单体泵供油系统柴油机的维修及保养

现代柴油机原理与维修保养整理编辑：邓海俨2010年第四章：单体泵供油系统柴油机的维修与保养第一节：柴油机单体泵供油系统第二节：单体泵喷油系统的维修与保养第三节：单体泵供油正时的检查与调整第四节：单体泵供油系统的使用要求第五节：电控组合（集成）单体泵

柴油机单体泵供油系统是柴油机的最新技术之一，采用单体泵供油系统后，不但可以提升柴油机的动力性能和经济性能指标，而且柴油机的排放指标可以达到欧Ⅲ甚至更高的排放标准。不仅如此，由于单体泵喷油技术结构相对简单，适用范围广，正获得越来越多应用。第一节：柴油机单体泵供油系统柴油机用单体泵燃油喷射系统可以说是柴油机的一次革命，不仅是柴油机性能的大幅度提高，而且在设计上也是一次彻底的革新，因为它每一个喷油器上都带有一个高压油泵。如图3-1所示。图4-1单体泵喷油系统的组成1-凸轮轴2-单体泵喷油泵3-高压油管4-喷油器5-滚轮挺柱早先柴油机主要应用在重型运输设备上，随着人们对柴油机的进一步认识及柴油机的动力性、舒适性的进一步提高，同时伴随着燃油价格的不断上涨，柴油机也逐步应用在了家庭轿车上，在欧洲有40%的家庭轿车在使用柴油机。柴油机具备油耗低、低速扭矩大、维修率低等特点。柴油机的发展又与排放法规的逐步提高息息相关，在上世纪80年代，当美国加州制定了新的排放法规时，为了减小柴油机加速时的排气烟度，康明斯公司就开发了机械可变正时（MVT）供油系统。随着欧Ⅱ、欧Ⅲ排放标准的提出，人们发现要想提高柴油机的性能需要具备两点：一是电控技术的应用；二是提高燃油喷射压力。于是上世纪90年代末，喷油压力能够达到180MPa的单体泵燃油喷射系统开始在轿车和商用车上应用。单体泵柴油喷射系统在结构上可分为两种形式，一种是泵喷嘴（UIS）系统，主要应用在轿车上，尤其以大众品牌轿车最为常见，在结构上高压油泵和喷油嘴做成了一体，可直接安装在柴油机缸盖上，泵喷嘴由柴油机顶置凸轮轴驱动。另一种是单体泵（UPS）系统，主要应用在商用车上，在重型卡车上最为常见。单体泵或喷油嘴由一根很短的高压油管连接，分别安装在缸体和缸盖上，单体泵直接由凸轮轴驱动。机械式单体泵的喷油时间同样由凸轮轴控制。而在电控单体泵燃油喷射系统中，凸轮轴仅仅提供了高压油泵的驱动力，喷油时间直接由电子控制系统（ECU）控制。二、机械式单体泵喷油系统的特点单体泵技术使燃烧更适合工况的需要，因而燃烧更充分，效率更高，降低了排气污染和燃油消耗率。它还有以下优点：①由凸轮轴通过挺柱驱动，结构紧凑，刚性好；②喷油压力可以高达200Mpa；③较小的安装空间；④高压油管短，且标准化；⑤调速性能好；⑥具有自排气功能；⑦维修服务相对简单，换泵容易。三、单体泵的基本结构单体泵外形结构示意图如图4-2所示图4-2单体泵外形示意图a-电控式单体泵b-机械式单体泵第二节、单体泵喷油系统的维修与保养对于使用单体泵供油系统的柴油机而言，单体泵维修与保养与传统柴油机喷油系统的维修与保养完全不一样，具有许多特殊要求，这给使用和维修者带来了许多的麻烦。以道依茨BFM1013柴油机为例，该柴油机已被广泛的用于载重汽车（如一汽九平柴）、工程机械（如三一水泥泵车、ABG摊铺机、衡阳井下铲运机等）和发电机组等领域。但在实际使用过程中，用户和维修服务者或多或少都碰到了单体泵在调整维修方面的问题。本节将以道依茨BFM1013柴油机为例，说明单体泵喷油系统的维修与保养要点及使用注意事项，供广大用户参考。一、低压油路的维修与保养1．单体泵燃油系统的组成燃油从油箱1出来，经过柴油泵3进入柴油滤清器5过滤后，进入铸造在箱体内的低压燃油室内。低压油路的压力有0.3MPa和0.5MPa两套系统，见图4-3所示。图4-3BFM1013柴油机单体泵燃油系统的组成1-油箱2-进油管3-输油泵4-柴油管5-柴油滤6-进油管7-单体泵8-高压油管9-喷油器10-喷油器回油管11-回油单项阀13-回油管13-油箱进出油管的距离低压油路压力极限值：0.3MPa系统中：P≥0.20MPa（n=2200r.p.m）；0.5Mpa系统中：P≥0.45MPa（n=2300r.p.m）。2．低压油路的维修与保养①低压油路压力检测低压油路中压力的稳定对柴油机的功率输出是至关重要的。在柴油机出现功率不足时，应首先检查（测量）由限压阀11控制的低压油路的压力。而喷油器漏油的主要原因就是低压油路压力不足导致喷油器偶件穴蚀造成的。所以应确保低压油路的压力并及时更换或清洁柴油滤。低压油路压力测量位置见图4-4所示。由于单体泵系统对燃油的预压要求较高，因此需要检测燃油系统的压力。如测得的压力低于上述规定数值时，就必须对输油泵和回油单向阀进行检查。图4-4低压油路压力测量②输油泵（图4-5）流量检查输油泵的作用不仅是为喷油泵供油，还有一个作用就是对燃油系统冷却，因此输油泵的供油量远远大于喷油泵的需要。为此，该机选用无膜片的转子式输油泵，供油量在供油压力0.5MPa时为12L/min。为确认供油量，在回油管（回油单项阀后的油管）处，柴油机最高空转运转时，应有至少8L/min的回油量。如果会油量低于此数值，就必须更换输油泵。图4-5BFM1013柴油机的输油泵③回油单向阀检查回油单向阀的作用是在低压油路建立一个满足喷油泵瞬间供油量要求最低保障压力，如果检测出的压力低于上述数值，在确认输油泵没有问题的前提下，就需要更换此回油单向阀。注意：单体泵低压油路压力较高，传统的供油系统回油单向阀可能不能满足建压需要，因此，必须使用专用的单体泵燃油系统回油单向阀。④调速器的维修与保养图4-6BFM1013柴油机机械调速器1-停车手柄2-高速限位螺钉3-加速手柄4-怠速限位螺钉5-调速率调整板6-调速器外7-调速器驱动齿轮8-齿条控制杆9-调速齿条10-LDA11-起动加浓电磁调速器的作用是当柴油机的负荷改变时，自动地改变喷油泵的供油量，从而维持柴油机的稳定运转。BFM1013柴油机有机械调速系统（见图4-6）或EMR（数字式）电控调速系统；另外还有MVS电控单体泵系统。特别提示：起动加浓电磁阀如果出现故障，可能导致柴油机起动后即冒黑烟；单体泵的供油量靠供油齿条的原始位置和齿条的行程来保证，在每一个喷油泵的喷油正时调好后，保证供油齿条的位置就显得很重要。按BF6M1013柴油机供油齿条调整图4-7所示。其中：X值为供油齿条处在停车位置时的参数值：X＝0.3～1.3ｍｍX值是以壳体末端测量的，若其值过小，供油齿条不能完全停油。Y值为供油齿条的最大行程参数值：Y＝16.8～17.1ｍｍ，齿条行程达到这个数值可以保证喷油泵的最大供油量，如y值较小将影响喷油泵的供油，在油门全开时也不能发挥出最大的动力性。图4-7三、单体泵的安装要求（图4-8）BFM1013柴油机上装用单体喷油泵，为燃料供给系统中的重要总成，各单体泵互相独立，统一由一个供油齿条控制。各个单体泵分别装在气缸体左侧的相应的孔中，由两个固定螺栓固定，并由凸轮轴上的相应的凸轮驱动，因此驱动喷油又是单独的。图4-8单体泵的安装方法示意图1-齿条定位专用工具2-外壳3-供油齿条导向套4-单体泵紧固螺栓根据图4-8的安装提示，正确的安装操作如下：①柴油机熄火后，将喷油泵调速齿条放到停机位置，并用一个专用工具上的螺栓从端头顶住齿条，防止向供油方向移动，保持单体泵位于装配原始位置。②更换单体泵要逐个进行，要将所要安装的单体泵下面的驱动凸轮转到其基圆位置，再将调好的单体泵放入气缸体的单体泵的孔中。③先用5N.m的扭矩预紧单体泵固定螺栓，再向相反方向拧松约60°，用扭力扳手试着转动单体泵，并较准确地读出和记下转动扭矩M值。④用一个扳手逆时针方向缓慢转动单体泵，直到转不动为止。⑤反时针方向转动单体泵，并使转动力矩达到（M+1）N.m，再交叉上紧单体泵固定螺栓。⑥单体泵固定螺栓应按三步交替拧紧，拧紧力矩为7N.m、10N.m和30N.m。⑦装配完成后再拧松专用工具上的螺栓和取下专用工具，恢复原来的整机装配状态。四、喷油器的调试①检查开启压力在专用喷油器压力试验器上测试喷油器开启压力，数值不得低于25.0+8.0Mpa；对于达不到此喷油压力的喷油器应进行清洗或酌情更换。②检查是否滴油用干净的压缩空气吹干（或用干净抹布抹干净）喷油器表面，在喷油器试验器上将压力达到比开启压力低2.0MPa的压力下保持10秒钟，没有滴油现象，说明此喷油器可以继续使用。如果滴油，则必须维修，如果维修后情况没有改变，则必须更换系的喷油器。③喷油器的安装要求BFM1013柴油机喷油器的安装容易出现180°的方向误差，因此在安装该柴油机的喷油器时应特别注意。如图4-9所示，该柴油机喷油器的回油管必须朝向柴油机的排气管一侧。已就是当面朝单体泵安装孔时，喷油器的回油管朝向对面。图4-9BFM1013柴油机喷油器安装如果安装方向错位180°，柴油机仍然可以起动，但可能会黑烟滚滚，运行时间长了还将导致活塞烧顶等严重故障。第三节：单体泵供油正时的检查与调整喷油正时的调整也是喷油泵供油开始时间的调整，这对柴油机性能的影响很大。供油时间过大，由于气缸内空气的压力和温度较低，燃油喷入后，混合气形成条件差，备燃时间长，将引起柴油机工作粗暴，运转不良和起动困难。但若供油开始时间过小，将使柴油机产生严重的后燃，导致柴油机爆发压力和温度降低，其结果是：燃油燃烧不完全，柴油机功率下降，排气冒黑烟，柴油机过热，动力性能和经济性能降低。图4-10调整垫片厚度Ts的计算BFM1013系列柴油机（包括4缸机和6缸机）的喷油正时的调整，是通过调整滚轮挺柱与单体泵之间的垫片Z的厚度（如图4-10所示之Ts）来实现的。如果计算安装不准确或调整安装不当，柴油机将不能正常工作。因此，必须严格按照并遵守下列方法和要求，准确计算和安装单体泵。1．单体泵调整垫片厚度的计算公式当更换曲轴箱、凸轮轴、或滚轮挺柱时，必须重新确定修正后的安装尺寸Ek值，同时标牌上的Ep值也必须同时更新。如果Ep值丢失或数值错误，可能会给以后的单体泵更换和维修维修带来很大的麻烦。1）垫片厚度Z的计算公式（见图4-10）：Ts＝（L—Vh）—（Lo＋A/100）2）L为缸体中喷油泵的安装平面到滚轮挺柱表面的高度（见图4-11）。测量方法如下：①在标准筒（BFM1013柴油机Le为：Le=150mm）的测量杆上装一个高度千分尺，将其置设为零（见图4-12）。②把测量杆放入油泵安装孔中，当凸轮在其基圆上时读出千分尺的刻度x＋y（mm），x＋y即为缸体中安装平面到挺杆的高度与标准高度Le之差。③L值为：L＝Le＋x＋y。3）Vh为喷油泵柱塞由下止点到开始泵油时刻的预行程。Vh的值可根据供油提前角由表3-9中查出。4）Lo是喷油泵即将供油时缸体中喷油泵安装平面至泵挺柱面的高度的标准长度；1012为109mm；1013为143mm。图4-11图4-125）A/100是喷油泵标准长度Lo与实际长度之差。A值在出厂时即已测出，标在油泵上。见图4-13。图4-13A值在单体泵上的位置第四节：单体泵供油系统的使用要求一、单体泵使用保养注意事项①由于单体泵喷油系统的喷油压力较高，对燃油的质量要求相对严格。因此柴油机的燃油系统至少应采用2级过滤系统（预滤、粗滤+精滤），有条件的可另加装专用油水分离器过滤系统。②燃油应采用符合国家标准的洁净轻柴油，并至少经过至少1～2天的沉淀；③定期更换柴油滤清器、机油和清洗柴油箱；④单体泵不得随意拆卸与调整，如果需要拆卸检修和调整，必须事先对单体泵及其对应的调整垫做出缸号标记，安装时要保证单体泵和调整垫一一对应安装，不得错缸安装或随意安装，否则必须按照要求重新确认调整垫片Z的厚度。⑤拆卸维修时需保证工作场所洁净，确保单体泵的洁净安装。⑥单体泵高压油管是一次性使用部件，拆卸后不能再继续重复使用。⑦单体泵燃油系统排空的方法是：松开第一缸或第六缸的高压油管，然后用手油泵泵油，直到单体泵出油口喷出没有气泡的燃油为止。⑧高压油管只能使用一次，如果拆卸后，就应该更换新的。二、建议加装油水分离器1．安装油水分离器的必要性单体泵燃油喷射系统，由于其喷油压力较高，对燃油质量的要求非常高。由于国内燃油的杂质和水分等的含量相对较大，对柴油机的燃油系统可能造成下列伤害：①喷油嘴容易锈蚀或磨损；②柱塞/出油阀可能因锈蚀、磨损而导致泵油压力不足；③燃油油路可能经常出现堵塞。④输油泵容易磨损并出现供油不足；这些伤害可能导致柴油机出现下列故障：①起动困难，有时根本就不能起动；②工作转速不稳定，转速波动大；③动力不足或出现黑烟故障；④燃油高压喷射系统经常出现异常损坏或运行不稳定。2．加装油水分离器后的优点为保证燃油喷射系统可靠的工作和延长其使用寿命，有必要在此类柴油机的低压油路系统中加装一套油水分离器（图4-15），将燃油中的杂质和水分预先分离和过滤。油水分离器的安装，可以将柴油中的水份分离出来，并对柴油进行初滤，起到净化柴油品质，对供油系统进一步的保护作用。图4-15燃油油水分离器加装油水分离装置后，经过实际使用证明，有下列优点：①进一步加强了对燃油的滤清作用，大大延长了柴油精滤芯清洗和更换时间；②柴油机作业时的转速波动率减少，动力性能增加；③降低了因供油系统故障而导致柴油机运转不稳定的概率；④延长了喷油泵柱塞/出油阀和喷油器的使用寿命。3．油水分离器的安装位置如图4-15所示，目前常用的附加油水分离器有三种规格，其安装要求可以根据柴油机的燃油流量任意选用其中一个规格，如道依茨BF6M1013柴油机，就可以选用900FG或500FG，其安装位置一般在油箱出口与燃油粗滤之间（如图3-16所示），定期（比如：100h）进行清洗滤芯并放水；200~300h内更换滤芯。图4-16高压共轨燃油喷射系统第五节：电控组合（集成）单体泵一.电控单体组合泵系统简要介绍在传统直列泵的基础上，用EUP替代原来的供油部件，ECU实时捕捉外部输入的各种传感器信号，内部的发动机管理系统（ECU）根据这些信号实时计算出最优的喷油正时和喷油量。ECU的驱动电控组合泵的高速强力电磁阀的打开和关闭来准确地控制各缸燃油的喷射量和燃油的喷射正时，其安装、连接和驱动方式与传统机械泵一样。电控单体组合泵具有直列泵的外形，但大脑是电控的。装电控单体组合泵发动机具有低油耗、低排放、高动力性的优点，满足市场以及排放法规对发动机的要求。二.柴油机对电控单体组合泵的要求1、电控组合泵的供油量应满足柴油机在各种工况下的需要，即负荷大时供油量增多：负荷小时供油量减少。同时还要保证对各缸的供油量应相等。2、根据柴油机的要求，电控组合泵要保证各缸的供油开始时刻相同，即各缸供油提前角一致，还应保证供油延续时间相同，而且供油应急速开始，停油要迅速利落，避免滴油现象。3、根据燃烧室形式和混合气形成的方法不同，电控组合泵必须向喷油器提供压力足够的燃油，以保证良好的雾化质量。三.电控单体组合泵的特点满足国3排放，加后处理，电控喷油器可达到国4要求；经济性、动力性、可驾驶性好；最低油耗：小于210g/kwh；13工况加权平均小233g/kw.h；成本低；结构简单，可靠性好，对制造、合成和控制匹配要求相对较低；对发动机的改动非常小，有利于最大限度的共用常规发动机零部件；开发周期短：约8个月；匹配范围广：既适用于中重型，也适用于轻型商用车。图4-16曲轴位置传感器水温传感器凸轮位置传感器油温传感器1缸电磁阀2缸电磁阀3缸电磁阀4缸电磁阀进气压力温度传感器图4-17零部件名称

说明数量执行器单体组合泵总成HD型1喷油器部件无（小）压力室喷嘴、小孔径、高压力按发动机缸数控制器ECU上海亚新科依波尔GD-11传感器曲轴转速传感器双霍尔／磁电传感器1凸轮轴传感器单霍尔传感器1冷却水温传感器NTC型1电子油门电位器+怠速开关1增压压力／温度传感器电压／NTC型1燃油温度传感器NTC型1线束发动机与整车线束按整车厂制作1表4-1四.系统油路简介输油泵泵油时通过燃油粗滤清器和进油管从燃油箱中将燃油吸出，由燃油粗滤清器滤去颗粒较大的杂质，再由燃油细滤清器滤去细小的杂质进入喷油泵总成的低压腔。喷油泵又称高压泵，电控单体泵将燃油加压到最高160MPa压力经高压油管送至喷油器，当燃油压力达到一定压力时，喷油器中的喷油嘴开启，经周边布置的喷油孔喷出成雾状在燃烧室中与空气相混合，形成可燃混合气，在高温高压作用下自燃燃烧。图4-18五.发动机电气部分发动机电气部分主要包括：

1.传感器

2.发动机线束

3.电子控制单元（ECU）4.电控单体泵1.传感器传感器是一种将物理量转换成电信号的装置，它们将系统状态传递给ECU，在ECU中再将电信号转换成数字信号进行处理。传感器的组成组成：曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器电子油门传感器、增压压力传感器进气温度传感器、燃油温度传感器冷却水温度传感器、ECU温度传感器（内置）大气压力传感器（内置）1）转速传感器转速传感器包括曲轴转速传感器和凸轮轴位置传感器两种，这是一种霍尔效应型传感器，用来测量发动机的转速，参与喷油量和喷油定时的确定。曲轴位置传感器：检测发动机的转速和活塞上止点位置，与凸轮轴位置传感器一起用于控制顺序喷油的第一缸上止点信号；凸轮轴位置传感器：检测油泵凸轮轴位置，与曲轴位置传感器一起用于控制顺序喷油。信号类型：PWM方波信号输入频率范围：0~5KHz高电平最小输入：2V低电平最大输入：0.5V电压输入范围：0～24V最大工作电流：20mA测量转速范围：0～4000rpm工作环境温度：-40～150℃凸轮位置传感器图4-19凸轮轴位置传感器工作间隙的测量

深度尺测量凸轮轴传感器安装凸台定位平面到凸轮轴信号靶轮外圆的距离（h1），如图4-20所示；用深度尺测量传感器的伸出长度（h2），测量部位是：传感器伸出最前端平面――固定定位面铜套位置，如图4-21所示；计算得出传感器安装初始空气间隙：H=h1–h2；采用垫片对空气间隙进行调整，垫片规格为：0.1mm、0.5mm,传感器安装的实际空气间隙要求为：1.5±0.2mm。。图4-20图4-21霍尔传感器参数信号类型：PWM方波信号输入频率范围：0~2KHz电压输入范围：0～24V高电平最小输入：2V低电平最大输入：0.5V最大工作电流：20mA测量范围：30～10000rpm磁电式传感器参数

测量范围：0～10000rpm输出信号幅值：0—5V输出信号波形：近似正弦波工作温度：-40～120℃曲轴位置传感器图4-22图4-23

双霍尔式曲轴传感器，注意安装方向及安装间隙；磁电式曲轴传感器，注意信号齿与接线对应关系及安装间隙；曲轴传感器和凸轮轴传感器是电控系统的最重要、最基本的两个感应器，他们通过飞轮和凸轮信号盘采集发动机的实际转速、各缸的燃烧上止点的位置，直接决定了喷油正时和燃烧过程，对发动机的性能和排放有直接的影响。两个传感器相位时系图：图4-24信号类型：电压四个输出端子:压力信号，5V电源，温度信号，接地工作温度范围：－40～125℃工作压力范围：44.8～350kPa输出电压：0～5V最大工作电流：20mA压力信号线性输出接插件锁紧方式2）进气温度和增压压力传感器

图4-25

增压压力、进气温度传感器的作用及安装注意事项作用：增压压力传感器用于测量发动机的进气压力，在瞬态工况时用于冒烟控制。进气温度传感器用于测量发动机的进气温度，与进气压力一起控制喷油量输出，同时还用于修正喷油提前角。安装注意事项：安装位置要远离预热格栅，增压压力传感器安装和拆卸时要注意不要将感应器的压力导管折断，同时安装时要将密封圈安装到位，以保证不漏气。信号类型：NTC电阻输入范围：0～5.1K欧姆内部5.1K电阻上拉到5V对地、对蓄电池短路保护以及故障诊断温度测量范围：-40～130℃

燃油温度传感器用来实时监测工作过程中的燃油密度，以计算燃油密度和喷油脉宽，改善发动机的排放性能；

冷却水温度传感器主要用来监测工作过程中发动机的冷却水温度，用于冷起动、目标怠速计算等，同时还用于修正喷油提前角等。3）冷却液温度和燃油温度传感器

图4-26信号类型：电压电压输入范围：0～5V最大工作电流：20mA内部100K电阻下拉对地、对蓄电池短路保护以及故障诊断可兼容带双路信号输出的加速踏板传感器4）电子油门传感器

电子油门传感器是反映驾驶员意图并将其送到ECU的唯一途径，通过监测油门信号，ECU计算并决定喷油量和喷油正时。图4-272.线束组成：控制线束按控制器接插件的不同分为三部分，分别为发动机控制线束和车辆控制线束；作用：是连接感应器、各种控制开关、蓄电池以及执行器与控制器ECU之间的桥梁；线束是连接柴感器、控制器ECU和执行器以及整车信号、电源的枢纽，整个发动机线束采用车辆专用接插件、专用导线和波纹管等，并由专业汽车线束厂家加工制作，具有连接可靠、耐高温、耐磨、抗折断、防水性良好等优点；注意事项：接线端子连接正确，线束固定要可靠,不能松脱。图4-28要求导线在-40C到125C温度范围内工作可靠，；波纹管规格满足线束要求，-40C到150C温度范围内工作可靠；线束整体及分支长度符合要求，线束的定义和连接必须正确；双绞线符合要求：33个以上螺旋/米；导线与金属端子的连接采用专用支架进行，牢固、可靠，防止松动；线束的所有连线要相互绝缘，不该连通的引脚没有短接现象；线束具有EMC能力，以及防松、防水、防油性能。

3.电子控制单元（ECU）产品型号：GD-1采用24V供电，带主继电器电源控制防水、抗振，橡胶绝缘隔垫外部线束防短路功能用于驱动单体泵电磁阀的4路和6路驱动输出具有在线故障诊断功能国际先进的CAN现场总线通信技术可以控制满足国3、国4的排放要求的电控喷油系统图4-29

1)ECU的作用

是电气控制部分的核心，它集中了柴油机和车辆的控制策略，通过接受各传感器适时监测传递的发动机信息，进行分析、判断和处理，并根据预先写入的控制策略和程序，向执行器（单体泵电磁阀等）发出驱动信号，从而准确地控制各缸燃油的喷射量和燃油的喷射正时。ECU除了管理喷油以外还具有其它一些功能，如故障诊断、网络通讯、标定与监测等。起动油量拖转油量及温度补偿目标怠速计算根据各种工况和条件选择合适的目标怠速怠速闭环基于转速反馈，自动调节怠速油量，使怠速稳定油门油量根据油门位置，及扭矩和功率需求，确定指令油量指令油量计算根据当前工况和状态，计算指令输出油量油量变化率控制控制指令油量的变化率，改善发动机瞬态工作的性能冒烟限制限制喷油量，防止冒黑烟最大油量限制根据各种温度，修正扭矩限制油量最高空车转速限制比例控制可变调速率，限制发动机不至于超速喷油正时计算根据当前工况和状态，计算合适的喷油提前角油量线性化将喷油量转化成油泵电磁阀驱动脉宽的角度喷油脉宽控制根据电磁阀开启和关闭延迟，修正指令喷油脉宽跛行回家油门故障时，发动机以固定怠速运行，保证进维修站标定断缸用于实验阶段，可按照用户需要暂时切断指定缸供油2)ECU控制功能表4-2ECU整车控制功能（一）预热控制：冷起动过程中的进气加热控制；怠速微调：允许驾驶员在一定范围内手动调节目标怠速；怠速超时停机：持续怠速时间过长时自动停机以降低油耗和排放；排气制动：根据使能条件切断喷油，辅助制动，可根据离合器安装情况智能配置使能条件空调压缩机控制根据不同工况，智能接通或断开空调离合器控制继电器，控制压缩机；工作电子风扇控制：根据冷却水温和空调开启智能控制电子风扇继电器.ECU整车控制功能（二）发动机转速输出：以固定占空比的PWM方波将发动机转速传输给汽车仪表盘；车速处理及诊断：支持霍尔式车速传感器输入信号处理及车速里程计算；最大车速限制：根据设定限制车速来控制发动机最大喷油量，以达到限制车速目的；双电位器油门：支持“双电位器”电子油门的信号处理及故障诊断；远程油门：根据开关指令，在两个油门之间切换对发动机的操控，互不影响。

启动控制电控柴油机的起动由电控系统直接控制，在柴油机起动工况，起动油量控制模块根据不同的发动机冷却液温度和大气压力而提供不同的起动油量及合理的喷油正时，保证起动迅速并不冒黑烟。在起动时，驾驶员只需将点火钥匙旋转到起动档，不需要踩油门。怠速控制

控制器（ECU）可根据各种温度、蓄电池电压与空调请求等自动调节怠速运行速度，并通过ECU的闭环控制使发动机运行在设定怠速。例如冷却水温越低，发动机怠速越高；怠速时打开空调，发动机转速会上升。怠速微调

怠速微调是指驾驶员可在仪表板上通过怠速微调开关强制调整目标怠速，发动机在ECU的闭环控制下实际运行转速向目标怠速过渡并稳定在该怠速。怠速微调开关为点动式自动复位开关，如驾驶员按下怠速上升微调开关，发动机怠速将增加，每按一次，转速增加一定转速；同样，如驾驶员按下怠速下降微调开关，发动机怠速将减小。必须注意的是，只有打开怠速微调使能开关，怠速上升（下降）微调开关才起作用。怠速调整范围受ECU控制。怠速停机控制在欧III电控柴油机控制模块中，设计有怠速停机控制模块，主要是为了避免长时间的怠速运行。当怠速运行达到一定时间，该模块首先会闪烁红灯提醒司机，而司机又没有任何指令时，会自动停机。怠速超时功能启用；发动机处于怠速状态；油门没有被踏下；冷却水温超过标定值；在发动机停机之前，故障灯开始闪烁，闪灯周期由标定值确定。油门控制

电子油门通过控制线束将驾驶员的驾驶意图（油门开度）反馈给控制器ECU，油门油量控制模块根据油门开度与柴油机转速计算出油油量，从而驾驶员可以控制柴油机转速与车辆运行速度。油门跛行回家控制当油门踏板感应器输出信号超出范围或接线故障的情况下，控制器ECU采用低怠速开关替代正常的驾驶员油门指令，使发动机降功率继续运行，从而可以将车辆开到维修站修理。这是保证车辆不至半路抛锚的一种失效保护措施。电控发动机主要控制功能电控发动机主要控制功能——发动机转速限制在电控系统中，控制器根据发动机冷却水温、蓄电池电压等对发动机空车最高转速进行限制，以保护发动机。电控发动机主要控制功能——故障指示灯电控系统包含有故障诊断模块，可以实时监测并记录系统的故障状态，所有的故障信息通过故障显示灯指示给驾驶员，驾驶员可通过故障显示灯一定频率的闪烁识别故障码，从而便于维修。空调控制

在车辆的仪表盘上有空调请求开关，一旦控制器ECU接收到空调打开的请求信号，控制器将对发动机进行控制并保持正常运行。在发动机怠速时，如果空调打开，控制器将提高发动机的目标怠速，同时通过闭环控制使发动机实际运行转速调节到该目标转速；一旦关闭空调，控制器将降低发动机的目标怠速，同时通过闭环控制使发动机实际运行转速调节到该目标转速；排气制动控制本系统通过ECU通过排气制动开关、排气制动继电器输出控制两引脚，控制排气制动继电器的通断电，来实现排气制动继电器的工作与否。排气制动的目的是为了给处于正常运行状态下的发动机提供一个辅助的制动力。满足一定的使能条件才能启用排气制动。当排气制动功能被触发时，燃油喷射被切断。预热控制系统通过ECU通过控制预热控制继电器的通断电，来实现预热格栅的工作与否。当需要开启预热控制继电器时，ECU控制内部电路，使得预热控制继电器打开，进而预热继电器导通，蓄电池电源联通预热格栅正极，预热格栅开始工作。当需要关闭时，ECU控制内部电路，使得预热控制继电器关闭，进而预热继电器关闭，预热格栅停止工作。预热分前预热发生在拖转状态前，后预热发生在拖转状态后。和后预热的持续期均为发动机冷却水温的函数。前预热和后预热功能是相互独立的，也就是说分别根据不同时刻的冷却水温来决定持续期的长短。ECU输入输出/诊断输入信号处理：各种传感器AD值、正弦或方波信号及开关输入采样处理及控制；输入信号诊断：传感器、开关的电路、合理性和功能性诊断；故障信息存储：记录故障发生时的现场数据，便于维修；指示灯控制：包含高水温警示、预热指示和故障指示灯的控制策略及上电自检；基于CAN的标定：基于CCP协议的在线标定；基于CAN的诊断：基于CAN的故障码读取和实时监测4.电控单体泵输油泵泵体部件凸轮轴部件正时装置EUP稳压阀部件凸轮位置传感器燃油温度传感器图4-301)组合泵内部结构油道孔空气平衡孔中间轴承安装位置凸轮轴部件滚轮体部件EUP图4-31组合泵内部结构图4-32组合泵泵体机油回油孔凸轮位置传感器安装孔机油进油孔燃油回油孔燃油温度传感器安装孔图4-332）泵体相关技术要求泵体是喷油泵的基础零件，泵油机构和驱动机构等都安装在喷油泵泵体上，它在工作中承受较大的作用力。因此，泵体应有足够的强度、刚度和良好的密封性。铸件必须彻底清理焦砂、浇口、飞边、毛刺等，表面光洁，不得有夹渣、裂纹等铸造缺陷；铸件热处理硬度：90－115HB；不许有影响密封性能的气孔、疏松等缺陷，全部去锐角、棱边、毛刺。3)凸轮轴该凸轮型线为切线凸轮，凸轮升程16mm，工作顺序1－5－3－6－2－4，从驱动端看顺时针旋转，第一缸在泵体凸轮轴大端（不同型号根据发动机确定）。凸轮轴部件的作用：把凸轮轴的旋转运动通过滚轮体部件转化为直线运动，为柱塞的直线运动提供动力。是为输油泵提供动力。图4-34凸轮轴相关技术要求表面不得有裂纹，中间轴颈和各凸轮表面不得有软点，各磨削表面、两端螺纹及键槽边缘不得有碰伤、凹痕、毛刺、斑点、锈蚀等缺陷；经磁力探伤后应退磁；用涂色法检查锥面，其贴合面不少于85%；升程公差要求为：±0.05mm，每相邻一度凸轮转角升程误差之差为±0.01mm；凸轮转到36℃时,升程值为6.93±0.05mm；凸轮型线工作面表面粗糙度要求为Ra0.2。4)输油泵输油泵的作用是克服柴油机工作时管路中的流动阻力，将燃油箱内的燃油输送给喷油泵。输油泵有齿轮式、转子式和活塞式三种。齿轮式用于玉柴六缸机，转子式用于六缸功率较大的发动机，活塞式用于四缸小功率发动机。左图为活塞式输油泵图4-35下图为转子式输油泵图4-36下图为齿轮式输油泵图4-37输油泵相关技术要求从进口处通入0.5Mpa的压缩空气检查输油泵的密封性，在30s内，输油泵本体及各密封面不允许漏气；输油泵止回阀处的不允许漏油。检查方法为：将输油泵灌满油，松开手泵，观察油面在一分钟内不允许有下降；主要性能参数如下：转速范围：50-1500r/min；稳定工作压力：0.35-0.45Mpa；低速流量：50rpm、0.1Mpa时,≥0.5L/min；控制流量：1250rpm、0.35Mpa时,8-11L/min。5）滚轮体下图为单体泵滚轮体部件，滚轮部件的作用是把凸轮轴部件的旋转运动转化为直线运动，为柱塞的直线运动提供动力图4-40为滚轮体之滚轮销图4-39为滚轮体之滚轮图4-386)稳压阀稳压阀主要技术要求稳压阀开启压0.35~0.45MPa；稳压阀开启后稳定压力不小于0.2MPa，此时不允许渗漏再开启压力为0.35~0.45MPa。图4-40稳压阀7）电控单体组合泵--EUP电控单体泵（EUP）ElectricalUnitPump图4-42图4-41

电控单体泵（EUP）的特点可产生高达1800bar的喷射压力；独立的滚轮体总成；控制喷油的电磁阀集成在单体泵体内；具有单个单体泵的独立电控特性；采用柴油机机油和燃油强制润滑和冷却；具有良好的一致性；100万公里的耐久性；快速安装与拆卸；满足国3、国4排放要求；具有良好的整机性能。电控单体组合泵原理:电控单体组合泵在ECU的控制下，将一定数量的燃油加压（高达160MPa以上），并通过单体泵上的电磁阀接收来自ECU的控制指令决定开启或关闭时刻，从而决定各个气缸当前喷射过程，即喷油压力、喷油量、喷油正时。图4-43过程柱塞电磁阀压力吸油过程下降开低压预压油过程上升开低压泵油过程上升关上升到高压泄压过程上升开下降到低压EUP的工作原理表4-2锥阀：开启阶段1：吸油过程柱塞向下运动、吸油，电磁阀开启图4-44图4-45图4-46图4-47六.单体泵系统安装使用要求简介柴油机电控技术的核心就是高压燃油的电控喷射，即通过检测柴油机的各种信号，对柴油机的燃油喷射量和喷油提前角及喷射压力进行控制，使柴油机在人们所希望的最佳状态下运行。电控单体泵系统是柴油机的心脏，正确安装使用电控单体泵系统至关重要，本文就单体组合泵、ECU及线束的安装使用要求作一简单介绍。1.油路1）高压油管接头结构和拧紧螺母规格：M14X1.5-6g；最高耐工作压力：180MPa。2）低压油路为保证充足的燃油供给，低压油路进回油油管径（从汽车油箱吸油到燃油回油箱）是否满足系统要求，低压油路进油管内径要求大于￠10mm，回油管内径要求大于￠8mm。低压油路压力测试（需要外接液压压力表），在高原、高温地区，由于大气压力较低，会造成供油压力的减小，看在不同海拔高度的情况下，是否满足系统压力要求（0.3-0.4MPA），或燃油油温过高，如果压力达不到要求，会影响系统的润滑，影响单体泵的使用寿命。为保证充足的燃油供给，低压油路在-40℃-125℃内不开裂，不严重变型。3）燃油滤清器的要求和特性滤清效率：85% 3-5µm；额定流量：10~12L/min（六缸），Q=6~9

L/min（四缸）；压力损失：小于13Kpa。4）油水分离器的要求和特性由于柴油含水、杂质量较多，水分杂质会随着柴油进入喷油泵和喷油器中精密配合零件中，造成严重的磨料磨损，由于柴油滤清器中主要过滤零件是纸质滤芯，遇水后阻力升高，降低了滤清器的使用寿命，因此在柴油滤清器前必须安装燃油水分离器，必须对燃油水分离器进行维修保养，保证柴油机的正常供油。应达到下述指标。额定流量：Q=10~12

L/min（六缸），Q=6~9

L/min（四缸）；滤清效率：85%，10µm；额定流量下，总成原始阻力<7Kpa；水分离效率应不低于80~90%；总成原始阻力效率应不低90%；总成内部清洁度限度值不大于7mg。5）溢流阀的要求和特性稳压阀开启后稳定压力不小于0.2MPa，开启压力为0.35~～0.45Mpa。6）喷油泵使用柴油要求由于喷油泵各运动副是高精密的配合，必须使用符合《车用柴油标准GB/T19147-2003》标准的清洁国三柴油。国内目前轻柴油含硫量大约在3000ppm左右（标准为2000ppm），新颁布的车用柴油标准（第Ⅲ阶段）含硫量为350ppm，而欧Ⅲ标准限制为150ppm，欧Ⅳ标准限制为50ppm。可见，要达到欧Ⅲ以上标准，燃油品质也是关键因素之一.7）输油泵性能及要求从进口处通入0.5Mpa的压缩空气检查输油泵的密封性，在30s内，输油泵本体及各密封面不允许漏气；输油泵止回阀处的不允许漏油。检查方法为：将输油泵灌满油，松开手泵，观察油面在一分钟内不允许有下降；

主要性能参数如下：

50-1500r/min稳定工作压力0.35-0.45Mpa；低速流量(50rpm、0.1Mpa时），≥0.5L/min；控制流量(1250rpm、0.35Mpa时），8-11L/min。

发动机机油使用要求发动机机油建议使用CF-4级或以上级牌号的柴油机专用机油。七.单体泵系统安装喷油泵装配前几个注意要求为保证喷油泵各运动副间良好的润滑，喷油泵安装好后泵体中心线与垂直方向的夹角不得大于25°；喷油泵在装配前，应拆开喷油泵正时定位销，往喷油泵凸轮轴腔加入300—400mL润滑柴油机机油，加机油后将正时定位销复位，M18X1.5-7h螺帽拧紧力矩5—8N.m；在喷油泵装配过程中，确保各装配件清洁无杂；安装喷油泵时，喷油泵法兰端机油密封圈应加润滑脂，防止O形圈破损渗油。1.电控单体组合泵—法兰安装四孔法兰安装，一般用于发动机缸径大于100mm的中大型发动机，凸轮轴大端轴肩处直径35mm（六缸）/30mm（四缸），法兰分度圆直径130mm。图4-48三孔法兰安装，一般用于发动机缸径小于100mm的小型发动机，凸轮轴大端轴肩处直径25mm，法兰分度圆直径98mm。图4-492.喷油泵安装要求装配喷油泵时，先将发动机摇到第一缸压缩上止点位置，然后安装喷油泵。装好喷油泵后拔出喷油泵正时定位销（油泵定位销拔出前禁止转动发动机曲轴），将定位销短端插入正时锁紧装置的法兰孔内并固定，M18X1.5-7h螺帽拧紧力矩25—30N.m，发动机运转时，保证定位销长端朝外。

凸轮轴端M24X1.5-7h大螺母的拧紧力矩为300—350N.m（六缸）；凸轮轴端M18X1.5-7h大螺母的拧紧力矩为200—240N.m（四缸）；喷油泵安装后各锁紧螺母的拧紧力矩要求必须符合技术要求。电磁阀上与线束联接的M4-6g小螺柱的拧紧力矩为1.5N.m；高压油管与EUP各M14X1.5-6g螺母的拧紧力矩为27—33N.m；低压油路中各M16X1.5螺纹接头的拧紧力矩为30—40N.m。喷油泵凸轮轴锥面安装要求；安装后用涂色法检查凸轮轴大端与燃油泵齿轮锥面，其贴合面不少于85%。3.四缸相位四缸正确关系机械安装时保证发动机在第一缸压缩上止点时，喷油泵第一缸对应的凸轮升程为6.93（6.78）±0.2mm时，传感器中心与曲轴信号盘第19个槽（齿、孔）的中心重合。图4-504.凸轮升程测量方法喷油泵均带有正时锁紧装置，当正时销处于锁紧位置时，相对应的凸轮升程就是六缸机喷油泵凸轮升程L=6.93，四缸凸轮升程L=6.78（6.93）。也可按下面方法检查确定。拆下单体泵第一缸EUP，按图一所示用深度尺测量出泵体端面至滚轮体最大尺寸A，该位置处于凸轮轴基圆上。图4-51六缸机单体泵凸轮升程L=6.93mm，四缸单体泵凸轮升程L=6.78（6.93）mm。按图二所示沿发动机旋转方向旋转发动机，测量喷油泵尺寸B=A-6.93(6.78)mm，见图三。此位置即油泵上止点（基准供油始点，对应0度提前角）。图4-52确认发动机处于第一缸上止点后，装上正时齿轮，再测量尺寸B，允许尺寸正负0.2mm。图4-535.线束性能安装要求要求导线在-40C到125C温度范围内工作可靠，其它性能指标不应低于日系AVSS标准；波纹管规格满足线束要求，-40C到150C温度范围内工作可靠；线束整体及分支长度符合要求，线束的定义和连接必须正确；双绞线符合要求：33个以上螺旋/米；导线与金属端子的连接采用专用支架进行，保证牢固、可靠，防止松动；线束的所有连线要相互绝缘，不该连通的引脚没有短接现象；线束具有EMC能力，以及防松、防水、防油性能；除以上要求外，符合有关国标和汽车行业标准。6.传感器的安装要求

曲轴信号盘加工要求，主要是对齿和槽、齿宽等的要求：曲轴信号盘的直径一般与飞轮直径等同，信号槽和齿的比例一般为60%对40%左右；曲轴信号盘厚一般大于10mm，如果采用孔的话，孔的直径要大于8mm，孔深不小于10mm；曲轴位置信号盘直径不小于190mm；曲轴信号盘外圆对中心的径向跳动不得大于0.3mm；各个齿的加工偏差一般在±0.2°以内。安装曲轴位置传感器时，注意安装方向，传感器与信号盘信号齿间的间隙要求为1.5±0.2mm。装装后必须保证曲轴位置传感器和凸轮位置传感器的相位关系正确。发动机冷却液温度传感器安装在发动机冷却液出口处附近，要求安装在节温器之前。发动机进气温度/压力传感器安装在发动机进气管上，要求进气管壁厚小于传感器安装要求。如发动机带预热格栅，要求远离预热格栅，避免因温度太高而损坏。7.ＥＣＵ安装使用要求1）ＥＣＵ抗振动要求正常工作时，ECU的振动频率应小于500HZ；采用四点对称、加装减振软垫安装，同时保证安装牢固不脱落；ECU不宜直接同整车联接，建议用一平板过渡；线束进入ECU前应安装牢固，避免将振动传到ECU。ECU主继电器正确接法（带二极管）2）ECU主继电器正确接法图4-54图4-553)ＥＣＵ安装要求通风情况良好、严禁ECU上有覆盖物，避免长时间使用的积灰现象；防灰尘；否则会影响ECU的散热；远离热源（如排气管等），避免对ECU的热辐射；远离高频率、高能量声源，如：发电机、油泵、水泵、气泵等；应选择相对较高并且干燥的位置，避免长时间暴露在湿气中、避免泡水，避免行车中的泥水飞溅、砂石撞击；避免腐蚀性液体接触ECU以及控制线束；ECU附近的线束要固定可靠，以防止线束的脱落或折断；视情况考虑加装防护罩或其他形式的保护措施；要保证ECU安全接地；附近无强电磁源，确保电磁屏蔽；应便于安装和维修；最好是安装在驾驶室。4)ECU接地要求不良接地将导致电磁兼容问题及其它相关问题，例如发动机起动时曲轴信号和凸轮轴信号失真。同时，不良接地还可能导致在一些特殊的情况下将ECU烧坏的可能。接地注意事项：将蓄电池负极与起动机负极相联；将起动机负极与发动机机体相联；控制器壳体与底盘绝缘；将ECU总地线与蓄电池的负极相连；避免ECU直接与蓄电池负极相连。七.电控单体泵故障原因及处理方法1.不能通讯序号可能原因解决方法1ECU没有上电给ECU上电2ECU坏换ECU3通讯A3、A4联接线错误按电路图接线4通讯A3、A4联接线太长最好不超10米，用屏蔽或双绞线5USBCAN联接线坏换或修USBCAN联接线6提示应用程序非法使用程序与标定诊断工具不匹配7提示发现新硬件PC机重新安装USBCAN驱动表4-32.不能起动序号可能