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1、中国重汽国三发动机介绍,2008-03-27,中国重汽技术中心,中国重汽WD615国柴油机技术背景 产品主要性能及技术参数 国、国及欧主要差异 国售后服务流程,主要内容,产品技术背景,原WD615发动机技术是中国重汽引进奥地利STEYR公司整车技术中的重要组成部分。 中国重汽是STEYR技术引进的法律产权主体，中国重汽技术中心主导完成了技术消化吸收及国产化工作。 中国重汽技术中心拥有完整齐全的WD615发动机技术资料。 近年来，中国重汽对原WD615发动机进行了诸多技术提升和新机型研发， WD615国共轨柴油机和WD615国 EGR柴油机正是在原WD615发动机基础上同世界上著名的RICARD
2、O公司共同研发而成的，得益于RICARDO公司庞大的数据库和富有经验的设计师的支持，运用三维有限元、WAVE燃烧分析、CFD流体动力计算分析等先进软件和零部件测试设备，对机体和缸盖的内部结构进行了质的改进。,发动机主要性能及技术参数,国、国及欧主要差异排放法规,排放物限值不同，国排放限值较国严格很多。 测试方法不同，国柴油机采用ECE R49十三工况法测 试，而国柴油机采用ESC十三工况法（欧洲稳态循环）和ELR（负荷烟度试验）进行排放测试。 单从法规技术角度考虑，国和欧完全一致。,中国重汽国柴油机技术路线及产品特点,为了满足相当于国的排放法规，欧美和日本的重卡发动机燃油喷射系统主要采用电控直
3、列泵、单体泵、泵喷嘴和共轨系统。 中国重汽WD615国通过如下两种技术路线来实现：电控高压共轨、电控H泵+冷却EGR。,电控高压共轨系统,WD615国燃油系统采用机械式高压油泵、每缸2气门结构设计，机械式高压油泵的工作特点是：提供的是一个瞬时高压，油量、喷油压力、喷油时间不能自由调节，随发动机转速变化而变化，只能通过提前器，调速器，机械模块式的控制，而且喷油压力不稳定，在低转速时难以得到较高的喷油压力。 WD615国共轨燃油系统采用了电装公司的新一代共轨燃油系统，最高共轨压力可达160MPa，可实现每循环达五次的喷油及随转速、温度、负荷、水温、增压压力和发动机和汽车的运转情况灵活并准确地调整喷
4、油量、喷油次数、共轨压力和提前角，使发动机的排放、噪声、动力性、经济性、平稳性、低温起动性和汽车的操纵性能都达到最佳的匹配。,电控高压共轨系统,在国共轨柴油机中增加了很多传感器，此外还有一个ECU ，相当于一台微型电脑，根据传感器反馈的信号，通过各被控制参数的map标定文件，计算出最佳的喷射量，喷射压力，喷射正时来控制发动机的运行状态。,电控高压共轨系统,WD615国共轨柴油机主要特点,采用先进的电控高压共轨燃油系统，可实现喷油压力、喷油定时、喷油量和喷油速率的完全柔性调节。 喷油压力调节：利用共轨压力传感器测量共轨内燃油压力，反馈给ECU,控制PCV阀来调节油泵的供油量，从而控制共轨压力，即
5、喷射压力。此外还可以根据发动机转速，喷油量大小来设定一个最佳喷射压力。 喷油量调节： 以发动机转速和油门开度为信号，由ECU计算出最佳喷油量，通过喷油器电磁阀的通电时间长短来控制喷油量。 喷油时间调节：根据发动机转速，负荷等参数调节喷油时间，即供油提前角。 优化配气机构设计，采用四气门缸盖设计。每缸四气门的设计及喷油器中置使喷油分布更均匀,充气系数更高,有利于优化燃烧组织过程及降低排放。,WD615国共轨柴油机主要特点,最大功率提升，功率提升到410马力。依靠RICARDO公司庞大的数据库支持，运用三维有限元、WAVE燃烧分析、CFD流体动力计算分析等先进软件和零部件测试设备，对机体和缸盖的内
6、部结构进行了全新设计，改善了热负荷和机械负荷，大大提高了抗震动性；连杆、活塞、活塞环、轴瓦等关键零部件在材料选用和关键结构尺寸上进行了优化，其抗热冲击和机械冲击的能力大幅提升。另外，由于采用第二代电控共轨喷油系统及四气门结构,其结果是优良的燃烧和充气使发动机获得了很高的动力性能，在发动机的排量不变的情况下,发动机的最大功率可达302kW即410马力。 4. 低噪声设计，1m噪声降低到97dB（A）以下。 降低燃烧噪声：采用预喷的一个明显好处就是降低噪声。提前喷入缸内的预喷油有充分的燃烧准备时间，而预喷的油量很少，使得初期燃烧的预混燃气很少。这就大大改善了通常柴油机不可避免的初期燃烧峰值很高而有
7、很大的燃烧噪声的固有问题；同时电控共轨系统可以精确补偿机械泵做不到的各缸油量的不平衡性，从而大大改善发动机震动。 提高抗振能力：气缸体和曲轴箱的改进设计充分加强了刚度,并经三维有限元的振动响应分析以及实际测试,有效地降低了气缸体总成的振动与噪声及噪声的辐射。在零件的设计如摇臂罩等设计中充分地考虑了降噪的措施。另外，对原曲轴扭振系统进行了分析，重新设计曲轴减振器，提高了减震效果。,WD615国共轨柴油机主要特点,5. 怠速减震控制 由于各气缸与飞轮存在着机加工的偏差，喷油机构向各缸喷油时产生的 偏差，各缸燃烧爆压的不均匀，导致六个缸的瞬时角速度有差异，所以 低速特别是怠速时发动机振动非常厉害，工
8、作不稳定。而电控系统能根 据各缸工作时转速的差异,自动平衡各缸的喷油量,使各缸工作时的转速完 全一样,而使发动机达到非常平稳的怠速。,WD615国共轨柴油机主要特点,6. 冷起动性能得到明显提高。电控系统能自动判断出发动机处在起动状态，并根据气温和水温的不同自动调整提前角、喷油量以及进气预热和后热时间，大大提高了发动机的冷起动性能并明显地减少了低温起动时未燃柴油冒白烟的传统柴油机难以避免的问题。 7. 选装JACOBS 泄气制动系统，提高制动功率，改善了汽车的安全性。,电控H泵+冷却EGR系统,电控H泵技术,电控H泵基于预行程可电控调节为基础，通过ECU对预行程调节机构的控制，可实现喷喷油定时
9、的精确控制。 H泵在PS8500喷油泵泵体基础上进一步加强，可承受更高的泵端、嘴端压力和满足发动机更大功率的需求；该泵采用先进的等压出油阀结构、函数凸轮型线及在工作过程中可连续改变预行程等技术，能进一步改善柴油机的综合性能。 H泵拥有预行程电控可调结构，其供油预行程可在一定范围内由ECU程控调节。柱塞副的柱塞上安装一个控制滑套，滑套能沿柱塞工作面上下移动，按柴油机不同工况的需要改变预行程。主要结构元件：步进电机、蜗轮蜗杆、ECU、传感器、线束等。根据发动机的不同工况，ECU采集油门和转速传感器信号，查MAP图，准确得出一个预行程最佳位置。预行程控制杆的转动通过与预行程调节套相连接的拨杆机构，带
10、动预行程控制滑套沿柱塞工作型面上下滑动，使喷油泵预行程得以改变。通过ECU对预行程的控制，可以得到精确的喷油定时，使柴油机能在整个工作范围内达到最优化的性能。,电控H泵+冷却EGR系统,冷却EGR原理,EGR是Exhaust Gas Recirculation三个字的缩写，意思是废气再循环。它是针对发动机排气中有害气体之一的氮氧化合物NOx所采用的机内燃烧技术。柴油机燃烧过程的平均过量空气系数虽然比较大，但因混合气成分不均匀，局部燃烧温度仍很高，所以生成大量的NOx ， 废气再循环（EGR）就是通过回引部分废气与新鲜空气共同参与燃烧反应，利用废气中含有大量的惰性气体（CO2、N2、H2O等）具
11、有较高的比热容这一特性，来降低NOx的生成。因为NOx的生成是高温富氧，而废气的引入，一方面使混合气热容量增大，造成相同量的混合气升高，同样温度所需热容量增大，从而降低最高燃烧温度；另一方面，废气对新鲜充量的稀释也相应降低了氧的浓度，从而有效的抑制了NOx的生成。中国重汽WD615柴油机采用的方法是利用排气压力脉冲从排气歧管中向进气管中导入一些经过冷却的废气，与新鲜空气混合，使之再次燃烧，作用为降低混合气的含氧浓度、吸收燃烧释放出的热量，使燃烧速度减慢、燃烧温度降低，便减少了NOx的生成数量。试验证明，把再循环的废气加以冷却，即采用所谓冷EGR，可使进入缸内的新鲜空气的损失减少，从而避免了大负
12、荷燃油经济性和排气烟度的恶化。,电控H泵+冷却EGR系统,EGR阀的控制,目前我们的EGR系统是开关式控制，根据发动机的实际运行工况，在发动机试验台架上标定出EGR map图，确定各种工况EGR阀的启闭状态。 ECU（电控单元）通过进气温度传感器，进气压力传感器，水温传感器，发动机转速传感器，油门传感器，以及车辆制动信号，来感知发动机的各种状态，来控制EGR阀启闭。 EGR阀是通过气缸控制，气源取自制动系统储气罐。ECU通过一电磁阀控制气缸的通断气，以达到控制EGR阀开关的目的。,电控H泵+冷却EGR系统,EGR发动机工作原理示意图,电控H泵+冷却EGR系统,WD615EGR柴油机,WD615
13、国EGR柴油机主要特点,采用电控直列泵，通过ECU对预行程调节机构的控制，可实现喷油定时的精确控制，最高喷射压力可达150MPa，结合4气门技术，实现了较低的机内PM排放。 喷油泵预行程根据发动机的实际运行工况标定MAP，由ECU程控闭环工作，使发动机低速、部分负荷工况燃油得以充分燃烧，有效改善发动机的燃油经济性。 采用了冷EGR（废气再循环）系统，ECU通过标定MAP控制EGR阀开关，大大降低了NOx尾气排放。,综上，WD615 EGR柴油机主要有以下特点：,国柴油机售后服务流程（暂行）,随着国III共轨发动机的市场保有量的增加，电控系统维修工作也日益增加，维修工作与EURO II机相比有较
14、大改变，主要有以下几点： 更换喷油器 。 利用诊断工具判断某一只喷油器损坏后，需要进行更换，更换后，需要把新喷油器的QR码写入ECU，否则可能造成柴油机工作粗暴，噪音增加，油耗增大，排放恶化。具体的QR码写入操作流程参见诊断工具的使用说明。 更换ECU。 更换ECU不能由服务站操作，必须由动力事业部技术质量部操作。维修站向动力事业部技术质量部提供发动机号和整车车架号，由动力事业部技术质量部按照服务器上的相关信息将新ECU准备好，送交服务站进行更换。 油轨上的轨压传感器不能拆卸，必须与油轨一起更换。目前正在同电装谈油泵上G传感器售后更换事宜。 如果更换不同型号的驱动桥（速比发生变化）或轮胎（半径发生变化），必须刷新K值，否则会造成ECU内里程记录的工作异常。,The end 谢谢！,
