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康明斯SB、ISBe、ISBe4、QSB4.5、QSB5.9和QSB6.7(共轨燃油系统)维修手册之发动机冷却系统、冷却系统流程图、进气系统、进气系统流程图介绍

时间: 2019/1/7    


康明斯SB、ISBe、ISBe4、QSB4.5、QSB5.9和QSB6.7(共轨燃油系统)维修手册之发动机冷却系统、冷却系统流程图、进气系统、进气系统流程图介绍

概述

冷却系统的作用是保持发动机的特定工作温度。冷却液从缸体和缸盖中的水道中流过,吸收发动机产生的部分热量。然后,当发动机冷却液从散热器中流过时,冷却液中的热量被带走。

发动机冷却液被排入整体式水泵,并进行了加压。发动机冷却液先绕着机油冷却板流动,然后进入气缸周围的腔体。发动机冷却液继续通过顶面的孔,然后流经缸盖垫片中的计量孔。这些钻孔在每个气缸周围和气缸之间。发动机冷却液流入缸盖,并在气门桥和喷油器区域周围流动。发动机冷却液继续进入缸盖的排气侧,通过 OEM 端口,然后进入整体式节温器壳体。在发动机到达节温器开启温度之前,打开旁通端口让发动机冷却液进入水泵的抽吸一侧。一旦发动机达到节温器开启温度,节温器就打开让发动机冷却液进入散热器。此操作还可关闭至水泵的旁通通道。

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在带有 EGR 的发动机上,只要发动机加注有冷却液,在位于 EGR 冷却器回流管路中的通风管塞堵就必须被拆下。

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船用热交换器带有两个旁通管,位于发动机排气侧。可拆下端盖板以便清洁管;冷却器管不可拆卸。保护螺塞位于热交换器海水通道的前腔体内。

节温器壳体出口的发动机冷却液流进热交换器的上前部,然后通过导流板直接流到管内。发动机冷却液从位于热交换器后面底部的冷却器中流出。发动机冷却液然后通过输油管回流到发动机冷却液泵进口。

冷却海水进入热交换器腔后面的底部,并通过腔内的分隔板转移到下半部分的冷却器管中。海水通过管流到前面未分隔的腔体内。海水然后流经冷却器上半部分的管,从热交换器后面的顶部排出,最后进入排气弯管的外壳体。海水然后排出船外。

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当含有空气的冷却液变热时,冷却液中的空气膨胀会使冷却液溢出,从而造成冷却液损失。空气受热后膨胀,系统压力增加,使压力盖开启。

同样地,如果缸盖密封垫将压缩气体泄漏到冷却系统中,也会造成冷却液溢出损失。

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如果缸盖密封垫和机油冷却器等系统之间存在泄漏,冷却系统和润滑系统的工作压力将使机油和冷却液混合。参考步骤 007–999 (机油系统-概述)。

注 : 通过散热器底部水箱中的变速箱油冷却器,变速箱油也会泄漏到冷却液中。

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流程图

不带 EGR 系统

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不带 EGR 的汽车用和工业用发动机
  1. 冷却液进口
  2. 水泵叶轮
  3. 冷却液流经机油冷却器
  4. 通过气缸的冷却液流
  5. 冷却液从缸体流至缸盖
  6. 汽缸之间的冷却液流量(仅限不带 EGR 的发动机)
  7. 至节温器壳体的冷却液流
  8. 冷却液旁通通道
  9. 返回散热器的冷却液流
  10. 旁通打开
  11. 缸盖中的冷却液旁通
  12. 至水泵进口的冷却液流。

带 EGR

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配备 EGR 的发动机
  1. 缸体至 EGR 冷却器进口的冷却液流量
  2. EGR 冷却器回流至缸盖的冷却液流量
  3. 用于冷却系统加注的排气塞
  4. 缸体至 VGT 执行器进口的冷却液流量
  5. VGT 执行器至 EGR 冷却器进口的冷却液流量
  6. M10 排气空心螺栓 - 排气计量孔至补充水箱
  7. EGR 冷却器流回缸盖的冷却液回流量
  8. 缸体至涡轮增压器轴承座的冷却液流量
  9. 涡轮增压器轴承座流回缸盖的冷却液回流量。

船用

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发动机冷却液流量
  1. 节温器壳体
  2. 冷却液出口
  3. 热交换器
  4. 至水泵的冷却液进口
  5. 水泵
  6. 流向排气歧管的冷却液
  7. 排气歧管(湿式)
  8. 涡轮增压器(水冷式)
  9. 从涡轮增压器排放冷却液
  10. 膨胀水箱
  11. 冷却液补充管
  12. 涡轮增压器排气管
  13. 缸盖通风管
  14. 排气歧管排气管
  15. 冷却液回收罐
  16. 热交换器锌阳极。

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龙骨冷却式发动机冷却液流程(排气侧)
  1. 龙骨冷却器冷却液进口管
  2. 龙骨冷却式节温器壳体
  3. 节温器壳体与中冷器之间的冷却液进口
  4. 中冷器
  5. 发动机冷却系统加注排气旋塞
  6. 中冷器与船用齿轮冷却器之间的冷却液出口
  7. 船用变速箱冷却器
  8. 至水泵的冷却液进口
  9. 至排气歧管的发动机冷却液出口
  10. 水冷式排气歧管
  11. 带水冷式涡轮壳的涡轮增压器
  12. 涡轮增压器冷却液出口
  13. 至节温器壳体的发动机冷却液出口
  14. 冷却液出口至龙骨冷却器

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垂直中冷器海水冷却液流
  1. 海水供应
  2. 海水泵
  3. 燃油冷却器
  4. 中冷器锌阳极
  5. 中冷器壳体
  6. 船用变速箱油冷却器
  7. 热交换器
  8. 排气出口
  9. 海水排放

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卧式中冷器海水冷却液流
  1. 海水供应
  2. 海水泵
  3. 中冷器锌阳极
  4. 中冷器壳体
  5. 中冷器锌阳极位置(未显示)
  6. 船用变速箱油冷却器
  7. 热交换器
  8. 换热器阳极
  9. 至排气立管的海水排放。

概述

未配备 EGR 的发动机

在不带 EGR 的发动机上燃烧空气系统包括以下部件:

  • 空气滤清器
  • 进气管
  • 涡轮增压器
  • 空-空中冷器管路
  • 增压空气冷却器
  • 排气歧管
  • 进气加热器。
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配备 EGR 的发动机

在带有 EGR 的发动机上燃烧空气系统包括以下部件:

  • 空气滤清器
  • 进气管
  • 涡轮增压器
  • 空-空中冷器管路
  • 增压空气冷却器
  • 排气歧管
  • 进气加热器
  • 废气再循环。
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船用发动机

在船用发动机上的燃烧空气系统包括以下部件:

  • 带有机油分离系统的空气清洁器
  • 水冷式涡轮增压器
  • 中冷器
  • 空气管
  • 湿式排气歧管。
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未配备 EGR 的发动机

空气经由空气滤清器,吸入涡轮增压器的压缩机侧。然后,空气经由空-空中冷器管到空-空中冷器、进气加热器(如果适用)被压入进气歧管。空气从进气歧管被压入气缸中,用于燃烧。

  1. 涡轮增压器进气口
  2. 至空-空中冷器的涡轮增压器空气
  3. 增压空气冷却器
  4. 进气歧管
  5. 进气门。
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配备 EGR 的发动机

空气经由空气滤清器,吸入涡轮增压器的压缩机侧。然后,空气经由空-空中冷器管到混有 EGR 气体的空-空中冷器、通过进气加热器进入进气歧管。空气从进气歧管被压入气缸中,用于燃烧。

  1. 涡轮增压器进气口
  2. 至空-空中冷器的涡轮增压器空气
  3. 增压空气冷却器
  4. EGR 混合器
  5. 进气歧管
  6. 进气门。
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船用发动机

空气经由空气滤清器,吸入涡轮增压器的压缩机侧。然后迫使它通过空气管进入中冷器,通过空气管并进入进气歧管。空气从进气歧管被压入气缸中,用于燃烧。

  1. 涡轮增压器进气口
  2. 至中冷器的涡轮增压器空气
  3. 中冷器
  4. 进气歧管
  5. 进气门。
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涡轮增压器利用排气能量转动涡轮叶轮。涡轮叶轮驱动压缩机叶轮,向发动机提供用于燃烧的加压空气。涡轮增压器额外提供的空气使更多的燃油可以喷射,从而提高发动机的功率输出。

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涡轮和压缩机轮共用一个轴(即转子总成),它由轴承壳体内两个旋转轴承支撑。轴承壳体内的通道将经过过滤加压的机油导入轴承和止推轴承。机油用于润滑和冷却旋转部件。然后机油从轴承壳体经由机油回油管流回到发动机的油底壳。

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船用发动机

船用发动机使用一个非废气旁通式、水冷式涡轮涡轮增压器。水套水通过湿式排气歧管供应到涡轮增压器涡轮壳体,然后返回到发动机冷却液泵的吸入侧。涡轮增压器冷却液直接排放到安装在发动机上的膨胀箱内。

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 CAUTION 

机油回油管堵塞或损坏可引起涡轮增压器轴承壳体受压,导致机油从油封处泄漏。


注 : 充足并经过过滤的优质机油对于涡轮增压器的使用寿命非常重要。确保使用优质的机油并且按照维护保养建议更换机油和机油滤清器。参考相应的操作和维护保养手册或者用户手册了解正在维修的发动机。

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 CAUTION 

涡轮增压器是功能部件并且不得篡改。废气旁通阀支架是涡轮增压器整体的一部分。篡改废气旁通阀部件会由于进气和排气歧管压力不正确导致气缸压力和热负荷增加,从而缩短寿命。可能导致燃油经济性差并且无法满足排放法规要求。涡轮增压器的增压加大不会提高发动机的功率。


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废气旁通式涡轮增压器用于使性能达到最佳。

注 : 废气旁通式设计可以迅速产生最大增压压力,同时确保较高发动机转速时涡轮增压器不会超速。

废气旁通阀由执行器控制,执行器感应压气机压力并且与预置的弹簧载荷保持平衡。废气旁通阀位于涡轮的进气通道。开启时,它使一部分废气旁通涡轮机叶轮,由此控制轮轴转速和增压压力。

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涡轮增压器有故障

 WARNING 

当使用溶剂、酸或碱性材料清洁时,请遵循制造商的使用建议。戴上护目镜并穿上防护服,以避免人身伤害。


涡轮增压器的内部部件发生故障时,可使其效率降低,同时导致大量冒烟和功率下降。轴承故障可产生摩擦,从而降低转子总成的转速。轴承故障还可使转子总成的叶片与壳体摩擦,因而降低了转子总成的转速。

检查叶片与壳体是否摩擦,用清洁剂浸泡过的棉签清洁壳体与叶片之间的区域。这样能除去壳体因为过于靠近叶片通道而累积的所有污垢,从而产生一个清洁的表面。

涡轮增压器废气旁通阀故障或涡轮增压器废气旁通阀标定错误可导致增压压力过高或过低。增压低可导致大量冒烟和功率降低。增压高可导致发动机严重损坏。

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机油消耗和泄漏

发动机机油用于润滑轴承并为涡轮增压器提供一定的冷却。经过供油管提供给涡轮增压器的机油处于发动机的工作压力。连接到涡轮增压器底部的回油管使机油返回发动机油底壳。

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油封环用于转子总成的每端。油封的主要功能是防止排气和压缩空气进入涡轮增压器壳体。油封泄漏机油不常见,但可能发生。

注 : 曲轴箱的压力过大会使机油无法从涡轮增压器流回。这会增加轴承座的负载并使机油从油封泄漏到发动机和排气中。

如果在装备催化器的发动机上涡轮机油封渗入排气,则维修时应检查排气阻力。

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机油回油管堵塞或损坏可造成涡轮增压器壳体内压力增大,从而导致机油从涡轮增压器的进气侧和排气侧的密封圈处泄漏。

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此外,进气或排气阻力偏高可在压缩机与涡轮增压器壳体之间形成真空,导致机油通过压缩机(进气)侧的油封时泄漏。

注 : 如果发生这种情况,有必要冲洗空-空中冷器以清除进气系统中的机油。参考步骤 010-027 和参考步骤 010-023

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涡轮增压器噪声

正常情况下,涡轮增压器会发出呜呜声,其强度随发动机的转速和负载而变化。声音是由极高速旋转的转子总成,以及在生产中采用的转子总成平衡方法综合引起的。因此,全速时声音更大。

注 : 如果可能,全速运转发动机以核实噪声级。

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空气系统的进气和/或排气部件泄漏都会产生过大的发动机噪声。泄漏声通常听起来象高频的“呜呜”声或吸气声。

检查进气和排气系统是否存在泄漏。检查以确保所有软管卡箍已拧紧。参考步骤010-024。

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发动机转速较低时发出低沉或喀哒声可能表明系统中存在碎屑,或转子总成与壳体摩擦。

拆卸涡轮增压器进口并检查有无异物。

如果怀疑,可以检查涡轮增压器的叶片是否损坏、轴承是否存在间隙。参考步骤 010-033

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如果存在泄漏、叶片损坏或间隙不正常,则更换涡轮增压器。参考步骤 010-033

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大部分发动机采用了底盘安装的空-空中冷器,以改进发动机性能并降低排放。本系统也使用大直径管道将空气从发动机涡轮增压器输送到空 - 空中冷器,然后将空 - 空中冷器的空气返回到发动机进气歧管。

注 : 确保空-空中冷系统长期完整性是车辆和零部件制造商的责任。

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概述

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  1. 涡轮增压器进气口
  2. 至空-空中冷器的涡轮增压器空气
  3. 增压空气冷却器
  4. 进气歧管(与缸盖成一体)
  5. 进气门。

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  1. 涡轮增压器进气口
  2. 至空-空中冷器的涡轮增压器空气
  3. 增压空气冷却器
  4. EGR 混合器
  5. 进气歧管(与缸盖成一体)
  6. 进气门。

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  1. 进气口
  2. 涡轮增压器
  3. 中冷器
  4. 进气歧管
  5. 进气门