卡特船用发动机之使用维修保养培训手册

第二课：卡特彼勒柴油发动机零部件Lesson 2:
简介：
卡特彼勒发明并制造四冲程柴油发动机。以满足卡特彼勒内置设备要求，以及其他厂商制造的各种设备的要求。
有效地执行诊断。维修和服务。 对完整的理解操作原则和柴油引擎的建造很有必要。
目标:
学生将能够认识柴油引擎的零部件。说明柴油机操作的原理。
参考书:
发动机手册 LEBQ9801
柴油机简介 TECB6005
第 1 单元 1-2-2 发动机基础
第 2 课
注:参阅“发动机书” (表格编号LEBQ9801 ) 。
回顾以下:
外部燃烧原理(第1页-第5页 )
内燃原理(第6页)
汽油发动机的运作(第17页)
发动机工程(第17页-第24页)
柴油机运行(第24页-第27页 )
燃油喷射系统( 第28页-第36页)
冷却系统( 第37页-第41页)
润滑系统(第42页-第45页 )
空气感应系统( 第46页-第49页)
注: 参阅“柴油引擎简介” ( 表格编 号:TECB6005) 。
回顾以下:
四冲程柴油发动机的运作( 4-5页)
基本零部件( 5页-15页)
性能规格( 16页-18页)
第 1 单元 1-2-3 发动机基础
第 2 课
现在将回顾发动机的主要零部件。以及卡特彼勒3406B柴油机的系统。
图 1.2.1卡特彼勒3406B发动机
卡特彼勒3406B发动机
多年的柴油机经验给卡特彼勒提供了设计和制造高质量发动机的必要技术。卡特彼勒的发动机提供最高性能。而整体成本低。设计3406B需要考虑的具体因素包括:
•可靠性
•可用性
•检修需要前长寿命
•低检修费用
•应用灵活性
•燃油经济性
•控油
•性能
卡特彼勒一直强调力量和质量。而3406B一直秉承了这个要求。3406B是一个重载，直线，6缸的柴油机。 发动机有5.4英寸口径，6.5英寸驱，排气量为8893立方米。
第 1 单元 1-2-4 发动机基础
第 2 课
现在详细讨论主要的发动机零部件
图 1.2.2气缸体
气缸体
柴油机的主要组成部分之一汽缸体必须提供最强的力量。 为了提供最大的强度，气缸体用合金联合体精密铸造而成。
图 1.2.3 气缸盖
气缸盖
气缸盖被设计成具有良好的结构强度和刚硬度。 为保证耐久性，气缸盖已通过严格的深度冷热循环冲击试验。这使得气缸盖具有强大的抗裂性。
在气缸盖和气缸体之间的钢或铝垫板免除了在气缸体里面装深度平衡块的需要。深度平衡块降低了气缸体结构的整体性，容易开裂。
第 1 单元 1-2-5 发动机基础
第 2 课
图 1.2.4 3406B 机轴
3406B 机轴
机轴是碳钢锻造，整体淬火而成。 许多其他的柴油发动机厂商只在轴颈和轴圆上感应热处理它们的机轴。这个过程可以在变硬和没有变硬区域的边界留下一个应力聚集。获得专利的卡特彼勒整体硬化程序加硬机轴的整个表面。创造了更长的磨损表面和更强的机轴。 机轴的整个表面都加硬了。开裂的可能性降低了。
图 1.2.5 3406C 机轴
3406C机轴
引进的3406C使杆轴承的尺码大幅度提高(投射面积projected area提高了19%)。 更宽的轴承使负荷施加在更大的表面积上。 大大降低了轴承负荷。同时提高了轴承寿命。装着从前那种杆轴承的新机轴。如图所示，展示了承载面积的提高。 此外，这种变化油膜增加了50%厚度。并给3406c在同种类产品中最大的轴承承载量。消除杆轴承中途辊压。
第 1 单元 1-2-6 发动机基础
第 2 课
连杆
图 1.2.6 连杆
硼钢锻造的炼钢经过硬化和喷丸处理以消除应力。末端圆锥式的设计在动力行程中提供了额外到钻孔表面积的钉钉。这导致了活塞和连杆装配额外的强度和耐久性。
3406C新在有一个大得多的轴承杆，更大，更强的连杆。事实上，更宽的3406C轴承杆在同类型产品中有最大重型发动机承载能力。通过分散燃料负载到更大的表面积。任何级别上的承载能力，轴承的可靠性，和使用寿命都得到大大提高。
第 1 单元 1-2-7 发动机基础
第 2 课
活塞
图 1.2.7 活塞
活塞对于一台引擎的设计，寿命，整体性能都至关重要。卡特彼勒3406B引擎的三环活塞是铝合金铸造而成。以铸镍铁带压缩环。 镍铁带提供改进了的环槽强度和抗磨损。
三环活塞设计提供了优越的压缩和燃料控制。降低了磨损和热量堆积。这使得活塞，环，班轮寿命延长，同时降低了检修次数的维修成本。
活塞环为了强度和耐久性用球墨铸铁。燃料和中间是环铬涂层。最高环是等离子体涂层。 两种涂料都提供优良的耐磨性能。
第 1 单元 1-2-8 发动机基础
第 2 课
气缸套
图 1.2.8 气缸套
气缸套是一种铸造钼铁合金铸造。提供额外添加的硬度。每个气缸的内壁由感应热处理。然后内表面研磨成交叉纹路，以辅助油的控制。 O形圈用来密封气缸以阻塞冷却洞穴。气缸带是用来密封气缸的顶部。 因为发动机是坚硬的，这些密封仍然是固定的，提供了优良的气缸密封。
图 1.2.9 阀门
阀门
3406B发动机排气和进气阀门耐磨而寿命长。 排气阀使用三种材料做成。 杆部由硬质不锈钢制成。 顶部用提供了高温强度的特种合金钢制成。阀的底部表面由高温耐磨性硬合金制成。 进气阀门头和杆部由不锈钢制成。而且还加硬以耐磨损。
第 1 单元 1-2-9 发动机基础
第 2 课
图 1.2.10气门座圈
气门座圈
当阀门座变得陈旧或损坏，替换阀门座圈。 进气阀门座圈是不锈钢合金。排气阀门座圈是镍基合金。
每个阀门有一个旋转体。它使引擎在一个完整循环时，阀门对阀座有相对3°的偏离。 这保证磨损均匀以延长阀门寿命。并有助于防止阀烧毁。
图 1.2.11 凸轮轴
凸轮轴
凸轮轴是由特殊合金钢落锤锻造硬化。提高了可靠性和耐久性。 在安装过程中凸轮轴齿轮被加热和加强。
第 1 单元 1-2-10 发动机基础
第 2 课
图 1.2.12 BrakeSaver
BrakeSaver
3406B的有一个可以选用的BrakeSaver液压减速器。提供平稳，安静，高效的车辆刹车。该刹车节省器开发了360马力的减速能力。还能在长时间下坡道上保持发动机正常的温度。 刹车节省器的液压操作提供平稳，渐进式的啮合，减少了相对滑动的可能性。
通过减轻刹车的严重磨损（这种磨损有下坡刹车导致），刹车节省器延伸制动器衬片，鼓，轮胎的寿命。这样就减少了用户的维修费用。
图 1.2.13 燃油系统
燃油系统
3406B采用直喷式，涡旋式，高压燃料系统。该系统非常有效，导致了短期注射时间和出色的燃油雾化。 这样就降低了排放，提高了燃油经济性。
第 1 单元 1-2-11 发动机基础
第 2 课
燃料喷嘴
图 1.2.14 燃料喷嘴
喷油嘴可以现场更换。 在喷嘴顶部有六个洞，将流进燃烧室的高压燃喷成雾状。使燃料完整，高效地燃烧。
图 1.2.15 喷油泵
喷油泵
不需要调节每个缸的单独涡旋式喷油泵的平衡。不需要定期调整，也能保持燃油效率。
第 1 单元 1-2-12 发动机基础
第 2 课
弹簧/液压
图 1.2.16弹簧/液压正时提前角
速度敏感正时提前角机制优化性能。使起动容易。早些时候的3406B发动机使用弹簧/液压系统。 由于发动机转速增加，时序被液压用机油提前了。 由于发动机转速降低，大的弹簧推动时序机制朝减速位置向前。 弹簧/液压系统具有时序提前能力9度。
图 1.2.17液压时序提前
液压正时提前角
3406B引擎推出双液压自动时序提前。序号为4MG3600及以上。 在这一系统中，时序提前机制使用机油液压地向前或推迟。 由飞轮开动的短管阀控制时序机制的油量。这个充分液压系统具有时序提前能力12度。
第 1 单元 1-2-13 发动机基础
第 2 课
加速器
图 1.2.18 加速器
卡特彼勒3406B以全系列的加速器为特色。液压辅助的加速器在地势起伏地区基本保持稳定的速度。与汽车里的自动速度控制器相似。这样减少了调档和加速器转变。 改善了行程时间也减少驾驶员疲劳。
涡沦增压机
图 1.2.19 涡沦增压机
3406B涡轮增压器性能为每个马力级别匹配。 其惯性低的设计能对负荷要求迅速反应。同时为合乎发动机应用的海拔限制提供全额功率。 从而提高燃烧效率，使每加仑燃料有更多产能。
第 1 单元 1-2-14 发动机基础
第 2 课
引擎零部件位置
图 1.2.20 引擎零部件位置
位于引擎正面的是
• Air compressor drive cover: 空气压缩机驱动舱盖
• Timing advance cover: 时序提前盖
• Vibration damper: 减振器
• Coolant pump: 冷却泵
图 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: 涡轮增压器
• Exhaust manifold: 排气集管
• Oil filter: 滤油器
• Oil cooler: 冷却器
• Breather and tube assembly 通气和集合管
第 1 单元 1-2-15 发动机基础
第 2 课
图 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: 空气压缩机
• Injection lines: 喷油管路
• Hand priming pump: 手压泵
• Starter location: 启动位置
• Fuel filter: 燃油滤过器
• Fuel transfer pump: 燃料输送泵
• Fuel injection pump: 喷油泵
根据应用类型，引擎可能配备不同的燃油过滤器和启动泵位置安排。一些引擎有一个后冷却器。
图 1.2.23润滑油冷却器
润滑油冷却器
如果用到润滑油冷却器。润滑油冷却器被安装到引擎的右面。
第 1 单元 - 1 - 发动机基础
学生练习 1.2.1
课堂练习:
使用分发的手册 “柴油机引擎入门” (编号: TECB6005) 和 “引擎书”(编号: LEBQ9801 )写下以下零部件的功能:
气缸体:
机轴:
连轴杆:
活塞:
活塞环:
轴承:
气缸套/筒套:
涡沦增压机:
推杆:
升降机:
凸轮轴:
气门:
摇臂:
气缸盖:
燃料喷射器:
后冷却机:
减振器: