柯索菲姆电控共轨柴油机维修新技术资料

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　　索菲姆电控共轨柴油机维修新技术资料


　　索菲姆柴油发动机(SOFIM8140.43S3/43N)(欧3)


　　SOFIM 8140系列共轨燃油喷射柴油发动机是南京依维柯汽车有限公司研制、生产的第3代发动机，它是在SOFIM 2.8升柴油机的基础上采用当今世界上最先进的柴油机共轨电子控制燃油喷射和可变喷嘴增压器以及增压中冷等技术，通过将传统机械式燃油喷射系统改为BOSCH 共轨喷射柴油喷射系统及发动机管理系统、气缸盖等相关部件进行相应改进而成，与仍在生产的SOFIM 2.8L柴油机有较大的继承性和通用性。两种共轨喷射发动机与机械喷射发动机相比，动力性、经济性均有明显提高。最大功率分别提高5％和21％，最低比油耗约降低10％。该系列柴油发动机设计先进、性能优越，与同排量发动机产品相比处于领先地位。


　　该系列发动机利用发动机上进气、燃油供给、冷却等系统上的各种传感器测量发动机的工作参数，通过电子控制单元ECU进行精确的计算，并精确地控制喷油量和喷油提前角，使发动机在各种工况下都能以最佳状态工作，从而有效地控制排放，降低发动机噪音。该系列发动机具有喷油提前角、预喷油和主喷油、怠速、可变喷嘴、冷启动、加速烟度、失控保护、自诊断、故障指示和诊断通讯等多项功能，使发动机受到闭环控制。并具有体积小、噪音低、排放好、性能卓越、可靠性高和整机配置优化等显着优点，功率和扭矩范围广，额定功率92-107Kw，最大扭矩290-350Nm。


　　主要技术参数：


　　型号   8140.43S   8140.43N


　　型式   四冲程、直列、直喷、水冷


　　增压中冷  高压共轨


　　气缸数   4


　　缸径×行程mm   94.4×100


　　排量（L）   2.798


　　工作次序   1-3-4-2


　　压缩比   18.5


　　最大功率（kW／r／min）   93／3600   107／3800


　　最大扭矩（Nm／r／min）   290／1800   320／1500


　　排放标准   欧Ⅲ


　　全负荷最低燃油消耗率（g／kWh）   ≤215


　　最大功率燃油消耗率（g／kWh）   ≤260


　　机油消耗率   低于全负荷燃油消耗率的0.5％


　　柴油机净重（kg）   240


　　外型尺寸：长×宽×高（mm）   666×558×730   718×621×845


　　由于索菲姆8140.43S共轨发动机是在索菲姆机械2.8升柴油机的基础上，通过将传统机械式燃油喷射系统改为博世共轨喷射柴油喷射系统及发动机管理系统、并对气缸盖等相关部件进行相应改进而成的，它与仍在生产的索菲姆2.8L机械柴油机有较大的继承性和通用性，所以将它应用到南京依维柯都灵V汽车上时，在安装布置方面并未遇到太多困难，汽车动力性能和环保性能也有提高，而困难之处有三个方面：一是如何使发动机共轨零件与汽车外围共轨零件按规定的控制策略进行连接，使整个共轨系统得以有效运行；二是使汽车适应中国柴油品质和气候条件；三是建立EOL（End Of Line）工作站，以满足电控单元的在线自动化编程。因此可以说，索菲姆8140.43S共轨发动机匹配整车是一个复杂的系统工程。


　　一、共轨系统专用零件的布置及技术特征


　　如图6，共轨系统专用件分为发动机件和汽车外围件，前者是固定的，后者的选择和布置则因车而异。根据都灵V汽车的结构，共轨系统专用件被合理布置，分成发动机部件、底盘部件、发动机舱部件和驾驶室部件四个部分。


　　1．发动机共轨专用件如图7，索菲姆8140.43S发动机上，分布着8个共轨专用件，其技术特征介绍如下。


　　①凸轮传感器它是感应型传感器，安装在凸轮盖上。皮带轮作为声轮，上面有5个齿，即4+1用于相位识别，传感器的信号使电控单元在起动的同时识别发动机的相位，清楚哪一缸喷射。


　　②飞轮传感器


　　它与凸轮传感器是相同的零件，安装在飞轮壳上。飞轮作为声轮，上面有58个孔，传感器感应飞轮的行程变化信号及飞轮上每两个孔之间的距离信号，使电控单元识别活塞上死点，了解发动机转速，进行喷射控制和驱动发动机转速表。


　　③冷却液温度传感器


　　它是NTC型传感器，装在节温器上，测量发动机冷却液的温度，给电控单元提供发动机热态信号。


　　④空气流量计


　　它集成了温度传感器和压力传感器，装在发动机的进气歧管上。向电控单元提供空气压力和温度信号，电控单元根据每一个循环喷射燃油量，计算需要的空气流量。


　　⑤“共轨”组件：


　　它用来输送高压燃油进入喷射器，由以下部分组成：—“共轨”：它能在起动、转速较低及流量增大时快速建立燃油压力。


　　抑制流量的装置：当发生外部泄漏时，它能保护发动机或汽车的完整性。


　　高压油管：一次性使用的钢制管。


　　燃油压力传感器：测量“共轨”中的压力，电控单元根据其信号控制喷油压力。


　　过压阀：在最高压力时保护发动机零部件，如果高压油管破裂，则发动机立即停机。


　　⑥高压泵组件


　　为博世CP1，用来提供供油系统最高为135MPa的压力。高压油泵由正时齿形带驱动，无需调整相位。它由以下部分组成：


　　径向柱塞泵体：为具有三个柱塞的径向柱塞泵，它通过正时齿形带驱动，无需调整，总容积为0.7cc。


　　压力调节器：是常开电磁阀，调节输送的燃油压力从25MPa到135MPa。


　　第三柱塞关闭阀：当发动机转速超过4200r/min时它被激活，关闭第三柱塞，使汽车进入经济程序。


　　⑦电磁喷油器


　　为博世CR12、电磁控制喷射式，关键部件为喷嘴和电磁阀。电控单元根据各个传感器、信号生成器提供的信息，并根据储存的脉谱图（MAP），计算出最佳的喷射点和喷油量，通过控制喷油器高速电磁阀线圈的励磁时间来控制喷射时间，喷油量取决于喷油持续期（即取决于ECU发来的脉冲宽度）和喷油压力。


　　⑧回油单元


　　来自电动输油泵、高压泵和溢流管的过剩燃油通过回油单元流回油箱，一路燃油被输送到预热电磁阀，供柴油机低温起动之用，残余的返回油箱。校准孔保证系统在0.07MPa的背压之下。


　　2．底盘共轨专用件


　　如图16，包括电动燃油泵以及与柴油清洁和柴油冷却相关的零部件，技术特征如下。


　　①电动燃油泵是一种带旁通管路、旋转式、容积可测量的电动泵，为供油系统提供低压燃油（将燃油从燃油箱输送到高压油泵，供油压力为2.5bar），装在燃油箱外。


　　②油水分离器是供油管路的第一级过滤器，将燃油中存在的大的杂质和水进行过滤。当储水舱到达极限水位时，积水传感器发出报警信号，点亮仪表上对应的报警灯。


　　③柴油滤清器总成


　　由滤桶（-8）和水分离器（-9）组成，为滤纸式，滤芯过滤能力为5μ。旋下积水传感器可以将积水全部放出，它附带以下组件：—燃油温度传感器：与冷却水温度传感器同件，向电控单元提供燃油温度信号，用于精确计算喷射到各个气缸的喷油量；—积水传感器：积水容量大约为100Cm3，如超过限值，通过仪表报警灯指示积水。


　　堵塞传感器：是一个微分压力传感器，当压力≥0.6bar时，点亮仪表指示灯（与积水报警灯共用）。


　　加热电阻：当柴油温度低于6℃时，电子加热元件将柴油加热到大约15℃以后，再输送到电动输油泵；当柴油温度低于6℃时，电阻将柴油加热到最高15℃以后，再输送到高压泵，这样可以辅助冷起动。


　　过压阀：用于回油，打开压力为1.8bar。


　　3．发动机舱共轨专用件


　　如图20，包括电控单元和油门位置传感器，技术特征如下。


　　①油门位置传感器


　　是一个电位计，带内置常开怠速开关。向电控单元提供油门控制信号。


　　②电控单元（ECU）（附带大气压力传感器）


　　分三个模块电路：传感器和信号生成器电路、微处理器电路和执行器电路。来自传感器和信号生成器的电信号传到ECU中，ECU通过对型号的评价和计算，生成触发执行器的相应电信号。ECU采用闭环控制，主要控制：喷射、预热、巡航、风扇、空调和报警灯，可兼容电子防盗装置。其“A”插座与发动机部件相连，“B”插座与其他部件相连。


　　4．驾驶室共轨专用件


　　如图23，包括踏板开关、组合仪表、驾驶室电器组件，技术特征如下。


　　①离合器踏板和制动踏板传感器


　　是相同的零件，1个装在离合器踏板上，2个装在制动踏板上，同为常开开关，向ECU提供踏板控制信号。


　　②中央配电盒


　　在中央配电盒上设计布置了共轨电控系统专用继电器和保险丝。主要的继电器有主电源、预热塞、预热电磁阀、柴油滤清器加热、风扇离合器、制动信号、EOL工作站等。


　　③组合仪表组合仪表参与到共轨系统中包括2个仪表和3只指示器。


　　EDC指示灯：指示共轨系统的运行状况。


　　预热指示灯：当ECU执行预热起动程序时，进行过程指示；—柴油滤清器指示灯：对油水分离器、柴油滤清器的积水、堵塞进行报警指示；—车速表：将车速表传感器的信号转化成为ECU可以识别的车速信号；—发动机转速表：ECU驱动发动机转速表运转，而无需发动机转速传感器。


　　④通讯接口


　　它有38个端子，用来与EOL线尾工作站进行连接，将EOL工作站中发动机的标定参数输入到ECU中；或者与诊断仪进行连接，进行共轨电控系统的诊断及进行发动机测试。


　　⑤故障码开关


　　它是带自动复位的按扭开关，附带指示灯，用于共轨电控系统的初步诊断。操纵开关，其指示灯发出两种频率的闪烁信号，即故障代码。


　　二、电控共轨发动机匹配整车的技术


　　由于索菲姆8140.43S共轨发动机是在索菲姆机械2.8升柴油机的基础上，通过将传统机械式燃油喷射系统改为博世共轨喷射柴油喷射系统及发动机管理系统、并对气缸盖等相关部件进行相应改进而成的，它与仍在生产的索菲姆2.8L机械柴油机有较大的继承性和通用性，所以将它应用到南京依维柯都灵V汽车上时，在安装布置方面并未遇到太多困难，汽车动力性能和环保性能也有提高，而困难之处有三个方面：一是如何使发动机共轨零件与汽车外围共轨零件按规定的控制策略进行连接，使整个共轨系统得以有效运行；二是使汽车适应中国柴油品质和气候条件；三是建立EOL（End Of Line）工作站，以满足电控单元的在线自动化编程。因此可以说，索菲姆8140.43S共轨发动机匹配整车是一个复杂的系统工程。


　　（一）共轨系统专用零件的布置及技术特征


　　如图6，共轨系统专用件分为发动机件和汽车外围件，前者是固定的，后者的选择和布置则因车而异。根据都灵V汽车的结构，共轨系统专用件被合理布置，分成发动机部件、底盘部件、发动机舱部件和驾驶室部件四个部分。


　　1．发动机共轨专用件如图7，索菲姆8140.43S发动机上，分布着8个共轨专用件，其技术特征介绍如下。


　　①凸轮传感器它是感应型传感器，安装在凸轮盖上。皮带轮作为声轮，上面有5个齿，即4+1用于相位识别，传感器的信号使电控单元在起动的同时识别发动机的相位，清楚哪一缸喷射。


　　②飞轮传感器


　　它与凸轮传感器是相同的零件，安装在飞轮壳上。飞轮作为声轮，上面有58个孔，传感器感应飞轮的行程变化信号及飞轮上每两个孔之间的距离信号，使电控单元识别活塞上死点，了解发动机转速，进行喷射控制和驱动发动机转速表。


　　③冷却液温度传感器


　　它是NTC型传感器，装在节温器上，测量发动机冷却液的温度，给电控单元提供发动机热态信号。


　　④空气流量计


　　它集成了温度传感器和压力传感器，装在发动机的进气歧管上。向电控单元提供空气压力和温度信号，电控单元根据每一个循环喷射燃油量，计算需要的空气流量。


　　⑤“共轨”组件：


　　它用来输送高压燃油进入喷射器，由以下部分组成：—“共轨”：它能在起动、转速较低及流量增大时快速建立燃油压力。


　　抑制流量的装置：当发生外部泄漏时，它能保护发动机或汽车的完整性。


　　高压油管：一次性使用的钢制管。


　　燃油压力传感器：测量“共轨”中的压力，电控单元根据其信号控制喷油压力。


　　过压阀：在最高压力时保护发动机零部件，如果高压油管破裂，则发动机立即停机。


　　⑥高压泵组件


　　为博世CP1，用来提供供油系统最高为135MPa的压力。高压油泵由正时齿形带驱动，无需调整相位。它由以下部分组成：


　　径向柱塞泵体：为具有三个柱塞的径向柱塞泵，它通过正时齿形带驱动，无需调整，总容积为0.7cc。


　　压力调节器：是常开电磁阀，调节输送的燃油压力从25MPa到135MPa。


　　第三柱塞关闭阀：当发动机转速超过4200r/min时它被激活，关闭第三柱塞，使汽车进入经济程序。


　　⑦电磁喷油器


　　为博世CR12、电磁控制喷射式，关键部件为喷嘴和电磁阀。电控单元根据各个传感器、信号生成器提供的信息，并根据储存的脉谱图（MAP），计算出最佳的喷射点和喷油量，通过控制喷油器高速电磁阀线圈的励磁时间来控制喷射时间，喷油量取决于喷油持续期（即取决于ECU发来的脉冲宽度）和喷油压力。


　　⑧回油单元


　　来自电动输油泵、高压泵和溢流管的过剩燃油通过回油单元流回油箱，一路燃油被输送到预热电磁阀，供柴油机低温起动之用，残余的返回油箱。校准孔保证系统在0.07MPa的背压之下。


　　2．底盘共轨专用件


　　如图16，包括电动燃油泵以及与柴油清洁和柴油冷却相关的零部件，技术特征如下。


　　①电动燃油泵是一种带旁通管路、旋转式、容积可测量的电动泵，为供油系统提供低压燃油（将燃油从燃油箱输送到高压油泵，供油压力为2.5bar），装在燃油箱外。


　　②油水分离器是供油管路的第一级过滤器，将燃油中存在的大的杂质和水进行过滤。当储水舱到达极限水位时，积水传感器发出报警信号，点亮仪表上对应的报警灯。


　　③柴油滤清器总成


　　由滤桶（-8）和水分离器（-9）组成，为滤纸式，滤芯过滤能力为5μ。旋下积水传感器可以将积水全部放出，它附带以下组件：—燃油温度传感器：与冷却水温度传感器同件，向电控单元提供燃油温度信号，用于精确计算喷射到各个气缸的喷油量；—积水传感器：积水容量大约为100Cm3，如超过限值，通过仪表报警灯指示积水。


　　堵塞传感器：是一个微分压力传感器，当压力≥0.6bar时，点亮仪表指示灯（与积水报警灯共用）。


　　加热电阻：当柴油温度低于6℃时，电子加热元件将柴油加热到大约15℃以后，再输送到电动输油泵；当柴油温度低于6℃时，电阻将柴油加热到最高15℃以后，再输送到高压泵，这样可以辅助冷起动。


　　过压阀：用于回油，打开压力为1.8bar。


　　3．发动机舱共轨专用件


　　如图20，包括电控单元和油门位置传感器，技术特征如下。


　　①油门位置传感器


　　是一个电位计，带内置常开怠速开关。向电控单元提供油门控制信号。


　　②电控单元（ECU）（附带大气压力传感器）


　　分三个模块电路：传感器和信号生成器电路、微处理器电路和执行器电路。来自传感器和信号生成器的电信号传到ECU中，ECU通过对型号的评价和计算，生成触发执行器的相应电信号。ECU采用闭环控制，主要控制：喷射、预热、巡航、风扇、空调和报警灯，可兼容电子防盗装置。其“A”插座与发动机部件相连，“B”插座与其他部件相连。


　　4．驾驶室共轨专用件


　　如图23，包括踏板开关、组合仪表、驾驶室电器组件，技术特征如下。


　　①离合器踏板和制动踏板传感器


　　是相同的零件，1个装在离合器踏板上，2个装在制动踏板上，同为常开开关，向ECU提供踏板控制信号。


　　②中央配电盒


　　在中央配电盒上设计布置了共轨电控系统专用继电器和保险丝。主要的继电器有主电源、预热塞、预热电磁阀、柴油滤清器加热、风扇离合器、制动信号、EOL工作站等。


　　③组合仪表组合仪表参与到共轨系统中包括2个仪表和3只指示器。


　　EDC指示灯：指示共轨系统的运行状况。


　　预热指示灯：当ECU执行预热起动程序时，进行过程指示；—柴油滤清器指示灯：对油水分离器、柴油滤清器的积水、堵塞进行报警指示；—车速表：将车速表传感器的信号转化成为ECU可以识别的车速信号；—发动机转速表：ECU驱动发动机转速表运转，而无需发动机转速传感器。


　　④通讯接口


　　它有38个端子，用来与EOL线尾工作站进行连接，将EOL工作站中发动机的标定参数输入到ECU中；或者与诊断仪进行连接，进行共轨电控系统的诊断及进行发动机测试。


　　⑤故障码开关


　　它是带自动复位的按扭开关，附带指示灯，用于共轨电控系统的初步诊断。操纵开关，其指示灯发出两种频率的闪烁信号，即故障代码。

mqh0386

针对柯索菲姆电控共轨柴油机的维修新技术资料，该发动机采用了先进的电子控制燃油喷射技术，具有高效、环保、可靠等特点。在维修过程中，需重点关注共轨燃油喷射系统、发动机管理系统及相关部件的维护。建议定期进行系统检查、清洗和更换滤清器等，确保燃油供应和喷射系统的正常工作。针对SOFIM 8140系列共轨燃油喷射柴油发动机，维修时应遵循相关维修手册和操作规范，确保维修质量和发动机性能的恢复。与旧款发动机相比，共轨喷射发动机在技术和性能上有了显著提升，维修时需注意新旧零件的兼容性和通用性。