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珀金斯Perkins1506A-E88TA和1506C-E88TA發動機測試調整手冊

詳細描述

系統運作

測試和調整

1506A-E88TA  和

1506C-E88TA  工業發動機

LG  (發動機)

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重要安全事項

產品的操作、保養和修理中的大多數事故,都是由于不遵守基本安全規則或預防措施引起的。若能在事

故發生前認識到各種潛在危險,事故往往是可以避免的。對各種潛在的危險,必須對工作人員提出警

告。還必須對工作人員進行培訓,使其掌握必要的技能和正確使用工具。

不正確的操作、潤滑、保養或修理產品是危險的,并會造成人身傷亡。

必須閱讀和理解產品的操作、潤滑、保養和修理的資料后,才可進行這些工作。

在本手冊中和在產品上都提供有安全預防措施和警告。如果對這些警告不予注意,會給自己或他人

造成人身傷亡。

識別危險用“安全警告符號”和“標志文字”,如“危險”、“警告”     或 “當心”!熬妗 標貼如下所示。

安全警告符號的含義如下:

注意!提高警惕!  事關您的安全。

警告的下面,說明危險的情況,有的用文字書寫,有的用圖形表示。

對能造成產品損壞的操作,在產品上和在本手冊中都以“注意”標貼表示。

�   �  �   �  不能預料到可能發生危險的每一種情況。所以,本手冊和產品上提出的警告并不包括所有

情況。如果采用的工具、操作程序、工作方法或操作技術未經    Perkins  專門推薦,您必須保障您自己和

他人的安全。還要保證您所選擇的操作方法、潤滑、保養或修理程序不會損壞產品或造成不安全。

本手冊中的資料、技術規范和圖表是根據編寫當時可得到的資料匯編的。    所列舉的技術規范、扭矩、壓

力、測量值、調整值、圖表和其它項目,隨時都可能變更,    這些變更會影響對產品的維修。因此,在進

行各項作業前,必須獲得完整的最新的資料。   �   �  �   �  代理商備有最新的資料。

本產品需要更換零件時,  �   �  �   �   推薦使用

Perkins 原廠生產的零件或者相同技術規范的零

件。相同的技術規范包括,但不局限于外形尺寸、

類型、強度和材料。

忽視此警告會導致過早發生故障、產品損壞甚至人

員傷亡。

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UCNR4510

3

目錄

目錄

活塞環槽-檢查.............................................60

連桿軸承-檢查.............................................60

主軸承-檢查..................................................60

缸體-檢查.....................................................60

缸套凸出量-檢查..........................................60

飛輪-檢查.....................................................63

飛輪殼-檢查..................................................64

減振器-檢查..................................................66

系統運作部分

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

電子控制系統部件..........................................10

燃油系統........................................................14

進氣和排氣系統.............................................26

潤滑系統........................................................30

冷卻系統........................................................32

發動機基體.....................................................34

電氣系統........................................................37

電氣系統

蓄電池-測試..................................................67

充電系統-測試.............................................67

電起動系統-測試..........................................67

測試和調整部分

索引部分

測試和調整

皮帶張緊度表..................................................39

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

燃油系統

燃油系統-檢查.............................................40

燃油中的空氣-測試......................................40

電子單體噴油器-測試..................................41

確定1號活塞上止點位置.................................41

燃油質量-測試.............................................42

燃油系統-泵油.............................................43

燃油系統壓力-測試......................................43

齒輪總成(前)-正時......................................44

進排氣系統

進排氣系統-檢查..........................................45

渦輪增壓器-檢查..........................................46

排氣溫度-測試.............................................48

發動機曲軸箱壓力(竄氣量)-測試................48

發動機氣門間隙-檢查/調整.........................48

潤滑系統

發動機機油壓力-測試..................................51

發動機機油泵-檢查......................................53

軸承過度磨損-檢查......................................53

發動機機油消耗量過多-檢查.......................53

發動機機油溫度升高-檢查...........................53

冷卻系統

冷卻系統液位–檢查(過熱)........................54

冷卻系統-檢查.............................................55

冷卻系統-測試.............................................56

水溫調節器-測試..........................................58

水泵-測試.....................................................58

發動機基體

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4

UCNR4510

系統運作部分

系統運作部分

i06045043

概概述述

1506A-E88TA和1506C-E88TA柴油發動機使用液

壓電子單體噴射器(HEUI)噴射燃油。HEUI消

除了泵和油路系統內使用的許多機械部件。HEUI

加強了對正時和燃油空氣混合的控制。正時提前

是通過精確控制單體噴油器正時實現的。發動機

轉速由調整噴油持續時間來控制。通過特殊的脈

沖輪為電子控制模塊(ECM)提供信息檢測氣缸

位置和發動機轉速。

發動機具有內置診斷能力,以便確保所有部件工

作正常。電子維修工具可用于讀取出針對有故障

的部件或狀況的數字編碼。間歇性故障會記錄和

儲存在存儲器內。

以下車型視圖顯示了發動機特性。由于具體應用

不同,您的發動機可能看起來與圖中所示有所差

異。

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UCNR4510

5

系統運作部分

發動機和散熱器

圖1

g03733708

典型示例

(1)發動機空氣濾清器保養指示器

(2)檢查護罩

(3)散熱器

(4)散熱器壓力蓋

(5)空對空后冷器

(6)防雨蓋

(7)空氣濾清器

(8)真空吸塵閥(防塵閥)

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6

UCNR4510

系統運作部分

發動機視圖

圖2

g03734120

典型示例

(9)冷卻風扇

(10)機油加注口蓋

(11)起動馬達組件

(12)燃油注油泵

(13)燃油細濾器

(14)燃油粗濾器

(15)風扇皮帶

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UCNR4510

7

系統運作部分

圖3

g03734121

典型示例

(16)后吊耳

(20)水泵皮帶

(21)曲軸減振器

(22)冷卻液皮帶惰輪

(23)水泵

(24)機油濾清器

(25)機油表(油尺)

(26)發動機機油采樣閥

(17)冷卻液采樣閥

(18)水溫調節器殼體

(19)前提升位置

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8

UCNR4510

系統運作部分

圖4

g03734133

典型示例

(27)渦輪增壓器

(28)交流發電機

(29)油底殼

(30)排油口

(31)飛輪殼

(32)飛輪

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UCNR4510

9

系統運作部分

圖5

g03734135

典型示例

(33)單體式噴油器液壓泵

(34)輸油泵

(35)曲軸箱呼吸器

(36)電子控制模塊(ECM)

(37)呼吸器出口軟管

(38)機油排放塞

起動發動機

寒冷氣候起動

ECM將自動提供起動發動機所需的正確噴油量。

如果發動機20秒內沒有起動,應松開起動開

關。再次使用起動馬達前,讓起動馬達先冷卻兩

分鐘。參考操作和維護手冊起動發動機了解更多

信息。

寒冷天氣發動機的起動和運轉性能取決于燃油類

型、機油粘度和其它選裝的起動輔助裝置。參考

操作和維護手冊寒冷天氣操作了解更多信息。

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10

UCNR4510

系統運作部分

i06045057

電電子子控控制制系系統統部部件件

圖6

g03758556

典型示例

(1)冷卻液溫度傳感器

(2)噴油驅動壓力控制閥

(3)噴油驅動壓力傳感器

(4)進氣壓力傳感器

(5)進氣溫度傳感器

(6)大氣壓力傳感器

(7)電子控制模塊(ECM)

(8)機油壓力傳感器

(9)燃油溫度傳感器

(10)燃油壓力傳感器

(11)轉速正時傳感器

(12)轉速正時傳感器

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UCNR4510

11

系統運作部分

圖7

g03758576

典型示例

(1)冷卻液溫度傳感器

(2)噴油驅動壓力控制閥

(3)噴油驅動壓力傳感器

(4)進氣壓力傳感器

(5)進氣溫度傳感器

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12

UCNR4510

系統運作部分

圖8

g03758577

典型示例

(6)大氣壓力傳感器

(7)電子控制模塊(ECM)

(8)機油壓力傳感器

(9)燃油溫度傳感器

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UCNR4510

13

系統運作部分

圖9

g03758578

典型示例

(10)燃油壓力傳感器

(11)轉速正時傳感器

(12)轉速正時傳感器

電子控制系統被集成設計到發動機的燃油系統和

進排氣系統中,以便對噴油量和噴油正時進行電

子控制。與傳統的機械發動機相比,電子控制系

統可提供增強的正時控制和空燃比控制。噴油正

時通過精確控制噴油器噴油時間實現。發動機轉

速由調整噴油持續時間來控制。ECM通過為單體

噴油器電磁閥通電開始噴油過程。同樣,ECM使

單體噴油器電磁閥斷電來停止噴油。

信號因應車輛的某些特定系統參數的變化而變

化。輸入部件的一些具體示例有發動機轉速-正

時傳感器、冷卻液溫度傳感器和巡航控制開關。

ECM會將來自輸入部件的信號解析為有關工況、

環境或發動機運轉的信息。

控制部件接收來自輸入部件的輸入信號?刂撇

件內的電子電路對來自輸入部件的信號進行評

估。這些電子電路也向系統的輸出部件提供電

能。向輸出部件提供的電能基于輸入信號值的預

設組合。

ECM使用個性模塊來存放特定應用所有的額定信

息。個性化模塊無法實際更換。必須利用計算

機閃存個性模塊。請參閱系統操作、測試和調整

燃油系統以了解燃油噴射過程的完整解釋。

輸出部件是由控制模塊操作的部件。輸出部件從

控制總成接收電能。輸出部件以下述兩種方式使

用該電能。輸出部件可使用該電能來做功。輸

出部件可使用該電能來提供信息。

發動機使用以下幾種類型的電子部件:

發動機使用以下三種電子部件:

•輸入部件

例如,移動的電磁閥柱塞可以做功。通過做功,

部件行使其功能以便調控發動機。

•控制部件

例如,儀表板燈或報警器會向發動機操作員提供

信息。

•輸出部件

這些電子部件具備以電子方式控制發動機運轉的

能力。配備電子控制裝置的發動機具備以下優

點:

輸入部件是將電子信號發送到系統ECM的部件。

發送的信號以下列方式之一變化:

•電壓

•性能提高

•頻率

•燃油消耗量改善

•排放水平降低

•脈沖寬度

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14

UCNR4510

系統運作部分

i06045027

燃燃油油系系統統

圖10

g01103030

典型示例

(1)機油泵

(9)噴油驅動壓力(IAP)傳感器

(10)燃料濾清器

(11)燃油粗濾器和油水分離器

(12)燃油箱

(13)凸輪軸齒輪

(14)轉速/正時傳感器

(15)電子控制模塊(ECM)

(16)蓄電池

(17)燃油壓力調節器

(18)增壓壓力傳感器

(19)機油壓力傳感器

(20)冷卻液溫度傳感器

(21)油門位置傳感器(如有配備)

(22)進氣溫度傳感器

(23)大氣壓力傳感器

(2)液壓電子單體噴油器

(3)機油濾清器

(4)油冷卻器

(5)高壓油

(6)燃油

(7)噴油驅動壓力控制閥(IAPCV)的接頭

(8)單體式噴油器液壓泵

(24)進氣加熱器

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UCNR4510

15

系統運作部分

簡介

HEUI利用6MPa(870psi)到28MPa(4061psi)

的高壓發動機潤滑油抽送來自噴油器的燃油。高

壓機油稱為噴油驅動壓力。HEUI采用與液缸相

同的工作方式來倍增高壓機油的作用力。這種壓

力倍增通過在活塞上施加高壓機油作用力得以實

現;钊戎罅蹲笥;钊诟邏喊l動

機潤滑油的驅動下推動柱塞。機油驅動壓力產生

單體噴油器的噴油壓力。噴油壓力比機油驅動壓

力大六倍左右。

液壓電子式單體噴油器燃油系統的工作原理與采

用機械驅動方式的其他燃油系統不相同。HEUI

燃油系統無需調整。機械部件的調整無法進行。

通過在電子控制模塊(ECM)內安裝不同的軟件

改變性能。

此燃油系統由以下四個基本部件構成:

•液壓電子控制單體噴油泵(HEUI)

•ECM

低機油驅動壓力產生低燃油噴射壓力。高機油驅

動壓力產生高燃油噴射壓力。

•單體式噴油器液壓泵

•輸油泵

ECM

ECM位于發動機的左側。ECM是一臺功能強大的

計算機,可提供發動機性能的整體電子控制。

ECM使用多個傳感器收集的發動機性能數據。

ECM利用這些數據對燃油輸送、噴油壓力和噴油

正時進行調整。ECM含有可編程的性能工況圖

(軟件),可以確定功率、扭矩曲線和轉速。

注:輸油泵是一種可維修的零件。HEUI燃油系統的內

部部件不可維修。

部件說明

液壓電子式單體噴油器

ECM負責記錄發動機性能故障。當ECM和電子維

修工具一起使用時,ECM也能自動運行幾個診斷

測試。

單體噴油器液壓泵

圖11

g00954881

典型示例

燃油系統采用液壓驅動的電子控制式單體噴油

器。

圖12

g00954883

典型示例

柴油發動機的所有燃油系統均利用柱塞和柱塞缸

將高壓燃油抽送到燃燒室內。HEUI采用高壓機

油來驅動柱塞。

單體噴油器液壓泵是一種變量活塞式輸油泵。單

體噴油器液壓泵采用部分發動機潤滑油。單體噴

油器液壓泵將發動機潤滑油加壓到驅動HEUI噴

油器所需要的噴油驅動壓力。

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16

UCNR4510

系統運作部分

輸油泵

•燃油箱

燃油輸送泵安裝在單體噴油器液壓泵的背面。燃

油輸油泵是單體噴油器液壓泵的唯一可維修零

件。燃油輸油泵用來從燃油箱中抽取燃油。另

外,燃油輸油泵還用來將燃油加壓到450kPa

(65psi)。燃油輸油泵有一個內部安全閥以保護

系統。經過加壓的燃油供應給噴油器。

•燃油粗濾器/油水分離器

•2微米燃油細濾器

•輸油泵

•燃油壓力調節器

燃油從燃油箱中抽出后流經13微米的燃油粗濾

器/油水分離器。燃油粗濾器/油水分離器去除燃

油中的大量碎屑。粗濾器濾芯也能將水從燃油中

分離出來。這些水被收集在燃油粗濾器/油水分

離器底部的油杯中。

噴油驅動壓力傳感器(IAP)

IAP傳感器負責監測噴油驅動壓力。IAP傳感器

為ECM發回連續的電壓信號。ECM對此信號進行

解析。ECM時刻了解噴油驅動壓力。ECM分析來

自傳感器的電壓。ECM隨后調整流至電磁閥的電

流。

燃油從燃油粗濾器/油水分離器流到燃油輸油泵

的進口側。燃油從輸油泵的進口端流到出口端。

加壓燃油從輸油泵出口端流到2微米燃油細濾

器。這些燃油濾清器非常高效。該濾清器可以

除去燃油中的小研磨污物。燃油粗濾器/油水分

離器無法收集這些小污物。如果燃油中含有小研

磨微粒的話,則會導致單體噴油器磨損。燃油細

濾器可以除去兩微米以上大小的微粒。這個兩微

米細濾器的使用和常規保養可以顯著提高噴油器

的使用壽命。

HEUI  燃油系統

低壓燃油系統

燃油從兩微米細濾器流到缸蓋中的燃油供油道。

燃油供應油道從缸蓋前端開始的鉆孔。燃油供應

油道延伸至缸蓋背面。此油道通過連接每個單體

噴油器內孔為單體噴油器供應燃油。過量燃油從

缸蓋背面流出。燃油流入燃油壓力調節器。

燃油壓力調節器包括一個節流孔和一個彈簧加載

的單向閥。節流孔是用來對燃油供應加壓的限流

孔。彈簧加載式單向閥會在35kPa(5psi)的壓

力下開啟,使燃油流經節流孔,流回燃油箱。關

閉發動機后,單向閥上將沒有燃油壓力。單向閥

在沒有燃油壓力情況下將閉合。單向閥閉合,以

防缸蓋中的燃油流回燃油箱。

圖13

g01453130

典型示例

(2)液壓電子式單體噴油器

(8)單體式噴油器液壓泵

(11)燃油細濾器

(12)燃油箱

(17)燃油壓力調節器

(25)輸油泵

(24)燃油粗濾器和油水分離器

低壓燃油系統提供兩項功能。低壓燃油系統為噴

油器供應燃油。低壓燃油系統也供應過量燃油流

以將空氣排出系統。

低壓燃油系統由五個基本部件構成:

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UCNR4510

17

系統運作部分

噴油驅動系統

驅動機油流

機油從油泵儲油室流出后在單體噴油器液壓泵內

加壓。機油隨后以高壓從油泵的出口推出。機

油隨后從單體噴油器液壓泵的出口流入缸蓋內的

高壓油道。

高壓驅動油從單體噴油器液壓泵流經缸蓋到達所

有噴油器。在單體噴油器使用機油前,機油始終

停留在高壓油道內。單體噴油器流出的機油會從

氣門室蓋下方排出。這些油通過缸蓋內的排油孔

返回曲軸箱。

圖14

g01453132

典型示例

(1)發動機機油泵

(3)機油濾清器

(4)油冷卻器

(5)高壓油

(8)單體式噴油器液壓泵

噴油驅動系統提供兩項功能。噴油驅動系統通過

提供高壓油驅動噴油器。另外,噴油驅動系統通

過改變機油驅動壓力調節單體噴油器產生的噴油

壓力。

噴油驅動系統由四個基本部件構成:

•發動機機油泵

•發動機機油濾清器

•單體式噴油器液壓泵

•噴油作動壓力傳感器(IAP傳感器)

從油底殼抽出的機油通過發動機機油泵加壓到潤

滑系統油壓。機油從機油泵流經機油冷卻器、機

油濾清器后到達主油道。從主油道引出的單獨油

路引導部分潤滑油為單體噴油器液壓泵供油。發

動機左側的鋼管將主油道與單體噴油器液壓泵的

入口相連。連接點在發動機側板的歧管頂部孔

口。

機油流入單體噴油器液壓泵的入口后加入油泵儲

油室。起動階段,油泵儲油室為單體噴油器液壓

泵供油。另外,在機油泵可以加壓前,油泵儲油

室一直為單體噴油器液壓泵供油。

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18

UCNR4510

系統運作部分

驅動機油壓力控制

圖15

g01453133

典型示例

(27)控制閥電磁閥

(28)提升閥

(29)電樞

(32)執行器活塞

(33)電動驅動板

(34)惰輪

(37)驅動齒輪

(38)單向閥

(39)活塞

(30)執行器彈簧

(31)滑套

(35)溢流口

(36)泵出口端口

單體噴油器液壓泵是一種變量活塞式輸油泵。變

量活塞泵采用一個轉動的傾斜驅動板;钊晦D

動;钊鄬τ趦A斜驅動板移動;钊诨

內移動。

噴油驅動系統的壓力由油泵出口流量及噴油驅動

系統壓力需求量間的匹配控制。通過改變滑套的

位置控制油泵出口的流量。向左移動滑套會覆蓋

較長距離的溢流口。這將提高有效充油行程和油

泵出口流量。向右移動滑套覆蓋較短距離的溢流

口,從而降低有效充油行程。此動作同時也降低

油泵出口流量。

單體噴油器液壓泵由發動機前端的齒輪系驅動。

油泵前端的驅動齒輪轉動共用軸。傾斜驅動板安

裝在共用軸上。傾斜驅動板的轉動導致油泵活塞

在滑套中向內和向外移動。

滑套通過惰輪相連。一個滑套與執行器活塞相

連。向右或向左移動執行器活塞會使惰輪和滑套

向右或向左移動相同的距離。

活塞在滑套內向外移動時,機油通過驅動板內的

油道吸入活塞內。將活塞重新推入滑套且露出端

口時,機油被壓出活塞。

控制壓力由ECM到電磁閥的電流量決定。油泵出

口流量中的少量油流經執行器活塞內的小油道。

這少量機油流出節流孔后進入控制壓力油室。此

油室內的壓力由小提升閥限定。提升閥打開允許

油室內的部分機油發生回流。通過作用力使提升

閥保持關閉狀態。提升閥上的此作用力由作用到

電樞上的磁場產生。磁場強度決定了克服執行器

彈簧上作用力所需要的壓力。

通過改變滑套與溢流口間的相對位置可改變活塞

內機油的容量;椎奈恢冒l生連續變化;

套的位置由ECM決定。改變滑套的位置便改變了

油泵的流量。最終結果為可以加壓的油量。

電磁閥內電流的增加導致以下各項升高:

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UCNR4510

19

系統運作部分

•磁場強度

閥門工作(發動機關閉)

•電樞和提升閥上的作用力

當發動機關閉時,泵出口壓力為零,控制閥電磁

閥流過的電流也為零。執行器彈簧將執行器活塞

推到最左端。惰輪(未顯示)和滑套也移至左

邊,泵處于最大輸出位置。

•導致執行器活塞向高流量位置移動的控制壓力

電磁閥內電流的降低導致以下各項下降:

•磁場強度

閥門工作(發動機起動)

•電樞和提升閥上的作用力

發動機起步階段,需要大約6MPa(870psi)的

噴油驅動壓力來驅動單體噴油器。此低噴油驅動

壓力產生大約35MPa(5000psi)的低噴油壓

力。此低噴油壓力有助于冷起動。

•導致執行器活塞向低流量位置移動的控制壓力

ECM負責監控驅動壓力。ECM通過不斷改變到油

泵控制閥的電流控制驅動壓力。三個部件通過在

閉環油路內協調工作控制驅動壓力:

要想快速起動發動機,噴油驅動壓力必須快速升

高。由于單體噴油器液壓泵正在發動機盤車速度

下轉動,因此油泵的流量低。ECM通過向控制閥

電磁閥發送強電流,使提升閥保持關閉狀態。當

提升閥處于關閉位置時,所有回油通道被阻斷。

作用到執行器活塞兩側的液壓力相等。執行器彈

簧將執行器固定到左側。在達到6MPa

•ECM

•噴油驅動壓力(IAP)傳感器

•泵控制閥

(870psi)的理想壓力前,油泵始終產生最大的

流量,F在,ECM通過降低到壓力調節器電磁閥

的電流下調控制壓力?刂茐毫ο陆凳沟脠绦衅

活塞向右移動。從而通過降低油泵出口流量保持

6MPa(870psi)的理想壓力。

閉環油路采用以下方式工作:

•ECM通過收集來自傳感器輸入和軟件工況圖的信息

決定理想的驅動壓力。

•ECM通過來自IAP傳感器的恒定信號電壓監控實際

的驅動壓力。

注:如果發動機已暖,則起動發動機所需要的壓力可

能高于6MPa(870psi)。理想驅動壓力的數值保存

在ECM的性能工況圖內。理想驅動壓力的數值隨發動

機溫度的不同而變化。

•ECM不斷改變到油泵控制閥的控制電流。從而改變

油泵出口流量。

一旦單體噴油器開始工作,ECM便開始控制到控

制閥的電流。發動機起動前,ECM和控制閥電磁

閥會將驅動壓力維持在6MPa(870psi)。ECM通

過位于高壓油歧管內的IAP傳感器監測實際驅動

壓力。ECM通過監測多個電輸入信號建立理想驅

動壓力,并向控制閥電磁閥發送預定電流。ECM

還將理想驅動壓力與高壓油道內的實際驅動壓力

進行比較。ECM通過調節到控制閥電磁閥的電流

大小使實際驅動壓力等于理想驅動壓力。

共有兩種驅動壓力:

•理想驅動壓力

•實際驅動壓力

理想驅動壓力是系統獲得最佳發動機性能所需要

的噴油驅動壓力。理想驅動壓力由ECM內的性能

工況圖確定。ECM負責選擇理想驅動壓力。選擇

過程以許多傳感器的信號輸入為基礎。ECM獲得

來自一些以下傳感器的信號輸入:油門位置傳感

器(如有配備),增壓壓力傳感器,轉速-正時傳

感器和冷卻液溫度傳感器。理想驅動壓力不斷

變化。變化以各種信號輸入為基礎。發動機轉

速和發動機負荷變化也使理想驅動壓力發生變

化。理想驅動壓力只有在穩態下(發動機轉速和

負荷穩定)才保持恒定。

閥門工作(發動機運行)

發動機起動后,ECM通過控制到油泵控制閥的電

流保持理想驅動壓力。IAP傳感器監測缸蓋高壓

油道內的實際驅動壓力。ECM每秒鐘將實際驅動

壓力和理想驅動壓力進行67次比較。當實際驅

動壓力和理想驅動壓力間不匹配時,ECM調節到

油泵控制閥的電流大小。這些調整使得實際噴油

驅動壓力等于理想噴油驅動壓力。

實際驅動壓力是噴油器驅動油的實際系統壓力。

ECM和油泵出口壓力調節器不斷改變油泵出口流

量。這種恒定的變化使得實際驅動壓力等于理想

驅動壓力。

機油流(發動機運行)

油泵出口流量中的少量機油流經執行器活塞進入

控制壓力油室?刂茐毫υ鰤,增加的壓力打開

提升閥。打開的提升閥使機油發生回流。ECM通

過增加或降低到控制閥電磁閥的電流和由此在提

升閥上產生的作用力改變控制壓力。

油泵控制閥的工作原理

油泵控制閥分為以下三個階段:

•閥門工作(發動機停運)

•閥門工作(發動機盤車)

•閥門工作(發動機運行)

以下各項構成了閉環系統:

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20

UCNR4510

系統運作部分

•ECM

•IAP

•壓力調節器

這個閉環系統可提供無限可變的油泵出口壓力控

制。此油泵出口壓力具有6MPa(870psi)到

28MPa(4061psi)的范圍。

HEUI  噴油器(部件)

HEUI噴油器提供四項功能:HEUI噴油器將燃油

供應從450kPa(65psi)加壓到175MPa

(25382psi)。HEUI噴油器經單體噴油器尖端的

節流孔泵送高壓燃油,起噴霧器的作用。HEUI

噴油器將正確量的霧化燃油送入燃燒室。HEUI

噴油器均勻噴射霧化燃油,使其遍布整個燃燒

室。

圖16

g01453134

HEUI噴油器的橫截面

(40)電磁閥

(41)電樞彈簧

(42)電樞

(43)座銷

(44)滑閥彈簧

(45)滑閥

(46)增強器活塞的止回球

(47)增強活塞

(48)回位彈簧

(49)柱塞

(50)柱塞缸

(51)噴嘴殼體

(52)進油口注油單向閥

(53)停止

(54)噴嘴彈簧

(55)單向活塞

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UCNR4510

21

系統運作部分

(56)套筒

•噴油前

•先導噴油

•噴油延遲

•主噴油

•加注

(57)逆流單向閥

(58)噴嘴單向閥

(59)噴嘴尖端

參考圖16。HEUI噴油器由三個主要零件構成:

•上端或執行器(A)

•中間或泵送裝置(B)

•下端或噴嘴組件(C)

上端 (A)包括以下各項:

•電磁閥(40)

•電樞彈簧(41)

•電樞(42)

•座銷(43)

•滑閥彈簧(44)

•滑閥(45)

•增強器活塞的止回球(46)

噴油器的中間 (B)包含以下各項:

•增強器活塞(47)

•復位彈簧(48)

•柱塞(49)

•缸筒(50)

噴油器的下端 (C)包含以下各項:

•噴嘴殼體(51)

•進油口注油單向閥(52)

•停機(53)

•噴嘴彈簧(54)

•單向活塞(55)

•套筒(56)

•逆流單向閥(57)

•噴嘴單向閥(58)

•噴嘴尖端(59)

這些部件協調工作產生不同的噴油速率。噴油速

率由ECM內的性能軟件進行電子控制。

HEUI  噴油器(工作原理)

HEUI噴油器采用分段噴油循環運行方式。對開

噴油循環具有5個噴油階段:

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22

UCNR4510

系統運作部分

噴油前

參考圖17。發動機運轉下噴油器處于點火循環

之間時,噴油器處于噴油前階段。柱塞  (49)和

增強器活塞 (47)位于活塞孔頂部。柱塞下方的

油室內充滿燃油。

在上端,電樞 (42)和座銷 (43)由電樞彈簧   (41)

固定在下方。高壓驅動油流入噴油器。油隨后

沿座銷四周流到單向活塞 (55) 頂部。沒有噴油

時,此油流會一直在噴嘴單向閥 (19)上產生一個

正下壓力。

滑閥 (45)被滑閥彈簧 (44)固定到滑閥孔的頂

部。在此位置,滑閥阻止驅動油到達增強器活

塞;y頂部和底部都有驅動壓力,因此作用在

滑閥的液壓力平衡;y被滑閥彈簧的作用力固

定到上部或關閉位置。

圖17

g01453135

噴油前循環橫截面

(41)電樞彈簧

(42)電樞

(43)座銷

(44)滑閥彈簧

(45)滑閥

(47)增強活塞

(49)柱塞

(55)單向活塞

(58)噴嘴單向閥

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UCNR4510

23

系統運作部分

先導噴油

參考圖18。ECM向電磁閥    (40)發送控制電流時

發生先導噴油。電流產生的磁場提起電樞   (42)

和座銷 (43)。座銷上下各有一個座。電樞升起

座銷后,上座會阻止驅動壓力流到單向閥。下座

打開,讓單向活塞 (55)頂部的驅動油流入排放口

(61)。集在滑閥  (45)下方的驅動機油也會流向

排放口 (61) 。驅動機油通過噴油器側面的排油

孔排出。

滑閥下方的壓力降低使滑閥上產生液壓力差。當

液壓力作用到滑閥頂部時,滑閥進入打開位置。

此液壓力使滑閥向下移動。當滑閥和銷將止回球

(46)壓入球座時,滑閥的向下運動停止。此動作

可以防止所有驅動壓力排出增強器活塞 (47)中的

油室。這會使驅動壓力下降,還會消除單向活塞

上的下壓力。

驅動機油現在流經開啟的滑閥,然后流到增強器

活塞頂部;钊椭  (49)的向下移動可以提

高柱塞油室中流向噴嘴尖端 (60)的燃油的壓力。

噴油壓力升高,以克服提升噴嘴單向閥 (58)的噴

嘴彈簧 (54)彈力時,先導噴油開始。

如果以下情況存在,先導噴油將繼續:

•該電磁閥已通電。

•滑閥保持打開狀態。

•單向活塞頂部沒有驅動壓力。

圖18

g01453138

先導噴油循環橫截面

(40)電磁閥

(42)電樞

(43)座銷

(45)滑閥

(46)增強器活塞的止回球

(47)增強活塞

(49)柱塞

(54)噴嘴彈簧

(55)單向活塞

(58)噴嘴單向閥

(60)噴嘴尖端

(61)排放

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24

UCNR4510

系統運作部分

噴油延遲

參考圖19。電磁閥   (40)供電控制電流停止,電

磁閥斷電后,噴油延遲開始。電樞  (42)被磁場

固定到上部位置。磁場斷電后,電樞彈簧   (41)

會把電樞和座銷 (43)向下推動。座銷閉合下座

并開啟上座。此動作使得驅動壓力流向單向活塞

(55)的頂部。單向活塞上的液壓力迅速克服噴油

壓力,噴嘴單向閥 (58) 閉合。噴油停止。

在滑閥 (45)下方的驅動壓力升高,使滑閥頂部和

底部的液壓力平衡。此刻,弱滑閥彈簧  (44)作

用在滑閥上并慢慢關閉滑閥。隨著滑閥保持開

啟,驅動壓力繼續經滑閥流到增強器活塞 (47),

然后流到柱塞 (49) 。噴嘴單向閥保持在閉合位

置時,噴嘴和柱塞油室中的噴油壓力迅速升高。

圖19

g01453139

噴油延遲橫截面

(40)電磁閥

(41)電樞彈簧

(42)電樞

(43)座銷

(44)滑閥彈簧

(45)滑閥

(47)增強活塞

(49)柱塞

(55)單向活塞

(58)噴嘴單向閥

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UCNR4510

25

系統運作部分

主噴油

參考圖20。電磁閥   (40)重新通電激勵后主噴油

開始。立即產生磁場,磁場磁力使電樞  (42)和

座銷 (43)升起。上座關閉驅動壓力流。上座將

單向活塞 (55)和滑閥 (6)的底部接通到排放口

(61)。保持噴嘴單向閥  (58)閉合的液壓力迅速

消失,噴油壓力使噴嘴單向閥開啟。此開啟壓力

是主噴油的開始。同時,使滑閥兩側出現液壓力

差值。這一壓力差會使滑閥向下移動;y處

于此位置后增強器活塞單向球 (46)保持在閉合位

置。如果電磁閥仍通電的話,主噴油延續。

圖20

g01453141

主噴油循環橫截面

(40)電磁閥

(42)電樞

(43)座銷

(45)滑閥

(46)增強器活塞的止回球

(55)單向活塞

(58)噴嘴單向閥

(61)排放

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26

UCNR4510

系統運作部分

加注

(61)排放

參考圖21。電磁閥   (40)斷電后注油循環開始。

電樞 (42)和座銷 (43)由電樞彈簧  (41)向下推

動。座銷閉合下座并開啟上座。驅動壓力重新

流入單向活塞 (55)的頂部。此壓力會使噴嘴單

向閥 (58)閉合,噴油結束;y  (45)底部也可

感受到驅動壓力,并恢復滑閥的液壓平衡。閥彈

簧 (44)慢慢關閉滑閥并停止至增強活塞 (47)的

驅動油流。

隨著滑閥的升高,增強器活塞單向球 (46)不再保

持在閉合位置。增強活塞腔室中的機油將單向閥

抬離閥座。機油通過噴油器側通風孔流至排放口

(61);匚粡椈  (48)向上推動柱塞  (49)和增強

器活塞。此動作會使所有機油流出增強器活塞油

室。隨著柱塞的升高,燃油進口單向閥  (45)會

抬離閥座。這將使供油流入柱塞油室。當柱塞

和活塞處于孔的頂部時,注油循環完成。此刻柱

塞腔室充滿燃油。

i06045034

進進氣氣和和排排氣氣系系統統

圖22

g01456369

圖21

g01453142

(1)排氣歧管

注油循環橫截面

(2)進氣加熱器(如有配備)

(3)后冷器芯

(4)排氣門

(5)進氣門

(6)進氣口

(7)廢氣出口

(8)渦輪增壓器壓縮機側

(9)渦輪增壓器渦輪側

(40)電磁閥

(41)電樞彈簧

(42)電樞

(43)座銷

(44)滑閥彈簧

(45)滑閥

(46)增強器活塞的止回球

(47)增強活塞

(48)回位彈簧

(49)柱塞

(55)單向活塞

(57)逆流單向閥

(58)噴嘴單向閥

進排氣系統的部件控制空氣的質量和可供燃燒的

空氣量。進排氣系統的部件包括以下部件:

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UCNR4510

27

系統運作部分

•空氣濾清器

•渦輪增壓器

•后冷器

渦輪增壓器

•缸蓋

•氣門和氣門系統部件

•活塞和氣缸

•排氣歧管

進氣通過渦輪增壓器壓縮機葉輪 (8)吸入通過空

氣濾清器進入到空氣進口 (6) ?諝獗粔嚎s和加

熱到150°C(300°F)左右后強制進入后冷器

(3) 。隨著空氣流經后冷器,壓縮空氣的溫度會

降低至約43°C(110°F)。進氣的冷卻提高了

燃燒效率。提高燃燒效率有助于獲得以下益處:

•燃油消耗量降低

•功率輸出增加

空氣從后冷器出來,被迫進入進氣歧管。氣流從

進氣室流入氣缸,這一過程由進氣門 (5)控制。

每一缸都有兩個進氣門和兩個排氣門 (4) 。在進

氣沖程,當活塞向下移動時,進氣門打開。進氣

門打開時,經過壓縮的冷卻空氣從進氣口被吸入

氣缸。壓縮沖程時進氣門關閉,活塞開始向上移

動。氣缸中的空氣受到壓縮。當活塞快到壓縮

沖程上止點時,燃油被噴入氣缸。燃油與空氣混

合,開始燃燒。作功沖程中,燃燒力推動活塞向

下運動。隨著活塞在排氣沖程時升起,排氣門開

啟,廢氣經排氣口導入排氣歧管 (1) 。排氣沖程

之后,排氣門閉合,循環再次開始。整個循環由

四個沖程組成:

圖23

g01456229

渦輪增壓器的截面圖

(10)壓縮機葉輪殼體

(11)機油進口

(12)軸承

(13)渦輪機葉輪殼體

(14)渦輪葉輪

(15)進氣口

(16)廢氣出口

(17)壓縮機葉輪

(18)軸承

(19)出油口

(20)排氣進口

渦輪增壓器安裝在排氣歧管的中段上。所有離開

發動機的排氣都會經過渦輪增壓器。渦輪增壓器

的壓縮機側通過管與后冷器相連。

•進氣

•壓縮

•功率

•排氣

排氣通過排氣進口 (20)進入渦輪殼體 (13) 。排

氣繼而推動渦輪葉輪 (14)的葉片。渦輪葉輪通

過一根軸連接至壓縮機葉輪 (14)。

來自空氣濾清器的清潔空氣通過壓縮機葉輪  (17)

的旋轉作用抽進壓縮機殼體進氣口 (15) 。壓縮

機葉輪葉片的旋轉作用使進氣壓縮。該壓縮機會

使發動機燃燒更多燃油。當發動機燃燒更多燃油

時,就會產生更高功率。

來自排氣歧管 (1)的排氣進入渦輪增壓器的渦輪

側,使渦輪增壓器的渦輪葉輪 (9) 轉動。渦輪機

葉輪與驅動壓氣機葉輪的軸相連。來自渦輪增壓

器的排氣經過排氣出口 (7)。

當發動機負載增加時,更多的燃油被噴射到氣缸

內。這些額外燃油的燃燒產生更多的廢氣。額

外的排氣導致渦輪增壓器的渦輪和壓縮機葉輪旋

轉速度加快。隨著壓縮機葉輪旋轉加快,更多的

空氣被壓進發動機氣缸內?諝饬髁吭黾邮沟冒l

動機能以更高的效率燃燒額外的燃油,從而提高

發動機功率。

進氣加熱器 (2)(如有配備)由ECM控制。進氣

加熱器在發動機起動期間有助于發動機起動并減

少白煙產生。

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28

UCNR4510

系統運作部分

渦輪增壓器的軸承 (12)和 (18)使用加壓的發動

機機油進行潤滑和冷卻。機油經機油進口   (11)

進入。之后機油經過中段油道,以潤滑軸承。

這些機油也會冷卻軸承。來自渦輪增壓器的機油

經過中段底部的機油出口 (19) 流出。之后機油

返回發動機油底殼。

•幫助起動

•起動階段幫助減少白煙

正常情況下,ECM負責啟動電加熱器。

起動之前以及發動機拖動期間,該系統能釋放熱

量持續三十秒。發動機起動后,該系統還能釋放

熱量持續七分鐘,或者循環熱量十三分鐘。加熱

循環期間,熱量會接通和斷開各十秒。

氣門系統部件

如果進氣加熱器出現故障,發動機將依然起動和

運行。這時,可能會有冒白煙的問題。此外,

還可能有需要額外起動輔助裝置的問題。

系統部件

進氣加熱器系統由以下基本部件構成:

•進氣加熱器繼電器

•加熱器芯

•冷卻液溫度傳感器

•進氣歧管溫度傳感器

•ECM

•指示燈

圖24

g03738898

典型示例

(1)搖臂

(2)推桿

(3)氣門橋

(4)氣門彈簧

(5)閥

(6)挺桿

氣門系統部件用于控制發動機運行期間氣缸的進

氣量。氣門系統部件還控制發動機運行期間氣缸

的排氣量。

曲軸齒輪通過一個惰輪驅動凸輪軸。凸輪軸必須

與曲軸具有正時對應關系以便獲得正確的活塞與

氣門移動的相互關系。

凸輪軸上對于每個氣缸都有兩個凸輪軸凸輪。這

些凸輪可以操縱進氣與排氣門。隨著凸輪軸的轉

動,凸輪軸上的齒輪會使挺桿 (6)推動推桿  (2)

上下運動。推桿帶動搖臂  (1)的向上移動會使氣

門 (5)向下(孔口)運動。

圖25

g01456245

(30)進氣加熱器的繼電器

每個氣缸上有兩個進氣門和兩個排氣門。氣門橋

(3)通過推桿和搖臂的運動同時驅動氣門。氣門

彈簧 (4)在挺桿向下運動時會關閉氣門。

進氣加熱器(如有配備)

發動機配有電加熱器,位于進氣彎頭下方。電加

熱器具有兩個功能:

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UCNR4510

29

系統運作部分

•發動機的運行

當進氣溫度與冷卻液溫度之和在低海拔情況下低

于35°C(95°F)或在高海拔情況下低于

63°C(145°F)時,發動機低怠速時,進氣加

熱器和指示燈將保持啟動額外持續7分鐘。

•后熱循環

當進氣溫度與冷卻液溫度之和在低海拔情況下低

于35°C(95°F)或在高海拔情況下低于

63°C(145°F)。進氣加熱器和指示燈在額外

的13分鐘循環啟用和停用。循環為10秒鐘啟

用,10秒鐘停用。

發動機起動后,進氣溫度與冷卻液溫度仍將決定

加熱器的狀態。循環采用兩種策略。

圖26

g01456248

部件位置

這兩種策略為連續和間歇策略。

(31)進氣加熱器

(32)接地母線螺柱

1.連續策略期間,發動機起動后,加熱器保持啟

動7分鐘。如果相同的情況存在,ECM將啟動

間歇策略。

進氣加熱器 (31)的繼電器根據來自ECM的信號打

開和關閉加熱器。

進氣加熱器 (31)位于進氣門蓋和進氣彎頭間。

加熱器芯具有必須連接到發動機的接地母線雙頭

螺栓 (32)。

2.間歇策略期間,加熱器循環最長13分鐘。在

此循環中,加熱器啟動和關閉各10秒鐘。在

13分鐘的時間限制后,加熱器關閉。

進氣加熱器的操作由下列5種不同的情況來決

定:

一個溫度傳感器出現故障時,系統將在以下方式

下運行:

•通電啟動循環

•冷卻液溫度傳感器

ECM剛被通電啟動之后,進氣加熱器和指示燈啟

動2秒鐘。無論溫度和發動機轉速如何,這種情

況都會發生。

當冷卻液溫度傳感器出現開路或短路時,冷卻液

溫度傳感器已出現故障。在此情況下,當進氣溫

度低于10°C(50°F)時,加熱器啟動。

•預熱模式

•進氣溫度傳感器

該檢查適用于低海拔情況。當冷卻液溫度與進氣

溫度之和低于25°C(77°F)時,ECM將啟動加

熱器和指示燈30秒鐘。如果不管溫度為多少,

發動機轉速保持為零,則30秒鐘后,ECM將關閉

加熱器和指示燈。

當進氣溫度傳感器出現開路或短路時,進氣溫度

傳感器已出現故障。在此情況下,當冷卻液溫度

低于40°C(104°F)時,加熱器啟動。

正常情況下,加熱器不起作用。當冷卻液溫度與

進氣溫度之和降至25°C(77°F)以下時,加熱

器將重新啟動。在暖發動機已經冷卻而操作員試

圖起動發動機后,此情況可能存在。

該檢查適用于高海拔情況。當冷卻液溫度與進氣

溫度之和低于53°C(127°F)時,ECM將啟動

加熱器和指示燈30秒鐘。如果不管溫度為多

少,發動機轉速保持為零,則30秒鐘后,ECM將

關閉加熱器和指示燈。

當冷卻液溫度與進氣溫度之和達不到35°C

(95°F)時,加熱器將啟動。加熱器的啟動時間

不會超過20分鐘(最長)。ECM將在20分鐘的

時間限制后關閉加熱器。

•拖動模式

當檢測到發動機轉速時,進氣加熱器和指示燈將

持續保持啟動。當冷卻液溫度與進氣溫度之和分

別低于低海拔情況下的25°C(77°F)和高海

拔情況下的763°C(145°F)時,進氣加熱器

和指示燈將保持通電狀態。

更多有關進氣加熱器的資料,請參閱故障診斷與

排除進氣加熱器電路-測試。

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30

UCNR4510

系統運作部分

i06045059

潤潤滑滑系系統統

圖27

g01112073

典型的潤滑系統示意圖

(1)單體式噴油器液壓泵

(2)高壓安全閥

(3)至搖臂的機油通道

(4)高壓機油管

(5)氣門機構蓋

(6)高壓機油通道

(7)至單體噴油器液壓泵的供油管

(8)缸蓋油道

(10)活塞冷卻噴嘴

(11)凸輪軸軸承

(12)機油濾清器旁通閥

(13)機油冷卻器旁通閥

(14)主油道

(15)至前殼體的油道

(16)渦輪增壓器機油供應管

(17)至凸輪軸惰輪軸承的油道

(18)至缸體的油道

(19)到油泵惰輪軸承的油道

(20)發動機機油濾清器

(21)發動機機油冷卻器

(22)主軸承

(23)發動機機油泵

(24)機油泵旁通閥

(25)到發動機油底殼的油道

(26)發動機油底殼

(9)機油通道螺塞

發動機油泵 (23)安裝在缸體底部。油泵位于油

底殼 (26)的內部。發動機機油泵  (23)從發動機

油底殼 (26)中抽油。發動機機油泵通過油道將

機油輸送到發動機機油冷卻器 (21) 。機油隨后

流經機油濾清器 (20) 。已過濾的機油隨后進入

渦輪增壓器供油管 (16) 。已過濾的機油同時進

入主油道 (14)。

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UCNR4510

31

系統運作部分

油路由低壓油路和高壓油路組成。低壓油路通常

在240kPa(35psi)到480kPa(70psi)的壓力

下工作。低壓油路負責為單體噴油器液壓泵   (1)

提供已過濾的機油。另外,低壓油路還為發動機

的潤滑系統提供已過濾的機油。機油從發動機油

底殼 (26)中抽出。機油流經機油冷卻器  (21)和

機油濾清器 (20)到達發動機和單體噴油器液壓泵

(1)。

高壓油路為單體噴油器提供驅動油。高壓油路通

常在6MPa(870psi)到25MPa(3626psi)的壓

力范圍內工作。此高壓機油流經管路進入缸蓋。

缸蓋儲存具有驅動壓力的機油。機油隨時可以用

來驅動單體噴油器。機油從氣門蓋下方排出單體

噴油器,因此無需返回油路。

圖28

g01112096

(13)機油冷卻器旁通閥

(20)機油濾清器

(12)機油濾清器旁通閥

(21)油冷卻器

潤滑油潤滑發動機部件后,將流回發動機油底

殼。

油泵旁路閥 (24)負責限制來自機油泵 (23)的機

油壓力。機油泵  (23)可能向系統內泵送過量的

機油。當油量過剩時,機油壓力將增大。當機

油壓力增加時,油泵旁路閥 (24) 打開。從而使

不需要的機油返回機油泵 (23)的吸入端。

發動機冷時(起動工況),旁路閥 (12)和  (13)

將打開。打開旁通閥可以實現所有部件的直接潤

滑。直接潤滑至關重要。高粘度涼機油會導致

流經發動機機油冷卻器 (21)和發動機機油濾清器

(20)的機油受阻。發動機油泵  (23)發送冷油通

過機油冷卻器旁通閥。這使得機油繞開發動機機

油冷卻器 (21) 。機油濾清器旁通也允許機油繞

開發動機機油濾清器 (20) 。機油隨后泵出流過

渦輪增壓器供油管 (16)和缸體中的主油道  (14)

。

圖29

g01112098

當機油變暖時,旁通閥內壓差降低,旁通閥因此

而關閉。旁通閥關閉后,正常流量的機油流過發

動機機油冷卻器和發動機機油濾清器。

(1)單體式噴油器液壓泵

主油道 (14)將機油分配至以下區域:主軸承

(22),活塞冷卻噴嘴 (10)和凸輪軸   (11) 。來自

主油道 (14)的機油從缸體前端離開。機油隨后

進入前殼體內鑄出的油槽中。

當機油冷卻器 (21)或機油濾清器 (20)內的機油

流動受阻時,旁路閥也將打開。通過這種設計,

即使機油冷卻器 (21)或機油濾清器 (20)堵塞,

發動機也能獲得潤滑。

機油通過主軸承 (22)支承表面(軸頸)內的小孔

進入曲軸。主軸承  (22)的支承表面(軸頸)和

連桿的支承表面(軸頸)通過油道相連。

高壓安全閥 (24)可以調節系統中的高壓。當機

油壓力為695kPa(100psi)或以上時,高壓安

全閥 (24) 打開。當高壓安全閥打開時,機油流

回到發動機油底殼 (26)。

前殼體油道朝兩個方向輸送機油流。在油道的上

端,機油直接流回缸體。機油隨后上流至缸蓋油

道 (8),通過油道 (3)流至搖臂機構。油道    (19)

將機油輸送到油泵惰輪軸承。

機油流繼續流到發動機機油冷卻器 (21) 。冷卻

液流過發動機機油冷卻器 (21)以冷卻機油。

來自前主軸承的機油進入通向凸輪軸惰輪軸承的

油道 (17) 。曲軸內的油道將來自全部主軸承

(22)的機油通過連桿輸送給連桿軸承。

如果經過機油冷卻器的壓差達到155±17kPa22

(±2psi),則旁路閥打開。打開此閥門可使機

油繞過機油冷卻器 (21)。

注:配有輔助機油濾清器的發動機將接收端口處的機

油。經過過濾的機油返回發動機油底殼  (26)。

單體噴油器液壓泵 (1)為齒輪驅動的軸向活塞

泵。單體噴油器液壓泵負責將機油壓力從典型的

工作油壓加壓到單體噴油器所需要的驅動壓力。

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32

UCNR4510

系統運作部分

機油流的約5%直接通過節流通道流至機油濾清

器旁通閥 (12) 。機油隨后流到輔助機油濾清器

(如有配備),然后到發動機油底殼 (26) 。主

機油流現在到達主機油濾清器 (20) 。當機油濾

清器旁路閥 (13)的前后壓差達到170kPa

曲軸箱呼吸器 (27)允許發動機竄氣排出曲軸箱。

發動機竄氣通過軟管 (28)排入大氣。這就防止

了會導致密封圈或密封墊泄漏的壓力升高。

i06045033

(25psi)時,旁路閥打開,使機油繞過機油濾清

器 (20) 。機油流繼續流動以潤滑發動機部件。

當機油處于冷態時,旁通閥內的機油壓差也能使

閥打開。當高粘度冷機油導致流經機油濾清器

(20)的機油受阻時,此旁路閥隨即為所有發動機

部件提供直接潤滑。當機油濾清器  (20)內堵塞

時,此旁路閥也將打開。通過這種設計,即使機

油濾清器 (20)堵塞,發動機依然能夠得到潤滑。

冷冷卻卻系系統統

此發動機具有配備分流管路 (9)的壓力式冷卻系

統。

壓力式冷卻系統有兩個優點:

注:請參閱技術規格機油濾清器底座。

•冷卻系統可以在高于水沸點的溫度下安全工作。

•冷卻系統可防止水泵內氣穴的形成。

經過過濾的機油流過缸體內的主油道 (14) 。機

油從主油道 (14)流入以下部件:

氣穴是指因機械力引起液體中突然形成低壓氣泡

的現象。壓力式冷卻系統內更加難以形成空氣或

蒸汽泡。

•活塞冷卻噴嘴(10)

•氣門機構

分路管路 (9)可防止水泵內形成氣穴。分路管路

(9)向水泵提供

•凸輪軸軸承(11)

•曲軸主軸承

注:空對空中冷系統中,必須使用最少混合30%乙烯

乙二醇基防凍液的冷卻液,以提高水泵性能效率。這

種混合物可以保證足夠高的冷卻液氣穴溫度范圍,以

提高性能效率。參考操作和維護手冊了解有關建議的

冷卻液混合物的更多信息。

•渦輪增壓器芯子

活塞裙頂部的鍛唇以及活塞冠中環槽后方的油室

形成了機油冷卻室。機油從活塞冷卻噴嘴流出,

經過活塞裙中的鉆孔油道流入冷卻室。機油從活

塞冷卻噴嘴流出后,經過活塞冠和活塞裙之間的

間隙返回發動機油底殼 (26) 。四個從活塞油環

槽鉆到活塞內部的油孔將油環中多余的機油排

出。

圖31

g01123296

典型示例

(1)缸蓋

(2)水溫調節器殼體

(3)膨脹箱

(4)旁通軟管

(5)缸體

(6)油冷卻器

(7)水泵

(8)散熱器

(9)分流管路

水泵 (7)位于缸體的右側。水泵由曲軸皮帶輪驅

動的皮帶驅動。冷卻液可以通過三個位置進入水

泵:

圖30

g01112104

(27)呼吸器

(28)軟管

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UCNR4510

33

系統運作部分

•水泵底部的進口

•位于水泵頂部的旁通軟管(4)

•位于水泵頂部的分路管線

葉輪的旋轉將冷卻液從散熱器底部吸入水泵底部

入口。冷卻液從水泵后側流出后直接進入缸體的

機油冷卻器油室。

所有冷卻液經由機油冷卻器芯流入缸體的內部水

歧管中。歧管將冷卻液分送給環繞氣缸壁的水

套。

圖34

g01123344

單水溫調節器殼體的典型示例

(1)缸蓋

(2)水溫調節器殼體

(4)旁通軟管

(11)水溫調節器

圖32

g01123308

典型示例

圖33

g01121591

典型示例

(7)水泵

(10)旁通進口

圖35

g01123311

雙水溫調節器殼體的典型示例

(2)水溫調節器殼體

(4)旁通軟管

(11)水溫調節器

冷卻液從缸體流入缸蓋內的通道。這些通道圍繞

單體噴油器套筒以及進氣和排氣通道輸送液流。

冷卻液現在流入缸蓋右側的水溫調節器殼體  (2)

。

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34

UCNR4510

系統運作部分

水溫調節器 (11)負責控制流向。當冷卻液溫度

低于正常工作溫度時,水溫調節器關閉。冷卻液

經由旁路軟管 (4)流到水泵的頂部入口。冷卻液

溫度達到正常工作溫度時,水溫調節器 (11)打

開。水溫調節器打開時,旁通水道關閉。多數

冷卻液經由旁通進口 (10)流入散熱器進行冷卻。

其余冷卻液經由旁路軟管 (4)流入水泵。

•曲軸

•主軸承蓋

•活塞冷卻噴嘴

•機油泵

注:冷卻液系統中可能包含一個或兩個水溫調節器。

分路管線 (9)從水泵頂部延伸到膨脹箱。必須通

過分流管的正確布管避免夾帶空氣。分路管路向

水泵提供恒定的冷卻液流,使其不會產生氣穴。

注:水溫調節器 (11)是冷卻系統的重要組成部分。水

溫調節器在散熱器和旁通水道之間分流冷卻液,以便

保持正常的工作溫度。如果系統內不安裝水溫調節

器,則沒有機械控制,并且多數冷卻液將通過阻力最

小的路徑流經旁路。這將導致發動機在熱天過熱,而

在冷天不能達到正常工作溫度。

注:加注散熱器時,排氣閥能夠使空氣經由水溫調節

器從冷卻系統中排出。正常運行中,排氣閥處于關閉

狀態,以防止冷卻液流過水溫調節器。

圖37

g00748989

典型示例

缸蓋通過帶鋼片的石墨密封墊與缸體間分開。冷

卻液從缸體經由密封墊開孔流入缸蓋。此密封墊

還負責密封缸體和缸蓋之間的機油供油和回油油

道。進氣口位于缸蓋的左側,而排氣口位于缸蓋

的右側。每一缸都有兩個進氣門和兩個排氣門。

每組進氣門和每組排氣門同時由氣門橋驅動。氣

門橋由推桿驅動?筛鼡Q的氣門導管壓入缸蓋

內。液壓驅動的電子控制單體噴油器位于四個氣

門之間。燃油直接以高速噴入氣缸。推桿氣門

系統控制氣門。

i06045042

發發動動機機基基體體

缸體和缸蓋

圖36

g01123834

典型示例

缸體具有7個主軸承。每個主軸承蓋通過兩條螺

栓固定帶缸體上。

拆下油底殼可以接近以下部件:

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UCNR4510

35

系統運作部分

活塞、活塞環和連桿

所有活塞環都位于活塞銷孔以上。壓縮環為梯形

環。梯形環采用錐形截面。錐形環在活塞環槽

內動作時,可有效防止活塞環卡死;, 塞環卡死

是由積碳引起的。中間環采用帶有鋒利下邊緣的

矩形截面。油環為傳統的標準活塞環。機油經

由油環槽內的孔流回曲軸箱。

機油從活塞冷卻噴嘴噴入活塞的下方。通過噴油

可潤滑和冷卻活塞。噴油還延長了活塞和活塞環

的壽命。

連桿的銷孔端成錐形。兩條螺栓將連桿蓋與連桿

相連?梢酝ㄟ^氣缸拆下連桿。

曲軸

圖38

g01123836

典型示例

(1)活塞

(2)活塞冷卻噴嘴

(3)連桿

具有高缸壓的高輸出發動機要求使用兩件式鉸接

活塞。兩件式鉸接活塞由通過活塞銷與鋁制活塞

裙相連的鍛鋼活塞冠構成。

圖40

g01456633

典型示例

(9)曲軸

(10)齒輪

曲軸將活塞的直線運動轉換為旋轉運動。曲軸前

端使用減振器,用來減輕會對發動機造成損壞的

扭振(曲軸的扭曲)。

曲軸驅動發動機前端的齒輪總成。齒輪總成驅動

以下裝置:

•機油泵

•凸輪軸

•液壓油泵

圖39

g01123838

另外,曲軸前端的皮帶輪驅動以下部件:

典型示例

•散熱器風扇

•水泵

(4)壓縮環

(5)中間環

(6)油環

(7)鍛鋼活塞冠

(8)鋁制活塞裙

•交流發電機

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36

UCNR4510

系統運作部分

液力油封用于曲軸兩端來控制漏油。隨著曲軸轉

動,密封唇中的液力油槽使所有機油都流回曲軸

箱。前油封位于前殼體中。后油封安裝在飛輪

殼中。

粘性減振器

圖42

g01456651

粘性減振器的截面圖

圖41

g01456648

(14)殼體

(15)曲軸

(16)配重

曲軸內油道示意圖

(11)油道

(12)主軸承

(13)連桿軸承

粘性減振器安裝在曲軸 (15) 前端。粘性減振器

在殼體 (14)中采用了配重 (16) 。配重與殼體之

間充滿了一種粘液。配重在殼體中移動以便限制

扭轉振動。

高壓機油通過缸體腹板內的鉆孔供應給所有主軸

承。然后發動機機油流經曲軸中的鉆道,以便為

連桿軸承提供機油。曲軸由七個主軸承固定到

位。后主軸承后面的止推軸承控制著曲軸的端

隙。

凸輪軸

減振器

氣缸內的燃燒產生的力會造成曲軸扭曲變形。這

個現象稱為扭振。如果振動過于強烈,曲軸將會

受損。減振器可以把扭矩限定在容許范圍以內,

以防曲軸損壞。

圖43

g00748980

凸輪軸位于缸體的左上角。凸輪軸由發動機前端

的齒輪驅動。凸輪軸由壓入缸體內的軸承支承。

共有四個凸輪軸軸承。凸輪軸驅動齒輪和凸輪軸

的臺肩間裝有止推盤,用來控制凸輪軸的端隙。

凸輪軸由曲軸齒輪驅動的惰輪驅動。凸輪軸與曲

軸的旋向相同。從發動機的飛輪端向發動機看

去,曲軸沿逆時針方向轉動。曲軸齒輪、惰輪和

凸輪軸齒輪上具有正時標記,用來確保凸輪軸與

曲軸間保證氣門正常工作所需要的正確正時。

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UCNR4510

37

系統運作部分

凸輪軸轉動時,每個凸輪移動一個挺桿組件。每

個氣缸有兩個挺桿組件。每個挺桿組件推動一個

推桿。每個推桿移動進氣門或排氣門。凸輪軸

必須與曲軸正時。凸輪軸凸輪與曲軸位置的關系

使每一缸的氣門能夠在正確的時間工作。

轉子組件有許多手指狀磁極,每一對極性相反的

磁極之間都有氣隙。磁極內有剩磁。這些剩磁

在磁極之間產生微小磁場。隨著轉子組件開始在

激磁繞組和定子繞組之間轉動,會產生少量交流

電流(AC)。此交流電流是由剩磁形成的微小磁

場在定子繞組內產生的。經過整流電橋的二極管

時,交流電流轉變為直流電流(DC)。這些電流

可用于以下應用中:

i06045048

電電氣氣系系統統

•向蓄電池充電

•向低電流強度的附件電路供電

•增強磁場

接地方法

應用電氣系統和發動機電氣系統的接地必須正

確,以確保性能正確且可靠。不正確的接地會造

成不受控和不可靠的電路路徑。

前兩種應用使用了絕大部分電流。隨著通過激磁

繞組的直流電流的增大,磁場強度也隨之提高。

隨著磁場的逐漸增強,定子繞組中產生更多交流

電流。轉子組件的轉速加快,也能提高交流發電

機的電流和電壓輸出。

不受控制的電路會對主軸瓦、主軸頸表面和鋁質

部件造成損壞。

電壓調節器是一個固態電子開關。電壓調節器可

感應系統中的電壓。電壓調節器通過每秒鐘多次

切換為接通和斷開來控制交流發電機的激磁電

流。交流發電機使用激磁電流來產生所需的電壓

輸出。

為確保應用和發動機電氣系統正常工作,必須使

用與蓄電池負極接線柱之間有直接路徑的發動機

至機架接地電纜帶。這可以通過起動馬達接地、

機架至起動馬達接地或直接的機架至發動機接地

的方式提供。請參閱操作和保養手冊以了解更多

信息。

注意

發動機電氣系統

切勿在蓄電池未接入電路中的情況下使交流發電機運

轉。 在電路中存在重負載時連接或斷開交流發電機的

接線都可能導致調壓器的損壞。

電氣系統具有以下獨立電路:

•充電

•起動(如有配備)

•低電流強度附件

發動機運轉時充電電路即處于工作狀態。交流發

電機為充電電路發出電力。電路中的電壓調節器

控制電氣輸出以便保持蓄電池處于充滿電的狀

態。

只有在起動開關啟動時,起動電路才會啟動。

充電系統部件

交流發電機

交流發電機經曲軸皮帶輪由皮帶驅動。該交流發

電機是一種三相、自整流充電裝置,調壓器是交

流發電機的一部分。

圖44

g00425518

典型的交流發電機部件

(1)調節器

(2)滾柱軸承

(3)定子繞組

(4)滾珠軸承

(5)整流器電橋

(6)激磁繞組

(7)轉子組件

(8)風扇

這種交流發電機的設計不需要滑環,唯一運動的

零件是轉子組件。承載電流的全部導體都是固定

不動的。電路中包括以下導體:

•激磁繞組

•定子繞組

•六個整流二極管

•電壓調節器電路部件

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38

UCNR4510

系統運作部分

起動系統部件

電磁閥 (2)有環繞著一個空心圓筒的繞組(一組

或兩組)。圓筒內部有一個彈簧加載的芯柱。

芯柱可來回移動。當起動開關閉合,電流流經繞

組時,會產生磁場 (1)。磁場  (1)拉動芯柱在圓

筒內向前移動。這會移動撥桿以使驅動小齒輪與

齒圈嚙合。接著芯柱前端使蓄電池和電磁閥   (2)

的馬達接線端發生接觸。然后起動馬達開始轉動

發動機飛輪。

起動電磁閥

當起動開關斷開時,電流就不再流過繞組。這時

彈簧將芯柱推回原位。與此同時,彈簧把小齒輪

移離飛輪。

當電磁閥內使用兩副繞組時,這兩副繞組被稱為

保持繞組和拉動繞組。兩副繞組環繞圓筒的匝數

相同,但是拉動繞組所有的電線直徑較大。直徑

較大的導線會產生較大的磁場 (1) 。當起動開關

接通時,來自蓄電池的電流一部分流經保持繞

組。其余的電流經過拉動繞組流向馬達接線柱。

然后電流經過馬達流向接地。當蓄電池與馬達接

線端之間完全連接時,電磁閥 (2)完全啟用。當

電磁閥 (2)完全啟用時,通過拉動繞組的電流被

切斷。此時,只有較小的保持繞組在工作。保

持繞組在起動發動機所需的時間段里工作。此時

電磁閥 (2)將從蓄電池消耗較少的電流,電磁閥

(2)產生的熱量也會保持在可接受的程度。

圖45

g00317613

典型起動電磁閥

圖46

g00425521

典型起動馬達部件

(1)字段

(2)電磁閥

(3)離合器

(4)小齒輪

(5)轉接器

(6)電刷總成

(7)電樞

起動電磁閥 (2)是一個電磁開關,執行以下兩個

基本操作:

•起動電磁閥(2)使用低電流強度的起動開關電路閉

合高電流強度的起動馬達電路。

•起動電磁閥(2)使起動馬達小齒輪(4)與齒圈嚙

合。

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UCNR4510

39

測試和調整

測試和調整部分

測測試試和和調調整整

i06045060

皮皮帶帶張張緊緊度度表表

表  1

所需工具

工具

零件號

零件描述

數量

A

-

皮帶張力計

1

表  2

風扇驅動皮帶張力表

儀表讀數

SAE 或 RMA  皮帶

規格

皮帶寬度

初始皮帶張力

(1)

舊皮帶張力

(2)

15/16

23.83 mm (0.94 in)

912 N (205 lb)

730 N (164 lb)

測量離發動機最遠的那根皮帶的張緊度。

(1)

初始皮帶張力是指新皮帶。

(2)

舊皮帶張力是指已在額定轉速下工作不低于 20  分鐘的皮帶。

將工具 (A)安裝在皮帶最大自由長度的中心位

置,并檢查皮帶的張力。檢查并調整最緊皮帶的

張力。按照操作和保養手冊皮帶-檢查/調整調

整皮帶張力。

注:更換皮帶時,務必整套更換皮帶。

表  3

水泵驅動皮帶張力表

儀表讀數

SAE 或 RMA  皮帶

規格

皮帶寬度

初始皮帶張力

(1)

舊皮帶張力

(2)

1/2 或  13A

13.89 mm (0.55 in)

734 N (165 lb)

580 N (130 lb)

測量離發動機最遠的那根皮帶的張緊度。

(1)

初始皮帶張力是指新皮帶。

(2)

舊皮帶張力是指已在額定轉速下工作不低于 20  分鐘的皮帶。

將工具 (A)安裝在皮帶最大自由長度的中心位

置,并檢查皮帶的張力。檢查并調整最緊皮帶的

張力。按照操作和保養手冊皮帶-檢查/調整調

整皮帶張力。

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  燃油油系系統統

40

UCNR4510

燃油系統

在發動機盤車時,觀察油流。查看燃油中有無

氣泡。如果目測表中沒有燃油,則向燃油系統

注油。請參閱系統操作、測試和調整燃油系統

-注油,以了解更多信息。發動機起動后,在

不同的發動機轉速下檢查燃油中是否有空氣。

盡可能在懷疑燃油中有空氣的工況下運轉發動

機。

i06045054

燃燃油油系系統統-檢檢查查

將燃油輸送到發動機的部件若有故障就會造成燃

油壓力低。這會使發動機性能降低。

1.1.檢查燃油箱中的燃油油位。確保油箱蓋的通

氣孔沒有被灰塵阻塞。

2.2.檢查燃油管有無泄漏。燃油管必須沒有阻塞

和與規格不符的彎折。確認回油管無皺縮。

3.3.安裝新燃油濾清器。

4.4.使用適當的濾清器切割機割開舊的濾清器。

檢查濾清器有無過多污染物。確定污染物的來

源。進行必要的修理。

5.5.保養燃油粗濾器(如有配備)。

6.6.操作手動注油泵(如有配備)。如果感覺到

阻力過大,檢查燃油壓力調節閥。如果感覺到

阻力不穩定,測試燃油中的空氣。請參閱系統

操作、測試與調整燃油混入空氣-測試,以了

解更多信息。

圖47

g01096678

(1)直徑大約為1.60mm(0.063in)的穩定小氣泡流動是燃油中容

許的空氣量。

(2)如果氣泡間的間隔為2到3秒,則直徑大約為6.35mm

(0.250in)的氣泡也是容許的。

(3)燃油中氣泡過多是不容許的。

7.7.排除燃油系統內可能存在的所有空氣。請參

閱系統操作、測試與調整燃油系統-注油。

3.3.如果發現回油管上的目測表內有過多空氣的

話,應在輸油泵的進口處安裝第二個目測表。

如果只有一個目測表的話,將目測表從回油管

拆下,然后安裝在輸油泵的進口處。在發動機

盤車時,觀察油流。查看燃油中有無氣泡。

發動機起動后,在不同的發動機轉速下檢查燃

油中是否有空氣。

i06045058

燃燃油油中中的的空空氣氣-測測試試

本步驟用來檢查燃油中是否有空氣。本步驟也可

幫助查找空氣的來源。

如果在燃油輸油泵進口處沒發現有過多空氣,

則空氣就是從燃油輸油泵之后進入系統的。轉

至步驟6。

1.1.檢查燃油系統中是否有泄漏。確保燃油管接

頭正確擰緊。檢查燃油箱中的燃油油位?

氣可能會從位于燃油輸油泵和燃油箱之間的吸

油側進入燃油系統。

如果發現輸油泵進口處有過多空氣的話,則空

氣就是由燃油系統的吸油側進來的。

2.2.將帶目視計的適當燃油流量管安裝在回油管

中。盡可能將目測表安裝在油管上至少

304.8mm(12in)長的直線區段。不要將目測

表安裝在以下會造成紊流的裝置的附近。

為為避避免免人人身身傷傷害害,,使使用用加加壓壓空空氣氣時時一一定定要要佩佩戴戴眼眼和和

臉臉的的防防護護面面具具。。

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