第二課：卡特彼勒柴油發動機零部件Lesson 2:
簡介：
卡特彼勒發明并制造四沖程柴油發動機。以滿足卡特彼勒內置設備要求，以及其他廠商制造的各種設備的要求。
有效地執行診斷。維修和服務。 對完整的理解操作原則和柴油引擎的建造很有必要。
目標:
學生將能夠認識柴油引擎的零部件。說明柴油機操作的原理。
參考書:
發動機手冊 LEBQ9801
柴油機簡介 TECB6005
第 1 單元 1-2-2 發動機基礎
第 2 課
注:參閱“發動機書” (表格編號LEBQ9801 ) 。
回顧以下:
外部燃燒原理(第1頁-第5頁 )
內燃原理(第6頁)
汽油發動機的運作(第17頁)
發動機工程(第17頁-第24頁)
柴油機運行(第24頁-第27頁 )
燃油噴射系統( 第28頁-第36頁)
冷卻系統( 第37頁-第41頁)
潤滑系統(第42頁-第45頁 )
空氣感應系統( 第46頁-第49頁)
注: 參閱“柴油引擎簡介” ( 表格編 號:TECB6005) 。
回顧以下:
四沖程柴油發動機的運作( 4-5頁)
基本零部件( 5頁-15頁)
性能規格( 16頁-18頁)
第 1 單元 1-2-3 發動機基礎
第 2 課
現在將回顧發動機的主要零部件。以及卡特彼勒3406B柴油機的系統。
圖 1.2.1卡特彼勒3406B發動機
卡特彼勒3406B發動機
多年的柴油機經驗給卡特彼勒提供了設計和制造高質量發動機的必要技術。卡特彼勒的發動機提供最高性能。而整體成本低。設計3406B需要考慮的具體因素包括:
•可靠性
•可用性
•檢修需要前長壽命
•低檢修費用
•應用靈活性
•燃油經濟性
•控油
•性能
卡特彼勒一直強調力量和質量。而3406B一直秉承了這個要求。3406B是一個重載，直線，6缸的柴油機。 發動機有5.4英寸口徑，6.5英寸驅，排氣量為8893立方米。
第 1 單元 1-2-4 發動機基礎
第 2 課
現在詳細討論主要的發動機零部件
圖 1.2.2氣缸體
氣缸體
柴油機的主要組成部分之一汽缸體必須提供最強的力量。 為了提供最大的強度，氣缸體用合金聯合體精密鑄造而成。
圖 1.2.3 氣缸蓋
氣缸蓋
氣缸蓋被設計成具有良好的結構強度和剛硬度。 為保證耐久性，氣缸蓋已通過嚴格的深度冷熱循環沖擊試驗。這使得氣缸蓋具有強大的抗裂性。
在氣缸蓋和氣缸體之間的鋼或鋁墊板免除了在氣缸體里面裝深度平衡塊的需要。深度平衡塊降低了氣缸體結構的整體性，容易開裂。
第 1 單元 1-2-5 發動機基礎
第 2 課
圖 1.2.4 3406B 機軸
3406B 機軸
機軸是碳鋼鍛造，整體淬火而成。 許多其他的柴油發動機廠商只在軸頸和軸圓上感應熱處理它們的機軸。這個過程可以在變硬和沒有變硬區域的邊界留下一個應力聚集。獲得專利的卡特彼勒整體硬化程序加硬機軸的整個表面。創造了更長的磨損表面和更強的機軸。 機軸的整個表面都加硬了。開裂的可能性降低了。
圖 1.2.5 3406C 機軸
3406C機軸
引進的3406C使桿軸承的尺碼大幅度提高(投射面積projected area提高了19%)。 更寬的軸承使負荷施加在更大的表面積上。 大大降低了軸承負荷。同時提高了軸承壽命。裝著從前那種桿軸承的新機軸。如圖所示，展示了承載面積的提高。 此外，這種變化油膜增加了50%厚度。并給3406c在同種類產品中最大的軸承承載量。消除桿軸承中途輥壓。
第 1 單元 1-2-6 發動機基礎
第 2 課
連桿
圖 1.2.6 連桿
硼鋼鍛造的煉鋼經過硬化和噴丸處理以消除應力。末端圓錐式的設計在動力行程中提供了額外到鉆孔表面積的釘釘。這導致了活塞和連桿裝配額外的強度和耐久性。
3406C新在有一個大得多的軸承桿，更大，更強的連桿。事實上，更寬的3406C軸承桿在同類型產品中有最大重型發動機承載能力。通過分散燃料負載到更大的表面積。任何級別上的承載能力，軸承的可靠性，和使用壽命都得到大大提高。
第 1 單元 1-2-7 發動機基礎
第 2 課
活塞
圖 1.2.7 活塞
活塞對于一臺引擎的設計，壽命，整體性能都至關重要。卡特彼勒3406B引擎的三環活塞是鋁合金鑄造而成。以鑄鎳鐵帶壓縮環。 鎳鐵帶提供改進了的環槽強度和抗磨損。
三環活塞設計提供了優越的壓縮和燃料控制。降低了磨損和熱量堆積。這使得活塞，環，班輪壽命延長，同時降低了檢修次數的維修成本。
活塞環為了強度和耐久性用球墨鑄鐵。燃料和中間是環鉻涂層。最高環是等離子體涂層。 兩種涂料都提供優良的耐磨性能。
第 1 單元 1-2-8 發動機基礎
第 2 課
氣缸套
圖 1.2.8 氣缸套
氣缸套是一種鑄造鉬鐵合金鑄造。提供額外添加的硬度。每個氣缸的內壁由感應熱處理。然后內表面研磨成交叉紋路，以輔助油的控制。 O形圈用來密封氣缸以阻塞冷卻洞穴。氣缸帶是用來密封氣缸的頂部。 因為發動機是堅硬的，這些密封仍然是固定的，提供了優良的氣缸密封。
圖 1.2.9 閥門
閥門
3406B發動機排氣和進氣閥門耐磨而壽命長。 排氣閥使用三種材料做成。 桿部由硬質不銹鋼制成。 頂部用提供了高溫強度的特種合金鋼制成。閥的底部表面由高溫耐磨性硬合金制成。 進氣閥門頭和桿部由不銹鋼制成。而且還加硬以耐磨損。
第 1 單元 1-2-9 發動機基礎
第 2 課
圖 1.2.10氣門座圈
氣門座圈
當閥門座變得陳舊或損壞，替換閥門座圈。 進氣閥門座圈是不銹鋼合金。排氣閥門座圈是鎳基合金。
每個閥門有一個旋轉體。它使引擎在一個完整循環時，閥門對閥座有相對3°的偏離。 這保證磨損均勻以延長閥門壽命。并有助于防止閥燒毀。
圖 1.2.11 凸輪軸
凸輪軸
凸輪軸是由特殊合金鋼落錘鍛造硬化。提高了可靠性和耐久性。 在安裝過程中凸輪軸齒輪被加熱和加強。
第 1 單元 1-2-10 發動機基礎
第 2 課
圖 1.2.12 BrakeSaver
BrakeSaver
3406B的有一個可以選用的BrakeSaver液壓減速器。提供平穩，安靜，高效的車輛剎車。該剎車節省器開發了360馬力的減速能力。還能在長時間下坡道上保持發動機正常的溫度。 剎車節省器的液壓操作提供平穩，漸進式的嚙合，減少了相對滑動的可能性。
通過減輕剎車的嚴重磨損（這種磨損有下坡剎車導致），剎車節省器延伸制動器襯片，鼓，輪胎的壽命。這樣就減少了用戶的維修費用。
圖 1.2.13 燃油系統
燃油系統
3406B采用直噴式，渦旋式，高壓燃料系統。該系統非常有效，導致了短期注射時間和出色的燃油霧化。 這樣就降低了排放，提高了燃油經濟性。
第 1 單元 1-2-11 發動機基礎
第 2 課
燃料噴嘴
圖 1.2.14 燃料噴嘴
噴油嘴可以現場更換。 在噴嘴頂部有六個洞，將流進燃燒室的高壓燃噴成霧狀。使燃料完整，高效地燃燒。
圖 1.2.15 噴油泵
噴油泵
不需要調節每個缸的單獨渦旋式噴油泵的平衡。不需要定期調整，也能保持燃油效率。
第 1 單元 1-2-12 發動機基礎
第 2 課
彈簧/液壓
圖 1.2.16彈簧/液壓正時提前角
速度敏感正時提前角機制優化性能。使起動容易。早些時候的3406B發動機使用彈簧/液壓系統。 由于發動機轉速增加，時序被液壓用機油提前了。 由于發動機轉速降低，大的彈簧推動時序機制朝減速位置向前。 彈簧/液壓系統具有時序提前能力9度。
圖 1.2.17液壓時序提前
液壓正時提前角
3406B引擎推出雙液壓自動時序提前。序號為4MG3600及以上。 在這一系統中，時序提前機制使用機油液壓地向前或推遲。 由飛輪開動的短管閥控制時序機制的油量。這個充分液壓系統具有時序提前能力12度。
第 1 單元 1-2-13 發動機基礎
第 2 課
加速器
圖 1.2.18 加速器
卡特彼勒3406B以全系列的加速器為特色。液壓輔助的加速器在地勢起伏地區基本保持穩定的速度。與汽車里的自動速度控制器相似。這樣減少了調檔和加速器轉變。 改善了行程時間也減少駕駛員疲勞。
渦淪增壓機
圖 1.2.19 渦淪增壓機
3406B渦輪增壓器性能為每個馬力級別匹配。 其慣性低的設計能對負荷要求迅速反應。同時為合乎發動機應用的海拔限制提供全額功率。 從而提高燃燒效率，使每加侖燃料有更多產能。
第 1 單元 1-2-14 發動機基礎
第 2 課
引擎零部件位置
圖 1.2.20 引擎零部件位置
位于引擎正面的是
• Air compressor drive cover: 空氣壓縮機驅動艙蓋
• Timing advance cover: 時序提前蓋
• Vibration damper: 減振器
• Coolant pump: 冷卻泵
圖 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: 渦輪增壓器
• Exhaust manifold: 排氣集管
• Oil filter: 濾油器
• Oil cooler: 冷卻器
• Breather and tube assembly 通氣和集合管
第 1 單元 1-2-15 發動機基礎
第 2 課
圖 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: 空氣壓縮機
• Injection lines: 噴油管路
• Hand priming pump: 手壓泵
• Starter location: 啟動位置
• Fuel filter: 燃油濾過器
• Fuel transfer pump: 燃料輸送泵
• Fuel injection pump: 噴油泵
根據應用類型，引擎可能配備不同的燃油過濾器和啟動泵位置安排。一些引擎有一個后冷卻器。
圖 1.2.23潤滑油冷卻器
潤滑油冷卻器
如果用到潤滑油冷卻器。潤滑油冷卻器被安裝到引擎的右面。
第 1 單元 - 1 - 發動機基礎
學生練習 1.2.1
課堂練習:
使用分發的手冊 “柴油機引擎入門” (編號: TECB6005) 和 “引擎書”(編號: LEBQ9801 )寫下以下零部件的功能:
氣缸體:
機軸:
連軸桿:
活塞:
活塞環:
軸承:
氣缸套/筒套:
渦淪增壓機:
推桿:
升降機:
凸輪軸:
氣門:
搖臂:
氣缸蓋:
燃料噴射器:
后冷卻機:
減振器: