4-发动机教材(CRI介绍).ppt

1、一、开发背景 随着技术的发展和社会的进步，人类的环保意识日益增强，美国、欧州和日本都将相继执行第二级环保标准，对发动机的排气进行更加严格的限止。为了满足新的排放标准以及激烈的市场竞争，小松和康明斯公司合资成立了IPA(The Industrial Power Alliance)，IPA的目标就是要生产出马力大、油耗低、排染少和噪音小的高性能发动机。 CRI与HPI喷油泵凝聚了小松和康明斯两大著名发动机制造企业的技术精华，具有下列优越性能： * 喷射压力高，CRI的喷射压力高达1200-1300kg/cm2 HPI的喷射压力高达1600-1700kg/cm2 * 喷射的起始时间可以由电脑来随时调

2、节 * CRI还可在一个冲程中进行预喷、主喷、后喷等多次喷射 * 喷射压力可以由电脑设定 * 满足较高的排放要求 * 燃烧效率提高，发动机的功率大大提高 目前小松装有CRI喷油泵的发动机是：125系列，140系列 目前小松装有HPI喷油泵的发动机是：170系列,第六章 CRI喷油泵介绍,6-1,二、CRI燃油系统2.1 系统组成,AIR,1.燃油箱 2.供油泵 2A.PVC 2B.高压泵 2C.手动泵 2D.供油泵 2E.旁通阀 2F.G回转传感器,3.燃油滤芯 4.溢流阀 5.公用油管 6.限压阀 7.流量缓冲器 8.喷射器 9.燃油冷却器 10.ECU(发动机控制器 11.NE(转速传感器

3、),6-2,2.2 CRI燃油系统概述,高压燃油由供油泵产生，通过公共油槽进入到各喷油嘴，喷油的开始与结束是由喷油嘴中的电磁阀来控制着喷嘴中的针阀的开与闭来实现的。,CRI系统通过各传感器检测出的发动机的况状(转速、油门、水温等)，由计算机来决定燃油的喷射量，喷射时间，喷射压力，使发动机运行最佳。计算机还不断进行自我检查，如果发现有任何异常，就会发出警报告诉驾驶员，并且有自我保护程序，能自动地停机或使机器进入安全的作业模式运行。,6-3,2.3 CRI系统结构与功能,CRI系统由供油泵，公共油槽，喷油嘴，ECU，以及控制它们的传感器组成。 供油泵为公共油槽提供压力，压力的大小由供油量来决定，而

4、供油量的大小由ECU发出的电控信号来控制PCV的开闭决定。 公共油槽接受到高压燃油并将它传到各个气缸的喷嘴。 公共油槽中的油压由油压传感器检测并传到控制器，保证压力与发动机在该转速与负荷下所需要的压力相符合。,系统工作原理,* 喷射量 * 喷射时间 * 喷射次数,TWV控制电流,公共油槽 压力传感器,油流减振器,燃油 回流,公共油槽,喷射压 力控制,其它信息 (温度,压力),NE传感器 G 传感器,喷 油 泵,喷油器,喷油嘴,6-4,三、燃油泵3.1燃油泵的构造,1.3-峰形凸轮轴 2.溢流阀 3.驱动齿 4.No.1高压泵 5.PCV(排量控制阀) 6.No.2高压泵 7.手动泵 8.加注泵

5、 9.G 转速传感器,PVC与高压泵做在一起，用来控制压力。 凸轮轴有三个峰，泵的柱塞数就可降为气缸数的 1/3，同时，给公共油槽的加压次数与气缸数相同，这样就容易达到公共油槽中的压力稳定与平稳。,6-5,3.2 柱塞泵供油原理,6-6,A. 在柱塞的下降行程中，PVC打开，低压油经过PVC被吸入柱塞腔。 B. 即使柱塞进入上升行程，只要没有电信号流到PCV，阀就保持打开，进入PVC的油被回流掉，所以压力不 上升。 C. 当需要加压时，电控信号被送到PCV，把阀关闭，燃油的回流通路被切断，柱塞腔中的压力就上升，燃油 通过出油阀加注进公共油槽。换句话说，当阀关闭时，柱塞的行程就是要排出的油量，因

6、此只要调节关闭 阀的时间，就可以调节加注的油量和公共油槽中的压力。 D. 当凸轮超过最高点后进入下降行程，柱塞腔中的压力下降，此时，出油阀就关闭，防止燃油回流。同时, 流到PCV 的电流被切断，PCV就打开，低压的燃油就进入柱塞腔，也就是又回到了A状态。,6-7,公共油槽用来存贮高压泵产生的高压燃油并将它送到各个气缸，公共油槽上装有压力传感器，流量阻尼器，压力限制阀，流量阻尼器连着高压油管把高压油送到喷油器，压力限制器上的油管用于回油。,四、公共油槽,压力限制阀,流量阻尼器,流量阻尼器,公共油槽,限压阀,压力 传感器,6-8,4.1 流量减震器,流量减震器用来消除高压油管中的压力脉动，使供给喷

7、射器的油压稳定。当流量过大时，它会切断通路，防止流量异常。 当流量过大时，高压作用在活塞上，活塞与球一起向右并与座接触，油的通路就被切断了。,不喷油时，钢球在弹簧作用下靠在最左边,正常喷油时，减少脉动,喷油异常时，堵住出油口,6-9,4.2 压力限止阀,压力限止阀在异常高压时打开，以释放高压，当公共油槽中的压力达到约140MPa 1,430kg/cm2时打开，当压力下降到30MPa310kg/cm2时又关闭，用来维持压力。,6-10,4.3 压力传感器,公共油槽 压力传感器,公共油槽油压传感器按装在公共油槽上，用来检查公共油槽里的压力，反馈到ECM。 这是一个半导体压力传感器，利用了半导体的特

8、性，当加上压力时电阻会改变。,6-11,电源,发动机控制器 ECU,输入信号,油门信号,NE 信号,G 信号,燃油压力信号,传感器 燃油温度 增压压力 机油压力(高,低) 水温(高,低),高压泵 PCV1,高压泵 PCV2,NO1 喷射器,NO2 喷射器,NO3 喷射器,NO4 喷射器,NO5 喷射器,NO6 喷射器,网络(其它控制器),输出信号,五、ECU发动机控制器 5.1 控制原理,6-12,加入的电流为11to12安培,保持电流为2-3安培,5.2 对喷射电磁阀的控制,注意：喷射电磁阀的控制电压为110130伏,6-13,5.3 传感器,ECM,油门开关,开关 信号,燃油温度 传感器,

9、水温传感 器,NE传感器,G传感器,油槽压力 传感器,6-14,5.3.1 传感器NE&G,放大电路,放大电路,喷油泵位置,曲轴位置,NE传感器,G传感器,6-15,传感器NE,1)NE转速传感器(曲轴转角感知) 当信号孔通过传感器时，通过传感器的磁力线发生变化，线圈中产生感生电压。 飞轮壳上每隔7.5度就有一个小孔，但其中有三处没有孔，这样总共就是45个孔，每转两圈就能产生90个脉冲信号。通过这些信号，发动机的转速就被测出来了。,飞 轮 对 准 销,6-16,传感器G,高压泵的凸轮轴中心按装的盘状的齿轮，上面每隔60度切有一个凹槽。另外有一处有多一个内齿, 因此发动机每转2圈就产生7个脉冲，

10、通过NE和G传感器的信号组合，就能确定第一缸的标准。,6-17,5.3.2 水温传感器,有两个传感器，一个测高温，一个测低温,水温传感器测出水温并送到ECU。这是一个热敏电阻型传感器，能过测量热敏电阻上分得的电压值，就能算出水的温度。 高温传感器用于保护发动机。 低温传感器用于低温起动，发动机转速被限止在1000转，并进行多次喷射，防止白烟的产生。,当传感失效时ECM用90摄氏度来计算,6-18,当燃油温度上升到50-70度时，燃油喷射量会下降4-6%，极限温度是80度。 燃油温度传感器测出燃油的温度并送到ECU。这是一个热敏电阻型传感器，能过测量热敏电阻上分得的电压值，就能算出燃油的温度。,

11、5.3.3 燃油温度传感器,当传感失效时ECM用 80摄氏度来计算。,6-19,5.3.4 排气压力传感器,6-20,5.3.5 机油压力传感器,低压开关在压力为0.5kg/cm2时接通,高压开关在压力为at1.5kg/cm2时接通，ECM开始控制发动机在1300rpm,6-21,TWV(双向电磁阀)控制着控制腔中的压力，用来控制喷射的开始与结束。,TWV关,1.进口 2.线端 3.上体 4.电磁阀 5.出口 6.内部阀体组 7.阀体,8.出口小孔 9.入口小孔 10.控制腔 11.控制活塞 12.弹簧 13.压销 14.喷嘴组件,六、喷射器 6.1 喷射器的结构,6-22,6.2 喷射器的工

12、作原理,活塞根据压力腔的油压来控制针阀的开闭,TWV电磁阀On 喷嘴打开,公共油槽,液压柱塞,节流孔1 节流孔2,外阀,6-23,5微米滤芯与30微米预滤,1.按装架 2.芯子 A.从燃油箱来 B.到供油泵参数 冷却方式:空冷 芯子形状: AL-CFT-1 热交换面积: 3.31m2,发动机水箱,七、燃油滤芯与燃油冷却器,燃油冷却器,6-24,八、燃油系统的测试8.1 测量燃油压力,燃油压力的测量只低压回路的压力，高压回路中的压力由于压力非常高，不能测量。 1.拆下燃油压力测量塞(1)。 2.接上压力测试接头，连好压力表。 3.起动发动机，在高怠速下测出压力。 4.测量完毕后把机器恢复原样。,

13、当燃油被烧干或燃油系统的零部件更换以后，要进行排气，使用手动泵进行排气。 1.拆下燃油滤芯(1)，装满燃油并按装好 * 装入的燃油一定要干净，不能有脏物混入 * 如果没有干净的燃油，则不要拆下燃油滤芯，用手动 泵泵入燃油 2.拆下燃油滤芯上的排气塞(2)操作手动泵(3)。 手动泵油直到油从排气塞处冒出, 装上排气塞 扭矩:7.8 9.8Nm0.8 1.0kgm 3.松开供油泵上的排气塞(4)用手动泵(3)进行排气操作90 100次。 直到油从排气塞处冒出，拧紧排气塞，再操作几下手动 泵直到很重时。 排气塞扭矩:4.9 6.9Nm0.5 0.7kgm 4.起动发动机。 * 高压回路中的空气在发动

14、机回转时可以自动排出。 * 如果发动机不能起动，说明低压回路中的空气没有完 全排出，重复从第2部的操作。,6-25,8.2 检查燃油系统的泄漏 由于高压回路中的压力很高，如果发动机在运转时有燃油泄漏，有着火的危险。 用下列方法检查燃油系统的泄漏。 为了使检查方便，在检查前要把发动机周围清理干净，特别是机油和黄油。 1. 在供油泵、CRI、喷油嘴、高压管周围喷上着色剂。 2. 起动发动机，在1000rpm以下运行，当发动机速度稳定后，关闭发动机。 3. 检查燃油硬管和燃油系统设备是否漏油。 * 检查高压回路，特别是喷有着色剂的地方。 * 如有漏油要立即修复，再次从第2步开始检查。 4. 起动发动

15、机低怠速运转。 5. 检查燃油硬管和燃油系统设备是否漏油。 * 检查高压回路，特别是喷有着色剂的地方。 * 如有漏油要立即修复，再次从第2步开始检查。 6. 起动发动机高怠速运转。 7. 检查燃油硬管和燃油系统设备是否漏油。 * 检查高压回路，特别是喷有着色剂的地方。 * 如有漏油要立即修复，再次从第2步开始检查。,8. 起动发动机高怠速运转，然后给发动机加载 * 按装在机器上的情况下可以做变速箱失速或 液压失速。 9. 检查燃油硬管和燃油系统设备是否漏油。 * 检查高压回路，特别是喷有着色剂的地方。 * 如有漏油要立即修复，再次从第2步开始检 查。 * 如果没有发现漏油，检查完毕。,6-26

16、,8.3 发动机断缸试验,断缸试验是指切断一个或多个缸的燃烧，通过速度变化来判断哪个缸的燃烧有问题。 方法： 1.起动开关ON。 2.同时按时钟开关(1)，右行走开关(2) 和工作模式开关(3)至少2.5秒钟。 * 面板显示转入断缸模式，时间区(4) 显示发动机转速，工时区(5)显示气 缸数。 3.起动发动机，记录下高低怠速。 4.用下面的方法设定断缸模式操作。 * 按着时钟开关(1)，通过操作工作模 式开关(3)或(6)来选择要断开的缸， 被选到的缸数会闪亮。 * 按着时钟开关(1)，操作重举升开关 (7)来执行断缸操作。此时液晶显示 由闪亮数字变成上下两段码。 * 要断开多个缸时，重复上两步操作。,5.记录下断缸模式下发动机的低怠速与 高怠速，此转