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GW2.8TC电控共轨柴油机机械部分培训


2.8TC电控共轨柴油 机机械部分培训教材
技术培训中心 2007年12月
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课程目标
了解GW2.8TC柴油机参数性能; 初步认识GW2.8TC柴油机机械构造,装配特点; 掌握维修操作中常见注意事项。

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第一

章 2.8TC发动机概述 第二章 2.8TC发动机的基本参数 第三章 发动机机械系统

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第一章、2.8TC发动机概述
长城内燃机公司生产的GW2.8TC型柴油机采用德 国BOSCH公司的CRS2.0共轨式供油系统来控制燃油的 喷射,配气正时机构采用皮带传动,具有质量轻,噪 音小等优点。采用无缸套缸体设计,并对缸盖气道做 了优化设计,提高了进气效率,燃烧室线型做了优 化,在废气再循环装置中增加了EGR冷却器,上述设 计有效的提高了发动机的功率,降低发动机的排放和 油耗。
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GW2.8TC涡轮增压发动机

前视图 后视图 左视图 右视图

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第二章、GW2.8TC柴油机技术参数
1、发动机主要技术参数
项 目 型 式 燃烧室型式 缸 数 缸 径 冲 程 压缩比 排 量 单位 技术参数 直列、水冷、共轨直喷、增压 缩口ω形 4 93 102 17.2∶1 2.771

缸 mm mm L

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工作顺序 标定功率/转速 最大扭矩/转速 最低燃油消耗率 怠速转速 曲轴旋转方向(面 向飞轮端) 润滑方式 净质量 外形尺寸 kg mm kw/r/min N·m/r/min g/kw·h r/min

1—3—4—2 70±3/3600 225±5/1600-2600 ≤218 800±30 逆时针 压力、飞溅复合式 ≤240 775×620×761

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2、涡轮增压器主要技术参数
项 目 单 位 技术参数 180000 1.83 mm 186×202×140

最高转速 最高压比 外形尺寸(L×B×H)

r/min

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3、电器系统主要零件的技术参数
项 目 标称电压 额定电流 功 率 额定转速 使用转速 旋转方向 极 性 V
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单 V A



技术参数 12 90 1080 5000 900-11000 顺时针(由前向后看) 负极接地 连续额定式 14.7±0.3

发 电 机

W r/min r/min

工作方式 调节器调整电压

工作方式 真 空 泵 起 动 机 蓄 电 池 使用转速 最大真空度 真空度到达时间 电 压 r/min kpa s V kw

连续额定式 10000 90.7 66.7kpa到达时间<35s (1000r/min) 12 2.8 顺时针(从小齿轮方向看) V 12

输出功率 旋转方向 额定电压

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4、柴油机主要紧固件拧紧力矩
紧固件名称 凸轮轴带轮法兰过 渡轮、张紧轮 主轴承盖螺栓 连杆螺母 高压油泵带轮螺栓 高压油管喷油器端 螺母 高压油管油轨端螺 母 拧紧力矩 紧固件名称 (N·m) 100-120 气缸盖螺栓 160-180 曲轴皮带轮螺栓 80-90 65-75 25-29 25-29 飞轮螺栓 喷油器压板螺栓 高压油管高压泵端 螺栓 气门调节螺栓 拧紧力矩 (N·m) 95-105 195-225 120-130 24-30 18-22 15-21

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第三章、发动机机械系统
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 气缸盖、体 曲轴连杆机构 配气正时机构 进排气系统 燃油供给系统 冷却系统 润滑系统
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第一节 气缸盖、体 一、气缸体
1、气缸体概述
气缸体是气缸的壳体,水冷式发动的气缸体和曲 轴箱常铸成一体,称为气缸体-曲轴箱,也可简称为气 缸体。 气缸体作为发动机各个机构和系统的装配基体, 承受较大的机械负荷和热负荷,气缸体本身应具有足 够的刚度、强度和良好的耐热性。
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2、气缸体型式
1、一般(平分)式气缸体 按照气缸的结构型式 2、龙门式气缸体 3、隧道式气缸体 1、直列式气缸体 按照气缸的排列型式 2、V形式气缸体 3、对置式气缸体
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曲轴 中心 线

曲轴 中心 线

一般(平分)式气缸体 缸体的下平面通 过曲轴中心线

龙门式气缸体 缸体的下平面低 于曲轴中心线

隧道式气缸体 缸体上的曲轴轴承座 为整体式,成隧道样

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直列式气缸体 缸体的下平面通 过曲轴中心线

V形式气缸体 缸体的下平面通 过曲轴中心线

对置式气缸体 缸体的下平面通 过曲轴中心线

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3、GW2.8TC气缸体特点
GW2.8TC型增压柴油机气缸体材料为合金铸铁,各 缸采用等缸心距,采用平分式结构,使总体高度和全 长缩小。减少了气缸体的壁厚,力求小型、轻量。同 时以曲轴主轴颈的旋转中心为中心,呈放射状合理配 置加强筋,使其成为刚性好的结构,从而降低振动和 噪声。 2.8TC柴油机缸体为无缸套结构,缸孔变形 小,两缸孔之间加工出交叉水孔保证冷却。
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气缸体(无缸套)

水道

无缸套 油道

加强筋

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二、气缸盖 1、气缸盖概述
气缸盖用来密封气缸体,并与活塞顶、气缸 内壁上部共同形成燃烧室。

2、气缸盖分类
按气缸盖(水冷)的结构 形式

1、整体式缸盖 2、分体式缸盖 3、单体式缸盖

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3、气缸盖特点
GW2.8TC型增压柴油机气缸盖由合金铸铁制 造,进、排气道不同侧,采用交叉布置,进气道 是根据对燃烧进行分析而确定其形状的,采用螺 旋进气道,以求得最恰当的涡流比,见下页图示。

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4、缸盖螺栓
气缸盖由18个M11的螺栓紧固在气缸体,其拧紧 力矩为95~105N.m。安装时,用柴油机机油润滑气 缸盖螺栓,然后按下图所示顺序分两步将螺栓拧 紧,第一步:70~80N.m,第二步:95~105N.m。

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缸盖螺栓Ⅱ安装在喷油器一侧,单台用量四 根。其他缸盖螺栓可以通用。缸盖螺栓Ⅱ比其他 的缸盖螺栓要长。

螺栓Ⅱ

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三、气缸垫 1、气缸垫作用与要求
气缸垫置于气缸盖与气缸体之间,作用是保证燃 烧室的密封,防止漏气、漏水。

2、气缸垫结构
目前应用的气缸垫结构有以下2种: (1)金属-石棉垫:石棉中间夹有金属丝或金属屑, 且外覆铜皮或钢皮。水孔和燃烧室孔周围另有镶边增 强,以防被高温燃气烧坏。有的还采用石棉中心用编
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织的钢丝网或有孔钢板为骨架,两面用石棉及橡胶粘 结剂压成的气缸垫。 (2)纯金属垫:一般有单层或多层金属片(钢、铝 或低碳钢)制成,为了加强密封,在缸口、水孔、油 道口处,冲有弹性凸筋。

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3、GW2.8TC气缸垫
螺栓孔

水道

油道

GW2.8TC发动机的气缸垫采用四层钢板制做, 厚度1.55±0.07 mm。

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第二节 曲轴连杆机 构 1、曲轴
1.1、曲轴整体经过软氮化处理,提高了曲轴的疲 劳强度。 1.2、曲轴主轴中心与曲柄销中心回转半径为102/2。 1.3、曲轴为全平衡式,即平衡块数=气缸数×2; 1.4、曲轴的动不平衡量飞轮侧<15g·cm ,皮带轮侧 <25g·cm。
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1.5、曲轴油道分布,如下图:

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1.6、曲轴主要检测数据
项目 止推间隙 曲轴径向跳动 主轴颈直径 曲柄销直径 主轴颈和曲柄销的不均匀磨损量 曲柄销和轴承之间的间隙 主轴颈和主轴承之间的间隙 标准(mm) 0.05-0.20 ≤0.05 69.917-69.932 53.915-52.930 ≤0.05 0.029-0.075 0.033-0.079 使用极限(mm) 0.30 0.08 69.91 52.90 0.08 0.100 0.110

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1.7、曲轴装配注意事项:

将有油槽和油孔的轴承(上轴瓦)安装在气缸体一侧。 将无油槽和油孔的轴承(下轴瓦)安装在主轴承盖一 侧。

上轴承

下轴承

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上轴瓦安装在缸 体一侧

下轴瓦安装在轴 承盖一侧

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1.8、曲轴装配注意事项:
将曲轴止推轴承(2片)安装在气缸体的第3主轴颈的垫圈 槽中。为方便安装,应涂抹少许机油于止推轴承表面。 止推轴承有油槽的一侧必须朝向曲轴曲柄臂。见下图:

止推片

油槽

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安装主轴承盖时,主轴承盖顶部的箭头标记应指向发 动机的前方,见左下图所示。 按照右下图所示的顺序分2次把主轴承盖螺栓拧紧至规 定力矩,第一次拧紧至90-100N.m,第二次拧紧至160180N.m。主轴承盖螺栓的拧紧力矩为:170±10N.m。

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2、飞轮:
2.1、飞轮为装在曲轴后端的铸铁圆盘,质量较大,在活 塞作功行程中用来贮存能量,在辅助行程中放出能 量,克服阻力,以保证曲轴运转平稳。 2.2、飞轮外缘上装有飞轮齿圈和转速信号轮,齿圈供起 动机起动柴油机,信号轮供电脑测量柴油机转速。 起动齿圈 转速信号齿圈
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2.3、飞轮装配注意事项:
安装飞轮时在第一缸活塞处于上止点情况下,飞 轮端面上的“T”形标记朝上,以保证转速传感器安 装位置正确。转速传感器安装在离合器壳体上, 其传感器垂直朝向飞轮上的信号轮齿顶面,间隙 0.8~1.5mm。转速传感器轴线与气缸中心线夹角 为12°(从后端顺时针方向)。

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T

T标记向上

转速传感器安装位置

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3、连杆:
3.1、连杆由合金结构钢锻造而成。连杆小头内有青铜合 金衬套,上面开有小油槽,以供活塞润滑。 3.2、连杆大头孔内,装有钢背铜铅合金的衬瓦。连杆大 头孔是在连杆体与连杆盖组合后精镗的。因此,4个 连杆盖都不能互换,也不能装反。 3.3、为了避免装错,在连杆盖与连杆体的右侧都刻有相 同的字号。另外,连杆体中部刻有字号,连杆盖头 部都锻有凸起标记,装配时朝向柴油机前端,见下 页图示。
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箭头标记

1、向前标记 2、配对编号
文字和数 字标记 文字和数 字标记
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4、活塞:
4.1、活塞用共晶硅铝合金铸造,外表面镀锡以改善磨 合性能。为控制群部热膨胀,活塞内部浇铸钢制 支架。 4.2、活塞销中心偏移活塞中心0.7mm,以降低活塞与 气缸孔碰撞敲击的噪音,见下页图示。

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1、环式镶圈 2、ω形燃烧室 3、钢制支架
活塞销 中心线 活塞中心 线

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4.3、GW2.8TC发动机采用圆形缩口ω形燃烧室,燃烧效率 较高。燃烧室内设计的形状,可以得到更强烈的挤 气涡流及微涡流,以促进燃料和空气的混合。
1-进气涡流 2-燃烧室 3-活塞 4-进气门 5-气缸垫 6-喷油器 7-缩口 8、10、12-微涡流 9-主涡流 11-挤气

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4.4、活塞装配注意事项:
①、活塞安装时,向前标记必须朝向气缸体的前端。 ②、同一个发动机上装配的活塞与连杆的配套组合质量 差小于3g。 发动机的前方

向前标记

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5、活塞销和活塞环:
5.1、活塞销由合金钢制造,采用浮动式。活塞销用弹性 挡环固定其轴向位置。 5.2、GW2.8TC发动机的活塞环有2道气环和1道油环组成。 第1道气环为球墨铸铁梯形桶面环,第2道气环为合 见下图所示。

金铸铁锥面环,油环为合金铸铁弹簧涨圈组合油环。

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梯形桶 面环

锥面环

组合油 环

活塞环结构
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5.3、GW2.8TC活塞环特点:
(1)梯形桶面环特点: 梯形环特点,当活塞在侧压力作用下左、右换向 时,环的侧隙和背隙将不断变化,使胶状油焦不 断从环槽中挤出。 桶面环特点,环的外圆面为凸圆弧形,环面与缸 壁圆弧接触,避免了棱角负荷,而且环在上下运 动时,均能形成楔形油膜。
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梯形桶面环兼有梯形环和桶面环的特点。 (2)锥形环的特点:与缸壁线接触,有利于密封和磨 合。下行有刮油作用,上行有布油作用,并可形 成楔形油膜。 由锥形环的特点可以得知,如果锥形环装反了, 锥形环就会起到下行布油,上行刮油,造成润滑 不良且易烧机油。

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5.4、活塞环的安装注意事项:
①、安装活塞环时,应保证侧隙和开口间隙的要求, 否则容易卡在活塞槽内,失去密封作用,或者造 成窜油、窜气、敲击等故障。 ②、活塞环安装时,第1道气环打刻有“CYPR”或者 “CCC”标记的一面朝上安装。第2道气环打刻有 “TOP”标记的一面朝上安装。见下图所示:

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“CYPR”标记

第1道气环的标记
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“TOP”标记

第2道气环的标记
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③、活塞环安装时,要保证活塞环的开口位置,见下 图所示活塞环的开口位置。



活塞环开口位置 50/136

5.5、活塞环的主要检测数据:
活塞环的开口间隙 第1气环 第2气环 油环 活塞环与活塞环槽轴向间隙(侧隙) 第1气环 第2气环 油环 0.078-0.137 0.055-0.095 0.025-0.070 0.150 标准(mm) 0.20-0.40 0.60-0.85 0.10-0.30 1.50 极限(mm)

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第三节 1、凸轮轴及摇臂

配气正时机构

1.1、GW2.8TC的凸轮轴有3个支承轴颈。进、排气凸 轮的外形相同,凸轮的基圆直径为35.5mm,最 大升程为6.511mm。 1.2、凸轮轴轴颈与衬套配合间隙为0.015-0.085mm。

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1.3、凸轮轴轴向间 凸轮轴 隙(由凸轮轴 的止推凸缘的 厚度与凸轮轴 油封座止推肩 厚度差来保证) 为0.0750.145mm,如右 图所示:
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在此处 用千分 表测量 轴向间 隙 带轮法 兰

凸轮轴前油封座 凸轮轴轴向间隙 0.075-0.145mm 凸轮轴

1.4、气门摇臂头材料为烧结合金,本体材料为铸铝。为 防止摇臂在工作时的轴向移动,在摇臂轴上两摇臂 之间装有摇臂轴弹簧。 1.5、摇臂轴在摇臂的转动面部位进行高频淬火,以提高 表面硬度,增强耐磨性能。配气系统的润滑油从凸 轮轴第1轴颈,通过气缸盖的油孔,到摇臂轴的第1 支座处,进入摇臂轴,然后流向各个摇臂,见下页 图示:
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5

1-摇臂 4-烧结合金

2-摇臂支座 5-油孔
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3-气缸盖

1.6、气门间隙的调整方法和步骤:
第一步:转动曲轴皮带轮,对 正下图所示的正时标记“1”和 “2”,保证1、4缸活塞位于上 止点位置。 第二步:检查此时1缸进、排 气门是否有间隙,如果有间 隙,则为1缸压缩上止点。否 则,转动曲轴一周。

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第三步:当1缸的活塞位于压缩上止点时,检查并调 整下页图所示的“1、2、3、6”的气门间隙。冷态 时的气门间隙为0.4±0.05mm。调整方法为:在摇臂 和气门杆端之间插入标准间隙厚度的塞尺,松开气 门调整螺钉的锁紧螺母,转动气门调整螺钉直到塞 尺上感到有一点阻力,拧紧气门调整螺钉的锁紧螺 母。见下页图所示。

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气门调整螺钉 的锁紧螺母

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第四步:转动曲轴一圈,对正曲轴皮带轮和正时盖上的正时标 记,按照步骤三方法,检查调整下图所示的“4、5、7、8”气门 的气门间隙。调整完毕后,重新检查所有气门的气门间隙,如 不合格重新进行调整,直至气门间隙正确为止。

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2、气门组结构

1-气门锁片 2-气门弹簧座 3-气门弹簧 4-气门导管油封 5-气门弹簧垫片
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2.1、气门弹簧用冷拉弹簧钢丝烧制而成。并经过 喷丸处理,具有良好的耐疲劳强度。 2.2、为减少气门弹簧的振动,气门弹簧设计为变 截距弹簧。装配时,应将截距较小的一端, 即涂有白色油漆的一端朝下安装。

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3、正时轮系结构
凸轮轴 带轮

过渡轮

高压油泵 带轮

涨紧轮 曲轴带轮
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3.1、正时标 记
凸轮轴带轮 安装工艺孔 高压油泵 带轮安装 工艺孔
法码

带轮室“Ⅰ” 形凸起标记 63/136

曲轴带轮缺口

3.2、正时皮带的安装方 法①对好正时
1.两工艺螺栓孔对齐后, 将工艺螺栓安装到位
高压油泵正 时皮带轮

2. 皮带轮上正时标记与 带轮室上的刻线对齐

凸轮轴正 时皮带轮

曲轴正时 皮带轮

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②安装正时皮带

套进顺序: 1.曲轴正时皮带轮

2.凸轮轴正时皮带轮

3.正时皮带过渡轮

4.高压油泵正时皮带轮

5.正时皮带张紧轮

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③使整车处于空挡,旋转曲轴,使一缸位于压缩上止
1.两工艺螺栓孔对齐后, 点; 将工艺螺栓安装到位
高压油泵正 时皮带轮

2. 皮带轮上正时标记与 带轮室上的刻线对齐

凸轮轴正 时皮带轮

曲轴正时 皮带轮

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④、松开齿带涨紧拉杆
齿带涨紧拉杆固 定螺栓组合件 (M6×20)拧下

将M8法兰面螺 母松开(不拧 下),保证拉 杆能灵活转动 即可;

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④、涨紧正时皮带

1、将挂钩挂在 齿带涨紧拉杆 上端的孔内, 并轻轻挂上砝 码8.3kg(旧皮 带)和 14.2kg(新皮带)

2、用18#套头将 正时皮带涨紧轮 固定螺栓松开;

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3、拆下2颗工艺螺栓,顺 时针旋转曲轴720°,拧 松张紧轮紧固螺栓,按规 定力矩(100-120N.m)拧 紧张紧轮紧固螺栓,取下 重物,装上张紧拉杆固定 螺栓 。

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3.3、注意事项:
砝码悬挂时位置要垂直,悬挂铁丝不能与整车干 涉; 因维修的需要,在对发动机前端零部件、高压油泵 进行拆检、更换完重新安装时,对原机皮带(旧皮 带)进行的重新张紧(8.3kg砝码) ! 更换新的皮带使用14.2±0.1Kg的砝码!

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第四节
4 5

进、排气系 统 6
1-EGR阀 2-进气管 3-进气连接软管 4-空气流量传感器 5-涡轮增压器 6-排气歧管 7-EGR冷却器

进 排 气 系 统

7

3

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1

1、涡轮增压器结构
1.1、GW2.8TC涡轮增压器由涡轮、径流式压气机、中 间壳、转子总成和旁通阀等组成,见下页图所 示结构。涡轮和压气机分别被安装在轴的两 头,并有各自的铸造壳体,轴本身被安装在中 间壳中,并由中间壳来支撑。 转子总成 旁通阀
涡轮 压气机

中间壳 72/136

1.2、涡轮部分主要包括涡轮壳、单级径流式涡轮, 它们是一个能量转换器。柴油机排出的废气经 过涡轮壳进入喷嘴环并以一定的方向喷向涡轮 叶轮时,将废气的热能及压力能转变成动能, 从而使涡轮高速旋转。
单级径流 式涡轮

涡轮壳

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1.3、中间壳是支撑转子总成及固定涡轮壳、压气机壳 的中间支撑体,也是润滑和冷却浮动轴承的润滑 油箱。见下图所示。 中 间 壳 及 转 子 总 成
A 1-压气机叶轮 2-涡轮叶轮 3-浮动轴轴承 4-转子总成 2 1 B 5 4 3 5-中间壳 A-润滑油进口 B-润滑油出口

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1.4、压气机部分主要包括单级离心式压气机叶轮和压 气机壳体。
单级离心式 压气机叶轮 压气机 壳体

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1.5、涡轮轴与涡轮采用摩擦焊连成一体,压气机叶 轮以过渡配合装入涡轮轴上,并用自锁螺母压紧。整 个转子总成经过非常精确的动平衡,以保证高速运转 情况下正常工作。

摩擦焊连成 一起

压气机叶轮 与涡轮轴过 渡配合

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压气转子总成的支撑采用内支撑,即两个全浮式 浮动轴承布置在两叶轮之间的中间体上,转子的轴向 力由固定在中间体上的止推轴承装置承受。
全浮式浮动轴承

止推轴承

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1.5、涡轮增压器采用旁通阀的目的是为了保证柴油机 在低、中速范围内与涡轮增压器具有最佳的匹配 效果,以便柴油机能够得到较充足的空气量,并 与随之加大的燃油供给量相适应,增大低速扭 矩,改善燃油消耗,在高速范围通过旁通阀放气 (即部分废气不经过涡轮直接进入排气管)以避 免增压器转子超速或增压压力过高而引起气缸内 燃烧压力过大,加剧柴油机的机械负荷等。

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1.6、旁通阀的开闭由增压压力自动控制,如下 图所示。将压气机出口的增压压力引入旁 通阀调节器的密闭压力室内,当增压压力 达到或超过规定值时,其膜片将克服左边 的弹簧力,与联动推杆一起向左移动,推 动摇臂绕销轴旋转,使放气阀开启,实现 排气旁通放气,控制增压器转速的上升。

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旁 通 阀 结 构

1-调节螺母 2-放气阀 3-摇臂 4-销轴 5-排气总管 6-涡轮 7-压气机叶轮 8-进气管 9-引气管 10-密封压力室 11-膜片 12-弹簧 13-联动推杆 A-废气进口 B-废气出口 C-新鲜空气 D-增压空气

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旁 通 阀 工 作 示 意 图
旁 通 阀 门 阀 的 直 径 排 气 压 力 气膜上的压力 压气机出气压力

曲 柄 长 度 弹 簧 作 用 力

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1.7、维修注意事项:
①、放气阀的开启压力规定值是由厂家设定(183Kpa), 用户不得进行任何调整,即联动推杆上的调节螺母不 得拧动,否则将会严重损害柴油机的动力性、经济性 及使用可靠性。 ②、任何情况下,不得以联动推杆作为把手或台阶予以承 载或蹬踏。 ③、在使用中,如发现引气管漏气或联动推杆不灵活时, 应立即停车予以排除。 ④、放气阀部分及密闭压力室不能维修,如发现损坏,必 须更换整个涡轮壳装置。。
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2、涡轮增压器维护
涡轮增压器属精密高速旋转机械,其最高 转速为160000r/min,正常也在每分钟几万到 十多万转,因此非必要情况,不得对增压器总 成进行解体。当增压器因粘污或积碳过多造成 转子转动不灵活或柴油机性能变差时,可在不 全部解体增压器的情况下进行简单的清理与清 洗,具体方法如下:
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①、清除增压器表面的灰尘及油污。 ②、把增压器从柴油机上拆下,注意不得以联动 推杆为把手拎起增压器。 ③、应先拆下引气管,然后拆下放气阀调节装置。 ④、拆下压气机壳、涡轮壳及进回油管和冷却液 管连接部件。

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⑤、清理和清洗压气机壳、涡轮壳以及两个叶轮 表面。 ⑥、从进油口处注入适量的干净清洗剂,同时用 手转动叶轮,反复进行直到转动灵活。 ⑦、组装增压器并安装到柴油机上。安装增压器 时,应同时更换所有与增压器连接的密封 件,并向增压器进油口加注洁净润滑油,作 预润滑。
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3、EGR系统
ECU 真空调节器 真空源 EGR阀 废气
离合器信号 冷却水信号 TPS传感器 转速信号

进气

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3.1、EGR系统工作概述: ①、在进气歧管上装有EGR阀,用EGR阀通气管 将EGR阀和进、排气歧管接通。排气歧管中的废气通过 EGR阀进入进气歧管,再进入气缸,实现废气再循环。 这种使废气重新进入燃烧室并与新鲜空气一起再次燃 烧的方法,是一种有效降低排气中所含氮氧化物的措 施。再循环废气由于具有惰性,燃烧速度将会放慢, 从而导致燃烧室中火焰温度降低,这就是氮氧化物会 减少的主要原因。
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②、废气再循环率(EGR率)定义:再循环 (进入进气管)的废气量与气缸总充量的质量比率 称为EGR率。 提高废气再循环率会使总的气流(进气) 量减少,因此为了减少再循环废气对发动机进气量 的影响,装有EGR冷却器 。

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③ 、EGR率与发动机的转速、进气量等的对 应关系经计算、试验确定后,将数据存入到发动机 ECU中。发动机工作时,发动机控制模块根据各种传 感器送来的信号,并经过与其内部数据对照和计算 修正,输出适当的指令,控制真空调节器来控制EGR 阀的开度,以调节废气再循环的EGR率 。 ECU根据空气流量传感器、转速传感器、冷 却液温度传感器等信号给废气再循环真空调节器提 供不同占空比的脉冲电压,使EGR真空调节器具有不
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同的打开、关闭频率,得到控制EGR阀不同开度时所 需的各种真空度,从而获得适合发动机工况的不同 的EGR率。脉冲电压信号的占空比越大,电磁阀打开 时间越长,则真空度越大,EGR阀开度越大,EGR率 越大;反之,脉冲电压信号的占空比越小,EGR率越 小,当小至某一值时,EGR控制阀关闭,废气再循环 系统停止工作。

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EGR系统工作示意图

产生真空

ECU 传感器的信号
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废气

EGR阀结构示意图 弹簧

膜片 锥形阀
新鲜空气 废气
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3.2、EGR系统日常保养
在车辆行驶4000~5000km时,应对进、排气歧 管、EGR阀(包括冷却器)进行如下检查: ①、各处螺母是否松动。在紧固进、排气歧管螺母时, 扭力要均匀,否则会产生漏气现象。 ②、进、排气歧管、EGR管有无裂纹和孔洞,衬垫有无 损坏或冲蚀迹象。进气歧管垫片最好只用一次,为了保 证空气密封性,要及时更换损坏的垫片。 ③、从压气机到缸盖进气口的管路漏气,会直接影响发 动机正常工作,必须保证密封。
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燃油供给系 统 1、燃油供给系统组成
GW2.8TC发动机供油系统由油箱、燃 油滤清器、回油三通、高压油泵、输油泵、 共轨压力传感器、共轨、喷油器、控制单元 等组成 。见下页的燃油系统简图。

第五节

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共轨压力 传感器

共轨

带手油泵 的燃油滤清器

油箱

1 缸

2 缸

3 缸

4 缸

EDC
高压油泵

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2、燃油滤清器
GW2.8TC 型增压柴油机采用 带油水分离器的燃 油滤清器,采用纸 质滤芯(见右图)。
1-滤清器盖; 2-进油口; 3-纸质滤芯; 4-壳体; 5-水分收集器; 6-放水螺塞; 7-出油口

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3、齿轮式输油泵
3.1、 GW2.8TC型增压柴油机采用的是齿轮式输油泵,
与高压油泵制成一体。主要零件是两个在旋转时 相互啮合的反转齿轮。见下图所示。

齿 轮 泵

1.吸油端 2.驱动齿轮 3.压力端

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3.2、GW2.8TC车型上使用的齿轮式输油泵是免维
护的。在第一次起动前、油箱内燃油被用尽 时和更换燃油滤清器、维修燃油系统时,起 动前应排出燃油箱系统内的空气。排出空气 时,用手动泵(上、下操做)压送柴油直到 油路中没有空气为止,手动泵是和柴油滤清 器做成一体的。

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上、下操作 手动输油泵

燃 油 滤 清 器

1-滤清器滤 芯; 2-进油管接 头; 3-手动输油 泵; 4-出油管接 头; 5-电插接口; 6-排水塞

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4、高压油泵
4.1、GW2.8TC型增压柴油机采用的高压油泵为博世公
司的CP1H型。 4.2、高压泵是高压回路和低压回路的分界面,在所有 工况下,它主要负责在车辆的整个使用寿命中供 给足够的高压燃油,同时还必须保证为使发动机 迅速起动所需要的额外的供油量和压力要求。 4.3、高压泵不断的产生共轨所需的系统压力。这就意 味着燃油并不是在每个单一的喷射过程都必须被 压缩(相对于传统的系统燃油)。
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4.4、高压泵安装在与传统柴油机分配泵相同的位置 上。它是通过带轮发兰、带轮、齿带由发动机驱 动,其最高转速不超过 3000 转/ 分钟。高压泵 使用低压油路过来的燃油润滑。高压油泵上安装 有用来进行压力控制的电磁阀(进油计量比例 阀)。燃油被三个成辐射状安装互隔 120°的泵 油柱塞压缩,高压泵每转一圈,有三次供油,峰 值驱动扭矩较低,油泵驱动系统 保持较稳定的 负荷。
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16N·M 的扭矩大概是驱动一个同等分配泵 所需扭矩的 1/9, 这就意味着共轨系统比传统的喷 射系统在泵的驱动方面具有较少的负荷 。所需的动 力是随着共轨压力和泵的速度(供油量)成比例上升 的。 对于一个 2 升发动机,在标定转速共轨压力为 1350bar 时,高压泵仅需要 3.8kw 功率消耗(保证 油泵效率接近 90%)。

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泵油柱塞

高 压 油 泵

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1.带偏心凸轮的驱动轴 2. 多边环 3. 油泵柱塞 4. 进油阀 5. 电磁阀 6. 出油阀 7. 套 8. 去共轨的高压接头 9. 压力控制阀 10.球阀/压力控制阀 11.回油 12.燃油供给 250kpa(2.5bar) 13.节流阀 14.燃油供给通道

高压油泵CP1
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4.5、工作过程:输油泵将燃油从油箱泵吸,经过带有 油水分离装置的燃油滤清器到达高压泵的进油口。 输油泵使燃油经安全阀的节流孔,进入高压泵的 润滑和冷却回路。高压油泵的驱动轴使三个泵的 柱塞按照凸轮的外形上下运动。当供油油压超过 安全阀的开启压力 (0.5~1.5bar),高压泵的 柱塞正向下运动时(吸油行程),输油泵能使燃 油经高压泵进油阀进入柱塞腔。
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在高压泵柱塞越过下止点后,进油阀关闭。 这样 ,柱塞腔内的燃油被密封,它将以高于供油压 力的油压被压缩,油压的升高一旦达到共轨的油压, 出油阀被打开,被压缩的燃油就进入了高压循环。柱 塞继续供给燃油,直至到达上止点(供油行程),压 力减小,导致出油阀关闭,仍然在柱塞腔内的燃油压 力也下降,柱塞又向下运动。只要柱塞腔内的压力降 至低于输油泵的供油压力时,进油阀又开启,吸油过 程又开始。
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4.6、 CP1H高压泵的特点 ①、CP1H高压泵是为大供油量而设计的,在 怠速和部分载荷的工况下,过量高压燃油经压力控制 阀流回油箱。由于回油箱的燃油是被压缩过的,这部 分压缩功不仅对燃油不必要的加热,而且降低油泵的 效率。 这个问题通过关闭一个油缸的办法得到补偿。 当一个油缸被关闭时,将导致进入共轨的燃油量下降。 这项功能通过使某一个进油阀保持常开来实现。
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当电磁阀被触发时,一个与它连接的销轴持 续使进油阀打开,该油缸被断开。结果,被引入油缸 内的燃油在供油行程不能被 压缩,因为在部件腔内没 有压力产生,燃油又流回低压管道。当需要较小动力 时, 一个油缸被断开,高压泵不是连续而是间歇的供 给燃油。

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②、高压泵的供油率与它的旋转速度成正比 例的,与油泵及发动机转速有关。确定喷油泵传动比 的依据是使得喷油泵的供油量与发动机对燃油系统的 性能 要求相适应;同时需保证在加速踏板踩到底的 情况下的发动机燃油量的要求须覆盖全部工况范围。 高压泵与曲轴,传动比为 1:2。

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5、进油计量比例阀和阶越回油阀
5.1、进油计量比例阀安装在高压油泵的进油位 置,用于 调整燃油供给量和燃油压力值。而 其调整要求受ECU 控制。ECU 通过脉冲信号 改变高压油泵进油截面积而增大或减小油量。 5.2、进油计量比例阀在控制线圈通电时,进油计 量比例阀是导通的,可以提供最大流量的燃 油。
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5.3、进油计量比例阀-结构

1-插座 2-电磁阀壳体 3-轴承 4-带挺杆的枢轴 5-带线圈壳体的线 圈 6-外壳 7-剩余气隙垫片 8-磁芯 9-O型圈 10-带有控制缝隙的柱 塞 11-弹簧 12-安全元件

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5.4、进油计量比例阀工作原 理

从齿轮泵来
至高压油泵

至高压油泵 112/136

零供油位置

5.5、阶跃回油阀工作原理 阶跃回油阀 与进油计量比例阀油 路并联在一起,能使 进油计量比例阀的入 口处的燃油压力保持 恒定(0.5Mpa)—— 这是保证系统能正常 运行的先决条件。

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0.5Mpa 阶跃回油阀
低 压 油

进油计量比例阀 0.5Mpa

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6、喷油器
6.1、喷油器特点:
①、喷油时刻和喷油量的调整是通过电子触 发的喷油器实现的。喷油器由孔式喷油 嘴 ,液压伺服系统和电磁阀组成,见下页 图“喷油器”。 燃油来自于高压油路,经 通道流向喷油嘴,同时经节流孔流向控制 腔,控制腔与回油管路相连,途径一个受电 磁阀控制其开关的泄油孔。
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② 、当喷油器的电磁阀被触发时,泄油孔被打开, 针阀控制腔的压力下降,作用于活塞顶部的压力 也随 之下降。一 旦压力降至低于作用于喷油嘴 针阀承压面上的力,针阀被打开,燃油经喷孔喷 入燃烧室 。即采用了一套液压放大系统 ,电磁 阀打开泄油孔使得针阀控制腔压力降低,从而产 生控制柱塞的上下压差,在压差作用下打开针阀。

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③、泄油孔关闭时,作用于针阀控制活塞的液压 力超过了它在喷油嘴针阀承压面的力,结果 针阀被迫进入阀座且将高压通道与燃烧室隔 离,密封。 ④、此外,燃油还在针阀和控制柱塞处产生泄 漏,这些油通过回油管,会同高压泵和压力 控制阀出来的回油共同流回油箱。

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喷油器
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1.回油管 2.回位弹簧 3.线圈 4.高压连接 5.枢轴盘 6.球阀 7.泄油孔 8.针阀控制腔 9.进油口 10.控制活塞 11.油嘴轴针 12.喷油嘴 13.针阀承压腔

6.2、喷油器工作过程:
在发动机运转和高压泵产生压力的状态下, 将喷油器工作过程划分为四个阶段: - 喷油器关闭(有高压时); - 喷油器打开(开始喷射); - 喷油器完全打开; - 喷油器关闭(喷射结束)。 以上的工作阶段是由于作用于喷油器各零部件 的分配力所导致的。发动机停机,共轨中没有压力 时,喷油嘴弹簧压力使喷油器关闭。
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喷油器关闭(自由状态): 在自由状态,电磁阀没有通电。泄油孔关 闭,电磁阀的回位弹簧使枢轴的球阀顶在泄油孔座 上,共轨高压在针阀控制腔内建立,同样的压力也存 在于喷油嘴的承压腔内。共轨压力作用于控制活塞的 顶端内,与喷油嘴弹簧力共同作用,克服由承压腔产 生的针阀开启力,维持喷油嘴在关闭位置。

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喷油器打开(开始喷射): 喷油器处于它的自由状态,电磁阀通以能保 证它快速打开的峰值电流。由电磁触发产生的力超过 了阀的弹簧力,触发器打开了泄油孔。几乎同时,较 高的拾取电流降至较低的电磁铁所需的维持电流,磁 路的磁隙变小使得仅需较小的维持电流使得控制阀保 持开启状态。 当泄油孔打开时,燃油将从针阀控制腔流入 位于它上方的空腔,燃油并由此经回油管回到油箱。 泄油
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孔破坏了绝对的压力平衡,最终在针阀控制腔内的压力 也下降。这导致针阀控制腔内的压力低于仍与共轨有相 同压力水平的喷油嘴承压腔的压力,针阀控制腔内压力 的减小,导致作用于控制活塞顶端的压力减小,最终喷 油嘴针阀打开,喷射开始。 喷油嘴针阀的打开速度取决于流过控制腔的进、 泄油孔时的不同流量。控制活塞到达上方的停止位置, 喷油器喷油嘴完全打开,且燃油以几乎与共轨内的相同 压力喷入燃烧室内。
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喷油器关闭(喷射结束): 一旦电磁阀结束触发,电磁阀弹簧使枢轴向 下运动,球阀将关闭泄油孔。燃油经进油口进入针阀 控制腔建立压力,这个压力与共轨内的压力相同,这 个力再加上弹簧力,超过了由承压腔产生的力,所以 喷油器针阀关闭。喷油器针阀的关闭速度取决于进油 孔的流量,一旦喷油嘴针阀下降至针阀座密封位置 时,喷射停止。

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第六节

冷却系统

1、冷却系统的作用和组成
冷却系统的作用就是维持发动机在各种 工况下均在最适宜的温度内工作,保证其工作可 靠、耐久以得到良好的动力性和经济性。 强制循环水冷冷却系统主要有水泵、散 热器、风扇、冷却水套、节温器以及连接管路等 组成。
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工 作 示 意 图

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2.1、水泵为离心式,由叶轮、水泵壳、轴连轴承、水 封等组成。水泵结构见下页图示。泵体为铝压铸 件。为使密封可靠,水泵的安装部位采用橡胶环 密封。 2.2、水泵不允许在断水情况下使用,以免水封发热而 早期损坏。水泵壳的下面有溢水孔,当水封发生 故障时,冷却液即从溢水孔漏出。因此,不允许 将溢水孔堵死,以免从水封漏出的水浸入水泵轴 承,使轴承损坏。 2.3、水泵在3000r/min,流量为100L/min的条件下其 扬程应大于7m。
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2、水泵

1-水泵皮带轮法兰盘 2-轴连轴承 3-水泵体 4-水泵叶轮 5-水封 6-O型密封圈

水泵结构
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3、节温器
3.1、节温器为石蜡式,装在缸盖的出水口上。节温 器下部设计一旁通阀,在阀门全开时关闭旁通 阀,使水全部流入散热器,增强冷却效果,见 下图。

节 温 器

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3.2、节温器的初开温度为82±2℃,全开温度为 95℃,全开行程不小于8mm。 3.3、工作原理:当冷却液温度在82℃以下时,节温器阀 门呈关闭状态,冷却液通过旁通腔道直接流入水泵 内,进行小循环(不流经散热器)。当冷却液温度 上升到82℃时,节温器阀门开始打开,冷却液开始 在散热器内循环,当冷却液温度上升到95℃时节温 器阀门全开,并通过节温器底面关闭旁通腔道,使 循环水全部流向散热器,进行大循环。
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3.4、节温器的检验:将节温器放入盛有水的容器内加 温,通过温度计观察温度,检查如果节温器阀门 开启温度和升程不符合规定,则应更换节温器。
温度计

水 节温器

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第七节

润滑系统

润 滑 系 统 框 图

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1、机油泵
机油泵为齿轮泵,固定在气缸体上,由凸轮轴上的螺 旋齿轮带动机油泵上的螺旋齿轮而驱动。机油集滤器装在 机油泵的下部,以便吸取比较清洁的机油,见下图。 机油泵安装技术要求: ①机油泵装配后,应转动灵活、平稳、无卡滞现象。 ②泵体和泵盖的结合面不允许出现渗漏油。 ③限压阀开启压力为0.61~0.76Mpa。 ④限压阀开启压力允许在限压阀芯内加调整垫片调整。 ⑤机油泵盖的4个紧固螺栓拧紧力矩为20±5N.m。
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1-机油泵盖;2-机油泵组件;3-机油泵体;4-主动轴;5-机油泵传动齿 轮;6-限压阀芯;7-限压弹簧;8-弹簧盖;9-开口销;10-机油泵齿 轮;11-机油泵盖螺栓;12-滤网壳组件;13-滤网盖组件

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2、机油滤清器
2.1、机油滤清器由机油滤清器座组件、机油冷却器 和旋装滤芯及密封圈组成,见下页图示。机油 滤清器内部装有安全阀,同时还有使多余的机 油返回油底壳的限压阀。 2.2、机油滤清器限压阀所限制的机油压力是 0.55Mpa±0.02Mpa,在发动机出厂前机油滤清 器调压阀已经调整好,因此在一般情况下不要 拆动。拆装机油滤清器时,须注意橡胶密封圈 要安装正确,以防影响密封性,造成漏油。
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1-滤芯; 2-密封圈; 3-机油冷却器; 4-机油滤清器座 组件

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