CA4DF3国Ⅲ电控柴油共轨系统维修作业指导书12118解析.docx

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CA4DF3国Ⅲ电控柴油共轨系统维修作业指导书12118解析

 

奥铃配CA4DF3国Ⅲ系列柴油机

使用与维护说明书

 

1.柴油机的主要参数规格

1.1柴油机参数

柴油机数据CA4DF3-17E3CA4DF3-15E3CA4DF3-14E3CA4DF3-13E3

.气缸直径mm110

.活塞行程mm125

.总排量L4.752

.压缩比17:

1

.净功率/转速

(kW/r/min)125/2300110/2300103/230096/2300

(PS/r/min)170/2300150/2300140/2300130/2300

.最大扭矩/转速

(N.m/r/min)600/1300~1500530/1300~1500450/1300~1500450/1300~1500

.发火次序1-3-4-2

.气门间隙(冷态)

进气mm0.30

排气mm0.35

.柴油机旋转方向逆时针

(从飞轮端看)

.1m噪声[dB(A)]≤99.5

.全负荷烟度

(波许单位)≤2.0

.自由加速烟度

(波许单位)≤2.0

.起动方式28V电起动

.排放GB17691-2005第Ⅲ阶段

.柴油机重量

干机净重kg500

总重kg520

(包括柴油机润滑油和附件)

1.2柴油机温度和压力参数

.涡前排温℃≤650

.柴油温度℃40±5

.机油温度(标定转速时)℃≤95

.冷却液出口温度℃80±5

.机油压力

怠速时(允许的最低压力)kPa≥150

额定转速时(允许的最低压力)kPa343~441

1.3主要螺纹联接件的拧紧力矩和拧紧方法

表1-1

名称

数量×规格

拧紧力矩(N·m)

备注

气缸盖螺栓

18×M15×2

196~235.2

涂机油

连杆螺栓

8×M12×1.5

155±5

涂螺纹胶

飞轮螺栓

7×M16×1.5

275±10

涂机油

主轴承螺栓

10×M18

294±19.6

涂机油

活塞冷却喷嘴紧固螺栓

4×M12

50±5

不准涂螺纹胶

减振器紧固螺栓

5×M14×1.5

180±10

涂螺纹胶

正时齿轮紧固螺栓-凸轮轴

1×M20×1.5

206

涂机油

前油封座螺栓

5×M12

59

后油封座螺栓

5×M8

20

摇臂轴支架固定螺栓

6×M10

43

喷油器压紧螺钉

6×M10

19.6

排气管紧固螺栓

4×M10

32±5

对称拧紧

名称

数量×规格

拧紧力矩(N·m)

备注

油底壳放油螺塞

1×M20×1.5

170±10

喷油器接线柱螺栓

6×2×M4

1.25~1.75

高压油管螺帽(油轨端)

6×M18×1.5

25~35

高压油管螺帽(喷油器端)

6×M14×1.5

25~28

转速传感器

1×M6

4~6

进气压力温度传感器

1×M6

4~6

水温传感器

1×M12×1.5

18±2.5

高压油轨固定螺栓

6×M8

30±2

注:

其他螺栓和一般螺栓拧紧力矩参照《CA4DFCA6DF系列柴油机使用维护手册》规定。

1.4柴油的选用

为保证柴油机排放满足环保要求和确保用户安全使用,建议使用DB11/239-2004北京地方标准的柴油;考虑到现阶段我国部分地区柴油供应现状,允许使用满足GB/T19147-2003标准的柴油,但使用该标准的柴油时,整车燃油系统必须经过我厂的设计确认。

未经我厂确认的燃油系统,或者用户使用低于该标准以下的柴油,会对整车零部件使用寿命产生不良影响。

柴油的选用应根据环境温度情况来确定牌号,在冬季气温低的环境下,应使用低凝固点的柴油,夏季则反之,用户可按表1-3的推荐来选用:

例如:

环境温度为-29℃时,应选用-35号柴油。

表1—3柴油牌号与适用最低气温的关系

柴油牌号

10号

0号

-10号

-20号

-35号

十六烷值

49

49

49

46

45

凝固点(℃)

+10

0

-10

-20

-35

适用最低气温

(柴油机工作环境温度)(℃)

+18

+4

-5

-14

-29

不能用任何形式的乳化柴油或者其它柴油;

柴油必须保持高度的清洁,不被灰尘杂质所污染,柴油注入燃油箱前应静置72小时以上并取用上层柴油。

注意:

由于柴油质量对国Ⅲ柴油机电控轨系统有极大的影响,请务必使用第4.2.2节推荐的燃油滤清器,将会有效地过滤掉柴油所含的水分和杂质,确保国Ⅲ柴油机正常工作。

否则,必会对柴油机电控共轨系统带来非正常损坏。

1.5润滑油的选用

为确保柴油机的正常运行和长寿命、改善柴油机的排放,请使用满足美国石油协会(APl)要求的润滑油:

CH-4多级润滑油。

请您优先使用专用的“锡柴牌”CH-4级或CH-4级以上润滑油。

使用地区寒冷地区一般地区(全年)南方地区(夏季)

机油牌号5W/3015W/4040

注意:

润滑油的选用对国Ⅲ柴油机的使用寿命有很大的影响,请务必选用正规品牌的润滑油。

否则,必会对柴油机带来非正常损坏。

2.国Ⅲ柴油机使用说明

2.1柴油机代号的含义

CA4DF3–17E3

排放达国Ⅲ标准

额定功率的1/10(马力)

系列号

F系列

柴油机

气缸数

一汽集团产品代号

2.2新柴油机使用须知

.新车在最初的2000km(约40h)内应限制柴油机转速不超过标定转速的80%;

.新机使用后要检查油压表、温度表、报警指示灯和其他仪表,确认柴油机运行是否正常;

.对新机油底壳未注润滑油的应按规定加注润滑油;

.新机初次点火时(包括拆装或更换喷油泵、轨、高压油管、喷油器总成等之后首次点火),起动可能会比较困难,需将起动机拖动柴油机的时间尽可能的长些,并需多次起动(注意:

每次拖动时间不超过30秒,连续两次起动时间间隔至少2分钟)。

但是,点火之前,有手油泵的整车对初次点火成功有非常大的帮助,利用手油泵将低压油路空气排除干净,更易于柴油机起动成功。

.按第3章所述的日常保养要求进行维护;

2.3低温起动

.低温起动时,若进气加热器由电子控制单元控制时。

请按如下步骤起动柴油机:

1)将起动钥匙旋到“ON”位置。

2)如果冷却液温度低于-10°C,则仪表盘上预热指示灯亮起,并在预热结束后熄灭。

3)在预热指示灯熄灭之后,将钥匙开关旋至“START”位置,起动发动机。

4)起动成功之后,将钥匙开关旋至“ON”位置。

.注意:

1)由于预热消耗大量的电能,因此要尽量避免重复操作,否则会给蓄电池带来极大的负担。

2)在预热指示灯熄灭后5秒内起动发动机,将促使柴油机顺利起动,在柴油机刚刚起动后,不要采取高速运转或反复无负荷空转或保持较高转速等运行工况。

3.国Ⅲ柴油机维护保养须知

国Ⅲ柴油机维护保养的内容,见表3-1。

若柴油机经常在环境温度低于-18℃或高于38℃运行时,则应缩短保养周期;若柴油机在多尘环境或在频繁停车情况下工作,也须缩短保养周期。

表3-1

时间间隔

序号

保养内容

磨合期结束

(2000公里或40小时)

1

放净油底壳内机油,仔细清洗油底壳,更换新的润滑油

2

清洗机油收集器滤网

3

检查排气管紧固螺栓拧紧力矩

4

检查、调整气门间隙

5

更换柴油滤清器与机油滤清器滤芯,清洗离心式机油滤清器,清除空气滤清器滤芯上的尘土

6

检查燃油粗滤器

7

检查风扇皮带张紧度

8

检查悬置软垫是否有裂纹,螺母是否松动

日常保养

1

检查机油液面高度和水箱冷却水水量

2

检查柴油机油、水及气路各连接处的密封性

3

做好清洁工作

4

排除不正常现象

一级保养

(2500公里

或50小时)

1~4

同日常保养

5

检查离心式机油滤清器,清除转子内壁污垢

6

检查空气滤清器,清除滤芯上的尘土

7

检查风扇皮带张紧度

8

更换增压系统各管接部位的密封性

时间间隔

序号

保养内容

二级保养

(10000公里

或200小时)

1-8

同一级保养内容

9

清洗油底壳和机油收集器滤网,更换新的润滑油

10

更换柴油滤清器、机油滤清器滤芯及增压机油滤清器滤芯

11

清洗柴油箱、输油泵滤网和柴油管路

12

检查并调整气门间隙

三级保养

(50000公里

或1000小时)

1-12

同二级保养内容

15

清洗机油冷却器

16

检查气缸盖螺栓、连杆螺栓、主轴承螺栓等重要螺栓的紧固情况

17

根据运行情况确定是否拆卸缸盖研磨气门

18

根据运行情况确定是否送专业维修站检查调整

19

清除增压器压气机、涡轮转子叶片及壳体内的积碳

表中涉及到的保养内容的检查方法、要求和注意事项请参照《CA4DFCA6DF系列柴油机使用维护手册》,柴油机电控高压共轨燃油喷射系统的维修诊断和注意事项见第4章介绍。

4.电控高压共轨燃油喷射系统介绍及调整

本章节仅对国Ⅲ柴油机电控高压共轨燃油喷射系统的工作原理、结构调整及维修诊断进行介绍。

柴油机常见机械故障的检测和排除方法参照《CA4DFCA6DF系列柴油机使用维护手册》。

4.1共轨燃油喷射系统

为满足国家对排放和噪声的要求,柴油机燃油系统不仅需要很高的燃油喷射压力、同时还要求精确的喷油量和适合的喷油率,传统的机械式燃油系统已无法满足要求,为此CA4DF3系列柴油机选用了代表当今世界先进水平的BOSCH共轨燃油系统。

选用共轨燃油系统可使柴油机的喷油过程实现高度的柔性控制,喷油量、喷油压力、喷油正时都可按需求进行独立控制,完全排除了柴油机转速和循环供油量等的影响,同时还可根据需要实现最多达5次的多段喷射,使喷油规律更加理想;此外系统还具备故障诊断及保护功能,这些手段对于优化柴油机性能和提高柴油机寿命极其有效。

●CA4DF3系列柴油机燃油系统电控的主要内容:

1)喷油量、喷油压力、喷油正时的控制:

对喷油量、喷油压力、喷油正时实施精确控制是柴油机电控的重要内容,喷油量、喷油压力、喷油正时的大小和多少主要取决于柴油机转速和油门开度,系统根据其接收到的柴油机转速信号和油门踏板开度信号,计算出相应工况的燃油喷射参数,进而对燃油喷射参数实现精确控制。

此外系统还可根据进气温度、压力,水温等信号对这些喷油参数进行修正。

2)喷油次数的控制:

为了降低Nox排放和柴油机噪声,CA4DF3系列柴油机在部分工况下采用了预喷技术,一定程度上降低了柴油机Nox排放和噪声。

3)怠速控制:

CA4DF3系列柴油机对怠速喷油量进行了反馈控制,可确保柴油机怠速转速稳定在所设定的目标转速上,从而避免了柴油机怠速运转时,由于空调等外部负荷干扰所产生的柴油机转速不稳定、起步加速慢等。

4)各缸油量的控制:

对于多缸柴油机,因各缸喷油量的差异会引起柴油机转速的波动,CA4DF3系列柴油机通过对各缸作功行程时柴油机转速的变化判断各缸喷油量的差异,并对其进行修正,以降低柴油机转速波动。

5)起动预热的控制:

冬季时,系统通过控制进气加热器的通电时间,从而改善柴油机低温起动性。

6)故障诊断功能:

ECU具有故障诊断功能,当ECU检测到故障信号时,首先故障灯点亮,同时将故障信号以代码的形式保存,维修人员将据此排除故障。

安全保护功能:

系统具有安全保护功能,例如当进气温度、压力、冷却水温度等异常时,系统通过减油方式对柴油机予以保护;此外当传感器等部件出现故障时,系统仍然可以以一定的模式工作,确保车辆能够到达维修地点。

4.2燃油喷射系统部件

CA4DF3系列柴油机使用的共轨燃油系统如图所示。

其中蓝色部分为电控部件;红色部分为高压部件;黄色部分为低压部件;箭头表示燃油流动方向。

 

4.2.1高压部件

高压部件主要由油泵、轨、喷油器、高压油管构成。

●油泵

高压油泵是电控共轨燃油喷射系统的关键部件之一,它是高压燃油的压力源。

CA4DF3系列柴油机电控燃油喷射系统使用的油泵为CP3.3型高压油泵。

如图所示。

·高压油泵的部件及功能:

1)输油泵:

CP3.3选用齿轮式输油泵,位于高压油泵的后端且与高压油泵集成在一起。

输油泵的主要任务就是给高压油泵提供足够的燃油。

输油泵上的进出油口,分别与油箱侧的初级滤清器出口和柴油精滤器的进油口相连。

2)油量计量单元:

高压轨内的压力因供油、渗漏、回油等因素导致压力波动,通过油量计量单元可保持压力的稳定。

3)泵体:

CP3.3为转子式油泵,其上的高压油出口与轨上位于中间的进油口连接。

油泵为柴油润滑,与通常的强制式机油润滑不同。

·油泵的安装要领:

1)先完成喷油泵部装,取除驱动轴锥面及传动齿轮锥面的油污、油渍,装好连接法兰、O型密封圈和传动齿轮。

2)将喷油泵法兰安装螺栓孔与齿轮室罩盖盖板上安装孔对齐,轻轻将油泵推入(如齿轮不能顺利啮合,可左右作细微转动调整)。

3)按规定的力矩拧紧法兰安装螺栓。

·注意事项:

1)初次运行或更换新的高压油泵时必须用手油泵向泵腔加入约60cc柴油。

2)禁止对油泵进行敲击、碰撞、和任何方式的校正和调整。

3)高压油泵是高精度的部件,对清洁度有严格要求,所有的高、低压的油管接头的保护套在运输,搬运,库存过程必须完好无损,只能在装配前及时拆封。

●轨

高压油轨是电控共轨燃油喷射系统的又一关键部件。

它将高压油泵输出的高压油储集在

共轨油腔内,维持ECU所设定的共轨压力,并向各缸喷油器供应高压燃油。

高压油轨上集成了一个共轨轨压传感器,一个压力限制阀,一个高压油的进油口,和四个出油口且每个出油接头上集成有流量限制阀。

如图所示:

·高压油轨的部件及功能说明

1)轨压限制阀:

当共轨压力超过共轨管所能承受的最高压力时,轨压限制阀会自动开启,将共轨压力降低,确保安全。

2)流量限制阀:

在轨的四个出油接头上部有流量限制阀,分别与四个缸的高压油管相连,其作用是在非常情况下阻止喷油器常开造成连续喷油。

一旦轨道输出的油量超过规定的水平,流量限制阀会动作,切断该缸的燃油供应。

3)高压油进油口:

进油口位于轨的上部中间,与高压油泵的高压油的出油口相连。

4)轨压传感器:

轨压传感器用以测量轨道中的瞬时油压并提供给ECU。

·注意事项:

1)禁止自行拆卸轨压传感器,有泄漏的危险。

2)只有在较高的轨压下,流量限制阀才会动作,在轨压较低时,高压油管的泄漏或喷油器故障导致燃油喷射量超限时,轨压会骤跌而导致发动机停机。

如果泄漏严重会因为轨压不能建立而不能起动。

3)高压油轨是敏感的液压软件,禁止敲击,碰撞,对油轨上的部件传感器、限压阀、流量限制阀等部件严禁拆卸。

4)高压油轨是高精度的部件,对清洁度有严格要求,所有油管接头的保护套在运输,搬运,库存过程必须完好无损,只能在装配前及时拆封。

禁止以任何液体或气体清洗或冲刷高压油轨部件。

●喷油器

此喷油器是电控共轨燃油喷射系统的关键部件之一,与欧二发动机的喷油不同的是,此喷油器是电控喷油器,喷油器的顶部为电磁控制阀,喷油量以及喷油正时均由电磁阀的通电时刻决定。

电磁阀的通电时刻由电子控制单元根据发动机的运行工况进行控制。

·喷油器的安装要领:

1)在喷油器的橡胶密封圈处均匀涂抹凡士林。

2)喷油器放入气缸盖,装喷油器压板及其螺栓。

3)安装喷油器线束,以(1.25~1.75)N·m的力矩拧紧喷油器接线柱螺栓。

注意严禁将喷油器的两支接线头碰到一起。

接线完成后,接线柱要用专用护帽盖住。

4)安装过程中禁止手持喷油器体上端电磁阀部分搬运喷油器,要注意保护电磁阀部分的接线柱和上端的信息片。

5)禁止以压缩空气或不洁的燃油或其他的液体清洁喷油器体及喷油器的各进回油口。

●高压油管

高压油管共5根,由高压油泵到高压油轨1根,由高压油轨到各缸喷油器共4根。

·注意事项:

1)高压油管拆卸与安装时必须同时夹持流量限制阀和高压油管锁紧螺母,并保持流量限制阀不发生转动。

2)高压油管安装后必须安装并固定高压油管管夹。

3)高压油管对清洁度有严格要求,禁止以任何液体或气体清洗或冲刷高压油管部件。

所有高压油管接头的保护套在运输,搬运,库存过程必须完好无损,只能在装配前及时拆封。

4.2.2低压油路部件

●油箱

·必须使用无铅油箱。

·油箱出油管内径应保证≥8mm,回油管内径应保证≥8mm。

·注意:

油量到达警戒线的位置时,必须加油。

●燃油初级滤清器

燃油初级滤应具备油水分离能力并集成有手油泵,便于低压系统排除空气。

●燃油精滤器

共轨系统对燃油精滤器的滤清效率、流量等特性有特殊的要求,务必选用与出厂时相同的燃油精滤器。

推荐型号:

WDK999

生产商:

MANN+HUMMEL

件号:

1117010-550-0000

●低压油管

低压油管包括:

油箱-输油泵进口,输油泵出口-燃油滤进口,燃油滤出口-泵体以及喷油器、轨、泵的回油管件。

所有的低压油管均有清洁度要求,禁止使用无清洁度要求的油管代替,禁止使用高压空气吹净或不洁燃油或液体清洗。

低压油管管径如表4-1所示。

低压管路进、回油管的内径对发动机性能有影响,务必注意按要求选用进、回油管。

否则系统会出现诸多保护,影响发动机的动力性及响应性。

表4-1

直径

(mm)

最大温度

(℃)

最大流量(CP)(L/h)

油泵进油管

≥8

<100

<250

油泵回油管

≥8

<100

<100

喷油器回油管

≥4

<135

(6cyl:

<50)

DBV回油管

≥8

<135

<200

4.3电控系统部件

●电子控制单元(ECU)

电子控制单元(ECU)是电控共轨系统的核心。

ECU通过各种传感器和开关,采集到发动机当前的工作状态信息,进行分析计算并按此状态下事先标定好的最佳工作参数表,控制发动机的喷油量、喷油时刻及喷油压力,从而调整发动机的工作状态,达到省油、高效、低排放的目的。

CA4DF3柴油机的电子控制器采用BOSCH公司的EDC16,为非机载ECU。

·注意事项:

1)电子控制单元不能长期外露存放。

外露存放时,应防止有外界物质进入接插件插口及冷却管路,因此必须用封口套盖住插口及冷却管路,并且需防止ECU外壳生锈;

2)在拆卸时应小心操作,避免电子控制单元受到任何冲击,因为电子控制单元的盖和壳体有凹陷现象时将会产生短路,导致其不能使用。

3)电子控制单元在搬运过程中必须小心轻放,严禁从高处摔落,以防止其内部元件的损坏。

4)电子控制单元不能放置在潮湿的环境中,不能用水冲洗,不能带电焊接,要做好防水防尘的保护。

5)不要用手触摸电子控制单元插接器端子,防止有静电放出,导致其内部元件的损坏。

6)防止外界物质进入电子控制单元接插口而导致插接器端子损坏。

7)电子控制单元的接插件是一一对应的,插拔时应当心,防止损坏其引脚端子。

●曲轴位置(转速)传感器

转速传感器安装飞轮壳上,以测量发动机转速。

该电信号传送给ECU,ECU根据该信号计算出发动机的转速,参考凸轮轴相位传感器信号,知道各缸活塞在气缸内的行程位置,从而控制喷油时刻、喷油器压力、喷油量等。

·注意事项:

1)转速传感器与飞轮顶面间的间隙(1.0±0.5)mm,更换传感器后必须以塞尺进行检查确认,如果超出范围,则需进行适当的调整;

2)在转速传感器附近,不能放置磁电设备或大电流电线。

3)转速传感器的紧固螺钉的旋紧扭矩为:

(8±2)N·m。

4)转速传感器只能通过按压装入安装位置,不可敲击传感器;

5)曲轴位置传感器必须使用双绞线进行连接。

●辅助转速传感器

辅助转速传感器安装在凸轮轴端部位置,用于测量发动机转速并确定发动机相位。

线束上辅助转速传感器的接插件端有黄色标记。

借用转速传感器。

要求和转速传感器一样。

注意事项:

1)辅助转速传感器必须使用双绞线进行连接。

●进气温度压力传感器

进气温度压力传感器安装在进气管上,用于测量进气管中进气的绝对压力和进气温度。

·注意事项:

1)进气温度压力传感器在搬运过程中应小心轻放,严禁从高处摔落,以防止进气温度压力传感器内部元件的损坏;

2)螺栓安装的最大紧固扭矩为3.3N·m;

3)在运输过程中应做好防水保护;

4)更换传感器时不许酸、碱、燃料、润滑剂、水等任何流体进入周围的连接部位;如果在更换传感器或定期保养时发现传感器或者底座漏气,应重新进行密封和紧固;在装配时应避免损坏O型圈,请不要使用硅脂做润滑剂;

5)安装传感器时请不要使用敲击工具(如锤子)。

●水温传感器

水温传感器安装在节温器体上,用于测量发动机冷却液的温度。

·注意事项:

1)螺纹部分的最大紧固扭矩为25N·m;

2)与冷却液温度传感器相匹配部件表面应没有切屑和润滑剂等类似杂质。

3)冷却液温度传感器应与节温器体密封。

●油门踏板传感器

油门踏板传感器安装在驾驶员仪表板下方的油门踏板之中。

油门踏板有专门型号,不可与其它厂家或不同型号的油门踏板互换。

推荐型号:

TDQ-2

生产商:

南京奥联汽车电子电器有限公司

件号:

3602070-550-0000

●线束

线束是电控燃油喷射系统的信号传递的纽带。

主要有发动机线束和整车线束。

A.发动机线束

发动机线束连接各传感器、执行器、喷油器和ECU。

·注意事项:

1)喷油器线束紧固螺栓的拧紧扭矩(1.25~1.75)N·m,拧紧和松开时必须非常小心,防止喷油器的螺柱折断。

2)喷油器线连接分别对应1、2、3、4缸的喷油器。

(从靠发动机前端,也就是风扇端开始为第1缸)谨防喷油器接头正负极相互短接,或与机体短接。

3)发动机线束的喷油器接头与喷油器接插时,必须一一对应。

4)发动机线束的接插件与发动机上各传感器和执行器是一一对应的。

5)在发动机线束中,辅助转速信号的接插件和转速信号的接插件相同,因此在辅助转速信号线束以黄色标签区别。

6)发动机线束的接插件不能有水或油。

7)应小心插拔发动机线束上的接插件,防止破坏接插件。

8)与各传感器及执行器接插时,不可用力拽拉发动机线束,防止线束拉断。

B.整车线束

9)整车线束连接ECU和整车上各传感器、继电器和开关等电气部件。

B.整车线束

整车线束连接ECU和整车上各传感器、继电器和开关等电气部件。

4.4电控系统维修概要

●故障指示灯显示的闪码

电控系统故障指示灯闪码的检测步骤如下:

1)将点火开关由“OFF”旋转到“ON”的位置,不要起动发动机。

这时仪表盘上的各种指示灯(包括发动机故障指示灯)应点亮。

如果没有故障,发动机故障指示灯点亮3秒钟后,应熄灭。

如果有故障,发动机故障指示灯常亮,这时每通断一次故障诊断开关,故障指示灯就以闪码形式显示一个故障,如果有多个故障,需要多次通断故障诊断开关来显示不同的闪码。

最后一个闪码显示完后,再通断故障诊断开关,闪码将从第一个开始重新循环显示。

有故障时不允许启动,将点火开关由“ON”旋转到“OFF”的位置(关闭发动机)。

2)根据闪码对应的故障原因,采取更

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