燃气发动机工作原理

卡特彼勒发动机工作原理发动机型号3512B改进代号发动机气缸数发动机缸径代号发动机的辨认•SerialNumber(S/N)出厂编号25Z01909•PerformanceSpecificationNumber性能规格号0T-0143•ArrangementNumber(A/N)配置号6N1097•ModificationNumber修改号铭牌出厂编号牌发动机的定位左侧进气门排气门飞轮后端前端右侧发动机的定位左侧前端进气门排气门飞轮后端右侧3408C柴油机气缸布置-65度V形8缸每缸气阀-4个排量-18升缸径-137.2mm(5.40in)冲程-152.4mm(6.00in)压缩比-14.5:1燃烧类型-直喷式飞轮转向(从飞轮端看)-逆时针发火次序1-8-4-3-6-5-7-2气阀间隙进气阀-0.38mm(.015in)排气阀-0.76mm(.030in)3412C柴油机气缸布置-65度V形12缸每缸气阀-4个排量-27升缸径-137.2mm(5.40in)冲程-152.4mm(6.00in)压缩比-14.5:1燃烧类型-直喷式飞轮转向(从飞轮端看)-逆时针发火次序1-4-9-8-5-2-11-10-3-6-7-12气阀间隙进气阀-0.38mm(.015in)排气阀-0.76mm(.030in)发动机系统的组成•冷却系统•润滑系统•燃油系统•进排气系统•电气系统发动机的各个系统•冷却系统•润滑系统•燃油系统•进排气系统•电气系统燃油燃烧产生的热能30%由排气带出7%通过发动机表面散出33%传递到曲轴去做有用功30%通过冷却系统散出燃油燃烧产生的热能中30%要通过发动机冷却系统散发冷却系统的作用冷却系统的主要作用是通过散出由燃油燃烧和零部件之间摩擦产生的不能利用的热能，以维持适当的发动机温度。冷却系统的工作过程分成两个阶段：–冷却液从发动机中较热的表面吸收热量。–冷却液流经散热器或热交换器时把热量散发到大气或海(河)水中。冷却系统50%的发动机故障是由冷却系统引起的。水温表传感器节温器风扇水泵散热器机油冷却器冷却系统的组成：水泵散热器冷却液节温器水温表风扇机油冷却器冷却系统的运行气缸头旁通水管水泵节温器散热器气缸体机油冷却器气缸头3126B冷却系统1.气缸头2.节温器3.膨胀水箱4.分流管5.旁通管6.散热器7.气缸体8.油冷器9.水泵1.水泵2.发动机机体3.节温器4.旁通管5.至散热器水管节温器节温器是冷却系统中一个非常重要的零件，它控制了流向散热器和流向旁通管的冷却液流量。节温器-小循环当发动机冷却液温度低于节温器开启温度时，节温器使冷却液全部流向旁通管。节温器-双循环当发动机冷却液温度高于节温器开启温度，但不是很高时,节温器使冷却液的一部分流向旁通管,另一部分流向散热器散热。节温器－大循环92°C92°C84°C84°C当发动机冷却液温度高于节温器开启温度,且温度很高时，节温器使冷却液全部流向散热器。节温器的工作过程气蚀的过程1.形成气泡2.气泡开始破裂3.气泡破裂时的能量作用在气缸套上，使缸套表面的氧化层剥落4.在没有添加剂的情况下，最后导致气蚀和点蚀过程结果气蚀的过程冷却系统中的压力卡特彼勒发动机的冷却系统是加压式的冷却系统，加压式的冷却系统可以提高冷却液的沸点，减少发动机零件的气蚀。海拔高度米英尺海平面冷却系统中的压力水的沸点压力盖普通冷却液的组成•水–用蒸馏水或去离子水，不要用自来水。•防冻液–30~60%•防锈剂–3~6%防冻液防锈剂防锈剂补充罐卡特彼勒长效冷却液600,000英里或6年（看那个先到）卡特彼勒防冻液/冷却液3000小时或200,000英里每250小时或15,000英里检查或添加卡特彼勒防锈剂(SCA)卡特彼勒长效冷却液(工程机械和工业用发动机)6000小时或6年（看那个先到）每3000小时添加卡特彼勒长效冷却液补充液(Extender)卡特彼勒长效冷却液(卡车用发动机)每300,000英里添加卡特彼勒长效冷却液补充液(Extender)卡特彼勒长效冷却液•使用寿命是卡特彼勒普通冷却液的两倍(6000小时)•不需要防锈剂(SCA),只需要在使用寿命的一半(3000小时)时加注与冷却系统容量相应的补充液(ELCExtender)。•预混合型长效冷却液包含50%长效冷却液原液和50%去离子水，用作冷却系统的第一次加注，防冻温度可以达到-37°C。•如需使防冻温度更低，可添加长效冷却液原液至60%，防冻温度可达-54°C。•使用污染物测试包（零件号172-8851）来检查长效冷却液的状态。长效冷却液补充液的数量冷却系统的问题50%的发动机故障是由冷却系统引起的。•一般情况下，发动机设计在88~99℃（190~210℉）的温度下运转。如果它们连续地在过冷或过热的情况下运转，那么它们就不能正常地工作、不能达到预期的使用寿命。•如果发动机在温度较高的情况下运转（过热）或连续地在温度较低的情况下运转（过冷），都会导致同样的结果：超常的发动机磨损和损坏。过热结果：–润滑油变稀–活塞卡死–水温表上的读数变高–气缸头开裂–涡轮增压器故障–S.O.S高的磨损金属和氧化特点：只需很短的时间就能使发动机产生严重的损坏。原因:–冷却系统中冷却液不够–发动机超载–压力盖损坏–节温器损坏–水泵损坏过冷结果：–超常的磨损–发动机寿命缩短–水温表上的读数变低–S.O.S高的磨损金属和没有氧化–磨损的轴瓦或活塞特点:不会很明显地出现故障症状，但会突然使发动机发生严重损坏。原因:–发动机长时间在低负荷下运转–水温表损坏–冷却系统中节温器损坏冷却系统的检查项目•节温器•水温表•散热器和风扇•散热器密封盖•皮带和皮带轮•水泵•冷却液正确错误错误检查冷却系统的工具冷却液测试包8T5296红外温度计1U8865冷却系统清洗液冷却液和蓄电池测试器5P3514加压泵发动机的各个系统•冷却系统•润滑系统•燃油系统•进排气系统•电气系统润滑系统润滑系统的组成：–机油泵–机油冷却器–机油滤清器–油尺–机油压力表–油底壳–机油加注管发动机气缸体中的油道机油冷却器机油滤清器机油滤清器旁通阀油尺油底壳机油泵3126B润滑系统1.液压泵2.高压溢流阀3.到摇臂的油道4.液压油管5.喷射致动压力控制阀6.液压油油道7.液压泵供油管8.活塞冷却喷嘴9.气缸头中润滑油油道10.到气门挺柱的油道11.主轴承12.凸轮轴轴承13.到油底壳的油道14.主油道15.涡轮增压器供油管16.到前端齿轮壳的油道17.到机油泵惰轮的油道18.机油滤清器旁通阀19.到凸轮轴惰轮的油道20.机油泵出口油管21.机油滤清器22.油冷器旁通阀23.油冷器24.机油泵25.机油泵旁通阀26.辅助机油滤清器27.油底壳润滑系统的运行1.机油泵2.机油冷却器3.机油滤清器4.气缸体中的润滑油道1.去摇臂轴的油道2.堵塞的油道3.堵塞的油道4.去高压油泵的油道5.摇臂轴油道6.气门挺柱油道7.凸轮轴轴承8.去涡轮器的油道9.活塞冷却喷嘴10.正时齿轮供油油道11.供油油管12.前端怠轮供油油道13.机体内主油道14.主轴承孔3400发动机润滑系统的运行1.主机油油道2.左凸轮轴机油通道3.活塞冷却喷嘴机油通道4.活塞冷却喷嘴机油通道5.右凸轮轴机油通道6.涡轮增压器机油供油管7.顺序阀8.顺序阀9.弯管10.机油滤清器旁通阀11.机油冷却器12.机油冷却器旁通阀13.机油泵安全阀14.机油泵15.弯管16.进油口17.机油滤清器3500发动机润滑系统的运行润滑油的作用•清洁–通过带走在发动机正常运转时产生的金属颗粒来清洁零部件。•冷却–通过吸收和带走热量来冷却发动机的零部件。•润滑–润滑油在两个有相对运动的零件之间形成一层薄的油膜，来支承和分开它们。这样就防止了能导致超常磨损的金属对金属的接触。润滑油的选择•牌号–随着添加剂的改进，润滑油的牌号也不断地改变–选择CG-4或者CH-4•粘度–不同的环境温度选择所对应的粘度等级–例如15W40•总碱值TBN–根据燃油中的含硫量API标记牌号节能标记粘度燃油含硫量与润滑油总碱值机油消耗和窜气机油消耗和窜气进气排气动力压缩润滑系统的问题润滑不足•症状：–低机油压力–磨损的轴瓦•原因：–润滑油的粘度不正确–润滑油的数量不够–在发动机起动后立即加速或加负载润滑系统的问题润滑油污染•症状：–S.O.S高的金属和硅元素–用过的滤芯中有污染物–抓伤的轴瓦、活塞和活塞环–乳化、变色的润滑油•原因：–系统中存在泄漏–润滑油使用时间过长润滑系统的问题解决润滑油中的污染问题：–按保养时间表定期地更换机油和机油滤清器。–剖开用过的机油滤清器，检查在滤纸中有无金属颗粒。–定期油样化验（S.O.S)–使用卡特彼勒的润滑油和滤芯发动机的各个系统•冷却系统•润滑系统•燃油系统•进排气系统•电气系统燃油系统燃油系统的作用:根据发动机工况的需要,将清洁的燃油定时、定量，并以一定的压力喷入燃烧室。卡特彼勒燃油系统的类型:•高压油泵-高压油管型•机械控制泵喷嘴•电子控制泵喷嘴喷射的方式直喷式预燃式高压油泵-高压油管型系统燃油系统的组成：–燃油箱–燃油输送泵–高压油泵壳体–高压油泵–泵喷嘴–燃油滤清器–油水分离器–燃油压力表–高压油管燃油箱燃油输送泵高压油泵高压油管燃油压力表油水分离器燃油粗滤清器喷油嘴手动注油泵燃油细滤清器高压油泵壳体泵喷嘴燃油系统的运行1.燃油箱2.油水分离器3.燃油粗滤清器4.燃油输送泵5.燃油细滤清器6.高压油泵或泵喷嘴1.高压油泵进油管2.缓冲阀3.回油节流口4.高压油泵5.回油管6.喷油嘴7.固定块8.手动注油泵9.注油旁通阀10.燃油箱11.供油管12.燃油粗滤清器13.燃油压力表14.燃油细滤清器15.溢流阀16.燃油输送泵3400发动机燃油系统喷油泵1.燃油道2.进油口3.单向阀4.溢流口5.柱塞6.弹簧7.齿轮8.左齿条9.挺柱10.连接杆11.控制杆12.凸轮1.燃油歧管2.手动注油泵3.燃油滤清器4.单体喷油器5.压力调节阀6.回油管7.燃油输送泵8.供油管3500发动机燃油的流经线路燃油系统的问题燃油牌号不正确•结果：–起动困难–发动机熄火•燃油的选择：–干净、不含水和污染物–使用与气温相适应的燃油牌号–注意燃油中的含硫量与润滑油中的总碱值（TBN）相适应。供油不足•结果：–燃油压力太低–发动机功率不足•原因：–堵塞了的燃油滤清器–供油管路泄漏燃油系统的问题供油过多•结果：–冒黑烟–燃油消耗量增加–S.O.S表明润滑油中含有燃油•导致原因：–燃油油量设定过高–空燃比控制器调整错误–坏的喷油嘴发动机的各个系统•冷却系统•润滑系统•燃油系统•进排气系统•电气系统进排气系统的作用定时将新鲜空气吸入气缸，并将燃烧后的废气排出气缸。进排气系统预滤器空气滤清器消声器排气总管涡轮增压器空气滤清器保养指示器气缸进排气系统的组成：–预滤器–空气滤清器–空气滤清器保养指示器–涡轮增压器–中冷器–进气和排气总管–消声器进排气系统的运行四冲程发动机的进排气过程进气排气动力压缩3126B气门机构1.摇臂2.过桥3.气门弹簧4.推杆5.排气门6.进气门7.气门挺柱8.凸轮轴涡轮增压器•为什么发动机要增压？提高发动机的输出功率涡轮增压器的工作原理涡轮去气缸压气轮排气利用排气的能量来压缩进气压气轮涡轮去烟囱排气去气缸轴进气进气排气气缸中冷器涡轮增压器结构4.进气口5.压气轮壳体6.压气轮7.轴承8.润滑油入口9.轴承10.涡轮壳体11.涡轮12.排气口13.润滑油出口14.排气入口中冷器空气滤清器涡轮增压器中冷器在带有涡轮增压器和中冷器的发动机上，从水泵出来的一部分冷却液流向中冷器。在这里，冷却液用来冷却进气，使得更多的空气能被压入发动机的气缸。这样就使得发动机能燃烧更多的燃油，产生更大的功率输出。进排气系统的问题•进气不足•结果：–冒黑烟–发动机功率不足–起动困难•原因：–空气滤清器堵塞–涡轮增压器故障–中冷器堵塞–排气阻力太大•进气污染•结果：–高的机油消耗量–零件磨损•活塞环•气缸套•轴瓦•涡轮增压器中的零件•原因：–进气管路有开裂或小孔–进气管路中的接头松动–