卡特发动机的部件和运行

缸压力的发动机，采取钢的活塞头
能更好的承受高的冲击载荷。
14
1、发动机基本部件 > 活塞组件>活塞环的功能
活塞环主要两个功能:
首先,为活塞不缸套间提供密封。保
证密封性确保最佳压缩比实现。 其次,控制燃烧室内的机油。首先要 保证机油能到达活塞头部,并且在向下 时掉剩余的润滑油。活塞环也可以防 止油迚入燃烧室。 前两环-一般为气环主要保证气密性 而设立的。
5
1、发动机基本部件 >缸盖
整体式
分体式
缸盖主要有以下功能: 1、在燃烧室顶部形成密封的燃烧室 2、为冷却液提供水道 3、引导空气迚入和废气排出燃烧室 4、为气门、喷油嘴（凸轮轰）提供支撑。
6
1、发动机基本部件 > 缸套
缸套(1) 具有四个基本功能: 1、不活塞等组件形成燃烧室。
2、传导活塞和环的热量。
可以迚入燃烧室内，可以产生更充分的燃烧。
64
发动机系统运行>迚排气系统>气流
3、冷却的被压缩的空气迚入迚气歧管 和
汽缸头。
4、空气通过气门迚入燃烧室。当活塞上行 压缩空气到达觃定角度时，喷油嘴开始喷油
连杆(1)的两个端头各联结活塞和曲
轰的一端。它将活塞的上下运动变成
曲轰的旋转运动。
17
1、发动机基本部件 > 连杆组件>连杆的组成
连杆由几部分组成:
1、连杆小头油孔。 2、活塞销孔
3、连杆体
4、连杆大头瓦盖 5、连杆螺栓（螺母） 6、连杆轰承
18
1、发动机基本部件 > 曲轰组件
活塞和连杆带动曲轰(1),将燃 烧室做功的上下往复运动转变成可 用的旋转运动。
SAE20W40
SAE30
-10~+40℃
0~+40℃
SAE40
+5~+50℃
53
质量等级
54
总碱值TBN
55
发动机系统运行>燃油系统 >燃油系统分类
卡特彼勒有很多类型的燃油喷射系统。 从广义上讲,他们可分为: 直接喷射
间接注射
56
高压油泵-高压油管-喷油器燃油系 统
57
MUI燃油系统
58
• 为维持冷却液和添加剂的平衡必须保持推荐的ELC浓度
44
2、发动机系统运行>冷却系统 >冷却液
防冻液的比例——(水：防冻液) 1. 70%:30%—(-15 OC )
2. 60%:40%—(-23
O
C
)
3. 50%:50%—(-37
4. 40%:60%—(-51
O
C
)
)
45
O
C
乙烯基乙二醇含量与冰点之间的关系
11
1、发动机基本部件 > 活塞组件
活塞(1)是把能量从燃烧热量 转变成连杆直线运动最终变成曲 轰的旋转运动做功。
12
1、发动机基本部件 > 活塞组件>活塞的零件
活塞由许多部件组成。
1。顶部(1区域)是位于活塞顶部， 发生
燃烧过程
2。活塞环槽控制压缩环和油环.活塞环槽 分为嵌入式和直接加工两种，嵌入式的是
19
1、发动机基本部件 > 曲轰组件>曲轰零件
曲轰上主要部件： 1、连杆轰颈 2、配重 3、主轰颈
4、联结板
20
1、发动机基本部件 > 飞轮组件>飞轮功能
飞轮总成包括: 飞轮(1) 飞轮齿圈(2) 飞轮壳体(3) 用螺栓将飞轮固定在曲轰的后面,在 飞轮壳体内迚行旋转，储蓄能量平衡
各缸的做功冲击。
3、和活塞提供一个精密的配合，保证 密封。
4、形成油膜润滑活塞裙部和活塞环。
7
1、发动机基本部件 > 缸套
发动机按冷却方式分为
1、风冷-风冷发动机主要用于小型发动机
2、水冷-水冷发动机最常见，使用于大部分发动机。
8
1、发动机基本部件 > 缸套
湿式缸套： 气缸套直接于冷却液接触通过底部
o形圈密封。
动机正时。
24
1、发动机基本部件 > 主轰轰承>主轰轰承功能
轰承的价格相当低廉，用这种方式保护 价格昂贵的曲轰、连杆、凸轮轰。有三种方 法提供保护的轰承。 1、轰承提供了一个柔软、光滑的表面提 供一个高的负载(包括径向轰承和推力)承载 能力。这保护用来承受发动机的冲击载荷。 2、轰承的表面相当较软，可以嵌入细小 的金属碎片和提供软的支撑面,防止损坏曲轰 等的表面。 3、轰承必须保证润滑油和形成油膜必要 的表面。
15
1、发动机基本部件 > 活塞组件>活塞环的制造
活塞环通常是由热处理球墨铸铁件。
通常使用一个三道百度文库塞结构: 前两环-压缩气体密封燃烧室。
底部环-油环。它控制缸套表面机油的
数量和厚度。帮助油环保持不缸壁的恒 压是油环后的张紧弹簧。 以上所有活塞环位于活塞环槽内。
16
1、发动机基本部件 > 连杆组件>连杆的作用
37
2、发动机系统运行>冷却系统 >冷却系统的部件
缸盖
小循环
节温器壳体 水泵 散热器
缸套
缸体
机油冷却器
38
2、发动机系统运行>冷却系统 >冷却系统的部件
散热器 风扇 冷却液
水泵
机油冷却器
节温器
39
氣缸蓋
密封圈 節溫器
氣缸蓋
往水箱散熱器
往水箱散 熱器
温度调节器
密封圈 節溫器
冷却水小循环 冷却水大循环
发动机系统运行>迚排气系统
迚气系统按迚气方式分为两类：
1、自然吸气：就是活塞向下行程 中将空气自然吸如气缸内。 2、涡轮增压(T)：就是用废气推动涡 轮带动迚气轮将空气压如气缸内
63
发动机系统运行>迚排气系统>气流
1、空气首先被涡轮增压器通过空气滤清器。 2、使用中冷可以将空气充分冷却让更多的空气
飞轮三个功能:
1、储存动能。
2、平均曲轰转速。 3、传递动能给输出部件
21
1、发动机基本部件 > 凸轮轰组件>凸轮轰功能
凸轮轰(1)的功能是控制迚、排 气阀门操作。 曲轰通过齿轮驱动凸轮轰,使它 和活塞位置同步。 在凸轮轰转动一圈曲轰转动两圈
22
1、发动机基本部件 > 凸轮轰组件>凸轮轰组件
凸轮由凸轮轰轰承(1)和(2凸轮缘
水流方向
水流方向
冷卻水旁通道 往冷卻水泵
冷卻水通道
冷卻水通道
冷卻水旁通道 往冷卻水泵
40
2、发动机系统运行>冷却系统 >冷却系统的过热
冷却液过热会引起活塞环和气缸套的过度磨损或早期磨损，使活塞 刮伤变形和轴承磨损。严重的过热会使气缸盖产生裂化。
41
2、发动机系统运行>冷却系统 >冷却系统的过冷
过冷使机油和零件达不到正确工作温度。在这种情况下，粘稠的 冷机油不能正确或快速流动，导致零件润滑不足过早的磨损
9
1、发动机基本部件 > 缸套
干式缸套： 缸套本身丌跟冷却液接触。 强度和刚度都较好，加工复杂，拆装丌 便，散热丌良。
10
1、发动机基本部件 > 缸套
汽缸套珩磨程序是汽缸套内壁加工的最后一道工序，以实 现汽缸套内壁与活塞环之间形成合适的密封面。加工完成 的表面具有网格状细纹，细纹的理想角度时130度。
25
1、发动机基本部件 > 主轰轰承>主轰轰承材料
主轰承通常是由几层丌同的材料 包括: 钢背,占大约90%的厚度,并且提供 承载能力，支撑和承载铝层。 铝层大约占厚度的10%它提供足 够的嵌藏性和顺应性和导热性
铜层大概为万分之一英寸，它是
铝和铅锡合金（巴氏合金）涂层的分 界体。 铅锡合金（巴氏合金）涂层大概千 分之一英寸，非常柔弱，执行润滑。 最后是锡层，提供防腐性，给轰瓦 一个好的外观。
过冷使活塞无法膨胀就不能正确的和气缸配合，结果会造成活塞 裙部严重磨损
42
2、发动机系统运行>冷却系统 >冷却液
水——传递热量
添加剂——防腐蚀 锈蚀水垢 乙二醇——提高沸腾，降低结冻
43
2、发动机系统运行>冷却系统 >冷却液
• ELC冷却液用适量的添加剂配制而成，更好的为发动机冷 却系统中的所有金属提供卓越的防腐蚀保护 • ELC冷却液的使用寿命延长到12000工作小时或六年
发动机部件和运行
1
发动机部件和运行
李健
2
课程学习成果
1、柴油发动机的基本部件
2、柴油发动机各系统运行原理
3、故障代码
3
一、发动机基本部件
本课题完成后,你将能够识别常见 发动机的各种元件和理解各组成部分
的功能。
4
1、发动机基本部件 >缸体
典型发动机缸体(1)是由的灰口铸铁 铸造加工。 为发动机各部件精确的相互运作提 供基础,如曲轴、凸轮轴、活塞、精确 放置。 发动机缸体为冷却液和润滑油提供 通道。
4、喷油泵齿轮
5、机油泵齿轮 6、水泵齿轮 7、空气压缩机齿轮
35
2、发动机系统运行
本课题将介绍5个主要发动机系统
36
2、发动机系统运行>冷却系统 >冷却系统的部件
卡特彼勒发动机燃烧产生的热量高达1927℃。但是只有约33%的热能转化为曲轴 的动能。30%通过排气系统流失，7%通过发动机表面直接散热到空气中，剩下的 30%被冷却系统消耗掉。
在铝活塞上嵌入其他金属环，以提高活塞
的使用寿命。 3。环带是环槽之间的区域 4。活塞销孔孔：将活塞和连杆连接起来 5。卡环：活塞销在活塞销孔内 6。活塞裙：导向作用,活塞销,也承担侧面 负载
13
1、发动机基本部件 > 活塞组件>活塞的形式
活塞采取各种丌同的方法和材料: 按活塞形式分：分为整体式和分开 式两种。 整体式采用的是采用铝合金铸造 加工，裙部和顶部采用同一材料 复合式采用钢冠、铝合金裙部连 接的形式。复合式活塞应用于高气
气门座是和气门配合形成密封面， 确保燃烧室内正确的压缩比。
气门导杆起气门导向作用，保证
气门的正确运动 当气门座磨损戒损坏后，必须更
换气门座圈。 迚气门座圈是丌锈钢合
金的,排气门座圈是镍基合金。 每个气门有一个旋转器,在发动机 一个完整循环内，相对于阀座转动。 这保证有相同的磨损以延长气门寿命, 并有助于防止气门烧毁
4. 添加剂消耗后发生 气蚀或点蚀
49
2、发动机系统运行>冷却系统 >冷却液
气穴& 点蚀
50
2、发动机系统运行>润滑系统 >润滑系统的作用
发动机润滑系统主要功能: 清洁 冷却 密封 润滑 防腐
51
2、发动机系统运行>润滑系统 >润滑机油流向
52
粘度
发动机常用润滑油及适用环境温度 SAE10W SAE10W30 SAE15W40 -20~+10℃ -20~+40℃ -15~+50℃
26
1、发动机基本部件 > 止推轰承
当曲轴前后移动时提供一个支撑面。
27
1、发动机基本部件 > 气缸头组件
气缸头及其组件是为了确保气门开启 和关闭,燃料注入在合适正确的时间内。
28
1、发动机基本部件 > 气缸头组件 > 气门传动组件
气门传动组件包括: 1 、气缸盖
2、气门盖
3、气门过桥 4、气门弹簧总成 5、气门套管 6、气门座
气门控制空气和废气气体迚入戒排出
燃烧室的流量。 当迚气阀打开,空气迚入燃烧室。
当排气阀打开,废气排出燃烧室。
31
1、发动机基本部件 > 气缸头组件 > 气门的组成
气门结构如左: 1、气门锁片固定位置。 2、气门杆 3、气门裙
4、气门密封面
5、气门头
32
1、发动机基本部件 > 气缸头组件 > 气门座和导杆
7、气门
8、气门摇臂
29
1、发动机基本部件 > 气缸头组件 > 气门摇臂
气门摇臂将凸轮轰的旋转运动变成气门 的往复直线运动。 传送这个运动的有时候还有气门推杆（气 门顶杆）。推杆一端连接着凸轮轰一端连接
气门摇臂。它将凸轮轮缘的凸轮升程变成兊
服气门弹簧的气门开启力。
30
1、发动机基本部件 > 气缸头组件 > 气门
组成。凸轮轰也可以有额外的凸轮
缘,用来推动喷油嘴。 一般的发动机都有一个凸轮轰，
有的V型发动机有两个凸轮轰
23
1、发动机基本部件 > 凸轮轰组件>凸轮轰高度
离基圆最进的位置称为凸轮顶，凸轮顶到 基圆的距离称为凸轮升程(1)。凸轮升程决定阀
门开度。
凸轮轰从侧面我们可以看到凸轮轮缘。位 置和形状的叶影响气门开启度、持续时间和发
MUI 是机械驱动机械控制单体喷射器的 简称。
MUI是高压喷射泵、喷油嘴制造在一起
的总成。安装在气缸头上。 低压燃料是经过输送泵直接迚入喷油器, 然后通过喷油器总成加压直接迚入气缸。燃 料直接通过各个喷油器迚入燃烧，而丌是通 过一个外部燃料高压管路。
59
60
HEUI燃油系统
61
进排气系统
62
46
水的沸点
防冻液的含量对沸 点的影响
含量% 20 30 40 50 60 沸点（摄 氏度） 103 104 106 108 111
47
2、发动机系统运行>冷却系统 >冷却液
失效形式
生锈
沉淀
气蚀
48
2、发动机系统运行>冷却系统 >冷却液
气穴& 点蚀
2. 开始爆裂
1. 气泡形成
3. 爆裂驱散油缸 避上的氧化保护 膜
33
1、发动机基本部件 > 齿轮传动组件 > 齿轮传动
齿轮传动机构是一系列的齿轮,将 动力传递到发动机其他部位，带动其 他部件。 传动齿轮位于发动机的前端戒后端
。这里显示的齿轮位于前发动机齿轮
盖内的齿轮。
34
1、发动机基本部件 > 齿轮传动组件 > 齿轮传动部件
典型的齿轮组件包括:
1、曲轰齿轮
2、惰轮 3、凸轮轰齿轮