康明斯M11发动机.ppt

M11发动机介绍 M11发动机发展史 1982年开发的L10 1986年L10发展了STC 1990年L10发展出CELECT电喷系统为了提高功率 扭矩从L10发展出M11发动机 1993年9月M11发展了CELECT电喷系统 1995年9月M11发展了CELECT Plus电喷系统 1998年6月发展出了ISM电喷发动机 M11发动机主要性能 功率 168 284kW 225 380hp 扭矩 1031 1560N m 760 1150ft bl 额定转速 2100 1500r min峰值扭矩转速 1300r min怠速 600 800r min额定点比油耗 203g kW h排放 满足欧洲I II排放标准发动机最高怠速 2450r min升功率 26kW L M11发动机主要性能 续 海拔与环境温度适应性海拔 海拔高度低于3100m 无须对发动机进行调整 海拔高度超过3100m 每升高300m 发动机燃油量下调4 选用M11高原型特种发动机温度 环境温度低于38 C 无须对发动机进行调整 环境温度高于38 C 每升高11 C 发动机燃油量下调2 无辅助冷起动装置的最低起动温度为 18 C M11发动机主要性能 续 稳态排气烟度额定工况为0 2 0 4Rb 峰值扭矩工况为0 8 1 7Rb 标准调温器工作温度82 93 C 额定工况排温 流量402 443 C 717 957L s 额定工况进气流量316 405L s 发动机最大倾斜度前 后 侧倾斜45 M11发动机主要性能 续 M11发动机主要性能 续 M11发动机使用要求 排气系统 最大排气背压76mmHg 外接排气管最小内径102mm 进气系统 空滤器最大阻力635mmH2O 增压器进口与环境最大温升16 C 冷却系统 冷却液使用DCA4添加剂 浓度为1 5 3 0单位 加仑 3 785L 冷却液膨胀最小空间为系统总容积的5 发动机冷却液出口最高温度为100 C 最大外部循环阻力34 5kPa M11发动机使用要求 续 润滑系统 使用15W 40 CF4机油 发动机正常运行机油压力207 276kPa 允许额定 峰值扭矩 怠速工况最小机油压力为193 152 69kPa 最高机油温度121 C 必须严格按要求使用15W 40 CF4及以上等级机油否则换油周期将减半 燃油系统 最大进油阻力为203mmHg 带 不带单向阀回油阻力为165 63mmHg 燃油泵进口最高油温71 C 燃油箱最小通气能力 背压152mmH2O 850L h 发动机最大超速能力2625r min M11发动机使用要求 续 曲轴止推轴承负荷限值 最大间隙负荷为6227N最大持续负荷为3114N M11发动机的结构特点 排量 10 8Liters缸径x冲程 125x147mm长度 1324mm宽度 835mm高度 1183mm质量 980kg M11发动机的结构特点 续 型式 直列6缸 水冷 4冲程 直喷进气 增压空 水 空中冷压缩比 16 1发火顺序 1 5 3 6 2 4发动机旋向 面对飞轮逆时针空压机工作容积 0 29L发动机冷却系统容积 空空 水空中冷9 5 12 9L M11发动机的结构特点 续 重心 距缸体前端面450mm曲轴中心线之上190mm运动件转动惯量 0 85kg m 除开飞轮 发动机纵向惯量 49 7kg m M11发动机燃油系统PT STC 1 压力Pressure 时间Time计量2 开式喷嘴3 两种正时 提前和正常 4 有STC阀及管路5 液力挺杆有 无实现正时提前 正常 康明斯独特的PT燃油系统 于1954年开始应用 是康明斯公司的专利 其中 P 指的是PT燃油泵输出的燃油压力 Pressure T 指的是喷油器允许燃油流入油杯的有效时间 Time PT燃油系统的基本原理 PT燃油泵根据发动机的不同工况调整出适当的燃油压力 P 在该工况由喷油器确定的有效时间 T 内流入喷油器的油杯 这样流入油杯的循环油量 Q 就取决于燃油压力 P 和流动时间 T 即 Q P T 因为喷油器的计量孔是经选定不变的 所以叫PT燃油系统STC StepTimingControl分布正时控制 M11发动机燃油系统PT STC 续 M11发动机燃油系统PT STC 续 燃油压力高达20000psi 燃油雾化优异 排放烟度小 性能标定方便 适应性好 可以选用汽车调速器或全程调速器 取销了高压油路 没有二次喷射的问题对于安装调试的问题不敏感 M11发动机燃油系统PT STC 续 1 机油进油管2 燃油管3 机油出油管6 机油粘度感应管 M11发动机燃油系统PT STC 续 1 M11发动机燃油系统PT STC 续 燃油计量 凸轮处于小基园位置 燃油从量孔流进喷油器 计量柱塞顶端关闭了泄油口 计量柱塞下端打开了计量口 燃油进入油杯 计量开始 凸轮仍然处于小基园 进入油杯的油量取决于燃油压力和计量口打开的时间 M11发动机燃油系统PT STC 续 开始喷油 凸轮处于从小基园转向大基园的上升段位置 在凸轮作用下柱塞向下运动 计量柱塞下端关闭了计量口 油杯中燃油压力高于气缸压力时开始喷油 计量柱塞顶端打开了泄油口 燃油从泄油口流出而冷却喷油器 并维持油道的稳定压力 油杯压力高于气缸压力时 开始喷油 压力可达到20000psi M11发动机燃油系统PT STC 续 喷油结束 凸轮处于鼻尖位置 在凸轮作用下 喷油器柱塞压入油杯 喷油器柱塞压入油杯时 燃油喷孔被强制关闭 不产生二次喷射 喷油器准备下一次计量 M11发动机燃油系统PT STC 续 燃油系统流向图 进油 回油 燃油滤 燃油泵 出油阀 喷油器 回油管 齿轮泵泄油阀 STC阀 M11发动机制动器 M11发动机制动器 续 发动机制动器原理 无发动机制动器气缸工作情况 有发动机制动器气缸工作情况 缸体组件 1 等中心距 2 短承拉高度 3 侧壁增加横筋 4 宽缸体下裙边 5 M11缸体可用于L10 6 凸轮轴从动件装在缸体顶部 7 缸套短水套高度 8 缸套内壁无磷化 9 缸套中间支承法兰加厚且用斜面向上过渡 10 缸套单O形密封圈 11 多数堵头改成直螺纹加橡胶密封圈密封 气缸体组件 续 凸轮轴室内的机油储油结构 气缸体组件 续 机油储油结构使发动机上部下流机油缓流 机油盘保持一定的低油位 减少曲轴搅拌功率 减振降噪 曲轴连杆组件 1 曲轴冲程加大11毫米 L10为136 M11为147 2 曲轴热处理正火加园角淬火3 主轴颈等宽 4 M11连杆与L10连杆通用 5 连杆小头无去重搭子 6 连杆中心距短 外形小 刚度好 活塞组件 1 铰接式活塞 2 锻钢活塞头 部提高活塞强度 100 锻件检查 3 内凹形燃烧室 4 铝质活塞裙部 5 两气环一油环 6 空心活塞销 缸盖组件 1 缸盖用高强度合金铸铁 2 整体缸盖 每缸四气门 3 缸盖进气螺旋气道 4 铸铁气门导管 内壁加工阻磨油槽 5 水口用不锈钢碗形塞 6 气门杆端加挡油套 7 无导杆丁字压板 8 单个变螺距气门弹簧 摇臂室和摇臂组件 1 斜坡型摇臂室 2 摇臂室带进气口 侧面进气向下进入缸盖 3 大直径摇臂轴 磷化处理 4 短推杆 凸轮从动件 1 安装在缸体顶部2 大直径从动件轴和滚轮销 3 鼓形滚轮表面经超精抛光 4 压力润滑 凸轮轴和传动齿轮 1 大直径凸轮轴 2 凸轮表面超精抛光 3 凸轮轴高位安装4 多数附件用齿轮传动 齿轮室和飞轮壳 1 齿轮室为压铸铝件 2 与盖板结合面铸出密封槽 3 飞轮壳为硬模铸铝件或铸铁件 可有不同选择 齿轮室盖板 1 钢板冲压盖板2 盖板密封圈用橡胶条沿齿轮室弯曲成形接口在上方 M11发动机调整 大扭矩法 调整顺序记号气门喷油器A11B55C33A66B22C44 M11发动机调整 大扭矩法 续 进气门间隙0 36mm排气门间隙0 69mm喷油器调整 用100in lb力矩拧紧调节螺钉 再松开后用90in lb力矩拧紧 M11发动机使用要点 严格按技术规范要求进行使用和维护保养 M11发动机使用要点 续 起动 起动马达与飞轮啮合持续运转时间不超过30秒 两次起动间隔时间至少两分钟 发动机怠速时间不要超过5分钟 否则燃烧不良而导致积碳和燃油外泄 发动机运行 发动机怠速机油压力高于70kPa 转速升至1200r min时高于207kPa 发动机运行冷却液温度应高于60 C M11发动机使用要点 续 M11发动机使用要点 续 发动机运行范围 低于峰值扭矩转速全负荷持续运行时间不超过30秒 不允许发动机在超过2450r min的转速下运行 使用发动机制动器过程中 发动机转速不得高于额定转速 M11发动机使用要点 续 发动机冬季运行 使用乙二醇与水各占50 比例的冷却液 使用冬季润滑油 使用冬季燃油 低温电瓶 900CCA M11高原发动机特点和要求 M11高原发动机特点和要求 续 高原发动机背景 M11高原发动机特点和要求 续 大气压力 水沸点随海拔高度的变化规律海拔高度m大气压力mmHg kPa 水的沸点 C0760 101 4 100 01000680 90 7 96 62000600 80 0 93 33000530 70 7 90 04000460 61 3 86 95000405 54 0 83 66000355 47 3 80 4 M11高原发动机特点和要求 续 青藏高原的特点 高海拔 低气温 大风沙 强太阳辐射高原发动机要解决的问题 高海拔带来的问题发动机空燃比降低 增压器匹配点改变 冷却液沸点降低低气温带来的问题机油粘度加大 冷却液结冰 电瓶充放电能力差大风沙带来的问题空滤器堵塞 散热器堵塞 外露零部件磨损强辐射带来的问题橡胶件老化加快 M11高原发动机特点和要求 续 燃油系统 使用 20号或更低温度的优质轻柴油停机后应在热态放去燃油滤清器中的水润滑系统 使用10W30或5W30 CF4机油按规定周期更换机油和机油滤清器如果采用CD级机油换油期应缩短一半进气系统 使用高性能增压器使用带旋风管的重型空滤器 M11高原发动机特点和要求 续 冷却系统 使用低温调温器 按要求使用水滤器或添加DCA干式化学防腐剂 防止冷却系统的腐蚀 穴蚀和结垢 采用乙二醇 水 57 43的冷却液或厂家认可的满足 45 环境使用的放冻液 定期检查冷却液中DCA浓度 确保水箱压力盖密封完好水箱压力盖应对高海拔低气压进行补偿 推荐使用压力为70 90kPa的水箱压力盖 发动机故障诊断与排除 注意观察发动机故障早期现象 发动机自动熄火振动异响发动机温度 压力突然变化烟度过重功率下降机油消耗率增大燃油消耗率增大燃油 机油或冷却液泄漏 故障诊断原则 先想后做由简到繁从表至里根除故障 故障检修的一般程序 把发动机看成整体向操作者全面了解情况作必要的检查作正确的分析进行正确的修理核实所作的修理确已解决问题 正确诊断故障所需资料 发动机使用状况发动机维修史对发动机的观察结果 发动机使用状况 有何反常噪音重载还是轻载运行加速还是减速运行油压或水温有否改变当时有否不正常的灰尘或烟气气候条件及风力如何道路等级如何 发动机使用状况 续 首先观察到的故障如何机油 燃油 冷却液消耗量如何 近来有何变化排烟浓度如何发动机调速器反应是否灵敏减速是否正常 发动机使用状况 续 发动机停机是否令人满意发动机低温起动是否令人满意发动机有否熄火或缺火使用何种燃油燃油级别与来源如何怠速或全速运行时发动机是否会喘振发动机能否作长期怠速运行 发动机维修史 近来有否修理过何种维修以前是否发生过这种故障上一次调整何时进行近来何时进行过机油和燃油滤清器的更换维修制度是否严格 发动机维修史 燃油如何取得和储存维修类别和所用润滑油级别如何发动机运行了多少英里或多少小时何人进行的维修调整全流式机油滤清器滤芯有否金属杂质 对发动机的观察结果 发动机是否干净皮带松紧情况如何外部有无机油 燃油或水的渗漏现象发动机上有否作过临时修理怠速时发动机声音如何 对发动机的观察结果 皮带轮有否颤摆近来有否修理或更换过任何零件发动机上有否非标准的零件发动机有否不良管道机油油面 水面和燃油油面高度如何拆卸时发动机内有无异味 积碳 油泥摇臂盖下有无其他不良情况 发动机冷却液温度高于正常温度1 3故障原因解决办法 发动机冷却液温度高于正常温度2 3故障原因解决办法 发动机冷却液温度高于正常温度3 3故障原因解决办法 发动机机油压力过低1 3故障原因解决办法 发动机机油压力过低2 3故障原因解决办法 发动机机油压力过低3 3故障原因解决办法 发动机输出功率偏低1 3故障原因解决办法 发动机输出功率偏低2 3故障原因解决办法 发动机输出功率偏低3 3故障原因解决办法 发动机曲轴箱漏气量 下窜气 过多1 1故障原因解决办法 发动机可以转动但无法起动 排气中无烟 1 3故障原因解决办