WD615共轨发动机的结构介绍

（1）机体 如图4-2所示，在斯太尔原设计欧Ⅱ宽式气缸体的基础上，主要针对降低发动机噪声进行了较大改动，针对改善发动机热负荷做了重大改进，主要体现在铸件毛坯的改动，与机加工有关的则改动不大，因此气缸体成本与欧Ⅱ气缸体成本相当。

机体采用干式缸套结构。气缸套与机体缸孔间为过渡配合。薄壁气缸套采用耐磨的合金铸铁制造，壁厚仅2mm，对其检测需用专用测量装置。气缸套内表面为特制的平台网纹，对加快磨合和耐磨性能均有良好的效果。

机体的前端与正时齿轮室连接，后端与飞轮壳连接。

机体左侧面中部有一个安装供油泵支架的结合面，装上支架后，再进行组件加工，因此供油泵支架在组件加工后不应再拆下，以免供油泵的位置精度受到支架拆下重装的影响。

（2）曲柄连杆机构 曲柄连杆机构的主要运动件如图4-3所示。

图4-2 机体、曲轴箱、飞轮壳

1—机体 2—曲轴箱 3—飞轮壳 4—气缸套 5—气缸盖双头螺柱 6—后油封 7—喷油泵托架 8—止推片 9—六角头螺栓 10—主轴承螺栓

①曲轴。WD615系列欧Ⅲ共轨柴油机曲轴为钢质模锻件，材料选用42CrMo。曲轴有12块平衡块，曲轴的主轴颈为Ф100mm，连杆轴颈为Ф82mm，各轴颈的宽度皆为46mm，曲轴经软氮化处理，有较好的疲劳强度和耐磨性。

②曲轴减振器。采用外径Φ280mm的硅油减振器，性能可靠，效果好，扭振振幅控制在0.2°以内。

③飞轮。采用SAE1飞轮，齿圈齿数为136齿，与之相配的离合器摩擦片直径为Φ430mm。应注意，SAE1飞轮与齿圈间的配合是间隙配合（16孔飞轮）。

④活塞。采用强制冷却的内置油冷通道活塞，由马勒142耐更高热负荷的新型材料制造，连杆小头为楔形结构，相应提高活塞强度。活塞上有两道气环和一道刮油环。第一道环槽采用铸铁镶圈，要求与活塞本体有极好的粘结，保证有较好的粘结强度和传热效果。槽内为双面梯形桶面环，工作表面镀铬基陶瓷镀层，有利于磨合及抗拉毛和减磨作用。第二道气环是表面磷化多元合金锥面环，环高3mm，与环槽装配间隙0.08～0.115mm。第三道环是撑簧合金铸铁油环，环高4mm，双刃表面镀铬，具有较强的刮油能力，油环与环槽间隙为0.04～0.075mm。活塞销孔直径Ф50mm，活塞裙部采用了复杂的型线，保证了活塞与气缸套有良好的接触，在裙部表面喷涂厚0.02mm的石墨层，起到较好的减磨作用。

活塞的压缩高度为80mm，顶部有一个浅ω形燃烧室。活塞装入气缸后压缩余隙为1mm，用机油喷嘴冷却。

⑤活塞销。采用直径为Ф50mm的圆形结构，其内外表面都进行渗炭淬火处理，表面硬度57～65HRC。

⑥连杆。WD615柴油机连杆采用锻模锻造，连杆杆身加粗，能承受16MPa高爆发压力。连杆长219mm，大头宽46mm，小头为楔形结构，最薄处尺寸约29mm。连杆大头斜切角为45°，采用60°的锯齿形定位，用两个M14×1.5的连杆螺栓连接，连杆螺栓扭紧时须按转角扭紧法规范要求。连杆螺栓性能等级12.9级，材料是42CrMo。连杆螺栓采用转角扭紧防松措施，按规定连杆螺栓不允许重复使用，不允许超限使用，否则可能会产生连杆断裂而

图4-3 WD615柴油机曲柄连杆机构的主要运动件

1—曲轴 2—曲轴齿轮 3—平键 4、5—圆柱销 6—法兰 7—减振器 8—带轮 9—六角头螺栓 10—主轴瓦 11—止推片 12—连杆 13—连杆螺栓 14—连杆轴瓦 15—活塞 16—活塞环 17—挡圈18—活塞销 19—挡圈 20—衬套 21—飞轮 22—飞轮齿圈

导致机毁事故。

连杆小头衬套由钢背铜铝合金卷制而成，厚度为2.5mm，其润滑油槽是T形的，有较大的承压面。

装机时同组连杆质量差规定在29g以内。

⑦连杆轴瓦。连杆轴瓦采用Miba公司新镀层材料钢背不等厚轴瓦，上下瓦的材料是不同的，上瓦能承受更高爆压，装配时一定要注意不要装错。

⑧主轴瓦。主轴瓦采用Miba公司新镀层材料钢背等厚轴瓦，能承受更高爆压。七道主轴瓦宽度相同，并且通用。材料采用钢背低锡铝合金，硬度35～45HV。

（3）配气机构和气缸盖

①气缸盖。WD615国Ⅲ柴油机专用气缸盖由含NiCr珠光体合金铸铁材料制成，一缸一盖，采用2气门进排气、EVB系统。

为了防止机油从气门导管间隙中进入气道，在气门导管上方安装了密封装置。

每个气缸盖上有4个M16的气缸盖主螺栓及2个M12的与邻缸共用的双头螺柱，双头螺柱副螺母通过具有V形压紧面的夹紧块压紧。气缸盖主螺栓及副螺母均用转角扭紧法拧紧。

②气门。进气门材料21-4N，头部直径Ф46.2mm，气门整体氮化。

排气门由两种耐高温材料摩擦焊接而成，阀面堆焊司太立合金F，阀头部直径Ф40.6mm，阀杆表面镀铬。

（4）燃油供给系统概述WD615共轨燃油系统主要组件构成（以HPO输油泵为例）如图4-4所示。

图4-4 共轨燃油系统

WD615共轨燃油系统采用了电装公司的第二代电控共轨喷油系统，最高共轨压力可达180MPa，可实现每循环达五次的喷油，以及随转速、进气温度、负荷、冷却液温度、增压压力、发动机和汽车的运转情况灵活并准确地调整喷油量、喷油次数、共轨压力和提前角，使发动机的排放、噪声、动力性、经济性、平稳性、低温起动性和汽车的操纵性能都达到最佳的匹配。目前，WD615的标定是按国Ⅲ排放要求来进行的，只使用了140MPa的共轨压力及主喷和预喷两次喷射，喷油的雾化足够实现法规对微粒的要求。电控对提前角的准确控制加上预喷还能很好地实现法规对NO_x的要求。当启用180MPa的共轨压力及尚未动用的先导喷射、后喷和晚喷时，使用同一个共轨喷油系统完全有能力通过调整和标定，加上必要时的排气后处理系统，即可满足今后将实施的欧Ⅳ排放要求。WD615共轨柴油机具备良好的怠速性能，电控系统能根据各缸工作时转速的差异，自动平衡各缸的喷油量，使各缸工作时的转速完全一样，而使发动机达到非常平稳的怠速。

①燃油供给系统主要部件。燃油供给系统的主要部件包括输油泵、共轨组件、喷油器总成、ECU控制总成以及各种传感器等。(www.xing528.com)

a.输油泵型号为HPO，机油是从气缸体左侧面的一个斜油孔引过来，回油经油管回到曲轴箱中。HPO输油泵主要由传统型直列泵中的压送系统、控制燃油排放量的PCV（泵控制阀）、气缸识别传感器（TDC（上止点）（G）传感器）和进油泵组成。

b.从提高共轨喷油系统的可靠性和寿命出发，燃油箱与输油泵之间应装有粗滤器，发动机出厂时不带，由整车厂配置。

c.喷油器总成型号为670*。喷油器总成上QR码标识有两种：一边是机器读码，另一边是人工读的30位数。

更换喷油器总成时，应把新的喷油器补偿值QR写入ECU控制总成，此操作须由维修站专业人员进行。

②燃油供给的各系统。

a.油路系统。输油泵为“三作用型凸轮”高压柱塞式供油泵。所谓“三作用型凸轮”即驱动泵油柱塞的凸起（通常只有1个），凸轮每转达1周，可使柱塞泵油3次，使单柱塞泵的供油量提高近3倍，尤其在柴油机起动时，可使共轨中的油压增长速度加快，有利于柴油机起动。高压输油泵上设有回油阀，当泵体内压力超过225kPa时开启回油阀。燃油滤清器上设有限压阀，在燃油压力超过319kPa时开启回油。高压输油泵由两个柱塞泵组成，每一个柱塞泵上部设有一个受ECU控制的供油压力调节阀。

b.共轨系统。共轨通过液流缓冲器与各缸高压油管连接，液流缓冲器功用是减小共轨和高压油管中的压力波动，并在油量过多时（如泄漏）会自动切断向喷油器的供油。安装在共轨一端的弹簧式共轨压力控制器，可在共轨压力达到140MPa时自动开启降压，当共轨压力降到30MPa时自动关闭。安装在共轨上燃油压力传感器为压敏电阻式，向ECU提供共轨内实际燃油压力的反馈信号。

c.喷油系统。共轨中的高压燃油直接进入喷油器下部针阀，电磁阀控制液压活塞上方控制室的回油通道，液压活塞相当于一个顶杆。当电磁阀断电时，控制室与针阀体内油腔的燃油压力相等，在液压活塞上部油压和回位弹簧力作用下，使喷油器针阀关闭，喷油器不喷油。当电磁阀通电时，控制室回油通道开启，作用在液压活塞上部的油压迅速下降，喷油器下部针阀体油腔内的高压燃油将针阀顶开，使喷油器开始喷油。

（5）润滑系统

①油底壳。WD615采用大容量油底壳，用复合材料冲压成型，其与曲轴的结合面有较深的翻边，刚度大。配以凹形油底壳弹性密封垫，经12只油底壳托块和M8螺栓压紧，结合面密封性良好，不会出现渗油现象，又能极大地降低柴油机噪声。

②机油冷却器。WD615采用板式机油冷却器，可以有效提高机油冷却效果。机油冷却器结构经过振动试验考核，充分保证使用中安全可靠，为了防止机油冷却器堵塞或冷起动时油温低、粘度大、机油冷却器阻力高等情况造成发动机缺油损坏的可能性，发动机油路中设置了机油冷却器安全阀（旁通阀），该阀的开启压力为（600±50）kPa。

③主油道限压阀。主油道限压阀位于曲轴箱右下部，突出在油底壳内腔的主油道限压阀，通过调整垫片来保证其开启压力为（500±50）kPa。装机前已校正好，用户不可自行改变。

④机油滤清器。采用大容量机油滤清器，能适应国Ⅲ发动机多炭烟的特点。

⑤机油泵。机油泵采用齿轮泵，齿数是10齿，单级泵厚度为45mm。除公路车辆全轮驱动车上使用双级结构外，其他车型发动机采用单级泵。

（6）冷却系统

①水泵。WD615系列柴油机上水泵安装在柴油机前端，水泵蜗壳在正时齿轮室上方，铸成一体，蜗壳出水直接进入机体右侧水室，冷却液横掠过机油冷却器，从机体右下部通道孔流入缸筒水夹层，冷却气缸筒后再经上水孔进入气缸盖水腔，冷却气缸盖后从缸盖出水口排入出水管，出水管终端有节温器。节温器有两个出口，一路通往水箱，另一路通向水泵进口即为小循环。当冷却液温度在（80±2）℃时，节温器开始开启，至95℃时全开，这时冷却液全部都要经过散热器冷却后由水泵打入机体，但当冷却液温度低于（80±2）℃时节温器切断上述通路，冷却液直接通入水泵进口，使柴油机尽快升温，达到运行要求的热状态，避免低温磨损，延长柴油机的使用寿命。水泵油腔内装入约120mL壳牌滚动轴承润滑脂，需定期加油补充。

②膨胀水箱。此部件由整车厂配装，柴油机出厂时不带。其作用是消除冷却系统内低压部分的蒸气，不致产生气阻现象及补充冷却水。膨胀水箱内压力应保持在50kPa，位置必须高于柴油机及散热器400mm。

冷却系统中的各种盖应保持完好无损，切忌敞开，冷却系统中保持50kPa的内压，能提高冷却系统的冷却效率，不易开锅。

③风扇。WD615采用10叶直径ϕ640mm或更大直径的环形塑料风扇。

风扇传动有刚性传动和硅油离合器传动（即粘性传动）两种形式。

粘性传动是一种通过双金属感温元件实现由温度控制工作的风扇，所以不仅节能，更重要的是保证柴油机有良好的热状态，对柴油机的运行和使用寿命都有明显的优点。这种风扇的工作原理是由柴油机带动风扇离合器壳体内的主动轮，风扇叶片与壳体联为一体，主动轮与壳体间存在一定的间隙，当这个间隙内充满粘度极大的硅油时，则主动轮带动壳体旋转，当这个空间失去硅油时则主动轮空转（实际上仍能带动风扇以低速旋转）。双金属触杆是控制硅油进入工作空间的阀门，因此风扇的工作就由温度来控制了。当风扇前风温低于40℃时，双金属触杆使硅油仓阀门关闭，此时主动轮基本上不传递功率，风扇以主动轮转速的25%左右旋转；当温度高于60℃时，硅油仓阀全开，硅油充满工作空间，此时风扇转速为主动轮转速的95%左右。

使用粘性传动时必须注意，当风扇拆卸下来时切不可平卧放置，否则硅油要从传感器轴配合间隙中漏出，从而使风扇失效。

（7）进排气系统

①进气管。WD615的进气管采用铸铝制造，增压中冷柴油机用的进气管的进气口朝向柴油机自由端。

②排气管。WD615的排气管采用球墨铸铁制造，排气管分两段：前排气歧管和后排气歧管。两个歧管互相套接并装有钢片密封环，能够有效地密封。后排气歧管带夹层双出气口，使前三缸和后三缸分别向增压器供给废气，相互之间不会产生干扰。

③空滤器。WD615采用双级空滤器，第一级为旋流除尘器，第二级为纸滤芯及安全滤芯。空滤器最大阻力应小于5kPa，当保养指示器为红色时要及时保养或更换，否则影响柴油机功率和寿命。

在选配和安装空滤器及连接管路时，用户还应特别注意其密封性和可靠性，否则由于滤清失效、短路，导致发动机早期磨损，发动机使用没有达到规定的寿命就出现机油消耗大量增加、曲轴箱窜气、发动机功率下降、冒黑烟等不正常现象，严重时还会产生缸套和活塞环严重磨损、活塞环折断、拉缸等故障。

空滤器的滤芯要按规定及时保养，滤芯从空滤器中拆卸后轻拍端面使灰尘落下，也可将主滤芯横卧在干净水泥地上滚动使灰尘震落，切勿用力摔打，如有条件再用压缩空气反吹（由内向外反吹）效果会更好。

保养空滤器时要注意：滤芯有破损时必须调换。保养时，不要污染滤芯内部。即使保养后使用周期小于保养周期时也应更换滤芯。

④增压及中冷系统

a.增压器。WD615系列欧Ⅲ柴油机增压器为径流式带有放气阀的废气涡轮增压器，能有效改善中低速性能，降低排放。润滑冷却增压器的机油是从发动机主油道后端引出，直接回油到曲轴箱下部。

增压器以极高的转速工作（约80000～105000r/min），因此，柴油机起动后应有适当怠速空转时间（约5min，短暂停机时可适当缩短）才能加载。柴油机在高速、大负荷运转时，不得立即停机，应逐渐降低负荷和转速，并空转3～5min，才可以停机，否则会造成增压器轴承损坏并失效。增压器拆卸后，再装配时应在进油口加注清洁机油。

b.增压中冷器。WD615的中冷器为空空冷却形式，中冷器的阻力应小于10.8kPa（额定工况时）。中冷器进气口位于底部，其尺寸为Ф110mm或Ф80mm，上部出口尺寸为Ф100mm。应保证增压管路系统及零件的密封性和中冷器的散热性能。