潍柴国三柴油发动机培训

1、潍柴国三柴油发动机培训刖言发动机只要工作，就会从排气口排出废气。废气对环境的危害是客观存在的。采用一些技术措施，就会减少废气中有害气体的含量。 为此要制定一个标准，国二 国三是我们国家对公路柴油机制定的排放法规。过去经常听到国二国三的叫法一欧二，欧三排放标准在发动机行业认同度较高。我们国家根据我国具体情况， 依据欧二，欧三标准，制定了国二，国三排放法规。欧m排放法规与欧n排放法规相比，CC排放将由4.0g / kW-h降到2.1g/kW - h, HC排放将由1.1g/kW -h降到0.66g/kW h。NOx排放将由7.0g/kW -h降到 5.0g/kW - ho PM排放由 0.15g/

2、kW -h 降到 0.10g/kW h。欧洲重型车用柴油机排放法规排放 法规CO(g/kW.h)HC(g/kW.h)NOx(g/kW.h)PM(g/kW.h)烟度执行 时间欧I4.51.18.00.361993.10欧n4.01.17.00.151998.10欧m2.10.665.00.100.82000.10欧W1.50.463.50.020.52005.10欧V1.50.462.00.020.52008.101.360.022012实现更高效、更清洁的燃烧，是两大世界性问题一一能源和环境问题对内燃 机提出的永远要求。目前世界上汽车已成为可吸入颗粒和 NOx排放的主要污染源。在一些国家和 地

3、区，车用柴油机排放在发动机对环境排放贡献度要达到70%左右。如据报道，日本直喷式柴油机载货车NOx排放量约占其全部车辆NOx排放总量的34%其颗粒排放量约占全部车辆颗粒排放总量的71%我国香港地区的测试表明，2001柴油车NOx和颗粒的排放量分别约占全部车辆相应排放总量的75%和98%目前，我国中重型载货车基本上都已实现柴油化， 承担着我国公路货运的重要任 务柴油车对我国的环境影响越来越大。 近年来，在排放法规的推动下，我国车用 柴油机的技术水平已有了明显的提高，大多数过去国内自行开发的一些机型都已 能达到欧I或欧n排放标准，并已成为我国发动机行业走自主开发道路的一个成 功典范。为了创造一个洁

4、静的生活环境，我国正在加紧制定欧m排放法规。基本预测 认为，我国最迟将会在2008年前实施欧m排放法规。实现更高效、更清洁的燃烧，是两大世界性问题一一能源和环境问题对内燃机提 出的永远要求。从八十年代起，随着电控技术的成熟，汽油机传统的机械化油器和机械点火 定时机构分别被电控多点汽油喷射系统以及电子点火定时系统所取代。由于对点火定时、喷油量、喷油定时等参数实现了更灵活的控制，其经济性、动力性和排 放均有了很大的改善。对于柴油机， 传统的机械供油系统越来越难以满足日趋苛刻的排放法规、 经 济性以及舒适性的要求， 正逐步被功能完善的电控燃油系统取代。 除喷油量和喷 油定时外，对喷油压力、喷油速率（

5、预喷射量、多次喷射）以及EGF等参数随发动 机运行工况进行合理控制， 被证明是改善柴油机复杂的排放折衷问题、 提高综合 性能的有效手段。柴油机喷油技术的发展燃烧过程是柴油机工作的“核心” ，而喷油系统对燃烧过程及其工作品质，特别 是对排放的污染物种类及数量起着重要的作用。 因此，对柴油机喷油系统的研究 一直成为研究者们的关注热点。柴油机喷油技术经历了传统的纯机械操纵式喷油和现代的电控操纵式喷油这两 个发展阶段。 而现代电控喷油技术的崛起， 则应归功于计算机技术和传感检测技 术的迅猛发展。目前电控喷油技术已从初期的位置控制型发展到时间控制型。 共轨式电控燃油喷射技术正是属于后者。 该技术不再采用

6、传统的柱塞泵脉动供油 的原理，而是通过共轨直接或间接地形成恒定的高压燃油，分送到每个喷油器， 并借助于集成在每个喷油器上的高速电磁阀的开启与闭合， 定时、定量地控制喷 油器喷射至柴油机燃烧室的油量， 从而保证柴油机达到最佳的燃烧比和良好的雾 化，以及最佳的点火时间、足够的点火能量和最少的污染排放。现代柴油机对燃油系统及其控制装置的要求高压喷射或超高压喷射灵活的喷油压力控制 喷油速率控制：预喷射，分段喷射，快速停油 灵活的喷油定时控制 与运行工况相匹配的喷油量、增压压力和喷油定时 与温度相关的启动油量与负荷相关的怠速控制 整个产品寿命中的小公差，高精度共轨系统的特点柴油机共轨式电控燃油喷射技术是

7、一种全新的技术， 因为它集成了计算机控制技 术、现代传感检测技术以及先进的喷油结构于一身。 它不仅能达到较高的喷射压 力、实现喷射压力和喷油量的控制， 而且能实现预喷射和后喷， 从而优化喷油特 性形状，降低柴油机噪声和大大减少废气的排放量。该技术的主要特点是：1.采用先进的电子控制装置及配有高速电磁开关阀， 使得喷油过程的控制十 分方便，并且可控参数多，益于柴油机燃烧过程的全程优化。2 .采用共轨方式供油，喷油系统压力波动小，各喷油嘴间相互影响小，喷射 压力控制精度较高，喷油量控制较准确。3.高速电磁开关阀频响高，控制灵活，使得喷油系统的喷射压力可调范围大， 并且能方便地实现预喷射、 后喷等功

8、能， 为优化柴油机喷油规律、 改善其性能和 降低废气排放提供了有效手段。4系统结构移植方便，适应范围宽，不像其它的几种电控喷油系统，对柴油机的结构形式有专门要求；尤其是高压共轨系统，均能与目前的小型、中型及重 型柴油机很好匹配，因而市场前景看好。锻柴电控高压共執系统结构示意图鬲£油¥钛应传®«1井執管回油嘗fg>«曲衆Hy啖油冠rs'FBIL-j. I匚toHas柴电控高压井轨系统工作原理图S3其它flJft («flu 屋为、4*翥机电BOO噢油熬电啟脇冲ECU高屋油？£电諾豚冲.H!(噢抽 压力 控制油豎控

9、 制冏 f EPftOPj組谑输油孤孰压传®務油釋1當爲严Ljt»IIf1圮IL 二-J晅压冏*髙压油泵WihVI I ?為曲主S計阀弹幷阀腔喰抽器时阀从以上可以看到，柴油机共轨式电控燃油喷射技术是一种全新的技术。它集 成了计算机控制技术、现代传感检测技术以及电子控制结构于一身。以下结合我 们过去对柴油机的认识和现在电控柴油机的特点讲述，我们意欲使学员对计算机 技术在电控柴油机应用中有切实体会。2二a45上止点e下止点V害寻5HrVcVtVs- .7'-R . J ；1*' h图1iT缸2活塞图2四冲程ays机工作过程I.内燃机基本名词的定义3违杆4 曲柄6

10、曲柄6曲瞅1W进弋过程 压鴉过程(0作功过穆(d)实践中操控柴油机，机器会有转速高低的变化，把油门定在某一位置，柴油机会 在相应的转速平稳运转，这是大家熟悉的情况。可是一柴油机基本工作原理是以 四冲程完成一个工作循环，很容易理解。柴油机四个冲程，每一冲程完成的时间 是不一样的，而且每一个冲程的完成也不是匀速的， 但是由严格的规律。所谓非 匀速，时间单位是非常小的，人是无法感受的。过去理论上了解，没有应用性非 匀速测试装置。曲轴转速传感器原理：电磁感应；功能：1、曲轴（发动机）转速，2、曲轴上止点位置曲轴转速传感器1，忙磁铁 2传感甜盍体3应动矶处葢 A敛敎芯5红圈 6供感生轮2453i11hr

11、h可以看出柴油机的非匀速变化数字信号被电脑读取，是轻松的事情。而非匀 速的规律性被电脑识别，所以ECU在发动机每一工作瞬间都会计算了解气缸的工 作情况。凸轮轴相位传感器 原理：电磁感应；相位确定：采用（n+1）齿定位机械控制燃油系统的柴油机，供油提前角对机械性能的影响非常重要， 对柴 油机维修检测时供油提前角会时常涉及。对于供油提前角的理解和处理能体现一 个维修人员的水平。所谓提前角是因为柴油喷入汽缸到发火有一个准备期， 但各种工况下准备期 是不一样的，机控柴油机的供油提前角在机械全过程的工作中是矛盾的。有用提前器缓解矛盾的措施，但机控柴油机供油时间的矛盾是无法从根本上解决的。 柴油机喷油技术

12、经历了传统的纯机械操纵式喷油和现代的电控操纵式喷油这两 个发展阶段。而现代电控喷油技术的崛起，则应归功于计算机技术和传感检测技 术的迅猛发展。目前电控喷油技术已从初期的位置控制型发展到时间控制型。 共轨技术是指高压油泵、压力传感器和ECU组成的闭环系统，将喷射压力的产生 和喷射过程彼此完全分开的一种供油方式，由高压油泵把高压燃油输送到共轨 管，通过对共轨管内的油压实现精确控制， 使高压油管压力大小与发动机的转速 无关，可以大幅度减小柴油机供油压力随发动机转速的变化，因此也就减少了传统柴油机的缺陷。ECU控制喷油器的喷油量，喷油量大小取决于共轨管压力和电 磁阀开启时间的长短.共轨式电控燃油喷射技

13、术正是属于后者。该技术不再采用传统的柱塞泵脉动 供油的原理，而是通过共轨直接或间接地形成恒定的高压燃油，分送到每个喷油器，并借助于集成在每个喷油器上的高速电磁阀的开启与闭合，定时、定量地控制喷油器喷射至柴油机燃烧室的油量，从而保证柴油机达到最佳的燃烧比和良好 的雾化，以及最佳的点火时间、足够的点火能量和最少的污染排放。潍柴动力国m系列柴油机结构特点现有的歌m系统电控单体泵UHK单体泵电控泵喷嘴ns泵喷嘴址*共必燃油喷射系统x<潍柴动力国III商用车发动机产品规划潍柴动力在商用车动力领域经过二十年的探索和研究，对该领域发动机的环 保性、动力性、经济性、可靠性等方面有了更深层次的理解。按照中

14、国政府对发动机动力排放法规阶段要求的时间界限，对潍柴动力商用车发动机产品进行了规划。随着国内环境保护力度的不断加强，对机动车排放要求越来越严格，排放标 准不断提升，预计2008年开始实行机动车第三阶段排放标准：实施时间2000年2002 年2006-2008 年2010 年2012 年排放标准1国I国II国III国IV国V排放标准；广东全省、沈阳、厦门 其它地区预计08年全部执行。北京、深圳已经在06年率先实行国III 07年1月1日起全面实施国 山 排放标准,WPI2HOhW353kff24? kWWP12323kWWP10?7fihWWP617GkW1 WP413?kW?3bkW益華高端配

15、置1E»5hVWP51lOkW350400 kWSO 100150200250300国际柴油机先进技术同步更新设立潍柴动力欧洲研发中心，同国际知名柴油机研发机构联合开发，保证技 术同步更新，保持与先进零部件制造商良好的合作关系。 电控共轨系统全球同步更新，保证技术领先性。产品可靠性技术特点线上设备全部由局域网相连，进行计算机管理，可以实时掌握生产状态。 整条线包括50台加工中心、8台智能机器人、5台精加工中心和三座标测量机, 设备全部由德国HELLER、丰田工机公司TOYOD进口。全自动刚性加工生产线 全线引进国际一流智能自动化生产设备。生产节拍：生产一台发动机仅用时 2.1分钟。

16、全自动装配生产线采用自动装配、自动测量设备。 采用自动智能AGV俞送机器人。 可满足国III、国IV发动机的大批量装配生产需要。国m排放WP6系列柴油机结构介绍wP6Sm柴油机是潍柴动力自主研发， 采用BOSC公司先进的高压共轨系统, 对燃烧系统、进排气系统进行了全新的设计传承DEUTZ柴油机的技术优势，满足国m排放，经济性、可靠性、排放和噪 声等技术指标居国内领先水平=4 -'rWP6柴油机WP6吉构特点：WP6勺燃油系包括：粗滤器、高压油泵、高压油管、共轨管、喷油器 电控系统包括：ECU线束（两根）、传感器（6个）、油量计量单元 气缸盖：喷油器的安装尺寸变了气缸体：为安装共轨管、粗

17、滤器等增加了凸台和安装孔 标配放气阀增压器取消了火焰预热装置，增加了电加热装置 活塞及活塞环改变为适应国K需要的活塞及活塞环因安装传感器改动的部位：飞轮、飞轮壳（转速传感器），进气管（进气压力传 感器），出水管（水温传感器），垫块（机油压力传感器）燃油系统： 喷油压力， 油耗采用BOSC的电控单元，具有稳定的系统处理能力；多层次的系统保电控装置：护和纠错措施，提高发动机的可靠性和安全性采用CAN和K总线可以实现与整车电控单元的自由通信， 更人性化地实现整车故 障诊断和报警处理IerIarr d LL放气阀增压器：WP6标配放气阀增压器，有利于改善发动机的低速性能; 增压器有中置和后置两种结构，

18、方便商用车管路布置KJ曲轴连杆系：为了承载较高的爆发压力，设计时采用最新技术的 Miba四元电镀 轴瓦；连杆、曲轴材料采用德国标准 cf38非调质合金钢，在保证轴系可靠性的 前提下大幅度提高抗疲劳强度进气电加热装置 采用电子加热法兰取代现火焰预热装置, 有效解决冬季冷起动过程中的冒“白烟”现象电加热装置安装位置Bi、活塞及活塞环：设计先进的活塞环即保证了其使用寿命又可以满足低机油耗的要 求飞轮、飞轮壳：WP6的飞轮壳、飞轮因装转速传感器而改动，飞轮壳上增加转速传感器安装孔，飞轮一周打上了 52个孔口 WPG国ffi阶段发动机 TBD226B-6国II阶段发动机11-. L _通过对比可以看出，

19、国n到国m阶段柴油机只作燃油及燃油支持系统的转换, 功率段国n与国m样，其它零部件做到了最大限度的继承性，便于维修保养国m排放WP10系列柴油机结构介绍WP1C系列柴油机是潍柴动力在斯太尔 WD61柴油机的基础上，采用BOSC电 控共轨系统自行开发设计排放达国III的新一代柴油机产品其外形结构和相关连接尺寸与原斯太尔 WD6l5i II系列柴油机基本相同，有 良好的继承性和零部件通用性并具有原斯太尔国II系列柴油机的所有优点（可靠性好、扭矩储备大、保养 维修简便等等）同时还具备了更优越的燃油经济性（通过柴油机工作数据的调整可以比国n 排放阶段节油10%）、符合了更高的排放要求、更出色的低温启动

20、性能以及更低 的噪音5WP10柴油机丁近跆TV 1电住需WP10吉构特点燃油系统包括：粗滤器、高压油泵、高压油管、共轨管、喷油器电控系统包括：ECU线束（两根）、传感器（6个）、油量计量单元气缸体：采用框架式结构，为安装共轨管、粗滤器等增加了凸台和安装孔 气缸盖：喷油器的安装尺寸改变，标配了 WEVB吉构自由端结构：高压泵采用法兰连接，水泵侧置，空压机前置，转向泵下置 不再配置火焰预热装置，改为进气电加热装置标配放气阀增压器活塞及活塞环：活塞的燃烧室改变，活塞环也相应的改变因安装传感器改动的部位：飞轮、飞轮壳（转速传感器），出水管（水温传感器）， 进气管（进气压力传感器），垫块（机油压力传感器

21、）燃油系统：电控燃油供给系统是采用BOSC公司研发的二代全新系统。共轨管能 承受1600bar的压力"C，兰 JI；，戒 Jh秦；II,-=-；N亠电控装5£umuv Couuedoi发动机线束SiCylinder Couuevloi 气缸线ECU久缸体4J A4n 也冃,E?tq *4i % 土壮 H ±n to；12I惟架式结构：曲轴箱一彳彳-可*性哥，稳定性好L 0y3啊WEVB及气缸盖哩油壽袱成BOSCH电控哽油S増加了 REVE和气制动机拘WEV3也引起了摇臂发生变化，气缸羞罩高 度为;Mb气纽孟增加了眈YB的进池管逍AEVB 甘 I 油背這dWEVB

22、IBOSCH电控境池器法兰泵：更改高压油泵和空压机同轴驱动结构方式；采用法兰式驱动高压油泵， 油泵直接由齿轮传动，运转平稳；无联轴器结构故障率降低；使得喷油提前角精 度更高，减少了震动，提高了可靠性，减低了噪音进气电加热装置%国用观焰®热装詈证明发动放气阀增压器：放气阀增压器在国二发动机的推广获得了成功的经验，机低速大扭矩工况适合国内大部分商用车； 国三阶段全系列标配该结构，使得发 动机低速动力性和经济性全面提高/£1、!i水泵W置发动机 4中冷a压缩空气流:;長压气机止孑“洞滑油出口环境空 气进口压气机 叶轮涡轮增压器 润滑油进口|o涡轮叶轮废气O排出口放气水:紂則養，卜

23、与风屋谨接，舜毋了 苓部ft故障率，维储方便爲Irr/水泵宝晋空气压缩机前曽卫5机肘S,不与高爲泵逹按减少了 爭部什的故障率，使得审J堤安装结松 绞为紧凑空O水泵也首 -WPIO空压机位潸LWUU5空压机位S ) 、卜£E.川转向液压泵下置°肛）615转向泵位晋机油压力传感器机袖压力传感莽处，唐加了转接 按映，几体原结构没花左动1,315机油压力ft感器飞伦壳-飞轮Ji '" 亠i妝苗維遽传感畧京空J4>1K - '<r :PIO机油压力传博器SPIO转itH减fVJ5m1J 侍Ml11 r;叩10的飞轮无 W轮因装转噫传感老E改 动；

24、飞轮尧上堆勿?速愷感器安装孔，飞 絵一周打上了 56个孔厶 r .匸a»4 E忙国=內段发或 WDG1右国二忻战发勾机通过对比可以看出，HH到31匸阶S柴油机启作燃油眞熾池支按系 爺卑ffiMB紀卸其它零部件阀了最犬限颐国m排放WP12系列柴油机结构介绍蓝擎WP12系列发动机是由潍柴动力与 AVL Bosch等知名公司强强联合，并 与世界优秀的汽车零部件供应商全球协同开发的开发中充分考虑到国内的油品和国内用户的使用情况，做到不因辅料如柴油、润滑油的质量水平影响柴油机的可靠性最低油耗达到181g/kW.h，各项排放指标远远优于国m限值全新设计的满足国m法规并具备国W潜力的国内最大排量的

25、车用柴油机WP12柴油机WP12结构特点：燃油系统，电控装置，气缸体，曲轴连杆系，气缸盖，配气系 统，飞轮端结构：后取力装置，法兰泵，双缸空压机；自由端结构，进、排气系 统，油底壳燃油系统.舉-三閃丈卫的蔓唾共轨. 系绽，亞够梶供最L ft ICTHR禹的喷泊石力.嘗 现'D理泊莹4疋M的灵活埜 制，这到牴捋放与低汩绘1 -訂.二电控装置：采用BOSC的电控单元，具有稳定的系统处理能力；多层次的系统保 护和纠错措施，提高发动机的可靠性和安全性；采用CAN和K总线可以实现与整 车电控单元的自由通信气缸体：框架式主轴承结构，保证发动机的高强度和低噪音，同时为适应整车匹 配需要，进、排气管位

26、置相对 WD615/618柴油机左右镜射；齿轮室后置并与气缸 体一体铸造，提高了稳定性，便于后端取力；回水管与机体一体铸造回水管V47M * *曲轴连杆系：为承载165bar的最高爆发压力，设计时采用了较大的主轴径和连%?杆轴径；曲轴前端轴径得到强化，相比国n机型，允许前端有更大的扭矩输出气缶盖喷油泵和空 - a羞洁號一.方懊W户繼修； 采月4气门a排气蛙构，呪证讲.祥 q及燃蠶系统的今理匹配，降谊挂放口喷辿辭安装孔在缸MOIs嗎泊器安装孔十配气系统：通过无导向的气门桥驱动气门，在气门桥及排气门摇臂中带有排气门 制动的零部件，有效的提高了整机的制动效率后端驱动系统：齿轮室后置，齿轮系采用低噪音

27、设计，驱动液压泵、 压机等部件，预留PTC输出接口，可以满足lOOONm勺扭矩输出飞轮端结构-r 茴y F If-=4 f 厂n些iU寸WI ?% g.QXT弋一法兰泵I双缸空压机j*起动机 I自右端结构：齿轮室后置，自右端的传动只是皮带传动水泵进"排气系统口増汗;需小冒.圭用电干加热注亠 取代火焰预热系统，营厲育效的解决 冬孝存起Z?的过桿屮出现的P “白 烟” W.=油气分离器df"V *-J三I育4 V1 F1中置增压器I I r ',1.进气电加热装置油底壳：采用多层复合板材料，降低噪音；加大油底壳的储油量，延长机油的更 换期潍柴动力WEVB吉构介绍 潍柴在

28、国内首先采用WEVB甫助制动系统“EVB是英文exhaust valve brake 的字母缩写，译为“排气阀制动”。 该项技术来源于德国MAN公司,潍柴购买了 MAN公司的该项专利，并将其应用于 WD615气车发动机。随着安全意识的提高，越来越多的载货汽车装备了排气制动装置。 这种传 统的排气制动装置是采用蝶形阀关闭排气通道的方法，使活塞在排气行程时受到 气体的反压力，阻止发动机运转而产生制动作用，达到控制车速的目的。应用WEVB勺必要性由于汽车进一步向重型化方向的发展，从而对制动功率提出了更高的要求。 重卡及其他大型车辆在长坡道上沿坡道下坡行驶时，在重力勺作用下，使车辆沿 坡道加速下行。此

29、时如果无外加阻力矩与此重力相抵消，车辆会失去控制。如果 在漫长勺坡道上使用刹车系统，会使刹车系统损坏，造成重大事故。为确保车辆 安全行驶，增强产品勺市场竞争力 ，潍柴决定在所 有勺汽车发动机上装备 排气阀 制动装置，进一 步提高整 车勺制动功率。在欧美，重载柴油机勺辅助制动已作为强制性安全法规，必须装备。WEV辅助制动系统所利用的工作原理该系统勺开发建立在传统勺蝶形阀排气制动装置之上， 当蝶形节流阀关闭 时，柴油机在汽车重力的拖动下类似于压缩机工作。 排气管内的排气压力可增加 到足以使处在进气冲程中， 活塞位于下止点附近那个气缸的排气阀被相邻气缸的 活塞所推出的废气产生的压力波打开。 经试验验

30、证这种现象在目前所有蝶形阀制 动结构中均会发生，WEVBffl助制动系统就是利用排气门在制动过程中被压力波 自动打开的现象， 通过使排气门在发动机制动过程中保持打开一个空隙来提高发 动机的制动效率。WEV辅助制动系统工作过程简述 当排气阀被压力波打开后，排气阀制动机构就阻止被打开的排气阀关闭 （保持大约1-2mm行程）。这样在压缩冲程中，压缩空气的一部分就从气缸中泄 漏出来。甚至在活塞已到达上止点后， 排气阀仍然开着。 这样就使压缩空气通过 排气阀间隙膨胀到排气管中， 使膨胀冲程时向下运动的活塞的速度大大降低， 避 免压缩功再次驱动发动机做功。 在排气冲程开始时， 通过摇臂的运动使排气阀全 开，排气阀摇臂上的卸油孔打开，润滑油喷出，滑块组件回位。上述过程循环往 复进行，从而增加柴油机的制动功率。WEV辅助制动系统主要结构特点1. 保留了原WD61欧2柴油机的结构优点。2. WEVB制动系统的供油采用外接管路与内部供油通道相结合的办法，由机体副 油道引出机油，通过外接油管到第 6缸缸盖，然后缸盖与缸盖之间利用短管相接。3. 所有的外接管路均布置在进气管一侧， 该侧温度相对较低， 可以有效防止一旦 发生泄露造成着火事故。4. 专用机体、缸盖、气门摇臂座，在其中布置机油