新動力探源 長城2.0VGT柴油機拆解(上)

　　作為第三次發動機拆解的主角，長城2.0VGT柴油機終于粉墨登場了。此前我們已經對發動機生產環節進行了參觀，而此時就要對這臺2.0排量的新柴油機進行正式拆解了，為了大家閱讀的方便，我們首先介紹的是柴油機的高壓共軌系統與附件部分，而進排氣和缸體部分將隨后奉上。

●  燃油高壓共軌直噴系統

　　與汽油機點燃燃料混合氣不同，柴油機是通過將進氣壓縮加溫，再與柴油噴霧混合，壓燃燃燒的，因此一套行之有效的燃油噴射系統對于柴油機來說非常關鍵。由于柴油機的壓縮比大（與一般汽油10-11的壓縮比相比，GW4D20柴油機的壓縮比達到了16.7），汽缸內的壓力非常大，要形成均勻的油霧，也就需要很高的噴油壓力，而現在主流的柴油機則是電控的高壓共軌噴射，通過高壓油泵加壓，ECU采集傳感器信號，控制帶電磁閥的噴嘴改變噴油時機和噴油量，實現燃油噴射的精確控制。

高壓共軌系統主要組成部件

　　GW4D20柴油機目前所用的這套高壓共軌燃油噴射系統由德爾福提供，主要由高壓油泵、油軌、高壓油管、噴油嘴、各種傳感器、ECU等組成。這套高壓共軌系統可以提供最高1800bar的噴油壓力，這個壓力在國內乘用車柴油機中也算較高的（如VM 2.5排量柴油機的噴射壓力為1350bar）。

●  高壓油泵

　　高壓油泵的作用是供給柴油機在正常運轉時的足夠的高壓燃油，同時保證柴油機迅速啟動所需要的額外供油量和壓力要求。GW4D20柴油機采用的是德爾福提供的高壓油泵，該油泵采用將扇葉式輸油泵與高壓油泵制成一體的形式，雙柱塞式設計，整體結構更為緊湊可靠，也能承受更高的工作壓力。

　　油泵采用皮帶驅動，最高壓力可達1800bar，值得一提的是，這個壓力與上下文所提到的噴油系統、油軌、噴油器的最大壓力/工作壓力并不完全一致，這與噴油系統和發動機的工況有關，多數時刻高壓共軌系統并不一定處于滿負荷運轉，這樣能確保對噴油系統進行更精確的控制，實現燃油燃燒的高效率。

4D20所用高壓油泵

油泵的驅動軸由皮帶帶動

油泵的回油接管（上）和進油接管（下）

油泵上也有多個傳感器和電控部件，圖中綠色接頭為溫度傳感器

　　輸油泵將經過燃油濾清器過濾之后的燃油泵吸到泵腔內，當供油壓力超過安全閥的開啟壓力（50-150kPa）時，燃油經高壓油泵進油閥進入柱塞腔并被壓縮，油壓的升高一旦達到高壓油軌的油壓，出油閥被打開，被壓縮的燃油就進入了高壓循環。供油行程結束后，柱塞腔內壓力減小，出油閥關閉，當柱塞腔內壓力又低于輸油泵的供油壓力時，進油閥又開啟，吸油過程又開始。

　　高壓油泵結構示意圖：1.泵體，2.入油閥，3.出油閥，4.彈簧固定器，5.驅動軸，6.軸襯，7.輸油泵，8.泵體，9.挺柱，10.滾動浮子，11.喉管，12.前端板，13.燃油比例控制閥，14.溫度傳感器。

●  高壓油軌

　　高壓油軌的功用是將被高壓油泵壓縮的燃油儲存在油軌中，在每個工作循環時，能夠保證瞬間燃油壓力相對恒定，在提升燃油壓力的同時，又降低了燃油壓力的波動，保證了燃油的充分霧化，又使得發動機工作更加平穩，而整個燃油噴射過程由ECU進行控制，各電控元件的響應時間也大大縮短。

4D20采用德爾福鍛造油軌 油軌的最大軌壓為1800bar

高壓油軌上端接口為軌壓傳感器，監測油軌內的油壓

●  噴油器

　　燃油經過加壓之后，通過油軌，最終通過噴油器噴射到燃燒室內。由于柴油機沒有火花塞，因此噴油器布置在燃燒室中心附近，結合7孔噴油嘴，有利于更為均勻地噴射油霧，有利于燃料充分燃燒，從而提升發動機的動力性能和燃油經濟性。

噴油器位于燃燒室頂中部位置，并由電磁閥實現對噴油的控制

噴油器噴嘴特寫，每只噴油器有7個噴油孔

由于單獨標定匹配，每只噴油器拆除后都需標號，并加裝黃色保護帽

　　4D20的高壓共軌系統選用的是改良的電控噴油器，可以實現短噴射時間間隔（低于0.2毫秒）前提下的多次噴射（每缸最多5次），通常采取兩次預噴射加主噴射的方式（正常工作噴射壓力為1200bar），從而使主噴射油束在預噴射油束的引導下按照設計方向合理流動，便于在燃燒室內形成均勻的油霧，提高燃燒效率，起到提升動力和燃油經濟性的雙重效果。

　　◆ 網友疑問：國內的柴油油品不是很理想，那么對于高壓共軌這樣精密的噴射系統，在柴油的使用上面是不是會出現一些問題呢？

　　對于國內的油品問題，確實存在著油品參差不齊的問題。4D20柴油機采用了帶油水分離器的柴油濾清器，這樣燃油中的雜質和水分都可以最大限度分離，不使之進入高壓共軌系統。由于系統的工作壓力很大，能通過濾清器的過濾、尺寸更小的雜質也很難堵塞噴油嘴（汽油電噴車型就較化油器車型更難堵塞，而柴油噴射系統的工作壓力還要比一般的電噴高至少一個數量級），同時柴油較高的燃燒效率也有利于排除帶入的微粒雜質。不過消費者也要盡量選擇正規的加油站點，以確�；�本的燃油質量。

　　此外，高壓共軌系統還包括高壓油管、ECU、各類傳感器等部件，其中ECU主要起控制發動機、與其他ECU（如ABS系統）交換數據的作用，而且GW4D20還裝備了爆震傳感器，這是柴油機上面不多見的，它的主要作用是修正燃油系統在工作較長時間之后因為磨損而造成的各缸工作的不均衡性，減少發動機后期維護的工作量。爆震傳感器將發動機各個汽缸間工作不均衡引發的振動變為電信號，傳到ECU，ECU處理之后通過改變噴油量，從而對振動進行抑制。