卡特发动机基本结构原理课件.ppt

1、卡特彼勒发动机工作原理卡特彼勒发动机工作原理发动机系统的组成发动机系统的组成 冷却系统冷却系统 润滑系统润滑系统 燃油系统燃油系统 进排气系统进排气系统 电气系统电气系统发动机的各个系统发动机的各个系统 冷却系统冷却系统 润滑系统润滑系统 燃油系统燃油系统 进排气系统进排气系统 电气系统电气系统冷却系统冷却系统50%的发动机故障是由冷却系统引起的。的发动机故障是由冷却系统引起的。水温表传感器水温表传感器 节温器节温器风扇风扇水泵水泵 散热器散热器机油冷却器机油冷却器冷却系统的组成：冷却系统的组成：水泵水泵散热器（水箱）散热器（水箱）冷却液冷却液节温器节温器水温表水温表风扇风扇机油冷却器机油冷却

2、器部件的功能部件的功能水泵水泵 当发动机运转时，水泵使冷却液持续不断地在冷却系统中流动。当发动机运转时，水泵使冷却液持续不断地在冷却系统中流动。散热器散热器 散热器把冷却液中的热量散发出来，降低冷却液的温度。散热器把冷却液中的热量散发出来，降低冷却液的温度。冷却液冷却液 冷却液是水、防冻液（乙二醇）和防锈剂的混合物。为了发动机正确的冷却液是水、防冻液（乙二醇）和防锈剂的混合物。为了发动机正确的冷却，冷却液的各成分必须维持在正确的比例。冷却，冷却液的各成分必须维持在正确的比例。节温器节温器 节温器在发动机运转时帮助发动机暖机，维持正确的冷却液和发动机的节温器在发动机运转时帮助发动机暖机，维持正确

3、的冷却液和发动机的温度。温度。水温表水温表 水温表指示出冷却液的温度，正常的冷却液温度一般在水温表指示出冷却液的温度，正常的冷却液温度一般在8899（190210 ）风扇风扇 风扇使流经散热器的空气量增加，使冷却液中的热量散发出来，降低冷风扇使流经散热器的空气量增加，使冷却液中的热量散发出来，降低冷却液的温度。风扇一般是由曲轴上的皮带轮通过皮带驱动的。却液的温度。风扇一般是由曲轴上的皮带轮通过皮带驱动的。机油冷却器机油冷却器 机油冷却器的作用是维持正确的发动机润滑油的温度。机油冷却器的作用是维持正确的发动机润滑油的温度。发动机发出的热能发动机发出的热能30%由排气带出由排气带出7%通过通过发动

4、机表发动机表面散出面散出33%传递到传递到曲轴去做有曲轴去做有用功用功30%通通过冷却过冷却系统散系统散出出30%燃油燃烧燃油燃烧产生的热能要产生的热能要通过发动机冷通过发动机冷却系统散发。却系统散发。冷却系统的作用冷却系统的作用冷却系统的主要作用是通过散出由燃烧和冷却系统的主要作用是通过散出由燃烧和摩擦产生的不能利用的热能，以维持正确的发摩擦产生的不能利用的热能，以维持正确的发动机温度。动机温度。 冷却液从发动机中较热的表面吸收热量，然后在流冷却液从发动机中较热的表面吸收热量，然后在流经散热器时把热量散发到大气中。经散热器时把热量散发到大气中。 冷却系统通过使用机油冷却器也维持了正确的发动冷

5、却系统通过使用机油冷却器也维持了正确的发动机润滑油温度。机润滑油温度。冷却系统的运行冷却系统的运行气缸体气缸体气缸套气缸套气缸头气缸头后冷器后冷器在带有涡轮增压器和后冷器的发动机上，从水泵出来的一在带有涡轮增压器和后冷器的发动机上，从水泵出来的一部分冷却液流向后冷器。在这里，冷却液用来冷却进气，使得更部分冷却液流向后冷器。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。的燃油，产生更大的功率输出。冷却系统中的压力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

6、，加压式的冷却系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。统可以提高冷却液的沸点，减少发动机零件的气蚀。海拔高度海拔高度米米英尺英尺海平面海平面冷却系统中的压力冷却系统中的压力水的沸点水的沸点气蚀的过程气蚀的过程过程过程结果结果冷却液的组成冷却液的组成 水水 用蒸馏水或去离子水，不要用自来水。用蒸馏水或去离子水，不要用自来水。 防冻液防冻液 30 60% 防锈剂防锈剂 3 6 %防冻液防冻液防锈剂补充罐防锈剂补充罐防锈剂防锈剂冷却系统的问题冷却系统的问题 一般情况下，发动机设计在一般情况下，发动机设计在88 88 9999（190

7、190 210210）的温度下运转。如果它们连续地在过冷或过热的情况的温度下运转。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。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），都会导致同样地在温度较低的情况下运转（过冷），都会导致同样的结果：的结果：超常的发动机磨损和损坏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。的发动机故障是由冷却系统引起的。冷却系统的问题冷却系统的问题过热过热 活塞卡死活塞卡

8、死 润滑油变稀润滑油变稀特点：只需很短的时间就能使特点：只需很短的时间就能使发动机产生严重的损坏。发动机产生严重的损坏。过热的症状过热的症状: S.O.S 高的磨损金属和氧化高的磨损金属和氧化 水温表上的读数变高水温表上的读数变高 气缸头开裂气缸头开裂 涡轮增压器故障涡轮增压器故障冷却系统的问题冷却系统的问题过冷过冷 超常的磨损超常的磨损 发动机寿命缩短发动机寿命缩短过冷的症状过冷的症状: S.O.S 高的磨损金属和没有氧化高的磨损金属和没有氧化 水温表上的读数变低水温表上的读数变低 磨损的轴瓦或活塞磨损的轴瓦或活塞检查冷却系统检查冷却系统 节温器节温器 水温表水温表 散热器和风扇散热器和风扇

9、 散热器密封盖散热器密封盖 皮带和皮带轮皮带和皮带轮 水泵水泵 冷却液冷却液正确正确错误错误错误错误发动机的各个系统发动机的各个系统 冷却系统冷却系统 润滑系统润滑系统 燃油系统燃油系统 进排气系统进排气系统 电气系统电气系统润滑系统润滑系统润滑系统的组成：润滑系统的组成：机油泵机油泵机油冷却器机油冷却器机油滤清器机油滤清器油尺油尺机油压力表机油压力表油底壳油底壳机油加注管机油加注管部件的功能部件的功能机油泵机油泵 只要发动机一运转，就使润滑油在发动机的润滑系统中连续不断地流动。只要发动机一运转，就使润滑油在发动机的润滑系统中连续不断地流动。机油冷却器机油冷却器 冷却液流经机油冷却器，使润滑油

10、中的热量传递到冷却液中。这样可以冷却液流经机油冷却器，使润滑油中的热量传递到冷却液中。这样可以降低润滑油的温度，保持润滑油的特性。降低润滑油的温度，保持润滑油的特性。机油滤清器机油滤清器 通过过滤出能损坏发动机零部件的金属颗粒和碎片来清洁润滑油。通过过滤出能损坏发动机零部件的金属颗粒和碎片来清洁润滑油。油尺油尺 用来检查曲轴箱中的机油量（机油油位）用来检查曲轴箱中的机油量（机油油位）机油压力表机油压力表 指出发动机在运转时，润滑系统中的压力。指出发动机在运转时，润滑系统中的压力。油底壳油底壳 用螺栓固定在发动机的底部，作为发动机润滑油的油箱。用螺栓固定在发动机的底部，作为发动机润滑油的油箱。机

11、油加注管机油加注管 用来加注润滑油用来加注润滑油润滑系统的运行润滑系统的运行1.机油泵机油泵2.机油冷却器机油冷却器3.机油滤清器机油滤清器4.气缸体中的气缸体中的润滑油道润滑油道润滑油的作用润滑油的作用 清洁清洁 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。部件。 冷却冷却 通过吸收和带走热量来冷却发动机的零部件。通过吸收和带走热量来冷却发动机的零部件。 润滑润滑 润滑油在两个有相对运动的零件之间形成一层薄的油膜，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来支承和分开它们。这样就

12、防止了能导致超常磨损的金属对金属的接触。属对金属的接触。润滑系统的问题润滑系统的问题润滑不足润滑不足 症状：症状： 低机油压力低机油压力 磨损的轴瓦磨损的轴瓦 导致原因：导致原因： 润滑油的粘度不正确润滑油的粘度不正确 润滑油的数量不够润滑油的数量不够 发动机过冷发动机过冷 在发动机起动后立即加速或加负载在发动机起动后立即加速或加负载润滑系统的问题润滑系统的问题润滑油污染润滑油污染 症状：症状： S.O.S 高的金属和硅元素高的金属和硅元素 用过的滤芯中有污染物用过的滤芯中有污染物 抓伤的轴瓦、活塞和活塞环抓伤的轴瓦、活塞和活塞环 乳化、变色的润滑油乳化、变色的润滑油 导致原因：导致原因： 润

13、滑油使用时间过长润滑油使用时间过长润滑系统的问题润滑系统的问题解决润滑油中的污染问题：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按保养时间表定期地更换机油和机油滤清器。油滤清器。 剖开用过的机油滤清器，检查在滤剖开用过的机油滤清器，检查在滤纸中有无金属颗粒。纸中有无金属颗粒。 定期油样化验（定期油样化验（S.O.S) 使用卡特彼勒的润滑油和滤芯使用卡特彼勒的润滑油和滤芯发动机的各个系统发动机的各个系统 冷却系统冷却系统 润滑系统润滑系统 燃油系统燃油系统 进排气系统进排气系统 电气系统电气系统燃油系统燃油系统燃油系统的组成：燃油系统的组成：燃油箱燃油箱燃油输送泵燃油输送泵高压油泵

14、壳体高压油泵壳体高压油泵高压油泵泵喷嘴泵喷嘴燃油滤清器燃油滤清器油水分离器油水分离器燃油压力表燃油压力表高压油管高压油管燃油箱燃油箱燃油输送泵燃油输送泵高压油泵高压油泵高压油管高压油管燃油压力燃油压力表表油水分离器油水分离器燃油粗滤清器燃油粗滤清器喷油嘴喷油嘴手动注油泵手动注油泵燃油细滤清器燃油细滤清器高压油泵壳体高压油泵壳体部件的功能部件的功能燃油箱燃油箱 储存燃油，沉淀燃油中的水和杂质。储存燃油，沉淀燃油中的水和杂质。燃油输送泵燃油输送泵 维持从燃油箱到发动机燃油系统有恒定的低压燃油流动。注意，维持从燃油箱到发动机燃油系统有恒定的低压燃油流动。注意，燃油输送泵与高压油泵有很大的区别。燃油输

15、送泵与高压油泵有很大的区别。高压油泵壳体高压油泵壳体 除了那些带有泵喷嘴的发动机，其它的发动机都带有一个高压油除了那些带有泵喷嘴的发动机，其它的发动机都带有一个高压油泵壳体，用来安装各个高压油泵（一个气缸对应一个高压油泵）。泵壳体，用来安装各个高压油泵（一个气缸对应一个高压油泵）。高压油泵高压油泵 一个气缸对应有一个高压油泵。它不象产生低压燃油的输送泵，一个气缸对应有一个高压油泵。它不象产生低压燃油的输送泵，高压油泵在高压下工作。喷射压力可达高压油泵在高压下工作。喷射压力可达 2800 20000 PSI（19290 137800 Kpa）。各个高压油泵计量正确的燃油数量、并在高压下）。各个高

16、压油泵计量正确的燃油数量、并在高压下泵送到高压油管和喷油嘴。泵送到高压油管和喷油嘴。泵喷嘴泵喷嘴 泵喷嘴其实是把一个高压油泵和一个喷油嘴结合成一个部件。使泵喷嘴其实是把一个高压油泵和一个喷油嘴结合成一个部件。使用了泵喷嘴后，省去了高压油泵和喷油嘴之间的高压油管，这样用了泵喷嘴后，省去了高压油泵和喷油嘴之间的高压油管，这样就可以采用更高的喷射压力。就可以采用更高的喷射压力。部件的功能部件的功能燃油滤清器燃油滤清器 燃油首先经过一个粗滤清器，然后再经过一个细滤清器过滤。干净燃油首先经过一个粗滤清器，然后再经过一个细滤清器过滤。干净的燃油对于高压油泵来说非常关键，高压油泵中某些零件之间的间的燃油对于

17、高压油泵来说非常关键，高压油泵中某些零件之间的间隙只有千分之几英寸，非常细小的脏物都会导致损坏。隙只有千分之几英寸，非常细小的脏物都会导致损坏。油水分离器油水分离器 油水分离器用来防止由被水污染后的燃油引起的锈蚀。所有油水分离器用来防止由被水污染后的燃油引起的锈蚀。所有3208发发动机都带有油水分离器。注意：油水分离器不是所有发动机上的标动机都带有油水分离器。注意：油水分离器不是所有发动机上的标准设备，应该在使用含水燃油的发动机上安装油水分离器。准设备，应该在使用含水燃油的发动机上安装油水分离器。燃油压力表燃油压力表 燃油压力表用来测量在细滤清器之后的燃油压力。燃油压力表用来测量在细滤清器之后

18、的燃油压力。高压油管高压油管 在高压油泵和喷油嘴之间的管路。在预燃式和直喷式发动机上，高在高压油泵和喷油嘴之间的管路。在预燃式和直喷式发动机上，高压油管用来输送高压燃油。而泵喷嘴则把高压油泵包含在喷油器之压油管用来输送高压燃油。而泵喷嘴则把高压油泵包含在喷油器之中，所以它们不需要高压油管。中，所以它们不需要高压油管。燃油系统的运行燃油系统的运行1. 燃油箱燃油箱2.油水分离器油水分离器3.燃油粗滤清器燃油粗滤清器4.燃油输送泵燃油输送泵5.燃油细滤清器燃油细滤清器6.高压油泵或泵喷嘴高压油泵或泵喷嘴喷射的方式喷射的方式直喷式直喷式预燃式预燃式燃油系统的问题燃油系统的问题供油不足供油不足 症状：

19、症状： 发动机功率不足发动机功率不足 燃油压力太低燃油压力太低 导致原因：导致原因： 堵塞了的燃油滤清器堵塞了的燃油滤清器燃油不正确燃油不正确 症状：症状： 起动困难起动困难 发动机熄火发动机熄火 燃油的选择：燃油的选择： 干净、不含水和污染物干净、不含水和污染物 使用与气温相适应的燃油牌使用与气温相适应的燃油牌号号 注意燃油中的含硫量与润滑注意燃油中的含硫量与润滑油中的总碱值（油中的总碱值（TBN）相适）相适应。应。燃油系统的问题燃油系统的问题供油过多供油过多 症状：症状： 冒黑烟冒黑烟 燃油消耗量增加燃油消耗量增加 S.O.S 表明润滑油中含有燃油表明润滑油中含有燃油 导致原因导致原因：

20、燃油设定过高燃油设定过高 空燃比控制器调整错误空燃比控制器调整错误 坏的喷油嘴坏的喷油嘴发动机的各个系统发动机的各个系统 冷却系统冷却系统 润滑系统润滑系统 燃油系统燃油系统 进排气系统进排气系统 电气系统电气系统进排气系统进排气系统进排气系统的组成进排气系统的组成： 预滤器预滤器 空气滤清器空气滤清器 空气滤清器保养空气滤清器保养指示器指示器 涡轮增压器涡轮增压器 后冷器后冷器 进气和排气总管进气和排气总管 消声器消声器预滤器预滤器空气滤清器空气滤清器消声器消声器排气总管排气总管涡轮增压器涡轮增压器空气滤清器保空气滤清器保养指示器养指示器气缸气缸部件的功能部件的功能预滤器预滤器过滤掉进气中较

21、大的脏物和碎片过滤掉进气中较大的脏物和碎片空气滤清器空气滤清器防止进气中的污染物和灰尘进入发动机防止进气中的污染物和灰尘进入发动机空气滤清器保养指示器空气滤清器保养指示器指示进气经过空气滤清器的阻力。用它可以精确地确定更换空气滤清器的时间，指示进气经过空气滤清器的阻力。用它可以精确地确定更换空气滤清器的时间，每台发动机都应该有一个。每台发动机都应该有一个。涡轮增压器涡轮增压器利用排气的能量带动涡轮，涡轮又带动压气轮压缩进气，将更多的进气压入气利用排气的能量带动涡轮，涡轮又带动压气轮压缩进气，将更多的进气压入气缸中以燃烧更多的燃油，增加发动机的功率输出。缸中以燃烧更多的燃油，增加发动机的功率输出

22、。后冷器后冷器后冷器用来冷却经涡轮增压器压缩后，还没进入气缸的进气。这样可以增加进后冷器用来冷却经涡轮增压器压缩后，还没进入气缸的进气。这样可以增加进气的密度，因此更多的进气能被压入气缸。气的密度，因此更多的进气能被压入气缸。进气和排气总管进气和排气总管进气和排气总管直接与气缸头连接。进气总管把从空气滤清器或涡轮增压器来进气和排气总管直接与气缸头连接。进气总管把从空气滤清器或涡轮增压器来的干净空气分配进各个气缸；而排气总管从各个气缸收集排气，并把排气引向的干净空气分配进各个气缸；而排气总管从各个气缸收集排气，并把排气引向涡轮增压器或消声器。涡轮增压器或消声器。消声器消声器消声器降低排气引起的噪

23、音水平。消声器降低排气引起的噪音水平。进排气系统的运行进排气系统的运行四冲程发动机的进排气过程四冲程发动机的进排气过程进气进气排气排气动力动力压缩压缩涡轮增压器的工作原理涡轮增压器的工作原理利用排气的能量来压缩进气利用排气的能量来压缩进气压气轮压气轮涡轮涡轮去烟囱去烟囱排气排气去气缸去气缸轴轴进气进气进气进气排气排气气缸气缸后冷器后冷器涡轮涡轮去气缸去气缸压气轮压气轮排气排气进排气系统的问题进排气系统的问题进气不足进气不足症状：症状： 冒黑烟冒黑烟 发动机功率不足发动机功率不足 起动困难起动困难导致原因：导致原因： 空气滤清器堵塞空气滤清器堵塞 涡轮增压器故障涡轮增压器故障 后冷器堵塞后冷器堵

24、塞 排气阻力太大排气阻力太大进气污染进气污染症状：症状： 高的机油消耗量高的机油消耗量 零件磨损零件磨损 活塞环活塞环 气缸套气缸套 轴瓦轴瓦 涡轮增压器中的零件涡轮增压器中的零件导致原因：导致原因： 进气管路有开裂或小孔进气管路有开裂或小孔 进气管路中的接头松动进气管路中的接头松动 开裂的空气滤清器开裂的空气滤清器机油消耗和窜气机油消耗和窜气机油消耗和窜气机油消耗和窜气进气进气排气排气动力动力压缩压缩发动机的各个系统发动机的各个系统 冷却系统冷却系统 润滑系统润滑系统 燃油系统燃油系统 进排气系统进排气系统 电气系统电气系统电气系统电气系统电池电池断路开关断路开关交流发电机交流发电机预热塞预热塞接地接地起动马达起动马达部件的功能部件的功能 电池电池 存储电能存储电能 交流发电机交流发电机 产生电能、给电池充电。在交流发电机中有一个电产生电能、给电池充电。在交流发电机中有一个电压调节器。压调节器。 起动马达起动马达 由电池中的电能驱动，用起动发动机由电池中的电能驱动，用起动发动机 预热塞预热塞 预热燃烧室中的空气，以使发动机容易起动。只用预热燃烧室中的空气，以使发动机容易起动。只用在预燃式发动机中。在预燃式发动机中。发动机系统的组成发动机系统的组成 冷却系统冷却系统 润滑系统润滑系统 燃油系统燃油系统 进排气系统进排气系统 电气系统电气系统