喷油角度自动提前器转速控制感应,籍助于来自与柴油机传动轴连接的驱动盘1内的二个重锤12的离心力来调节的。
当柴油机停转时,二个重锤在两组弹簧11的作用下使其停在最小回转半径位置,如图6-41b)所示。反之随着柴油机的转速升高,重锤由于离心力克服弹簧力向外张开,此时滚轮7推动从动盘使得紧连在喷油泵凸轮轴上的从动盘部件一起旋转一个角度 \Delta \phi ,如图6-41c)所示,从而达到自动改变喷油提前角度。转速越高,喷油提前角度改变量△ \phi 越大,其角度改变量可在 0 ^ { \circ } \~10°曲轴转角范围内随转速自动调节。
3.加浓校正器的结构和工作原理
加浓校正器安装在喷油泵的前端,用于某些变型柴油机,提高扭矩储备和改善起动性能,其结构如图6-42所示。
加浓校正器的K值已由制造厂调整好并已铅封,用户不得任意拆装或调整。柴油机起动前用手拉动加浓校正器上的手环A,在起动瞬间可增加燃油供油量 5 0 ~ 1 0 0 % ,以达到改善起动性能的目的,起动后应使手环A复位。
六、燃油滤清器
燃油滤清器主要由滤芯、外壳及滤清器座三部分组成(如图6-43所示),各机型均通用,唯有溢流阀8有两种结构,根据不同机型选用C0810A或C0810B滤清器。12缸V型柴油机用C0810A、C0810B各一只并联安装。
1-垫圈;2-滤清器座;3-拉杆;4-放气螺钉;5-垫圈;6-拉杆螺母;7-卡簧;8-溢流阀;9-油管接头;
10-密封圈;11-密封垫圈;12-滤芯;13-密封圈;14-托盘;15-弹簧座;16-壳体;17-密封圈;18-弹簧
燃油由输油泵送人燃油滤清器,通过纸质滤芯清除燃油中的杂质后进人滤油筒内腔,再通过滤清器座上的集油腔通向喷油泵。滤清器座上设有回油接头,内装溢流阀,当燃油滤清器内燃油压力超过78kPa(0.8kgf/cm)时,多余的燃油由回油接头回至燃油箱。连接低压燃油管路应按座上箭头所指方向,不可接错。滤芯底部的密封垫圈装在弹簧座内,弹簧将密封垫圈紧贴在螺母的底面起密封作用。滤清器座和外壳之间靠拉杆连接,并有橡胶圈密封,滤清器座上端有放气螺塞,用户在使用中可以松开放气螺钉清除燃油滤清器的空气。
燃油滤清器用两个M8-6H螺钉固定在机体或支架上,用户在使用中如发现供油不通畅,则有滤芯堵塞的可能。此时,应停车放掉燃油,可直接在柴油机上松开拉杆螺母,卸下外壳,取出滤芯(如图6-44所示),然后将滤芯浸在汽油或柴油中用毛刷轻轻地洗掉污物(如图6-45所示)。如果滤芯破裂或难以清洗,则必须换新,然后按图6-43所示装好,并注入清洁的燃油。
七、燃油供给和调速系统的试验和调整
1.B系列和B系列强化喷油泵、调速器总成的试验和调整
喷油泵调速器总成的试验一般应在专用的试验台上进行。试验用的柴油为0号或10号轻柴油(GB252-87),并必须经过滤清或沉淀。
试验台上应使用具有相同流量特性的ZS12SJ1型标准喷油嘴,其开启压力为17.2 ^ { + 0 . 9 8 } MPa(175+1kg1/cm²)。
试验用的高压油管,内径为 2 ± 0 . 2 5 \mathsf {mm } ,长度为 6 0 0 \mathsf {mm } 。
试验调整前先向喷油泵和调速器内注入机油至规定油面高度(即机油平面螺钉高度)。同时接通进、回、低压燃油管路和高压油管,松开泵体上的放气螺钉(如图6-46所示),开动试验台,放净喷油泵内的空气后,再把放气螺钉拧紧,然后将试验台转速开到标定转速运转15min,各接头处不应有燃油渗漏现象,各运动件应运转正常。
4 中电电电电电 电 强 中 电 O 6 √ 3
试验调整内容及步骤如下:
1)喷油泵供油时间的调整
① 面对接合器按表6-4上规定的凸轮轴转向,慢慢转动凸轮轴,观察与喷油泵第一缸相连接的标准喷油器的回油管孔口,当孔口的油液开始波动的瞬时即停止转动,记录下试验台刻度盘的读数。然后以第一缸为基准,用同样的方法按表6-4上的供油顺序测定其他各缸和第一缸开始供油时间相隔的角度,要求与规定角度的偏差不得超过 ± 3 0 ^ { \prime } ,否则应调整滚轮体的高度。调整时只要旋上或旋下滚轮体上的调节螺钉即可(如图6-47所示)。在规定范围内调整达到后固紧调节螺钉(注意:滚轮体部件高度有两种,用于不同机型)。
| 喷油泵 | 分泵序号/凸轮轴旋转角度 | 凸轮轴转向 (从接合 器端看) | |||||||||
| 4缸B系列泵 | 1/0° | 3/90° | 4/180° | 2/270° | 顺时针 | ||||||
| 6缸B系列和 B系列强化泵 | 1/0° | 5/60° | 3/120° | 6/180° | 2/240° 4/360° | 顺时针 | |||||
| 12缸B系列泵 (右机) | 1/ 0° | 12/ 37°30' | 9/ 60° | 4/ 5/ 97°30' 120° | 8/ 157°30' | 11/ 180° | 2/ 217°30' | 3/ 240° | 10/ 7 277°30' 300° | 6/ | 顺时针 |
| 12缸B系列泵 (左机) | 1/ 0° | 4/ 22°30' | 9/ 60° | 8/ 82°30' 120° | 5/ 2/ 142°30' | 11/ 180° | 10/ 202°30' | 3/ 240° 262°30' | 3/ 7/ | 337°30' 12/ 300° 322°30' | 逆时针 |
② 调整后检验柱塞与出油阀顶平面的间隙,此间隙应为0 . 4 ~ 1 \mathsf {mm } 。检验时可用厚薄规插入滚轮体上定时调节螺钉与柱塞底平面之间进行测量。
2)喷油泵各缸供油量的调整
喷油泵在标定转速和怠速时的供油量,应达到表6-5所规定的数值。否则应按下列方法调整:将喷油泵调节齿杆向停正供油的方向拉出,用起子松开调节齿轮上的锁紧螺钉,用一根细铁棒插人油量控制套筒的小孔中,轻轻敲击,改变调节齿轮与油量控制套筒的相对位置。如果分泵供油量过多,使它向左转(接合器端);供油量过少则向右转。调整后仍固紧锁紧螺钉。
3)调速器停止供油转速(即柴油机最高转速)的调整
将操纵手柄固定在标定转速位置上,使高速限止螺钉与操纵手柄相接触,喷油泵调节齿杆与油量限止螺钉相碰,然后慢慢提高喷油泵凸轮轴的转速到喷油泵供油量开始减少直至停止供油,此时的转速应符合表6-5的规定。否则应调整高速限止螺钉位置以达到要求。
4)调速器转速稳定性的检查和调整
① 将操纵手柄固定于标定转速位置,慢慢提高凸轮轴转速,当喷油泵供油量开始减少的瞬间(即调速器的开始作用点),立即保持凸轮轴转速不变,然后仔细观察调节齿轮和调节齿杆,不得有游动现象。
柴油机使用保养说明书
② 当凸轮轴转速为400r/rain、250r/min或其它任意转速时,用改变操纵手柄位置的方法,使调节齿杆处于各种不同供油量的位置,此时检查调节齿轮和调节齿杆,使之不得有游动现象。
③ 当柴油机在低速不稳定时,可将低速稳定器缓慢地旋人,直至转速稳定后再固定。出厂的柴油机已调整好,非必要时,用户不要扳动,只有经拆装修理后,才需进行调整,且注意低速稳定器不能旋人太多,以免最低稳定转速过高。
2.喷油器的试验和调整
喷油器的试验应在专用的试验台上进行(如图6-48所示)。试验台由手压油泵、压力表、油箱和油管等组成。手压油泵的柱塞直径为9mm,油管内径为2mm。
试验调整内容及步骤如下:
1)喷油开启压力的调整
用起子旋进或旋出喷油器的调节螺钉以调整弹簧的压紧力,达到各型喷油器规定的喷油开启压力,见表6-2。旋进调节螺钉,喷油开启压力增高,反之则降低,调整后固紧调压螺母。
2)喷油嘴座面密封性试验
当试验台上压力表指示值比喷油器喷油开启压力低2MPa(20kgf/cm2)时,压动手压油泵,使油压缓慢而均匀地上升。在压油过程中,仔细检查喷油嘴喷孔周围表面被燃油附着的情况。正常的情况充许有轻微湿润但不得有油液积聚的现象。否则要清理喷油嘴,或研磨密封锥面再行试验。
3)喷油嘴喷雾试验
以每秒1\~2次的速度压动手泵进行喷雾试验,其试验结果应符合下列要求:
① 喷出燃油应成雾状,分布均匀而且细密,不应有明显的飞溅油粒、连续的油珠或局部浓稀不均匀等现象。
② 喷油开始和终了应明显,并且有特殊清脆的声音。
③ 喷孔口不许有滴油现象,但允许有湿润。
④ 雾束方向的锥角约为 1 5 ~ 2 0 ^ { \circ } 。
3.输油泵的试验
试验内容及步骤如下:
1)密封性试验
拧紧手泵,堵住出油口,把输油泵浸在清洁的柴油中(如图6-49所示),以0.3MPa(3kgf/cm²)的压缩空气通入进油口,观察进出油接头处、活塞弹簧紧座,手泵等结合面的密封情况,不许有冒气泡的现象。顶杆偶件处只允许有少量、细小的气泡溢出。
2)性能试验
① 将输油泵装在试验台上,接好进出油管(内径为6 ~ 8 \mathsf {mm } 。输油泵进油孔中心高出油箱液面的距离为1m。以每秒2\~3次的速度上下压动手泵,在 0 . 5 \mathsf { m i n } 内柴油应从出油口处流出。
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② 将手泵拧紧固定,当试验台转速为150r/min时,在0.5min内应能开始供油。标定转速时的供油量应符合表6-3规定的范围。
③ 将出油管路关闭,各连接密封处及输油泵外壳不允许有渗漏现象。此时,输油泵出油口压力不能低于0.17MPa(1.7kgf/cm²)。
4.康明斯基本型柴油机用B系列和B系列强化喷油泵供油量的调整
| 柴油机 型号 | 燃油系统代号 | 标定工况 | 怠速工况 | 调速范围 | ||||||
| 喷油泵 | 调速器 | 输油泵 | 喷油器 | 转速 /min | 供油量 mL/200次 | 转速 /min | 供油量 mL/ 200次 | 供油量开 始减少转速 r/mln | 停止 供油转速 r/min | |
| 4缸 | 233G | 444 | 521 | 761-28F | 750 | 21.5±0.5 | 6~8 | ≥760 | ≤800 | |
| 6缸 | 229G | 436 | 521 | 761-28F | 20±0.5 | |||||
| 6缸 | 228C | 449G | 521 | 761-281 | 900 | 23±0.5 | ≥910 | ≤1000 | ||
| 12缸 | 237G | 440 | 514、515 515A | 761-28F | 750 | 20.5±0.5 | 7~10 | ≥760 | ≥800 | |
| 4缸 | 233B | 444 | 521 | 761-28F | 28±0.5 | |||||
| 6缸 | 229G | 436 | 521 | 761-28F | 25.5±0.5 | |||||
| 12缸 | 252B | 440 | 514、515 515A | 761-28 | 250 26±0.5 | |||||
| 12缸 | 252C | 449 | 514、515 515A | 761-28E | 900 | 24±0.5 | 6~8 | ≥910 | ≤1000 | |
| 6缸 | 228G | 436 | 521 | 761-28E | 750 | 32±0.5 | 6~8 | ≤800 | ||
| 6缸 | 228B | 436 | 521 | 761-281 | 35±0.5 | 7~10 | ≥760 | |||
| 12缸 | 252A | 440 | 514、515 | 761-28E | 33±0.5 | 7~10 | ||||
| 515A | ||||||||||
第六章 润滑系统
一、概述
柴油机主要运动件的摩擦副表面依靠压力和飞溅方式润滑,其循环油路的构成如图7-1所示。图中的风冷式机油冷却器和水冷式机油冷却器,在实际的系统油路中,只用其中一种。
1-油底壳;2-粗滤网;3-油温表;4-加油口;5-机油泵;6-离心式精滤器;7-调压阀;8-旁通阀;9-机油粗滤器;10-风冷式机油冷却器;11-水冷式机油冷却器;12-传动齿轮;13-喷油塞;14-摇臂;15-气缸盖;16-推杆套筒;17-油压表18-网格式机油滤精器;19-涡轮增压器
压力润滑油由齿轮式机油泵提供,经粗滤和冷却后进入各运动件的摩擦副进行润滑。飞溅润滑油靠曲轴旋转时将连杆轴承中泄漏的润滑油飞溅而达到润滑的目的。
康明斯系列柴油机的润滑油路,因机型和用途的不同,在油路的设计和布置上稍有区别。基本型柴油机的润滑油路有如下二种布置型式:
2.6、12缸增压柴油机润滑系统油路
二、机油泵
康明斯系列柴油机的机油泵有单节和双节两种型式,后者用于对柴油机纵倾要求大的变型产品。基本型柴油机的机油泵均为单节齿轮式,安装在机体前端底面第一道横梁上,用销钉定位,由曲轴主动齿轮经惰齿轮传动。由于12缸V型柴油机所需机油流量和4、6缸直列型柴油机相差悬殊,设有两种规格的机油泵,如图7-2和7-3所示。其中4、6缸柴油机通用一种机油泵。其规格如表7-1所示。
1-机油泵体;2-钢丝挡圈;3-机油泵盖;4-主动齿轮;5-从动轴;6-从动齿轮;7-主动轴;8-传动齿轮;9-衬套;10-圆柱销;11-推力轴承
表7-1
| 用于柴油机型号 名称 | M、N系列 | K系列 | |
| 型式 | 单节齿轮式 | 单节齿轮式 | |
| 转速r/min | 1875 | 2175 | |
| 油压mpa | 0.6 | 0.6 | |
| 排量L/h | ≥3200 | ≥4200 | |
机油泵的主动齿轮以半圆键固定在主动轴上,从动轴压人泵体内,从动齿轮孔与从动轴的配合间隙为 0 . 0 3 \substack { ~ } 0 . 0 8 2 \mathsf {mm } ,大修时应测量此配合间隙,此间隙过大将影响0.050\~0.115mm传动精度,并增大噪声,甚至引起单边磨损或咬死。间隙过小也会引起咬轴。
在更换零件或重装时,应测量机油泵齿轮的端面和盖板间的间隙,如图7-4所示,此间隙规定为0.05\~0.115mm,必要时可用耐油纸做的垫片进行调整。装配后用手转动主动轴,不得有卡滞现象,否则机油泵盖板上的定位销应重新配铰。
三、机油滤清器
康明斯系列柴油机,根据机型配用不同型式的机油滤清器。两种型式的滤清器,除粗滤器分别采用绕线式和刮片式不同外,所用精滤器相同。通过粗滤器的机油经冷却后直接进入主油道润滑;精滤器为分流式,精滤后的机油直接回归油底壳。
滤清性能的好坏,直接影响柴油机的使用性能和寿命.因此,在使用时对机油滤清器的滤清效果应多加注意。
基本型柴油机所用机油滤清器的规格如表7-2所示。
| 机油滤清器的规格 表7-2 | ||
| 用于柴油机型号 | 4.6缸直列型 | 12缸V型 |
| 机油粗滤器: 型式 过滤间隙(mm) 过滤量(L/min) 进油压力kPa(kgf/cm2) | 刮片式或绕线式 0.06~0.10 >45 294(3) | 刮片式 ≤0.10 >45 294(3) |
| 机油精滤器: 型式 转于转速(r/min) 进油压力kPa(kgf/cm²) 过滤器(L/min) | 反作用离心式 ≥5500 ≥294(3) | 反作用离心式 ≥5500 ≥294(3) |
| 增压器机油滤清器: 型式 铜丝网规格(目/时) | 网格式(仅用于增压柴油机) 300 | |
1.绕线式机油滤清器
绕线式机油滤清9S的结构如图7-5所示,滤芯上有两层用铜丝绕成的过滤网,其过滤间隙 <=slant 0 . 0 9 \mathsf {mm } 。柴油机每运转200h后,应拆洗滤芯拆洗时,先松开盖子上的4个螺母,连盖子一起取出滤芯,再松开底面轴上的螺钉,拿下滤芯放在煤油或柴油内清洗(如图7-6所示),然后用压缩空气吹净.重装时,内外滤芯两端面须平整,以保证密封,粗滤器轴旋人盖中螺孔应拧到底。
1-粗滤器盖;2-粗滤器体;3-粗滤器轴;4-绕线式滤芯;5-底座;6-旁通阀; 7-调压阀;8-转子轴;9-喷嘴;10-转子座;11-转子体;12-转子罩壳
2.刮片式机油滤清器
刮片式机油滤清器的结构如图7-7所示。滤芯由薄钢片冲制的滤片装配而成,滤片之间的过滤间隙为 0 . 0 6 { - } 0 . 1 0 {mm } 。
1-手柄;2-转轴;3-粗滤器盖;4-刮片式滤芯;5-底座;6-放油螺钉;7-旁通阀;8-调压阀;9-转子轴;10-喷嘴:11-转子座;12-转子体;13-转子罩壳;14-定位轴;15-刮片;16-滤片垫;17-滤片
当柴油机起动前或连续工作4h后,应顺着滤清器盖上箭头所指的方向转动手柄2\~3圈。此时由于滤芯的转动,装于定位轴上的刮片即刮下滤片外表面的污垢。在柴油机工作200h时后,应拆洗滤芯,将滤芯放在柴油中,转动手柄刮下污垢(如图7-8所示).如积垢过多,可以松开轴下端的螺母,依次拆出滤片,浸入柴油中逐片清洗,但必须小心保持滤片平整不得碰毛,然后严格按次序及片数装配,否则会影响滤清效果。装好后要注意滤芯两端面的密封性,转动手柄应旋转自如。
3.离心式机油滤清器
离心式机油滤清器亦称机油精滤器,结构如图7-5和图7-7所示。在采用HCA-11润滑油,油温为8 5 ^ { \circ } C 、进油压力为294kPa(3kgf/cm2)时,精滤器转子的转速应在5500r/min以上。由于转子的高速旋转,使机油中的细小杂质因离心力的作用而分离,并汇集到转子体的内壁上,经过滤清的机油通过回油孔直接流回油底壳,以此重复循环对整个系统的机油达到滤清的目的。
柴油机每运转200h后,应拆洗精滤器。先松开转子罩壳上的螺母,取下罩壳,然后卸去转子上端的螺母,取出转子。拆下转子体之后,将所拆零件浸在柴油或煤油中用毛刷即可清除转子内的污物(如图7-9所示)。两个喷嘴如无必要清洗时则不要随意拆卸。
精滤器的装配按拆卸的相反程序进行,但需注意以下几点:
1)各种零件应清洗干净,喷嘴中的喷孔应畅通。2)转子上、下两个轴承的配合间隙为0.045\~0 . 0 9 4 \mathsf {mm } ,必要时应进行测量。3)转子体与转子座应对准定位企口装配(如图7-10所示)。4)拧紧螺母时,用力必须缓慢、均匀.密封圈要放平整.装好后,转子体在转子轴上应旋转灵活。
4.增压器用的机油滤清器
增压柴油机的涡轮增压器是处在高转速下工作的部件,对其润滑精度要求较高。因此,在机油冷却器后加接了一只网格式滤清器,单独作为增压器润滑油的滤清。机油通过的网格为每英寸300目的铜丝布,可进一步滤清机油中的杂质,以保证涡轮增压器转子轴承等零件的可靠润滑。
柴油机每工作200h后,应松开滤清器壳底的紧固螺母,放掉污油和沉淀物,拆下外壳和滤芯,放在柴油或煤油中进行清洗,然后用压缩空气吹净,在滤清器的盖上标有进出油管连接的箭头标记。
5.调压阀和旁通阀
在机油滤清器底座上均装有调压阀和旁通阀.调压阀的作用是调整机油压力,防止柴油机工作时机油压力过高或过低,柴油机出厂时,机油压力按第一章中规定的数据已调整好。如果调压阀经过拆装,则柴油机开车后应立即进行调整,调整方法详见第二章。
旁通阀的作用是当机油粗滤器一旦发生阻塞时,机油可不经滤清直接由旁通阀门流至主油道,以保证柴油机仍能工作,此阀不需作任何调整.
调压阀和旁通阀一般不需要拆洗。如果污物过多而必须拆洗时,应检查调压阀座面接触是否良好,否则由于泄漏机油增加而引起油压下降。如座面接触不良,则应予研磨修理。
四、机油冷却器
康明斯系列柴油机的机油冷却器,有水冷式和风冷式两种,按柴油机用途的不同可分别选用。风冷式机油冷却器只限用于带风扇冷却的柴油机上。
1.水冷式机油冷却器
水冷式机油冷却器为圆筒形,内部有黄铜管、散热片和隔片组成的芯子。水在芯子的管内流动;油在芯子与外壳的夹层间流动.其基本结构如图7-11所示.
1-后盖;2-垫片;3-放水阀;4-封油圈;5-螺塞;6-冷却器芯子;7-外壳;8-前盖
柴油机使用保养说明书
基本型柴油机所用水冷式机油冷却器,现有5种不同规格,其主要差别见表7-3。
表7-3
| 柴油机型号 | 4缸 | 6缸 | 6缸 | 12缸 | 16缸 |
| 型式 | 管 | ||||
| 芯子外径(mm) | 126 | 片 126 | 式 154 | ||
| 冷却管数 | 120 | 220 | 190 | ||
| 芯子长度(mm) | 380 | 470 | 390 | 520 | |
| 隔片数 | 21 | 9 | 11 | 15 | |
| 散热片数 | 无 | 26 | 无 | 36 | 48 |
| 总算热面积(m2) | 1.30 | 1.62 | 2.29 | 3.03 | |
根据机型和功率的不同,配用不同规格的水冷式机油冷却器,用户在购买配件时应注意与使用机型相配。
机油冷却器应定期清洗,在重装时,应使封油圈保持平整和位置正确。老化或发粘了的封油圈应换新,否则会造成油水混合,导致柴油机故障。保养时还要检查冷却器芯子有否脱焊、烂穿,必要时可进行焊补或把个别管子两端孔口闷死再继续使用。如冷却铜管损坏较多,则应更换整个芯子。
在寒冷地区或冬季使用柴油机时,应注意停车后及时放掉其中的冷却水或采用防冻冷却液,以防止冷却器冻裂。
2.风冷式机油散热器
风冷式机油散热器采用铜制的管片式结构如图8-10所示。它限用于带风扇冷却的柴油机上,安装在冷却水的水散热器后面。柴油机工作时,机油流经铜管将热量传给管壁和散热片,最后借风扇鼓风将热量带走。其维护保养方法参见第三章和第八章。
用于4、6缸直列型柴油机的风冷式机油散热器,有两种规格(见表7-4)。12缸V型柴油机无风冷式机油散热器。
| 柴油机型号 | 4缸直列型 | 6缸直列型 |
| 型式 总散热面积(m2) 机油容量(L) | 管片式 5.51 1.41 | 管片式 7.78 1.82 |
五、油底壳
康明斯系列柴油机均采用湿式油底壳作贮存机油用。在4、6、12缸基本型柴油机的油底壳内,均设有油池和挡油板,可满足柴油机在纵倾 >= 1 5 ^ { \circ } 时正常工作。油底壳的基本结构如图7-12所示。
柴油机工作时,润滑系统工作状况分别用油温表、压力表及机油标尺等进行监视.为此,在油底壳上装有油温表接头和指示机油平面位置的机油标尺.在油底壳的侧面或底部还装有放油螺塞,以便放去污油.
由于油底壳形状及要求贮存机油容量的不同,因此各种油底壳所采用的机油标尺也不相同。在柴油机基本保持水平状态下,标尺上的刻线“静满”表示柴油机起动前应有的机油平面;“动满”表示柴油机运转时应保持的机油平面;“险”表示应立即添加机油的最低位置.因此,在柴油机工作时,应经常用机油标尺检查油底壳内的机油平面位置,以防油面过低引起柴油机润滑故障;油面过高易引起漏油.基本型柴油机机油标尺与贮存机油容量的差别见表7-5。
表7-5
| 图示 | 名称 | 4缸 | 6缸 | 12缸 | |
| L | 油尺长L(mm) “静满”长L(mm) “动满”长L2(mm) “险”长L3(mm) 贮存的机油容量kg(L) | 160 115 100 44 22(25.2) 25(28.7) | 160 65 45 12 | 180 75 60 25 | |
第七章 冷却系统
一、概述
康明斯系列柴油机的冷却系统为强制式液体冷却,或称为压力式液体冷却,即柴油机均带有专用的冷却水泵来完成柴油机冷却液的循环流动。根据柴油机的使用条件,可采用开式循环冷却或闭式循环冷却。对柴油机冷却液的具体要求详见第二章。
所谓闭式循环冷却系统,就是柴油机冷却系统本身自成完整的封闭循环回路。除船用柴油机和部分本厂成套的机组外,基本型柴油机及大部分变型产品,均按开式循环型式供货。如使用条件允许,至少要有充足的水源,用户可按照下文的具体要求采用开式循环冷却系统。或根据具体条件,由配套单位按闭式循环冷却系统的要求自行成套。
为方便用户,本厂备有各种规格的风冷式水散热器、机油散热器和风扇供用户订货时选用。
1.开式循环冷却系统
开式循环冷却系统即柴油机的进出水口为开式,使用时由用户自行接通水源。根据柴油机机型和机油冷却器的布置不同,组成开式循环冷却系统的型式亦稍有区别。其冷却液流向如图8-1、图8-2所示。
柴油机工作时,要求进水温度不低于 6 0 ^ { \circ } \mathsf { C } ,因此,对开式循环冷却系统的用水,应采取适当的措施以调节适宜的进水温度。一般可在水源与柴油机之间装一只混水桶,将柴油机的进出水口和从水源来的水汇接于混水桶,靠控制进入混水桶的冷水量,即可控制柴油机的进水温度。关于其安装要求详见第一章。
柴油机工作时不允许出现气阻和断水,特别当柴油机长时间停放后,更容易产生水路气阻现象“由于气阻或断水会使柴油机过热,甚至会出现拉缸等严重事故,应时刻注意及时排除。如有气阻:汽缸盖出水管的水量减少或完全不出水,水温表读数急剧升高,这时切勿紧急停车,应适当减轻负荷,降低转速,迅速松开缸盖出水管端处的水温表感受器,放出水路中的空气,直到有冷却水流出,水温恢复正常时为止。放气时应小心,以防热气伤人。
2.闭式循环冷却系统
陆用柴油机的闭式循环冷却系统即从柴油机出来的高温冷却液,通过水散热器靠风扇强力鼓风来冷却,冷却后的水再去冷却柴油机。闭式循环冷却系统,按机型和使用机油冷却器的不同而有所不同,如图8-3、图8-4、图8-5所示。
3.康明斯系列基本型柴油机的冷却液容量(不包括闭式循环冷却系统中,水散热的冷却液容量)
| 柴油机型号 | 直列型 | 12缸V型 | |
| 4缸 | 6缸 | ||
| 容量(L) | 16 | 24 | 48 |
康明斯系列柴油机的淡水泵为离心式.直列型柴油机的淡水泵,根据不同用途有两种不同的安装位置和驱动方式。一种为齿轮传动,水泵安装在柴油机前盖板上(如图2-11a)所示),靠柴油机的传动齿轮驱动,一般用于陆用型柴油机和船用型柴油机的开式循环冷却系统中较多;另一种用三角橡胶带传动,水泵安装在柴油机前端的机体上(如图2-11b)所示),靠曲轴前端的皮带盘驱动,一般用于采用闭式循环的电站、车辆和工程机械用柴油机的冷却系统中较多。12缸V型柴油机的淡水泵只有齿轮驱动一种,安装在机体前端面右下侧。
这三种淡水泵的结构如图8-6、图8-7和图8-8所示。用户在购置配件时,应注意原用淡水泵的类型。水泵用的封水圈型号:IIF20改进型,但501B一22型也可用.两者可以整套互换。其规格如表8-1所示。
| 用于柴油机型号 名称 | 4缸、6缸 | 12缸 | |
| 驱动方式 | 齿轮传动 2250 | 齿轮传动 | |
| 转速r/min | 三角带传动 2250 | 2250 | |
| 扬程m | 6 | 8 | |
| 排量L/h | 6 11000 | 1900 | |
| 消耗功率Kw | 12000 1.35 1.35 | 1.85 | |
柴油机工作时,应多注意水泵封水圈的使用情况。如封水圈发生故障,冷却水即从壳体上的溢水孔漏出,若发现滴水成流时,应及时拆下检修或更换封水圈。重新安装时,应保持封水圈密封面的平整并使接触线连续。在靠近叶轮一侧的滚动轴承两边分别装有甩水圈和甩油圈(三角橡胶带传动的淡水泵除外),安装时不能调错或漏装,否则会引起冷却水和润滑脂相混。
安装叶轮部件时,应检查叶轮与水泵喇叭口之间的轴向间隙(详见第三章),它可用垫片调整,如图8-9所示。
淡水泵重新装配时,在滚动轴承处应添加润滑脂。用三角橡胶带传动的淡水泵,每当柴油机运转400\~500h后,可用油枪从直通式压注油杯处加注润滑脂,但一次不宜加得过多。
在低温环境下工作的柴油机,停车后应及时打开水泵体上的放水阀,放尽淡水泵内的积水,以免冻裂。
三、水散热器
水散热器俗称水箱,用于康明斯陆用柴油机的闭式循环冷却系统中,作为柴油机冷却液散热之用。根据柴油机标定功率和作业负荷率的大小,可配用同一型式、不同规格散热面积的水散热器,其规格如表8-2所示。
表8-2
| 用于柴油机型号 | 直列型 | 6缸直列型增压 12缸V型非增压 176.5KW | 12缸V型非增压 150冲程 220.7KW | 12缸V型增压 | |
| 4缸 | 6缸非增压 | ||||
| 型式 | 管 | 片 | 式 | ||
| 代号 总散热面积m2 | 641※-37 | 642※-37 | 644※-37 | 646-37 | 645-37 |
| 30.30 | 39.22 | 46.14 | 59.28 | 83.33 | |
| 注水容量(L) | 18 | ~20 | ≈22 | 25 | 36 |
柴油机使用保养说明书
水散热器由管片式的散热芯子、上、下水槽、导风罩及支架等组成,如图8-10所示(必要时也可加装风冷式机油散热器)。
水散热器需经常维护保养,以保证冷却液和空气的热交换,在一般情况下,柴油机每工作500h左右,应对水散热器的外表和内部进行清理。对其内部水垢及沉淀杂质的清理,可先将散热器内的水放尽,然后用有一定压力的清水(如自来水),通人散热器芯子,直至流出的水清洁为止。对形成水垢过多的散热器,亦可按第二章所述的方法用清洗液进行清洗。
水散热器使用一段时期后,如果有泄漏,可用焊锡修补。个别管子严重损坏而无法修补时,允许将管子堵住,但堵塞的管数不能多于三根,否则可能会导致柴油机的出水温度超过容许范围。
设在水散热器加水口上的压力盖,可使系统的压力提高至一定的范围,即提高了冷却液的沸点,使系统能在较高的温度和一定海拔下正常工作(如图8-11所示),同时也提高了柴油机及水泵的抗穴蚀能力。压力盖内设有蒸汽阀和空气阀门,当水散热器内的正压或负压超过规定时,设在压力盖内的阀会自动打开从而达到蒸气排出或空气进入的目的。
康明斯系列柴油机水散热器压力盖的蒸气阀开启压力为27.5\~37.5kPa(0.28\~0.38kgf/cm);空气进气阀在真空度为0.98\~11.8kPa(0.01\~0.12kgf/cm2)时开放。
柴油机在工作时,压力盖应紧闭,以免妨碍冷却系统的正常工作。须经常检查水散热器内的冷却液液面并及时补充,液面过低会影响系统的冷却效果,加剧柴油机的穴蚀,这时需向水散热器内添加冷却液,但应小心从事,以防蒸汽伤人。
注意:切勿在柴油机重载运行中打开水箱压力盖,最好在停车后直至水温低于 7 0 % 时才可拧下压力盖,不可疏忽.
柴油机使用保养说明书
在柴油机启动前,向空的冷却系统加注冷却液时不应太快,此时应旋松气缸盖出水管端处的水温表感受器以排除冷却液流道中的空气,加满后停两分钟待系统中的空气逸出后再补加一次,这样可防止水面的假满现象和避免柴油机的过热。
在低温环境下工作的柴油机,停车后应立即打开放水阀,放尽水散热器中的冷却水,防止冻裂。
水散热器安装时,在两安装脚与公共底盘的支承面之间,应装上随水散热器带来的橡胶减振垫或专用的E型减振器,以减少柴油机传给水散热器的振动.如采用的是橡胶减振垫,其固紧的双螺母不宜拧得过紧,以不松脱为准,否则会减少或失去减振作用。
四、风扇
康明斯系列基本型陆用柴油机闭式循环冷却系统,采用冲制铆接的双层托板风扇,作为对风冷式的水、油散热器强制鼓风冷却之用。按柴油机机型和标定功率的不同,可配用不同规格的风扇,如表8-3所示。其中4、6缸和12缸非增压型柴油机的风扇有吸风式和吹风式两种结构,用户可根据需要在订货时任选一种,其它各型风扇只有吹风式一种。
风扇规格
| 用于柴油机 名称 | 直列型 | 12缸V型非增压 (176.5kW) 6缸直列型增压 流 | 12缸V型非增压 (150冲程 220.7kW) | 12缸V型增压 (279.5kW) | |
| 型号 4缸 | 6缸(非增压) | ||||
| 型式 | 轴 | 式 | |||
| 风向 | 吹风或吸风 | 吹风 | |||
| 风扇直径mm | 600 | 640 | 670 | 840 | 1100 |
| 叶片数 | 6 | 8 | |||
| 消耗功率 kW 风扇 转数r/min | 3/2250 | 4/2250 | 6.6/2250 (6缸直列型增压 6/2000 | 9/1400 | 12/1050 |
表8-3
柴油机工作时,按其旋转方向,根据风叶的凹弧面应为压风面的原则采判断风扇是吹风式还是吸风式.例如面向柴油机前端看,如果风扇的压风面(凹弧面)面向您时,即为吹风式;反之非压风面(凸弧面)面向您时则为吸风式(如图8-12所示)。安装风扇时切勿装反,否则风叶的非压风面将成为压风面,影响风扇风量,使散热器的散热效果下降。
风扇安装在柴油机上的方式有两种:一种将风扇直接安装在用三角橡胶带传动的水泵上,如图2-11b);另一种安装在专用的风扇座架上,如图2-12。
应定期检查风扇的安装是否牢固,所有风叶是否有铆钉松动、裂纹和碰弯变形现象,如发现应即换新,以免因风扇的平衡度变差而折断风叶和打坏水散热器等事故的发生.应定期调整三角橡胶带的松紧程度,太紧会引起轴承过度磨损;太松又将使风扇的风量下降,影响散热效果。调整方法详见第二章。不能用手扳动风扇来盘动柴油机,以免风叶变形而损坏。应定期直通式压注油杯内加注适量的黄油.
五、调温器
康明斯系列柴油机采用154型蜡式调温器来自动调节柴油机冷却液的工作温度,其结构如图8-13所
1-出气孔;2-出水阀门;3-蜡质感温包;4-外壳;5-旁通出水口
柴油机使用保养说明书
调温器的工作原理见图8-14。当柴油机开始工作时,通过调温器的冷却液温度低于其启温度,调温器的出水阀门关闭,柴油机的冷却液全部经调温器的旁通出水口回流至淡水泵的进口作再循环之用,这样可迅速提高柴油机的水温如图8-14a)所示;当通过调温器的冷温度达到 7 6 % 左右时,调温器出水阀门开始开启,此时,柴油机的部分冷却液经出水阀门流至散热器,其余部分仍经旁通出水口回流至淡水泵进口,如图8-14b)所示;当通过调温器的冷却液温度达到 8 6 ^ { \circ } C 左右时,调温器的出水阀门完全打开,旁通出水口完全关闭,柴油机的全部冷却液经出水阀门流至水散热器,如图8-14c)所示;调温器的出水阀门上有一小孔当出水阀门关闭时系统内的空气通过此孔排出。
当需要检查调温器工作是否正常时,可将调温器放在水里慢慢加热,观察调温器出水阀门开始开启和完全打开时的温度及全开启的升程(为 8 \mathsf {mm } ,是否在规定范围内。
康明斯系列柴油机采用两只调温器并联使用如图8-15所示,这样可增加调温器的通道截面,减少阻力。用户在使用过程中,不能随便取消调温器,当发现调温器失灵后应即换新,否则易使冷却液温度失控而影响柴油机的正常工作。
第八章 电起动系统和仪表
一、概述
康明斯系列柴油机的电起动系统,由起动电机、充电发电机、充电发电机调节器、蓄电池和仪表等组成。因起动系统为直流电源,且采用很多晶体管元件,它们对电源极性特别敏感,故在装拆中应特别注意线路的正确连接和组件的规格。
电起动系统,往往由于导线连接处的松脱或绝缘损环而造成故障,因此,保证连接处的紧密接触和导线的绝缘,是避免故障的必要条件。
康明斯系列柴油机根据机型采用不同的起动系统线路和电器组件,用户在使用维修和购买配件时应予注意。除了解本说明书的内容外,还可参阅各组件制造厂的使用说明书。
1.4、6缸直列基本型柴油机的电起动系统线路
各组件和线路连接如图9-1所示。a)图为实物连接;b)图为接线原理,电路电压为24V,单线制负极搭铁。
当电路钥匙JK(4缸柴油机不用)和起动按钮KC接能后,起动电机D的电磁铁线圈接通,电磁开关动触头吸合,蓄电池B1正极通过起动电机D的定子和转子绕组,与蓄电池B2的负极(接地)构成回路。当电磁开关吸合时,起动电机齿轮即被推出与柴油机起动齿轮圈齿合,并带动曲轴旋转而使柴油机起动。柴油机起动后,应即放开起动按钮,电路断开,起动电机齿轮即自动退回原位,否则将会使起动电机超速而损环。
柴油机起动后,硅整流充电发电机与发电机调节器配合工作,通过电流表A向蓄电池充电并由电流表显示充电电流的大小。充电电流的大小和充电电路的“接通”或“断开”,由充电发电机调节器自动控制。
柴油机停车后,由于充电发电机调节器内设有截流装置,能自动切断蓄电池与充电发电机激磁绕线的回路,这样可防止蓄电池的电流倒流到硅整流充电发电机的激磁绕组。
2.12V基本型柴油机的电起动系统线路
各组件和线路连接如图9-2所示。a)图为实物连接;b)图为接线原理,电路电压为24V双线制,即起动电源的正负极均与机壳绝缘。
当电路钥匙JK拨向“右”位并按下起动按钮KC时,起动电机D的电磁铁线圈接通,电磁开关吸合,蓄电池B1正极通过起动电机D的定子和转子绕组,与蓄电池B2负极构成回路。在电磁开关吸合时,起动电机的齿轮即被推出与柴油机起动齿圈齿合,带动曲轴旋转而使柴油机起动。
柴油机起动后,应即将电路和钥匙拨向“左”位,切断起动控制回路的电源,此时,硅整流充电发电机L正极通过电流表A,一路通过JK和发电机调节器P,经发电机L的磁场回到发电机的负极;另一路经蓄电池B1正极,再通过蓄电池B2和起动电机负极,回到硅整流充电发电机负极,构成充电回路。当柴油机达到1000r/min以上时,硅整流充电发电机与发电机调节器配合工作开始向蓄电池充电,并由电流表显示出充电电流的大小。
柴油机使用保养说明书
柴油机停车后,由于发电机调节器内无截流装置,应将电路钥匙拨到中间位置,这样能切断蓄电池与充电发电机激磁绕组的回路,防止蓄电池的电流倒流充电发电机的激磁绕组。
3.增压柴油机低温起动辅助加热装置
由于康明斯增压柴油机的低温起动性能,一般比非增压柴油机的差。因此对某些有低温起动需要的增压柴油机在一般低温情况下能顺利起动,在6缸和12缸非增压基本型柴油机的电起动系统线路基础上,增加了起动时对柴油机进气预热的装置。如图9-3所示,该预热装置主要由多档开关,电磁阀和装于进气管上的预热器所组成。
用户在连接各种电起动系统线路时,接蓄电池的连接铅导线截面应不小于 4 3mm ^ { 2 } 且不宜过长,每根导线在 2 0 % 时的电阻应不大于 0 . 0 0 0 5 \Omega 。如果长达数米的连接线时,则必须相应放大其截面,否则因电阻的增加电压降过大,将使柴油机起动困难;接开关等铜导线截面应不小于 2 . 5 \mathsf {mm } ^ { 2 } 。
二、起动电机
起动电机为四级四刷短时额定工作的串激直流电动机,以蓄电池作为电源,用来起动柴油机。根据柴油机的机型配用不同规格的起动电机,基本型柴油机所用起动电机规格见表9-1,线路连接如图9-1和图9-2。
表9-1
| 用于柴油机 型号 | 直列型 | 12缸V型 | |
| 4缸 | 6缸 | ||
| 型号 | ST614 | ST614或QD274 | ST110-H |
| 电压(V) | 24 | 24 | 24 |
| 功率kW(PS) | 5.2(7) | 5.2(7)或6.6(9) | 8.1(11) |
| 最大扭矩N·m(kgf·m) | 58.9(6) | 58.9(6)或70.6(7.2) | 78.5(8) |
起动电机齿轮和柴油机飞轮起动齿圈的齿合靠电磁开关控制的机械驱动。ST614型起动电机有弹簧离合装置;QD274型起动电机带有滚柱式离合装置;ST110-H型起动电机带有螺旋花键传动装置。三种装置均能防止柴油机开始工作后,起动电机转子随柴油机转速的升高而损坏。
1.起动电机的使用
1)起动电机使用前,应对柴油机、起动系统电路和蓄电池的充电状况进行检查。
在正常情况下,柴油机一次就能起动,每次起动电机的运转时间不应超过12s。如一次不能起动,需作第二次起动时,两次起动的时间间隔应不小于2min。绝不允许在柴油机及起动电机尚未停止转动时,再按下起动按钮,否则将引起齿轮与齿圈之间剧烈的撞击而损环。当起动成功后,应即放开起动按钮使起动齿轮从齿合位置退回原位而停止工作。
3)当柴油机连续几次不能起动时,应排除故障后再时行起动。对ST614型起动电机,当其齿轮与齿圈不易啮合时,可以调整起动电机电磁开关左下端的调节螺钉(如图9-4所示),即松开螺母,用起子转动调节螺钉,并使其端面上的箭头钢印大致对着右上方的一个固定螺钉位置。直至调整到容易啮合后,才固定调整螺钉,锁紧螺母。
2.起动电机的安装和保养
1)起动电机安装时,应保持齿轮端面与飞轮齿圈端面的距离为 2 . 5 ~ 5 \mathsf {mm } 。此距离出厂时已调好,用户一般不再调整。如有必要,可以在起动电机的凸缘平面与飞轮壳之间加金属垫片调整,但必须保证起动电机轴和柴油机曲轴的轴线平行。
2)经常检查起动电机紧固件的连接是否牢固,导线接触是否紧密,导线绝缘有无损坏。起动电机的技术保养详见第三章。
三、充电发电机
康明斯系列柴油机,均采用硅半导体整流充电发电机(以下简称充电发电机)。柴油机工作时充电发电机经六只硅二极管三相全波整流与相应的充电发电机调节器配合使用,作为蓄电池的充电电源。它具有重量轻、低速充电性能好、无换向困难及维护方便等优点。根据柴油机的机型,配用不同规格的充电发电机,详见表9-2。电路连接如图9-1和图9-2所示。
| 用于柴油机型号 | 直列型 | 12缸V型 |
| 4、6缸 | ||
| 型号 电压(V) 电流(A) 容量(W) | JF2511Y | JF1000N-1 |
| 28 | 28 | |
| 18 | 36 | |
| 500 | 1000 | |
| 负极内接地 | ||
| 双线制 | ||
| 转向(面向飞轮端) 配用充电发电机调节器型号 | 顺时针 FT221 | 顺时针 JFT207A或JFT207 |
3)前后端盖上装有滚动轴承,采用复合钙基润滑脂润滑。每经使用750h后应更换一次,填充量不宜过多,特别是后盖的滚动轴承内,如加入量过多容易造成润滑脂溢出,溅在滑环上将使接触不良,影响发电机的性能。
4)应注意在12缸V型柴油机起动系统中,电钥匙左、中、右三档位置的使用。
5)4、6缸直列型柴油机的充电发电机由三角橡胶带传动,使用中应定期检查三角橡胶带的张紧力,以保证正常充电,张紧方法详见第二章。
6)发电机的绕组采用聚脂高强度漆包线绕制,允许温升 1 0 5 % ,因此,发电机的绕组的绝对温度允许达到环境温度 + 1 0 5 9 。所以检查发电机在正常运行时的温升是否正常,不能简单地靠人手触摸的感觉来判定。
7)发电机运行时,不允许用螺丝刀(起子)等金属物品将正极等接线柱与机壳或负极短接以观察有否火花来判断发电机是否发电,这样容易将无件烧坏。
2.充电发电机的维护保养
为了保证充电发电机的正常工作,应经常注意维护保养。当发现发电机不发电时,首先应对电机的绕组和硅整流元件等进行检查。
1)应经常用压缩空气或“皮老虎”吹净各部的灰尘,用汽油指净集电环和线圈等部分的油污。
2)检查线圈、转子和整流元件的焊头是否有脱焊现象,转子线圈(激磁绕组)有无断路或短路等情况。
3)检查整流元件必须用万用电表,绝不允许用兆欧计(摇表)或高于30V电源来检测。先用“ ^ + ;测试棒搭发电机“ ^ + ”出线头。用“-”测试棒搭发电机“-”出线头,其电表指示值应在 4 0 \Omega 左右;如用“-”测试棒搭发电机“ ^ + ”出线头,用“ ^ + ”测试棒搭发电机“-”出线头,其电表指示值应在1 0 0 0 0 \Omega 以上,表示整流元件组正常,如表示数字不正常,则应拆开发电机绕组与元件连接线,用万用表逐个测量整流元件。
如图9-5所示,先测量压在后盖上的元件,用“-”测试棒搭端盖,“ ^ + ”测试棒搭元件出线头,其电表指示值应在 1 0 \Omega 以内。然后将“-”测试棒搭元件出线头,“ ^ + ”测试棒搭端盖,其电表指示值应在1 0 0 0 0 \Omega 以上,如图9-5a)所示。压在元件座板上的三个元件的导向与压在后盖上的元件的导向相反,测试结果应相反,如图9-5b)所示。如发现正、负值小或极大,则元件已短路或已断开,必须更换。
1094 B 10000Ω 日 O业 业 我 2a)端盖上元件 b)元件座上元件
4)检查电刷磨损情况和刷簧压力是否正常,以及刷架和出线螺钉对地绝缘是否良好,电刷磨损过多应予更换。
硅整流充电发电机检查修复之后,以拆卸程序相反的过程安装,即在后端盖中先装入刷架、电刷弹簧、电刷,再装上元件座,定子线圈、转子、后盖等,最后装好前端盖、风扇、皮带轮等。
柴油机使用保养说明书
注意在安装电刷架和电刷时,应先将电刷和弹簧嵌入电刷架,同时用一根直径为 1 . 5 \mathsf {mm } 的钢丝,从后端盖边缘旁的一个小孔中穿人,通过后盖和内轴承盖,插入刷架上的小孔,把电刷和弹簧卡住在刷架内,然后等全部装合后抽出钢丝,使电刷落下压在滑环上,旋上三对销螺钉,即总装完成。这时转动转子应无卡住现象,并应进行空载试验合格后,才可投入正式使用。
有关故障排除详见第四章。
四、充电发电机调节器
充电发电机调节器应与相应型号的硅整流充电发电机配合工作,当发电机转速超过1000r/min时开始建压并向蓄电池充电,由充电发电机调节器保持输出电压在一定范围内。根据柴油机的机型配用不同规格的调节器,详见表9-3。
| 用于柴油机型号 | 直列型 | 12缸V型 |
| 4、6缸 | ||
| 型号 额定电压(V) 动作电压(V) 半载时电压调节器调整电压(V) 试验调整电压时充电发电机转速(r/min) 试验调整电压时充电发电机负载电流(A) 配用充电发电机型号 | FT221 28 8~10 27~29 3500 9 | JFT207A或JFT207 28 27~29 3000 18 |
1)FT221型触点振动式充电发电机调节器与硅整流充电发电机共同工作,由电压调节器和截流器两部分组成,连接线路如图9-1b)所示。工作原理如下。
当按下柴油机起动按钮KC,截流器线圈W1通电,触头闭合接通蓄电池与发电机L的激磁回路,使发电机建立电压。柴油机起动后,按钮KC断开,线圈W1失电,与此同时靠发电机的一相电压接通截流器线圈W2,使触头仍保持闭合与激磁回路接通。这时发电机通过电流表A,开始向蓄电池充电。充电电流的大小,由电压调节器线圈W3自动控制。
当发电机因高速或轻载其电压大于规定值时,线圈W3产生的电磁吸力增加,当吸力大于弹簧的拉力时,使常闭的振动式触头脱开,附加电阻R1和R3被接入激磁回路,激磁电流减小,使发电机的输出电压下降。
当发电机因转速减低或负载增大其电压低于规定值时,使线圈W3所产生的电磁吸力减弱,当吸力小于弹簧拉力时触头闭合,将附加电阻R1和R3短路,激磁电流增大,使发电机的输出电压上升。电压调节器的触头就是这样周而复始地作周期性的振动,就可调节输出电压在规定范围内。
柴油机停车后,由于发电机失压,截流器线圈W2失电,使常开触头脱开,能自动切断蓄电池与发电机激磁绕组回路,以防蓄电池电流倒流。
调节器触头和衔铁与铁芯间的间隙,应在图9-6所示的范围内。当确认调节器发生故障时,一般应首先检查触头有否污染不通。弹簧是起调节电压数据的加减作用,拉长弹簧数据上升,反之下降。
6 5 0.8\~1 0.8\~1.0 1.4\~1.5 事 C R LR了 Z R 1 。 2 3 4
2)JFT207A型晶体管调节器,采用印刷电路制成。用晶体管的开关电路来控制充电发电机的激磁电流,以达到稳定充电发电机的输出电压。
JFT207A型调节器的线路,如图9-7所示,其工作原理如下:
当发电机因转速升高其输出电压超过规定值时,电压敏感电路中的稳压管W1击穿,开关电路前级晶体管T,导通而将后级以复合形成的晶体管T2、T3截止,隔断了作为T3负载的发电机磁场电流,使发电机输出电压随之下降。输出电压下降又使已处于击穿状态的稳压管W1恢复,晶体管T1失去基极电流击截止,晶体管T2、T3重新导通,接通了发电机磁场电流,使发电机输出电压再次上升,如此反复使调节器起到控制和稳定发电机输出电压的作用。线路的其它元件分别起稳定、补偿和保护的作用,以提高调节器的性能和可靠性。
该调节器一般作为柴油机的随机附件,由用户自行安装,安装时必须垂直,其接线柱向下,以达到防滴作用。使用时应注意,要与相应型号的充电发电机配合使用。接线应正确牢靠,绝缘应完好,否则将导致调节器烧环。一般情况下不要随便打开调节器盖,如有故障可按第四章有关内容排除和处理,如已损坏,应即换新。
五、蓄电池
蓄电池为为铅板式,每只为12V由六个单格组成,主要作为起动机电机的直流电源之用。柴油机工作时由充电发电机向它充电;柴油机不工作时可用外接电源向它充电。蓄电池的正极桩头上刻有“+”或涂有红色等标记;负极桩头上刻有“-”或涂有黑色标记。康明斯基本型柴油机根据气缸数的不同,采用蓄电池的规格见表9-4。
表9-4
| 用于柴油机型号 | 直列型 | 12缸V型 |
| 4、6缸 | ||
| 型号 电压(V) 容量(A·h) | 6-QH-150 12(2个串联24) 150 | 6-Q-195 12(2个串联24) 195 |
6-QH-150为湿荷电蓄电池,其使用特点是初次使用时无需充电,一旦加入电解液20min后即可使用。
1.蓄电池电解液的配制、充电和有关注意事项
1)柴油机出厂时,为便于保存和运输,作为随机附件出厂的新蓄电池均不带电解液,因此,用户在使用前应加入电解液,对非湿荷电蓄电池,还需进行充电。
2)电解液应采用蓄电池专用浓硫酸(HGB1008-59),或选择质量纯净、洁白、透明的工业硫酸与蒸馏水配制成比重为1.280的稀硫酸。配制时可参考以下比例进行。如以体积之比:浓硫酸为1,蒸馏水2.8;如以重量之比:浓硫酸为1,蒸馏水为1.7。最后应以实际所测比重为准。
3)1.280的电解液比重,是指环境温度为 2 0 % 时,若电解液温度不在 2 0 % 时,其比重应按实侧得的电解液温度进行修正。即温度每升高或降低 1 8 ,电解液比重应增加或减少0.0007。
4)配制电解液时,应采用铅槽或耐酸、耐温、不售铁质的陶瓷缸等抗酸容器。配制时先将所需数 量的蒸馏水倒入容器内,随后将一定数量的硫酸慢慢地倒入,然后再用塑料棒或包有青铅
皮的木棒充分搅拌均匀。切忌将蒸馏水倒入浓硫酸中,以免硫酸沸腾溅射发生事故或伤人。
5)刚配制好的电解液,温度较高,须待冷却到 3 0 ^ { \circ } \mathsf { C } 左右方可注入蓄电池内,电解液的液面应高于极 板 1 0 ~ 1 5 \mathsf {mm } 。刚注入的电解液易被极板所吸收,应及时给予补充。
6)因电解液注入蓄电池内发热,因此,需将蓄电池静置6\~8h,待冷却到 3 5 ^ { \circ } \mathsf { C } 以下方可进行充电。但注入电解液后到充电的时间不得超过24h。
7)充电时,将蓄电池正极接直流充电电源正极,蓄电池负极接充电电源负极,切不可接错。并必须旋去通气盖,让充电时产生的气体外逸畅通。
8)6-Q-195型新蓄电池在使用前应按表9-5规定分两个阶段进行充电(6-QH-150湿荷电蓄电池除外)。经第一阶段充电,当液面均匀起泡,或单格电池的端电压上升到2.4V后应进行第二阶段充电,直至端电压和电解液比重在3h内基本稳定为止。
充电期间,电解液温度不可超过 4 5 ^ { \circ } C ,否则应降低充电电流或采取降温措施,以免电池过热影响内部质量。
根据蓄电池容量大小,两个阶段充电电流和充电时间见表9-5。
表9-5
| 蓄电池型号 | 第一阶段 | 第二阶段 | ||
| 电流(A) | 时间(h) | 电流(A) | 时间(h) | |
| 6-Q-195 | 13 | 12~16 | 7 | 45~55 |
注:上述充电时间仅供初充电时参考,主要以电池充足为准。
当接近充电终止时,应采用蒸馏水或比重为1.400的稀硫酸调整电解液比重,使其达到1 . 2 8 0 ± 0 . 0 0 5 ( 3 0 - mathsf { C } ) ,然后再充电1\~2h,使电解液比重上下均匀为止。
9)蓄电池充足电后,即可进行试放电或实地使用。
2.蓄电池的使用与保养
1)蓄电池在使用过程中,靠安装在柴油机上的充电发电机对它进行经常性充电,冲入电量由发电机调节器自动调节。
2)蓄电池在放电后,应在最短的时间内进行充电,以免发生极板硫酸化。
3)蓄电池注液气塞的气孔应保持畅通,充电时均应拧开,充电完毕应拧上。
4)应经常检查蓄电池电解液面的高度,一般应高出极板顶面 1 0 - 1 5mm ,发现不正常时应加注比重为1.400的稀硫酸或蒸馏水进行调整。切忌加注河水、井水和浓硫酸。
5)已充电而搁置未使用的蓄电池,每月最少要补充电一次。
6)蓄电池应经常保持清洁,定期洗刷外露表面,通气盖上的通气孔及电线接头等.清洗时应注意别让清洗液进入蓄电池内,并防止杂物进入电解液。
7)蓄电池如经常充电不足、长期用小电流放电、过量放电或放电后未及时进行充电,均会促使电池极板硫酸化,其特征是在极板顶部产生很多白色的硫酸铅层,影响电池正常的充放电性能。
处理方法,将蓄电池以每小时1/10容量的电流(10h放电率)放电至终止电压,然后将电解液全部倒出,并注满蒸馏水,经1h后按5\~7A的电流连续进行充电,待电解液比重上升至1.150左右时,按上述放电至终止电压,再继续以原来的充电电流进行过量充电,直到电解液比重不再上升时,调整电解液比重为1.280,再按上述放电率放电。当放电容量能达到额定容量的 80 % 时,表示处理I作基本完成。若放电容量还很小时,则可重复上述放电方法,直到电池性能恢复正常为止。
8)蓄电池的充放电程度,可以根据电解液的比重或用放电仪测量端电压等方法来确定。因此,经常用比重计测量电解液比重如图9-8所示,即可大致估量蓄电池的存电情况,见表9-6。
表9-6
| 在20℃时电解液的比重 | 存电情况 |
| 1.280 | 充足 |
| 1.240 | 25%放电 |
| 1.200 | 50%放电 |
| 1.160 | 75%放电 |
| 1.120 | 100%放电 |
9)在寒冷地区使用蓄电池时,应注意保温,并应适当增加电解液比重以防止因电解液比重下降而冻结.例如环境温度低于 - 4 0 % 时,电解液比重应增加到1.30\~1.32左右,(在 2 0 % 时的测量值)。
10)当电池的隔离板损坏或导电金属掉人电池内部或底部沉淀物积聚过多,均可使蓄电池出现短路,造成充电时电解液比重几乎不变而温度很高,充电电压很低和放电电压更低的现象。
11)如发现蓄电池隔离板、电池槽和盖等损坏时应送专业单位修理或换新
12)蓄电池在低温环境使用时,由于电池的放电性能变差和起动电机的转矩增加,这时如用一对蓄电池放电容量不够时,可采用两对蓄电池并联连接,保持24V电压不变,以增加蓄电池的电流容量。
六、仪表
仪表板装置是用来控制和监察柴油机的.一般由控制柴油机起动的电钥匙、按钮、起动预热开关、指示灯和用来监察柴油机工作的水温表、油温表、油压表、充电电流表、转速表、计时器及表板支架等组成。视柴油机机型的需要配用不同规格类型的仪表板装置。用户在购买配件时,必须注意应与原用仪表规格相同,各类仪表技术规格见表9-7。
1.基本型柴油机仪表板布置的区别和使用
1)4缸直列非增压型柴油机采用同一型式的仪表板,装有起动按钮,水温表,油温表,油压表和充电电流表。仪表布置如图9-9的右上部分所示。
2)6缸直列非增压型柴油机的仪表,如图9-9的下部分所示.装有电钥匙、起动按钮、水温表,油温表、油压表、充电电流表和机械驱动的转速表,其传动装置如图9-10所示.在某些变型柴油机上还采用了电动转速表装置。
表9-7
| 仪表名称 | 水温表 | 油温表 | 既有压力表 | 501E型 机械驱动 转速表 | SZD-3型 电动转速表 | SZMZ-100型 电动转速表 | 充电电流表 |
| 技术规格 | 0~120℃ ※40~120℃ | 0~120℃ ※40~120℃ | 0~0.6MPa 0~6kgf/cm² | 0~3000r/min0~3000r/min0~3000r/min | +30~-30A +50~-50A (12缸v型用) |
1-减震器;2-仪表架铆接件及支架;3-电流表;4-水温表;5-机油压力表;6-油温表;
7-起动按钮;8-电钥匙;9-仪表板:10-夹头;11-导线;12-转速表;13-转速表挠性轴
3)12缸V型柴油机的仪表如图9-11所示,装有电钥匙、起动按钮、充电电流表,油温农、电动转速指示器和两只水温表和机油压力表。
4)SZD-31型电动转速表为三相交流式,主要用于12缸V型柴油机上,由转速表指示器和转速表传感98两部分组成,两者之间用三根导线连接,柴油机工作时,如发现指示器刻度指针与表面刻度数所指示的方向不符时,只要将三根导线中的两根接线位置对调即可。传感器安装在柴油机的前盖板上,靠凸轮轴驱动,如图9-12所示。必要时一个传感器S可同时接两个转速指示器。
5)在某些增压柴油机的仪表板上还装有用来控制安装在进气管上预热器的开关等,预热装置如图 9-13所示.
1-仪表板;2-转速表传感器;3-机油压力表;4-电流表;5-转速表指示器; 6-电钥匙;7-起动按钮;8-油温表;9-水温表;10-垫片
6)SZMZ-100型电动转速表为单相磁电式,由转速指示器和转速传感器两部分组成,两者之间用两根导线连接。传感器内没有两组单相绕组,一组作转速信号用;另一组视需要,可作其它控制信号用.传感器的安装方式有两种,视柴油机机型需要,可安装在前盖板上由喷油泵传动齿轮驱动,亦可安装在调速器后盖上,靠油泵凸轮轴驱动。如图9-14所示。
2.仪表板的安装和保养
1)4、6缸基本型柴油机的仪表板,均安装在柴油机的机体一卜,安装支架。上装有橡胶减震垫:2缸V型柴油机的仪表板,不装在柴油机上。作为随机附件,由用户自行安装。
2)仪表中各组件多数由薄壁材料冲制而成,且仪表都有一定的精度,因此,使用柴油机时,应防止仪表受压和撞击.安装水、油温表弹簧尾管和转速表挠性轴时:应保持较大的转弯半径,并应固定。在机械驱动转速表后面的接头小孔处,应定期添注清洁机油进行润滑,以提高转速表使用寿命。已损坏的仪表要及时换新。
3.磁电式水,油温度表和油压襄的使用
为了省去传统用的毛细管式水,油温度表的弹簧尾管和与油压表连接的管道,提高仪表的使用寿命和方便对柴油机的遥控监测,自1989年起在康明斯某些型号柴油机上逐步使用磁电式仪表。
磁电式仪表由传感器和指示器两部分组成,传感器安装在各需测量的部件上;指示器安装在仪表板上,它们之间采用电线连接。
磁电式仪表以接线方式分有单线制和双线制两种。前者用于4、6缸柴油机;后者用于12缸V型柴油机。目前只有单线制一种,其接线原理如图9-15所示.视采用表的数量而定。
1、2-温度表指示器;3-油压表指示器;4、5-温度传感器;6-油压传感器;7-保险丝
第九章 进、排气系统
一、进气管和空气滤清器
1.进气管
基本型柴油机中的进气管,按材料分有铸铁和铁皮两类,前者一般用于4、6缸直列型自然吸气柴油机,后者用于12缸V型和增压柴油机。12缸V型柴油机左、右两列进气管不能互换,用户在购买配件时,必须注意应与原机型用进气管相同。安装时,进气管与气缸盖的接合面必须密封;进气管内不允许落人任何杂物,否则吸入气缸内会造成机件损环事故。
2.空气滤清器
空气滤清器的作用是滤去空气中的灰尘和杂质,一般情况下不充许不装空滤器开动柴油机,否则会导致缸套和活塞组零件的早期磨损,缩短柴油机的使用寿命。康明斯基本型柴油机的空气滤清器共有两种滤芯三种结构。如图10-1所示。
4、6、12缸自然吸气柴油机采用钢丝绒滤芯的惯性油浴式空气滤清器;增压柴油机采用K2442ZF-1型旋风纸质空气滤清器。
在K2442XF-1型的空气滤清器上还没有进气阻力指示器,当指示器的窗口由黄色变为红色,同时蓝色箭头指示7.5KPa真空度时,则表示该滤清器应迅速进行除尘保养,保养后应按一下指示器上方,使指示标志复位。
对无阻力指示器的钢丝绒滤芯的惯性油浴式空气滤清器,一般工作100h左右清洗一次,视环境中的灰尘浓度而作适当增减。清洗时,将钢丝绒取出放在汽油中洗干净,并用压缩空气吹干,同时清洗滤清器的油池,然后加入适量的新机油。
当K2442XF-1型旋风纸质空气滤清器上的阻力指示器失灵时,空滤器仍可使用,但每工作100h左右需清除集尘盆中的灰尘。每隔100\~200h,取出滤芯轻轻敲击其端面(如图10-2所示);或者用压力不大于490KPa(5kg/cm2)的压缩空气从滤芯内腔往外吹;也可用毛刷轻刷沾污表面,但切忌用油或水清洗。如发现滤芯破损或污垢严重不易清除时,则需换新。
二、排气管和清声器
1、排气管
排气管由铸铁制成。基本型非增压柴油机每列气缸共用一根排气管;增压柴油机采用分支排气管,每列气缸的废气由两根排气支管接至增压器,排气支管设计成分段组合式结构,其连接处没有膨胀接头。6缸直列型柴油机的排气管如图10-3所示。关于排气管外接的要求详见第一章。
2.消声器
消声器是用来降低柴油机的排气噪音的。基本型柴油机均不装消声器。但我厂备有消声器,如用户需要可在订货时另行订购,作随机附件供应,由用户根据具体条件自行安装。4、6缸基本型柴油机的消声器结构如图10-4所示,其型式为双室微孔扩张室。安装消声器后,因排气阻力增加,柴油机的输出功率要降低一些。安装时,消声器带有 3 0 ^ { \circ } 斜面的出口方向应朝下,以防止雨水和异物落入。
非非 - 非二- 非三 非- -9 在- 每-8 -6 - 1 2
第十章 J11系列废气涡轮增压器
一、概述
康明斯增压柴油机自1981年以来均采用我厂自制的J11系列废气涡轮增压器。增压器有效地利用柴油机排出的废气脉冲能量驱动径流式涡轮,带动与涡轮同轴的离心式压气机叶轮高速旋转,使空气压力升高,并由柴油机进气管进入气缸,提高柴油机的充气量,可供更多的柴油燃烧,从而提高柴油机的输出功率与经济性。康明斯增压柴油机与非增压柴油机相比,功率一般可提高 5 0 ~ 6 0 % ,降低燃油耗率5 ~ 6 % ,并可用于废气净化和高原功率补偿。
由于废气涡轮增压器转子的转速很高,零件比较精密,在使用和保养增压器时,应熟悉增压器的结构特点,掌握增压器拆卸、清洗、检查和装配技术。对1981年以前配用的10ZJ废气涡轮增压器的使用与维护请参阅无锡动力机厂的《涡轮增压器》一书。
二、主要技术规格
| 型号 | J11 |
| 允许连续运行的最高转速 | 60000r/min |
| 最高转速 | 72000r/min |
| 最高压比 | 2.7(带无叶扩压器) |
| 涡轮前最高使用温度 | 650℃(不超过1h) |
| 空气流量* | 压比在1.5时流量为0.17~0.40kg/s |
| 压比在2时流量为0.25~0.55kg/s |
\*表内所列空气流量与压比的数据均为增压器适应配套的数据,增压柴油机的空气流量和压比应视不同型号的增压柴油机而定。
三、结构简介
J11系列增压器的外形和结构如图11-1和图11-2所示,它由径流式涡轮,离心式压气机及带有支承装置、密封装置、润滑和冷却装置的中间壳组成。
涡轮部分包括径流式涡轮转子轴、无叶蜗壳等;压气机部分包括压气机壳、压气机叶轮。这
两个部分分别设在中间壳两端。压气机叶轮用自锁螺母固定在涡轮转子轴上,转子轴由设在中间壳两端的浮动轴承支承。两叶轮产生的推力由设在中间壳压气机端的推力轴承支承。压气机壳、涡轮壳分别与柴油机的进、排气管连接,中间壳内还设有润滑和冷却浮动轴承及推力轴承的油路。润滑油来自柴油机的润滑系统,经过专门滤清后进入中间壳体上的进油孔,通过增压器轴承,经中间壳的回油腔,流回柴油机的油底壳。
柴油机使用保养说明书
在涡轮和压气机叶轮内侧设有弹力密封环,起封油封气作用。
零件目录
| 序号 | 件名 | 每台数量 | 序号 | 件名 | 每台数量 |
| 1 | 压气机壳 | 1 | 14 | 弹簧卡环 | 4 |
| 2 | 中间壳 | 1 | 15 | 推力环 | 2 |
| 3 | 无叶蜗壳 | 1 | 16 | 浮动轴承 | 2 |
| 4 | 压气机叶轮 | 1 | 17 | 涡轮端压板 | 4 |
| 5 | 涡轮转子轴 | 1 | 18 | 止动垫片 | 4 |
| 6 | 自锁螺母 | 1 | 19 | 螺母 | 8 |
| 6 | 轴封 | 1 | 20 | 双头螺栓 | 8 |
| 8 | 推力片 | 2 | 21 | 止动垫片 | 2 |
| 9 | 弹力密封环 | 4 | 22 | 螺栓 | 4 |
| 10 | 隔圈 | 1 | 23 | V形夹箍总成 | 1 |
| 11 | 气封板 | 1 | 24 | O形橡胶密封圈 | 1 |
| 12 | 挡油板 | 1 | 25 | 孔用弹性挡圈 | 1 |
| 13 | 推力轴承 | 1 | 26 | 铭牌 | 1 |
四、拆卸、清洗、检查与装配
在拆卸、检查与装配本废气涡轮增压器的整个过程中不需要使用专用工具(如图11-2所示)。
1.拆卸
在拆卸前可将压气机壳1中间壳2及涡轮3三者的相互位置做好标记,以便在装配时安装到原始位置。拆卸过程按如下步骤进行。
1)分别松开压气机壳1涡轮壳3与中间壳2上固紧件,取下两只壳体,若两只壳体与中间壳配
合较紧时,可以橡胶或木质槌沿壳体四周围轻轻的敲打,取下壳体时要细心,不能使壳体在轴线方向产生倾斜,以免碰伤压气机及涡轮叶片的项尖部分或碰毛壳体相应的内侧表面。
2)将涡轮转子轴5叶轮出口处六角形凸台夹在台虎钳上,识别或做好自锁螺帽6,涡轮转子轴5及压气机叶轮4相互位置的动平衡标记(如图11-3所示)。松开自锁螺母并拧下,将压气机叶轮4从涡轮转子轴上轻轻拔出。若拔不出则可将附有转子的中间壳从台虎钳上取下后,倒置过来,将压气机叶轮部分浸没在装有沸水的盆内,稍待片刻后即可将叶轮从转子轴上顺利取下。
3)取出压气机叶轮后,用手托住涡轮叶轮,把附有涡轮转子轴的中间壳从台虎钳上取下置于工作台上。
用手轻轻压涡轮转子轴在压气机端的螺纹中心孔端面,取出涡轮转子轴。取出转子轴时应十分小心,切不可将转子轴上螺纹碰及浮动轴承16内孔表面。
4)用圆头钳取下中间壳内压气机端的孔用弹性挡圈25,并用两把起子取下压气机端气封板(如图11-4所示),并从中间壳上取出挡油板12,压气机端推力片8,隔圈10,再从压气机端气封板中压出轴封7,然后在手指上套上两个用细铁丝做成的圆环,取出轴封上的两个弹力密封环9。
5)用起子压平推力轴承13上锁片 的翻边,拧下4只六角螺栓后取出推力 轴承及另一片推力片。
6)用尖头钳取出压气机端轴承孔中弹簧卡环14后再从轴承孔中取出推力环15及浮动轴承16,然后仍在压气机端方向用尖头钳从轴承孔中取出该浮动轴承另一端的弹簧卡环。但要特别注意不要使弹簧卡环擦伤轴承孔的表面。
7)用尖头钳取出中间壳在涡轮端轴承孔中弹簧卡环14后取出推力环15,浮动轴承16,然后仍在涡轮端方向用尖头钳取出设在浮动轴承另一端的弹簧卡环,但要特别注意,在取出上述两个弹簧卡环时不要擦伤轴承孔及弹性密封环座孔的表面。
2)清洗
1)不允许用有腐蚀性的清洗液来清洗各零部件。




