《柴油机培训》

1、.WD615柴油机柴油机.柴油机的能量转换过程柴油机的能量转换过程燃料的燃料的化学能化学能气体压气体压力能力能机械能机械能一、基本概念一、基本概念1.什么是柴油机？什么是柴油机？ 柴油机是以柴油为燃料的将化学能转换柴油机是以柴油为燃料的将化学能转换为机械能的动力装置。为机械能的动力装置。.2.什么叫活塞的死点（或止点）？什么是上死点什么叫活塞的死点（或止点）？什么是上死点和下死点？什么是活塞的冲程（行程）？和下死点？什么是活塞的冲程（行程）？上死点上死点下死点下死点活塞行程活塞行程S S曲轴回曲轴回转中心转中心曲柄半径曲柄半径R R活塞行程活塞行程S S曲柄半径曲柄半径R R= =2 2.曲轴

2、旋转时，活塞所能到达的两个极限位置称作活塞的死点；距离曲轴旋转中心最远的称作活塞的上死点；距离曲轴旋转中心最近的称作活塞的下死点；上下死点之间的距离称作活塞的冲程（行程）。.3.什么是气缸压缩容积？工作容积？气缸总容积？什么是气缸压缩容积？工作容积？气缸总容积？ 什么是柴油机的总排量？什么是柴油机的总排量？压缩容积压缩容积VcVc工作容积工作容积VsVs气缸总气缸总容积容积VaVa.活塞位于上死点时其顶部与气缸盖底部活塞位于上死点时其顶部与气缸盖底部之间的气缸容积称作之间的气缸容积称作压缩容积压缩容积；活塞从上死点移到下死点所扫过的容积活塞从上死点移到下死点所扫过的容积称作称作工作容积工作容积

3、；活塞位于下死点时其顶部与气缸盖底部活塞位于下死点时其顶部与气缸盖底部之间的气缸容积称作之间的气缸容积称作气缸总容积气缸总容积；所有气缸的工作容积之和称为柴油机的所有气缸的工作容积之和称为柴油机的排量排量。. 气缸压缩容积、工作容积、气缸总容积和总排量气缸压缩容积、工作容积、气缸总容积和总排量之间的关系：之间的关系：气缸总容积气缸总容积VaVa= =压缩容积压缩容积VcVc+ +工作容积工作容积VsVs柴油机排量柴油机排量VaVa= =气缸数气缸数工作容积工作容积VsVsL L.按冲程数分：有四冲程和二冲程。按冲程数分：有四冲程和二冲程。 四冲程：曲轴旋转两周完成一个工作循环。四冲程：曲轴旋转

4、两周完成一个工作循环。 二冲程：曲轴旋转一周完成一个工作循环。二冲程：曲轴旋转一周完成一个工作循环。按气缸排列方式分：有直列式、按气缸排列方式分：有直列式、V V型、型、W W型和星型和星型排列等。型排列等。按气缸数分：有单缸机和多缸机（二缸和二缸按气缸数分：有单缸机和多缸机（二缸和二缸以上的）。以上的）。二、柴油机分类二、柴油机分类.按进气方式：有自然吸气、增压和增压中冷。按进气方式：有自然吸气、增压和增压中冷。按冷却介质分：有水冷和风冷柴油机。按冷却介质分：有水冷和风冷柴油机。 按转速分：有高速机、中速机和低速机。按转速分：有高速机、中速机和低速机。 转速：转速： n n1000r/min

5、 1000r/min 高速机高速机 600r/min600r/minn1000r/min n1000r/min 中速机中速机 n600r/min n600r/min 低速机低速机按用途分：固定用柴油机和移动式柴油机。按用途分：固定用柴油机和移动式柴油机。.三、柴油机主要性能指三、柴油机主要性能指主要性能主要性能动力性能动力性能经济性能经济性能可靠性可靠性排放性能排放性能维修性能维修性能.转速转速功率功率动力性动力性能指标能指标扭矩扭矩动力性能指标是用来表征做功动力性能指标是用来表征做功能力大小的指标。能力大小的指标。 .功率：在单位时间内柴油机对外输出的有效功，单位为kW 。转速：柴油机曲轴每

6、分钟所转动的圈数，单位为r/min。扭矩：柴油机对外输出的有效扭矩转动力矩，单位为Nm Pe=Men/9550 (kW)动力性能指标是满足用户的配套需求。动力性能指标是满足用户的配套需求。 .经济性经济性能指标能指标机油消耗率机油消耗率有效热效率有效热效率经济性能指标表征柴油机经济性能指标表征柴油机的工作使用成本。的工作使用成本。 燃油消耗率燃油消耗率.有效热效率：燃料燃烧所产生的热量转换成有效功的百分数。燃油消耗率：柴油机单位时间、单位功率所消耗的燃油量，单位为g/(kWh)。机油消耗率：柴油机单位时间、单位功率所消耗的机油量，单位为g/(kWh)。 以上指标是发动机在台架试验中测量考核的指

7、标，与用户的实际情况存在差异，影响的因素也较复杂。.四、四冲程柴油机基本工作原理四、四冲程柴油机基本工作原理柴油机一个工作循环由四个工柴油机一个工作循环由四个工作冲程组成，即：作冲程组成，即：进气冲程进气冲程压缩冲程压缩冲程做功冲程做功冲程排气冲程排气冲程柴油机的连续运转是由无限个柴油机的连续运转是由无限个工作循环构成。工作循环构成。在柴油机四个工作冲程中，只有燃烧做功冲程在柴油机四个工作冲程中，只有燃烧做功冲程对外做功，其他三个冲程消耗能量。对外做功，其他三个冲程消耗能量。.吸气冲程吸气冲程 压缩冲程压缩冲程 做功冲程做功冲程 排气冲程排气冲程 180CA180CA180CA180CA进气阀

8、进气阀 排气阀排气阀 .进气冲程进气冲程 活塞由上止点向下止点活塞由上止点向下止点移动，进气阀打开，排移动，进气阀打开，排气阀关闭。气阀关闭。 在柴油机进气冲程中，在柴油机进气冲程中，纯净空气被吸入气缸，纯净空气被吸入气缸，为柴油燃烧提供氧气。为柴油燃烧提供氧气。.压缩冲程压缩冲程 活塞由下止点向上止点活塞由下止点向上止点移动，进气阀和排气阀移动，进气阀和排气阀全部关闭。全部关闭。 柴油机压缩比较大，压柴油机压缩比较大，压缩终点时气缸内气体压缩终点时气缸内气体压力可高达力可高达35MPa，温度，温度可达可达310340K，为气缸，为气缸内油气混和与点火做好内油气混和与点火做好准备。准备。.做功

9、冲程做功冲程 活塞由上止点向下止点移活塞由上止点向下止点移动，进气阀和排气阀同时动，进气阀和排气阀同时关闭。关闭。 压缩冲程结束时喷入燃烧压缩冲程结束时喷入燃烧室内的柴油，与高温高压室内的柴油，与高温高压气体混和并燃烧。燃气受气体混和并燃烧。燃气受热膨胀，推动活塞下移，热膨胀，推动活塞下移，对外做功。对外做功。.排气冲程排气冲程 活塞由下止点向上止点活塞由下止点向上止点移动，进气阀关闭，排移动，进气阀关闭，排气阀打开。气阀打开。 通过活塞将废气排出气通过活塞将废气排出气缸，为下一个工作循环缸，为下一个工作循环做好准备。做好准备。.五、柴油机的基本组成五、柴油机的基本组成柴油机的基本组成柴油机的

10、基本组成 机机体体组组件件曲曲柄柄连连杆杆机机构构配配气气机机构构燃燃油油供供给给系系统统润润滑滑系系统统冷冷却却系系统统启启动动系系统统.（一）机体组件（一）机体组件【功能功能】各机构和系统的装备骨架，并作各机构和系统的装备骨架，并作某些系统的组成部分。某些系统的组成部分。【组成组成】气缸盖、气缸体、曲轴箱、油底气缸盖、气缸体、曲轴箱、油底壳等零部件。壳等零部件。.WD615WD615柴油机机体柴油机机体.（二）曲柄连杆机构（二）曲柄连杆机构【功能功能】将活塞的往复运动转换为曲轴的将活塞的往复运动转换为曲轴的旋转运动，从而实现热能向机械能的转旋转运动，从而实现热能向机械能的转换；曲轴飞轮组还

11、承担着柴油机功率输换；曲轴飞轮组还承担着柴油机功率输出的功能。出的功能。【组成组成】活塞组、连杆组、曲轴飞轮组。活塞组、连杆组、曲轴飞轮组。.WD615WD615柴油机曲柄连杆柴油机曲柄连杆.（三）配气机构（三）配气机构【功能功能】定时向柴油机气缸内提供充足而定时向柴油机气缸内提供充足而干净的新鲜空气，并将燃烧后的废气排干净的新鲜空气，并将燃烧后的废气排出气缸体。出气缸体。【组成组成】进、排气门、摇臂、凸轮轴、正进、排气门、摇臂、凸轮轴、正时齿轮、气门挺杆、气门弹簧等。时齿轮、气门挺杆、气门弹簧等。.WD615WD615柴油机配气机构（一）柴油机配气机构（一）.WD615WD615柴油机配气机

12、构（二）柴油机配气机构（二）.WD615WD615柴油机配气机构（三柴油机配气机构（三）.（四）燃油供给系统（四）燃油供给系统【功能功能】按照柴油机工作循环所规定的时按照柴油机工作循环所规定的时间及柴油机负荷情况，向柴油机气缸内间及柴油机负荷情况，向柴油机气缸内喷入适量的柴油。喷入适量的柴油。【组成组成】柴油箱、低压油管、输油泵、滤柴油箱、低压油管、输油泵、滤清器、高压油泵、高压油管及喷油器等清器、高压油泵、高压油管及喷油器等零部件。零部件。.WD615WD615柴油机燃油供给系柴油机燃油供给系.（五）润滑系统（五）润滑系统【功能功能】将清洁的润滑油以一定的压力不间断地将清洁的润滑油以一定的压

13、力不间断地送到柴油机各摩擦表面或高温零件冷却表面，送到柴油机各摩擦表面或高温零件冷却表面，以减少摩擦阻力和零件的磨损，并带走摩擦时以减少摩擦阻力和零件的磨损，并带走摩擦时产生的热量和金属屑，以及高温零件所吸收的产生的热量和金属屑，以及高温零件所吸收的热量，保证柴油机长期可靠工作。热量，保证柴油机长期可靠工作。【组成组成】滑油泵、滑油滤清器、滑油冷却器和滑滑油泵、滑油滤清器、滑油冷却器和滑油管路等。油管路等。.WD615WD615柴油机润滑系统柴油机润滑系统.（六）冷却系统（六）冷却系统【功能功能】对柴油机的高温零件进行适当冷对柴油机的高温零件进行适当冷却，以保证其正常的工作温度，这也是却，以保

14、证其正常的工作温度，这也是保证柴油机长期可靠工作的必要条件之保证柴油机长期可靠工作的必要条件之一。一。【组成组成】水泵、水箱、散热器及节温器和水泵、水箱、散热器及节温器和管路等。管路等。.WD615WD615柴油机冷却系统柴油机冷却系统.（七）启动系统（七）启动系统【功能功能】为柴油机的启动提供外部动力，为柴油机的启动提供外部动力，并保证启动的安全性和可靠性。并保证启动的安全性和可靠性。【组成组成】电启动方式：启动钥匙和开关，电启动方式：启动钥匙和开关，启动电源，启动线路和电动马达等。启动电源，启动线路和电动马达等。.WD615WD615柴油机起动系统柴油机起动系统.（一）柴油机工况（一）柴油

15、机工况 顾名思义，柴油机工况就是指柴顾名思义，柴油机工况就是指柴油机实际运行的工作状况。油机实际运行的工作状况。表征内燃表征内燃机运行工况的参数可由下式给出：机运行工况的参数可由下式给出： PeTtqn 式中，式中，Pe为有效功率，为有效功率，Ttq为内为内燃机转矩，燃机转矩，n为内燃机的工作转速。为内燃机的工作转速。 六、柴油机的基本特性六、柴油机的基本特性. 描述工况的三个参数只有两个是独描述工况的三个参数只有两个是独立变量，换句话说，当其中任意两个参立变量，换句话说，当其中任意两个参数固定之后，第三个参数就可以通过上数固定之后，第三个参数就可以通过上式求出。比较常用的是用式求出。比较常用

16、的是用T Ttqtq与与n n或者或者PePe与与n n两组参数来表征内燃机稳定运行的工两组参数来表征内燃机稳定运行的工况点。况点。 转速转速n n表示内燃机工作过程进行的表示内燃机工作过程进行的速度快慢，速度快慢， 而而TtqTtq或者或者PePe说明内燃机发说明内燃机发出功率或承受负荷能力的大小。出功率或承受负荷能力的大小。.（二）柴油机工况分类（二）柴油机工况分类 内燃机的工作区域取决于内燃机的内燃机的工作区域取决于内燃机的用途。用途不同时，工作区域将有很大用途。用途不同时，工作区域将有很大的差异。通常将内燃机工况分为三类：的差异。通常将内燃机工况分为三类： 第一类工况第一类工况：特点是

17、柴油机的功率变化特点是柴油机的功率变化时转速几乎保持不变。该工况又称为固时转速几乎保持不变。该工况又称为固定式柴油机工况，如发电用内燃机等。定式柴油机工况，如发电用内燃机等。此工况属线工况。灌溉用内燃机，除启此工况属线工况。灌溉用内燃机，除启动和过度工况外，在运行过程中负荷与动和过度工况外，在运行过程中负荷与转速基本均保持不变，称为点工况。转速基本均保持不变，称为点工况。. 第二类工况第二类工况：其特点是内燃机的功率与其特点是内燃机的功率与转速接近于幂函数关系。当内燃机作为转速接近于幂函数关系。当内燃机作为船用主机驱动螺旋桨时，内燃机所发出船用主机驱动螺旋桨时，内燃机所发出的功率必须螺旋桨吸收

18、的功率相等，而的功率必须螺旋桨吸收的功率相等，而吸收功率又取决于螺旋桨转速的高低，吸收功率又取决于螺旋桨转速的高低，且与转速成幂函数关系。这样内燃机功且与转速成幂函数关系。这样内燃机功率就呈现一种十分有规律的变化。该类率就呈现一种十分有规律的变化。该类工况常被称为螺旋桨工况或推进工况，工况常被称为螺旋桨工况或推进工况，也属于线工况。也属于线工况。. 第三类工况第三类工况：其特点是功率和转速都在其特点是功率和转速都在较大范围内变化，它们之间没有特定的较大范围内变化，它们之间没有特定的关系。汽车及其他陆地运输用内燃机，关系。汽车及其他陆地运输用内燃机，都属于这种工况。此时，内燃机的转速都属于这种工

19、况。此时，内燃机的转速取决于行驶速度，可以从最低稳定转速取决于行驶速度，可以从最低稳定转速到一直变到最高转速；负荷取决于行驶到一直变到最高转速；负荷取决于行驶阻力，在同一转速下，从零可以变到全阻力，在同一转速下，从零可以变到全负荷。内燃机可能的工作区域就是该种负荷。内燃机可能的工作区域就是该种类型内燃机的实际工作区域，相应的工类型内燃机的实际工作区域，相应的工况区域称为面工况。况区域称为面工况。.（三）柴油机性能特性（三）柴油机性能特性 所谓柴油机特性，就是指柴油所谓柴油机特性，就是指柴油机各性能参数随参数调整或运转工机各性能参数随参数调整或运转工况变化的规律。性能指标随运行工况变化的规律。性

20、能指标随运行工况变化的特性称为况变化的特性称为性能特性性能特性。用来。用来表示特性的曲线叫特性曲线。表示特性的曲线叫特性曲线。.负荷特性负荷特性-指转速不变时，柴油机指转速不变时，柴油机性能指标随负荷而变化的关系，用性能指标随负荷而变化的关系，用曲线的形式表示出来就称为负荷特曲线的形式表示出来就称为负荷特性曲线。驱动发电机、压缩机、风性曲线。驱动发电机、压缩机、风机、水泵等动力装置的内燃机，都机、水泵等动力装置的内燃机，都是按照负荷特性运行的。是按照负荷特性运行的。 .速度特性速度特性-指柴油机在油量调节机构指柴油机在油量调节机构（油量调节齿条）保持不变的情况下，（油量调节齿条）保持不变的情况

21、下，其主要性能指标随转速的变化关系。其主要性能指标随转速的变化关系。 当油量控制机构在标定位置时，测得当油量控制机构在标定位置时，测得的柴油机速度特性为的柴油机速度特性为全负荷速度特性全负荷速度特性，简称简称外特性外特性；油量低于标定位置时的；油量低于标定位置时的速度特性，称为速度特性，称为部分负荷速度特性部分负荷速度特性。. WD615T1-3A柴油机柴油机1850r/min负荷特性和外速度特性负荷特性和外速度特性柴油机负荷柴油机负荷 燃燃油油消消耗耗率率 . 由于外特性上反映了柴油机能由于外特性上反映了柴油机能够达到的最高性能，确定了最大功够达到的最高性能，确定了最大功率、最大扭矩以及对应

22、的转速，因率、最大扭矩以及对应的转速，因而十分重要，所有的发动机出厂时而十分重要，所有的发动机出厂时都必须提供柴油机外特性。都必须提供柴油机外特性。.万有特性万有特性-柴油机几个主要特性参数之柴油机几个主要特性参数之间相互关系的综合特性成为柴油机的万间相互关系的综合特性成为柴油机的万有特性。有特性。从万有特性上，可以清晰地了解到内燃从万有特性上，可以清晰地了解到内燃机在各种工况下的性能，很容易找出最机在各种工况下的性能，很容易找出最经济的负荷和转速。经济的负荷和转速。在万有特性图上，最内层的等燃油消耗在万有特性图上，最内层的等燃油消耗率相当于内燃机运转的最经济区域，等率相当于内燃机运转的最经济

23、区域，等值曲线越向外，经济性越差。值曲线越向外，经济性越差。.WD615T4柴油机万有特性柴油机万有特性. 等燃油消耗率曲线的形状与位置对内等燃油消耗率曲线的形状与位置对内燃机的实际使用经济性能有重要的影响。燃机的实际使用经济性能有重要的影响。-如果该曲线的形状在横向上较长，则表如果该曲线的形状在横向上较长，则表示内燃机在负荷变化不大而转速变化较大示内燃机在负荷变化不大而转速变化较大的情况下工作时，燃油消耗率变化较小。的情况下工作时，燃油消耗率变化较小。 -如果曲线形状在纵向较长，则表示内燃如果曲线形状在纵向较长，则表示内燃机在负荷变化较大而转速变化不大的情况机在负荷变化较大而转速变化不大的情

24、况下工作时，油耗率变化较小。下工作时，油耗率变化较小。.-对于汽车用内燃机，最经济区域应大致对于汽车用内燃机，最经济区域应大致在万有特性的中间位置，这样常用转速在万有特性的中间位置，这样常用转速和负荷就可以落在最经济区域内，并希和负荷就可以落在最经济区域内，并希望等燃油消耗率曲线在横向较长。望等燃油消耗率曲线在横向较长。-对于拖拉机和工程机械用内燃机，其转对于拖拉机和工程机械用内燃机，其转速变化范围较小，而负荷变化范围较大，速变化范围较小，而负荷变化范围较大，最经济区域应在标定转速附近，并沿纵最经济区域应在标定转速附近，并沿纵向较长。向较长。 .潍柴企业标准潍柴企业标准综合比油耗综合比油耗.柴

25、油机综合比油耗计算公式gew=(Geiki)/(Neiki)式中代号含义：i:工况号1到8.gew：柴油机综合燃油消耗率;g/kWhGei: 柴油机各工况点时的小时耗油率；g/hki: 柴油机各工况点的加权数，无量纲Nei：柴油机各工况点的功率；kW.国三柴油发动机培训国三柴油发动机培训.前言前言 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

26、了国二，国三排放法规。 .排放排放法规法规COCO(g/kW.h)(g/kW.h)HCHC(g/kW.h)(g/kW.h)NONOx x(g/kW.h)(g/kW.h)PMPM(g/kW.h)(g/kW.h)烟度烟度执行执行时间时间欧欧4.54.51.11.18.08.00.360.361993.101993.10欧欧4.04.01.11.17.07.00.150.151998.101998.10欧欧2.12.10.660.665.05.00.100.100.80.82000.102000.10欧欧1.51.50.460.463.53.50.020.020.50.52005.102005.10

27、欧欧1.51.50.460.462.02.00.020.020.50.52008.102008.10欧欧1.361.360.020.022012 ?2012 ? 欧排放法规与欧排放法规相比，CO排放将由4.0g / kWh降到2.1g/kWh, HC排放将由1.1g/kWh降到0.66g/kWh。 NOx排放将由7.0g/kWh降到5.0g/kWh。PM排放由0.15g/kWh降到0.10g/kWh。欧洲重型车用柴油机排放法规.前言前言. 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

28、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或欧排放标准，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。 为了创造一个洁静的生活环境，我国正在加紧制定欧排放法规。基本预测认为，我国最迟将会在2008年前实施欧排放法规。. 实现更高效、更清洁的燃烧，是两大世界性问题实现更高效、更清洁的燃烧，是两大世界性问题能能源和环境问题对内燃机提出的永远要求。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械化油器和机械点火定时机构分别被电控多点汽油

29、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、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。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、喷油速率压力、喷油速率( (

30、预喷射量、多次喷射预喷射量、多次喷射) )以及以及EGREGR等参数随发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。放折衷问题、提高综合性能的有效手段。.p燃烧过程是柴油机工作的燃烧过程是柴油机工作的“核心核心”，而喷油系统对燃烧过程及其工作品，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。机喷油系统的研究一直成为研究者们的关注热点。p柴油

31、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。型发展到时间控制型。p共轨式电控燃油喷射技术正是属于后者。该技术不再采用传统的柱塞泵共轨式电控燃油喷射技术正是属于后者。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，分脉动

32、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。点火能量和最少的污染排放。柴油机喷油技术的发展. 高压喷射或超高压喷射高压喷射或超高压喷射 灵活的喷油压力控制灵活的喷油压力控制 喷油速率控制：

33、预喷射，分段喷射，快速停油喷油速率控制：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温度相关的启动油量 与负荷相关的怠速控制与负荷相关的怠速控制 整个产品寿命中的小公差，高精度整个产品寿命中的小公差，高精度为此共轨式电控燃油系统是理想的选择为此共轨式电控燃油系统是理想的选择现代柴油机对燃油系统及其控制装置的要求现代柴油机对燃油系统及其控制装置的要求. 柴油机共轨式电控燃油喷射技术是一种全新的技术，因为它集成了计柴油机共轨式电控燃油喷射技术是一种全新的技术，因为它

34、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：量。该技术的主要特点是： 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

35、烧过程的全程优化。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。 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，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。喷射压力控制精度较高，喷油量控制较准确。 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、后喷等功能，为优化柴油机喷油规律、范围大，并且能方便地实现预喷射、后喷等功能，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。改善其性能和降低废气排放提供了

36、有效手段。 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，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。型、中型及重型柴油机很好匹配，因而市场前景看好。共轨系统的特点共轨系统的特点. 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

37、柴油机应用中有切实体会。. 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。.曲轴转速传感器曲轴转速传感器原理：电磁感应原理：电磁感应功能：功能：1、曲轴（发动机）转、曲轴（发动机）转速速 2、曲轴上止点位置、曲轴上止点位置.曲轴转速传感器曲轴转速传感器123456123456飞轮齿孔

38、飞轮齿孔电压信号电压信号整形后信整形后信号号 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。.凸轮轴相位传感凸轮轴相位传感器器原理：电磁感应原理：电磁感应相位确定：采用（相位确定：采用（n+1）齿定齿定位位同步信同步信号号. 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

39、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。.p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。p共轨技术共轨技术是指高压油泵、压力传感器和高压油泵、压力传感器和ECUECU组成的闭环系统组成的闭环系统，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

40、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。.现有的欧现有的欧系统系统UPSUPS单体泵单体泵UIS泵喷嘴泵喷嘴CRS共轨燃油喷射系共轨燃油喷射系统统电控泵喷嘴电控泵喷嘴电控高压共轨

41、燃油喷电控高压共轨燃油喷射射电控单体泵电控单体泵. 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。潍柴动力国潍柴动力国III商用车发动机产品规划商用车发动机产品规划 . 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年排放标准国I国II国III国IV国V 北京、深圳已经在06年率先实行国

42、III排放标准；广东全省、沈阳、厦门07年1月1日起全面实施国III排放标准，其它地区预计08年全部执行。潍柴动力国潍柴动力国III商用车发动机产品规划商用车发动机产品规划 .WP12WP12110kW110kW197kW197kW353kW353kW276kW276kWWP10 WP6WP4132kW132kW 蓝擎高端配置蓝擎高端配置 蓝擎标准配置蓝擎标准配置 50 100 150 200 250 300 350 400 kW WP12247kW247kW323kW323kWWP5WP5110kW110kW235kW235kWWP7WP7132kW132kW155kW155kW176kW1

43、76kW潍柴动力国潍柴动力国III商用车发动机产品规划商用车发动机产品规划 . 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。国际柴油机先进技术同步更新国际柴油机先进技术同步更新潍柴动力潍柴动力欧洲研发中心欧洲研发中心.线上设备全部由局域网相连，进行计算机管理，可以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。实时掌握生产状态。整条线包括整条线包括50台加工中心、台加工中心、8台智能机器人、台智能机器人、5台精加台精加工中心和三座标测量机，设备全部由德国工中心和三

44、座标测量机，设备全部由德国HELLER 、丰、丰田工机公司田工机公司TOYODA进口。进口。.全线引进国际一全线引进国际一流智能自动化生产流智能自动化生产设备。设备。生产节拍：生产生产节拍：生产一台发动机仅用时一台发动机仅用时2.12.1分钟。分钟。全自动刚性加工生产线全自动刚性加工生产线.全自动装配生产线全自动装配生产线采用自动装配、采用自动装配、自动测量设备。自动测量设备。采用自动智能采用自动智能AGVAGV输送机器人。输送机器人。可满足国可满足国IIIIII、国、国IVIV发动机的大批量发动机的大批量装配生产需要。装配生产需要。.国国排放排放WP6系列柴油机结构介绍系列柴油机结构介绍.p

45、WP6WP6国柴油机是潍柴动力自主研发，采用BOSCHBOSCH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p传承DEUTZDEUTZ柴油机的技术优势，满足国排放，经济性、可靠性、排放和噪声等技术指标居国内领先水平国国排放排放WP6WP6系列柴油机结构介绍系列柴油机结构介绍 .国国排放排放WP6WP6系列柴油机结构介绍系列柴油机结构介绍 WP6柴油机柴油机.WP6结构特点结构特点pWP6的燃油系包括：粗滤器、高压油泵、高压油管、共轨管、喷油器 p电控系统包括：ECU、线束（两根）、传感器（6个）、油量计量单元p气缸盖：喷油器的安装尺寸变了p气缸体：为安装共轨管、粗滤器等增加了

46、凸台和安装孔p标配放气阀增压器p取消了火焰预热装置，增加了电加热装置p活塞及活塞环改变为适应国需要的活塞及活塞环p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）国国排放排放WP6WP6系列柴油机结构介绍系列柴油机结构介绍 .燃油系统燃油系统p采用BOSCH的CPN2.2高压共轨燃油系统，能够提供最高1600Bar的喷油压力，结合ECU的调整可以实现喷油量与正时的灵活控制，达到低排放与低油耗国国排放排放WP6WP6系列柴油机结构介绍系列柴油机结构介绍 .电控装置电控装置p采用BOSCH的电控单元，具有稳定的系统处理能力；

47、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p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国国排放排放WP6WP6系列柴油机结构介绍系列柴油机结构介绍 .放气阀增压器放气阀增压器pWP6标配放气阀增压器，有利于改善发动机的低速性能p增压器有中置和后置两种结构，方便商用车管路布置国国排放排放WP6WP6系列柴油机结构介绍系列柴油机结构介绍 .进气电加热装置进气电加热装置p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”现象国国排放排放WP6WP6系列柴油机结构介绍系列柴油机结构介绍 电加热装置安装位置.曲轴连杆系曲轴连

48、杆系p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国国排放排放WP6WP6系列柴油机结构介绍系列柴油机结构介绍 .活塞及活塞环活塞及活塞环p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国国排放排放WP6WP6系列柴油机结构介绍系列柴油机结构介绍 .pWP6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个孔飞轮、飞轮壳飞轮、飞轮壳国国排放排放WP6WP6系列柴油机结构介绍系列柴油机结构介绍 飞轮壳、飞轮WP6226B飞轮壳、飞轮.p

49、TBD226B-6国阶段发动机pWP6国阶段发动机p 通过对比可以看出，国到国阶段柴油机只作燃油及燃油支持系统的转换，功率段国与国一样，其它零部件做到了最大限度的继承性，便于维修保养国国排放排放WP6WP6系列柴油机结构介绍系列柴油机结构介绍 .国国排放排放WP10系列柴油机结构介绍系列柴油机结构介绍.p WP10WP10系列柴油机是潍柴动力在斯太尔WD615WD615柴油机的基础上，采用BOSCHBOSCH电控共轨系统自行开发设计排放达国IIIIII的新一代柴油机产品p 其外形结构和相关连接尺寸与原斯太尔WD615WD615国IIII系列柴油机基本相同，有良好的继承性和零部件通用性p 并具有

50、原斯太尔国IIII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）p 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排放阶段节油1010）、符合了更高的排放要求、更出色的低温启动性能以及更低的噪音国国排放排放WP10WP10系列柴油机结构介绍系列柴油机结构介绍 .WP10柴油机柴油机国国排放排放WP10WP10系列柴油机结构介绍系列柴油机结构介绍 .WP10柴油机柴油机国国排放排放WP10WP10系列柴油机结构介绍系列柴油机结构介绍 .p燃油系统包括：粗滤器、高压油泵、高压油管、共轨管、喷油器p电控系统包括：ECU、线束（两根）、传感器（6个）、油量计量单元p气

51、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p气缸盖：喷油器的安装尺寸改变，标配了WEVB结构p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p不再配置火焰预热装置，改为进气电加热装置p标配放气阀增压器 p活塞及活塞环：活塞的燃烧室改变，活塞环也相应的改变p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）WP10结构特点结构特点国国排放排放WP10WP10系列柴油机结构介绍系列柴油机结构介绍 . 燃油系统燃油系统p电控燃油供给系统是采用BOSCH公司研发的二代全新系统。共轨管能承受16

52、00bar的压力国国排放排放WP10WP10系列柴油机结构介绍系列柴油机结构介绍 .电控装置电控装置 ECUEngine ConnectorCylinder Connector发动机线束气缸线束国国排放排放WP10WP10系列柴油机结构介绍系列柴油机结构介绍 .国国排放排放WP10WP10系列柴油机结构介绍系列柴油机结构介绍 气缸体气缸体p采用框架式结构，为安装共轨管、粗滤器、ECU等增加了凸台和安装孔精滤、粗滤安装孔共轨管安装位置孔框架式结构：曲轴箱一体铸造，可靠性高，稳定性好.p喷油器换成BOSCH电控喷油器p增加了WEVB排气制动机构 WEVB也引起了摇臂发生变化，气缸盖罩高度增加，气缸

53、盖增加了WEVB的进油管道WEVB及气缸盖及气缸盖国国排放排放WP10WP10系列柴油机结构介绍系列柴油机结构介绍 WEVBBOSCH电控喷油器WEVB进油管道.p 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p 无联轴器结构故障率降低p 使得喷油提前角精度更高，减少了震动，提高了可靠性，减低了噪音法兰泵法兰泵国国排放排放WP10WP10系列柴油机结构介绍系列柴油机结构介绍 .进气电加热装置进气电加热装置国国排放排放WP10WP10系列柴油机结构介绍系列柴油机结构介绍 国用火焰预热装置客车用卡车用国用进气电加热装置.p 放气阀增压器在国二发动机的推

54、广获得了成功的经验，证明发动机低速大扭矩工况适合国内大部分商用车p 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放气阀增压器放气阀增压器国国排放排放WP10WP10系列柴油机结构介绍系列柴油机结构介绍 .水泵侧置水泵侧置水泵侧置，不与风扇连接，降低了零部件故障率，维修方便国国排放排放WP10WP10系列柴油机结构介绍系列柴油机结构介绍 水泵位置水泵位置WP10WD615.空气压缩机前置空气压缩机前置WP10空压机位置WD615空压机位置空压机前置，不与高压泵连接减少了零部件的故障率，使得前端安装结构较为紧凑国国排放排放WP10WP10系列柴油机结构介绍系列柴油机结构介绍 .转

55、向液压泵下置转向液压泵下置国国排放排放WP10WP10系列柴油机结构介绍系列柴油机结构介绍 WP10转向泵位置WD615转向泵位置.机油压力传感器处，增加了转接接块，机体原结构没有变动机油压力传感器机油压力传感器国国排放排放WP10WP10系列柴油机结构介绍系列柴油机结构介绍 WP10机油压力传感器WD615机油压力传感器.WP10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58个孔飞轮壳、飞轮飞轮壳、飞轮国国排放排放WP10WP10系列柴油机结构介绍系列柴油机结构介绍 转速传感器安装孔WP10WD615转速传感器安装孔.pWD615国二阶段发动机pWP10

56、国三阶段发动机国国排放排放WP10WP10系列柴油机结构介绍系列柴油机结构介绍 p 通过对比可以看出，国到国阶段柴油机只作燃油及燃油支持系统的转换，功率段国与国一样，其它零部件做到了最大限度的继承性，便于维修保养.国三排放国三排放WP12系列柴油机结构介绍系列柴油机结构介绍.p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p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p最低油耗达到181g/kW.h181g/kW.h，各项排放指标远远优于国限值p全新设计的满足国法规

57、并具备国潜力的国内最大排量的车用柴油机国国排放排放WP12WP12系列柴油机结构介绍系列柴油机结构介绍 .WP12柴油机柴油机国国排放排放WP12WP12系列柴油机结构介绍系列柴油机结构介绍 .WP12柴油机柴油机国国排放排放WP12WP12系列柴油机结构介绍系列柴油机结构介绍 .WP12结构特点结构特点p燃油系统p电控装置p气缸体p曲轴连杆系p气缸盖p配气系统p飞轮端结构：后取力装置，法兰泵，双缸空压机p自由端结构p进、排气系统p油底壳国国排放排放WP12WP12系列柴油机结构介绍系列柴油机结构介绍 .燃油系统燃油系统p 采用BOSCH的高压共轨系统，能够提供最高1600Bar的喷油压力，实

58、现喷油量与正时的灵活控制，达到低排放与低油耗国国排放排放WP12WP12系列柴油机结构介绍系列柴油机结构介绍 共轨管粗滤器ECU.电控装置电控装置p 采用BOSCH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国国排放排放WP12WP12系列柴油机结构介绍系列柴油机结构介绍 .p 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、排气管位置相对WD615/618柴油机左右镜射p 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p回水管与机体一体铸造气缸体气缸体国国排放

59、排放WP12WP12系列柴油机结构介绍系列柴油机结构介绍 回水管注：原WD615/618进气管在右侧（从飞轮壳端看）.p 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，相比国机型，允许前端有更大的扭矩输出曲轴连杆系曲轴连杆系国国排放排放WP12WP12系列柴油机结构介绍系列柴油机结构介绍 .p 一缸一盖结构，方便用户维修；采用4气门进排气结构，保证进、排气及燃烧系统的合理匹配，降低排放p喷油器安装孔在缸盖中间气缸盖气缸盖国国排放排放WP12WP12系列柴油机结构介绍系列柴油机结构介绍 喷油器安装孔4气门.p 通过无导向的气门桥驱动气门，在气门桥及排

60、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配气系统配气系统国国排放排放WP12WP12系列柴油机结构介绍系列柴油机结构介绍 气门桥.后端驱动系统后端驱动系统p 齿轮室后置，齿轮系采用低噪音设计，驱动液压泵、喷油泵和空压机等部件，预留PTO输出接口，可以满足1000Nm的扭矩输出国国排放排放WP12WP12系列柴油机结构介绍系列柴油机结构介绍 PTO输出接口.飞轮端结构飞轮端结构国国排放排放WP12WP12系列柴油机结构介绍系列柴油机结构介绍 双缸空压机法兰泵起动机.自右端结构自右端结构国国排放排放WP12WP12系列柴油机结构介绍系列柴油机结构介绍 油气分离器水泵p齿轮室后置