升共轨燃油喷射系统TDI发动机

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1、 售后服务培训 自学手册403 2.0升共轨燃油喷射系统TDI发动机 结构与功能 大众新一代高效强劲柴油机的首发款是2.0升共轨 燃油喷射TDI发动机。 将共轨燃油喷射技术引入成功面市的2.0升TDI发动 机之后， 在TDI发动机所提供的强劲性能， 驾驶乐趣， 经济性和可靠性方面，大众定出了新的标杆。2.0升 TDI共轨燃油喷射发动机卓越性能将旨在应对未来 在声音，舒适性和废气处理方面的挑战。 从1993年起，第一代涡轮增压直喷柴油机在车辆上 的使用意味着大众领先地位的开始。而2.0升TDI发 动机则是其成功的延续。这确定了大众在柴油机技 术方面的领先地位。 此发动机已经达到了在2009年底开

2、始实施的欧洲5 号排放标准，且在未来的排放标准及相关技术上仍 具有提升潜力。 新技术！注意！ 说明！ 本自学手册描述了新开发的结构与功能。 其内容将不再更新。 2 最新的检测，调试和维修说明，请参阅相应的维修资料。目录 概述 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 发动机机械结构 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 发动机管理系统 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 维修 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

4、 自测题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 3概述 4 引言 2.0升共轨燃油喷射TDI发动机是建立在2.0升整体式喷嘴系统TDI发动机的基础上的。 发动机 的前身是最常采用的柴油发动机。它也是在大众集团从轿车到商用车上最广泛应用的发动 机。 大量的发动机部件被重新改造，以满足在噪音，燃耗和排放上更高的要求。在这方面，改用 了共轨燃油喷射系统是一大极其重要的影响因素。 柴油微粒过滤器的配备

5、使发动机能够达到计划在2009年底推出的欧洲5号排放标准。 关于欧5 排放标准的登记条件，其法律要求还未能达成一致，因此发动机经批准符合欧洲4号排放标 准。 在有些市场上，发动机也可以不装备有柴油微粒过滤器。这些发动机可达到欧洲3号排放标 准。 技术性能 ? 采用压电式喷嘴的共轨燃油喷射系统 ? 前端带有氧化催化转化器的柴油微粒过滤 器， ? 采用涡流风门调节的进气歧管 ? 电控废气再循环阀 ? 带动态行驶反馈的可调式涡轮增压器 ? 低温废气再循环冷却系统 技术数据 发动机标识字母 CBAB 型式 4 缸直列式发动机 每缸气门数 4 排量 1968cm3 冲程 95.5 mm 缸径 81 mm

6、 最大输出功率 在 4200 rpm 时, 103 kW 最大扭矩 在 1750 到 2,500 rpm 时，320Nm压缩比 16.5:1 发动机管理系统 Bosch EDC 17 (共轨燃油喷射系统) 燃料 柴油， 按 DIN EN 590 标准 废气净化 废气再循环， 柴油微粒过滤器 排放标准 EU 4 扭矩（Nm） 功率和扭矩特性曲线 发动机转速 rpm S403_007 输出功率 kW 5发动机机械结构 曲轴 在2.0升共轨燃油喷射TDI发动机中，由于受 到高机械负荷而采用锻造曲轴。 这种曲轴只有4个平衡块，而非通常的8个。 这就降低了曲轴轴承的负载。发动机固有的 运动和振动产生的噪

7、声也会因此降低。 平衡配重 平衡块 机油泵轮齿 6 活塞 与2.0升/125kw的整体式喷嘴系统TDI发动机一样，活塞没有阀套。这一特征减少了活塞顶部 的容积，改善了气缸内涡流的形成。涡流是流体围绕垂直气缸轴作环形运动所产生的。涡流 对混合气体的形成有着至关重要的影响。 2.0 升整体式喷嘴发动机的活塞 2.0 升共轨燃油喷射发动机的活塞 活塞凹坑 冷却沟槽 为了冷却活塞环区域，活塞配有环形冷却槽，在其内部，机油通过活塞喷嘴来喷射。 活塞凹坑（喷射出的燃油形成涡流并与空气混和处）根据喷油嘴的喷射位置进行了微调，且 相对于整体式喷嘴发动机来说几何形状较宽，较平。 这就有利于形成更均质的混合气以及

8、减少碳烟的生成。 气缸盖 2.0升共轨燃油喷射TDI发动机的气缸盖是铝制横流式气缸盖，每个气缸有两个进气门和两个 排气门。采用垂直纵置气门，顶置凸轮轴。 两个顶置凸轮轴通过带集成间隙补偿的直齿圆柱齿轮连接起来。 由曲轴通过齿型皮带和排气 凸轮轴的齿轮旋转来驱动。气门由带液压气门间隙补偿元件的低摩阻滚柱摇臂挺杆来开启。 喷油嘴 进气凸轮轴 排气凸轮轴 滚柱摇臂挺杆 排气通道 气缸盖 喷油嘴用夹紧件固定在气缸盖内。可通过在 气缸盖罩内的小盖子拆除。 喷油嘴 夹紧件 7发动机机械结构 气缸盖的通风槽 如果在铜制喷油嘴密封环区域有漏隙，燃烧 室的空气会通过此孔口泄漏出。 通风孔在气缸盖内排气歧管上方。

9、 它防止燃烧室过压产生的气体从曲轴箱通风 系统溢入涡轮增压器的压缩机一侧并引起一 些问题。 8 喷油嘴 密封环 通风槽 燃烧室密封环 通风槽 4 气门技术 每个气缸的两个进气门和两个排气门垂直地 排列在气缸盖内，凸轮轴顶置。 垂直放置的，位于中央的喷油嘴被直接地安 装在活塞凹槽中心的上方。 进气凸轮轴 喷油嘴 排气凸轮轴 涡流道 增压充气道 进气门 排气门 进气与排气道的形状，尺寸和布局保证了良 好的充气效率和在燃烧室内良好的气体循 环。 进气道被设计为涡流道和增压充气道。涡流 道使进气在缸内能够产生所期望的高速旋转 的涡流。 尤其在高速行驶时，增压充气道能够给燃烧 室供给充分的进气。 9发动

10、机机械结构 带涡流风门的进气歧管 在进气歧管内有无级调节的涡流风门。 进气涡流根据发动机的转速与负载通过涡流 风门的位置进行调整。 涡流风门由进气歧管风门马达通过推杆来推 动。为此，发动机控制单元启动定位马达。 进气歧管风门电位计 G336 集成在进气歧管 风门马达 V157 上。 它向发动机控制单元反馈 涡流风门的当前位置。 进气歧管 进气歧管风门马达 V15710 结构 （进气系统）储气室 涡流道 增压充气道 涡流风门 进气歧管风门马达 V157， 带进气歧管风门电位计 G336 涡流风门的功能 涡流风门在发动机怠速或低速时关闭。这会 形成强烈的涡流，促进混合气良好地形成。涡流风门 增压充

11、气道 涡流道 在行驶时，涡流风门根据发动机的负载和转 速不断进行调整。 这就可以在所有运行情况下，使燃烧室内的 空气运动处于最佳状态。 在发动机转速超过约3000rpm时，涡流风门完 全打开。进气量的增大保证了燃烧室充分充 气。 在发动机起动时，在跛行回家模 式和油门全开模式下，涡流风门 打开。 涡流风门 增压充气道 涡流道 11发动机机械结构 12 凸轮轴驱动 轴承框架 进气和排气凸轮轴通过带集成的间隙补偿直齿 圆柱齿轮相连接。 此时，进气凸轮轴的直齿圆柱齿轮是由 排气凸轮轴的直齿圆柱齿轮来驱动的。 间隙补偿确保凸轮轴的运行噪声较低。 进气凸轮轴 排气凸轮轴 可动的直齿圆柱齿轮 排气凸轮轴

12、中间盘 固定的直齿圆柱齿轮 膜片弹簧 弹簧卡环 可动的圆柱直齿齿轮 结构 固定的圆柱直齿齿轮较宽的直齿圆柱齿轮（固定的直齿圆柱 齿轮）与排气凸轮轴完全连接。 斜面则位于前表面。较窄的直齿圆柱齿轮 （可动的直齿圆柱齿轮）可以轴向和径 向移动。斜面的凹槽位于它的后侧。 斜面 工作原理 两个直齿圆柱齿轮由膜片弹簧所产生的力一 起被轴向推动。同时，它们通过斜面产生旋 转。 膜片弹簧 旋转运动引起了两个直齿圆柱齿轮的齿偏 移，从而完成进气凸轮轴与排气凸轮轴之间 的间隙补偿。 间隙补偿 齿偏移 13发动机机械结构 气缸盖衬垫 气缸盖衬垫由4层组成，并有两大特性，可提 高燃烧时的密封性。 ? 垂直成形的燃烧

13、室限位器 ? 外端支架 外端支架 外端支架 燃烧室定位装置 垂直成形的燃烧室限位器 燃烧室限位器是指沿气缸孔周边的密封凸 缘。它是垂直成形的。 这就意味着沿燃烧室边缘有着不同的高度。 该特殊的形状使得燃烧室承受的拧紧力分布 更为均匀。这降低了密封间隙的振动和可能 产生的汽缸孔扭曲。 燃烧室定位装置 14 “外端支架” 外端支架是气缸盖密封垫上两个靠外侧的气 缸周围的成形板。外端支架确保这些区域的 拧紧力分布非常均匀。因此，气缸盖的偏移 和外侧气缸的扭曲得以减轻。 外端支架 齿形皮带传动系统 凸轮轴，冷却液泵和共轨喷射系统的高压泵都是通过齿形皮带驱动的。 凸轮轴驱动轮 齿形皮带传动 高压泵驱动轮

14、 张紧轮 冷却液泵皮带轮 导向轮 交流发电机皮带轮 （带有交流发电机自由轮） 空调压缩机 曲轴 张紧轮 辅助单元传动 附件传动装置 交流发电机和空调压缩机的附件由凸轮轴通过V形皮带传动。 V形皮带轮的轮廓表层覆有纤维 涂层。这就提高了皮带的摩擦性。从而降低了潮湿和低温情况下的噪音。 V 形皮带 齿形轮廓 纤维涂层 15发动机机械结构 平衡轴模块 在Tiguan的2.0升103KW TDI发动机上，其曲轴下方的油底壳内装备了平衡轴模块。平衡轴 模块由曲轴通过齿轮驱动。双离心机油泵集成在平衡轴模块上。 曲轴齿轮 中间齿轮 平衡轴 I 传动齿轮 箱体 平衡轴 II 传动齿轮 双离心机油泵 结构 平衡

15、轴组件由灰口铸铁外壳，两个反转平衡 轴，斜齿齿轮传动机构和集成的双离心机油 泵组成。 曲轴的转动传递至壳体外部的中间齿轮上。 从而驱动平衡轴。而后由此平衡轴位于壳 体内的一对齿轮将转动传递给平衡轴和双 离心机油泵。 齿轮驱动通过这样的设计，使得平衡轴的旋 转速度是曲轴的两倍。 通过中间齿轮涂层来辅助调整齿轮驱动的间 隙。该涂层在发动机起动时会磨损，产生所 需的特定间隙。 16 若平衡轴的中间齿轮或主动齿轮拆卸后，必须更换中间齿轮。 请注意维修手册中的说明。 机油系统 由一个双离心油泵产生发动机所需的机油压力。 它集成于平衡轴模块内， 并由平衡轴II驱动。 过压阀是一个安全阀。它防止发动机部件因机油压力过高而损坏，例如：在外界低温或发动 机高转速时。 机