1、新動力探源 長城綠靜2.0VGT柴油機拆解汽車之家拆解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，GW4D繚油機 的壓縮比達到了 16.7）,汽缸內的壓力非常大，

2、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，ECIM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。至I即E仆*1鴕衣*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?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

3、迅速啟動所需要的額外供油量和壓力要求。GW4D20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

4、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.燃油比例才S制閥，14.溫度傳感器。高壓油軌高壓油軌的功用是將被高

5、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!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，鍛造工藝的優點在于強度更高，可以承受更大壓力，油軌的最大軌壓為1800bar,最左側為進油口，其余四個為通向噴油器的出油口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

6、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問隔（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

7、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，以確保基本的燃油質量。止匕外，高壓共軌系統還包括高壓油管、ECU各類傳感器等部件，其中

8、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 ECUt理之后通過改變噴油量，從而對振動進行抑制。啟動、正時與潤滑機構發電機是汽車必不可少的配件，作為發動機的附件之一,它通過皮帶驅動， 為車輛提供電力，長城 GQ2.0VG喋油機配備了發電電壓為14伏的直流發電機。 相應的，除了發電機，還有起動機帶動飛輪實現發動機的啟動。 由于

9、柴油機在低 溫下往往面臨啟動困難的問題，因此 4D20柴油機還特意加裝了預熱塞，可以在 接通電源之后對發動機進行預熱,提高燃燒室內混合氣在啟動時的溫度， 從而大 大改善發動機的低溫啟動性能根據廠家在寒區實地測試的情況，2.0VGT在零下30c左右啟動時間大約3-4秒，預熱塞在一般在發動機冷卻水溫低于 50c 起作用，作用時間與大氣壓力以及冷卻水冷有關，水溫越低，工作時間越長。GW4D2柒油機上采用的發電機軍 I&8起動機安裝孔位于飛輪齒盤側上方起動機帶動飛輪、憑借飛輪的慣性，曲軸五始轉動，由此實現壓燃和啟動預熱塞布置在缸蓋燃燒室中部,以確保柴油機在寒冷環境下的啟動性能。一套行之有效的正

10、時系統顯然是確保發迦出部件協調工作的主要因素，它在缸體外的部件主要包括皮帶輪，皮帶，張緊器和張緊輪等，4D20柴油機的正時系統采用正時齒帶帶動，并引入了自動張緊設計，在使用過程中不需要額外調 整。正時皮帶噪音較小,不過需要定期檢查，并在到達8-10萬公里里程時更換正時皮帶，對于普通用戶來說，這個周期還是可以接受的。4D20柴油機的正時系統采用了正時齒帶至I咫E.仆.1% d張緊器可以自動調整，便于發動機在不同工況下的運轉（圖為正時張緊輪結構）正時系統的裝配同樣需要嚴格的校正為了確保發動機的熱效率和平穩工作, 還需要對其進行冷卻和潤滑，這就是 我們熟悉的機油和發動機冷卻液循環系統。GW4D20機

11、油容量為6升，較一般 2.0排量的汽油機大一些，機濾的更換周期為 5000公里，與市面上的大多數車 型相同。4D20的機油泵通過皮帶驅動，轉子式的結構簡單緊湊，供油量大，在 中小排量的柴油機上有著廣泛的應用，相對齒輪式機油泵,前者可以達到更高的工作轉速，提供更有效的潤滑由于機油容量較大，機濾的個頭也不小機油冷卻器既有冷卻之用,又起著機濾接口的作用缸體內的機油集濾器還有過濾較大碎屑的作用軍 13 eht 1SS 亡 '轉子式機油泵和缸體結合為一體,使發動機結構更為緊湊結語：高壓噴油系統對于膽迷油機是必不可少的，而有了強有力的供油系統， 2.0VGT柴油機還需要一套高效的進氣系統來與之匹配

12、，同時還需要缸體、曲軸 等部件來支撐整個燃燒和動力輸出過程，2.0VGT與一般的增壓機型在使用上有 何區別？它能達到怎樣的排放標準？這些問題我們將會在拆解文章的下篇為大 家一一解答，敬請期待在之前的拆解文章中，我們已對長城 2.0VGT柴油機的高壓共軌系統與附件 部分進行了介紹，而在本篇文章中，將為大家介紹這款發動機的進排氣以及缸體 部分，這其中就包括該引擎核心部件 VGT變截面渦輪增壓器,以及電控 EGR 閥等。下面就讓我們擰開它鎖緊的螺絲，揭開這款自主柴油機的秘密。 VGT變截面渦輪增壓器VGT變截面渦輪增壓器在長城自主研發的GW4D20 2.0VGT柴油發動機當中，最大的亮點莫過于 VG

13、T變截面渦輪增壓器了，它與傳統的放氣閥式渦輪增壓器不同，其采用可變 截面技術，該技術可保證發動機在高/低轉速時，都可獲得通過增壓器為其帶來 的充足進氣能量，使發動機的動力輸出更加平緩。那么該技術具體原理是什么? 內部結構又是怎樣呢？wmr,仆.IES.廢氣帶動渦輪，渦輪再帶動葉輪對空氣進行增壓，從而有效增大進氣量相信大多數網友對渦輪增壓技術也不會陌生，但考慮到讓讀者更清晰的了解 這項技術，編輯還需在這里多啰嗦幾句。目前，渦輪增壓技術已屬于發動機上常 見的技術之一，它的原理其實非常簡單，是由發動機做工燃燒過程中排出的廢氣 帶動渦輪，渦輪再帶動葉輪對空氣進行增壓， 從而有效增大進氣量，提升發動機

14、動力。發動機燃燒室排出的廢氣吹動渦輪（右側黑色），然后帶動葉輪（左側銀色）對空氣進行增壓但傳統的放氣閥式渦輪增壓器也有弊端， 就是當發動機轉速較低時，由于排 氣量較小，此時渦輪增壓器就會由于驅動力不足而無法達到工作轉速， 在該工作 狀態時，動力表現甚至小于同排量的自然吸氣發動機， 這就是我們經常說 的“渦 輪遲滯（turbo lag ） ”現象。168 -*,169 c&b導流葉片的開啟角度是通過調節噴嘴環上可變舌片傾斜或垂直的位置以帶動噴嘴環，之后噴嘴環再聯動內部的導流葉片，實現其開啟/關閉的角度而VGTW變截面渦輪增壓器則有效解決了這個難題， 其核心在于其內部增加 可調渦流截面的導

15、流葉片，其位置固定，但角度可以根據發動機工況進行調整， 廢氣會順著導流葉片送至渦輪葉片上， 通過調整葉片角度，控制流過渦輪葉片的 氣體流量和流速，從而控制渦輪的轉速，改變氣體壓力的大小。簡單來說，其原理好比用軟管的一端插入水龍頭，當開后龍頭后，水的壓力比較平緩，但當擠壓 軟管出水口的開口時，水壓則會變大，而隨著擠壓面積增大，水的壓力則逐漸加 大。利用調節桿推動內部可變舌片的角度，從而實現調節導流葉片的開啟/關閉上述比喻的例子與可變截面渦輪增壓技術相似，當發動機低轉速排氣壓力較 低的時候，導流葉片打開的角度較小。根據流體力學原理，此時導入渦輪處的空 氣流速就會加快，增大渦輪處的壓強，從而可以更容

16、易推動渦輪轉動，有效減輕 渦輪遲滯的現象，也改善了發動機低轉速時的響應時間和加速能力。而在隨著轉 速的提升和排氣壓力的增加，葉片也逐漸增大打開的角度，在發動機全負荷狀態 下，葉片則保持全開的狀態，減小了排氣背壓，從而達到傳統大渦輪的增壓效果。 那么導流葉片是怎樣被調節的呢？左圖：位置反饋裝置，右圖：真空調節器控制導流葉面的開啟角度是需要先參考一系列的發動機運行工況（例如氣門開啟，發動機轉速，大氣壓力和水溫等），發動機控制單元將計算最合適的渦輪 增壓器壓力，之后通過位置反饋裝置反饋給 ECU并計算目前增壓器所需要的導 流葉片截面積大小，之后由真空調節器通過真空度改變增壓器內部調節桿位置， 并推動

17、噴嘴環上可變舌片傾斜或垂直的角度帶動噴嘴環，之后噴嘴環再聯動內部 的導流葉片，調節其開啟/關閉的角度，從而實現可變截面技術 。網友疑問：可變截面渦輪增壓發動機與傳統的渦輪增壓發動機在日常保養方面有 何不同？因為兩款渦輪增壓器在工作原理上基本相同， 所以它們在日常保養方面也不 會有太大差異，首先消費者要注意縮短車輛機油更換周期，并運用耐高溫、抗氧化好的優質油品。其二是需要及時更換機油濾清器和空氣濾清器，保持渦輪的消潔。最后在日常駕駛方面，消費者也要注意冷車時點火后，最好熱車后在行駛， 而熄火前，需等發動機怠速一段時間，增壓器降溫后再熄火，保證增壓器壽命。電控EGR閥EGR閥全稱為排氣再循環控制閥

18、，其主要作用是控制進氣系統的廢氣再循環 量，而廢氣再循環（Exhaust Gas Recirculation ）是指在發動機燃燒過程中， 將一部分廢氣引入進氣管，與新鮮空氣混合之后進入發動機氣缸進行二次燃燒， 從而減少NOx（氮氧化物）的排放量。的建 j 哥 ECU ,L窟彳河裾辟冷卻水活石冷卻水但是過度的廢氣再循環將會影響發動機的正常工作，特別是在怠速以及在全 負荷（節氣門全開）要求發動機動力性時，再循環的廢氣將對發動機的性能產生 一定的影響。因此，就需要一個設備來根據發動機的實際工況及工作條件的變化， 自動調整并控制參與再循環的廢氣量。i168電控EGR因左圖：EGR閥冷卻器，起到冷卻廢氣

19、作用，右圖：電控 EGR閥電機，運轉帶動齒輪調整閥門開度而EGR閥則可以有效的控制廢氣進入進氣管的量，從而解決過多的廢氣再循 環量對發動機性能產生的影響。EGR閥安裝在進氣管和排氣管之間，而傳統的氣 動式EGR閥是通過化油器節氣門上的取氣孔吸取負壓，當取氣孔處負壓達到EGR 閥中彈簧預緊力時，其閥門則會開啟，這樣發動機進氣管和排氣管之間形成進氣 通道，排氣管中的廢氣便經過此通道進入進氣管， 完成廢氣再循環工作。而長城 2.0VGT配備的電控EGR閥又有怎樣的特點呢？電機轉動上圖中的齒輪，開啟/關閉EGR閥門電控EGR對優點是相比傳統氣動式EGR用更加精確，并保證各工況下的狀態 其內部裝備了 一

20、臺電機，在發動機工作時，ECU根據傳感器反饋的電子信號, 了解發動機目前的工況狀態。而當需要閥門開啟或關閉時， ECU等向電控EGR閥 中的電動機發出信號，電動機運轉并通過內部的齒輪使閥門關閉， 從而實現廢氣 循環系統啟動和停止。另外，長城2.0VGT發動機配備的電控EGR閥還擁有自清潔功能，因為EGR 閥長時間使用會產生積碳，自清洗功能在發動機熄火后，EU8會立刻斷電，在1-20秒之間，EGR閥會從全開至全部關閉反復 3次，來可以清潔閥桿和閥座的積 碳，避免積碳過多影像EGR閥正式工作。止匕外，具還具有自學習功能，當發動機 熄火后，閥門將會落座關閉，而由于積碳可能會導致ECUM閥門0點的初始

21、位置 計算誤差，所以每次發動機熄火后，ECLO將重新記錄閥門0點初始位置，避免 之后出現電控EGR閥關I田的0點位置誤差。長城2.0VGT柴油發動機缸體材質發動機缸體以鑄鐵鑄造（中部黑色部分）發動機缸體材質主要分為鑄鐵和鑄造鋁合金，考慮到柴油機的燃燒方式的特 性,鑄鐵缸體的高強度和高耐磨性, 更符合柴油發動機的特點,而鋁合金缸體雖 然擁有輕量化的優勢，但是想要達到和鑄鐵同等強度，就必須付出高昂的制造成 本。考慮到這兩點因素，目前多數柴油機基本都采用鑄鐵缸體, K城自主研發的 2.0VGT自然也不例外。缸體采用平分式結構，加工便捷結構緊湊長城2.0VGT柴油機缸體使用了無缸套結構，而曲軸箱采用了平分式結構,以曲軸軸線為中心,分為上、下缸體兩個部分，而下缸體則與主軸承蓋形成一個 整體，此種結構設計相對于龍門式缸體及隧道式缸體來說， 這種設計汽缸體強度 和剛度較差，和適合使用在小排量發動機上。而優點在于缸體的高度小，重量輕， 結構緊湊，而且便于加工和拆卸。活塞配備內冷油道設計.并依靠上缸體的機油噴嘴進行有效冷卻作用長城2.0VGT柴油機的活塞采用鋁合金材質制造，而從圖中不難發現，其活 _ 塞頭中部采用凹槽式設計，與多數汽油機活塞手面設計不同。 這種凹槽式設計可 以在進氣和壓縮行程時起到很好的導流作用， 讓燃燒室內的混合氣形成渦流，從而使燃油更好的和空