CAT卡特彼勒柴油机培训ppt课件.ppt

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1、CAT柴油机培训 -培训感想,基地集团油田建设装备技术分公司2008-10,2,培训内容,CAT机大修标准CAT机七大系统CAT机小、中、大修相关CAT机操作及故障处理,3,CAT机大修标准（1）,4,CAT机大修标准（2）,5,培训内容,CAT机大修标准CAT机七大系统CAT机小、中、大修相关CAT机操作及故障处理,6,CAT机七大系统（动力传递系1）,1、动力传递系,进气要求：要求进气空要干净，温度在1040，空气越凉密度越大，含氧量越高。环境温度超过50 将会对柴油机造成影响。压缩比14.515.5时环境温度25 启动马达100rpm满足，冬天120 rpm满足，夏天80rpm满足,压缩

2、的目的：将燃烧室内空气压缩至250 以上（柴油燃点）。环境温度25 时启动马达可使压缩冲程内燃烧室温度达到550 ，0 时400450 ，-10 时300350 。- 10 以下要为发动机预热，以便启动。,预热方法： 1、空气加热 2、冷却液加热，恒定在30 （推举，防止散热） 3、机油加热，提高启动转速,7,燃烧室内最高燃烧压力达到1113Mpa,最高燃烧温度可达2200，活塞材质为铝合金，熔点仅为750 左右，以流体力学的角度，在活塞顶部槽内可形成一层气体，保护活塞。如果这层气体被击穿则直接导致活塞溶化，而爆缸。 未燃烧时燃烧室内压力约为3.55Mpa四冲程柴油机中三个冲程均不做功却耗功，

3、仅一个冲程做功，这就需要一定的惯性，因此使用飞轮增加惯性，并且涡轮增压使带有一定压力的空气压进燃烧室，间接的推动了曲轴运动。,CAT机七大系统（动力传递系1）,8,1、动力传递系,柴油机进排气门主要依靠凸轮轴的运动而工作，凸轮轴如果磨损，则不可修复。不易察觉的凸面变化会导致进排气门打开的时间出现偏差。 柴油机排气温度（满负荷），在增压器前应在550600左右，增压后温度应在380450左右。 测量各缸温度时应选择同一角度、同一位置测量，取平均值。各缸温差不应超过80 。,CAT机七大系统（动力传递系1）,9,CAT机七大系统（动力传递系1）,气缸头,气门,缸套,活塞Piston,活塞为铸造铝合

4、金，熔点为750左右。三环设计，环槽镶耐磨奥氏体高镍合金。CAT专利的热处理和加工工艺。抗疲劳耐磨损性能优良。良好的控油能力和环槽密封能力。活塞环为球墨铸铁环，强度高耐久强。第一环等离子电镀，二三环镀硌,10,1、动力传递系,对气门座维修时，仅限于铰一刀，不可用金刚砂研磨膏研磨，会产生看不到细小研磨渣。,CAT机七大系统（动力传递系1）,11,1、动力传递系,上图为作完无损检测的曲轴，曲轴中的孔是机油润滑管路，在大修时应对内不进行清理。曲轴特点：整体锻造中碳钢曲轴，全部表面淬硬，心部正火态强韧性，CAT专利的热处理和加工工艺，抗疲劳耐磨性能优良。一旦损坏不可修复。,CAT机七大系统（动力传递系

5、1）,12,CAT机七大系统（润滑系统2）,评价机油品质的性能参数主要有如下几种：,1 粘度 是机油的主要特性参数之一，是机油品种分类的依据。机油粘度过高，会增大发动机的摩擦损失；粘度过低，则可能发生半干摩擦，增大磨损。机油的粘度是随机油的温度而改变的。当温度升高时，机油粘度下降，改变的程度则随机油品种的不同而各异。2 运动粘度比（某种机油在50时与在100时的运动粘度之比50100）表示。这个比值小，表示粘度随温度而变化的程度小。发动机在启动时温度比较低，在正常工作状态下温度也是不断变化的。因此，使用运动粘度比小的机油，“在温度低时,其粘度不致太大，发动机易于启动；在高温时，机油也有足够的粘

6、度，能够保证实现液体润滑。3 热氧化安定性 它表示机油在高温时抵抗氧化的能力。润滑系统中的机油，在使用过程中不断被氧化变质，生成酸性氧化物质和沥清等。氧化变质的机油色泽暗黑、发稠、酸性大，并在油中析出沉淀。它会引起滤清器的堵塞、活塞环的粘结以及环与活塞的过热。因此，要求机油有一定的抗氧化性。热氧化安定性好的机油，使用期限长、损耗小。,13,CAT机七大系统（润滑系统2）,油底壳,机油泵,冷却器旁通（压差250kpa开）,滤器旁通,机油冷却器,机油滤子,摇臂轴供油,摇臂轴供油,涡轮增压器,主油道,到升降阀,凸轮轴孔主轴瓦孔供油,燃油泵注射轨道,平衡轴孔,活塞冷却管,到正时齿轮室,减压阀（750k

7、pa开）,润滑系统作用：、润滑（建立油膜）、冷却、清洁、保护给活塞等提供冷却给喷油泵提供冷却和液压动力给打气泵冷却给齿轮室冷却润滑,因为机油清洁的作用，因此沾在衣服上衣服容易脏，沾灰尘。 润滑系统所有油管不可轻易改造和改变位置。,14,3408 发动机润滑系统,供油系统:1. 去主油道的管路 2. 机油滤清器旁通阀 3. 机油冷却器 4. 机油冷却器旁通管 5. 机油泵6. 油底壳7. 机油滤清器,缸体中的分配油道:1. 去空压机的油道2. 去后惰齿轮的油道 3. 去摇臂轴的油道4. 去动力输出端的油道5. 去高压油泵的油道6. 摇臂轴7. 去摇臂轴和气门挺柱的油道8. 去气门挺柱的油道9.

8、凸轮轴轴承孔10. 活塞冷却喷嘴11. 去涡轮增压器的油道12. 缸体左侧主油道13. 去正时齿轮壳体的油道14. 去前惰齿轮的油道15. 主油道的供油管16. 缸体右侧主油道17. 主轴承孔,15,3412 发动机润滑系统,供油系统:1. 去主油道的管路 2. 机油滤清器旁通阀 3. 机油冷却器 4. 机油冷却器旁通管 5. 机油泵6. 油底壳7. 机油滤清器,缸体中的分配油道:1. 去摇臂轴的油道2. 堵信住的油道3. 堵头4. 去高压油泵的油道5. 摇臂轴6. 去气门挺柱的油道7. 凸轮轴轴承孔8. 去涡轮增压器的油道9. 活塞冷却喷嘴10. 去正时齿轮壳体的油道11. 缸体主油道的供油

9、管12. 去前惰齿轮的油道13. 缸体中的主油道14. 主轴承孔,16,CAT机七大系统（润滑系统2）,2、润滑系统,吸油盘应沁在油底壳机油内，我们使用的柴油机前后倾斜角不能大于30，左右倾斜角不能大于15 ，否则可能吸不到油，吸油盘是焊在吸油管上的，可能会因震动而漏液。机油泵由曲轴齿轮驱动，每分钟可提供60加仑4565psi的油液，且泵上附泄压阀超过80psi自动开启。机油冷却器与变速箱冷却器串连的，机油在冷却器外流动，冷却器由许多管构成，冷却液在管内流动对机油及变速箱油冷却后入缸体，机油油温比冷却液温度高5 7 正常。,低转速高负荷柴油机易烧机油（排烟管冒蓝烟），且燃烧室易积炭，实在不行也

10、要每隔30分钟提高转速一次，以便清理燃烧室内积炭。柴油机最大输出扭矩时转速为1400rmin左右,最省油时为满负荷的80,17,CAT机七大系统（润滑系统2）,涡轮增压器每分钟转速可达10万转，因此必须对其进行机油冷却，且机油品质很重要，次品很可能结胶而导致增压器损坏。为了使涡轮增压器运转良好，起车后5分钟内不可带负荷。停车前怠速5分钟新涡轮增压器，在初次起车前应在进油管内加机油。,进油,回油,主润滑油路,活塞冷却喷嘴,活塞冷却喷嘴每分钟喷出大量机油对活塞进行冷却，尤其是第一道活塞环，活塞冷却喷嘴将机油喷入冷却槽内非常精确的将第一道活塞环冷却至度左右，因此冷却喷嘴不可轻易动。,18,CAT机七

11、大系统（润滑系统2）,进油:进入机油保护阀，将阀顶开,2#压力油流入机油保护阀断机油，停车,机油进入形成通路,流入高水温保护阀,当机油压力建立后，此管产生压力顶住发动机起动阀,高水温保护阀动作后，产生的压力油,远控正常停车，三通内动作此管与2#管通路机油保护阀动作，停车,19,CAT机七大系统（润滑系统2）,20,冷却系统作用-保证发动机的冷却平衡，发动机正常温度应为7298，超过105 发动机受高水温保护，自动停车。发动机温度过高，过低对发动机本身并不是好事，发动机温度过低会加速发动机内部零部件磨损，温度过高会造成机油温度升高而变稀而造成发动机干磨。,水箱进水口89+5,水箱出水口89,CA

12、T机七大系统（冷却系统3）,水箱压力为1.4Mpa,21,节温器82时半开92 时全开开度为10.414mm。若取掉节温器则不易热车，使柴油机不正常磨损，且会使水泵一直以大功率运行，减少寿命。,柴油机小循环时冷却液由缸体内流入水泵出口，在缸体内进行小循环柴油机大循环时冷却液由缸体内流入机油冷却器进入缸体，入水箱进行大循环,CAT机七大系统（冷却系统3）,压力水箱具备两大优点1提供正压，2提高沸点。取决于压力水箱盖3、补液冷凝,22,CAT机七大系统（冷却系统3）,冷却系统以水泵做出发点分两路：1、有一部分冷却液会进入中冷器，然后回到缸盖，与缸体来水混合。2、另一部分进入缸体对缸体冷却，而后从缸

13、盖上的冷却水道进入喷油器对其冷却,图1 冷却水对缸体冷却方向,图3 冷却液孔和冷却液槽,冷却液槽,图2 冷却液对中冷冷却,23,CAT机七大系统（冷却系统3）,水箱使用的冷却液一定不可是水，水会锈蚀柴油机缸体内设备，最好为CAT提供的专用冷却液，可防止气蚀对柴油机内不结构的破坏。在冷却管线通路上还应挂冷却液成分调整剂，这样可以有效的防止气蚀、内部生锈，此罐1年1更换。在36-1二期3408机上有,进水管,出水管,进中冷器管,旁通管,24,CAT机七大系统（冷却系统3）,失效冷却液对冷却系统的影响：穴蚀：快速运动或振动的表面或其附近因为压力和温度变化而引起的高压真空小气泡突然爆裂而发生的一种剥离

14、金属材料表面的腐蚀现象。主要表现在气缸套和水泵叶轮上。腐蚀：组成冷却系统的铝、铸铁、钢、铜等金属，在酸性或碱性冷却液中产生化学腐蚀，使零件损坏。水垢：冷却液中的钙盐、镁盐受热会沉积在传热表面，形成水垢。积垢后破坏了导热性，削弱冷却系统的导热性。气泡：冷却液中的气泡会使水泵效率下降，导热性降低，使金属零件氧化腐蚀。,25,CAT机七大系统（进排气系统）,中冷器分两种：一种为空空中冷，是中冷器利用自然空气进行冷却，能将空气从150200冷却到60 另一种为水冷中冷（我们使用的） 150200冷却到90 ，空气密度不如空空中冷，柴油机功率也就不如空空中冷冷却,排烟管经过废气增压器前温度可达60065

15、0，经过增压器后可达400450 ，因此废气涡轮增压器使用的是温度降带动增压器旋转的。,26,CAT机七大系统（进排气系统）,3408中冷器，水由上图两管进出，空气由中间吸入,3406中冷器,27,CAT机七大系统（进排气系统）,空气滤芯更换后，可用洗衣粉等物进行清洗，压缩空气对其反吹，重复使用。更换空气滤芯的同时可对涡轮增压器进行检查，前后抽动涡轮增压器轴，应无窜量，上下抽动应有少量窜量。轻轻拨动增压器，应转动灵活。增压器内如果进水会造成柴油机液锁，后果很严重；如果有杂物，瞬间将会使增压器叶片打烂,空气滤器滤芯后可检查增压器,28,CAT机七大系统（进排气系统）,排烟管阻力过大也会导致柴油机

16、功率衰减，燃烧不完全冒黑烟，因此上图处接一透明胶管，握成型向上举，内部水上升为700mm则证明被压为700kpa，合格，反之要增大排烟管。,此排水阀常通,此处接管,29,CAT机七大系统（燃油系统系统）,油箱,燃油初滤,手油泵和柴油滤,高压油泵,燃油泵,初滤主要滤水,喷油嘴,高压油管,850MPa的喷油压力,30,CAT机七大系统（燃油系统系统）,燃油泵-3406的燃油泵为膜片泵，可以在1.8米范围以下吸纳燃油，因此3406机的燃油箱可以放的略低。3408、3412的燃油泵为齿轮泵，燃油箱最好不要低于1.2米。3400系列柴油机油箱不宜放的过高，过高会引起燃油灌入柴油机内。高压油泵-主要任务是

17、将燃油泵提供的低压燃油转换成高压燃油，在通过喷油嘴把高压燃油变为雾状喷入燃烧室内，为了使发动机在突然提高负荷的情况下不减转速，因此有空燃比控制器。,空燃比控制器,增压压力管线,31,CAT机七大系统（配气机构6）,1、配气机构的功能： 控制各气缸进、排气门按发动机工作情况，适时开启和关闭。2、组成： 正时齿轮系、凸轮轴、随动组件、推杆、摇臂、气门等组成,32,1. 摇臂2. 气门过桥 3. 气门弹簧旋转压盘 4. 气门弹簧 5. 推杆6. 气门挺柱,CAT机七大系统（配气机构6）,33,CAT机七大系统（配气机构6）,曲轴齿轮,凸轮轴齿轮,水泵齿轮,高压油泵齿轮,凸轮轴惰齿轮,正时齿轮系,空压

18、机惰齿轮,空压机齿轮,34,培训内容,CAT机大修标准CAT机七大系统CAT机小、中、大修相关CAT机操作及故障处理,35,CAT机操作及故障处理,柴油机操作方法：,新发动机注意事项：1、尽可能长时间的让发动机在3/4油门负荷(75%)范围下工作。2、避免发动机长时间怠速运转（每半小时提高转速一次，以便清除活塞内积碳）或在最大马力下工作超过5分钟。3、养成操作时密切注意仪表的习惯，如果机油温度达到121或冷却液温度超过88应关小油门。4、发动机在磨合期，每10小时检查一次机油平面5、首次起动时要油道系统压力注入机油，并拆下增压器进油管加5060毫升干净机油。6、起动后应先在怠速或不超过1000

19、r/min的工况下热车指导主油道机油压力稳定。7、起动时，如果连续30秒内不能着火，要等一、二分钟后再起。,36,CAT机操作及故障处理,柴油机操作方法：,发动机起动前检查：A、有否泄露B、连接有否松动C、冷却液面，冷却系的传动D、润滑油面、静态动态E、燃油供给，必要时用手油泵排气和充油G、被驱动设备的连接H、起动系统检查,注意：寒冷季节起动，压缩气体起动气体压力必须保证在0.71.2Mpa之间，必要时可以加热冷却液协助起动。,37,CAT机操作及故障处理,柴油机操作方法：,发动机的起动后：A、发动机起动后不要加载，起动后要求怠速35分钟：柴油机起动后，在曲轴和轴承之间，活塞与气缸套之间重新建

20、立起油膜需要一段时间。运动零件之间的最适宜的间隙只有在发动机温度达到一定时才能正常工作。所以在起动之初不能急于拉大功率、大扭矩或高转速以免活塞咬在气缸中或轴承产生干摩擦 B、预热升温，起动后23分钟预热，寒冷季节时间要增加C、检查各仪表，显示正常方可加载,注意：1、长时间低速低负荷运转会增加机油消耗量和积碳，因此最好能每隔一小时大负荷运转数分钟以烧掉积碳；2、通常发动机的负荷和转速是低比油耗区域；3、经常观察空滤保养指标，保持较低的滤清器阻力，可减少油耗和冒黑烟；4、涡轮增压器的良好可保持正确的空燃比和发动机的反应能力，节约燃油；5、寒冷气候使用的柴油温度指标要在浊点以上（40柴油34可用），

21、并且要保持燃油恒温，不可间歇性加温，发动机正常使用和标定的燃油温度为40 。,38,CAT机操作及故障处理,柴油机操作方法：,发动机的停车：A、紧急停车不能作为正常停车使用，除非必要时使用，适用后需复位B、正常情况停车，发动机应从大负荷状态逐渐卸载，在逐渐降低转速C、由于热机状态突然降速或停止，冷却液不再流动会产生缸盖和缸套局部过热，冷却液沸腾，增压器骤停会引起机油焦化，轴套损坏D、通常要求有23分钟低速运转，使发动机的内部速度降低和稳定下来,39,CAT机操作及故障处理,柴油机故障判断八步骤按逻辑过程进行，一定能够解决问题,1、检查机器的维修、保养记录并仔细询问故障现象和相关的使用和运行情况

22、，有助于后续分析2、进行分析和测试前对机器外观，连接，附件进行检查3、记录存在问题检查到的和询问收集到的，在此步骤必须详细记录的目的是以免脑子记不了或混淆顺序，在疏忽和遗漏4、确定故障的存在有时会发现反映的问题并不是那么一回事5、故障确定存在后，列出所有可能引起此故障的原因起动和功率的问题6、分析和必要时进行一些测试检查，逐步缩小分析范围，直到排出可能原因7、对认定的真正原因进行故障修理调整测试替换修理8、验证修理的有效性试车问题解决清理培训交还记录,40,1、盘不动车,CAT机操作及故障处理,柴油机故障判断方法：,2、功率不足,1、起不动车,1、无空气2、无机油3、无柴油4、起动马达故障,2

23、、盘的动车（容易）,问题很多，建议大修,1、进气量不足2、排气温度过高（增压器超负荷运转进气温度升高空气密度下降）3、各缸工况不同（检查各缸温度）4、排气管阻力过大。等等,41,CAT机操作及故障处理,柴油机故障维修例子：,过高的进气温度原因：、柴油机中冷故障，不能将进气温度稳定在90左右、喷油提前角过小造成后燃，使排烟管过热（超过650），链式反应导致增压器压力升高加速增压器磨损、和进气温度过高造成的后果: 低功率(功率损失)(过热的空气密度小,含氧量少)过热(每上升7进气温度降使山热气顶箱温度上升1)过多的烟(排出未燃烧的碳)活塞、气门和喷油器尖部碳化,发动机进气阻力过大，发动机进气量减少

24、原因：空气滤器堵塞进气管不甚进水（其他杂质）进气管损坏或堵塞管道尺寸小，又太长，或内表面粗糙管线小于90的弯曲角度造成后果：低功率和黑烟（缺氧，造成燃油不能完全燃烧冒黑烟）过多的磨损（赃物和盐的沉积物常常默察，而许多盐和烟气中的其他化学元素具有腐蚀性）积水还会造成零件液力锁死（直接导致活塞连杆等损坏）,42,CAT机操作及故障处理,柴油机故障维修例子：,发动机排气背压过高（超过700Kpa）原因：排烟管过长，烟道内径过短（加粗即可）造成后果：发动机功率低发动机过热（高水温）燃油经济性不好高发动机磨损率（排气回冲，滤清器芯赃物进入）增压器涡轮轴承早期故障（赃颗粒进入润滑油）机油温度高（背压产生积

25、碳，这些积碳会增加活塞环、环槽、活塞顶盒喷油器油杯盒柱塞上热量滞留，从而增加零件磨损损坏和早期磨损）,机油温度骤然升高（不是负荷增加引起的）原因：燃油进入冷却水进入错误的机油级别太长的换油周期高低油面机油冷却器堵塞发动机过热机油压力过高原因：加入机油过多调压阀不灵油道赃物堵塞,43,CAT机操作及故障处理,柴油机故障维修例子：,柴油机不能起动或起动困难:1、起不动车机油太稠，不符合季节要求液压锁死,柴油或水进入气缸2、压缩压力不足压缩压力不足 (活塞环和缸套磨损)进排气门磨损或气门间隙过大引起的压缩压力不足3、喷入柴油机气缸中的燃油不足燃油滤子堵塞油路内有空气,4、喷油器正时过早或过晚5、曲轴

26、箱中润滑油稀释6、柴油进入油嘴油杯破裂油泵或喷油嘴密封漏油长时间（1min）以上采用怠速工况，包括高、低怠速,44,CAT机操作及故障处理,柴油机故障维修例子：,冷却液漏入曲轴箱缸套密封圈或其他密封圈泄露（缸套1层密封圈为阻水密封）缸套被穴蚀穿破气缸垫被冲或缸垫处泄露机油冷却器橡胶密封圈损坏，水中有机油中冷器密封件损坏空压机缸盖水气道贯通，水漏入油底排气口安装不当柴油机动力不足供油不足燃油滤器或油路堵塞进油系统中有空气油嘴或油泵磨损油门手柄没有调到最大位置,对柴油机供气不足进气管路漏气空气滤器堵塞，发动机冒黑烟，排气管不正常发红。可能引起早期磨损增压器磨损、有缺陷或失效，发动机冒黑烟，排气管不

27、正常发红消声器堵塞，排气背压过高，排气阻力要求不超过75mm hg气缸压缩压力不够活塞环、缸套和活塞磨损，漏气量增大气门或坐圈磨损或烧损活塞环胶结柴油机冷却液不正常（过热）通过散热器的气量不充足风扇传动皮带松动散热器片被灰尘、油泥或其他异物阻塞百叶窗工作不正常,45,CAT机操作及故障处理,柴油机故障维修例子：,流经散热器的循环水两不足机冷器被腐蚀或被杂质堵塞机冷器芯散热效果差节温器故障，发动机只有小循环水泵皮带松动水管被吸扁水泵叶轮损坏长期使用生水，造成水套结垢和水道狭小导致流量不够,使用环境条件差安装设备房间进出口通风不良，散热效果差或环境灰尘大柴油机润滑油压低润滑系统中堵塞润滑油进油滤网或滤清器堵塞润滑油压限制阀故障限压阀弹簧断裂限压阀活塞卡死3、机油泵故障,