cat发动机培训教程课件

1、卡特彼勒C9/C13发动机 编辑:顾 兴 中 2008/5第1页，共76页。卡特彼勒燃油系统的发展第2页，共76页。 高压油泵-高压油管-喷油器燃油系统第3页，共76页。 MUI燃油系统第4页，共76页。 EUI燃油系统第5页，共76页。 HEUI燃油系统第6页，共76页。EUI燃油系统的特点燃油喷射压力高，精确的燃油量控制，排放低使用电子调速器，能够对发动机速度进行精确控制快速的冷起动性能进行精确的空燃比控制，减少冒黑烟发动机自我诊断和保护额定输出增加减少了机械运动部件，调整维修方便通过电子诊断工具，方便的对系统进行测试和调整第7页，共76页。第8页，共76页。 C9/C13都采用了ACER

2、T技术第9页，共76页。第10页，共76页。 功能强大的燃油系统ECM1、为发动机电子元件提供电源 2、通过各种传感器监视发动机 的工作状态3、燃油控制计算机（电子调速器控制发动机转速）4、记录发动机的各种故障5、先进的电子诊断工具 6、根据需要控制参数可编程7、发动机电路的控制第11页，共76页。第12页，共76页。 C13技术参数A-排气门B-进气门第13页，共76页。 发动机缸径. . . 130.0 mm 发动机行程 . . . 157.0 m排量 . . . 12.5L气缸排列方式 . . . 直列 每缸气门数 . . . 4 进气门间隙. . . . 0.38 mm (0.015

3、inch) 排气门间隙. . . . 0.64 mm (0.030 inch) 点火次序 (喷油顺序) . . . 1, 5, 3, 6, 2, 4 从飞轮端看曲轴的旋转方向 . . . 逆时针第14页，共76页。 C13燃油系统第15页，共76页。 喷油器的驱动喷油器的驱动是采用凸轮轴的动力驱动的。采用的是不锈钢喷油器套。第16页，共76页。电子单体喷油器的驱动1、调整螺钉2、摇臂总成3、电子单体喷油器 4、凸轮轴1、调整螺钉2、摇臂总成3、电子单体喷油器 4、凸轮轴第17页，共76页。（M）EUI第18页，共76页。电子单体喷油器1、弹簧 2、和ECM相连的电磁阀 3、电磁阀总成 4、推杆

4、 5、柱塞筒 6、密封 7、密封 8、弹簧 9、间隔器 10、喷油器体 11、单向阀第19页，共76页。 喷油器部件第20页，共76页。 喷油嘴的工作喷油器关闭状态压力开始上升喷油器开启状态第21页，共76页。 喷射前 推杆在摇臂的作用下向下运动，柱塞下腔的油被压缩。柱塞下腔的油有两个出路，一个是从喷油嘴处流到气缸燃烧室中，但是电磁阀此时没有通电，处于开启状态，柱塞下腔的油建立不起压力不能够打开喷油嘴；另一个是从电磁阀处流走，电磁阀此时没有通电，处于开启状态，柱塞下腔的油会全部从电磁阀处流走。第22页，共76页。 喷射当ECM根据输入信号决定开始喷油时，它会向电磁阀发送一个电流，电流的电压大约

5、是90伏。由于电磁阀通电，在电磁线圈中产生磁场，吸引衔铁向上运动，使阀芯关闭燃油回油箱的通道。此时在柱塞下的燃油压力上升。当压力上升到喷油嘴的开启压力时，就开始向气缸燃烧室内喷油。第23页，共76页。溢出（回流） 当喷入到气缸中的燃油到达期望的燃油量时，ECM会将电磁阀的电断掉，阀芯在回位弹簧的作用下回到开启状态，柱塞下腔的燃油会通过电磁阀流出，压力降低，喷油嘴在弹簧的作用下关闭，喷油停止。第24页，共76页。 充油 当凸轮轴的凸轮处于下降行程时，推杆在推杆弹簧的作用下向上运动。由于喷油嘴关闭，随着柱塞向上运动，柱塞下腔燃油的压力会降低，于是在气缸缸头内燃油道的燃油会通过电磁阀流到柱塞下腔，充

6、满喷油器，为下一次喷射作准备。从喷油器的喷射过程可以看出：喷油正时决定于燃油开始喷射的时间，也决定于电磁阀开始通电的时间，只要ECM控制电磁阀开始通电的时间就可以精确的控制燃油的正时。喷油量决定于燃油喷射持续的时间，也决定于电磁阀开始通电和结束通电的时间差。只要ECM控制了电磁阀开始通电和结束通电的时间差就可以精确的控制喷油量。第25页，共76页。 电控系统部件的位置第26页，共76页。电控系统部件的位置第27页，共76页。 C-9发动机系统运行第28页，共76页。 发动机气缸和气门的布置C-9发动机为直列六缸式布置，缸径为112mm，行程为149mm，排量为8.8升，点火顺序为1、5、3、6

7、、2、4。第29页，共76页。 机油冷却器机油冷却器放置在机体内部。这种设计就减轻了发动机的重量，并减少了机油泄漏的可能性。第30页，共76页。C-9 缸体更高强度的缸体和缸盖。增加了气缸的压力，有更好的燃油经济性。加强的飞轮壳体连接，提高了寿命。加强筋重载荷设计，降低了噪音第31页，共76页。C-9 缸套中间承载式湿式缸套设计，可以使活塞的活塞环槽的位置更高，提高了燃油经济性，降低了排放。淬硬的缸套，更加光滑的缸壁，更高强度的灰口铸铁提高了寿命。可更换的缸套更方便于维修。第32页，共76页。 C9连杆该图显示的是断裂的连杆。连杆是在加工过程中故意让其断裂的，目的是为了防止连杆的两个接触面不会

8、被腐蚀或产生侧移。注意：在拆装连杆时避免造成两个接触面的损坏。如果两个接触面有任何一处损坏都应该更换新的连杆。如果损坏接触面，造成轴承的变形，会引起滑动轴承在连杆大端转动。第33页，共76页。 活塞第34页，共76页。在安装时注意：1、第一、二道气环上有“UP-1”和”UP-2” 的一面朝上。2、在安装油环时，使弹簧的开口和外面环的开口错开180度。3、安装活塞环时，三道环的开口错开120度。第35页，共76页。C-9发动机燃油系统第36页，共76页。HEUI是利用液压驱动的电控单体喷油器。HEUI利用高压的发动机机油来驱动液压柱塞。HEUI利用压力为625MPa的机油来驱动喷油器。HEUI的

9、工作原理和液压缸的工作原理相似，利用喷油器的增压活塞使增加液压驱动压力，通过增加液压驱动压力就可以使HEUI喷油器产生非常高的喷射压力，压力的增加是通过将高压的压力作用在活塞上实现的 。增压活塞的面积大约是喷射柱塞的面积的6倍。高压的液压油压力就通过增压活塞推动增压柱塞，使喷油器开始喷射。喷射的压力大约为驱动压力的六倍。较低的机油驱动压力就产生较低的燃油喷射压力，高的机油驱动压力就会产生高的燃油喷射压力。第37页，共76页。液压泵压力调节器液压泵调节器在液 压泵的内部。压力调节器是一个可以实现压力精确控制的控制阀，它通过控制液压泵的输出流量来控制液压泵的输出压力。ECM内部的性能图谱就包括了在

10、发动机各种工况运行时的理想喷射驱动压力值。ECM输出控制电流到压力调节器，时实际的喷射驱动压力等于期望的喷射驱动压力。液压泵压力调节器是将来自ECM的控制电流信号转变为能够控制液压油输出流量和压力的滑套机械运动的装置。第38页，共76页。HEUI-B喷油器的组成HEUI喷油器由以下三个部分组成：上端：控制部分中间：增压部分下端：喷射部分第39页，共76页。喷油器控制部分喷油器控制部分由以下部件组成：电磁线圈回位弹簧衔铁提升阀滑阀滑阀弹簧增压活塞单向阀第40页，共76页。喷油器增压部分喷油器增压部分由以下部件组成：增压活塞回位弹簧喷油柱塞柱塞腔体第41页，共76页。喷油器喷射部分喷油器喷射部分由

11、以下部件组成：喷油嘴体限位器单向阀活塞阀套进油单向阀喷油嘴弹簧回油单向阀喷油嘴针阀喷油嘴第42页，共76页。HEUI-B喷油器的工作过程喷油器是按照以下五个阶段分段喷射的：喷射前的阶段；先导喷射阶段；喷射延迟阶段；主喷射阶段；燃油充注阶段。第43页，共76页。发动机燃油系统的维护保养工作1、燃油箱杂质和水的排放2、滤芯的更换3、油水分离器的放水4、燃油箱盖的清洗和检查5、燃油系统中排气第44页，共76页。燃油过滤器的更换1、堵头 2、手油泵 3、燃油过滤器是否需要在新换上的滤芯内装油？过滤器的上紧方法。第45页，共76页。燃油初级过滤器/水分离器1、滤芯 2、碗状物 3、防水口可在这个过滤器中

12、预先加满柴油以方便起动。第46页，共76页。发动机对柴油的要求建议燃烧分馏柴油(轻柴油)一般满足中国国标要求的轻柴油均能满足卡特彼勒对柴油的要求尽量选择质量可靠的柴油供货商定期向柴油供货商索取柴油成份报告国内柴油往往含水与沉淀物较高，建议安装粗滤器/油水分离器，并定期排除水与沉淀物第47页，共76页。杂质对阀芯的磨损由于喷油器的电磁阀的阀芯每秒钟要动作十几次，如果在燃油中有杂质，会导致阀芯的磨损。以上右图是一个新阀芯和一个由于杂质导致的磨损的阀芯。第48页，共76页。高效燃油过滤器卡特彼勒高效燃油过滤器的过滤精度为2微米，而一般的过滤器的精度为5微米。研究证明，造成部件磨损的杂质颗粒的大小为5

13、7微米。另外过滤器的过滤效率和寿命也是过滤器的重要参数。卡特彼勒高效过滤器的过滤精度为98%，而一般的为50%。第49页，共76页。1微米有多大第50页，共76页。水对燃油系统的影响第51页，共76页。电子维修工具 ET便携式电脑适配器连接电缆应用软件第52页，共76页。ET功用ET可以进行：显示发动机各参数的实时数值；喷油器电磁阀测试；断缸测试；识别现时故障；识别历史故障；识别历史事件；显示发动机配置；更改客户可编程参数；刷新新软件（客户ET无此功能）；打印配置和测试结果以进行更深入的分析。第53页，共76页。涡轮增压器2、中冷器芯 4、从涡轮增压器出来的排气 5、涡轮增压器涡轮侧 6、涡轮

14、增压器压气轮侧 10、排气歧管 11、排气门 12、进气门 13、空气进气第54页，共76页。 涡轮增压器在发动机起动后不要立即将发动机加速，要低怠速运行一段时间；机器停止时，也要让机器怠速运行一段时间。第55页，共76页。涡轮增压器废气门15、涡轮增压器废气门驱动装置16、驱动拉杆第56页，共76页。发动机进排气系统的维护保养工作1、滤芯的更换/清洗2、堵塞状况指示器的检查3、曲轴箱呼吸器的清洗4、空气过滤器预先过滤器的清洗第57页，共76页。气门和气门机构1、气门过桥 2、气门旋转器 3、摇臂 4、推杆 5、气门弹簧 6、气门 7、气门导管8、凸轮轴 9、举升器或从动器 第58页，共76页

15、。 寻找1缸上止点拆下正时孔上的螺堵，将正时销插入正时孔中，用转车工具按照发动机正常的旋向转动飞轮，直到正时销和飞轮上的正时孔结合。拆开气门机构的盖子，检查1缸气门是否都处于关闭状态。如果都处于关闭状态，此位置即为1缸压缩上止点。1、飞轮壳体 2、正时销位置 3、盖板螺钉 4、盖板第59页，共76页。气门间隙的调整次序发动机1缸上止点检查/调整的气缸号进气门排气门C-12压缩冲程1-2-43-5-6排气冲程1-3-52-4-6气门间隙0.38 0.08 mm 0.64 0.08 mm锁紧螺母力矩25 7 Nm (22 5 lb ft). 第60页，共76页。冷却系统1、温度调节器壳体2、散热器

16、3、旁通管4、水泵5、机油冷却器6、回水歧管7、进水歧管8、缸头9、缸套第61页，共76页。温度调节器第62页，共76页。减少冷却系统故障超过50%的发动机损坏是由冷却系统故障引起的使用正确的起动程序在发动机达到正常工作温度之后，再给发动机加负荷。清除散热器和风扇上的外来物检查散热器盖上的密封 确保橡胶密封没有损坏每天检查水泵有无漏水或漏油选用正确的冷却液Atlascopco长寿命冷却液第63页，共76页。 冷却液Atlascopco柴油发动机冷却液水+防冻液+冷却液增补添加剂（36%）添加剂作用：防锈、防腐、防气蚀、防水垢、防矿物质沉淀，防泡抹在发动机工作期间，添加剂会损耗，应添加防冻液的比

17、例: (水：防冻液）70%：30%（-15） 60%：40%（-23） 50%：50%（-37） 40%：60%（-51）第64页，共76页。水的沸点防冻液的含量对沸点的影响含量%沸点（摄氏度）2010330104401065010860111第65页，共76页。 穴蚀第66页，共76页。穴蚀的形成第67页，共76页。水箱盖第68页，共76页。温度调节器全开温度92，开度不小于10.4mm（具体的温度要看温度调节器上所标明的数值）第69页，共76页。发动机过热第70页，共76页。润滑系统为发动机运动部件提供一定压力的润滑油实现液力摩擦(而非接触式摩擦)为发动机冷却系统不能或很难冷却到的部件进行冷却为发动机部件进行表面清洁提供某些发动机部件的液压动力第71页，共76页。1、活塞冷却喷嘴 2、中缸体内的主油道 3、机油压力传感器 4、流到气门机构的机油 5、凸轮轴轴颈 6、机油过滤器旁通阀 7、主轴承（曲轴） 8、信号油管 9、主机油过滤器 10、机油