卡特发动机工作原理

卡特彼勒发动机工作原理发动机型号3512B发动机缸径代号发动机气缸数改进代号发动机的辨认•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前端后端左侧右侧进气门排气门飞轮发动机系统的组成•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3406E冷却系统1.气缸盖2.节温器3.出水管4.通气管5.通气管6.分流管7.旁通管8.水泵9.气缸体10.机油冷却器11.进水管12.散热器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。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-小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-双循环节温器－大循环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。92C92C84C84C节温器的工作过程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气蚀的过程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%防冻液防锈剂补充罐防锈剂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•一般情况下，发动机设计在80~99℃（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。50%的发动机故障是由冷却系统引起的。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冷却系统清洗液加压泵冷却液和蓄电池测试器5P3514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3406E润滑系统1.主油道2.供油管3.回油管4.机油滤清器5.机油滤清器旁通阀6.油底壳7.机油泵8.机油冷却器旁通阀9.吸油管10.机油冷却器11.机油泵旁通阀3406E润滑系统1.摇臂轴2.去空压机的油道3.凸轮轴轴承4.去可调节惰轮的油道5.去固定惰轮的油道6.去惰轮组的油道7.主油道8.活塞冷却喷嘴9.曲轴轴承10.从机油滤清器过来的油道润滑油的作用•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标记牌号粘度节能标记润滑油粘度发动机润滑油粘度选择表粘度环境温度最低最高SAE0W20-40°C10°CSAE0W30-40°C30°CSAE0W40-40°C40°CSAE5W30-30°C30°CSAE5W40-30°C40°CSAE10W30-20°C40°CSAE15W40-15°C50°C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泵喷嘴3500B燃油系统燃油箱粗滤清器ECM冷却输油泵细滤清器供油管路在气缸盖内凸轮摇臂单体喷油器电磁线圈燃油箱溢流阀从电子控制模块来的信号燃油系统的问题供油不足•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。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运行四冲程发动机的进排气过程进气排气动力压缩涡轮增压器•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去气缸压气轮排气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.排气入口涡轮增压器结构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。中冷器空气滤清器涡轮增压器中冷器进排气系统的问题•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–开裂的空气滤清器发动机的各个系统•冷却系统•润滑系统•燃油系统•进排气系统•电气系统电气系统三种部件:•输入•控制•输出输入部件-传感器四种传感器类型:–压力–温度–位置–转速控制部件-电子控制模块•发动机的全权电子控制•记录发动机故障•加强发动机电气系统故障诊断•发动机监视和保护•用户可编程参数输出部件-电磁阀泵喷嘴控制电磁阀使用从电子控制模块来的电信号来改变发动机的状态发动机系统的组成•冷却系统•润滑系统•燃油系统•进排气系统•电气系统发动机的定位前端后端左侧右侧进气门排气门飞轮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)3126B右侧外形1.吊耳2.曲轴箱呼吸器3.涡轮增压器4.加油口5.节温器壳体6.皮带张紧器7.放水口8.曲轴减振器9.机油滤清器10.水泵3126B左侧外形11.加油口12.吊耳13.燃油滤清器14.手动注油泵15.油尺16.电子控制模块17.空气压缩机18.气缸头接地螺栓19.放油口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