液压泵

(24)进气加热器

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UCNR4510

15

系统运作部分

简介

HEUI利用6MPa(870psi)到28MPa(4061psi)

的高压发动机润滑油抽送来自喷油器的燃油。高

压机油称为喷油驱动压力。HEUI采用与液缸相

同的工作方式来倍增高压机油的作用力。这种压

力倍增通过在活塞上施加高压机油作用力得以实

现。活塞比柱塞大六倍左右。活塞在高压发动

机润滑油的驱动下推动柱塞。机油驱动压力产生

单体喷油器的喷油压力。喷油压力比机油驱动压

力大六倍左右。

液压电子式单体喷油器燃油系统的工作原理与采

用机械驱动方式的其他燃油系统不相同。HEUI

燃油系统无需调整。机械部件的调整无法进行。

通过在电子控制模块(ECM)内安装不同的软件

改变性能。

此燃油系统由以下四个基本部件构成:

•液压电子控制单体喷油泵(HEUI)

•ECM

低机油驱动压力产生低燃油喷射压力。高机油驱

动压力产生高燃油喷射压力。

•单体式喷油器液压泵

•输油泵

ECM

ECM位于发动机的左侧。ECM是一台功能强大的

计算机,可提供发动机性能的整体电子控制。

ECM使用多个传感器收集的发动机性能数据。

ECM利用这些数据对燃油输送、喷油压力和喷油

正时进行调整。ECM含有可编程的性能工况图

(软件),可以确定功率、扭矩曲线和转速。

注:输油泵是一种可维修的零件。HEUI燃油系统的内

部部件不可维修。

部件说明

液压电子式单体喷油器

ECM负责记录发动机性能故障。当ECM和电子维

修工具一起使用时,ECM也能自动运行几个诊断

测试。

单体喷油器液压泵

图11

g00954881

典型示例

燃油系统采用液压驱动的电子控制式单体喷油

器。

图12

g00954883

典型示例

柴油发动机的所有燃油系统均利用柱塞和柱塞缸

将高压燃油抽送到燃烧室内。HEUI采用高压机

油来驱动柱塞。

单体喷油器液压泵是一种变量活塞式输油泵。单

体喷油器液压泵采用部分发动机润滑油。单体喷

油器液压泵将发动机润滑油加压到驱动HEUI喷

油器所需要的喷油驱动压力。

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16

UCNR4510

系统运作部分

输油泵

•燃油箱

燃油输送泵安装在单体喷油器液压泵的背面。燃

油输油泵是单体喷油器液压泵的唯一可维修零

件。燃油输油泵用来从燃油箱中抽取燃油。另

外,燃油输油泵还用来将燃油加压到450kPa

(65psi)。燃油输油泵有一个内部安全阀以保护

系统。经过加压的燃油供应给喷油器。

•燃油粗滤器/油水分离器

•2微米燃油细滤器

•输油泵

•燃油压力调节器

燃油从燃油箱中抽出后流经13微米的燃油粗滤

器/油水分离器。燃油粗滤器/油水分离器去除燃

油中的大量碎屑。粗滤器滤芯也能将水从燃油中

分离出来。这些水被收集在燃油粗滤器/油水分

离器底部的油杯中。

喷油驱动压力传感器(IAP)

IAP传感器负责监测喷油驱动压力。IAP传感器

为ECM发回连续的电压信号。ECM对此信号进行

解析。ECM时刻了解喷油驱动压力。ECM分析来

自传感器的电压。ECM随后调整流至电磁阀的电

流。

燃油从燃油粗滤器/油水分离器流到燃油输油泵

的进口侧。燃油从输油泵的进口端流到出口端。

加压燃油从输油泵出口端流到2微米燃油细滤

器。这些燃油滤清器非常高效。该滤清器可以

除去燃油中的小研磨污物。燃油粗滤器/油水分

离器无法收集这些小污物。如果燃油中含有小研

磨微粒的话,则会导致单体喷油器磨损。燃油细

滤器可以除去两微米以上大小的微粒。这个两微

米细滤器的使用和常规保养可以显著提高喷油器

的使用寿命。

HEUI  燃油系统

低压燃油系统

燃油从两微米细滤器流到缸盖中的燃油供油道。

燃油供应油道从缸盖前端开始的钻孔。燃油供应

油道延伸至缸盖背面。此油道通过连接每个单体

喷油器内孔为单体喷油器供应燃油。过量燃油从

缸盖背面流出。燃油流入燃油压力调节器。

燃油压力调节器包括一个节流孔和一个弹簧加载

的单向阀。节流孔是用来对燃油供应加压的限流

孔。弹簧加载式单向阀会在35kPa(5psi)的压

力下开启,使燃油流经节流孔,流回燃油箱。关

闭发动机后,单向阀上将没有燃油压力。单向阀

在没有燃油压力情况下将闭合。单向阀闭合,以

防缸盖中的燃油流回燃油箱。

图13

g01453130

典型示例

(2)液压电子式单体喷油器

(8)单体式喷油器液压泵

(11)燃油细滤器

(12)燃油箱

(17)燃油压力调节器

(25)输油泵

(24)燃油粗滤器和油水分离器

低压燃油系统提供两项功能。低压燃油系统为喷

油器供应燃油。低压燃油系统也供应过量燃油流

以将空气排出系统。

低压燃油系统由五个基本部件构成:

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UCNR4510

17

系统运作部分

喷油驱动系统

驱动机油流

机油从油泵储油室流出后在单体喷油器液压泵内

加压。机油随后以高压从油泵的出口推出。机

油随后从单体喷油器液压泵的出口流入缸盖内的

高压油道。

高压驱动油从单体喷油器液压泵流经缸盖到达所

有喷油器。在单体喷油器使用机油前,机油始终

停留在高压油道内。单体喷油器流出的机油会从

气门室盖下方排出。这些油通过缸盖内的排油孔

返回曲轴箱。

图14

g01453132

典型示例

(1)发动机机油泵

(3)机油滤清器

(4)油冷却器

(5)高压油

(8)单体式喷油器液压泵

喷油驱动系统提供两项功能。喷油驱动系统通过

提供高压油驱动喷油器。另外,喷油驱动系统通

过改变机油驱动压力调节单体喷油器产生的喷油

压力。

喷油驱动系统由四个基本部件构成:

•发动机机油泵

•发动机机油滤清器

•单体式喷油器液压泵

•喷油作动压力传感器(IAP传感器)

从油底壳抽出的机油通过发动机机油泵加压到润

滑系统油压。机油从机油泵流经机油冷却器、机

油滤清器后到达主油道。从主油道引出的单独油

路引导部分润滑油为单体喷油器液压泵供油。发

动机左侧的钢管将主油道与单体喷油器液压泵的

入口相连。连接点在发动机侧板的歧管顶部孔

口。

机油流入单体喷油器液压泵的入口后加入油泵储

油室。起动阶段,油泵储油室为单体喷油器液压

泵供油。另外,在机油泵可以加压前,油泵储油

室一直为单体喷油器液压泵供油。

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18

UCNR4510

系统运作部分

驱动机油压力控制

图15

g01453133

典型示例

(27)控制阀电磁阀

(28)提升阀

(29)电枢

(32)执行器活塞

(33)电动驱动板

(34)惰轮

(37)驱动齿轮

(38)单向阀

(39)活塞

(30)执行器弹簧

(31)滑套

(35)溢流口

(36)泵出口端口

单体喷油器液压泵是一种变量活塞式输油泵。变

量活塞泵采用一个转动的倾斜驱动板。活塞不转

动。活塞相对于倾斜驱动板移动。活塞在滑套

内移动。

喷油驱动系统的压力由油泵出口流量及喷油驱动

系统压力需求量间的匹配控制。通过改变滑套的

位置控制油泵出口的流量。向左移动滑套会覆盖

较长距离的溢流口。这将提高有效充油行程和油

泵出口流量。向右移动滑套覆盖较短距离的溢流

口,从而降低有效充油行程。此动作同时也降低

油泵出口流量。

单体喷油器液压泵由发动机前端的齿轮系驱动。

油泵前端的驱动齿轮转动共用轴。倾斜驱动板安

装在共用轴上。倾斜驱动板的转动导致油泵活塞

在滑套中向内和向外移动。

滑套通过惰轮相连。一个滑套与执行器活塞相

连。向右或向左移动执行器活塞会使惰轮和滑套

向右或向左移动相同的距离。

活塞在滑套内向外移动时,机油通过驱动板内的

油道吸入活塞内。将活塞重新推入滑套且露出端

口时,机油被压出活塞。

控制压力由ECM到电磁阀的电流量决定。油泵出

口流量中的少量油流经执行器活塞内的小油道。

这少量机油流出节流孔后进入控制压力油室。此

油室内的压力由小提升阀限定。提升阀打开允许

油室内的部分机油发生回流。通过作用力使提升

阀保持关闭状态。提升阀上的此作用力由作用到

电枢上的磁场产生。磁场强度决定了克服执行器

弹簧上作用力所需要的压力。

通过改变滑套与溢流口间的相对位置可改变活塞

内机油的容量。滑套的位置发生连续变化。滑

套的位置由ECM决定。改变滑套的位置便改变了

油泵的流量。最终结果为可以加压的油量。

电磁阀内电流的增加导致以下各项升高:

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UCNR4510

19

系统运作部分

•磁场强度

阀门工作(发动机关闭)

•电枢和提升阀上的作用力

当发动机关闭时,泵出口压力为零,控制阀电磁

阀流过的电流也为零。执行器弹簧将执行器活塞

推到最左端。惰轮(未显示)和滑套也移至左

边,泵处于最大输出位置。

•导致执行器活塞向高流量位置移动的控制压力

电磁阀内电流的降低导致以下各项下降:

•磁场强度

阀门工作(发动机起动)

•电枢和提升阀上的作用力

发动机起步阶段,需要大约6MPa(870psi)的

喷油驱动压力来驱动单体喷油器。此低喷油驱动

压力产生大约35MPa(5000psi)的低喷油压

力。此低喷油压力有助于冷起动。

•导致执行器活塞向低流量位置移动的控制压力

ECM负责监控驱动压力。ECM通过不断改变到油

泵控制阀的电流控制驱动压力。三个部件通过在

闭环油路内协调工作控制驱动压力:

要想快速起动发动机,喷油驱动压力必须快速升

高。由于单体喷油器液压泵正在发动机盘车速度

下转动,因此油泵的流量低。ECM通过向控制阀

电磁阀发送强电流,使提升阀保持关闭状态。当

提升阀处于关闭位置时,所有回油通道被阻断。

作用到执行器活塞两侧的液压力相等。执行器弹

簧将执行器固定到左侧。在达到6MPa

•ECM

•喷油驱动压力(IAP)传感器

•泵控制阀

(870psi)的理想压力前,油泵始终产生最大的

流量。现在,ECM通过降低到压力调节器电磁阀

的电流下调控制压力。控制压力下降使得执行器

活塞向右移动。从而通过降低油泵出口流量保持

6MPa(870psi)的理想压力。

闭环油路采用以下方式工作:

•ECM通过收集来自传感器输入和软件工况图的信息

决定理想的驱动压力。

•ECM通过来自IAP传感器的恒定信号电压监控实际

的驱动压力。

注:如果发动机已暖,则起动发动机所需要的压力可

能高于6MPa(870psi)。理想驱动压力的数值保存

在ECM的性能工况图内。理想驱动压力的数值随发动

机温度的不同而变化。

•ECM不断改变到油泵控制阀的控制电流。从而改变

油泵出口流量。

一旦单体喷油器开始工作,ECM便开始控制到控

制阀的电流。发动机起动前,ECM和控制阀电磁

阀会将驱动压力维持在6MPa(870psi)。ECM通

过位于高压油歧管内的IAP传感器监测实际驱动

压力。ECM通过监测多个电输入信号建立理想驱

动压力,并向控制阀电磁阀发送预定电流。ECM

还将理想驱动压力与高压油道内的实际驱动压力

进行比较。ECM通过调节到控制阀电磁阀的电流

大小使实际驱动压力等于理想驱动压力。

共有两种驱动压力:

•理想驱动压力

•实际驱动压力

理想驱动压力是系统获得最佳发动机性能所需要

的喷油驱动压力。理想驱动压力由ECM内的性能

工况图确定。ECM负责选择理想驱动压力。选择

过程以许多传感器的信号输入为基础。ECM获得

来自一些以下传感器的信号输入:油门位置传感

器(如有配备),增压压力传感器,转速-正时传

感器和冷却液温度传感器。理想驱动压力不断

变化。变化以各种信号输入为基础。发动机转

速和发动机负荷变化也使理想驱动压力发生变

化。理想驱动压力只有在稳态下(发动机转速和

负荷稳定)才保持恒定。

阀门工作(发动机运行)

发动机起动后,ECM通过控制到油泵控制阀的电

流保持理想驱动压力。IAP传感器监测缸盖高压

油道内的实际驱动压力。ECM每秒钟将实际驱动

压力和理想驱动压力进行67次比较。当实际驱

动压力和理想驱动压力间不匹配时,ECM调节到

油泵控制阀的电流大小。这些调整使得实际喷油

驱动压力等于理想喷油驱动压力。

实际驱动压力是喷油器驱动油的实际系统压力。

ECM和油泵出口压力调节器不断改变油泵出口流

量。这种恒定的变化使得实际驱动压力等于理想

驱动压力。

机油流(发动机运行)

油泵出口流量中的少量机油流经执行器活塞进入

控制压力油室。控制压力增压,增加的压力打开

提升阀。打开的提升阀使机油发生回流。ECM通

过增加或降低到控制阀电磁阀的电流和由此在提

升阀上产生的作用力改变控制压力。

油泵控制阀的工作原理

油泵控制阀分为以下三个阶段:

•阀门工作(发动机停运)

•阀门工作(发动机盘车)

•阀门工作(发动机运行)

以下各项构成了闭环系统:

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20

UCNR4510

系统运作部分

•ECM

•IAP

•压力调节器

这个闭环系统可提供无限可变的油泵出口压力控

制。此油泵出口压力具有6MPa(870psi)到

28MPa(4061psi)的范围。

HEUI  喷油器(部件)

HEUI喷油器提供四项功能:HEUI喷油器将燃油

供应从450kPa(65psi)加压到175MPa

(25382psi)。HEUI喷油器经单体喷油器尖端的

节流孔泵送高压燃油,起喷雾器的作用。HEUI

喷油器将正确量的雾化燃油送入燃烧室。HEUI

喷油器均匀喷射雾化燃油,使其遍布整个燃烧

室。

图16

g01453134

HEUI喷油器的横截面

(40)电磁阀

(41)电枢弹簧

(42)电枢

(43)座销

(44)滑阀弹簧

(45)滑阀

(46)增强器活塞的止回球

(47)增强活塞

(48)回位弹簧

(49)柱塞

(50)柱塞缸

(51)喷嘴壳体

(52)进油口注油单向阀

(53)停止

(54)喷嘴弹簧

(55)单向活塞

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UCNR4510

21

系统运作部分

(56)套筒

•喷油前

•先导喷油

•喷油延迟

•主喷油

•加注

(57)逆流单向阀

(58)喷嘴单向阀

(59)喷嘴尖端

参考图16。HEUI喷油器由三个主要零件构成:

•上端或执行器(A)

•中间或泵送装置(B)

•下端或喷嘴组件(C)

上端 (A)包括以下各项:

•电磁阀(40)

•电枢弹簧(41)

•电枢(42)

•座销(43)

•滑阀弹簧(44)

•滑阀(45)

•增强器活塞的止回球(46)

喷油器的中间 (B)包含以下各项:

•增强器活塞(47)

•复位弹簧(48)

•柱塞(49)

•缸筒(50)

喷油器的下端 (C)包含以下各项:

•喷嘴壳体(51)

•进油口注油单向阀(52)

•停机(53)

•喷嘴弹簧(54)

•单向活塞(55)

•套筒(56)

•逆流单向阀(57)

•喷嘴单向阀(58)

•喷嘴尖端(59)

这些部件协调工作产生不同的喷油速率。喷油速

率由ECM内的性能软件进行电子控制。

HEUI  喷油器(工作原理)

HEUI喷油器采用分段喷油循环运行方式。对开

喷油循环具有5个喷油阶段:

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22

UCNR4510

系统运作部分

喷油前

参考图17。发动机运转下喷油器处于点火循环

之间时,喷油器处于喷油前阶段。柱塞  (49)和

增强器活塞 (47)位于活塞孔顶部。柱塞下方的

油室内充满燃油。

在上端,电枢 (42)和座销 (43)由电枢弹簧   (41)

固定在下方。高压驱动油流入喷油器。油随后

沿座销四周流到单向活塞 (55) 顶部。没有喷油

时,此油流会一直在喷嘴单向阀 (19)上产生一个

正下压力。

滑阀 (45)被滑阀弹簧 (44)固定到滑阀孔的顶

部。在此位置,滑阀阻止驱动油到达增强器活

塞。滑阀顶部和底部都有驱动压力,因此作用在

滑阀的液压力平衡。滑阀被滑阀弹簧的作用力固

定到上部或关闭位置。

图17

g01453135

喷油前循环横截面

(41)电枢弹簧

(42)电枢

(43)座销

(44)滑阀弹簧

(45)滑阀

(47)增强活塞

(49)柱塞

(55)单向活塞

(58)喷嘴单向阀

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UCNR4510

23

系统运作部分

先导喷油

参考图18。ECM向电磁阀    (40)发送控制电流时

发生先导喷油。电流产生的磁场提起电枢   (42)

和座销 (43)。座销上下各有一个座。电枢升起

座销后,上座会阻止驱动压力流到单向阀。下座

打开,让单向活塞 (55)顶部的驱动油流入排放口

(61)。集在滑阀  (45)下方的驱动机油也会流向

排放口 (61) 。驱动机油通过喷油器侧面的排油

孔排出。

滑阀下方的压力降低使滑阀上产生液压力差。当

液压力作用到滑阀顶部时,滑阀进入打开位置。

此液压力使滑阀向下移动。当滑阀和销将止回球

(46)压入球座时,滑阀的向下运动停止。此动作

可以防止所有驱动压力排出增强器活塞 (47)中的

油室。这会使驱动压力下降,还会消除单向活塞

上的下压力。

驱动机油现在流经开启的滑阀,然后流到增强器

活塞顶部。活塞和柱塞  (49)的向下移动可以提

高柱塞油室中流向喷嘴尖端 (60)的燃油的压力。

喷油压力升高,以克服提升喷嘴单向阀 (58)的喷

嘴弹簧 (54)弹力时,先导喷油开始。

如果以下情况存在,先导喷油将继续:

•该电磁阀已通电。

•滑阀保持打开状态。

•单向活塞顶部没有驱动压力。

图18

g01453138

先导喷油循环横截面

(40)电磁阀

(42)电枢

(43)座销

(45)滑阀

(46)增强器活塞的止回球

(47)增强活塞

(49)柱塞

(54)喷嘴弹簧

(55)单向活塞

(58)喷嘴单向阀

(60)喷嘴尖端

(61)排放

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24

UCNR4510

系统运作部分

喷油延迟

参考图19。电磁阀   (40)供电控制电流停止,电

磁阀断电后,喷油延迟开始。电枢  (42)被磁场

固定到上部位置。磁场断电后,电枢弹簧   (41)

会把电枢和座销 (43)向下推动。座销闭合下座

并开启上座。此动作使得驱动压力流向单向活塞

(55)的顶部。单向活塞上的液压力迅速克服喷油

压力,喷嘴单向阀 (58) 闭合。喷油停止。

在滑阀 (45)下方的驱动压力升高,使滑阀顶部和

底部的液压力平衡。此刻,弱滑阀弹簧  (44)作

用在滑阀上并慢慢关闭滑阀。随着滑阀保持开

启,驱动压力继续经滑阀流到增强器活塞 (47),

然后流到柱塞 (49) 。喷嘴单向阀保持在闭合位

置时,喷嘴和柱塞油室中的喷油压力迅速升高。

图19

g01453139

喷油延迟横截面

(40)电磁阀

(41)电枢弹簧

(42)电枢

(43)座销

(44)滑阀弹簧

(45)滑阀

(47)增强活塞

(49)柱塞

(55)单向活塞

(58)喷嘴单向阀

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UCNR4510

25

系统运作部分

主喷油

参考图20。电磁阀   (40)重新通电激励后主喷油

开始。立即产生磁场,磁场磁力使电枢  (42)和

座销 (43)升起。上座关闭驱动压力流。上座将

单向活塞 (55)和滑阀 (6)的底部接通到排放口

(61)。保持喷嘴单向阀  (58)闭合的液压力迅速

消失,喷油压力使喷嘴单向阀开启。此开启压力

是主喷油的开始。同时,使滑阀两侧出现液压力

差值。这一压力差会使滑阀向下移动。滑阀处

于此位置后增强器活塞单向球 (46)保持在闭合位

置。如果电磁阀仍通电的话,主喷油延续。

图20

g01453141

主喷油循环横截面

(40)电磁阀

(42)电枢

(43)座销

(45)滑阀

(46)增强器活塞的止回球

(55)单向活塞

(58)喷嘴单向阀

(61)排放

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26

UCNR4510

系统运作部分

加注

(61)排放

参考图21。电磁阀   (40)断电后注油循环开始。

电枢 (42)和座销 (43)由电枢弹簧  (41)向下推

动。座销闭合下座并开启上座。驱动压力重新

流入单向活塞 (55)的顶部。此压力会使喷嘴单

向阀 (58)闭合,喷油结束。滑阀  (45)底部也可

感受到驱动压力,并恢复滑阀的液压平衡。阀弹

簧 (44)慢慢关闭滑阀并停止至增强活塞 (47)的

驱动油流。

随着滑阀的升高,增强器活塞单向球 (46)不再保

持在闭合位置。增强活塞腔室中的机油将单向阀

抬离阀座。机油通过喷油器侧通风孔流至排放口

(61)。回位弹簧  (48)向上推动柱塞  (49)和增强

器活塞。此动作会使所有机油流出增强器活塞油

室。随着柱塞的升高,燃油进口单向阀  (45)会

抬离阀座。这将使供油流入柱塞油室。当柱塞

和活塞处于孔的顶部时,注油循环完成。此刻柱

塞腔室充满燃油。

i06045034

进进气气和和排排气气系系统统

图22

g01456369

图21

g01453142

(1)排气歧管

注油循环横截面

(2)进气加热器(如有配备)

(3)后冷器芯

(4)排气门

(5)进气门

(6)进气口

(7)废气出口

(8)涡轮增压器压缩机侧

(9)涡轮增压器涡轮侧

(40)电磁阀

(41)电枢弹簧

(42)电枢

(43)座销

(44)滑阀弹簧

(45)滑阀

(46)增强器活塞的止回球

(47)增强活塞

(48)回位弹簧

(49)柱塞

(55)单向活塞

(57)逆流单向阀

(58)喷嘴单向阀

进排气系统的部件控制空气的质量和可供燃烧的

空气量。进排气系统的部件包括以下部件:

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UCNR4510

27

系统运作部分

•空气滤清器

•涡轮增压器

•后冷器

涡轮增压器

•缸盖

•气门和气门系统部件

•活塞和气缸

•排气歧管

进气通过涡轮增压器压缩机叶轮 (8)吸入通过空

气滤清器进入到空气进口 (6) 。空气被压缩和加

热到150°C(300°F)左右后强制进入后冷器

(3) 。随着空气流经后冷器,压缩空气的温度会

降低至约43°C(110°F)。进气的冷却提高了

燃烧效率。提高燃烧效率有助于获得以下益处:

•燃油消耗量降低

•功率输出增加

空气从后冷器出来,被迫进入进气歧管。气流从

进气室流入气缸,这一过程由进气门 (5)控制。

每一缸都有两个进气门和两个排气门 (4) 。在进

气冲程,当活塞向下移动时,进气门打开。进气

门打开时,经过压缩的冷却空气从进气口被吸入

气缸。压缩冲程时进气门关闭,活塞开始向上移

动。气缸中的空气受到压缩。当活塞快到压缩

冲程上止点时,燃油被喷入气缸。燃油与空气混

合,开始燃烧。作功冲程中,燃烧力推动活塞向

下运动。随着活塞在排气冲程时升起,排气门开

启,废气经排气口导入排气歧管 (1) 。排气冲程

之后,排气门闭合,循环再次开始。整个循环由

四个冲程组成:

图23

g01456229

涡轮增压器的截面图

(10)压缩机叶轮壳体

(11)机油进口

(12)轴承

(13)涡轮机叶轮壳体

(14)涡轮叶轮

(15)进气口

(16)废气出口

(17)压缩机叶轮

(18)轴承

(19)出油口

(20)排气进口

涡轮增压器安装在排气歧管的中段上。所有离开

发动机的排气都会经过涡轮增压器。涡轮增压器

的压缩机侧通过管与后冷器相连。

•进气

•压缩

•功率

•排气

排气通过排气进口 (20)进入涡轮壳体 (13) 。排

气继而推动涡轮叶轮 (14)的叶片。涡轮叶轮通

过一根轴连接至压缩机叶轮 (14)。

来自空气滤清器的清洁空气通过压缩机叶轮  (17)

的旋转作用抽进压缩机壳体进气口 (15) 。压缩

机叶轮叶片的旋转作用使进气压缩。该压缩机会

使发动机燃烧更多燃油。当发动机燃烧更多燃油

时,就会产生更高功率。

来自排气歧管 (1)的排气进入涡轮增压器的涡轮

侧,使涡轮增压器的涡轮叶轮 (9) 转动。涡轮机

叶轮与驱动压气机叶轮的轴相连。来自涡轮增压

器的排气经过排气出口 (7)。

当发动机负载增加时,更多的燃油被喷射到气缸

内。这些额外燃油的燃烧产生更多的废气。额

外的排气导致涡轮增压器的涡轮和压缩机叶轮旋

转速度加快。随着压缩机叶轮旋转加快,更多的

空气被压进发动机气缸内。空气流量增加使得发

动机能以更高的效率燃烧额外的燃油,从而提高

发动机功率。

进气加热器 (2)(如有配备)由ECM控制。进气

加热器在发动机起动期间有助于发动机起动并减

少白烟产生。

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28

UCNR4510

系统运作部分

涡轮增压器的轴承 (12)和 (18)使用加压的发动

机机油进行润滑和冷却。机油经机油进口   (11)

进入。之后机油经过中段油道,以润滑轴承。

这些机油也会冷却轴承。来自涡轮增压器的机油

经过中段底部的机油出口 (19) 流出。之后机油

返回发动机油底壳。

•帮助起动

•起动阶段帮助减少白烟

正常情况下,ECM负责启动电加热器。

起动之前以及发动机拖动期间,该系统能释放热

量持续三十秒。发动机起动后,该系统还能释放

热量持续七分钟,或者循环热量十三分钟。加热

循环期间,热量会接通和断开各十秒。

气门系统部件

如果进气加热器出现故障,发动机将依然起动和

运行。这时,可能会有冒白烟的问题。此外,

还可能有需要额外起动辅助装置的问题。

系统部件

进气加热器系统由以下基本部件构成:

•进气加热器继电器

•加热器芯

•冷却液温度传感器

•进气歧管温度传感器

•ECM

•指示灯

图24

g03738898

典型示例

(1)摇臂

(2)推杆

(3)气门桥

(4)气门弹簧

(5)阀

(6)挺杆

气门系统部件用于控制发动机运行期间气缸的进

气量。气门系统部件还控制发动机运行期间气缸

的排气量。

曲轴齿轮通过一个惰轮驱动凸轮轴。凸轮轴必须

与曲轴具有正时对应关系以便获得正确的活塞与

气门移动的相互关系。

凸轮轴上对于每个气缸都有两个凸轮轴凸轮。这

些凸轮可以操纵进气与排气门。随着凸轮轴的转

动,凸轮轴上的齿轮会使挺杆 (6)推动推杆  (2)

上下运动。推杆带动摇臂  (1)的向上移动会使气

门 (5)向下(孔口)运动。

图25

g01456245

(30)进气加热器的继电器

每个气缸上有两个进气门和两个排气门。气门桥

(3)通过推杆和摇臂的运动同时驱动气门。气门

弹簧 (4)在挺杆向下运动时会关闭气门。

进气加热器(如有配备)

发动机配有电加热器,位于进气弯头下方。电加

热器具有两个功能:

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UCNR4510

29

系统运作部分

•发动机的运行

当进气温度与冷却液温度之和在低海拔情况下低

于35°C(95°F)或在高海拔情况下低于

63°C(145°F)时,发动机低怠速时,进气加

热器和指示灯将保持启动额外持续7分钟。

•后热循环

当进气温度与冷却液温度之和在低海拔情况下低

于35°C(95°F)或在高海拔情况下低于

63°C(145°F)。进气加热器和指示灯在额外

的13分钟循环启用和停用。循环为10秒钟启

用,10秒钟停用。

发动机起动后,进气温度与冷却液温度仍将决定

加热器的状态。循环采用两种策略。

图26

g01456248

部件位置

这两种策略为连续和间歇策略。

(31)进气加热器

(32)接地母线螺柱

1.连续策略期间,发动机起动后,加热器保持启

动7分钟。如果相同的情况存在,ECM将启动

间歇策略。

进气加热器 (31)的继电器根据来自ECM的信号打

开和关闭加热器。

进气加热器 (31)位于进气门盖和进气弯头间。

加热器芯具有必须连接到发动机的接地母线双头

螺栓 (32)。

2.间歇策略期间,加热器循环最长13分钟。在

此循环中,加热器启动和关闭各10秒钟。在

13分钟的时间限制后,加热器关闭。

进气加热器的操作由下列5种不同的情况来决

定:

一个温度传感器出现故障时,系统将在以下方式

下运行:

•通电启动循环

•冷却液温度传感器

ECM刚被通电启动之后,进气加热器和指示灯启

动2秒钟。无论温度和发动机转速如何,这种情

况都会发生。

当冷却液温度传感器出现开路或短路时,冷却液

温度传感器已出现故障。在此情况下,当进气温

度低于10°C(50°F)时,加热器启动。

•预热模式

•进气温度传感器

该检查适用于低海拔情况。当冷却液温度与进气

温度之和低于25°C(77°F)时,ECM将启动加

热器和指示灯30秒钟。如果不管温度为多少,

发动机转速保持为零,则30秒钟后,ECM将关闭

加热器和指示灯。

当进气温度传感器出现开路或短路时,进气温度

传感器已出现故障。在此情况下,当冷却液温度

低于40°C(104°F)时,加热器启动。

正常情况下,加热器不起作用。当冷却液温度与

进气温度之和降至25°C(77°F)以下时,加热

器将重新启动。在暖发动机已经冷却而操作员试

图起动发动机后,此情况可能存在。

该检查适用于高海拔情况。当冷却液温度与进气

温度之和低于53°C(127°F)时,ECM将启动

加热器和指示灯30秒钟。如果不管温度为多

少,发动机转速保持为零,则30秒钟后,ECM将

关闭加热器和指示灯。

当冷却液温度与进气温度之和达不到35°C

(95°F)时,加热器将启动。加热器的启动时间

不会超过20分钟(最长)。ECM将在20分钟的

时间限制后关闭加热器。

•拖动模式

当检测到发动机转速时,进气加热器和指示灯将

持续保持启动。当冷却液温度与进气温度之和分

别低于低海拔情况下的25°C(77°F)和高海

拔情况下的763°C(145°F)时,进气加热器

和指示灯将保持通电状态。

更多有关进气加热器的资料,请参阅故障诊断与

排除进气加热器电路-测试。

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30

UCNR4510

系统运作部分

i06045059

润润滑滑系系统统

图27

g01112073

典型的润滑系统示意图

(1)单体式喷油器液压泵

(2)高压安全阀

(3)至摇臂的机油通道

(4)高压机油管

(5)气门机构盖

(6)高压机油通道

(7)至单体喷油器液压泵的供油管

(8)缸盖油道

(10)活塞冷却喷嘴

(11)凸轮轴轴承

(12)机油滤清器旁通阀

(13)机油冷却器旁通阀

(14)主油道

(15)至前壳体的油道

(16)涡轮增压器机油供应管

(17)至凸轮轴惰轮轴承的油道

(18)至缸体的油道

(19)到油泵惰轮轴承的油道

(20)发动机机油滤清器

(21)发动机机油冷却器

(22)主轴承

(23)发动机机油泵

(24)机油泵旁通阀

(25)到发动机油底壳的油道

(26)发动机油底壳

(9)机油通道螺塞

发动机油泵 (23)安装在缸体底部。油泵位于油

底壳 (26)的内部。发动机机油泵  (23)从发动机

油底壳 (26)中抽油。发动机机油泵通过油道将

机油输送到发动机机油冷却器 (21) 。机油随后

流经机油滤清器 (20) 。已过滤的机油随后进入

涡轮增压器供油管 (16) 。已过滤的机油同时进

入主油道 (14)。

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UCNR4510

31

系统运作部分

油路由低压油路和高压油路组成。低压油路通常

在240kPa(35psi)到480kPa(70psi)的压力

下工作。低压油路负责为单体喷油器液压泵   (1)

提供已过滤的机油。另外,低压油路还为发动机

的润滑系统提供已过滤的机油。机油从发动机油

底壳 (26)中抽出。机油流经机油冷却器  (21)和

机油滤清器 (20)到达发动机和单体喷油器液压泵

(1)。

高压油路为单体喷油器提供驱动油。高压油路通

常在6MPa(870psi)到25MPa(3626psi)的压

力范围内工作。此高压机油流经管路进入缸盖。

缸盖储存具有驱动压力的机油。机油随时可以用

来驱动单体喷油器。机油从气门盖下方排出单体

喷油器,因此无需返回油路。

图28

g01112096

(13)机油冷却器旁通阀

(20)机油滤清器

(12)机油滤清器旁通阀

(21)油冷却器

润滑油润滑发动机部件后,将流回发动机油底

壳。

油泵旁路阀 (24)负责限制来自机油泵 (23)的机

油压力。机油泵  (23)可能向系统内泵送过量的

机油。当油量过剩时,机油压力将增大。当机

油压力增加时,油泵旁路阀 (24) 打开。从而使

不需要的机油返回机油泵 (23)的吸入端。

发动机冷时(起动工况),旁路阀 (12)和  (13)

将打开。打开旁通阀可以实现所有部件的直接润

滑。直接润滑至关重要。高粘度凉机油会导致

流经发动机机油冷却器 (21)和发动机机油滤清器

(20)的机油受阻。发动机油泵  (23)发送冷油通

过机油冷却器旁通阀。这使得机油绕开发动机机

油冷却器 (21) 。机油滤清器旁通也允许机油绕

开发动机机油滤清器 (20) 。机油随后泵出流过

涡轮增压器供油管 (16)和缸体中的主油道  (14)

图29

g01112098

当机油变暖时,旁通阀内压差降低,旁通阀因此

而关闭。旁通阀关闭后,正常流量的机油流过发

动机机油冷却器和发动机机油滤清器。

(1)单体式喷油器液压泵

主油道 (14)将机油分配至以下区域:主轴承

(22),活塞冷却喷嘴 (10)和凸轮轴   (11) 。来自

主油道 (14)的机油从缸体前端离开。机油随后

进入前壳体内铸出的油槽中。

当机油冷却器 (21)或机油滤清器 (20)内的机油

流动受阻时,旁路阀也将打开。通过这种设计,

即使机油冷却器 (21)或机油滤清器 (20)堵塞,

发动机也能获得润滑。

机油通过主轴承 (22)支承表面(轴颈)内的小孔

进入曲轴。主轴承  (22)的支承表面(轴颈)和

连杆的支承表面(轴颈)通过油道相连。

高压安全阀 (24)可以调节系统中的高压。当机

油压力为695kPa(100psi)或以上时,高压安

全阀 (24) 打开。当高压安全阀打开时,机油流

回到发动机油底壳 (26)。

前壳体油道朝两个方向输送机油流。在油道的上

端,机油直接流回缸体。机油随后上流至缸盖油

道 (8),通过油道 (3)流至摇臂机构。油道    (19)

将机油输送到油泵惰轮轴承。

机油流继续流到发动机机油冷却器 (21) 。冷却

液流过发动机机油冷却器 (21)以冷却机油。

来自前主轴承的机油进入通向凸轮轴惰轮轴承的

油道 (17) 。曲轴内的油道将来自全部主轴承

(22)的机油通过连杆输送给连杆轴承。

如果经过机油冷却器的压差达到155±17kPa22

(±2psi),则旁路阀打开。打开此阀门可使机

油绕过机油冷却器 (21)。

注:配有辅助机油滤清器的发动机将接收端口处的机

油。经过过滤的机油返回发动机油底壳  (26)。

单体喷油器液压泵 (1)为齿轮驱动的轴向活塞

泵。单体喷油器液压泵负责将机油压力从典型的

工作油压加压到单体喷油器所需要的驱动压力。

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32

UCNR4510

系统运作部分

机油流的约5%直接通过节流通道流至机油滤清

器旁通阀 (12) 。机油随后流到辅助机油滤清器

(如有配备),然后到发动机油底壳 (26) 。主

机油流现在到达主机油滤清器 (20) 。当机油滤

清器旁路阀 (13)的前后压差达到170kPa

曲轴箱呼吸器 (27)允许发动机窜气排出曲轴箱。

发动机窜气通过软管 (28)排入大气。这就防止

了会导致密封圈或密封垫泄漏的压力升高。

i06045033

(25psi)时,旁路阀打开,使机油绕过机油滤清

器 (20) 。机油流继续流动以润滑发动机部件。

当机油处于冷态时,旁通阀内的机油压差也能使

阀打开。当高粘度冷机油导致流经机油滤清器

(20)的机油受阻时,此旁路阀随即为所有发动机

部件提供直接润滑。当机油滤清器  (20)内堵塞

时,此旁路阀也将打开。通过这种设计,即使机

油滤清器 (20)堵塞,发动机依然能够得到润滑。

冷冷却却系系统统

此发动机具有配备分流管路 (9)的压力式冷却系

统。

压力式冷却系统有两个优点:

注:请参阅技术规格机油滤清器底座。

•冷却系统可以在高于水沸点的温度下安全工作。

•冷却系统可防止水泵内气穴的形成。

经过过滤的机油流过缸体内的主油道 (14) 。机

油从主油道 (14)流入以下部件:

气穴是指因机械力引起液体中突然形成低压气泡

的现象。压力式冷却系统内更加难以形成空气或

蒸汽泡。

•活塞冷却喷嘴(10)

•气门机构

分路管路 (9)可防止水泵内形成气穴。分路管路

(9)向水泵提供

•凸轮轴轴承(11)

•曲轴主轴承

注:空对空中冷系统中,必须使用最少混合30%乙烯

乙二醇基防冻液的冷却液,以提高水泵性能效率。这

种混合物可以保证足够高的冷却液气穴温度范围,以

提高性能效率。参考操作和维护手册了解有关建议的

冷却液混合物的更多信息。

•涡轮增压器芯子

活塞裙顶部的锻唇以及活塞冠中环槽后方的油室

形成了机油冷却室。机油从活塞冷却喷嘴流出,

经过活塞裙中的钻孔油道流入冷却室。机油从活

塞冷却喷嘴流出后,经过活塞冠和活塞裙之间的

间隙返回发动机油底壳 (26) 。四个从活塞油环

槽钻到活塞内部的油孔将油环中多余的机油排

出。

图31

g01123296

典型示例

(1)缸盖

(2)水温调节器壳体

(3)膨胀箱

(4)旁通软管

(5)缸体

(6)油冷却器

(7)水泵

(8)散热器

(9)分流管路

水泵 (7)位于缸体的右侧。水泵由曲轴皮带轮驱

动的皮带驱动。冷却液可以通过三个位置进入水

泵:

图30

g01112104

(27)呼吸器

(28)软管

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UCNR4510

33

系统运作部分

•水泵底部的进口

•位于水泵顶部的旁通软管(4)

•位于水泵顶部的分路管线

叶轮的旋转将冷却液从散热器底部吸入水泵底部

入口。冷却液从水泵后侧流出后直接进入缸体的

机油冷却器油室。

所有冷却液经由机油冷却器芯流入缸体的内部水

歧管中。歧管将冷却液分送给环绕气缸壁的水

套。

图34

g01123344

单水温调节器壳体的典型示例

(1)缸盖

(2)水温调节器壳体

(4)旁通软管

(11)水温调节器

图32

g01123308

典型示例

图33

g01121591

典型示例

(7)水泵

(10)旁通进口

图35

g01123311

双水温调节器壳体的典型示例

(2)水温调节器壳体

(4)旁通软管

(11)水温调节器

冷却液从缸体流入缸盖内的通道。这些通道围绕

单体喷油器套筒以及进气和排气通道输送液流。

冷却液现在流入缸盖右侧的水温调节器壳体  (2)

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34

UCNR4510

系统运作部分

水温调节器 (11)负责控制流向。当冷却液温度

低于正常工作温度时,水温调节器关闭。冷却液

经由旁路软管 (4)流到水泵的顶部入口。冷却液

温度达到正常工作温度时,水温调节器 (11)打

开。水温调节器打开时,旁通水道关闭。多数

冷却液经由旁通进口 (10)流入散热器进行冷却。

其余冷却液经由旁路软管 (4)流入水泵。

•曲轴

•主轴承盖

•活塞冷却喷嘴

•机油泵

注:冷却液系统中可能包含一个或两个水温调节器。

分路管线 (9)从水泵顶部延伸到膨胀箱。必须通

过分流管的正确布管避免夹带空气。分路管路向

水泵提供恒定的冷却液流,使其不会产生气穴。

注:水温调节器 (11)是冷却系统的重要组成部分。水

温调节器在散热器和旁通水道之间分流冷却液,以便

保持正常的工作温度。如果系统内不安装水温调节

器,则没有机械控制,并且多数冷却液将通过阻力最

小的路径流经旁路。这将导致发动机在热天过热,而

在冷天不能达到正常工作温度。

注:加注散热器时,排气阀能够使空气经由水温调节

器从冷却系统中排出。正常运行中,排气阀处于关闭

状态,以防止冷却液流过水温调节器。

图37

g00748989

典型示例

缸盖通过带钢片的石墨密封垫与缸体间分开。冷

却液从缸体经由密封垫开孔流入缸盖。此密封垫

还负责密封缸体和缸盖之间的机油供油和回油油

道。进气口位于缸盖的左侧,而排气口位于缸盖

的右侧。每一缸都有两个进气门和两个排气门。

每组进气门和每组排气门同时由气门桥驱动。气

门桥由推杆驱动。可更换的气门导管压入缸盖

内。液压驱动的电子控制单体喷油器位于四个气

门之间。燃油直接以高速喷入气缸。推杆气门

系统控制气门。

i06045042

发发动动机机基基体体

缸体和缸盖

图36

g01123834

典型示例

缸体具有7个主轴承。每个主轴承盖通过两条螺

栓固定带缸体上。

拆下油底壳可以接近以下部件:

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UCNR4510

35

系统运作部分

活塞、活塞环和连杆

所有活塞环都位于活塞销孔以上。压缩环为梯形

环。梯形环采用锥形截面。锥形环在活塞环槽

内动作时,可有效防止活塞环卡死。活, 塞环卡死

是由积碳引起的。中间环采用带有锋利下边缘的

矩形截面。油环为传统的标准活塞环。机油经

由油环槽内的孔流回曲轴箱。

机油从活塞冷却喷嘴喷入活塞的下方。通过喷油

可润滑和冷却活塞。喷油还延长了活塞和活塞环

的寿命。

连杆的销孔端成锥形。两条螺栓将连杆盖与连杆

相连。可以通过气缸拆下连杆。

曲轴

图38

g01123836

典型示例

(1)活塞

(2)活塞冷却喷嘴

(3)连杆

具有高缸压的高输出发动机要求使用两件式铰接

活塞。两件式铰接活塞由通过活塞销与铝制活塞

裙相连的锻钢活塞冠构成。

图40

g01456633

典型示例

(9)曲轴

(10)齿轮

曲轴将活塞的直线运动转换为旋转运动。曲轴前

端使用减振器,用来减轻会对发动机造成损坏的

扭振(曲轴的扭曲)。

曲轴驱动发动机前端的齿轮总成。齿轮总成驱动

以下装置:

•机油泵

•凸轮轴

•液压油泵

图39

g01123838

另外,曲轴前端的皮带轮驱动以下部件:

典型示例

•散热器风扇

•水泵

(4)压缩环

(5)中间环

(6)油环

(7)锻钢活塞冠

(8)铝制活塞裙

•交流发电机

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36

UCNR4510

系统运作部分

液力油封用于曲轴两端来控制漏油。随着曲轴转

动,密封唇中的液力油槽使所有机油都流回曲轴

箱。前油封位于前壳体中。后油封安装在飞轮

壳中。

粘性减振器

图42

g01456651

粘性减振器的截面图

图41

g01456648

(14)壳体

(15)曲轴

(16)配重

曲轴内油道示意图

(11)油道

(12)主轴承

(13)连杆轴承

粘性减振器安装在曲轴 (15) 前端。粘性减振器

在壳体 (14)中采用了配重 (16) 。配重与壳体之

间充满了一种粘液。配重在壳体中移动以便限制

扭转振动。

高压机油通过缸体腹板内的钻孔供应给所有主轴

承。然后发动机机油流经曲轴中的钻道,以便为

连杆轴承提供机油。曲轴由七个主轴承固定到

位。后主轴承后面的止推轴承控制着曲轴的端

隙。

凸轮轴

减振器

气缸内的燃烧产生的力会造成曲轴扭曲变形。这

个现象称为扭振。如果振动过于强烈,曲轴将会

受损。减振器可以把扭矩限定在容许范围以内,

以防曲轴损坏。

图43

g00748980

凸轮轴位于缸体的左上角。凸轮轴由发动机前端

的齿轮驱动。凸轮轴由压入缸体内的轴承支承。

共有四个凸轮轴轴承。凸轮轴驱动齿轮和凸轮轴

的台肩间装有止推盘,用来控制凸轮轴的端隙。

凸轮轴由曲轴齿轮驱动的惰轮驱动。凸轮轴与曲

轴的旋向相同。从发动机的飞轮端向发动机看

去,曲轴沿逆时针方向转动。曲轴齿轮、惰轮和

凸轮轴齿轮上具有正时标记,用来确保凸轮轴与

曲轴间保证气门正常工作所需要的正确正时。

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UCNR4510

37

系统运作部分

凸轮轴转动时,每个凸轮移动一个挺杆组件。每

个气缸有两个挺杆组件。每个挺杆组件推动一个

推杆。每个推杆移动进气门或排气门。凸轮轴

必须与曲轴正时。凸轮轴凸轮与曲轴位置的关系

使每一缸的气门能够在正确的时间工作。

转子组件有许多手指状磁极,每一对极性相反的

磁极之间都有气隙。磁极内有剩磁。这些剩磁

在磁极之间产生微小磁场。随着转子组件开始在

激磁绕组和定子绕组之间转动,会产生少量交流

电流(AC)。此交流电流是由剩磁形成的微小磁

场在定子绕组内产生的。经过整流电桥的二极管

时,交流电流转变为直流电流(DC)。这些电流

可用于以下应用中:

i06045048

电电气气系系统统

•向蓄电池充电

•向低电流强度的附件电路供电

•增强磁场

接地方法

应用电气系统和发动机电气系统的接地必须正

确,以确保性能正确且可靠。不正确的接地会造

成不受控和不可靠的电路路径。

前两种应用使用了绝大部分电流。随着通过激磁

绕组的直流电流的增大,磁场强度也随之提高。

随着磁场的逐渐增强,定子绕组中产生更多交流

电流。转子组件的转速加快,也能提高交流发电

机的电流和电压输出。

不受控制的电路会对主轴瓦、主轴颈表面和铝质

部件造成损坏。

电压调节器是一个固态电子开关。电压调节器可

感应系统中的电压。电压调节器通过每秒钟多次

切换为接通和断开来控制交流发电机的激磁电

流。交流发电机使用激磁电流来产生所需的电压

输出。

为确保应用和发动机电气系统正常工作,必须使

用与蓄电池负极接线柱之间有直接路径的发动机

至机架接地电缆带。这可以通过起动马达接地、

机架至起动马达接地或直接的机架至发动机接地

的方式提供。请参阅操作和保养手册以了解更多

信息。

注意

发动机电气系统

切勿在蓄电池未接入电路中的情况下使交流发电机运

转。 在电路中存在重负载时连接或断开交流发电机的

接线都可能导致调压器的损坏。

电气系统具有以下独立电路:

•充电

•起动(如有配备)

•低电流强度附件

发动机运转时充电电路即处于工作状态。交流发

电机为充电电路发出电力。电路中的电压调节器

控制电气输出以便保持蓄电池处于充满电的状

态。

只有在起动开关启动时,起动电路才会启动。

充电系统部件

交流发电机

交流发电机经曲轴皮带轮由皮带驱动。该交流发

电机是一种三相、自整流充电装置,调压器是交

流发电机的一部分。

图44

g00425518

典型的交流发电机部件

(1)调节器

(2)滚柱轴承

(3)定子绕组

(4)滚珠轴承

(5)整流器电桥

(6)激磁绕组

(7)转子组件

(8)风扇

这种交流发电机的设计不需要滑环,唯一运动的

零件是转子组件。承载电流的全部导体都是固定

不动的。电路中包括以下导体:

•激磁绕组

•定子绕组

•六个整流二极管

•电压调节器电路部件

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38

UCNR4510

系统运作部分

起动系统部件

电磁阀 (2)有环绕着一个空心圆筒的绕组(一组

或两组)。圆筒内部有一个弹簧加载的芯柱。

芯柱可来回移动。当起动开关闭合,电流流经绕

组时,会产生磁场 (1)。磁场  (1)拉动芯柱在圆

筒内向前移动。这会移动拨杆以使驱动小齿轮与

齿圈啮合。接着芯柱前端使蓄电池和电磁阀   (2)

的马达接线端发生接触。然后起动马达开始转动

发动机飞轮。

起动电磁阀

当起动开关断开时,电流就不再流过绕组。这时

弹簧将芯柱推回原位。与此同时,弹簧把小齿轮

移离飞轮。

当电磁阀内使用两副绕组时,这两副绕组被称为

保持绕组和拉动绕组。两副绕组环绕圆筒的匝数

相同,但是拉动绕组所有的电线直径较大。直径

较大的导线会产生较大的磁场 (1) 。当起动开关

接通时,来自蓄电池的电流一部分流经保持绕

组。其余的电流经过拉动绕组流向马达接线柱。

然后电流经过马达流向接地。当蓄电池与马达接

线端之间完全连接时,电磁阀 (2)完全启用。当

电磁阀 (2)完全启用时,通过拉动绕组的电流被

切断。此时,只有较小的保持绕组在工作。保

持绕组在起动发动机所需的时间段里工作。此时

电磁阀 (2)将从蓄电池消耗较少的电流,电磁阀

(2)产生的热量也会保持在可接受的程度。

图45

g00317613

典型起动电磁阀

图46

g00425521

典型起动马达部件

(1)字段

(2)电磁阀

(3)离合器

(4)小齿轮

(5)转接器

(6)电刷总成

(7)电枢

起动电磁阀 (2)是一个电磁开关,执行以下两个

基本操作:

•起动电磁阀(2)使用低电流强度的起动开关电路闭

合高电流强度的起动马达电路。

•起动电磁阀(2)使起动马达小齿轮(4)与齿圈啮

合。

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UCNR4510

39

测试和调整

测试和调整部分

测测试试和和调调整整

i06045060

皮皮带带张张紧紧度度表表

表  1

所需工具

工具

零件号

零件描述

数量

A

-

皮带张力计

1

表  2

风扇驱动皮带张力表

仪表读数

SAE 或 RMA  皮带

规格

皮带宽度

初始皮带张力

(1)

旧皮带张力

(2)

15/16

23.83 mm (0.94 in)

912 N (205 lb)

730 N (164 lb)

测量离发动机最远的那根皮带的张紧度。

(1)

初始皮带张力是指新皮带。

(2)

旧皮带张力是指已在额定转速下工作不低于 20  分钟的皮带。

将工具 (A)安装在皮带最大自由长度的中心位

置,并检查皮带的张力。检查并调整最紧皮带的

张力。按照操作和保养手册皮带-检查/调整调

整皮带张力。

注:更换皮带时,务必整套更换皮带。

表  3

水泵驱动皮带张力表

仪表读数

SAE 或 RMA  皮带

规格

皮带宽度

初始皮带张力

(1)

旧皮带张力

(2)

1/2 或  13A

13.89 mm (0.55 in)

734 N (165 lb)

580 N (130 lb)

测量离发动机最远的那根皮带的张紧度。

(1)

初始皮带张力是指新皮带。

(2)

旧皮带张力是指已在额定转速下工作不低于 20  分钟的皮带。

将工具 (A)安装在皮带最大自由长度的中心位

置,并检查皮带的张力。检查并调整最紧皮带的

张力。按照操作和保养手册皮带-检查/调整调

整皮带张力。

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  燃油油系系统统

40

UCNR4510

燃油系统

在发动机盘车时,观察油流。查看燃油中有无

气泡。如果目测表中没有燃油,则向燃油系统

注油。请参阅系统操作、测试和调整燃油系统

-注油,以了解更多信息。发动机起动后,在

不同的发动机转速下检查燃油中是否有空气。

尽可能在怀疑燃油中有空气的工况下运转发动

机。

i06045054

燃燃油油系系统统-检检查查

将燃油输送到发动机的部件若有故障就会造成燃

油压力低。这会使发动机性能降低。

1.1.检查燃油箱中的燃油油位。确保油箱盖的通

气孔没有被灰尘阻塞。

2.2.检查燃油管有无泄漏。燃油管必须没有阻塞

和与规格不符的弯折。确认回油管无皱缩。

3.3.安装新燃油滤清器。

4.4.使用适当的滤清器切割机割开旧的滤清器。

检查滤清器有无过多污染物。确定污染物的来

源。进行必要的修理。

5.5.保养燃油粗滤器(如有配备)。

6.6.操作手动注油泵(如有配备)。如果感觉到

阻力过大,检查燃油压力调节阀。如果感觉到

阻力不稳定,测试燃油中的空气。请参阅系统

操作、测试与调整燃油混入空气-测试,以了

解更多信息。

图47

g01096678

(1)直径大约为1.60mm(0.063in)的稳定小气泡流动是燃油中容

许的空气量。

(2)如果气泡间的间隔为2到3秒,则直径大约为6.35mm

(0.250in)的气泡也是容许的。

(3)燃油中气泡过多是不容许的。

7.7.排除燃油系统内可能存在的所有空气。请参

阅系统操作、测试与调整燃油系统-注油。

3.3.如果发现回油管上的目测表内有过多空气的

话,应在输油泵的进口处安装第二个目测表。

如果只有一个目测表的话,将目测表从回油管

拆下,然后安装在输油泵的进口处。在发动机

盘车时,观察油流。查看燃油中有无气泡。

发动机起动后,在不同的发动机转速下检查燃

油中是否有空气。

i06045058

燃燃油油中中的的空空气气-测测试试

本步骤用来检查燃油中是否有空气。本步骤也可

帮助查找空气的来源。

如果在燃油输油泵进口处没发现有过多空气,

则空气就是从燃油输油泵之后进入系统的。转

至步骤6。

1.1.检查燃油系统中是否有泄漏。确保燃油管接

头正确拧紧。检查燃油箱中的燃油油位。空

气可能会从位于燃油输油泵和燃油箱之间的吸

油侧进入燃油系统。

如果发现输油泵进口处有过多空气的话,则空

气就是由燃油系统的吸油侧进来的。

2.2.将带目视计的适当燃油流量管安装在回油管

中。尽可能将目测表安装在油管上至少

304.8mm(12in)长的直线区段。不要将目测

表安装在以下会造成紊流的装置的附近。

为为避避免免人人身身伤伤害害,,使使用用加加压压空空气气时时一一定定要要佩佩戴戴眼眼和和

脸脸的的防防护护面面具具。。

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