依维柯汽车NEF发动机技术及结构原理手册可编辑.docx
《依维柯汽车NEF发动机技术及结构原理手册可编辑.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《依维柯汽车NEF发动机技术及结构原理手册可编辑.docx（33页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
依维柯汽车NEF发动机技术及结构原理手册可编辑
依维柯汽车NEF发动机技术及结构原理手册（可编辑）
依维柯汽车NEF发动机技术及结构原理手册
NEF发动机
技术及修理手册
结构原理
工业用共轨发动机
编辑IVECOcom-vialedellIndustria1517
20010PregnanaMilanese
MilanoItaly
印刷号P2G32N001E–2002
翻译依维柯菲亚特中国办事处
第一章概述
发动机代码1
4缸发动机的润滑系统3
6缸发动机的润滑系统4
发动机曲轴箱油气循环系统5
4缸发动机的冷却系统6
6缸发动机的冷却系统7
涡轮增压系统8
第二章燃油系统
共轨系统9
工作过程11
机械输油泵13
CP3高压油泵14
燃油共轨管18
共轨限压保护阀19
限流阀19
电控喷油器20
回油限压阀21
第三章
LUBRICATION31COOLING37
TURBOCHARGING39
HIGHPRESSUREELECTRONICINJECTIONSYSTEMCOMMONRAIL41FUELSYSTEMDIAGRAM48
MAINMECHANICALCOMPONENTSOFTHEFUELSUPPLYSYSTEM49EDC7SYSTEMMAINELECTRICALANDELECTRONICCOMPONENTS66DIAGNOSISMETHODS85
TROUBLESHOOTINGSW33_189
MAINTENANCE109
TOOLS116
TIGHTENINGTORQUES121
ASSEMBLYCLEARANCEDATA124
发动机代码
特殊发动机代码
YXXYYYY
XXXX
例如N40ENTC
NNEF发动机
404升
E电控
N发动机机体为非底盘直接承载式
T涡轮增压后冷
C欧3排放
4缸发动机的润滑系统
安装在发动机前端的机油泵产生压力润滑机油机油泵由直槽齿轮传动直槽齿轮与轴之间为键联结
油底壳中的机油通过机油泵流向曲轴凸轮轴和气门摇臂等等
机油润滑系统包含有机油冷却器以及涡轮增压器的润滑油路根据发动机应用的不同发动机上将配置不同的机油冷却器和涡轮增压器有关机油冷却器和涡轮增压器的润滑油路内容请参看相关章节
6缸发动机的润滑系统
同4缸发动机的机油泵相似6缸发动机也是由安装在发动机前端的机油泵产生压力润滑机油
油底壳中的机油通过机油泵流向曲轴凸轮轴和气门摇臂等等
机油润滑系统包含有机油冷却器以及涡轮增压器的润滑油路根据发动机应
用的不同发动机上将配置不同的机油冷却器和涡轮增压器有关机油冷却器和涡轮增压器的润滑油路内容请参看相关章节
发动机曲轴箱油气循环系统
气门室盖内装有油气预分离器1油气预分离器的特殊结构设计将引导的流动并增大油气流出的速度同时冷凝部分油气
剩下的油气由油气冷凝器3进行收集过滤部分油气经过冷凝后流回油底壳中另一部分油气通过与发动机进气管相连的气管2而重新进入气缸内
1油气预分离器2出气口3滤清器4流回发动机内
4缸发动机的冷却系统
发动机的冷却系统为强力封闭式循环系统一般由以下零件组成
膨胀水箱–其安装位置形状和外形尺寸都应随发动机的配置的变化而变化
冷却水箱–冷却发动机的冷却液由于水箱的安装位置和尺寸要求不同所选择的水箱应有其特定性能要求
风扇–冷却增加水箱的散热功率风扇随发动机的设计不同而应有特定的配置要求
机油冷却器–发动机的配设零件
离心式水泵–安装在发动机机体的前端
节温器–调节冷却液的冷却循环
如果安装有压缩机冷却水可引出冷却压缩机
冷却循环系统工作示意图
6缸发动机的冷却系统简图
6缸发动机的冷却循环系统与6缸发动机的冷却循环系统一样
6缸发动机的冷却循环系统包含冷却水箱机油冷却器膨胀水箱和其它辅助零件例如加热器或空气压缩机
这些零件随发动机的配置而有所不同
冷却循环系统工作示意图
涡轮增压系统
涡轮增压器由以下零件组成一个废气涡轮废气旁通控制阀控制增压压力支撑壳体和一个压气机
发动机运行时废气流过涡轮的叶片推动叶轮旋转
涡轮的叶轮和压气机叶轮之间由一根轴连接在一起涡轮的叶轮旋转而带动了压气机叶轮的旋转而压缩经过滤清器过滤的空气
压缩后的空气再经过水箱上中冷器冷却后进入发动机进气管内
涡轮增压器上安装有废气旁通阀该阀门安装在涡轮叶轮进气的前端而阀的控制装置的一端与发动机的进气管相连
如果增压压力太大废气旁通阀开启部分废气不经过涡轮叶片而直接排出
发动机的机油润滑涡轮增压器的轴承并冷却涡轮增压器
4缸发动机
6缸发动机
共轨系统
简介
降低发动机的微粒排放必须提高喷油压力共轨电喷系统能使发动机的喷油压力提高到1450bar同时系统中精确的电喷控制能优化发动机的工作并能降低发动机的排放和燃油消耗
电控系统介绍
1电控喷油器电缆连接接头-2冷却水温度监控传感器-3共轨燃油压力传感器的电缆-
4机油压力和温度传感器-5发动机转速传感器-6电控喷油器-7进气压力和温度传感器-
8凸轮轴正时传感器-9燃油加热器和燃油温度传感器-10高压油泵压力调节阀的连接电缆-
11EDC7电子控制单元
电控系统通过安装在发动机上的各种传感器监控发动机
进气压力温度传感器
该零件为进气压力和进气温度传感器的合体
该传感器安装在发动机的进气管上检测最大进气量以确定每次喷射的燃油量
该传感器的输出电压正比例于进气压力值和进气温度值
发动机机油温度和压力传感器
该传感器的工作同进气压力温度传感器一样它水平安装在发动机的机油滤清器上可同时检测发动机的机油温度值和机油压力值
燃油压力传感器
它安装在共轨燃油道的末端用于检测共轨燃油道内的燃油压力而获得喷油压力
喷油压力将用于确定喷油电控时间
燃油温度传感器
它探测燃油的温度以给电控单元提供燃油热量状态
冷却水温度传感器
它给电控单元提供发动机冷却水温度其内部电阻值随冷却水的温度的变化而改变
曲轴转速传感器
它为磁感应传感器安装在发动机的前端感应曲轴上齿孔盘的信号该信号频率随发动机的转速变化而变化
正时传感器
它为磁感应传感器安装在发动机的后端感应凸轮轴齿轮上的孔位信号电控
单元用该信号来确定发动机各缸循环状态
虽然它同飞轮传感器一样但不可以互相替代因为它们的输出信号不相同系统功能
自我诊断功能
ECU电控单元接收各传感器的信号并与ECU内部设置的参数进行比较依维柯代码的确认
若装有自锁控制装置EDC7电控单元可与进行信号交流以获得启动许可发动机预加热检查
当冷却水进气和燃油中任一个的温度低于5C时发动机激活加热装置确认单缸工作循环
启动时ECU通过凸轮轴和曲轴的传感器信号来确定每缸喷射的正时控制喷射
ECU根据各传感器的信号控制喷射压力并改变预喷射和主喷射的方式控制喷射压力
根据发动机负载和各传感器信号ECU通过调节调压阀而始终保持最佳喷射
压力
控制喷射正时
根据传感器信号ECU将按照内部设置曲线确定最佳喷射正时怠速控制
根据传感器信号ECU通过调整喷射压力和喷射时间而调整喷油量也监控蓄电池的电压在允许范围内
限定最高转速
发动机转速在2700rpm时ECU通过缩短喷嘴开启时间而限制喷射量发动机转速超过3000rpm时ECU使喷油器不再工作
断油
松开油门踏板时ECU按以下方式控制断油
断开喷油器的控制电源
降到怠速前ECU短时间激活喷油器
控制燃油调压阀
加油门时的排烟控制
加油门时ECU根据进气量和发动机转速控制调压阀并改变喷射时间以避免冒黑烟
燃油温度控制
若燃油温度超过75CECU将降低喷油压力若燃油温度超过90C则发动机的功率将降为60
控制空调压缩机的使用
根据冷却液的温度ECU通过电磁离合器驱动或不使用空调压缩机当冷却温度达到约105C时空调压缩机不再允许使用
记忆运行参数
ECU能记忆某些参数以便监控信号出现故障时发动机能再次启动
1喷油器-2燃油共轨管-3回油压力阀-4燃油共轨管上的卸压阀-5安装在底盘上的燃油预滤清器
6高压油泵-7机械式输油泵-8燃油滤清器
共轨系统含有一个特殊高压燃油泵使得燃油共轨管中始终保持高压该泵与传统高压油泵不同其供油不受相应气缸供油正时的限制所有的喷嘴都从燃油共轨管中获得高压燃油这样每个喷嘴都能获得由电控单元ECU控制的最佳喷油压力ECU控制每个喷嘴上的电磁阀电磁阀激活后就能喷油
燃油系统分为高压油路和低压油路两部分
高压油路含有以下管路高压油泵和燃油共轨管之间的连接油管燃油共轨管和喷嘴之间的连接油管和油道
低压油路含有以下管路燃油箱到燃油预滤清器之间的连接油管从燃油预滤清器开始经过ECU冷却器到机械式燃油输油泵的连接油管和油路从机械式燃油输油泵开始经过燃油滤清器到高压油泵的连接油管和油路
再加上燃油共轨管和喷嘴的回油油路以及高压油泵的冷却油路从而组成了完整的一个系统
燃油系统示意图
燃油共轨系统中的高压油泵CP3同常规使用的CPI完全不同其调压阀位置不同并且它不是齿轮泵
高压油泵的调压阀安装在进油油路前端用于调整低压油路的燃油流量之后高压油泵仅仅给共轨管道中提供必要的高压燃油量这样设计既可以提高工作效率又可以减少对燃油的加热
安装在高压油泵上的卸压阀2的作用是保持调压阀燃油进口处的油压为5bar它与燃油滤清器和上口系统装置的效率无关
卸压阀2工作时通过油管16和回油管8而增大高压油泵的冷却油量
安装在气缸盖上的喷嘴回油压力阀3能限制喷嘴回油压力为132bar
机械式输油泵上安装有两个旁通阀当燃油滤清器的进油压力超过允许值时燃油将通过旁通阀18而流到输油泵的进油端手动泵10泵油时通过旁通阀17能给系统供油
1高压油泵-2高压油泵上的限压阀5bar-3喷嘴回油限压阀132bar-4燃油共轨管上的卸压阀5燃油共轨管-6共轨压力传感器-7喷油器-8回油管-9ECU冷却器-10手动输油泵-1安装在底盘上的燃油预滤清器-12燃油箱-13机械式输油泵-14燃油滤清器-15高压油泵调压阀16高压油泵冷却油管-17机械式输油泵上的旁通阀-18机械式输油泵上的旁通阀
燃油预滤清器
1支座-2放气螺栓
3滤清器滤芯-4水传感器
燃油预滤清器带高效率油水分离器一般安装在汽车底盘上滤清器3的底部
装有能探测水的传感器4
燃油预滤清器支座上还安装有手动压油泵5和放气螺栓2如果水传感器与指示灯相连当燃油预滤清器中含有水时该指示灯会发亮提
醒操作者应该放出预滤清器中的水
如果指示灯亮应立即放出预
滤清器中的水共轨系统各零件会
很快因燃油中的水而损坏
燃油滤清器
1支座-2燃油温度传感器-
3燃油加热器-4燃油滤清器-
5燃油加热器接头
A出油口接高压油泵的进油口-
B从共轨和喷油器回油的油进口-
C出油口直接接燃油箱的回油-
D进油口接机械式输油泵的出油口-
E接高压油泵的回油接头
燃油滤清器安装在发动机上过滤机械式燃油输油泵和CP3高压油泵之间的
燃油
过滤能力4m压差为2bar
支座上安装有燃油温度传感器和燃油加热器
当燃油温度0C时燃油加热器的控制继电器将被激活加热器开始工作直至燃油的温度达到5C
燃油温度传感器给ECU提供燃油的温度以便ECU能精确计算喷进气缸的燃油量
机械式输油泵
机械式输油泵为齿轮泵安装在高压油泵的后端由高压油泵的传动轴驱动正常工作情况
A进油端输入油箱中的燃油-
B出油端输出燃油到燃油滤清器-
1-2旁通阀均在关闭状态
输出端油压过高
当输出端油压过高时燃油克服旁通阀1的弹簧而开启旁通阀1使得油道2
与进油道相通
紧急情况下
发动机停机时如果使用手动输油泵给系统提供燃油则旁通阀1关闭而旁通
阀2开启这样燃油会从机械式输油泵的出油口B流出
机械式输油泵不可单独更换
而不要从高压油泵上拆下输油泵
CP3高压油泵
高压油泵内部的三个径向油泵是由正时齿轮传动系驱动其本身齿轮无正时要求机械式输油泵安装在高压油泵的后端直接由高压油泵的传动轴驱动
高压油泵和输油泵不允许进行修理故不可以拆卸连接螺栓否则会损坏螺栓仅仅允许更换驱动齿轮
1高压油泵的出油口与燃油共轨管相连接-2高压油泵-3高压油泵调压阀-4驱动齿轮-5高压油泵的进油口与燃油滤清器相连接-6高压油泵的回油口与燃油滤清器支座相连接-
7输油泵的进油口燃油经过ECU冷却器后由此口进入输油泵-8输油泵的出油口与燃油滤清器相连接-9机械式输油泵
1机械式输油泵-2高压油泵的回油-3高压油泵的出油阀-4柱塞-5输油泵的旁通阀
6高压油泵驱动轴-7高压油泵的进油口-8高压油泵上的限压阀5bar-9高压油泵调压阀
高压油泵的内部结构
1高压油泵体-2衬套-3进油阀-4出油球阀-5柱塞-6高压油泵的驱动轴
7高压油泵的进油口燃油经过滤清器后由此口进入高压油泵-8径向泵之间的进油道
单个径向油泵由以下部件构成
高压油泵驱动轴上的偏心凸轮通过衬套2而推动柱塞5运动衬套2浮动套在偏心凸轮上当高压油泵驱动轴旋转时偏心轮带动衬套2而分别使三个柱塞5沿径
向运动
进油阀3
出油球阀4
工作原理
1高压油泵的出油口与燃油共轨管相连接-2出油球阀-3柱塞-4高压油泵的驱动轴-
5输油油道-6高压油泵的进油油道-7高压油泵调压阀
柱塞3与高压油泵驱动轴的偏心凸轮是紧贴在一起的
在吸油阶段时燃油通过输油油道5供油而供油量是受高压油泵调压阀7控制的调压阀能根据ECU给出的信号停止给柱塞油腔供油
在压油阶段时柱塞向外运动而压油油获得足够压力后顶开出油球阀在经过高压油泵出油口1而向燃油共轨管中供油
136柱塞油腔输油道-2润滑油道4主输油油道5高压油泵调压阀-7回油道-8限压阀5bar9调压阀与卸压阀之间的油道
上图清晰显示出高压油泵内的低压油路部分驱动轴由进出润滑油道2的燃油润滑调压阀5控制燃油量多余的燃油从油道9流走5bar限压阀可对回油限压又使调压阀的进油保持5bar压力
1高压油道-2高压油道-3高压油泵出油口
A-A视图为内部高压油道部分高压燃油集后从出油口出燃油共轨管内工作过程描述
对单个径向泵而言当燃油压力顶开进油阀开启设定值约为2bar后燃油进入
柱塞上部的油腔
供油量是由ECU通过高压油泵调压阀来控制的
燃油进入油腔时柱塞正在下行吸油过程当柱塞上行时进油阀关闭油腔中的燃油不再流出然后压缩燃油
压缩的燃油开启出油球阀后进入高压油路
柱塞到达上止点后输油结束然后随着柱塞的下行油压下降出油球阀关闭柱塞下行至下止点的过程中油腔中的燃油不再被压缩
柱塞继续下行油压继续下降当油压小于供油压力时进油阀重新开启然后重复以上操作
出油球阀应始终能运动自如燃油应无任何杂质和氧化物
ECU通过高压油泵的调压阀使燃油压力在250bar1350bar范围内变化
高压油泵由燃油进行润滑和冷却
同传统高压油泵相比较径向高压油泵供油无任何正时要求
在拆下重新安装燃油滤清器和高压油泵之间的燃油管时操作人的手和燃油管必须绝对清洁
1电缆连接插座-2燃油出口-3燃油进口
5bar限压阀
当调压阀的阀孔部分关闭时能调压阀入口处的燃油压力增大
当调压阀入口处的燃油压力超过5bar时该限压阀的柱塞阀8见下图将克服复位弹簧的弹力向上移动从而使调压阀入口与回油道相通随后燃油压力降低柱塞阀8又能回到原位置
根据发动机的负载调压阀将会调整调压阀柱塞的位置即调整其阀孔的关闭
程度而使调压阀进口处燃油保持5bar的压力
发动机最高转速时的调压阀和5bar限压阀
1调压阀控制线圈-2阀芯-3复位弹簧-4柱塞阀-
5调压阀燃油出口燃油流进高压油泵-6高压油泵的进油口经过滤清器过滤后的燃油-
7高压油泵的回油油道-8限压阀的柱塞阀-9回油-10高压燃油
当调压阀控制线圈1未激活时阀芯2在复位弹簧的压力下保持在非工作位置而柱塞阀4在最大供油位置
也就是说调压阀可以给高压油泵提供最大供油
限压阀上柱塞阀8的开启或关闭可以保持进油油道内的燃油压力为5bar此时的柱塞阀8在关闭位置燃油只能从柱塞阀8和阀腔壁的间隙流进回油道内这样流进回油道内的燃油量为最少这些燃油用于润滑高压油泵
发动机怠速运行时的调压阀和5bar限压阀
1调压阀控制线圈-2阀芯-3复位弹簧-4柱塞阀-
5调压阀燃油出口燃油流进高压油泵-6高压油泵的进油口经过滤清器过滤后的燃油-
7高压油泵的回油油道-8限压阀的柱塞阀-9回油-10高压燃油
当发动机怠速运行时电控单元激活调压阀的控制线圈1而推动阀芯2使柱塞阀4在最大关闭位置即流进高压油泵内腔的燃油为最少
也就是说调压阀给高压油泵提供最小供油因为共轨管内必须保持相对较低燃油压力350,400bar
限压阀上柱塞阀8的开启或关闭可以保持进油油道内的燃油压力为5bar
此时的柱塞阀8在最大开度位置流进回油道内的燃油量为最大
燃油共轨管
1燃油共轨管-2抑流阀-3进油连接头
4共轨压力传感器-5共轨卸压阀
燃油共轨管的容积较小这样在启动怠速运行或大流量输出燃油时共轨管内可以迅速建压
燃油共轨管又应有足够的容积以使喷嘴开启和关闭和高压油泵运行所造成的影响为最小设在高压油泵下口的校准孔进一步实现此功能
共轨压力传感器4安装在共轨管一端其压力信号反馈给ECU以便ECU检查并修正燃油压力值
燃油共轨管卸压阀
燃油共轨管的卸压阀其设置压力为1750bar的作用是保护系统零件不因燃油压力太高而损坏例如共轨压力传感器出现故障或CP3的调压阀出现故障共轨管内的燃油压力过高
卸压阀可以是单阀如下图所示也可以是双阀其设置压力为1750bar和800bar
对于双阀式卸压阀当燃油压力超过1750bar其中一个阀开启而降低油压至安全值然后机械调整共轨管内的燃油压力约为800bar这样就使发动机在所限定的工况下能工作长一些时间避免燃油过热而保护排气管
对于配备双阀式卸压阀的发动机其ECU内部的设置参数有变化
当该阀起作用时电控单元使高压油泵调压阀不再起作用高压油泵以最大流量给共轨管供燃油ECU纪录故障84
不要将适用于双阀的ECU安装
在配备单阀的发动机上即使是作为临时处理方式也是不允许的
1阀体-2密封柱塞-3限位螺塞-4弹簧-5直接与燃油箱相连接-6与共轨管相连接的接头
A在正常情况下柱塞密封住出油口
B燃油压力大于1750bar时燃油顶开柱塞燃油流出进入燃油箱
限流阀
限流阀安装在共轨管的各个出油口处当发动机出现内部漏油例如喷嘴柱塞卡死而始终保持开启状态或外部漏油例如高压油管破裂时能阻断漏油若出现漏油相应的气缸不能工作而其它气缸能照常工作气缸之间相互不受漏油的影响
若限流阀已经封住燃油不流出
共轨管停机后限流阀会因弹簧的
作用自动复位如果漏油故障未排除而再次启动根据漏油程度发动机也许只能怠速运行或不能启动
1限流阀体-2柱塞-3进油端-
4弹簧-5螺纹安装在共轨管端
A共轨管内的燃油经过柱塞2内的小孔进入喷嘴在正常情况下由于柱塞2两侧的压力均衡在弹簧的作用下限流阀的出油口是通畅的
B当共轨管下口油路中出现漏油时柱塞一侧的压力减小共轨管内的燃油推动柱塞封住限流阀的出油口
C限流阀的出油口被柱塞封住
电控喷油器
喷油器的结构与传统的喷油器类似但电控喷油器有针阀复位弹簧电控喷油器由以下两部分组成
-执行机构有挺杆1针阀2和针阀体3
-控制电磁阀含控制线圈4和导流阀5
控制电磁阀控制针阀的开启
自由状态下喷油器的结构图如下
1挺杆-2针阀-3针阀体-4控制线圈
5导流阀-6钢球-7控制区-8压力室
9控制容积-10供油道-11油道-12出油口13电线接头-14弹簧-15回油口
喷油器喷油原理如下
1挺杆-2针阀-3针阀体-4控制线圈
5导流阀-6钢球-7控制区-8压力室
9控制容积-10供油道-11油道-12出油口13电线接头-14弹簧-15回油口
当线圈4激活后钢球向上抬起控制容积9内的燃油油压下降并沿油道从回油
口12流出同时压力室8中燃油顶起针阀燃油喷出到气缸内喷油器停止喷射的工作原理如下
当控制线圈4断电后钢球6重新落位控制容积9内的燃油油压重新升高针阀
回位喷油器停止喷射
喷油器不可以进行修理所以
不允许拆散喷油器
回油限压阀
回油限压阀安装在气缸盖内燃油回油道的末端调整喷油器的回油压力为1320bar在此压力范围内喷油器内不会产生油蒸气从而优化燃油的雾化和燃油A接燃油箱
B接气缸盖的回油道
传感器安装位置
发动机由ECU控制ECU安装在ECU冷却器上而ECU冷却器与发动机之间有减振垫以减小发动机给ECU带来的振动
ECU能控制发动机良好运行并能自我诊断有关诊断的详细内容参相关章节
发动机的电控装置含以下零件
1发动机冷却液温度传感器7燃油温度传感器2电控喷油器每缸配装一个电控喷油器8电控单元ECU3安装在燃油共轨管上的燃油压力传感器9曲轴转速传感器4进气温度和压力传感器10油底壳机油位传感器5启动马达11机油温度和压力传感器6正时传感器12气加热器
EDC7ECU
A喷油器电缆接口-BECU外部电缆接口与底盘相连接的电缆接口-C各传感器电缆接口
喷油器电缆接口A
ECU插头号电缆颜色功能描述
1--2--3RU-红蓝色
第2缸喷油器4WP-白紫色第3缸喷油器5W-白色第4缸喷油器6RW-红白色第2缸喷油器7-
接地8-接地9RG-红绿色第1缸喷油器
10UN-蓝棕色第6缸喷油器11UG-蓝绿色第5缸喷油器12WR-白红色第3缸喷油器13RY-
升级会员 