Тема 1 занятие 2 Составные части ДВС САТ

1.

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЕЙ
(базовый курс)
СОСТАВНЫЕ ЧАСТИ ДИЗЕЛЬНОГО
ДВИГАТЕЛЯ КОМПАНИИ Caterpillar
ТЕМА 2:
Цели изучения темы:
Для эффективной диагностики, ремонта и
технического обслуживания необходимо иметь
полное понимание принципов работы дизельных
двигателей и знать их конструктивные особенности.
Цель:
Слушатель должен уметь определять составные
части дизельного двигателя и объяснить основные
принципы их работы.
1

2.

Дизельные двигатели
Слушатель должен знать:
- принцип работы четырехтактного дизельного
двигателя;
- основные составные части;
- эксплуатационные технические характеристики
Двигатель
3406В
компании
Сaterpillar
2

3. Двигатель 3406В компании Caterpillar

За годы многолетней
разработки и изготовления
дизельных двигателей
компания Caterpillar
разработала технологии для
проектирования и изготовления
высококачественных
двигателей, которые
отличаются оптимальными
характеристиками
при низких
эксплуатационных
затратах.
3

4. Двигатель 3406В компании Caterpillar

Отличительные особенности конструкции двигателей 3406B:
· Надежность
· Удобство технического обслуживания
· Длительный ресурс до капитального ремонта
· Низкие затраты на капитальный ремонт
· Универсальность в применении
· Топливная экономичность
· Хорошая смазка рабочих поверхностей двигателя
· Высокая эффективность
4

5.

Двигатель 3406В компании Caterpillar
Компания Caterpillar особое внимание обращает на повышение прочности
и качества своих изделий, что отличает и двигатель 3406B.
Двигатель 3406B представляет собой
рядный, шестицилиндровый дизельный двигатель,
предназначенный для эксплуатации в тяжелых условиях.
Двигатель имеет цилиндры с диаметром (137 мм) 5,4 дюйма,
ход поршня (165 мм) 6,5 дюйма и
рабочий объем (14633 куб.см) 893 куб. дюйма.
(S/D =165/137=1,2)
5

6.

Дизель 3406С
1-рым
2-сапун
3-выхлоп 4-топливоподкачивающий насос
5-указатель давления
топлива
6-устройство
холодного запуска с
эфиром
7-топливный фильтр
8-воздухозабор
9- топливный насос
10- баллон с
присадкой для
охлаждающей
жидкости
11- масляный щуп
12- картер маховика
13- счётчик моточасов
14- турбонагнетатель
15- сливная пробка
16- маслозаливная
крышка
17- виброгаситель
коленвала
6
18- масляный фильтр

7.

Блок цилиндров
Одна из основных составных частей в дизельном двигателе, которая должна обладать
максимальной прочностью - блок цилиндров. Чтобы обеспечить максимальную
прочность, блок изготавливается
точным литьем из сложного легированного сплава.
Благодаря применению
стальной или
алюминиевой
разделительной плиты,
которая устанавливается
между головкой блока
цилиндров и блоком
цилиндров, устраняется
необходимость выполнения
глубоких расточек в блоке
цилиндров. Глубокие расточки
уменьшают конструктивную
целостность блока и
увеличивают вероятность
растрескивания.
7

8.

Головка блока цилиндров
Головка блока цилиндров разработана с учетом обеспечения
конструкционной прочности и жесткости.
Для обеспечения гарантированной прочности на длительный срок
головка блока цилиндров проходит испытание глубоким
ударным термоциклированием.
Поэтому головка блока цилиндров обладает повышенной
стойкостью к растрескиванию.
8

9.

Коленчатый вал двигателя 3406B
Коленчатый вал изготовляется ковкой из
легированной углеродистой стали и подвергается
полной закалке.
Многие изготовители дизельных двигателей подвергают закалке
только шейки и галтели коленчатых валов. При такой обработке
могут оставаться повышенные остаточные напряжения на границе
между закаленными и незакаленными поверхностями.
9

10.

Коленчатый вал двигателя 3406
Патентованный процесс полной закалки, применяемый компанией Caterpillar,
укрепляет всю поверхность коленчатого вала, обеспечивая
износостойкость и повышенную прочность коленчатого вала. При полной
закалке поверхности коленчатого вала уменьшается возможность его
растрескивания.
Распределительная
шестерня
коренная
шейка
Боковая
поверхность
шейки
галтель
Технологическое
отверстие
Масляные
каналы
Поверхность под
маслоотражающее
кольцо
поверхность
под манжету
Шпоночный
паз
Передний
конец (носок)
вала
Шлифованная
поверхность под
вкладыш
Упорные
торцы
коленвала
Щеки
коленвала
шатунная
шейка
10

11.

Коленчатый вал двигателя 3406C
При внедрении двигателя 3406C был значительно увеличен шатунный
подшипник (площадь увеличена на 19 %). Более широкий подшипник
распределяет нагрузку по большей площади поверхности, значительно
уменьшая нагрузку и увеличивая срок службы подшипника.
На рисунке для сравнения
показан шатунный подшипник
двигателя 3406В на новом
коленчатом валу, что
показывает, насколько
увеличена контактная
поверхность подшипника.
Благодаря этому изменению
на 50 % увеличивается
толщина масляной пленки, что
обеспечивает наибольшую
несущую способность
шатунного подшипника
двигателя 3406C в своем
классе.
11

12.

Шатуны двигателей 3406В и 3406 С
Шатун изготавливается ковкой из боросодержащей стали,
закаливается и подвергается дробеструйному упрочнению для снятия
остаточных напряжений.
Благодаря конструкции с применением конусообразной
формы обеспечивается дополнительная площадь
сопряжения поршневого пальца и шатуна.
Этим достигается повышенная прочность и
долговечность узла поршня и пальца.
Новым в конструкции двигателя 3406C является увеличенный
шатунный подшипник с усиленным соединением в шатуне.
12

13.

Шатуны двигателей 3406В и 3406 С
Благодаря более широкому шатунному подшипнику и
распределению ударных нагрузок по поверхности с увеличенной
площадью двигатель 3406C обладает самой большой
допустимой нагрузкой в тяжелом режиме эксплуатации среди
двигателей своего класса.
Надежность и срок
службы
подшипника
значительно
увеличены для
всего ряда
двигателей.
13

14.

Поршни двигателя 3406
Поршни во многом определяют конструкцию, срок службы и общие
эксплуатационные характеристики двигателя.
Поршень с тремя кольцами двигателя 3406В компании
Caterpillar изготавливается литьем из алюминиевого сплава с
отлитым как одно целое бандажом из никельсодержащего
чугуна под компрессионные кольца.
Бандаж из
никельсодержащего
чугуна обеспечивает
повышенную прочность и
износостойкость канавок
под кольца.
14

15.

Вырезки под клапаны
Термовставка
Днище поршня
Внутренняя
поверхность
днища
Канавки
поршневых
колец
Вставка
серого
чугуна
Перемычка
Перемычка
Бобышка
Юбка поршня
Отверстие
поршневого
пальца
15

16.

Поршни двигателя 3406
Конструкция поршня с тремя
кольцами обеспечивает
превосходную компрессию и
удержание масла для уменьшения
трения и перегрева.
В результате увеличивается срок
службы поршня, колец и гильзы
цилиндра и уменьшаются затраты на
капитальный ремонт.
Для повышения прочности и долговечности
поршневые кольца изготовлены из ковкого
чугуна. Кольца покрыты хромом, а верхнее
кольцо имеет плазменное покрытие. Покрытия
обеспечивают превосходную износостойкость и
стойкость к задиру.
16

17. Конструкция поршня с тремя кольцами

Насосное и уплотнительное действие колец
Конструкция поршневых колец (гильза справа)
Клиновидные
Клиновидные
Традиционные
17

18.

Гильзы цилиндров
Гильзы цилиндров литые, из молибденосодержащего чугуна,
обеспечивающего дополнительную поверхностную твердость.
Внутренняя
поверхность каждой
гильзы цилиндров
подвергается
индукционной
закалке.
Затем хонингуется с
нанесением
штриховки для
улучшенного
удержания масла и
герметизации ЦПГ.
18

19. Хонингование

19

20.

Гильзы цилиндров
Для уплотнения верхней части гильзы цилиндра используется верхний бандаж
гильзы.
Для уплотнения нижней части гильзы цилиндра
и герметизации полости охлаждающей
жидкости используются
уплотнительные кольца.
Благодаря жесткости блока
двигателя уплотнения плотно
сидят на своих местах и
обеспечивают превосходное
уплотнение гильзы.
20

21.

Клапаны
Выпускные и впускные клапаны в двигателе 3406В чрезвычайно
износостойки и долговечны
Три материала используются для изготовления выпускных клапанов.
Штоки изготовлены из
закаленной нержавеющей
стали. Для обеспечения высокой
жаропрочности головок
используется специальный сплав.
Опорные поверхности головки
клапана выполнены из стеллита
(кобальтохромовольфрамовый
сплав), обеспечивающего высокую
стойкость к износу при высоких
температурах.
Головки и штоки впускного клапана изготовлены из
нержавеющей стали и закалены для увеличения
износостойкости.
21

22.

Седла клапанов
При износе или повреждении седла клапана вставляется
сменное вставное седло (вставка).
Вставки
впускных клапанов
изготовляются из сплава
нержавеющей стали,
а вставки
выпускных клапанов
из никелевого
сплава.
Каждый клапан имеет механизм поворота, который перемещает поверхность
прилегания клапана на 3° относительно седла за время рабочего цикла двигателя. Это
обеспечивает равномерный износ клапанов и седел , уменьшает их обгорание,
увеличивая их срок службы.
22

23.

Распределительный вал
Распределительный
вал изготовлен
объемной
штамповкой на
падающем молоте из
специальной
легированной стали и
закален
для повышения
прочности и
долговечности.
Зубчатое колесо распределительного вала
установлено при сборке на горячей посадке.
23

24.

Дополнительный тормоз BrakeSaver
Двигатель 3406B имеет гидрозамедлительное устройство (BrakeSaver), которое
обеспечивает плавное, спокойное и эффективное торможение транспортного
средства.
Дополнительный тормоз
развивает замедляющую
мощность 360 л.с.
и поддерживает нормальную
температуру двигателя на
протяженном спуске.
Гидравлическое действие
тормоза BrakeSaver
уменьшает возможность
заноса или
складывания сочлененных
транспортных средств.
Дополнительный тормоз BrakeSaver продлевает срок службы
тормозных накладок, барабанов и колесных шин. В
результате уменьшаются затраты на техническое обслуживание.
24

25.

В двигателе 3406B применяется топливная
система с топливным насосом высокого
давления (ТНВД) с непосредственным
впрыском топлива.
Топливная система
(1) -топливный бак;
(2) - сливной кран
(3)- вентиль отсечки подачи
топлива;
(4) - топливный фильтр грубой
очистки;
(5) -топливный насос низкого
давления;
(6) - топливный фильтр тонкой
очистки;
(7) – ручной
топливоподкачивающий
насос;
(8) - топливную магистраль
ТНВД;
(9)- топливопроводы высокого
давления;
(10) – переходник;
(11) – форсунка;
(12) – адаптер;
(13) – камера сгорания;
(14) – сливная магистраль
ТНВД;
(15) - сливной трубопровод
Система обеспечивает минимальную длительность впрыска и
превосходное распыление топлива. В результате достигается малая
токсичность отработавших газов и повышенная топливная экономичность. 25

26.

Топливная форсунка
Наконечник
(распылитель) с
шестью отверстиями
распыляет поток
топлива
высокого давления в
камеру сгорания,
обеспечивая полное,
эффективное
сгорание.
Форсунки подлежат замене в условиях эксплуатации
после соответствующей наработки.
26

27.

Топливный насос высокого давления
Топливные насосы не требуют регулировки цикловой подачи
отдельно для каждого цилиндра,
и поддерживают подачу топлива без периодического регулирования.
27

28.

Пружинно-гидравлический регулятор угла
опережения впрыска
Механизм опережения впрыска, чувствительный к частоте вращения,
оптимизирует эксплуатационные характеристики двигателя и облегчает его пуск.
В двигателях 3406В более раннего выпуска применялась
пружинно-гидравлическая система.
По мере увеличения частоты вращения коленчатого вала двигателя угол опережения
впрыска увеличивается гидравлически, с использованием давления моторного масла.
С уменьшением частоты
вращения коленчатого вала
двигателя пружина
отжимает рычаг механизма
опережения впрыска к
положению замедления.
Пружинно-гидравлическая
система обеспечивает угол
опережения впрыска 9°.
28

29.

Гидравлический регулятор угла опережения впрыска
Двойное гидравлическое автоматическое опережение впрыска было внедрено
на двигателях 3406В, начиная с заводского номера 4MG3600 и выше.
Механизм опережения
впрыска изменяет угол
опережения
гидравлическим
способом, используя
давление моторного масла.
Золотниковый клапан,
приводимый в действие
центробежными
грузиками, управляет
потоком масла в
механизме опережения
впрыска.
Эта гидравлическая система обеспечивает угол опережения
впрыска до 12°.
29

30.

Регулятор частоты вращения
Двигатель 3406B компании Caterpillar оснащен всережимным
регулятором частоты вращения
Регулятор частоты
вращения с
гидравлическим
приводом
поддерживает
практически
постоянную
частоту вращения
во всем рабочем
диапазоне частоты
вращения
Уменьшается количество переключений передач и воздействий
на акселератор, благодаря чему повышается быстродействие
машины и снижается утомляемость оператора.
30

31.

Турбокомпрессор
Турбокомпрессоры двигателей 3406B согласованы по характеристикам с
номинальной мощностью каждого двигателя.
В результате применения наддува воздуха повышается
эффективность сгорания и уменьшается удельный расход топлива.
Благодаря низким инерционным характеристикам они быстро реагируют
на нагрузку, обеспечивая полную мощность двигателя даже для предельной
высоте над уровнем моря.
31

32.

Расположение составных частей
На передней стороне
двигателя расположены:
· Крышка привода
воздушного компрессора
· Крышка механизма
опережения впрыска
· Гаситель крутильных
колебаний
· Водяной насос системы
охлаждения
На правой стороне двигателя
расположены:
· Турбокомпрессор
· Выпускной коллектор
· Масляный фильтр
· Маслоохладитель
· Сапун и трубопровод в сборе
32

33.

Расположение составных частей двигателя
На левой стороне
расположены:
· Воздушный компрессор
· Топливопроводы высокого
давления
· Ручной
топливоподкачивающий насос
· Место для электростартера
· Топливный фильтр
· Топливный насос низкого
давления
· Топливный насос высокого
давления
В зависимости от применения, двигатель
может быть оборудован различными
конструктивными элементами установленными
на месте расположения топливного фильтра и
топливоподкачивающего насоса.
Некоторые двигатели также оснащены
охладителем наддувочного воздуха.
Маслоохладитель коробки передач (при
наличии) установлен на правой стороне
двигателя.
33