欧III机(德尔福)使用手册
玉柴电控欧III 柴油机原理、使用和维护
2004-8-25
1. 单体泵电控系统的基本工作原理
1．1燃油喷射系统
玉柴G6000电控欧III 柴油机采用目前世界上先进的电控单体泵燃油喷射系统，包括低压、高压燃油系统。其中低压油路部分包括燃油箱、油水分离器和手油泵、输油泵、精滤器、单体泵总成、供油管、调压阀、燃油分配器、燃油温度感应器、回油管等构件，主要任务是燃油的吸入、过滤，并给单体泵提供足够量的0.4~0.7MPa 的低压燃油；高压燃油系统包括电控单体泵、高压油管和喷油器，主要任务是燃油的加压、分配和喷射。电控单体泵在ECU 的控制下，将一定数量的燃油加压（高达160MPa 以上），并通过单体泵上的电磁阀接收来自ECU 的控制指令决定开启或关闭时刻，从而决定各个气缸当前喷射过程，即喷油压力、喷油量、喷油正时。
1．2电控系统
电控系统是玉柴G6000电控欧III 柴油机的“神经中枢”，包括感应器、控制器、执行器和控制线束。
图1 欧III 柴油机电控单体泵燃油喷射系统
燃油输油泵
喷油器
单体泵总成
燃油 分配器
油水分离器 和手油泵
燃油滤清器
出油箱
回到油箱
燃油进口
燃油调压阀出口
凸轮轴转速感应器
单体泵电磁阀
燃油温度感应器
增压压力感应器
冷却水温度感应器进气温度感应器
控制器ECU
曲轴转速感应器
加速踏板感应器、车辆开关、执行器、电源等
图 2 电控单体泵柴油机控制系统框图
感应器：实时采集柴油机、车辆的运行信息并传递给控制器ECU，是ECU控制柴油机运行的基本信息。考虑到对柴油机及车辆驾驶性能的控制，G6000电控欧III柴油机电控系统中配置的感应器有柴油机曲轴转速感应器、凸轮轴转速感应器、加速踏板感应器、增压压力感应器、进气温度感应器、燃油温度感应器、冷却水温度感应器以及空调、排气制动、怠速控制等开关。感应器输入信号包括数字信号、模拟信号和脉冲信号。
控制器ECU：是电气控制部分的核心，它集中了柴油机和车辆的控制策略，通过接受感应器等传递的发动机信息，进行分析、判断和处理，并根据预先写入的控制策略和程序，向执行器（单体泵电磁阀等）发出驱动信号，除了管理喷油以外还具有其它一些功能如故障诊断、网络通讯、标定与监测等。
执行器：主要是6个单体泵电磁阀、排气制动阀、风扇控制、水温过高指示灯、故障指示灯等。
控制线束：是连接感应器、各种开关、蓄电池以及执行器与ECU之间的桥梁。正在运行的柴油机及车辆的一些机械参数和热力学参数通过感应器转化为电信号经相应的线路传送到ECU，ECU的输出信号也必须通过相应的线路到达执行器。这些线路的线径均根据信号特性进行计算和选择，以尽可能减小线阻对信号的影响，同时所有线路的封装均采用汽车专用标准，具有耐高温、耐腐蚀性能，有的还必须采用特殊的封装，如曲轴转速感应器和凸轮轴转速感应器采用双绞线，蓄电池的电源线和地线的线径较大。同时为了减轻ECU的负担，外围控制电路采用控制继电器实现“小电流控制大电流”，因为一些外部电器设备如起动机在接通瞬间会产生浪涌现象电流，而在断开时又会因有电感而产生很强的电弧，如果由ECU直接控制将会使其结构变得复杂，并影响工作的稳定性和可靠性，严重时导致ECU烧毁。
1．3低压燃油管路
低压油路部分包括燃油箱、油水分离器和手油泵、输油泵、精滤器、单体泵总成、供油管、调压阀、燃油分配器、燃油温度感应器、回油管等构件。从油路的作用和位置可分为进油系统和回油系统（可参见图1和图3）：
进油系统燃油箱中的燃油在输油泵的吸力作用下，经过油水分离器和燃油分配器，到达输油泵的入口处，然后在输油泵压力下经燃油精滤器被送至单体泵总成油道。单体泵总成和燃油必须很干净，否则会引起单体泵电磁阀和柱塞卡死、密封不严以及喷油器堵塞等现象，
所以对于精滤器的等级要求较高（3~5m），这样可充分过滤掉燃油中的杂质。输油泵理论输流量：7~9L/min，供油压力0.4~0.7MPa。
回油系统回油系统由三部分组成，（一）喷油器回油，主要是喷油器的泄漏燃油，一般情况下较少，他们通过喷油器回油总管经燃油分配器返回到燃油箱；（二）单体泵总成泄漏回油，即燃油通过单体泵总成密封圈的泄漏燃油。正常情况下该泄漏量很少，在低速时几乎没有燃油泄漏，在高速大负荷时最多为滴状。这部分燃油通过回油管经燃油分配器回到输油泵入口；（三）燃油调压阀回油。为了防止输出燃油压力过高（如油道堵塞等）引起输油泵的过载，在输油泵的出口处安装有一安全阀（单向球阀），当燃油压力大于0.4~0.6MPa时，安全阀打开，燃油通过回油管经燃油分配器返回到燃油箱，从而保护输油泵。
图 3 低压油路
1．4单体泵总成润滑管路
单体泵总成的润滑采用柴油机机油强制润滑，不需要维护保养，但在初次使用或长时间停机后，应向单体泵凸轮室加上一定量的润滑油（从凸轮轴检测窗口加入）。润滑油通过柴油机的循环系统对单体泵总成进行强制冷却。
供油泵滑油路线说明如下：
油底壳机油盘 → 发动机机油泵 → 机油滤清器 → 机油冷却器 → 发动机主油道
→ 单体泵泵润滑油进口 → 单体泵总成润滑油道→凸轮轴和挺柱总成 → ①、② ①通过单体泵总成润滑油主回油管 → 回油底壳
②通过单体泵室内部润滑油次回油孔 → 齿轮室 → 回油底壳 图 4 单体泵润滑油管路
润滑油主回油管 （回油底壳） 润滑油进油管 （连接柴油机主油道） 润滑油次回油孔
（回齿轮室）
凸轮检测窗
2. 电控系统的主要零部件
2．1 电控单体泵
玉柴G6000电控欧III 柴油机采用了6个Delphi 电控单体泵，其特点如下：
◆ 可产生高达2000bar 的喷射压力 ◆ 独立的挺柱滚轮总成
◆ 控制喷油的电磁阀集成在单体泵体内 ◆ 具有单个单体泵的独立电控特性 ◆ 采用柴油机机油和燃油强制润滑和冷却
◆ 单体泵具有良好的一致性
◆ 100万公里的耐久性 ◆ 快速安装与拆卸
◆ 满足欧III 排放要求 ◆ 具有良好的整机性能
每一个电控单体泵的电磁阀接插件上均有唯一的电控修正码，在应用前必须输入相应的控制器，以保证系统对各缸供油控制的精确性。
单体泵挺柱滚轮总成安装时要注意导向槽和
润滑油道的方向，并与单体泵保持正确的安装关系，如图5所示。 单体泵的安装通过两个螺栓（M10x50）压紧在单体泵室上，每个螺栓的上紧力矩为60N.m ，螺栓的材料和长度要按规定选用，不能随意更换，否则会引起单体泵固定不牢固；同时要注意单体泵上的
三个“O ”型密封圈是否正确和完好，以保证燃油和润滑油的良好密封。
单体泵安装与拆卸时要将凸轮轴转至该缸的
最低点，以减小安装螺栓的力矩。
高压油管与单体泵出油口的连接采用锥面密封，并由一个螺母锁紧。
需要特别注意的是电控单体泵及挺柱滚轮总成安装前要保持良好的清洁度。电控单体泵属于高技术的精密偶件总成构件，当发生故障时，请不要随意拆装，应通知玉柴维修人员并送到玉柴维修中心或玉柴机器股份有限公司修理。
2．2 单体泵室总成
单体泵室总成是欧III 电控柴油机的心脏，包括电控单体泵及挺柱滚轮总成、凸轮轴、输油泵、燃油温度感应器、泵室、连接板、隔圈、止推圈、驱动齿轮、凸轮信号盘以及相关零部件。
单体泵室总成的主要功能是提供足够流量和压力的燃油并通过高压油管输送到喷油器，向各缸喷油。
挺柱滚轮总成
电磁阀接插件 O 形圈3
O 形圈2 O 形圈1 出油口 安装螺栓孔 安装螺栓孔 图 5 单体泵及挺柱滚轮总成
近1#单体泵处有一个放气螺栓，用于泄放燃油系统管路气体，在启动前旋松该放气螺栓，连续压按油水分离器上得手油泵，放气2分钟左右直到无气泡出现，再拧紧放气螺栓；在泵室的回油管路上还装有压力调节阀，当输油泵供油压力超过0.5MPa 时，自动打开，保证燃油压力在安全范围。
泵室上有润滑主油道及各部件润滑油道、润滑油回油油道，包括凸轮轴衬套润滑、挺柱滚轮润滑等，同时对单体泵室进行强制循环冷却。
泵室上有两个观察窗，其作用是供凸轮装配、凸轮检查、凸轮室清洗用。 电控单体泵按1-6的顺序安装在泵室上（从驱动端看），在泵室的中部对应6个单体泵有6个挺柱滚轮导向螺栓，螺栓的长度不能随意更换，否则会损坏单体泵；同时必须保证良好的密封和固定。
输油泵流量为：7~11L/min （油泵转速1100rpm 时），供油压力4～7bar 。
单体泵室总成的组装要在特定的环境下进行，以保证总成的清洁度，一般不允许随意拆卸和更换单体泵等关键零部件。对于输油泵、调压阀、温度感应器、油管等更换和拆卸时要注意清洁和安装间隙。
2．3 喷油器
玉柴欧III 电控单体泵柴油机采用机械式喷油器，主要由喷油器壳体、喷油器偶件、调压弹簧等组成。喷油器的开启压力由调压弹簧的预紧力确定。喷油器在喷油器试验台上检查开启压力，喷射形状及雾化应正常，不得有滴油现象。喷油器得外部尺寸和安装方式与欧II 柴油机相同。该喷油器具有以下特点：
? 采用特定材料和工艺加工制作的机械压力式喷油器 ? 最大耐压2000bar
? 多孔、小孔径，喷油雾化性能好 ? 起喷压力275bar 且可调
输油泵
电控单体泵
凸轮轴
喷射泵齿轮
正时信号盘
图 6 单体泵室总成爆炸图
连接板 隔圈
止推片
燃油温度感应器
单体泵室
传动套
垫片
垫圈
螺栓
2．4 高压油管
玉柴欧III电控单体泵柴油机采用专用高压油管，其具有以下特点：◆采用专有材料，表层镀锌8μm，并经铬酸盐6处理
◆锁紧螺母为M14x1.5，上紧扭矩为：？？
◆规格：外径6.3mm，内径1.8mm，长度：
◆正常工作时的最高压力：1800bar
图7 喷油器
图8 高压油管
2．5 燃油滤清器
由于玉柴欧III电控单体泵柴油机对燃油清洁度要求较高，故
采用了两级燃油滤清器，即安装在车辆上的预滤器和安装在发动机
上的精滤（见图3）。预滤器清洁度能力为25μm ，精滤清洁度能力
为3-5μm。
精滤如图9所示，其特性参数如下：
?允许最大流动速率: 120GPH (454 LPH)
?压力损失：不大于100mmHg （额定流量时）
?效率: 不小于98% @ 5 μm
?额定流量时存储杂质的容积: 不小于250 克
?静态爆裂试验: 用5W-30油，在以1kgf/cm2压力增大率时至
15kgf/cm2无泄漏和损坏
图9 燃油精滤?振动强度/压力抵抗：充满5 kgf/cm2压力的燃油，垂直安装时，
在5g, 107共振频率下无泄漏和损坏
2．6 感应器
玉柴欧III电控单体泵柴油机电控系统采用的感应器主要有：曲轴转速感应器、凸轮轴转速感应器、加速踏板感应器、增压压力感应器、进气温度感应器、燃油温度感应器、冷却水温度感应器。
（1）曲轴转速感应器和凸轮轴转速感应器
曲轴转速感应器和凸轮轴转速感应器是电控系统的最重要、最基本的两个感应器，他们通过飞轮和凸轮信号盘采集发动机的实际转速、各缸的燃烧上死点的位置，直接决定了喷油正时和燃烧过程，对发动机的性能和排放有直接的影响。
曲轴转速感应器和凸轮轴转速感应器采用相同型号电磁式感应器，合成塑料封装，带有O形密封圈（图9）。其中曲轴转速感应器其安装于飞轮壳上，凸轮轴转速感应器安装在传动齿轮室上；曲轴转速感应器与飞轮以及凸轮轴转速感应器与凸轮信号盘的安装间隙均为：1.3 ±0.3mm，安装时必须采用特定的工装并用塞尺检测间隙。
◆感应器的安装螺栓为M6
◆感应器电阻特性：825 Ohms ± 100 Ohms at 25oC
◆输出电压特性：400mv@55rpm (安装间隙为1.5mm)
◆400v@7000rpm (安装间隙为0.5mm)
◆接插件引脚：3个，正极，负极和屏蔽线
◆感应器的运行环境温度：-40 - 150 oC
凸轮转速感应器信号
曲轴转速感应器信号
图10曲轴转速和凸轮转速感应器信号以及相位关系
曲轴转速感应器和凸轮轴转速感应器的信号必须正确且满足一定的相位关系，这样ECU 才能正确判定发动机的状态，精确控制燃烧过程，达到预期的动力性和排放性能。
如果发现曲轴转速感应器和凸轮轴转速感应器损坏，应由玉柴维修人员整体更换，并将其送玉柴维修服务中心或玉柴机器股份有限公司。
（2）增压压力感应器
增压压力感应器用于测量发动机的进气压力，与进气温度一起计算空气密度和喷油量，在瞬态工况时用于冒烟控制。
增压压力感应器为有源压力式感应器，采用合成塑料封装，压力导管上带有“O ”形密 3 屏蔽线 2 负极 1 正极
图 12 转速感应器接插件
图 13 曲轴转速感应器实机安装
图 14 凸轮转速感应器实机安装
图 11 转速感应器
增压压力感应器的基本特性如下：
◆输出特性：0 to 5VDC 线性输出（有效范围：0.1~0.9*Us V）
◆工作范围： 50 - 300 kPa
◆转换公式：输出电压= 参考电压* (0.0032 * P - 0.06)
◆参考电压：5.00+/-0.25V
◆接插件引脚：3个，接地、参考电源和输出信号
◆温度补偿：内部集成式温度补偿
◆抗干扰：EMC 保护
◆环境温度：- 40 ~ 125°C
◆响应特性：快速响应，T < 5ms
增压压力感应器安装和拆卸时要注意不要将感应器的压力导管折断，同时安装时要将密封圈安装到位，以保证不漏气。
一旦发现增压压力感应器损坏，应由玉柴维修人员整体更换，并将其送玉柴维修服务中心或玉柴机器股份有限公司
接地参考电源
信号图15 增压压力感应器图16 增压压力感应器接线
（3）进气温度感应器
进气温度感应器用于测量发动机的进气温度，与进气压力一起计算空气密度和喷油量，同时还用于修正喷油提前角。
进气温度感应器采用热敏电阻
NTC 型式，采用黄铜和耐热合成塑料制成，并在感应器体上加工有标准螺纹（M14x1.5），直接安装到发动机上，方便快捷。
进气温度感应器的基本特性如下： ◆ 工作电压： 5VDC
◆ 电阻范围：50Ω~100K Ω ◆ 环境温度： - 40 ~ 135°C ◆ 时间常数： T < 5ms
◆ 接插件引脚：2个，一个接信号，一个接地 ◆ 上紧力矩：20 N.m 图 17增压压力感应器实机安装
图 18 进气温度感应器
图 19 进气温度感应器
图20 进气温度感应器实机安装
进气温度感应器安装在进气管上，安装和拆卸时要注意密封和扭矩，防止进气泄漏。
一旦发现进气温度感应器损坏，应由玉柴维修人员整体更换，并将其送玉柴维修服务中心或玉柴机器股份有限公司
（4）燃油温度和冷却水温度感应器
燃油温度感应器用来实时监测工作过程中的燃油密度，以计算燃油密度和喷油脉宽，改善发动机的排放性能；冷却水温度感应器主要用来监测工作过程中发动机的冷却水温度，用于冷起动、目标怠速计算等，同时还用于修正喷油提前角、最大功率保护等。
燃油和冷却水温度感应器为同一型号的热敏电阻NTC型感应器，采用黄铜和耐热合成塑料制成，并在感应器体上加工有标准螺纹，直接安装到发动机上，方便快捷。
进气温度感应器的基本特性如下：
◆工作电压：5VDC
◆环境温度：- 40 ~ 135°C
◆电阻范围：45 kΩ ~ 57 Ω
◆时间常数：T < 8ms
◆接插件引脚：2个，一个接信号，一个接地
◆六角螺栓：19mm
◆螺纹尺寸：M12x1.5
◆密封压力：145 kPa
◆上紧力矩：22 N.m
燃油温度感应器安装在单体泵室的进油道上，安装和拆卸时要注意密封和扭矩，防止燃油泄漏。
却水温度感应器安装在发动机的机体冷却水套上，安装和拆卸时要注意密封和扭矩，防
一旦发现感应器损坏，应由玉柴维修人员整体更换，并将其送玉柴维修服务中心或玉柴
机器股份有限公司。
（5）加速踏板（油门）感应器
加速踏板感应器（油门）是反映驾驶员意图并将其送到ECU 的唯一途径，通过监测油门信号，ECU 计算并决定喷油量和喷油正时。
目前采用的加速踏板感应器是悬挂式的，可直接安装在驾驶室车身上，不需要润滑和维护，可连续工作10000000次，其带有3个复位弹簧。主要特征如下：
◆ 型式：，单电位器+怠速开关+智能开关 ◆ 引脚定义：6个，具体见图。 ◆ 工作电压：0-5VDC ±0.05VDC ◆ 工作电流：10MA （Max ） ◆ 功率：0.05W
◆ 感应器电阻：2.5k Ω
◆ 信号特征：连续信号，物理信号范围为0~100%，对应的电压：0~5V ◆ 工作温度-40-85℃ ◆ 踩踏行程：17o
图 21 燃油和冷却水温度感应器
信号
地
图 22 冷却水温度感应器实机安装
图 23 燃油水温度感应器实机安装
◆踩踏力矩：29-60(全行程)N
◆重量：0.74kg
一旦发现感应器损坏，应由玉柴维修人员整体更换，并将其送玉柴维修服务中心或玉柴机器股份有限公司。
怠速开关——5V
怠速开关——地
油门——5V
油门——地
油门——信号
图24 加速踏板感应器
2．7 控制器（ECU）
控制器ECU是整个电控系统的“大脑”，由硬件和软件组成，其外形如图24所示。
J3
J2
J1
该控制器具有以下特征：
◆工作电源：24VDC
?正常工作：18~32 VDC
?拖转时： 12~18 VDC
?超电压运行：36 VDC <1小时
◆工作环境：-40~105℃
◆最大功率消耗：35W@28VDC
◆采用POWER PC 微处理器，运行速度快
◆采用Flash ROM，容量大，读写方便
◆满足客户匹配需求的开发式软件结构
◆内置大气压力感应器和ECU温度感应器
◆国际先进的CAN现场总线通信技术
◆良好的散热、密封设计
◆采用可靠的AMP接插件
◆橡胶绝缘、减振隔垫安装设计
◆可选择的燃油冷却功能
目前控制器安装在发动机机体上，在安装和拆卸过程中要保持控制器接插件的清洁度，控制器的四个固定螺栓上紧扭矩要均匀。
一旦发现控制器损坏，应由玉柴维修人员整体更换，并将其送玉柴维修服务中心或玉柴机器股份有限公司。
图26 ECU实机安装
图27 控制线束
2．8 控制线束
控制线束是连接感应器、控制器ECU和执行器以及整车信号、电源的枢纽，整个发动机线束采用车辆专用接插件、专用导线和波纹管等，并由专业汽车线束厂家加工制作，具有连接可靠、耐高温、耐磨、抗折断、防水性良好等优点。
控制线束按电控系统的组成和控制要求设计，维修人员可依据相关信息对控制线束进行检测。根据控制器ECU的接插件定义，控制线束分为三部分：J1（黑色）、J2（蓝色）、J3（灰色），分别与控制器上的三个插件对接。其中J1（黑色）、J2（蓝色）为发动机控制线束；J3（灰色）为与整车相连的控制线束。
图26为产品线束照片，图27为控制器ECU的接插件定义。
在车上进行线束检测时，可参考有关线束电路图。
控制线束的布置、走向和固定要按规定进行，应远离高温部件（如排气管）以及强电磁干扰源（如发电机、起动马达等）
一旦发现线束损坏，应由玉柴维修人员整体更换，一般不允许在车辆上简单对接或维修，同时将其送玉柴维修服务中心或玉柴机器股份有限公司。
图28 控制器引脚定义
图29 控制器与车辆的接插件导线颜色对照表
图30 控制器以及车身线路图
电控系统零部件安装技术参数表
3.电控系统的主要功能
电控系统的主要功能如下：
（1）起动控制
电控柴油机的起动由电控系统直接控制，在柴油机起动工况，起动油量控制模块提供足够的起动油量，保证起动迅速并不冒黑烟。
在起动时，驾驶员只需将点火钥匙旋转到起动档，不需要踩油门。
（2）怠速控制与微调
玉柴欧III电控发动机具有良好的低怠速稳定性，且运行时振动、噪声小。
发动机怠速控制是指控制器可根据各种温度、蓄电池电压与空调请求等自动调节怠速运行速度，并通过ECU的闭环控制使发动机运行在设定怠速。如冷却水温越低，发动机怠速越高；怠速时打开空调，发动机转速会上升。
怠速微调是指驾驶员可在仪表板上通过怠速微调开关强制调整目标怠速，发动机在ECU的闭环控制下使实际运行转速向目标怠速过渡并稳定在该怠速。怠速微调开关为点动式自动复位开关，如驾驶员按下怠速上升微调开关，发动机怠速将增加，每按一次，转速增加一定转速；同样，如驾驶员按下怠速下降微调开关，发动机怠速将减小。
必须注意的是，只有打开怠速微调使能开关，怠速上升（下降）微调开关才起作用。
（3）怠速停机控制
在欧III电控柴油机控制模块中，设计有怠速停机控制模块，主要是为了避免长时间的怠速运行。当怠速运行达到一定时间，该模块首先会闪烁红灯提醒司机，而司机又没有任何指令时，会自动停机。
（4）进气预热
电控系统预热控制模块在冷起动工况下对柴油机进气进行加热，以加快起动过程
在电控系统的控制下，预热模块对整个冷起动过程进行不同程度的加热，防止起动或运行过程中发动机熄火。
预热模块工作时，在车辆仪表盘上有相应的预热指示灯亮，以提醒驾驶员预热模块处于工作状态。
（5）排气制动控制
排气制动模块在柴油机正常运行的条件下，提供一定的反作用力，以降低车辆的运行速度。
如果需要执行排气制动，驾驶员可打开车辆仪表盘上的排气制动请求开关（或采用脚排气制动开关），电控系统将根据驾驶员的请求和发动机的运行状态，对排气制动阀进行控制。一旦排气制动作用，发动机将停止供油。
如果驾驶员停止排气制动，需要关闭排气制动请求开关（或松开脚排气制动开关），控制器根据控制信号决定发动机恢复供油。
（6）油门控制
与常规机械式柴油机一样，驾驶员也是通过油门对发动机进行控制，不同的只是电控系统采用的是电子油门踏板。电子油门通过控制线束将驾驶员的驾驶意图（油门开度）反馈给控制器ECU，油门油量控制模块根据油门开度与柴油机转速计算出油门油量，从而驾驶员可以控制柴油机转速与车辆运行速度。