《汽車發(fā)動機構(gòu)造與檢修（第2版）》課件 王雷項目9、10 發(fā)動機綜合故障診斷與排除；柴油發(fā)動機

汽車發(fā)動機構(gòu)造與維修（第2版）汽車發(fā)動機構(gòu)造與檢修（第2版）項目一汽車發(fā)動機基本知識項目二發(fā)動機曲柄連桿機構(gòu)構(gòu)造與

檢修項目三發(fā)動機配氣機構(gòu)構(gòu)造與檢修項目四汽油發(fā)動機燃料供給系統(tǒng)構(gòu)造與檢修項目五發(fā)動機潤滑系統(tǒng)構(gòu)造與檢修項目六發(fā)動機冷卻系統(tǒng)構(gòu)造與檢修項目七發(fā)動機排放控制系統(tǒng)構(gòu)造與檢修項目八發(fā)動機拆裝與維護項目九發(fā)動機綜合故障診斷與排除項目十柴油發(fā)動機項目九發(fā)動機綜合故障診斷與排除任務１發(fā)動機機械系統(tǒng)常見故障診斷任務２發(fā)動機電控系統(tǒng)常見故障診斷任務1發(fā)動機機械系統(tǒng)常見故障診斷學習目標?知識目標1．能正確使用發(fā)動機機械系統(tǒng)檢修常用工具與設(shè)備儀器；2．能正確使用發(fā)動機電控系統(tǒng)檢修常用工具與設(shè)備儀器；3．能正確操作大眾、豐田和通用診斷系統(tǒng)。?技能目標能規(guī)范正確對發(fā)動機汽缸磨損進行檢驗。

?素質(zhì)目標1.通過對發(fā)動機機械系統(tǒng)故障的檢修,培養(yǎng)學生認真負責的工作態(tài)度及一絲不茍的工作作風,逐漸形成符合汽車維修行業(yè)職業(yè)崗位所要求的職業(yè)道德與職業(yè)素養(yǎng);2.通過教學活動,培養(yǎng)學生誠實守信、團隊協(xié)作精神、精益求精的工作作風,弘揚中華傳統(tǒng)美德。建議課時2～4課時。一、理論知識準備發(fā)動機工作不正?？赡苁前l(fā)動機自身的問題造成的，也可能是其他系統(tǒng)的問題造成的。當發(fā)動機運轉(zhuǎn)不正常時，需要隨時檢查發(fā)動機的運行條件。許多發(fā)動機運行方面的故障并不是發(fā)動機機械部件引起的，在檢查發(fā)動機機械部件之前，可以先對發(fā)動機點火系統(tǒng)和燃油供給系統(tǒng)等作檢測。發(fā)動機常見的故障有機油消耗過多、失火、動力下降、排氣泄漏、異響等。1．發(fā)動機尾氣檢查發(fā)動機尾氣能夠在一定程度上反映發(fā)動機的運行狀況，通過尾氣檢查，可以大致判斷出發(fā)動機的故障范圍。任務1發(fā)動機機械系統(tǒng)常見故障診斷1）藍煙排氣冒藍煙表明發(fā)動機燒機油。機油進入燃燒室主要有兩條途徑：一是曲軸箱內(nèi)的機油經(jīng)過活塞、活塞環(huán)進入燃燒室，主要原因是活塞環(huán)開口位置不正確，活塞過度磨損，活塞環(huán)失去張力；二是氣門室內(nèi)的機油經(jīng)過氣門導管進入燃燒室，主要原因是氣門油封失效。如果排氣冒藍煙僅僅在發(fā)動機起動后短時間內(nèi)出現(xiàn)，通常是發(fā)動機的氣門油封失效了。2）黑煙排氣冒黑煙的原因是過多的燃料進入燃燒室，且燃燒不充分。典型的故障原因有空氣濾清器堵塞、發(fā)動機控制系統(tǒng)故障、噴油器泄漏、燃油壓力調(diào)節(jié)器失效等。3）白煙發(fā)動機在低溫天氣排氣冒白煙或白氣是正常的，白煙或白氣是廢氣中的水蒸氣遇冷凝結(jié)而成的，發(fā)動機每燃燒1L汽油大約生成1L水。如果尾氣中水蒸氣的含量過多，可能是冷卻液滲漏到燃燒室中，產(chǎn)生水蒸氣。典型的故障原因有汽缸墊失效、汽缸蓋有裂紋，甚至汽缸體有裂紋。任務1發(fā)動機機械系統(tǒng)常見故障診斷2．發(fā)動機機械噪聲檢查發(fā)動機異常噪聲簡稱發(fā)動機異響。根據(jù)異響的位置不同，通常將異響分成兩大類：發(fā)動機上部異響和發(fā)動機下部異響。發(fā)動機上部異響一般表現(xiàn)為“噠噠”聲（也有例外），它們與凸輪軸的轉(zhuǎn)速有關(guān)。凸輪軸的轉(zhuǎn)速是曲軸的一半，因此曲軸每轉(zhuǎn)兩圈，異響出現(xiàn)一次。例如，當發(fā)動機的轉(zhuǎn)速為600r/min時，凸輪軸的轉(zhuǎn)速為300r/min，則上部異響在1s內(nèi)出現(xiàn)5次。配氣機構(gòu)（包括凸輪軸、氣門挺柱、推桿、搖臂、氣門、導管等）磨損或變形、氣門積炭、正時鏈條等都會導致發(fā)動機上部異響。發(fā)動機下部異響一般表現(xiàn)為撞擊聲，造成發(fā)動機下部撞擊的原因主要有活塞撞擊、連桿軸承撞擊、活塞銷撞擊、飛輪松動或破裂、燃燒室積炭等。在壓縮和做功行程，汽缸處于壓力之下，有些異響將會更加明顯。發(fā)動機下部異響也與發(fā)動機轉(zhuǎn)速有直接的聯(lián)系，并且發(fā)動機每轉(zhuǎn)一圈出現(xiàn)一次。任務1發(fā)動機機械系統(tǒng)常見故障診斷3．發(fā)動機失火檢查失火又稱缺火，點火能量小、燃燒質(zhì)量差、燃燒不完全或完全不燃燒等不正常的燃燒狀況都稱為失火，燃燒不正?？赡苁怯捎诳杖急瘸睿ㄟ^濃或過稀）、發(fā)動機機械故障、點火系統(tǒng)故障等引起的。失火主要表現(xiàn)為怠速抖動、加油有突突聲、急加速無力、排出的尾氣有刺鼻惡臭，伴隨著發(fā)動機故障燈點亮，同時ECU儲存相應的故障碼。失火故障碼一般是根據(jù)曲軸位置傳感器的信號來判定的。機械故障可能導致發(fā)動機汽缸壓縮壓力偏低、充氣效率下降、空燃比偏差、冷卻液或機油進入燃燒室、曲軸轉(zhuǎn)速信號異常等，這些都可能導致失火故障碼出現(xiàn)。任務1發(fā)動機機械系統(tǒng)常見故障診斷4．靜態(tài)汽缸壓力檢測若某一個或多個汽缸顯示壓縮壓力低，可通過火花塞孔向燃燒室內(nèi)注入15mL發(fā)動機機油（一湯匙或機油壺噴槍按壓3次），提高活塞環(huán)的密封性，在按照步驟測量汽缸壓縮壓力，這種方法稱為汽缸壓力濕式檢查法。測量結(jié)果分析如下：（1）正常情況：每個汽缸的壓力能快速、平穩(wěn)地積聚到規(guī)定的壓力。（2）氣門泄漏：注入機油后，汽缸壓力沒有明顯改善。（3）活塞環(huán)泄漏：在第一個行程中汽缸壓力低，在以后的行程中汽缸壓力將提高，但達不到正常水平。（4）汽缸墊泄漏：若兩個相鄰的汽缸均出現(xiàn)壓力低于正常值的情況，并在向汽缸注入機油后并不能提高壓縮壓力，原因有可能是兩個汽缸之間的汽缸墊泄漏。任務1發(fā)動機機械系統(tǒng)常見故障診斷5．動態(tài)汽缸壓力檢測動態(tài)汽缸壓力檢測，即發(fā)動機在運轉(zhuǎn)的時候連接汽缸壓力表進行汽缸壓力測量。動態(tài)汽缸壓力檢測通常用來判斷發(fā)動機工作狀況。發(fā)動機怠速的轉(zhuǎn)速通常在600～900r/min，起動過程中的發(fā)動機轉(zhuǎn)速一般在80～250r/min，然而，動態(tài)汽缸壓力測得的缸壓值會遠低于靜態(tài)汽缸壓力測得的缸壓值。因為怠速時節(jié)氣門開度很小，發(fā)動機轉(zhuǎn)速越高，氣門開啟的時間越短，進入汽缸的空氣量越少，充氣效率越低，測得的汽缸壓力值越低。6．汽缸泄漏檢測汽缸泄漏檢測是一種很好的判斷發(fā)動機運行狀況的方法。進行汽缸泄漏檢測時，首先在火花塞孔位置安裝汽缸泄漏檢測儀，然后通過汽缸泄漏檢測儀往汽缸內(nèi)注入適量壓縮空氣，接著觀察汽缸泄漏檢測儀壓力表的變化，并且注意觀察泄漏點。任務1發(fā)動機機械系統(tǒng)常見故障診斷7．排氣系統(tǒng)檢查1）排氣背壓檢測如果發(fā)動機排氣不暢，排氣系統(tǒng)中的壓力就會上升，這種壓力稱為排氣背壓。排氣系統(tǒng)是否堵塞可以通過測量發(fā)動機的排氣背壓來判斷。排氣背壓的檢查方法有兩種，一種是測量進氣歧管真空度，另一種是直接測量排氣管路的壓力，直接測量排氣背壓需要將排氣背壓表安裝在排氣管路中。在怠速時，發(fā)動機的排氣背壓最大值應該小于10kPa；發(fā)動機轉(zhuǎn)速為2500r/min時，最大排氣背壓不能大于14kPa。2）排氣泄漏檢查排氣系統(tǒng)泄漏會在泄漏的區(qū)域出現(xiàn)污點，用手靠近泄漏區(qū)域可以感覺到泄漏，同時可能會伴隨爆裂聲或者“嘶嘶”聲。排氣泄漏一般是由于部件錯位或者安裝不正確造成的，例如連接螺栓緊固力矩不正確、排氣管吊架松動。排氣系統(tǒng)管路連接處、氧傳感器安裝處等部位易發(fā)生泄漏，應重點檢查。8．真空檢測發(fā)動機轉(zhuǎn)速下降或者進氣效率低時，進氣歧管的真空度會隨之減小，因此真空度的變化可以間接反映發(fā)動機的工作狀態(tài)是否良好。發(fā)動機通常需要檢測起動、怠速、高怠速三種不同工況的真空度。任務1發(fā)動機機械系統(tǒng)常見故障診斷任務1發(fā)動機機械系統(tǒng)常見故障診斷二、任務實施下面以上汽通用君威2.0T發(fā)動機為例說明靜態(tài)汽缸壓力檢測方法。1.準備工作(1)將實訓車輛停放在實訓區(qū)域,確保人員和設(shè)備的安全。。(2)檢查實訓室通風系統(tǒng)設(shè)備工作是否正常。(3)準備汽缸壓力表、常用工具一套。2.技術(shù)要求與注意事項(1)為獲得準確的測量結(jié)果,測量時,發(fā)動機需要預熱到正常的工作溫度。(2)若某一個汽缸或多個汽缸顯示壓力低,可通過火花塞孔向燃燒室內(nèi)注人15mL機油,提高活塞環(huán)的密封性。(1)預熱發(fā)動機使其達到正常工作溫度。(2)檢查蓄電池的電量是否充滿電。(3)中止點火系統(tǒng),建議斷開點火線圈初級回路線束連接器或熔斷絲。(4)中止燃油噴射系統(tǒng),建議斷開噴油器線束連接器或熔斷絲。(5)拆下所有的火花塞,減小壓縮阻力,保證發(fā)動機轉(zhuǎn)速達標。(6)在一缸火花塞孔安裝汽缸壓力表,如有必要進行調(diào)零,如圖9-1所示。任務1發(fā)動機機械系統(tǒng)常見故障診斷圖９-１安裝汽缸壓力表(7)完全開啟節(jié)氣門,保證發(fā)動機進氣充分。(8)起動發(fā)動機,使發(fā)動機完成3~5個壓縮行程,記錄汽缸壓力表的最大讀數(shù)。(9)檢查其他汽缸的壓縮壓力,記錄讀數(shù)。(10)將測量結(jié)果與維修手冊的數(shù)據(jù)進行對比分析,確認各個汽缸的壓力是否滿足要求,以及最圖9-1安裝汽缸壓力表大汽缸壓力與最小汽缸壓力的差值是否在合理的范圍之內(nèi)。通常最大汽缸壓力與最小汽缸壓力的差值不應大于30%,例如,最大汽缸壓力為1000kPa,最小汽缸壓力為1000x(1-30%)=700(kPa)。(11)完成實訓任務后,對工作過程進行自我評價,提交實訓工作單,接受指導教師的技能考核。(12)整理并清潔工作場所,清點和收拾借出的工具、設(shè)備和資料,交回實訓室。任務1發(fā)動機機械系統(tǒng)常見故障診斷二、評價與反饋1．自我評價

(1)通過本學習任務的學習,你是否已經(jīng)知道以下問題的答案:發(fā)動機常見機械故障診斷和排除方法有哪些?(2)靜態(tài)汽缸壓力檢測過程中用到了哪些設(shè)備?(3)靜態(tài)汽缸壓力檢測的步驟有哪些?(4)實訓過程完成情況如何?(5)通過本學習任務的學習,你認為自己的知識和技能還有哪些欠缺?

簽名：______________年____月____日任務1發(fā)動機機械系統(tǒng)常見故障診斷任務1發(fā)動機機械系統(tǒng)常見故障診斷四、技能考核標準（表9-2）任務1發(fā)動機機械系統(tǒng)常見故障診斷任務2發(fā)動機電控系統(tǒng)常見故障診斷學習目標?知識目標1．能掌握發(fā)動機車載診斷系統(tǒng)；2．能掌握發(fā)動機電控系統(tǒng)診斷的一般方法。?技能目標能規(guī)范正確對發(fā)動機綜合故障進行診斷與排除。?素質(zhì)目標1.通過對發(fā)動機電控系統(tǒng)故障的檢修,培養(yǎng)學生應用技術(shù)資料進行自學的能力和終身學習意識;2.通過教學活動,增強學生的職業(yè)榮譽感和責任感,培養(yǎng)學生在學習中敢擔當、能吃苦的好品質(zhì)。建議課時3～4課時。一、理論知識準備1．發(fā)動機車載診斷系統(tǒng)在發(fā)動機控制系統(tǒng)中，發(fā)動機ECU具有車載診斷系統(tǒng)（On-BardDiagnostics，OBD）的功能，該功能可監(jiān)控傳感器及執(zhí)行器的工作情況。如果診斷到某個故障，則該故障將以故障碼的形式被記錄下來，并將組合儀表板上相應的故障指示燈點亮，通知駕駛?cè)?，如圖9-2所示。檢修時，技術(shù)人員通過特定的程序（如使用檢測儀）將存儲在發(fā)動機ECU存儲器中的故障信息（故障碼）調(diào)出，根據(jù)故障碼確定故障的性質(zhì)和內(nèi)容，對有關(guān)的元器件和線路進行診斷與維修，將故障排除，再清除故障碼。任務2發(fā)動機電控系統(tǒng)常見故障診斷圖9-40車載診斷系統(tǒng)1）故障診斷原理發(fā)動機ECU能通過從傳感器所輸出的電壓信號，來檢測發(fā)動機工況或車輛的行駛狀況，同時發(fā)動機ECU連續(xù)監(jiān)測輸入的信號，并與儲存在發(fā)動機ECU存儲器中的參數(shù)相比較，來確定是否有不正常的情況。2）發(fā)動機故障指示燈發(fā)動機電子控制系統(tǒng)在儀表板上設(shè)置一個發(fā)動機故障指示燈（MalfunctionIndicatorLight，MIL），又稱發(fā)動機檢查燈，如圖9-3所示。在發(fā)動機尚未起動時，駕駛?cè)藢Ⅻc火開關(guān)打開（ON）時，發(fā)動機控制單元（ECU）進行自檢，發(fā)動機故障指示燈應點亮數(shù)秒鐘。如果燈不亮，一般說明故障指示燈電路有故障，如燈絲燒斷、熔斷絲燒斷或?qū)Ь€斷路。發(fā)動機起動后正常工作情況下，發(fā)動機故障指示燈應自動熄滅。圖9-3儀表板上的發(fā)動機故障指示燈任務2發(fā)動機電控系統(tǒng)常見故障診斷3）故障碼故障碼（DiagnosticTroubleCode，DTC），它表示了車輛電控系統(tǒng)故障的具體內(nèi)容。根據(jù)其所屬系統(tǒng)不同，DTC可以描述4種系統(tǒng)故障，見表9-3。任務2發(fā)動機電控系統(tǒng)常見故障診斷OBDⅡ故障碼由5位字母加數(shù)字組成，如圖9-4所示。圖9-4OBDⅡ故障碼的組成及含義任務2發(fā)動機電控系統(tǒng)常見故障診斷第一位字為英文字母，是測試系統(tǒng)代碼。第二位為數(shù)字，表示由誰定義的DTC，目前有0和1?！?”代表SAE定義的故障碼，“1”代表汽車制造廠自定義的故障碼。第三位為數(shù)字。表示SAE定義的故障范圍代碼，見表9-7。第四、五位為數(shù)字，代表設(shè)定的故障碼。任務2發(fā)動機電控系統(tǒng)常見故障診斷4）診斷接口診斷接口的標準名稱是數(shù)據(jù)通信連接器（DataLinkConnector，DLC），它是檢測儀與車輛之間的“橋梁”，診斷儀通過DLC與車輛進行通信，讀出相關(guān)信息，進而為維修提供參考。按照SAE標準提供統(tǒng)一的16腳診斷接口，如圖9-5所示。診斷接口一般安裝于駕駛室儀表板下方。圖9-5標準16腳診斷接口任務2發(fā)動機電控系統(tǒng)常見故障診斷2．發(fā)動機電控系統(tǒng)診斷的一般方法汽油機電控系統(tǒng)十分復雜，在控制系統(tǒng)中設(shè)有故障自診斷功能，可以利用發(fā)動機控制系統(tǒng)的自診斷程序進行故障診斷。而維修人員的思維能力和工作經(jīng)驗更是保證診斷工作順利完成的重要條件。因此，在實際工作中更多的是采用人工直觀診斷法結(jié)合自診斷系統(tǒng)檢測進行綜合診斷。1）人工直觀診斷法人工直觀診斷法是通過原地檢查或道路試險，靠直接觀察、感覺或借助簡單的工具來確定發(fā)動機故障的部位和產(chǎn)生的原因。這種方法較適合于常見和明顯的機械性故障，診斷的速度和準確性主要取決診斷人員的技術(shù)水平和工作經(jīng)驗。任務2發(fā)動機電控系統(tǒng)常見故障診斷2）故障碼診斷法當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，ECU會使儀表板上“故障指示燈”即“CheckEngine”（檢查發(fā)動機警告）燈點亮，并有規(guī)律地閃爍，同時將故障碼信息存入存儲器。檢修人員可以通過一定的程序?qū)⒐收洗a從ECU中調(diào)出，根據(jù)故障碼所顯示的內(nèi)容，迅速、準確地確定故障的性質(zhì)和部位，有針對性地去檢查有關(guān)部位、元件和線路，將故障排除。3）故障征兆模擬法在利用故障碼診斷法進行故障診斷時，有時讀不出故障碼，但故障卻確實存在，且沒有明顯的故障征兆。這類在外界因素（如溫度、受潮、振動等）影響下有時存在、有時又自動消失的故障稱為間歇性故障。對此類故障，故障征兆模擬法是一種行之有效的診斷方法。故障征兆模擬法，不僅要對故障進行驗證，而且還應找出故障的部位或零部件。為此，在模擬實驗前必須把可能發(fā)生故障的電路范圍盡可能縮小，然后再進行故障征兆模擬實驗，判斷被測試的電路是否正常，同時也驗證了故障征兆。任務2發(fā)動機電控系統(tǒng)常見故障診斷4）部件互換診斷部件互換診斷是將懷疑有故障的電子部件用正常的電子部件替代，以判斷故障原因。如果更換部件后故障消失，則證明判斷正確，故障部位確實在該處；反之，若更換部件后故障仍存在，則證明故障不在此處，該部件正常，應查找其他故障原因。若故障有好轉(zhuǎn)但未完全排除，可能除了此故障外還存在其他故障點，需要進一步查找。這種方法簡單易行，效率較高，經(jīng)常在缺少被修車型技術(shù)資料或檢測工具的情況下使用。但此方法要求準備較多原車零部件的備件，會使庫存增加，加大維修成本。任務2發(fā)動機電控系統(tǒng)常見故障診斷3．發(fā)動機電控系統(tǒng)電路及電控元件故障診斷1）電路故障檢測與診斷電控系統(tǒng)電路的常見故障是斷路或短路。此類故障常使用高阻抗數(shù)字萬用表的電阻擋或電壓擋進行診斷。（1）選擇測量點。需要把線束連接器端子作為測量點時，則應拆開線束連接器。如果必須在線束連接器處于插接狀態(tài)時測量參數(shù)（如傳感器輸出信號電壓），則應先將線束連接器上的橡膠防水套向后脫出，將萬用表測量表筆從后端以適當角度插入并觸及端子，進行檢查。

任務2發(fā)動機電控系統(tǒng)常見故障診斷（2）斷路故障的檢查。圖9-44所示為一典型傳感器斷路的檢查線路，拆開3個線束連接器A、B、C中的任意兩個，分別測量端子1-1和2-2之間的電阻。若電阻值為0Ω，說明兩測點間無斷路，若電阻為∞，說明兩測量點之間斷路。圖9-44斷路故障的檢查（3）短路故障的檢查。電路短路故障可通過測量連接器端子與車身或搭鐵線之間是否導通（電阻為0Ω）來檢查。檢查與搭鐵線的導通情況：①脫開連接器C和A，測量連接器A的端子1和2與車身之間的電阻，如圖9-6所示。若連接器A的端子1與車身搭鐵線的電阻為0Ω，說明導通短路；若連接器A的端子2與車身搭鐵線的電阻為∞，說明不導通。②脫開連接器B，分別測量連接器A和B的端子1與車身搭鐵線之間的電阻。若連接器A的端子1與車身搭鐵線的電阻為∞，說明不導通；若連接器B的端子1與車身搭鐵線的電阻為0Ω，說明導通短路即連接器B的端子1與車身之間有短路搭鐵故障。圖9-6短路的檢查任務2發(fā)動機電控系統(tǒng)常見故障診斷2）主要部件故障檢測與診斷電控系統(tǒng)各組成部件、傳感器本身及配線出現(xiàn)故障是造成電控系統(tǒng)故障的主要原因，可見掌握各部件發(fā)生故障時所產(chǎn)生的現(xiàn)象及其對發(fā)動機及車輛的影響，對迅速查找故障原因極為重要。表9-5所示為發(fā)動機電控系統(tǒng)主要部件、配線故障及其故障現(xiàn)象。任務2發(fā)動機電控系統(tǒng)常見故障診斷二、任務實施———發(fā)動機綜合故障診斷與排除1．準備工作（1）將實訓車輛停放在檢修區(qū)域，確保人員和設(shè)備的安全。（2）檢查實訓室通風系統(tǒng)設(shè)備工作是否正常。（3）準備診斷儀、常用診斷與檢測設(shè)備、常用工具一套、相關(guān)維修手冊。2．技術(shù)要求與注意事項提供一臺已經(jīng)設(shè)置好故障的車輛，教師作為客戶，來模擬汽車維修接待的過程。任務2發(fā)動機電控系統(tǒng)常見故障診斷3．操作步驟（1）認真聽取客戶對故障現(xiàn)象的描述并填寫客戶所述故障分析檢查表，見表9-6。任務2發(fā)動機電控系統(tǒng)常見故障診斷（2）讀取故障碼，并記錄故障碼，并根據(jù)故障碼分析可能的故障原因。故障代碼：______________________________________________________?？赡艿墓收显颍篲______________________________________________。（3）讀取數(shù)據(jù)流，并把數(shù)據(jù)流填入表9-7。任務2發(fā)動機電控系統(tǒng)常見故障診斷

（4）主動測試，根據(jù)可能的故障原因，對執(zhí)行元件進行主動測試，并把數(shù)據(jù)填入表9-8。（5）進行發(fā)動機基本檢查，并把測試結(jié)果填入表9-9。任務2發(fā)動機電控系統(tǒng)常見故障診斷（6）找出故障部位，排除故障。（7）完成實訓任務后，對工作過程進行自我評價，提交實訓工作單，接受指導老師的技能考核。8）整理并清潔工作場所，清點和收拾借出的工具、設(shè)備和資料，交回實訓室。三、評價與反饋1．自我評價（1）通過本學習任務的學習，你是否已經(jīng)知道以下問題：①發(fā)動機車載診斷系統(tǒng)是什么?②發(fā)動機電控系統(tǒng)診斷的一般方法和流程有哪些?（2）發(fā)動機綜合故障診斷與排除過程中用到了哪些設(shè)備?（3）發(fā)動機綜合故障診斷與排除的步驟有哪些?（4）實訓過程完成情況如何?（5）通過本學習任務的學習，你認為自己的知識和技能還有哪些欠缺?簽名：______________年____月____日任務2發(fā)動機電控系統(tǒng)常見故障診斷任務2發(fā)動機電控系統(tǒng)常見故障診斷四、技能考核標準（表9-11）任務2發(fā)動機電控系統(tǒng)常見故障診斷拓展閱讀吉利雷神智擎Hi?X雷神智擎Hi·X是吉利自主研發(fā)的先進的模塊化智能混動平臺,其包含DHE15(1.5TD混動專用發(fā)動機)和DHE20(2.0TD混動專用發(fā)動機),以及DHT(1擋混動專用變速器)和DHTPro(3擋混動專用變速器)。該混動系統(tǒng)可覆蓋A0級至C級的全部車型,并支持HEV、PHEV、REEV等多種混動架構(gòu)。它采用了高壓直噴、增壓中冷、深度米勒循環(huán)和低壓廢氣再循環(huán)(EGR)等技術(shù),發(fā)動機最高熱效率達到43.32%,DHE15在5500r/min達到最高功率110kW。在2500~4000r/min轉(zhuǎn)速區(qū)間可持續(xù)達到225N·m的峰值轉(zhuǎn)矩。它采用13:1的高壓縮比,實現(xiàn)深度米勒循環(huán)。THANKYOU汽車發(fā)動機構(gòu)造與維修（第2版）汽車發(fā)動機構(gòu)造與檢修（第2版）項目一汽車發(fā)動機基本知識項目二發(fā)動機曲柄連桿機構(gòu)構(gòu)造與

檢修項目三發(fā)動機配氣機構(gòu)構(gòu)造與檢修項目四汽油發(fā)動機燃料供給系統(tǒng)構(gòu)造與檢修項目五發(fā)動機潤滑系統(tǒng)構(gòu)造與檢修項目六發(fā)動機冷卻系統(tǒng)構(gòu)造與檢修項目七發(fā)動機排放控制系統(tǒng)構(gòu)造與檢修項目八發(fā)動機拆裝與維護項目九發(fā)動機綜合故障診斷與排除項目十柴油發(fā)動機項目十柴油發(fā)動機任務１

柴油發(fā)動機的燃燒過程任務２高壓共軌式電控柴油發(fā)動機任務1柴油發(fā)動機的燃燒過程學習目標?知識目標1．能正確描述柴油發(fā)動機的工作原理；2．能正確描述柴油發(fā)動機燃燒過程。?技能目標能正確識別柴油發(fā)動機結(jié)構(gòu)組成。?素質(zhì)目標1.通過查詢、檢索、總結(jié),培養(yǎng)學生自主學習的能力和創(chuàng)新精神；2.通過制訂計劃和展示匯報,培養(yǎng)學生較好的邏輯思維和表達能力。建議課時2～4課時。一、理論知識準備柴油發(fā)動機由德國工程師魯?shù)婪虻屹悹栐?892年發(fā)明。由于柴油的燃點比較低，所以柴油發(fā)動機可以采用壓燃的方式點燃混合氣，但是柴油黏度高，揮發(fā)性差，不易形成均勻的可燃混合氣，因此柴油發(fā)動機采用高壓噴油泵向汽缸內(nèi)噴射霧狀燃油，解決了柴油霧化問題。由于柴油發(fā)動機轉(zhuǎn)矩大，經(jīng)濟性好，廣泛應用在農(nóng)業(yè)機械、工程機械、機車船舶、發(fā)電機組等領(lǐng)域。1．柴油機燃油供給系統(tǒng)的功用柴油機燃油供給系統(tǒng)的功用是根據(jù)柴油機的工作要求，定時、定量、定壓地將霧化質(zhì)量良好的柴油以一定的要求噴入汽缸內(nèi)，并使這些燃油與空氣迅速的混合和燃燒。所謂定時就是按照供油相位要求；定量則是保證一定的油量，滿足動力性輸出的要求；定壓則要求噴入汽缸的燃油具備一定的動能與空氣進行混合。燃油供給系統(tǒng)的工作情況對柴油機的功率和油耗有重要的影響。任務1柴油發(fā)動機的燃燒過程2．柴油的特性（1）蒸發(fā)性差、流動性差、自燃溫度低。必須采用高壓噴射霧化的方法與空氣混合。因此，柴油機必須具有很大的壓縮比、很高的噴油壓力、很小的噴油器噴孔。（2）熱值高，發(fā)動機功率大，經(jīng)濟性好。（3）燃燒極限范圍寬。屬稀燃發(fā)動機，排放中CO、HC較少，輸出功率取決于油量的調(diào)節(jié)。3．柴油機混合氣的形成1）柴油機混合氣的形成特點柴油機所用的燃料（柴油）黏度較大，不宜揮發(fā)，必須借助噴油設(shè)備（噴油泵和噴油器等）將柴油在接近壓縮行程終了的時刻，通過高壓以細小的油滴形式噴入汽缸，與高溫高壓的熱空氣混合，經(jīng)過一系列物理化學準備，然后著火燃燒。柴油機混合氣的形成具有以下特點：任務1柴油發(fā)動機的燃燒過程（1）缸內(nèi)進行，即在壓縮行程接近終了時柴油由噴射系統(tǒng)直接贖入燃燒室內(nèi)，時間短，難以形成均的混燒室內(nèi)的工質(zhì)成分隨時間和地點而變化（2）柴油本身黏度大，蒸發(fā)性不好。（3）混合氣在高溫、高壓下多點自燃著火燃燒且混合過程、著火過程和燃燒過程共存。柴油機可燃混合氣的形成時間極為短促，這就給柴油機中柴油與空氣的良好混合和完全燃燒帶來很大困難。而且噴油與燃燒重疊，出現(xiàn)邊燃燒、邊噴油、邊混合的情況。因此混合氣形成過程很復雜。柴油機由于難以實現(xiàn)噴入汽缸的柴油與空氣的完全均勻混合，因此要求空氣對燃料的比例一般比汽油機大。過量空氣系數(shù)通常在標準工況下都大于1，一般在1.15～2.20。任務1柴油發(fā)動機的燃燒過程2）柴油機可燃混合氣的形成方式柴油機混合氣形成方式從原理上來分，有空間霧化混合和油膜蒸發(fā)混合兩種。（1）空間霧化混合。將燃油噴向燃燒室空間，形成霧狀，霧狀油滴從高溫空氣中吸熱蒸發(fā)并擴散，與空氣形成混合氣。為了使混合均勻，要求噴出的燃油與燃燒室形狀配合，并利用燃燒室中空氣的運動與其混合。（2）油膜蒸發(fā)混合。將大部分燃油噴到燃燒室壁面上，形成一層油膜，油膜受熱汽化蒸發(fā)，在燃燒室中強烈的渦流作用下，燃油蒸氣與空氣形成均勻的可燃混合氣。這一混合方式中起主要作用的因素是燃燒室壁面溫度、空氣相對運動速度和油膜厚度。任務1柴油發(fā)動機的燃燒過程4．柴油機燃燒室柴油機燃燒室主要分為直噴式燃燒室和分隔式燃燒室兩大類。1）直噴式燃燒室直噴式燃燒室由汽缸蓋底面和活塞頂部凹坑形成，燃料直接噴入與空氣混合燃燒。如圖10-1所示，直噴式燃燒室呈淺盆形，噴油器的噴嘴直接伸入燃燒室。這種燃燒室結(jié)構(gòu)緊湊，散熱面積小，因?qū)⑷加椭苯訃娙肴紵遥拾l(fā)動機起動性能好，做功效率高。圖10-1直噴式燃燒室任務1柴油發(fā)動機的燃燒過程2）分隔式燃燒室分隔式燃燒室的容積則一分為二，一部分位于汽缸蓋中，另一部分則在汽缸內(nèi)，如圖10-2所示。在汽缸內(nèi)的那部分稱主燃燒室，位于汽缸蓋中的那部分稱副燃燒室。主、副燃燒室之間用通道連通。分隔式燃燒室又有渦流室燃燒室和預燃室燃燒室之分。分隔式燃燒室屬空間霧化混合方式，燃料先在副燃燒室預燃，再經(jīng)通道噴入主燃燒室進一步燃燒。圖10-2分隔式燃燒室任務1柴油發(fā)動機的燃燒過程渦流室燃燒室，如圖10-2a）所示，其主、副燃燒室之間的連接通道與副燃燒室切向連接，在壓縮行程中，空氣從主燃燒室經(jīng)連接通道進入副燃燒室，在其中形成強烈的有組織的壓縮渦流，因此稱副燃燒室為渦流室。燃油順氣流方向噴射。預燃室燃燒室，如圖10-2b）所示，其主、副燃燒室之間的連接通道不與副燃燒室切向連接，且截面積較小。在壓縮行程中，空氣在副燃燒室內(nèi)形成強烈的無組織的紊流。燃油迎著氣流方向噴射，并在副燃燒室頂部預先發(fā)火燃燒，故稱副燃燒室為預燃室。任務1柴油發(fā)動機的燃燒過程5．柴油機的燃燒過程柴油機的柴油與空氣在缸內(nèi)混合，因此，需要有較大的供油提前角（一般為22°～26°），柴油機汽缸壓力與曲軸轉(zhuǎn)角關(guān)系如圖10-3所示。圖10-3汽缸壓力與曲軸轉(zhuǎn)角關(guān)系O-高壓泵開始供油時刻；A-噴油器開始噴油時刻；B-自燃點任務1柴油發(fā)動機的燃燒過程（1）供油提前角。泵油始點O至活塞上止點所對應的曲軸轉(zhuǎn)角。若供油提前角過大，則著火準備期過長，會引起爆燃；著火時間提前，會引起活塞敲缸，使得發(fā)動機工作粗暴，噪聲增加。若供油提前角過小，則著火發(fā)生在活塞下行時，發(fā)動機動力下降。（2）噴油提前角。噴油始點A至活塞上止點所對應的曲軸轉(zhuǎn)角。（3）噴油延遲期。泵油始點O到噴油始點A的間隔時間。高壓油管越長，噴油延遲期越長；高壓油腔的膨脹量越大，噴油延遲期越長。因此，應盡量縮短噴油延遲期。（4）燃燒延遲期（A-B）。是因為噴油后，混合氣形成需要一定的時間才能著火，由此形成了燃燒延遲期。燃燒延遲期越長，累積的燃油越多，著火時的壓力增加越快，使柴油機工作粗暴，發(fā)動機的噪聲越大。燃燒延遲期取決于燃油的十六烷值、混合氣形成的過程（噴油壓力、噴油器形式、壓縮比和燃油噴射的方式等）、發(fā)動機的溫度等因素。任務1柴油發(fā)動機的燃燒過程6．影響柴油機燃燒過程的因素1）柴油的性質(zhì)（1）柴油的自燃性。十六烷值是評定柴油自燃性好壞的指標，對燃燒過程也有一定影響。十六烷值越高，著火性越好。著火性好的柴油，使著火延遲期縮短，柴油機工作柔和。但是十六烷值過高，燃料分子量加大，使燃油蒸發(fā)性變差、黏度增加，導致燃燒不完全，排氣冒黑煙，燃油經(jīng)濟性下降。因此，國產(chǎn)柴油的十六烷值規(guī)定為40～50，不必要過分增大。（2）柴油的蒸發(fā)性。柴油的蒸發(fā)性用餾程表示。餾程指柴油蒸餾過程中餾出一定百分數(shù)所處的溫度，通常以餾出50%的溫度來評定。餾程低，說明這種燃油餾分多，蒸發(fā)性好，有利于混合氣形成，改善了燃燒過程。但是，餾程過低，燃油蒸發(fā)過快，則在著火延遲期內(nèi)形成的混合氣量過多，柴油機工作粗暴。車用柴油機的柴油餾程為200～300℃。任務1柴油發(fā)動機的燃燒過程2）影響燃燒過程的運轉(zhuǎn)因素（1）負荷。柴油機的負荷調(diào)節(jié)方法是“質(zhì)調(diào)節(jié)”，即空氣量基本上不隨負荷變化，而只調(diào)節(jié)循環(huán)供油量。負荷增大，循環(huán)供油量也增大，過量空氣系數(shù)減小，單位容積內(nèi)混合氣燃燒放出的熱量增加，使缸內(nèi)溫度上升，縮短著火延遲期，從而降低了柴油機的工作粗暴。在中、小負荷工況下，燃燒熱效率的變化一般不大，但隨負荷增大，循環(huán)供油量加大，過量空氣系數(shù)減小，燃燒過程延長，都可能使燃燒效率下降。（2）轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速升高時，由于散熱損失和活塞環(huán)的漏氣損失減小，使壓縮終點的溫度和壓力增高；轉(zhuǎn)速升高也會使噴油壓力提高，改善燃油的霧化，這些都使得以秒為單位的著火落后期縮短，而以曲軸轉(zhuǎn)角為單位的著火延遲期則有可能縮短，也可能延長。一般來說，轉(zhuǎn)速過高或過低時，都會使燃燒熱效率降低。轉(zhuǎn)速過高時，燃燒所占的曲軸轉(zhuǎn)角加大，充氣效率下降，熱效率下降；轉(zhuǎn)速過低時，空氣渦流減弱，噴油壓力下降，使混合氣質(zhì)量變差，熱效率也會下降。任務1柴油發(fā)動機的燃燒過程（3）供油提前角。供油提前角過大，噴油時汽缸內(nèi)溫度、壓力較低，著火落后期較長，壓力升高率和最大爆發(fā)壓力增大，導致柴油機工作粗暴，NOx的排放量增加。過早燃燒還會增加壓縮負功，降低柴油機的經(jīng)濟性和動力性。供油提前角過小，則燃油不能在上止點附近及時燃燒，對柴油機的經(jīng)濟性和動力性也不利，微粒的排放也會增加。過遲燃燒還會使燃燒溫度升高，散熱損失增加。對于每一種工況，均有一個最佳的供油提前角，此時在負荷及轉(zhuǎn)速不變的前提下，功率最高，有效燃油消耗率最低。但為了兼顧降低NOx的排放量和燃燒噪聲的需要，一般調(diào)節(jié)供油提前角略小于最佳的供油提前角。任務1柴油發(fā)動機的燃燒過程3）結(jié)構(gòu)方面的因素（1）壓縮比。壓縮比較大時，壓縮終點的溫度和壓力都比較高，使著火延遲期縮短，發(fā)動機工作比較柔和。同時，壓縮比的增大，還能提高發(fā)動機工作的經(jīng)濟性和改善起動性能。如果壓縮比過高，燃燒最高壓力會過分增大，曲柄連桿機構(gòu)會承受過高的負荷，影響發(fā)動機的使用壽命。（2）活塞材料的影響。鑄鐵活塞與鋁合金活塞相比其溫度較高，可以縮短著火延遲期，因此在其他條件相同時，采用鑄鐵活塞的柴油機工作比較柔和。（3）噴油規(guī)律的影響。噴油規(guī)律是指單位時間（或轉(zhuǎn)角）的噴油量即噴油速度隨時間（或轉(zhuǎn)角）而變化的關(guān)系。從減輕燃燒粗暴性考慮，比較理想的噴油規(guī)律是“先緩后急”，即在著火延遲期內(nèi)噴入汽缸的油量不宜過多，以控制速燃期的最高燃燒壓力和平均最大壓力升高率，而著火燃燒后，應以較高的噴油速率將燃油噴入汽缸，停油應干脆迅速，噴油延續(xù)角不宜過大，目的是使燃燒過程盡量在上止點附近進行，以獲得良好的性能。任務1柴油發(fā)動機的燃燒過程3）結(jié)構(gòu)方面的因素（1）壓縮比。壓縮比較大時，壓縮終點的溫度和壓力都比較高，使著火延遲期縮短，發(fā)動機工作比較柔和。同時，壓縮比的增大，還能提高發(fā)動機工作的經(jīng)濟性和改善起動性能。如果壓縮比過高，燃燒最高壓力會過分增大，曲柄連桿機構(gòu)會承受過高的負荷，影響發(fā)動機的使用壽命。（2）活塞材料的影響。鑄鐵活塞與鋁合金活塞相比其溫度較高，可以縮短著火延遲期，因此在其他條件相同時，采用鑄鐵活塞的柴油機工作比較柔和。（3）噴油規(guī)律的影響。噴油規(guī)律是指單位時間（或轉(zhuǎn)角）的噴油量即噴油速度隨時間（或轉(zhuǎn)角）而變化的關(guān)系。從減輕燃燒粗暴性考慮，比較理想的噴油規(guī)律是“先緩后急”，即在著火延遲期內(nèi)噴入汽缸的油量不宜過多，以控制速燃期的最高燃燒壓力和平均最大壓力升高率，而著火燃燒后，應以較高的噴油速率將燃油噴入汽缸，停油應干脆迅速，噴油延續(xù)角不宜過大，目的是使燃燒過程盡量在上止點附近進行，以獲得良好的性能。任務1柴油發(fā)動機的燃燒過程二、任務實施———柴油發(fā)動機總體結(jié)構(gòu)認知1．準備工作（1）將柴油發(fā)動機擺放在實訓區(qū)域，確保人員和設(shè)備的安全。（2）檢查實訓室通風系統(tǒng)設(shè)備工作是否正常。（3）準備柴油發(fā)動機臺架1臺。2．操作步驟（1）將學生分成3個實訓小組，每組確定一名組長。（2）在實訓指導老師的同意下，按照工作單的引導，完成柴油發(fā)動機總體結(jié)構(gòu)的認知。（3）觀察實訓柴油發(fā)動機，本次實訓所用的柴油發(fā)動機型號是_____________。任務1柴油發(fā)動機的燃燒過程（4）觀察柴油發(fā)動機，認識柴油發(fā)動機外圍部件，說出其名稱并記錄。本次實訓所用柴油發(fā)動機外圍主要的附件有______________________。（5）進行柴油發(fā)動機拆裝，認識柴油發(fā)動機各部件。（6）分組討論柴油發(fā)動機與汽油發(fā)動機的總體結(jié)構(gòu)的區(qū)別，記錄討論結(jié)構(gòu)并向指導老師匯報。區(qū)別：____________________________________________________________。（7）完成實訓任務后，對工作過程進行自我評價，提交實訓工作單，接受指導老師的技能考核。（8）整理清潔工作場所，把發(fā)動機臺架放回原處。任務1柴油發(fā)動機的燃燒過程三、評價與反饋1．自我評價（1）通過本學習任務的學習，你是否已經(jīng)知道以下問題：①柴油發(fā)動機按燃燒室結(jié)構(gòu)特征如何分類?②柴油發(fā)動機總體結(jié)構(gòu)主要有哪些?（2）實訓過程完成情況如何?（3）通過本學習任務的學習，你認為自己的知識和技能還有哪些欠缺?簽名：______________年____月____日任務1柴油發(fā)動機的燃燒過程任務1柴油發(fā)動機的燃燒過程四、技能考核標準（表10-2）任務1柴油發(fā)動機的燃燒過程任務2高壓共軌式電控柴油發(fā)動機學習目標?知識目標1．能正確描述高壓共軌式電控柴油發(fā)動機的組成及工作原理；2．能正確描述高壓共軌系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及工作原理。?技能目標1．能規(guī)范對高壓油泵進行拆裝；2．能規(guī)范對噴油器進行檢修。?素質(zhì)目標1.通過査詢、檢索、總結(jié),培養(yǎng)學生自主學習的能力和創(chuàng)新精神;2.通過制訂計劃和展示匯報,培養(yǎng)學生較好的邏輯思維和表達能力。建議課時4～6課時。一、理論知識準備1．高壓共軌式電控柴油發(fā)動機概述高壓共軌技術(shù)是指高壓油泵、壓力傳感器和ECU組成的閉環(huán)系統(tǒng)中，將噴射壓力的產(chǎn)生和噴射過程彼此完全分開的一種供油方式，由高壓油泵把高壓燃油輸送到公共供油管，通過對公共供油管內(nèi)的油壓實現(xiàn)精確控制，使高壓油管壓力大小與發(fā)動機的轉(zhuǎn)速無關(guān)，可以大幅度減小柴油機供油壓力隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化，因此也就減少了傳統(tǒng)柴油機的缺陷。ECU控制噴油器的噴油量，噴油量大小取決于燃油軌（公共供油管）壓力和電磁閥開啟時間的長短。德國戴姆勒奔馳公司利用博士公司的技術(shù)首先在世界范圍內(nèi)推出了采用新型高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)的4氣門直噴式柴油機，并用于A、C級轎車上。日本日野公司利用電裝公司的技術(shù)在新型K13C型柴油發(fā)動機和J系列柴油發(fā)動機上均采用了高壓共軌系統(tǒng)，日本三菱公司也利用電裝公司的技術(shù)在重型柴油發(fā)動機上應用了高壓共軌系統(tǒng)。1994年，博世公司生產(chǎn)了第一代高壓共軌式電控燃油系統(tǒng)，如圖10-4所示。任務2高壓共軌式電控柴油發(fā)動機圖10-4高壓共軌式電控燃油系統(tǒng)1-空氣流量計；2-ECU；3-燃油泵；4-共軌；5-噴油器；6-轉(zhuǎn)速傳感器；7-冷卻液溫度傳感器；8-燃油濾清器；9-加速踏板位置傳感器任務2高壓共軌式電控柴油發(fā)動機2．高壓共軌式電控柴油發(fā)動機的優(yōu)點（1）自由調(diào)節(jié)噴油壓力（共軌壓力）。利用共軌壓力傳感器測量共軌內(nèi)的燃油壓力，從而調(diào)整供油泵的供油量、控制共軌壓力（共軌壓力就是噴油壓力）。此外，還可以根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速、噴油量的大小與設(shè)定了的最佳值（指令值）始終一致地進行反饋控制。（2）自由調(diào)節(jié)噴油量。以發(fā)動機的轉(zhuǎn)速及加速踏板位置信息等為基礎(chǔ)，由計算機計算出最佳噴油量，通過控制噴油器電磁閥的通電、斷電時刻直接控制噴油參數(shù)。（3）自由調(diào)節(jié)噴油率形狀。根據(jù)發(fā)動機用途的需要，設(shè)置并控制噴油率形狀（預噴射、主噴射、后噴射）。

（4）自由調(diào)節(jié)噴油時間。根據(jù)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和負荷等參數(shù)，計算出最佳噴油時間，并控制電控噴油器在適當?shù)臅r刻開啟或關(guān)閉，從而準確控制噴油時間。在高壓共軌電控系統(tǒng)中，由各種傳感器（發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器、加速踏板位置傳感器、溫度傳感器等）實時檢測出發(fā)動機的實際運行狀態(tài)，由微型計算機根據(jù)預先設(shè)計的計算程序進行計算后，定出適合于該運行狀態(tài)的噴油量、噴油時間、噴油率等參數(shù)，使發(fā)動機始終都能在最佳狀態(tài)下工作。任務2高壓共軌式電控柴油發(fā)動機3．高壓共軌式電控柴油發(fā)動機的組成與工作原理下面以大眾2.0LTDI發(fā)動機為例來說明高壓共軌式電控柴油發(fā)動機的組成及工作原理，如圖10-5所示。高壓共軌式電控柴油發(fā)動機由傳感器、電控單元（ECU）和執(zhí)行器三部分組成。傳感器感知和檢測發(fā)動機與車輛的運行狀態(tài)，并將檢測結(jié)果轉(zhuǎn)換成電信號輸送給ECU；ECU接收來自傳感器的各種信號，存儲計算后獲得最佳控制指令；執(zhí)行器接收ECU傳來的指令，并完成需要的調(diào)控任務。根據(jù)發(fā)動機管理系統(tǒng)中不同的控制內(nèi)容，電控系統(tǒng)包括高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)、增壓壓力控制系統(tǒng)、廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)、預熱控制系統(tǒng)、柴油機后處理裝置等。任務2高壓共軌式電控柴油發(fā)動機圖10-5大眾2.0LTDI發(fā)動機管理系統(tǒng)組成1-發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器G28；2-霍爾傳感器G40；3-加速踏板位置傳感器1G79、加速踏板位置傳感器2G815；4-空氣流量計G70；5-冷卻液溫度傳感器G62；6-散熱器出口冷卻液溫度傳感器G83；7-燃油溫度傳感器G81；8-進氣溫度傳感器G42；9-制動燈開關(guān)F、GRA制動踏板開關(guān)；10-離合器位置傳感器G476；11-增壓空氣壓力傳感器G3；12-噴油閥N240、N241、N242、N243；13-電磁閥模塊：廢氣再循環(huán)閥N18、廢氣再循環(huán)冷卻器轉(zhuǎn)換閥N345、增壓壓力控制電磁閥N75；14-進氣歧管風門電動機V157；15-燃油泵繼電器J17；16-燃油泵G6；17-冷卻風扇控制單元J293；18-冷卻風扇V17、V18（右側(cè)）；19-預熱塞控制單元J370；20-預熱塞1Q10、預熱塞2Q11/預熱塞3Q12/預熱塞4Q13任務2高壓共軌式電控柴油發(fā)動機1）高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)由傳感器、電控單元（ECU）和執(zhí)行元件三部分組成，如圖10-6所示。傳感器采集轉(zhuǎn)速、溫度、壓力、位置等信號，并將實時監(jiān)測到的傳感器數(shù)據(jù)輸入到控制單元中；ECU作為電控系統(tǒng)的指揮中心，對來自傳感器的信息進行比較與運算，確定最佳運行參數(shù)；執(zhí)行元件按照最佳運行參數(shù)對噴油壓力、噴油量、噴油時間、噴油規(guī)律等進行控制，驅(qū)動噴油系統(tǒng)，使得柴油機工作狀態(tài)達到最佳。高壓共軌噴射系統(tǒng)用于混合氣的準備，該共軌噴射系統(tǒng)是柴油機上的一種高壓蓄壓器燃油噴射系統(tǒng)。該噴油系統(tǒng)中，壓力的產(chǎn)生與燃油的噴射是分開的，由一個獨立的高壓泵產(chǎn)生所需的燃油高壓。此燃油高壓存儲于高壓蓄壓器（共軌式）中，并通過噴油管路傳送到噴油器上。高壓共軌噴射系統(tǒng)由發(fā)動機ECU控制。任務2高壓共軌式電控柴油發(fā)動機圖10-6高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖任務2高壓共軌式電控柴油發(fā)動機如圖10-7所示，燃油系統(tǒng)加壓泵G6持續(xù)向進油管供油，經(jīng)過帶預熱閥的燃油濾清器，可以防止濾清器由于石蠟晶體在低溫下結(jié)晶而堵塞；輔助燃油泵經(jīng)供油管向高壓油泵供油，經(jīng)過集成燃油溫度傳感器G81的過濾網(wǎng)，可以防止雜質(zhì)微粒進入高壓泵中，并且測量出當前燃油溫度；帶有燃油計量閥的高壓油泵建立起噴油所需的高壓（高壓可達180MPa），并可以通過燃油計量閥N290按系統(tǒng)要求調(diào)解壓縮的燃油量；燃油壓力調(diào)節(jié)閥N276在高壓范圍內(nèi)調(diào)解燃油壓力（23～180MPa），并通過燃油壓力傳感器G247向ECU反饋燃油壓力信息，構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)，最終在軌道式高壓蓄壓器內(nèi)存儲所有缸噴油用的高壓燃油；燃油壓力保持閥形成回油背壓，保持噴油器回油壓力為1MPa，該壓力用于保證噴油器的正常工作。任務2高壓共軌式電控柴油發(fā)動機圖10-7發(fā)動機高壓共軌噴射系統(tǒng)示意圖1-燃油系統(tǒng)加壓泵G6；2-燃油濾清器（帶預熱閥）；3-輔助燃油泵V393；4-過濾網(wǎng)；5-燃油溫度傳感器；6-高壓油泵；7-燃油計量閥N290；8-燃油壓力調(diào)節(jié)閥N276；9-高壓蓄壓器（軌道式）；10-燃油壓力傳感器G247；11-壓力保持閥；12-噴油器N30、N31、N32、N33任務2高壓共軌式電控柴油發(fā)動機2）增壓壓力控制系統(tǒng)增壓壓力控制系統(tǒng)用以控制增壓器壓縮的空氣質(zhì)量。系統(tǒng)由控制單元、增壓壓力限制電磁閥N75、真空單元、增壓器、增壓空氣壓力傳感器G31和進氣溫度傳感器G42等組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖10-8所示。圖10-8高壓共軌噴射系統(tǒng)示意圖1-真空管；2-發(fā)動機控制單元；3-進氣；4-增壓空氣濾清器；5-增壓壓力限制電磁閥N75；6-渦輪增壓器；7-真空單元；8-排氣渦輪帶導流片調(diào)節(jié)裝置任務2高壓共軌式電控柴油發(fā)動機發(fā)動機控制單元首先根據(jù)發(fā)動機工況計算出所需要的增壓壓力，作為控制目標。增壓壓力傳感器G31檢測當前的增壓空氣壓力，若當前增壓空氣壓力高于目標增壓壓力，增壓壓力限制電磁閥N75控制真空管路接通，由真空單元調(diào)節(jié)增壓器導流片角度減小，從而降低渦輪轉(zhuǎn)速，降低增壓空氣壓力；若當前增壓空氣壓力低于目標增壓壓力，增壓壓力限制電磁閥N75控制真空管路斷開，真空單元調(diào)節(jié)增壓器導流片角度增大，從而增加渦輪轉(zhuǎn)速，增加增壓空氣壓力。增壓壓力控制系統(tǒng)有增壓空氣壓力傳感器G31、增壓壓力限制電磁閥N75、集成在真空單元上的位置傳感器G581構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)。發(fā)動機控制單元利用進氣溫度傳感器G42的信號來調(diào)節(jié)目標增壓空氣壓力。由于溫度會影響增壓空氣的密度，因此該信號被發(fā)動機控制單元用作修正參數(shù)。任務2高壓共軌式電控柴油發(fā)動機3）廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)采用廢氣再循環(huán)系統(tǒng)是減少氮氧化合物排放的一大措施。廢氣再循環(huán)系統(tǒng)將部分廢氣送回到燃燒室中。油氣混合物中的氧氣含量降低，減緩了燃燒。這就降低了燃燒峰值溫度，從而減少了氮氧化合物的排放。工作原理與汽油機廢棄再循環(huán)系統(tǒng)相同，如圖10-9所示。

圖10-9廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)G28-發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器；G62-冷卻液溫度傳感器；G70-空氣流量計；J248-柴油直接噴射系統(tǒng)控制單元；N18-廢氣再循環(huán)閥；N345-廢氣再循環(huán)冷卻切換閥；V157-進氣歧管風門電動機；A-廢氣再循環(huán)閥；B-真空元件；C-廢氣再循環(huán)冷卻器；D-真空泵；E-催化轉(zhuǎn)化器任務2高壓共軌式電控柴油發(fā)動機4）柴油機預熱控制系統(tǒng)TDI發(fā)動機有一個柴油快速起動預熱裝置。它能迅速起動發(fā)動機，和汽油發(fā)動機一樣，幾乎在所有的氣候條件下都無需長時間預熱。預熱控制系統(tǒng)組成如圖10-10所示。該預熱塞系統(tǒng)的優(yōu)點如下：（1）能夠在低至－24℃的溫度下起動。（2）加熱時間極短。預熱塞2s內(nèi)可達到1000℃的高溫。（3）預熱溫度和起動后預熱溫度可控。（4）能進行自診斷。任務2高壓共軌式電控柴油發(fā)動機圖10-10柴油機預熱控制系統(tǒng)任務2高壓共軌式電控柴油發(fā)動機5）后處理裝置柴油機的后處理裝置包括NOx還原裝置、CO及HC氧化裝置以及微粒捕集裝置等。其中，作為NOx的還原催化技術(shù)，采用的還原劑主要有添加輕柴油、提高排氣中HC、添加酒精、添加NH（氨）化合物等。其中比較典型的還原催化技術(shù)是酒精還原法和氨還原法。（1）酒精選擇還原法。當氧化鋁催化劑采用酒精還原法時，即使在氧和水蒸氣共存的排氣中，也表現(xiàn)出顯著降低NOx的效果。這是因為酒精具有親水性，與水蒸氣的性質(zhì)相似，而且酒精和氧化鋁具有良好的促進NOx還原反應的性質(zhì)。（2）氨氣選擇還原法（NH3-SCR法）。氨氣還原法是在排氣中導入氨氣，并使之在200～400℃下與金屬氧化物為主要成分的固體催化劑相接處，由此還原NOx。其還原反應需要與氧氣共存，反應為4NO＋4NH＋O2→4N2＋6H2O

NO＋NO2＋2NH3→2N2＋3H2O任務2高壓共軌式電控柴油發(fā)動機4．高壓共軌系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成1）高壓泵的結(jié)構(gòu)與工作原理高壓泵的結(jié)構(gòu)如圖10-11所示，由驅(qū)動軸、柱塞、進油閥、出油閥、電磁斷油閥、壓力調(diào)節(jié)閥和機體等組成。驅(qū)動軸由發(fā)動機驅(qū)動，其偏心凸輪有三個凸輪，分別驅(qū)動三組柱塞，驅(qū)動軸每轉(zhuǎn)一圈，三柱塞分別上下運動一次。圖10-11高壓泵的結(jié)構(gòu)1-驅(qū)動軸；2-偏心凸輪；3-高壓泵柱塞；4-高壓油腔；5-進油閥；6-電磁斷油閥；7-出油閥；8-密封套；9-高壓油管；10-壓力調(diào)節(jié)器；11-溢油閥座；12-回油管；13-吸油管；14-止回閥任務2高壓共軌式電控柴油發(fā)動機當柱塞下行時，燃油從吸油管經(jīng)止回閥、進油閥被吸入，如圖10-12所示。當柱塞克服彈簧上行時，油壓將進油閥關(guān)閉，由于柱塞與套的高精度，因此，能產(chǎn)生很高的壓力，頂開出油閥，從高壓油管壓出。柱塞的復位是靠受壓彈簧壓動與之鑲嵌的彈簧座而實現(xiàn)的。圖10-12供油泵工作原理圖1-驅(qū)動軸；2-偏心凸輪；3-高壓泵柱塞；4-高壓油腔；5-進油閥任務2高壓共軌式電控柴油發(fā)動機（1）壓力調(diào)節(jié)閥。由電磁閥、閥針、密封球和平衡彈簧等組成。共軌上安裝有油壓傳感器，檢測共軌中的壓力，如圖10-13所示。當油壓過高時，ECU控制壓力調(diào)節(jié)閥打開溢油閥泄壓。從小孔施加在密封球上的力與作用在相對面積很大的閥針上的力相平衡，當ECU給電磁閥通電后，破壞了這種平衡，磁力將針閥向上抬起，密封孔打開泄壓。圖10-13壓力調(diào)節(jié)閥1-密封球；2-閥針；3-電磁線圈；4-平衡彈簧；5-護套任務2高壓共軌式電控柴油發(fā)動機（2）電磁斷油閥。供油泵產(chǎn)生的高壓燃油經(jīng)共軌分配到各個汽缸的噴油器中；燃油壓力由設(shè)置在共軌內(nèi)的傳感器檢出，反饋到控制系統(tǒng)，并使實際壓力值和事先設(shè)定的、與發(fā)動機轉(zhuǎn)速和發(fā)動機負荷相適應的壓力值始終一致。柱塞下行，控制閥開啟，低壓燃油經(jīng)控制閥流入柱塞腔。柱塞上行，但控制閥中尚未通電，控制閥仍處于開啟狀態(tài)，吸進了的燃油并未升壓，經(jīng)控制閥油流回低壓腔。ECU計算出滿足必要的供油量的定時，適時地向控制閥供電，并使之開啟，切斷回油流路，柱塞腔內(nèi)燃油增壓。因此，高壓燃油經(jīng)出油閥（止回閥）壓入共軌內(nèi)，控制閥開啟后的柱塞行程與供油量對應。如果使控制閥的開啟時間（柱塞的預行程）改變，則供油量隨之改變，從而可以控制共軌壓力。凸輪越過最大升程后，則柱塞進入下降行程，柱塞腔內(nèi)的壓力降低；這時出油閥關(guān)閉，壓油停止，控制閥處于停止通電狀態(tài)，控制閥開啟，低壓燃油將被吸入柱塞腔內(nèi)。任務2高壓共軌式電控柴油發(fā)動機2）噴油器的結(jié)構(gòu)與工作原理噴油器的結(jié)構(gòu)如圖10-14所示，噴油器主要由噴油嘴、頂針、電磁閥、控制活塞和球閥等組成。電控噴油器中由電磁閥直接控制噴油始點、噴油間隔和噴油終點，從而直接控制噴油量、噴油時間和噴油率。電控噴油器實際上完成了傳統(tǒng)噴油裝置中的噴油器、調(diào)速器和提前器的功能。與直噴式柴油機中的機械式噴油器體相似，噴油器可用壓板等安裝在汽缸蓋內(nèi)。高壓油從進油管進入，通過油道通到噴油嘴A腔。此時，高壓油也通過節(jié)流孔進入噴油器的B腔。由于B腔和A腔壓力相同，故噴油嘴關(guān)閉，如圖10-14a）所示。當電磁閥通電后，活塞被電磁力吸起，止回閥在油壓作用下打開，B腔泄壓后油壓下降，A、B腔的壓力差將針閥抬起，噴油嘴噴油，如圖10-14b）所示。圖10-14噴油器的結(jié)構(gòu)1-回油管；2-控制接線柱；3-電磁線圈；4-進油口；5-止回閥；6、7-節(jié)流孔；8-B腔；9-接桿；10-油道；11-針閥；12-A腔任務2高壓共軌式電控柴油發(fā)動機3）共軌組件如圖10-15所示，共軌組件的作用是接受從供油泵供來的高壓燃油，并按照ECU的指令向各個汽缸分配燃油。共軌組件中還有壓力限制器、流動緩沖器和壓力傳感器等，隨時監(jiān)測有無過剩燃油流出、噴射，監(jiān)測壓力是否正常并進行控制。圖10-15共軌組件任務2高壓共軌式電控柴油發(fā)動機4）高壓共軌系統(tǒng)的各種傳感器（1）發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器。如圖10-16所示，發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器安裝在飛輪殼上，以脈沖形式檢測發(fā)動機轉(zhuǎn)速；供油泵傳感器布置在供油泵上；具有傳感器功能；對汽缸進行判別。圖10-16發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器任務2高壓共軌式電控柴油發(fā)動機（2）加速踏板位置傳感器。如圖10-17所示，加速踏板位置傳感器安裝在加速踏板上，可以檢測出腳踩加速踏板的力（加速踏板轉(zhuǎn)過的角度）。其輸出電路有兩套，以確保可靠性。圖10-17加速踏板位置傳感器任務2高壓共軌式電控柴油發(fā)動機（3）增壓壓力傳感器。如圖10-18所示，增壓壓力傳感器安裝在進氣管上，為了對燃油噴射進行最佳化控制，隨時都在監(jiān)視著增壓器提供的進氣壓力的變化。圖10-18增壓壓力傳感器任務2高壓共軌式電控柴油發(fā)動機（4）冷卻液溫度傳感器。如圖10-19所示，冷卻液溫度傳感器安裝在汽缸體左前方的上部。為了確保燃油噴射最佳化，隨時都在監(jiān)視著冷卻液溫度的變化。圖10-19冷卻液溫度傳感器任務2高壓共軌式電控柴油發(fā)動機（5）燃油溫度傳感器。燃油溫度傳感器安裝在汽缸上，靠近燃油濾清器的位置，為了確保燃油噴射最佳化，隨時都在監(jiān)視著燃油溫度的變化，發(fā)動機中實際使用的燃油溫度傳感器的形狀和特性曲線如圖10-20所示。圖10-20燃油溫度傳感器任務2高壓共軌式電控柴油發(fā)動機（6）大氣溫度傳感器。大氣溫度傳感器安裝在進氣管的前部，為了確保燃油噴射最佳化，隨時都在監(jiān)視著大氣溫度的變化。（7）速度傳感器。速度傳感器安裝在變速器上，監(jiān)視車速的變化，發(fā)動機中實際使用的車速傳感器如圖10-21所示。圖10-21速度傳感器任務2高壓共軌式電控柴油發(fā)動機（8）加速踏板開關(guān)。如圖10-22所示，加速踏板開安裝在加速踏板上，隨時都在監(jiān)視著加速踏板的怠速位置。（9）大氣壓力傳感器。大氣壓力傳感器布置在ECU內(nèi)部，為了確保燃油噴射最佳化，隨時都在監(jiān)視著大氣壓力的變化。（10）診斷開關(guān)。診斷開關(guān)（插座顏色：白色）布置在檢查盒內(nèi)，在進行故障診斷時使用。圖10-22加速踏板開關(guān)任務2高壓共軌式電控柴油發(fā)動機二、任務實施（一）共軌高壓油泵的拆裝下面以博世CP2.2型高壓油泵為例說明共軌高壓油泵的拆裝方法。博世CP2.2型高壓油泵為雙柱塞直列泵，最高壓力160MPa，采油潤滑油潤滑。該泵上有兩個電磁閥來控制吸入端燃油輸送，齒輪泵安裝在凸輪軸延伸部分上，外形如圖10-23所示。圖10-23博世CP2.2型高壓油泵任務2高壓共軌式電控柴油發(fā)動機1．準備工作（1）帶有博世CP2.2型高壓油泵柴油機一臺、新的高壓油泵1個。（2）盤車工具1個、M14螺栓1個、新O形密封圈2個、手動泵1個、常用工具1套。2．