第二課：卡特彼勒柴油發(fā)動(dòng)機(jī)零部件Lesson 2:
簡(jiǎn)介：
卡特彼勒發(fā)明并制造四沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。以滿(mǎn)足卡特彼勒內(nèi)置設(shè)備要求，以及其他廠(chǎng)商制造的各種設(shè)備的要求。
有效地執(zhí)行診斷。維修和服務(wù)。 對(duì)完整的理解操作原則和柴油引擎的建造很有必要。
目標(biāo):
學(xué)生將能夠認(rèn)識(shí)柴油引擎的零部件。說(shuō)明柴油機(jī)操作的原理。
參考書(shū):
發(fā)動(dòng)機(jī)手冊(cè) LEBQ9801
柴油機(jī)簡(jiǎn)介 TECB6005
第 1 單元 1-2-2 發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)
第 2 課
注:參閱“發(fā)動(dòng)機(jī)書(shū)” (表格編號(hào)LEBQ9801 ) 。
回顧以下:
外部燃燒原理(第1頁(yè)-第5頁(yè) )
內(nèi)燃原理(第6頁(yè))
汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)作(第17頁(yè))
發(fā)動(dòng)機(jī)工程(第17頁(yè)-第24頁(yè))
柴油機(jī)運(yùn)行(第24頁(yè)-第27頁(yè) )
燃油噴射系統(tǒng)( 第28頁(yè)-第36頁(yè))
冷卻系統(tǒng)( 第37頁(yè)-第41頁(yè))
潤(rùn)滑系統(tǒng)(第42頁(yè)-第45頁(yè) )
空氣感應(yīng)系統(tǒng)( 第46頁(yè)-第49頁(yè))
注: 參閱“柴油引擎簡(jiǎn)介” ( 表格編 號(hào):TECB6005) 。
回顧以下:
四沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)作( 4-5頁(yè))
基本零部件( 5頁(yè)-15頁(yè))
性能規(guī)格( 16頁(yè)-18頁(yè))
第 1 單元 1-2-3 發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)
第 2 課
現(xiàn)在將回顧發(fā)動(dòng)機(jī)的主要零部件。以及卡特彼勒3406B柴油機(jī)的系統(tǒng)。
圖 1.2.1卡特彼勒3406B發(fā)動(dòng)機(jī)
卡特彼勒3406B發(fā)動(dòng)機(jī)
多年的柴油機(jī)經(jīng)驗(yàn)給卡特彼勒提供了設(shè)計(jì)和制造高質(zhì)量發(fā)動(dòng)機(jī)的必要技術(shù)?？ㄌ乇死盏陌l(fā)動(dòng)機(jī)提供最高性能。而整體成本低。設(shè)計(jì)3406B需要考慮的具體因素包括:
•可靠性
•可用性
•檢修需要前長(zhǎng)壽命
•低檢修費(fèi)用
•應(yīng)用靈活性
•燃油經(jīng)濟(jì)性
•控油
•性能
卡特彼勒一直強(qiáng)調(diào)力量和質(zhì)量。而3406B一直秉承了這個(gè)要求。3406B是一個(gè)重載，直線(xiàn)，6缸的柴油機(jī)。 發(fā)動(dòng)機(jī)有5.4英寸口徑，6.5英寸驅(qū)，排氣量為8893立方米。
第 1 單元 1-2-4 發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)
第 2 課
現(xiàn)在詳細(xì)討論主要的發(fā)動(dòng)機(jī)零部件
圖 1.2.2氣缸體
氣缸體
柴油機(jī)的主要組成部分之一汽缸體必須提供最強(qiáng)的力量。 為了提供最大的強(qiáng)度，氣缸體用合金聯(lián)合體精密鑄造而成。
圖 1.2.3 氣缸蓋
氣缸蓋
氣缸蓋被設(shè)計(jì)成具有良好的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛硬度。 為保證耐久性，氣缸蓋已通過(guò)嚴(yán)格的深度冷熱循環(huán)沖擊試驗(yàn)。這使得氣缸蓋具有強(qiáng)大的抗裂性。
在氣缸蓋和氣缸體之間的鋼或鋁墊板免除了在氣缸體里面裝深度平衡塊的需要。深度平衡塊降低了氣缸體結(jié)構(gòu)的整體性，容易開(kāi)裂。
第 1 單元 1-2-5 發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)
第 2 課
圖 1.2.4 3406B 機(jī)軸
3406B 機(jī)軸
機(jī)軸是碳鋼鍛造，整體淬火而成。 許多其他的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)廠(chǎng)商只在軸頸和軸圓上感應(yīng)熱處理它們的機(jī)軸。這個(gè)過(guò)程可以在變硬和沒(méi)有變硬區(qū)域的邊界留下一個(gè)應(yīng)力聚集。獲得專(zhuān)利的卡特彼勒整體硬化程序加硬機(jī)軸的整個(gè)表面。創(chuàng)造了更長(zhǎng)的磨損表面和更強(qiáng)的機(jī)軸。 機(jī)軸的整個(gè)表面都加硬了。開(kāi)裂的可能性降低了。
圖 1.2.5 3406C 機(jī)軸
3406C機(jī)軸
引進(jìn)的3406C使桿軸承的尺碼大幅度提高(投射面積projected area提高了19%)。 更寬的軸承使負(fù)荷施加在更大的表面積上。 大大降低了軸承負(fù)荷。同時(shí)提高了軸承壽命。裝著從前那種桿軸承的新機(jī)軸。如圖所示，展示了承載面積的提高。 此外，這種變化油膜增加了50%厚度。并給3406c在同種類(lèi)產(chǎn)品中最大的軸承承載量。消除桿軸承中途輥壓。
第 1 單元 1-2-6 發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)
第 2 課
連桿
圖 1.2.6 連桿
硼鋼鍛造的煉鋼經(jīng)過(guò)硬化和噴丸處理以消除應(yīng)力。末端圓錐式的設(shè)計(jì)在動(dòng)力行程中提供了額外到鉆孔表面積的釘釘。這導(dǎo)致了活塞和連桿裝配額外的強(qiáng)度和耐久性。
3406C新在有一個(gè)大得多的軸承桿，更大，更強(qiáng)的連桿。事實(shí)上，更寬的3406C軸承桿在同類(lèi)型產(chǎn)品中有最大重型發(fā)動(dòng)機(jī)承載能力。通過(guò)分散燃料負(fù)載到更大的表面積。任何級(jí)別上的承載能力，軸承的可靠性，和使用壽命都得到大大提高。
第 1 單元 1-2-7 發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)
第 2 課
活塞
圖 1.2.7 活塞
活塞對(duì)于一臺(tái)引擎的設(shè)計(jì)，壽命，整體性能都至關(guān)重要?？ㄌ乇死?406B引擎的三環(huán)活塞是鋁合金鑄造而成。以鑄鎳鐵帶壓縮環(huán)。 鎳鐵帶提供改進(jìn)了的環(huán)槽強(qiáng)度和抗磨損。
三環(huán)活塞設(shè)計(jì)提供了優(yōu)越的壓縮和燃料控制。降低了磨損和熱量堆積。這使得活塞，環(huán)，班輪壽命延長(zhǎng)，同時(shí)降低了檢修次數(shù)的維修成本。
活塞環(huán)為了強(qiáng)度和耐久性用球墨鑄鐵。燃料和中間是環(huán)鉻涂層。最高環(huán)是等離子體涂層。 兩種涂料都提供優(yōu)良的耐磨性能。
第 1 單元 1-2-8 發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)
第 2 課
氣缸套
圖 1.2.8 氣缸套
氣缸套是一種鑄造鉬鐵合金鑄造。提供額外添加的硬度。每個(gè)氣缸的內(nèi)壁由感應(yīng)熱處理。然后內(nèi)表面研磨成交叉紋路，以輔助油的控制。 O形圈用來(lái)密封氣缸以阻塞冷卻洞穴。氣缸帶是用來(lái)密封氣缸的頂部。 因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)是堅(jiān)硬的，這些密封仍然是固定的，提供了優(yōu)良的氣缸密封。
圖 1.2.9 閥門(mén)
閥門(mén)
3406B發(fā)動(dòng)機(jī)排氣和進(jìn)氣閥門(mén)耐磨而壽命長(zhǎng)。 排氣閥使用三種材料做成。 桿部由硬質(zhì)不銹鋼制成。 頂部用提供了高溫強(qiáng)度的特種合金鋼制成。閥的底部表面由高溫耐磨性硬合金制成。 進(jìn)氣閥門(mén)頭和桿部由不銹鋼制成。而且還加硬以耐磨損。
第 1 單元 1-2-9 發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)
第 2 課
圖 1.2.10氣門(mén)座圈
氣門(mén)座圈
當(dāng)閥門(mén)座變得陳舊或損壞，替換閥門(mén)座圈。 進(jìn)氣閥門(mén)座圈是不銹鋼合金。排氣閥門(mén)座圈是鎳基合金。
每個(gè)閥門(mén)有一個(gè)旋轉(zhuǎn)體。它使引擎在一個(gè)完整循環(huán)時(shí)，閥門(mén)對(duì)閥座有相對(duì)3°的偏離。 這保證磨損均勻以延長(zhǎng)閥門(mén)壽命。并有助于防止閥燒毀。
圖 1.2.11 凸輪軸
凸輪軸
凸輪軸是由特殊合金鋼落錘鍛造硬化。提高了可靠性和耐久性。 在安裝過(guò)程中凸輪軸齒輪被加熱和加強(qiáng)。
第 1 單元 1-2-10 發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)
第 2 課
圖 1.2.12 BrakeSaver
BrakeSaver
3406B的有一個(gè)可以選用的BrakeSaver液壓減速器。提供平穩(wěn)，安靜，高效的車(chē)輛剎車(chē)。該剎車(chē)節(jié)省器開(kāi)發(fā)了360馬力的減速能力。還能在長(zhǎng)時(shí)間下坡道上保持發(fā)動(dòng)機(jī)正常的溫度。 剎車(chē)節(jié)省器的液壓操作提供平穩(wěn)，漸進(jìn)式的嚙合，減少了相對(duì)滑動(dòng)的可能性。
通過(guò)減輕剎車(chē)的嚴(yán)重磨損（這種磨損有下坡剎車(chē)導(dǎo)致），剎車(chē)節(jié)省器延伸制動(dòng)器襯片，鼓，輪胎的壽命。這樣就減少了用戶(hù)的維修費(fèi)用。
圖 1.2.13 燃油系統(tǒng)
燃油系統(tǒng)
3406B采用直噴式，渦旋式，高壓燃料系統(tǒng)。該系統(tǒng)非常有效，導(dǎo)致了短期注射時(shí)間和出色的燃油霧化。 這樣就降低了排放，提高了燃油經(jīng)濟(jì)性。
第 1 單元 1-2-11 發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)
第 2 課
燃料噴嘴
圖 1.2.14 燃料噴嘴
噴油嘴可以現(xiàn)場(chǎng)更換。 在噴嘴頂部有六個(gè)洞，將流進(jìn)燃燒室的高壓燃噴成霧狀。使燃料完整，高效地燃燒。
圖 1.2.15 噴油泵
噴油泵
不需要調(diào)節(jié)每個(gè)缸的單獨(dú)渦旋式噴油泵的平衡。不需要定期調(diào)整，也能保持燃油效率。
第 1 單元 1-2-12 發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)
第 2 課
彈簧/液壓
圖 1.2.16彈簧/液壓正時(shí)提前角
速度敏感正時(shí)提前角機(jī)制優(yōu)化性能。使起動(dòng)容易。早些時(shí)候的3406B發(fā)動(dòng)機(jī)使用彈簧/液壓系統(tǒng)。 由于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加，時(shí)序被液壓用機(jī)油提前了。 由于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低，大的彈簧推動(dòng)時(shí)序機(jī)制朝減速位置向前。 彈簧/液壓系統(tǒng)具有時(shí)序提前能力9度。
圖 1.2.17液壓時(shí)序提前
液壓正時(shí)提前角
3406B引擎推出雙液壓自動(dòng)時(shí)序提前。序號(hào)為4MG3600及以上。 在這一系統(tǒng)中，時(shí)序提前機(jī)制使用機(jī)油液壓地向前或推遲。 由飛輪開(kāi)動(dòng)的短管閥控制時(shí)序機(jī)制的油量。這個(gè)充分液壓系統(tǒng)具有時(shí)序提前能力12度。
第 1 單元 1-2-13 發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)
第 2 課
加速器
圖 1.2.18 加速器
卡特彼勒3406B以全系列的加速器為特色。液壓輔助的加速器在地勢(shì)起伏地區(qū)基本保持穩(wěn)定的速度。與汽車(chē)?yán)锏淖詣?dòng)速度控制器相似。這樣減少了調(diào)檔和加速器轉(zhuǎn)變。 改善了行程時(shí)間也減少駕駛員疲勞。
渦淪增壓機(jī)
圖 1.2.19 渦淪增壓機(jī)
3406B渦輪增壓器性能為每個(gè)馬力級(jí)別匹配。 其慣性低的設(shè)計(jì)能對(duì)負(fù)荷要求迅速反應(yīng)。同時(shí)為合乎發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用的海拔限制提供全額功率。 從而提高燃燒效率，使每加侖燃料有更多產(chǎn)能。
第 1 單元 1-2-14 發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)
第 2 課
引擎零部件位置
圖 1.2.20 引擎零部件位置
位于引擎正面的是
• Air compressor drive cover: 空氣壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)艙蓋
• Timing advance cover: 時(shí)序提前蓋
• Vibration damper: 減振器
• Coolant pump: 冷卻泵
圖 1.2.21 引擎零部件位置
引擎零部件位置
位于引擎右面的是:
• Turbocharger: 渦輪增壓器
• Exhaust manifold: 排氣集管
• Oil filter: 濾油器
• Oil cooler: 冷卻器
• Breather and tube assembly 通氣和集合管
第 1 單元 1-2-15 發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)
第 2 課
圖 1.2.22引擎零部件位置
引擎零部件位置
位于引擎左面的是:
• Air compressor: 空氣壓縮機(jī)
• Injection lines: 噴油管路
• Hand priming pump: 手壓泵
• Starter location: 啟動(dòng)位置
• Fuel filter: 燃油濾過(guò)器
• Fuel transfer pump: 燃料輸送泵
• Fuel injection pump: 噴油泵
根據(jù)應(yīng)用類(lèi)型，引擎可能配備不同的燃油過(guò)濾器和啟動(dòng)泵位置安排。一些引擎有一個(gè)后冷卻器。
圖 1.2.23潤(rùn)滑油冷卻器
潤(rùn)滑油冷卻器
如果用到潤(rùn)滑油冷卻器。潤(rùn)滑油冷卻器被安裝到引擎的右面。
第 1 單元 - 1 - 發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)
學(xué)生練習(xí) 1.2.1
課堂練習(xí):
使用分發(fā)的手冊(cè) “柴油機(jī)引擎入門(mén)” (編號(hào): TECB6005) 和 “引擎書(shū)”(編號(hào): LEBQ9801 )寫(xiě)下以下零部件的功能:
氣缸體:
機(jī)軸:
連軸桿:
活塞:
活塞環(huán):
軸承:
氣缸套/筒套:
渦淪增壓機(jī):
推桿:
升降機(jī):
凸輪軸:
氣門(mén):
搖臂:
氣缸蓋:
燃料噴射器:
后冷卻機(jī):
減振器: