1、活塞连杆组故障诊断与修复 学习目标知识目标1.能解释柴油的特性;2.能阐述柴油机的工作原理;3.能识别柴油机共轨系统的零部件;4.能理解柴油机共轨系统的结构与工作原理;5.能描述共轨系统的控制项目和策略;6.能解释柴油机增压中冷系统的结构与工作原理;7.记住共轨系统的故障诊断流程。能力目标1.能根据结构特点识别共轨系统；2.能实施共轨系统卸压作业；3.能通过喷油器回油量测试，判断喷油器故障。1.1 柴油机燃油供给系统概述1.1.1柴油机燃油供给系统的功用 柴油机燃油供给系统的功用是根据柴油机的工作要求，定时、定量、定压地将雾化质量良好的柴油以一定的要求喷入汽缸内，并使这些燃油与空气迅速的混合和
2、燃烧。所谓定时就是按照供油相位要求；定量则是保证一定的油量，满足动力性输出的要求；定压则要求喷入汽缸的燃油具备一定的动能与空气进行混合。燃油供给系统的工作情况对柴油机的功率和油耗有重要的影响。1、概 述 1.1 柴油机燃油供给系统概述1.1.2柴油的特性（1）蒸发性差、流动性差、自燃温度低必须采用高压喷射雾化的方法与空气混合，因此，柴油机必须具有很大的压缩比、很高的喷油压力、很小的喷油器喷孔。（2）热值高发动机功率大，经济性好。（3）燃烧极限范围宽属稀燃发动机，排放中CO、HC较少；输出功率取决于油量的调节。1、概 述 1.1 柴油机燃油供给系统概述1.1.3燃油系统的基本功能（1）通过加压机
3、构使燃油压力升高。（2）调节喷油量，以改变输出功率。（3）能调节喷油时刻，以使燃烧彻底。1、概 述 1.1 柴油机燃油供给系统概述1.1.4柴油机的燃烧过程和燃烧室 1.1.4.1柴油机的燃烧过程 柴油机的柴油与空气在缸内混合，因此，需要有较大的供油提前角（一般为2226，如图5-1所示）。1、概 述图5-1 汽缸压力与曲轴转角的关系“O”-高压泵开始供油时刻；“A”-喷油器开始喷油时刻；“B”-自燃点 1.1 柴油机燃油供给系统概述1.1.4柴油机的燃烧过程和燃烧室 1.1.4.1柴油机的燃烧过程（1）供油提前角：泵油始点O至活塞上止点所对应的曲轴转角。若供油提前角过大，则着火准备期过长，会
4、引起爆燃；着火时间提前，会引起活塞敲缸，使得发动机工作粗暴，噪声增加。若供油提前角过小，则着火发生在活塞下行时，发动机动力下降。（2）喷油提前角：喷油始点A至活塞上止点所对应的曲轴转角。（3）喷油延迟期：泵油始点O到喷油始点A的间隔时间。高压油管越长，喷油延迟期越长；高压油腔的膨胀量越大，喷油延迟期越长。因此，应尽量缩短喷油延迟期。1、概 述 1.1 柴油机燃油供给系统概述1.1.4柴油机的燃烧过程和燃烧室 1.1.4.1柴油机的燃烧过程（4）燃烧延迟期（A-B）：是因为喷油后，混合气形成需要一定的时间才能着火，由此，形成了燃烧延迟期。燃烧延迟期越长，累积的燃油越多，着火时的压力增加越快，使柴
5、油机工作粗暴，发动机的噪声越大。燃烧延迟期取决于：燃油的十六烷值。混合气形成的过程（喷油压力、喷油器形式、压缩比和燃油喷射的方式等）。发动机的温度等。1、概 述 1.1 柴油机燃油供给系统概述1.1.4柴油机的燃烧过程和燃烧室 1.1.4.2柴油机的燃烧室 柴油机的燃烧室大致有直喷式、预燃室式、涡流室式三种。（1）直喷式燃烧室（图5-2）：直喷式燃烧室燃烧室呈浅盆形，喷油器的喷嘴直接伸入燃烧室。这种燃烧室结构紧凑，散热面积小，因将燃油直接喷入燃烧室，故发动机起动性能好，做功效率高。1、概 述图5-2 直喷式燃烧室 1.1 柴油机燃油供给系统概述1.1.4柴油机的燃烧过程和燃烧室 1.1.4.2
6、柴油机的燃烧室（1）直喷式燃烧室（图5-2）：直喷式燃烧室一般采用孔式喷油器，可选配双孔或多孔喷油嘴。根据喷油器的安装形式可选用形活塞和锥形活塞（图5-3、图5-4）。1、概 述图5-3 形活塞 1.1 柴油机燃油供给系统概述1.1.4柴油机的燃烧过程和燃烧室 1.1.4.2柴油机的燃烧室（1）直喷式燃烧室（图5-2）：形活塞配合四孔喷油器，可使得喷注在燃烧室内形成形涡流，促使燃油与空气的混合。锥形活塞配合直列放置的喷油器，可使喷注由中间向四周形成涡流。目前，新型的燃油共轨系统多采用此种形式的燃烧室和活塞。1、概 述图5-4 锥形活塞 1.1 柴油机燃油供给系统概述1.1.4柴油机的燃烧过程和
7、燃烧室 1.1.4.2柴油机的燃烧室（2）预燃室式燃烧室（图5-5）：这种燃烧室有主副两个燃烧室，其间有孔相通。喷油器装在副燃烧室内，柴油在副燃烧室内燃烧后喷入主燃烧室，推动活塞向下运动。1、概 述图5-5 预燃室式燃烧室 1.1 柴油机燃油供给系统概述1.1.4柴油机的燃烧过程和燃烧室 1.1.4.2柴油机的燃烧室（2）预燃室式燃烧室（图5-5）：由于自燃主要发生在副燃烧室内，而主燃烧室内主要是扩散燃烧，因此，这种燃烧室工作较柔和，噪声较小。但是，因为散热面积较大，故热效率较低，目前，较少采用。预燃室式燃烧室一般采用浅盆形（图5-6）或平顶活塞，以减少散热面积。1、概 述图5-6 浅盆形活塞
8、 1.1 柴油机燃油供给系统概述1.1.4柴油机的燃烧过程和燃烧室 1.1.4.2柴油机的燃烧室（3）分隔式燃烧室：为了增加主燃烧室内的涡流，使燃油能得到充分的空气进行扩散燃烧，有些柴油机设有主副燃烧室。一部分位于活塞顶与缸盖底面之间，称为主燃烧室；另一部分在汽缸盖内，称为副燃烧室。副燃烧室又有涡流室式和预燃室式两种，图5-7所示为涡流室式燃烧室，主燃烧室与涡流室两腔室有通道相连。涡流室式燃烧室一般采用平顶活塞，配合孔式喷油器一起使用。1、概 述图5-7 涡流室式燃烧室 1.1 柴油机燃油供给系统概述1.1.4柴油机的燃烧过程和燃烧室 1.1.4.2柴油机的燃烧室（3）分隔式燃烧室：预燃室式燃
9、烧室和涡流室式燃烧室一般均需安装预热塞。在压缩行程期间，涡流室内形成旋涡气流，多数燃油在涡流室内被点燃。然后，其余燃油在主燃烧室内继续燃烧，分隔式燃烧室一般采用轴针式喷油器，喷油压力要求不高。优点：运转平稳，转速范围宽。缺点：燃烧压力低，动力性差。起动性能差，一般需要使用预热装置。分隔室式燃烧室在客车上使用广泛。1、概 述 1.1 柴油机燃油供给系统概述1.1.4柴油机的燃烧过程和燃烧室 1.1.4.2柴油机的燃烧室（4）各种燃烧室系统比较：各类燃烧室的特点比较见表5-1。1、概 述 1.2 机械式燃油供给系统1.2.1机械式燃油供给系统的组成 机械式燃油供给系统由燃油箱、输油泵、燃油滤清器、
10、高压油泵、喷油器、高低压油管等组成。柴油机燃油供给系统如图5-8所示。1、概 述图5-8 燃油供给系统的组成 1.2 机械式燃油供给系统1.2.2机械式燃油供给系统的主要零部件及其基本功能（1）喷油泵对燃油进行加压、计量，并按照一定的次序将燃油供入到各个汽缸所对应的喷油器中去。（2）提前器连接在发动机驱动轴和喷油泵凸轮轴之间，由于其内部机构的作用，可改变喷油泵喷油时间。这是一个相位自动调节机构。（3）调速器检测出发动机的即时转速，并将即时转速和设定的转速进行比较，产生与两种速度差相对应的作用力，使发动机的转速向设定转速逼近。调速器既是一种速度传感器，又是调节喷油量的执行器，是一种典型的速度自动
11、调节装置。（4）喷油器喷油器安装在发动机汽缸盖上，将喷油泵送来的高压燃油喷入燃烧室内。喷油器是一个自动阀，可以设定其开阀压力，而喷油嘴的结构决定其关闭压力。1、概 述 1.2 机械式燃油供给系统1.2.2机械式燃油供给系统的主要零部件及其基本功能（5）输油泵将燃油箱中的燃油吸出来，送入到喷油泵的低压腔中。（6）高压油管无缝钢管，将喷油泵中的高压燃油送入喷油器中。（7）滤清器将燃油中的杂物滤去，保证喷油嘴正常工作。（8）回油管将多余的燃油送回燃油箱。1、概 述 1.2 机械式燃油供给系统1.2.3机械式燃油供给系统的工作过程 柴油机工作时，输油泵将柴油从燃油箱经粗滤器吸入，压送到油水分离器、燃油
12、滤清器。柴油滤清后，经油管流到高压油泵总成。高压油泵使柴油压力增加，并将高压柴油定时定量地经高压油管等压送到喷油器。喷油器将柴油喷射进汽缸内，形成雾状燃油燃烧做功。喷油器多余的柴油经回油管流回到燃油箱。机械式燃油供给系统的尾气排放不能满足法规的要求，从2008年开始，柴油机已全部采用电控燃油喷射系统。1、概 述 1.3 电控燃油共轨系统1.3.1简述 20世纪90年代，博世公司和日本电装公司先后研制出一种全新的燃油喷射系统电控共轨燃油系统。从此开始了绿色柴油机时代。1994年，博世公司生产了第一代电控共轨燃油系统（图5-9）。1、概 述图5-9 电控共轨燃油系统1-空气流量计；2-ECU；3-
13、燃油泵；4-共轨；5-喷油器；6-转速传感器；7-水温传感器；8-燃油滤清器；9-加速踏板位置传感器 1.3 电控燃油共轨系统1.3.1简述 电控共轨燃油系统主要由ECU、燃油泵、喷油器、空气流量计、共轨组件、限压阀和调压阀、加速踏板位置传感器、电磁断油阀等组成。电控共轨燃油系统的使用特点是：（1）共轨压力高达135200MPa，使得喷油雾化极好，燃烧彻底，发动机的动力性和经济性好。（2）采用高速电磁阀控制燃油喷射，可以实现预喷射（一个工作循环可以实现46次燃油喷射），使柴油燃烧更彻底。（3）闭环控制。（4）满足欧以上排放法规。1、概 述 1.3 电控燃油共轨系统1.3.2电控共轨燃油系统的优
14、点（1）自由调节喷油压力（共轨压力）：利用共轨压力传感器测量共轨内的燃油压力，从而调整供油泵的供油量、控制共轨压力（共轨压力就是喷油压力）。此外，还可以根据发动机转速、喷油量的大小与设定了的最佳值(指令值)始终一致地进行反馈控制。（2）自由调节喷油量：以发动机的转速及加速踏板位置信息等为基础，由计算机计算出最佳喷油量，通过控制喷油器电磁阀的通电、断电时刻直接控制喷油参数。（3）自由调节喷油率形状：根据发动机用途的需要，设置并控制喷油率形状：预喷射、后喷射、多段喷射等。（4）自由调节喷油时间：根据发动机的转速和负荷等参数，计算出最佳喷油时间，并控制电控喷油器在适当的时刻开启或关闭，从而准确控制喷
15、油时间。1、概 述 1.3 电控燃油共轨系统1.3.3电控共轨系统的结构与工作原理 1.3.3.1电控共轨系统的工作过程 燃油从燃油箱经输油泵供入供油泵中，在供油泵中提升压力之后，送入共轨，共轨内的燃油压力在25MPa（怠速）160MPa（额定转速）之间。共轨内的高压燃油供给各个汽缸所对应的喷油器，设置在电控喷油器上的电磁阀严格按照ECU发来的指令动作，控制各个汽缸的喷油时间和喷油量，向各个汽缸内喷射最适量的燃油。发动机转速、发动机负荷等各种传感器信息、各种开关的信号送入ECU。ECU根据这些信息，经过预先编制好的计算处理程序，经计算处理以后向供油泵、喷油器等执行器发出控制指令，从而实现对燃油
16、喷射过程进行最佳控制。1、概 述 1.3 电控燃油共轨系统1.3.3电控共轨系统的结构与工作原理 1.3.3.2供油泵的结构与工作原理 1、概 述图5-10 供油泵结构1-驱动轴；2-偏心凸轮；3-高压泵柱塞；4-高压油腔；5-进油阀；6-电磁断油阀；7-出油阀；8-密封套；9-高压油管；10-压力调节器；11-溢油阀座；12-回油管；13-吸油管；14-止回阀；15-低压输送油道 1.3 电控燃油共轨系统1.3.3电控共轨系统的结构与工作原理 1.3.3.2供油泵的结构与工作原理 1、概 述图5-11 供油泵工作原理(图注同图5-10)1.3 电控燃油共轨系统1.3.3电控共轨系统的结构与工
17、作原理 1.3.3.2供油泵的结构与工作原理（1）压力调节阀：由电磁阀、阀针、密封球和平衡弹簧等组成。共轨上安装有油压传感器，检测共轨中的压力（图5-12）。当油压过高时，ECU控制压力调节阀打开溢油阀泄压。1、概 述图5-12 压力调节阀1-密封球；2-阀针；3-电磁线圈；4-平衡弹簧；5-护套 1.3 电控燃油共轨系统1.3.3电控共轨系统的结构与工作原理 1.3.3.2供油泵的结构与工作原理（1）压力调节阀：从小孔施加在密封球上的力与作用在相对面积很大的阀针上的力相平衡，当ECU给电磁阀通电后，破坏了这种平衡，磁力将针阀向上抬起，密封孔打开泄压。（2）电磁断油阀：供油泵产生的高压燃油经共
18、轨分配到各个汽缸的喷油器中；燃油压力由设置在共轨内的传感器检出，反馈到控制系统，并使实际压力值和事先设定的、与发动机转速和发动机负荷相适应的压力值始终一致。1、概 述 1.3 电控燃油共轨系统1.3.3电控共轨系统的结构与工作原理 1.3.3.2供油泵的结构与工作原理（2）电磁断油阀：柱塞下行，控制阀开启，低压燃油经控制阀流入柱塞腔。柱塞上行，但控制阀中尚未通电，控制阀仍处于开启状态，吸进了的燃油并未升压，经控制阀油流回低压腔。ECU计算出满足必要的供油量的定时，适时地向控制阀供电，并使之开启，切断回油流路，柱塞腔内燃油增压。因此，高压燃油经出油阀（止回阀）压入共轨内；控制阀开启后的柱塞行程与
19、供油量对应。如果使控制阀的开启时间（柱塞的预行程）改变，则供油量随之改变，从而可以控制共轨压力。凸轮越过最大升程后，则柱塞进入下降行程，柱塞腔内的压力降低；这时出油阀关闭，压油停止；控制阀处于停止通电状态，控制阀开启，低压燃油将被吸入柱塞腔内，即回复到a状态。1、概 述 1.3 电控燃油共轨系统1.3.3电控共轨系统的结构与工作原理 1.3.3.3喷油器的结构与工作原理 喷油器的结构如图5-13所示。喷油器的主要零件是：喷油嘴、顶针、电磁阀、控制活塞和球阀等。1、概 述图5-13 喷油器结构1-回油管；2-控制接线柱；3-电磁线圈；4-进油口；5-止回阀；6、7-节流孔；8-B腔；9-接杆；1
20、0-油道；11-针阀；12-A腔 1.3 电控燃油共轨系统1.3.3电控共轨系统的结构与工作原理 1.3.3.4共轨组件 共轨组件（图5-14）的作用是接受从供油泵供来的高压燃油，并按照ECU的指令向各个汽缸分配燃油。共轨组件中还有压力限制器、流动缓冲器和压力传感器等，随时监测有无过剩燃油流出、喷射，监测压力是否正常并进行控制。1、概 述图5-14 共轨组件 1.3 电控燃油共轨系统1.3.4燃油共轨系统的各种传感器 1.3.4.1发动机转速传感器 发动机转速传感器（图5-15）安装在飞轮壳上，以脉冲形式检测发动机转速；供油泵传感器布置在供油泵上，具有传感器功能，对汽缸进行判别。1、概 述图5
21、-15 发动机转速传感器 1.3 电控燃油共轨系统1.3.4燃油共轨系统的各种传感器 1.3.4.2加速踏板位置传感器 加速踏板位置传感器（图5-16）安装在加速踏板上，可以检测出脚踩加速踏板的力量（加速踏板转过的角度）。其输出电路有两套，以确保可靠性。1、概 述图5-16 加速踏板位置传感器 1.3 电控燃油共轨系统1.3.4燃油共轨系统的各种传感器 1.3.4.3增压压力传感器 增压压力传感器（图5-17）安装在进气管上，为了对燃油喷射进行最佳化控制，随时都在监视着增压器提供的进气压力的变化。1、概 述图5-17 增压压力传感器 1.3 电控燃油共轨系统1.3.4燃油共轨系统的各种传感器
22、1.3.4.4冷却液温度传感器 冷却液温度传感器安装在汽缸体左前方的上部。为了确保燃油喷射最佳化，随时都在监视着冷却液温度的变化。该发动机中实际使用的冷却液温度传感器的形状和特性曲线如图5-18所示。1、概 述图5-18 冷却液温度传感器 1.3 电控燃油共轨系统1.3.4燃油共轨系统的各种传感器 1.3.4.5燃油温度传感器 燃油温度传感器安装在汽缸上，靠近燃油滤清器的位置。为了确保燃油喷射最佳化，随时都在监视着燃油温度的变化。发动机中实际使用的燃油温度传感器的形状和特性曲线如图5-19所示。1、概 述图5-19 燃油温度传感器 1.3 电控燃油共轨系统1.3.4燃油共轨系统的各种传感器 1
23、.3.4.6大气温度传感器 大气温度传感器安装在进气管的前部，为了确保燃油喷射最佳化，随时都在监视着大气温度的变化。1.3.4.7速度传感器 速度传感器安装在变速器上，监视车速的变化。发动机中实际使用的车速传感器如图5-20所示。1、概 述 1.3 电控燃油共轨系统1.3.4燃油共轨系统的各种传感器 1.3.4.7速度传感器 1、概 述图5-20 速度传感器 1.3 电控燃油共轨系统1.3.4燃油共轨系统的各种传感器 1.3.4.8加速踏板开关 加速踏板开关（图5-21）安装在加速踏板上，随时都在监视着加速踏板的怠速位置。1、概 述图5-21 加速踏板开关 1.3 电控燃油共轨系统1.3.4燃
24、油共轨系统的各种传感器 1.3.4.9大气压力传感器 大气压力传感器布置在ECU内部，为了确保燃油喷射最佳化，随时都在监视着大气压力的变化。1.3.4.10诊断开关 诊断开关（插座颜色：白色）布置在检查盒内，在进行故障诊断时使用。1、概 述 2.1 喷油正时的确定 共轨型电控柴油发动机的基本喷油正时是通过计算发动机转速和加速踏板开启度角来决定的，再加上根据冷却液温度和进气压力的量来进行修正（图5-22），得出最佳的喷油正时。由于喷油始点和喷油延续时间由指令脉冲决定，与转速及负荷无关，因此，ECU可以自由控制喷油时间。2、发动机ECU的控制图5-22 喷油正时的确定 2.2 喷油控制 电磁阀的通
25、电时刻确定了喷油始点。电磁阀通电时间的长短可确定喷油量。这些基本喷油参数都是电子脉冲控制的。喷油器中的指令脉冲、针阀升程、指令压力和喷油率图形随时间变化的过程如图5-23所示。2、发动机ECU的控制图5-23 喷油控制 2.2 喷油控制2.2.1起动时的喷射控制 ECU根据起动信号和冷却液温度传感器信号来调节基本喷油量，确定起动时的喷油量。发动机温度越低，喷油量越大（图5-24）。为确保能够起动，当冷却液温度低时，ECU将喷油提前，并提高发动机转速。2、发动机ECU的控制图5-24 喷射控制 2.2 喷油控制2.2.2喷油率控制 电磁阀通过控制喷油器控制腔内的压力来控制喷油的开始和喷油终了。量
26、孔大小既控制喷油嘴针阀的开启速度，也控制喷油率形状。由于高速电磁阀的使用，可以实现在一个做功循环内的多次喷油，可分为三个阶段。（1）预喷阶段：在主脉冲之前，有一个脉宽相当小的预喷射脉冲。根据缸内温度控制柴油起燃（图5-23）。根据发动机的实际需要，预喷射形状可以有多种形式。决定预喷射形状的参数有：预喷油量大小及预喷油与主喷油之间的时间间隔。但是，实现该理想的喷油速率图形的具体方法主要是准确而细致地调节脉冲始点、脉冲宽度和脉冲间隔。2、发动机ECU的控制 2.2 喷油控制2.2.2喷油率控制（2）主喷阶段（图5-23）：根据发动机转速、负荷信号和驾驶员的操作意图，控制发动机的动力。（3）后喷阶段
27、（图5-23）：在排气门打开时的喷射。其作用是：降低缸内温度，降低NOx的产生；在排气管中燃烧，有利于颗粒物的消除。2、发动机ECU的控制 2.2 喷油控制2.2.3怠速控制 ECU根据各传感器的信号，按驱动状态计算目标速度，再将目标与发动机转速信号进行比较，并控制喷射器，调节喷油量，以校正怠速（图5-25）。2、发动机ECU的控制图5-25 怠速控制 3.1 柴油机进排气系统的组成 汽车进排气系统由空气滤清器、进气歧管、空气加热器、滤网、进气管、排气管、排气制动阀、涡轮增压器等组成。发动机进排气系统如图5-26所示。3、柴油机进排气系统图5-26 进排气系统1-进气管总成；2-进气管接头；3
28、-空气滤清器总成；4-涡轮增压器；5-进气增压管；6-气门室盖；7-排气歧管；8-排气支管；9-消声器总成 3.2 空气滤清器总成3.2.1概述 空气滤清器采用叶片环旋流干式滤清器。进入总成的空气流经过旋流叶片时，产生强烈的旋流，使空气中较大的灰尘粒子在离心力作用下被甩入滤清器端盖积灰盘内，并通过排尘袋(俗称鸭嘴)自动排出滤清器外。这是第一级滤清，亦称粗滤，其滤清效果达到7580。其总成如图5-27所示。3、柴油机进排气系统 3.2 空气滤清器总成3.2.1概述 3、柴油机进排气系统图5-27 空气滤清器总成1-双钢丝式环箍；2-钢丝型弹性环箍；3-软管；4-螺母；5-堵塞指示器托架；6-堵塞
29、指示器接头；7-堵塞指示器总成；8-手柄；9-手柄密封垫圈；10-滤芯总成；11-壳体总成；12-橡胶排尘袋；13-弹簧垫圈；14-螺栓；15-进气胶管 3.2 空气滤清器总成3.2.2主滤芯 经过粗滤的空气再经主滤芯滤清，并穿过安全滤芯进入发动机。主滤芯是由经树脂处理的微孔滤纸折棱后均匀排列成圆柱形加上外金属网罩组成。金属网罩的作用是防止滤纸在使用和维护时损坏。主滤芯的滤清效果在99.5以上。滤芯一旦破损，会失去滤清效果，因此，决不允许使用已破损的主滤芯。3、柴油机进排气系统 3.2 空气滤清器总成3.2.3安全滤芯 安全滤芯也是由滤芯加内、外金属网罩组成，滤芯的材料为滤纸。一旦主滤芯破损，
30、安全滤芯可暂时起到滤清作用。通常空气滤清器在汽车行驶了40008000km应进行除尘；在汽车行驶了2000025000km时应更换滤芯和密封圈。3、柴油机进排气系统 3.3 进气增压系统结构与工作原理3.3.1概述 进气增压系统的结构如图5-28所示。3、柴油机进排气系统图5-28 进气增压系统 3.3 进气增压系统结构与工作原理3.3.1概述 3.3.1.1作用 利用发动机排气的动力使进气增压，以达到进气充分、使发动机动力提高和减少废气的目的。柴油机采用废气涡轮增压不仅可提高功率30100，甚至更多，还可减小单位功率质量，缩小外形尺寸，节约原材料，降低燃油消耗。试验表明，由于涡轮增压发动机燃
31、烧比较完全，排烟浓度降低，废气中CO和HC含量明显减少，NOx含量也较少，对减少汽车排气污染有利。此外，由于燃烧压力升高率降低，发动机工作较柔和，噪声比较小。3、柴油机进排气系统 3.3 进气增压系统结构与工作原理3.3.1概述 3.3.1.2工作原理 发动机排出的废气驱动废气涡轮增压器的排气侧涡轮转动，与其同轴相连的进气侧涡轮随之转动，将进气增压后从进气歧管压入发动机。由于废气的加热和空气的压缩，增压后的空气温度很高，因此，需要在进气歧管入口处安装空气冷却装置，将增压空气冷却后压入发动机。3、柴油机进排气系统 3.3 进气增压系统结构与工作原理3.3.2废气涡轮增压器结构 康明斯6BT发动机
32、的增压器结构如图5-29所示，增压器主要由装在同一轴8上的涡轮和压气机叶轮15及轴承系统、两端的压气机壳1和涡轮壳4及密封装置12、7、润滑系统组成。压气机叶轮15叶片为前倾后弯式，以提高压气机效率。涡轮和轴焊接在一起。轴承系统采用全浮式滑动轴承。采用具有良好储油性能的粉末冶金推力轴承。两端均采用活塞环式密封环。3、柴油机进排气系统 3.3 进气增压系统结构与工作原理3.3.2废气涡轮增压器结构 3、柴油机进排气系统图5-29 废气涡轮增压器1-压气机壳；2-V形卡箍；3-扩压器；4-涡轮壳；5-隔热罩；6-涡轮；7-涡轮端密封环；8-轮轴总成；9-浮动轴承；10-轴承壳(中间体)；11-止轮
33、轴承；12-压气机端密封环；13-定距推力套；14-轴封；15-压气机叶轮；16-抛油盘注：转子总成包括零部件8、13、14、15和压气机叶轮固定螺母 3.3 进气增压系统结构与工作原理3.3.3工作原理 废气涡轮增压器的工作原理如图5-30所示。3、柴油机进排气系统图5-30 废气涡轮增压器的工作原理1-排气管；2-喷油嘴；3-涡轮；4-涡轮壳；5-转子轴；6-轴承；7-扩压器；8-压气机叶轮；9-压气机壳；10-进气管 3.3 进气增压系统结构与工作原理3.3.3工作原理 柴油机工作时，空气从进气帽网板以很高的速度被吸入。被吸入的空气沿进气管到达空气滤清器。经过空气滤清器过滤清洁后的空气经
34、连接管到达增压器至进气管的过渡弯头。然后，清洁的经过增压以后的空气进入中冷器，随后进入整体式汽缸盖上的进气歧管和进气门。最后，把清洁的空气引入汽缸。各汽缸排出的废气经排气门到排气歧管，然后从双通道进入增压器。进入增压器的废气，推动增压器运转，随后依次经增压器排气口的连接管，消声器总成和消声器排气管，将废气排出。3、柴油机进排气系统 3.4 中间冷却器 为了进一步提高发动机的功率，高增压式增压器一般要采用中间冷却器（简称中冷器）。柴油机装中冷器后，增压器压气机出来的空气不直接进入柴油机的进气管，而是用管子将增压空气引至安装在柴油机冷却水散热器前面的空冷式中冷器。在这里，压缩空气经过冷却，使其密度
35、进一步提高，以增加发动机的进气量，有利于提高柴油机的性能。中冷器的布置如图5-31所示。3、柴油机进排气系统图5-31 中间冷却器 4.1 柴油滤清器的维护（1）柴油纸滤芯只能一次性使用，不允许清洗后再用。换用新滤芯时，一定要使用合格的产品，注意不要漏装密封圈。（2）更换滤芯时注意，千万不要只看燃油滤芯尺寸，一定要装符合原车规格的滤芯，否则，将引起喷油泵柱塞偶件磨损。（3）检查滤清器座与缸盖上的O形密封圈是否渗漏，如果有渗漏应拆下滤清器座更换O形密封圈。（4）第一级滤清器为燃油滤清器带油水分离器，应每天拧松阀塞放水。一般柴油机使用500h或汽车行驶16000km后，应更换滤清器。（5）滤清器为
36、不可拆式，更按时需整体更换。更换新滤清器时，将滤清器充满干净的柴油，在滤清器密封胶圈上涂上少许润滑油(15W40)。涂油后，必须在15min内安装。滤清器装到接头上后，用手拧紧直到与滤清器座接触，然后再拧1/23/4圈。不要拧得太紧，以免损坏滤清器螺纹和橡胶圈。4、燃油系统的检修 4.2 增压器的维护 松开增压器进油接头螺帽，向增压器注入润滑机油以保证柴油机起动时，增压器轴承就能得到润滑。经清洗或更换过的增压器机油滤清器也要注满润滑机油（图5-32）。加入喷油泵及增压器的机油牌号应与加入柴油机的机油牌号相同，并必须是清洁的。4、燃油系统的检修图5-32 增压器的维护 4.3 电控系统的检修4.
37、3.1共轨式电控燃油供给系统检修注意事项 电控式共轨柴油供给系统的喷油压力可高达135200MPa，所以，有关保养维修的技术和应该注意事项与传统式柴油发动机是不相同的，其维修注意事项如下：（1）电控共轨式柴油喷射系统需要较高的喷油压力，因此需要比传统的喷射系统更小的喷油孔和更精密的调整，因此，当共轨式柴油喷射系统维修时，必须维持绝对的清洁度。4、燃油系统的检修 4.3 电控系统的检修4.3.1共轨式电控燃油供给系统检修注意事项（2）为了防止手套上的棉絮脱落或灰尘、杂质掉落燃油系统，故在从事相关零件的拆卸和分解工作时，不可戴手套工作，如图5-33所示。4、燃油系统的检修图5-33 不可戴手套从事
38、燃油系统的相关工作 4.3 电控系统的检修4.3.1共轨式电控燃油供给系统检修注意事项（3）拆卸各汽缸高压柴油钢管时，其两端螺母均需同时放松，作业时需以两个扳手同时操作，如图5-34所示，以免高压油管变形损坏。4、燃油系统的检修图5-34 拆卸高压油管操作 4.3 电控系统的检修4.3.1共轨式电控燃油供给系统检修注意事项（4）发动机运转时，绝不可松开高压油管，以免危险。（5）燃料系统各零件都必须用密封塑料袋包装，且孔口必须用适当的塞子保护，避免灰尘、砂粒、杂质或水分进入。（6）当柴油管路已被拆开时，请勿用高压空气枪喷出高压空气在其附近做清洁工作。（7）有些厂牌规定高压油管不可重复使用，只要从
39、发动机拆卸后，就不可重复使用，以免漏油或发生其他危险情况。（8）高压油管不可碰撞，尤其是在实施维护或检修工作时。（9）绝不可改变高压油管的弯角与圆弧，以免影响到喷油的状况，比如喷油率的控制、喷油量、喷油正时等。4、燃油系统的检修 4.3 电控系统的检修4.3.1共轨式电控燃油供给系统检修注意事项（10）高压油管压力很高，不可直接用手工具泄放高压管油压，否则可能会射穿肉体，造成危险与伤害，最好能参阅厂家维修资料实施泄放油压工作，比如有些厂家规定要使用专用仪器泄放油压。（11）实施高油压检查时，仅能通过共轨压力感知器的电压数值读取，最好能使用厂家专用的电脑诊断仪器或示波器进行。（12）发动机发动运
40、转时，检测每一汽缸的燃烧与产生动力情况，可通过拆开喷油嘴电线接头逐一确认，但要注意采用此种方法可能会被电击。4、燃油系统的检修 4.3 电控系统的检修4.3.1共轨式电控燃油供给系统检修注意事项（13）进行更换喷油器的工作前，一定要确认喷油器上厂家所标示的编号或记号，更换时必须使用相同编号或记号，若无相同编号或记号的喷油器时，则需要全部更换，如图5-35所示。4、燃油系统的检修图5-35 喷油器的安装编号 4.3 电控系统的检修4.3.1共轨式电控燃油供给系统检修注意事项（14）安装喷油器前，一定要将喷油器底座的积炭清洁干净，必要时要使用合适的钢丝刷实施，且一定要装上铜垫圈，以便散热和防止汽缸
41、漏气，有些厂牌如果密封不良,喷油器会因为机油流入燃烧室而损坏。（15）安装喷油器时，其固定螺栓一定要按照厂家规定的力矩锁紧，否则，容易造成各缸柴油分配不平均、性能降低与缩短喷油器的寿命。（16）当油箱完全无油时，一定要添加超级柴油。如柴油发动机使用电动柴油泵作为低压泵，发动机发动前可不需排放低压管路的空气。但低压泵如采用内外齿轮式，则一定要先排放低压管路的空气，再起动发动机。4、燃油系统的检修 4.3 电控系统的检修4.3.2电控高压共轨燃油喷油系统故障诊断思路（1）先外后内。在柴油机出现故障时，先对电子控制系统以外的可能故障部位予以检查。这样可避免本来是一个与电子控制系统无关的故障，却对系统
42、的传感器、电控单元、执行器及线路等进行复杂且又费时费力的检查，即真正的故障可能是较容易查找到却未能找到。比较容易的方法是：柴油机发生故障，首先观察系统的故障指示灯，如果指示灯没有显示，则基本可以作为机械故障来进行处理。如果指示灯有显示，我们就可以通过闪码来确定故障位置，进而进行相应处理。4、燃油系统的检修 4.3 电控系统的检修4.3.2电控高压共轨燃油喷油系统故障诊断思路（2）先简后繁。实际上柴油机故障绝大多数都是比较简单的故障，电气系统的故障也是如此。我们可以首先对电气系统进行初步的检查，比如检查电控系统线束的连接状况：传感器或执行器的电连接器是否良好；线束间的连接器是否松动或断开；电线是
43、否有磨破或线间短路现象；电连接器的插头和插座有无腐蚀现象等，检查每个传感器和执行器有无明显的损伤。直观检查未找出故障，需借助于仪器仪表或其他专用工具来进行检查时，也应对较容易检查的或最有可能产生故障的地方先予以检查。4、燃油系统的检修 4.3 电控系统的检修4.3.2电控高压共轨燃油喷油系统故障诊断思路（3）闪码先行。电子控制系统一般都有故障自诊断功能。当电子控制系统出现某种故障时，故障自诊断系统就会立刻监测到故障并通过检测柴油机警告灯向驾驶员报警，与此同时以代码的方式储存该故障的信息。这时我们应该按下柴油机诊断开关，这时柴油机故障指示灯会按顺序闪出闪码，我们可根据对应的手册查出闪码指示的故障
44、，从而解决故障。（4）代码综合。如果前面所做的都解决不了问题，我们就需要利用专门的诊断仪对电控系统做一个全面的检测了。先确认代码故障，然后可利用诊断仪的各项功能对柴油机进行具体诊断，比如，发现柴油机喷油器某一缸喷油量为零，则可初步判断这一缸喷油器或者线束有问题，再进行下一步的排除就比较简单了。4、燃油系统的检修 4.3 电控系统的检修4.3.2电控高压共轨燃油喷油系统故障诊断思路（5）换件排除。电控柴油机的电气系统中线路发生的故障通常是配线和连接器接触不良造成的，这时想要具体查处故障原因可能要耗费比较多的时间。在实际的维修过程中，为了能快速解决问题，排除故障，最便捷的方法莫过于在诊断出故障部件
45、后采用新件替换，这样能够以最快速的方法解决问题。找到故障部件后，查找问题原因要容易得多。4、燃油系统的检修 4.3 电控系统的检修4.3.3常见故障诊断方法 4.3.3.1故障码的读取 控制器（ECU）具有故障自诊断的功能，一旦ECU检测出电喷系统故障，将产生对应的故障码并存入内存，依照故障的严重等级，自动进入不同的失效保护策略。大部分情况下，失效保护策略仍能保持发动机以降低功率的方式继续工作。少数极其严重的故障，失效保护策略会停止喷油。4、燃油系统的检修 4.3 电控系统的检修4.3.3常见故障诊断方法 4.3.3.1故障码的读取 故障码的读取可以通过故障检测仪读取或通过发动机故障灯的闪码读
46、取。（1）故障灯读码。该灯位于仪表板；颜色为红色；电喷系统出现故障后点亮；打开点火开关后，系统对故障灯的线路进行自检，点亮故障灯，如无故障，则故障灯在2s后熄灭；电喷系统故障消失后，故障指示灯在下一运转循环自动熄灭。4、燃油系统的检修 4.3 电控系统的检修4.3.3常见故障诊断方法 4.3.3.1故障码的读取（2）故障指示灯读取故障码故障闪码方法。点火开关处于ON；待机与运行工况下均可进行；按下松开诊断请求开关即可激活闪码；每一次操作只闪烁一个故障码，依次进行即可读完所有故障码。4、燃油系统的检修 4.3 电控系统的检修4.3.3常见故障诊断方法 4.3.3.1故障码的读取（2）故障指示灯读
47、取故障码故障闪码方法。故障闪码示例如图5-36所示（闪码为553）。4、燃油系统的检修图5-36 故障码闪烁示意图 4.3 电控系统的检修4.3.3常见故障诊断方法 4.3.3.1故障码的读取（2）故障指示灯读取故障码故障闪码方法。依照上面的闪码，我们就可以对照表5-2的故障码表找出故障信息。4、燃油系统的检修 4.3 电控系统的检修4.3.3常见故障诊断方法 4.3.3.1故障码的读取（2）4、燃油系统的检修 4.3 电控系统的检修4.3.3常见故障诊断方法 4.3.3.1故障码的读取（2）4、燃油系统的检修 4.3 电控系统的检修4.3.3常见故障诊断方法 4.3.3.1故障码的读取（2）
48、4、燃油系统的检修 4.3 电控系统的检修4.3.3常见故障诊断方法 4.3.3.1故障码的读取（2）4、燃油系统的检修 4.3 电控系统的检修4.3.3常见故障诊断方法 4.3.3.1故障码的读取（2）4、燃油系统的检修 4.3 电控系统的检修4.3.3常见故障诊断方法 4.3.3.2清除故障码（1）发动机熄火。（2）将点火钥匙关闭，至少关闭20s以上（等ECU内部主继电器断开）。（3）打开故障请求开关。（4）打开点火钥匙。（5）打开点火钥匙后48s迅速关闭故障请求开关（时间的掌握非常重要）。（6）再打开故障请求开关，故障码清除。4、燃油系统的检修 4.3 电控系统的检修4.3.4共轨系统常
49、见故障与维修 4.3.4.1共轨系统常见故障及可能的原因（表5-3）4、燃油系统的检修 4.3 电控系统的检修4.3.4共轨系统常见故障与维修 4.3.4.14、燃油系统的检修 4.3 电控系统的检修4.3.4共轨系统常见故障与维修 4.3.4.14、燃油系统的检修 4.3 电控系统的检修4.3.4共轨系统常见故障与维修 4.3.4.14、燃油系统的检修 4.3 电控系统的检修4.3.4共轨系统常见故障与维修 4.3.4.2起动困难（不着火）故障诊断方法 共轨系统柴油机起动困难可能的故障位置、特征及排除方法见表5-4。4、燃油系统的检修 4.3 电控系统的检修4.3.4共轨系统常见故障与维修
50、4.3.4.2起动困难（不着火）故障诊断方法（1）检查柴油机的起动系统是否存在故障。对于起动机受ECU控制的整车，在起动时ECU首先检查空挡信号，然后输出一个电流驱动起动继电器，继电器接通后蓄电池带动起动机起动。检查时有几个要素：空挡开关、起动继电器、蓄电池、车下停车开关的关联。检查是否挂在空挡位置；检查车下停车开关的位置（应处于断开状态）；检查空挡开关（一般安装在变速器上）及接线是否完好，试着使用紧急起动（点火开关持续按下3s以上）；4、燃油系统的检修 4.3 电控系统的检修4.3.4共轨系统常见故障与维修 4.3.4.2起动困难（不着火）故障诊断方法（1）检查柴油机的起动系统是否存在故障。
