MTU柴油發(fā)動機的一般原理和構造

中高柴油發(fā)電機組培訓資料——發(fā)動機 ZGPTMTU柴油發(fā)動機的一般原理和構造簡介發(fā)動機是將某種形式的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的機器。稱作柴油發(fā)動機。圖示為MTU16V2023G.2TD發(fā)動機1調(diào)速器／發(fā)動機掌握系統(tǒng)10機油盤2發(fā)動機冷卻水出口11增壓器回油管3112曲軸箱4空氣濾清器13〔易更換濾器〕5排氣出口，A排14充電發(fā)電機6增壓器，A排15發(fā)動機冷卻水泵7116發(fā)動機冷卻水進口8發(fā)動機機腳17風扇傳動裝置9起動裝置1418發(fā)動機滑油熱交換器中高柴油發(fā)電機組培訓資料——發(fā)動機 ZGPT機的燃料是輕柴油，一般是通過噴油泵和噴油器將柴油直接噴入發(fā)動機氣缸，在氣缸內(nèi)經(jīng)均勻混合和壓縮，在高溫下自燃。這種發(fā)動機又稱為壓燃式發(fā)動機。四沖程柴油機工作原理四沖程柴油機每個工作循環(huán)經(jīng)受進氣、壓縮、作功、排氣四個行程。柴油機在進氣行程中吸入的是純空氣。壓縮行程終了時，柴油經(jīng)噴油泵將油壓提高到10MPa以上，通過噴油器噴入氣缸，在很短時間內(nèi)與壓縮后的高溫空氣混合，形成可燃混合氣。由于柴油機壓縮比高〔一般為16~2，所以壓縮終了時氣缸內(nèi)空氣壓力可達3.5~4.5MPa同時溫度高達750~1000K，大大超過柴油的自燃溫度。故柴油噴入汽缸后，在很短的時間內(nèi)與空氣混合后便馬上自行發(fā)火燃燒。氣缸內(nèi)氣壓急速上升到 6~9MPa ，溫度也升到2023~2500K四沖程發(fā)動機工作循環(huán)的四個活塞行程中，只有一個行程是作功的，其余三個行程則是作功的預備行程。速要大，所以曲軸轉(zhuǎn)速是不均勻的，因此發(fā)動機運轉(zhuǎn)就不平穩(wěn)。但全部氣缸的作功行程并不同時發(fā)生。例如在四氣缸發(fā)動機內(nèi)，曲軸每轉(zhuǎn)半周便有一個氣缸在作功，其平穩(wěn)性也得到極大的提高。發(fā)動機的一般構造同一類型的發(fā)動機，其具體構造也是各種各樣的。柴油發(fā)動機一般包括機體組、曲柄連桿機構、配氣機構、供給系、冷卻系、潤滑系、起動系。機體組15中高柴油發(fā)電機組培訓資料——發(fā)動機 ZGPT又分別是曲柄連桿機構、配氣機構、供給系、冷卻系和潤滑系的組成局部。氣缸蓋和氣缸體的內(nèi)壁共同組成燃燒室的一局部。氣缸體水冷發(fā)動機的氣缸體和曲軸箱常鑄成一體，稱作氣缸體。上半部有一個或假設干個為活塞在其中運動導向的圓柱形空腔，稱為氣缸。下半部為支撐曲軸的曲軸箱，其內(nèi)腔為曲軸運動的空氣缸體和氣缸蓋上的水套是相互連通的。作為發(fā)動機各個機構和系統(tǒng)的裝配基體，氣缸體本身應具有足夠的剛度和強度。直列式〕發(fā)動機的各個氣缸排成一列，一般是垂直布置。其構造簡潔，加工簡潔，但長度和高度較大。V型發(fā)動機縮短了發(fā)動機的長度和高度，增加了氣缸體的剛度，重量也有所減輕，但加大了發(fā)動機寬度，且外形簡單，加工困難，一般多用于缸數(shù)多的大功率發(fā)動機。氣缸蓋排氣門座及氣門導管孔和進、排氣通道等。在多缸發(fā)動機的一列中，只掩蓋一個氣缸的氣缸蓋，稱作單體氣缸蓋。掩蓋局部〔兩個以上〕氣缸的稱作塊狀氣缸蓋。掩蓋全部氣缸的氣缸蓋稱作整體氣缸蓋。油底殼油底殼的主要功用是貯存機油并封閉曲軸箱。油底殼的外形打算于發(fā)動機的總體布置和機油曲柄連桿機構機械能。曲柄連桿機構的主要零件可以分成：活塞連桿組、曲軸飛輪組?；钊B桿組活塞連桿組由活塞、活塞環(huán)、活塞銷、連桿等機件組成。16中高柴油發(fā)電機組培訓資料——發(fā)動機 ZGPT活塞數(shù)小，導熱性好和耐磨。活塞環(huán)高壓燃氣大量漏入曲軸箱，同時還將活塞頂部的大局部熱量傳導到氣缸壁，再由冷卻水或冷空氣帶走。封氣的關心作用。氣環(huán)所起的作用主要是密封和導熱，其中，主要是密封的作用?？傊诟邷?、高壓、高速以及潤滑困難的條件下工作的活塞環(huán)，是發(fā)動機全部零件中工作活塞銷活塞銷的功用是連接活塞和連桿小頭，將活塞承受的氣體作用力傳給連桿。外表耐磨，質(zhì)量盡可能小。為此，活塞銷通常做成空心圓柱體。連桿17中高柴油發(fā)電機組培訓資料——發(fā)動機 ZGPT連桿由小頭、桿身和大頭〔包括連桿蓋〕組成。曲軸飛輪組曲軸飛輪組主要由曲軸和飛輪以及其他不同作用的零件和附件組成。曲軸種構造。飛輪力輸出的傳動部件。中在輪緣上，因而輪緣通常做得寬而厚。飛輪上通常刻有第一缸發(fā)火正時記號，以便校準發(fā)火時間。18中高柴油發(fā)電機組培訓資料——發(fā)動機 ZGPT配氣機構關閉各氣缸的進、排氣門，使穎空氣得以準時進入氣缸，廢氣得以準時從氣缸排出。氣門式配氣機構由氣門組和氣門傳動組組成。氣門組氣門組包括氣門、氣門導管、氣門座及氣門彈簧等零件。的開度。供給系柴油機供給系由燃油供給、空氣供給、混合氣形成及廢氣排出四局部組成。19中高柴油發(fā)電機組培訓資料——發(fā)動機 ZGPT燃油供給裝置油管組成。經(jīng)高壓油管和噴油器進入燃燒室。過量的柴油經(jīng)回油管回到輸油泵。從油箱到噴油泵人口的油路油壓是輸油泵建立的，出油壓力一般為0.15~0.3MPa，稱作低壓油路。從噴油泵到噴油器的油壓是由噴油泵建立的，一般在10MPa以上，故稱此段油路為高壓油路。高壓柴油通過噴油器呈霧狀噴入燃燒室，與空氣混合而形成可燃混合氣。泵。噴油器定的停頓噴油時刻應能快速地切斷燃油的供給，不發(fā)生滴漏的現(xiàn)象。噴油泵1、各缸的供油次序符合所要求的發(fā)動機發(fā)火次序；2、各缸供油量均勻，不均勻度在標定工況下不大于3%~4%；30.5噴油泵還必需保證供油停頓快速。20中高柴油發(fā)電機組培訓資料——發(fā)動機 ZGPT噴油泵的構造型式很多。車用柴油機的噴油泵安作用原理不同大體可分為三類：柱塞式噴油泵、噴油泵-噴油器和轉(zhuǎn)子安排式噴油泵。柱塞式噴油泵性能良好，使用牢靠，為目前大多數(shù)柴油機所承受。噴油泵-噴油器的特點是將噴油泵和噴油器合成一體，直接安裝在缸蓋上，以消退高壓油管帶來的不利影響。但要求在發(fā)動機上另加驅(qū)動機構。應用于PT燃油供給系統(tǒng)〔泵油〕及安排。它具有體積小、質(zhì)量小、本錢低、使用便利等優(yōu)點。21中高柴油發(fā)電機組培訓資料——發(fā)動機 ZGPT空氣供給裝置氣量，通常配置廢氣渦輪增壓機。廢氣渦輪增壓提高柴油機功率最有效的措施是增加充氣量和供油量。目前，大功率柴油機通常承受柴油機廢氣渦輪增壓的一般原理。排氣管接到增壓器的渦輪殼上，柴油機排出的具有肯定壓力的高溫廢氣經(jīng)渦輪殼進入噴嘴環(huán)，由于噴嘴環(huán)的通道面積做成由大到小，因而廢氣的速度快速提22中高柴油發(fā)電機組培訓資料——發(fā)動機 ZGPT高速的廢氣氣流，按肯定方向沖擊渦輪，使渦輪高速旋轉(zhuǎn)，廢氣的壓力、溫度和速渦輪轉(zhuǎn)速也越高。通過渦輪的廢氣最終排入大氣。這時與渦輪固裝在同一根轉(zhuǎn)子軸葉輪也以一樣的速度旋轉(zhuǎn)，將經(jīng)濾清器濾過的空氣吸入壓氣機殼。高速旋轉(zhuǎn)的壓氣空氣甩向葉輪的外緣，使其速度和壓力增加，并進入外形做成進口小出口大的擴壓氣流的速度下降，壓力上升。再通過斷面由小到大的環(huán)形壓氣機殼使空氣壓力連續(xù)壓空氣流經(jīng)柴油機進氣管進入氣缸與更多的柴油混合燃燒，以保證發(fā)動機發(fā)出更大的功率?；旌蠚庑纬裳b置是燃燒室。廢氣排出裝置由氣缸內(nèi)的排氣道、排氣管和排氣消聲器組成。冷卻系發(fā)動機工作時氣缸內(nèi)溫度可高達1800~2023°C。直接與高溫氣體接觸的機件(如：氣缸體、因此，為保證發(fā)動機正常工作，必需對這些在高溫條件下工作的機件加以冷卻。目前，柴油發(fā)電機組上廣泛承受的是水冷系。溫條件下工作的零件不斷地得到冷卻。設有調(diào)整溫度的裝置，如節(jié)溫器等。潤滑系〔如曲軸與主軸承、活塞與氣缸壁、蒸時齒輪夫等〕之間必定產(chǎn)生摩擦。為保證發(fā)動機正常工作，必需對相對運動外表加以潤滑。發(fā)動機的潤滑23中高柴油發(fā)電機組培訓資料——發(fā)動機 ZGPT是由潤滑系來實現(xiàn)的。潤滑系的根本任務就是將機油不斷的供給各零件的摩擦外表，削減零件的摩擦和磨損。流淌的機油不僅可以去除摩擦外表的磨屑等雜質(zhì)，而且還可以冷卻摩擦外表。氣缸壁和活塞環(huán)上的油膜還能提高氣缸的密封性。此外，機油還可以防止零件生銹。成兩路，經(jīng)機油粗濾濾去較大的機械雜質(zhì)，流入縱向主油道，執(zhí)行潤滑任務，另有一局部機油經(jīng)進油限壓閥流入機油細濾器內(nèi)，濾去較細的機械雜質(zhì)和膠質(zhì)后流回油底殼。油泵傳動軸。還有局部機油由第一條橫向油道通過噴油嘴噴射出來，以潤滑正時齒輪副。壓。機油，濺落在連桿小頭的切槽內(nèi)，以潤滑活塞銷。機油泵與主油泵之間，與粗濾并聯(lián)設置一個旁通閥，以防粗濾堵塞。當粗濾與出油道壓力差24中高柴油發(fā)電機組培訓資料——發(fā)動機 ZGPT過粗濾器而直接流入主油道，以保證對發(fā)動機各局部的正常潤滑。假設機油泵出油壓力超過0.6MPa塞閥使一局部機油流回到機油泵的進油口。定溫度時，閥門翻開，機油通過機油散熱器散熱。起動系轉(zhuǎn)的過程，稱為發(fā)動機的起動?！渤潆姟嘲l(fā)電機、起動機等。10.1〔充電〕發(fā)電機68極管、進展三相全波整流后輸出直流電。發(fā)動機工作時，通過電刷和滑環(huán)將直流電壓加在磁場繞組的兩端，轉(zhuǎn)子的爪形被磁化，形成穿插的磁極。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時在定子中間形成旋轉(zhuǎn)的磁場，使安裝在定子鐵芯上的三相繞組中感在發(fā)電機轉(zhuǎn)速變化時，保持發(fā)電機電壓恒定。10.2起動機。起動機一般由直流電動機、操縱機構和離合機構三大局部組成。分開的掌握。這里簡要介紹一下電磁操縱機構的電路原理。起動時，起動開關接通，起動繼電器的線圈通電，使其觸點閉合，接通了吸引線圈〔與直流、保持線圈〔與電機并聯(lián)〕的電路。兩個線圈的磁場產(chǎn)生很強的磁力，吸引鐵芯25中高柴油發(fā)電機組培訓資料——發(fā)動機 ZGPT帶動驅(qū)動杠桿繞其銷軸轉(zhuǎn)動，使小齒輪移出與飛輪齒圈嚙合。與此同時，由于吸引電流流過磁場中的繞組，電樞開頭旋轉(zhuǎn)，小齒輪在旋轉(zhuǎn)中移出，減小在與飛輪嚙合。當鐵芯左移到接觸盤將電動機接線柱與蓄電池接線柱接通時，起動機開頭起動發(fā)動機。此時，與電動機接線柱相聯(lián)的吸引線圈被短路，失去作用，但這時起動機開關已接通，保持線圈所產(chǎn)生的磁力足以維持鐵芯處于開關吸合位置。合。26中高柴油發(fā)電機組培訓資料——發(fā)動機 ZGPT發(fā)動機的保養(yǎng)周期Perkins保養(yǎng)時間表類別類別A40小時第一次保養(yǎng)BC2006D400小時或12個月E周期每日保養(yǎng)保養(yǎng)時間以先到的周期為準。A★★★B★★C★D★★E操作內(nèi)容檢查冷卻液量〔2〕檢查傳動皮帶清洗輸油泵的沉淀杯和濾網(wǎng)檢查粗濾中的水〔1〕★★★★更換燃油濾芯噴油器檢查〔3〕〔3〕檢查機油油量★★★★檢查潤滑油壓力〔1〕更換發(fā)動機潤滑油〔4〕★★更換潤滑油濾清器罐〔4〕★★★★★★★清洗發(fā)動機通風系統(tǒng)正常條件小清洗空濾集塵杯清洗或更換空濾濾芯確保渦輪增壓器葉輪和殼體清潔〔3〕清洗壓縮機空濾器〔1〕★★★★排氣裝置和壓縮機檢查〔3〕〔3〕發(fā)電機、起動電機的檢查〔3〕操作內(nèi)容中數(shù)字說明：如有安裝。26由經(jīng)過正規(guī)培訓的人員進展。2025012換一次。MTU保養(yǎng)時間表保養(yǎng)留意事項發(fā)動機外部系統(tǒng)必需保養(yǎng)以確保發(fā)動機永久無故障運行。為此目的，必需：確保供給足夠的和適用的燃油確保燃燒空氣是枯燥的和干凈的27中高柴油發(fā)電機組培訓資料——發(fā)動機 ZGPT保養(yǎng)時要注釋：應特別留意常常保持車間清潔和整齊，以便于覺察可能的遺漏，及防止隨之而來的損壞。防止橡膠件和塑料件與燃油和滑油接觸，不要用有機洗滌劑清洗，只能用干布擦凈?？隙ㄒ鼡Q全部的密封圈和密封墊。保養(yǎng)系統(tǒng)W1W6各保養(yǎng)等級的主要內(nèi)容：W1：運行檢查W2，W3和W4：在不拆發(fā)動機的狀況下進展的定期修理保養(yǎng)W5：W6：該保養(yǎng)等級須部份拆卸發(fā)動機大修，發(fā)動機完全解體轉(zhuǎn)變保養(yǎng)打算而作調(diào)整。保養(yǎng)頻率表保養(yǎng)等級W1運行時間極限〔小時〕每日運行檢查1間隔時間〔月〕W22506W350012W4150048W5W63000參考第四頁，D000.000.1596保養(yǎng)規(guī)程對機、或經(jīng)對機、或經(jīng)過W5或W6保養(yǎng)后，使用3個月或運行50小時后的一次性檢查配氣機構 檢查氣閥間隙燃油粗濾器 檢查，必要時更換濾芯排氣系統(tǒng) 檢查緊固性發(fā)動機冷卻水泵 檢查排泄孔發(fā)動機機腳 檢查緊固性代碼保養(yǎng)等級W1發(fā)動機運行_每月試機／運行檢查檢查轉(zhuǎn)速中冷器空氣濾清器檢查運行噪聲檢查發(fā)動機和外部管系的滲漏狀況〔僅對TB型〕檢查信號環(huán)位置排氣系統(tǒng)檢查排氣顏色28機油發(fā)動機冷卻水增壓空氣冷卻水機油發(fā)動機冷卻水增壓空氣冷卻水檢查油位檢查水位檢查水位〔僅對TB型〕作業(yè)說明 W空氣進氣管 檢查進氣側(cè)泄漏或損壞發(fā)電機驅(qū)動 檢查三角皮帶的張緊和損壞狀況風扇傳動 檢查三角皮帶的張緊和損壞狀況配氣機構 檢查氣閥間隙燃油雙聯(lián)濾器 更換濾器燃油粗濾器 清潔機油舊油取樣 分析機油 換油機油濾清器 更換—在更換機油時進展發(fā)動機冷卻水 取樣分折/更換發(fā)動機冷卻水泵 檢查排泄孔增壓空氣冷卻水 要時更〔僅對TB型〕增壓空氣冷卻水泵 檢查排泄孔發(fā)動機冷卻水冷卻器 檢查冷卻元件外表污染增壓空氣冷卻水冷卻器 件外表污〔僅對TB型〕氣缸套內(nèi)壁 進展內(nèi)窺鏡檢查曲軸箱呼吸器 更換濾器增壓器 檢查轉(zhuǎn)動敏捷性空氣濾清器 更換發(fā)動機機腳 檢查緊固性蓄電池 液面發(fā)動機 電纜檢查在開頭W5級保養(yǎng)以前，排放冷卻水并沖洗冷卻系統(tǒng)氣缸 檢查壓縮壓力配氣機構 拆下并檢查搖臂和閥橋磨損狀況噴油泵 更換噴油器 更換發(fā)動機冷卻水泵 大修或更換增壓空氣冷卻水泵 更換〔僅對TB型〕發(fā)動機冷卻水冷卻器 清洗，檢查滲泄狀況增壓空氣冷卻水冷卻器 發(fā)動機冷卻水恒溫器 更換熱功元件彈性件 更換〔外部的〕29

2 3 4 5中高柴油發(fā)電機組培訓資料——發(fā)動機 ZGPT保養(yǎng)等級W6W6級需要完全解體發(fā)動機。差范圍。建議的大修期：16年，6000小時常見故障Perkins常見故障診斷故障現(xiàn)象起動電機轉(zhuǎn)速太慢故障現(xiàn)象起動電機轉(zhuǎn)速太慢由客戶自行檢查1，2，3，4可能的緣由由專業(yè)修理人員檢查發(fā)動機起動后又停機發(fā)動機不起動5，6，7，8，9，10，12，13，14，15，1744發(fā)動機不易起動14，15，16，17，1934，36，37，38，40，42，43，44發(fā)動機功率缺乏8，9，10，11，12，13，16，17，18，19，20，2161，63，64發(fā)動機缺火8，9，10，12，13，15，20，2234，36，37，38，39，40，41，43耗油量太高2244，63發(fā)動機冒黑煙11，13，15，17，19，21，2244，61，63發(fā)動機冒蘭煙或白煙4，15，21，2358，62潤滑油壓力太低4，24，25，2646，47，48，50，51，59發(fā)動機爆震9，13，15，17，20，22，2336，37，40，41，44，52，60發(fā)動機運轉(zhuǎn)不平穩(wěn)16，18，20，22，2334，38，40，41，44，52，60震驚13，18，20，27，2834，38，39，40，41，44，52，54潤滑油壓力太高4，2549發(fā)動機溫度太高11，13，15，19，27，29，3064曲軸箱壓力過高31，3339，42，44，45，52壓縮不良11，226030中高柴油發(fā)電機組培訓資料——發(fā)動機 ZGPT故障緣由比照表編號故障緣由編號故障緣由1電瓶容量缺乏33真空管泄漏或排氣管故障2電器連接不良34燃油噴射泵故障3起動電機故障35燃油噴射泵傳動裝置故障4潤滑油等級不對36燃油噴射泵正時不正確5起動電機轉(zhuǎn)速太慢37氣門正時不正確6燃油箱沒油38壓縮不良7停機掌握故障39缸蓋墊片泄漏8燃油管堵塞40氣門無間隙9燃油輸油泵堵塞41高壓油管不對10燃油濾清器的濾芯太臟42缸徑磨損11空濾或進氣系統(tǒng)堵塞43氣門和氣門座之間泄漏12燃油系統(tǒng)中有空氣44活塞環(huán)無間隙、磨損或斷裂13噴油器故障或型號不對45氣門桿或/和氣門導管磨損14不正確使用冷起動系統(tǒng)46曲軸軸承磨損或損壞15冷起動系統(tǒng)故障47潤滑油泵磨損16燃油箱通氣孔堵塞48泄壓閥不關閉17燃油型號或等級錯誤49泄壓閥不翻開18發(fā)動機速度掌握的動作受滯50泄壓閥彈簧折斷19排氣管堵塞51潤滑油泵的吸油管故障20發(fā)動機溫度太高52活塞損壞21發(fā)動機溫度太低53活塞高度不正確22氣門間隙不正確54飛輪殼體和飛輪為正確對準23濕式機濾規(guī)格不對或油太多55節(jié)溫器故障或型號不對24油底殼中潤滑油缺乏56冷卻管路堵塞25機油表故障57水泵故障26潤滑油濾清器濾芯太臟58氣門桿密封損壞27風扇損壞59油底殼濾網(wǎng)堵塞28發(fā)動機座或飛輪殼體故障60氣門彈簧折斷29油底殼中潤滑油太多61渦輪增壓器葉輪損壞或太臟30散熱器中的氣道或水道堵塞62渦輪增壓器密封圈漏油31通風管堵塞63進氣系統(tǒng)泄漏32系統(tǒng)中的冷卻液缺乏64渦輪增壓器排氣閥門操作不正常31中高柴油發(fā)電機組培訓資料——發(fā)動機 ZGPTMTU常見故障診斷接通起動馬達電源后電動機不轉(zhuǎn)部件名稱 可能的緣由電壓低或有故障

排解措施蓄電池

電纜接點有故障

檢查電纜接點是否牢靠起點馬達 發(fā)動機電路或起動馬達有故障發(fā)動機電路 有故障發(fā)電機/發(fā)電機掌握系統(tǒng)各組件底座或?qū)Ь€連接器裝接不當〔ECU〕發(fā)動機 運行裝置鎖住〔不能手動盤車〕

檢查檢查聯(lián)系修理部件名稱起動馬達部件名稱起動馬達可能的緣由馬達轉(zhuǎn)速不夠，蓄電池電壓低或有排解措施充電或更換故障發(fā)動機線路有故障檢查燃油系統(tǒng)有空氣排空氣〔ECU〕有故障聯(lián)系修理12.2.3發(fā)動機點火不均部件名稱可能的緣由排解措施燃油噴射設備

燃油噴嘴有故障 更換燃油噴射泵有故障 更換發(fā)動機線路 有故障燃油系統(tǒng) 發(fā)動機掌握單〔ECU〕有故障

檢查聯(lián)系修理發(fā)動機不能到達標定轉(zhuǎn)速部件名稱部件名稱發(fā)動機線路發(fā)動機可能的緣由燃油過濾器堵塞空氣濾清器堵塞燃油噴嘴有故障有故障過載排解措施更換聯(lián)系修理32部件名稱燃油噴射設備燃油系統(tǒng)可能的緣由燃油噴嘴有故障有故障部件名稱燃油噴射設備燃油系統(tǒng)可能的緣由燃油噴嘴有故障有故障沒有排氣〔ECU〕排解措施排空氣聯(lián)系修理發(fā)動機轉(zhuǎn)速不穩(wěn)12.2.6