MTU柴油發(fā)動機(jī)的一般原理和構(gòu)造

1.     簡介

1.1發(fā)動機(jī)是將某種形式的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的機(jī)器。

將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的發(fā)動機(jī)，稱為熱力發(fā)動機(jī)，其中熱能是由柴油燃料燃燒所產(chǎn)生的機(jī)器，稱作柴油發(fā)動機(jī)。

圖示為MTU 16V2000G.2TD發(fā)動機(jī)

1 調(diào)速器／發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)                             10 機(jī)油盤

2 發(fā)動機(jī)冷卻水出口                                   11 增壓器回油管

3 中冷器后的增壓空氣進(jìn)口1                            12 曲軸箱

4 空氣濾清器                                         13 燃油雙聯(lián)濾器（易更換濾器）

5 排氣出口，A 排                                     14 充電發(fā)電機(jī)

6 增壓器，A 排                                       15 發(fā)動機(jī)冷卻水泵

7 至中冷器的增壓空氣進(jìn)口1                            16 發(fā)動機(jī)冷卻水進(jìn)口

8 發(fā)動機(jī)機(jī)腳                                         17 風(fēng)扇傳動裝置

9 起動裝置                                           18 發(fā)動機(jī)滑油熱交換器

柴油發(fā)動機(jī)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(jī)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(jī)又稱為壓燃式發(fā)動機(jī)。

2.     四沖程柴油機(jī)工作原理

2.1四沖程柴油機(jī)每個工作循環(huán)經(jīng)歷進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣四個行程。

柴油機(jī)在進(jìn)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(jī)壓縮比高（一般為16~22），所以壓縮終了時氣缸內(nèi)空氣壓力可達(dá)3.5~4.5MPa ，同時溫度高達(dá)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)與空氣混合后便立即自行發(fā)火燃燒。氣缸內(nèi)氣壓急速上升到6~9MPa ，溫度也升到2000~2500K。在高壓氣體推動下，活塞向下運(yùn)動并帶動曲軸旋轉(zhuǎn)而作功，廢氣經(jīng)排氣管排出。

四沖程發(fā)動機(jī)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準(zhǔn)備行程。

                   

因此，在單缸發(fā)動機(jī)內(nèi)，曲軸每轉(zhuǎn)兩周中只有半周是由于膨脹氣體的作用使曲軸旋轉(zhuǎn)，其余一周半則依靠飛輪慣性維持轉(zhuǎn)動。顯然，作功行程時，曲軸的轉(zhuǎn)速比其他三個行程內(nèi)曲軸轉(zhuǎn)速要大，所以曲軸轉(zhuǎn)速是不均勻的，因此發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)就不平穩(wěn)。

在多缸四沖程發(fā)動機(jī)的每一個氣缸內(nèi)，所有的工作過程是相同的，并按上述同樣的次序進(jìn)行，但所有氣缸的作功行程并不同時發(fā)生。例如在四氣缸發(fā)動機(jī)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。

3.     發(fā)動機(jī)的一般構(gòu)造

發(fā)動機(jī)是一部由許多機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)組成的復(fù)雜機(jī)器?，F(xiàn)代柴油發(fā)動機(jī)的機(jī)構(gòu)型式很多。即使是同一類型的發(fā)動機(jī)，其具體構(gòu)造也是各種各樣的。

柴油發(fā)動機(jī)一般包括機(jī)體組、曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、供給系、冷卻系、潤滑系、起動系。

4. 機(jī)體組

一般包括氣缸蓋、氣缸體、油底殼。有的發(fā)動機(jī)將氣缸體分鑄成上下兩部分，上部稱為氣缸體，下部稱為曲軸箱。機(jī)體的作用是作為發(fā)動機(jī)各機(jī)構(gòu)、各系統(tǒng)的裝配基體，而且其本身的許多部分又分別是曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、供給系、冷卻系和潤滑系的組成部分。氣缸蓋和氣缸體的內(nèi)壁共同組成燃燒室的一部分。

4.1氣缸體

水冷發(fā)動機(jī)的氣缸體和曲軸箱常鑄成一體，稱作氣缸體。上半部有一個或若干個為活塞在其中運(yùn)動導(dǎo)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(yùn)動的空間。為保證氣缸表面能在高溫下工作，氣缸周圍和氣缸蓋中均有用以充水的空腔，稱作水套，氣缸體和氣缸蓋上的水套是相互連通的。作為發(fā)動機(jī)各個機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)的裝配基體，氣缸體本身應(yīng)具有足夠的剛度和強(qiáng)度。

單列式（直列式）發(fā)動機(jī)的各個氣缸排成一列，一般是垂直布置。其結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，但長度和高度較大。

V型發(fā)動機(jī)縮短了發(fā)動機(jī)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(jī)寬度，且形狀復(fù)雜，加工困難，一般多用于缸數(shù)多的大功率發(fā)動機(jī)。

4.2氣缸蓋

氣缸蓋的主要功用是封閉氣缸上部，并與活塞頂部和氣缸壁一起形成燃燒室。氣缸蓋上有進(jìn)、排氣門座及氣門導(dǎo)管孔和進(jìn)、排氣通道等。在多缸發(fā)動機(jī)的一列中，只覆蓋一個氣缸的氣缸蓋，稱作單體氣缸蓋。覆蓋部分（兩個以上）氣缸的稱作塊狀氣缸蓋。覆蓋全部氣缸的氣缸蓋稱作整體氣缸蓋。

4.3油底殼

油底殼的主要功用是貯存機(jī)油并封閉曲軸箱。油底殼的形狀決定于發(fā)動機(jī)的總體布置和機(jī)油的容量。在有些發(fā)動機(jī)上，為了加強(qiáng)油底殼內(nèi)機(jī)油的散熱，在殼的底部鑄有相應(yīng)的散熱肋片。

5. 曲柄連桿機(jī)構(gòu)

曲柄連桿機(jī)構(gòu)的功用，是把燃?xì)庾饔迷诨钊斏系牧D(zhuǎn)變?yōu)榍S的轉(zhuǎn)矩。以向工作機(jī)械輸出機(jī)械能。曲柄連桿機(jī)構(gòu)的主要零件可以分成：活塞連桿組、曲軸飛輪組。

5.1活塞連桿組

活塞連桿組由活塞、活塞環(huán)、活塞銷、連桿等機(jī)件組成。

                

5.1.1活塞

活塞的主要作用是承受氣缸中氣體壓力所造成的作用力，并將此力通過活塞銷傳給連桿，以推動曲軸旋轉(zhuǎn)。活塞頂部還與氣缸蓋氣缸壁共同組成燃燒室。活塞承受的氣壓力和慣性力是呈周期性變化的，因此，活塞的不同部分會受到交變得拉伸、壓縮或彎曲載荷；并且由于活塞各部分的溫度極不均勻，活塞內(nèi)部將產(chǎn)生一定的熱應(yīng)力。所以要求活塞質(zhì)量小，熱膨脹系數(shù)小，導(dǎo)熱性好和耐磨。

5.1.2活塞環(huán)

活塞環(huán)包括氣環(huán)和油環(huán)兩種。氣環(huán)的作用是保證活塞與氣缸壁間的密封，防止氣缸中的高溫、高壓燃?xì)獯罅柯┤肭S箱，同時還將活塞頂部的大部分熱量傳導(dǎo)到氣缸壁，再由冷卻水或冷空氣帶走。

油環(huán)用來刮除氣缸壁上多余的機(jī)油，并在氣缸壁上鋪涂一層均勻的機(jī)油膜，這樣既可以防止機(jī)油串入氣缸燃燒，又可以減小活塞、活塞環(huán)與氣缸的磨損和摩擦阻力。此外，油環(huán)也起到封氣的輔助作用。

氣環(huán)所起的作用主要是密封和導(dǎo)熱，其中，主要是密封的作用。

總之，在高溫、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(jī)所有零件中工作壽命最短的。當(dāng)活塞環(huán)磨損到實(shí)效時，將出現(xiàn)發(fā)動機(jī)起動困難，功率不足，曲軸箱壓力升高，通風(fēng)系統(tǒng)嚴(yán)重冒煙，機(jī)油消耗增大，排氣冒藍(lán)煙，燃燒室、活塞等表面嚴(yán)重積碳等不良狀況。

5.1.3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。

活塞銷在高溫下承受很大的周期性沖擊載荷，潤滑條件較差，因而要求有足夠的剛度和強(qiáng)度，表面耐磨，質(zhì)量盡可能小。為此，活塞銷通常做成空心圓柱體。

5.1.4連桿

連桿的功用是將活塞承受的力傳給曲軸，并從而使得活塞的往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。連桿由小頭、桿身和大頭（包括連桿蓋）組成。

5.2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。

5.2.1曲軸

曲軸的功用是承受連桿傳來的力，同時受到旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的離心力，周期性變化的氣體壓力和往復(fù)慣性力的共同作用，使曲軸承受彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷，為保證工作可靠，因此要求曲軸具有足夠的剛度和強(qiáng)度，各工作表面要耐磨且潤滑良好。曲軸根據(jù)其使用情況有整體式和組合式多種結(jié)構(gòu)。

5.2.2飛輪

飛輪是一個轉(zhuǎn)動慣量很大的圓盤。其主要功用是將在作功行程中輸入于曲軸的功的一部分貯存起來，用以在其他行程中克服阻力，帶動曲柄連桿機(jī)構(gòu)越過上、下止點(diǎn)，保證曲軸的旋轉(zhuǎn)角速度和輸出扭矩盡可能均勻，并使發(fā)動機(jī)有可能克服短時間的超載荷，又可作為發(fā)動機(jī)動力輸出的傳動部件。

為了在保證有足夠的轉(zhuǎn)動慣量的前提下，盡可能減小飛輪的質(zhì)量，應(yīng)使飛輪的大部分質(zhì)量集中在輪緣上，因而輪緣通常做得寬而厚。

飛輪的外緣上壓有齒環(huán)，可與起動機(jī)的驅(qū)動齒嚙合，供起動發(fā)動機(jī)用。

飛輪上通?？逃械谝桓装l(fā)火正時記號，以便校準(zhǔn)發(fā)火時間。

6. 配氣機(jī)構(gòu)

配氣機(jī)構(gòu)的功用是按照發(fā)動機(jī)每一氣缸內(nèi)所進(jìn)行的工作循環(huán)和發(fā)火次序的要求，定時開啟和關(guān)閉各氣缸的進(jìn)、排氣門，使新鮮空氣得以及時進(jìn)入氣缸，廢氣得以及時從氣缸排出。

氣門式配氣機(jī)構(gòu)由氣門組和氣門傳動組組成。

6.1氣門組

氣門組包括氣門、氣門導(dǎo)管、氣門座及氣門彈簧等零件。

氣門傳動組主要包括凸輪軸正時齒輪、挺柱及其導(dǎo)管，氣門頂置式配氣機(jī)構(gòu)還有推桿搖臂和搖臂軸等。氣門傳動組的作用，使進(jìn)、排氣門能按配氣相位規(guī)定的時刻開閉，且保證有足夠的開度。

7. 供給系

柴油機(jī)供給系由燃油供給、空氣供給、混合氣形成及廢氣排出四部分組成。

7.1燃油供給裝置

燃油供給裝置由油箱、輸油泵、低壓油管、柴油濾清器、噴油泵、高壓油管、噴油器、和回油管組成。

柴油從燃油箱被吸入輸油泵并泵出，經(jīng)柴油濾清器后進(jìn)入噴油泵。自噴油泵輸出的高壓柴油經(jīng)高壓油管和噴油器進(jìn)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。

為了在柴油機(jī)起動時排除整個油路中的空氣，將柴油充滿噴油泵，在輸油泵上裝有手動輸油泵。

  

7.1.1噴油器

噴油器的功用是將柴油霧化成較細(xì)的顆粒，并把它們分布到燃燒室中。根據(jù)混合氣形成與燃燒的要求，噴油器應(yīng)具有一定的噴射壓力和射程，以及合適的噴注錐角。此外，噴油器在規(guī)定的停止噴油時刻應(yīng)能迅速地切斷燃油的供給，不發(fā)生滴漏的現(xiàn)象。

7.1.2噴油泵

噴油泵的功用是定時、定量地向噴油器輸送高壓燃油。多缸柴油機(jī)的噴油泵應(yīng)保證：1、各缸的供油次序符合所要求的發(fā)動機(jī)發(fā)火次序；2、各缸供油量均勻，不均勻度在標(biāo)定工況下不大于3%~4%；3、各缸供油提前角一致，相差不大于0.5°曲軸轉(zhuǎn)角。為避免噴油器的滴漏現(xiàn)象，噴油泵還必須保證供油停止迅速。

噴油泵的結(jié)構(gòu)型式很多。車用柴油機(jī)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)子分配式噴油泵。柱塞式噴油泵性能良好，使用可靠，為目前大多數(shù)柴油機(jī)所采用。噴油泵-噴油器的特點(diǎn)是將噴油泵和噴油器合成一體，直接安裝在缸蓋上，以消除高壓油管帶來的不利影響。但要求在發(fā)動機(jī)上另加驅(qū)動機(jī)構(gòu)。應(yīng)用于PT燃油供給系統(tǒng)的噴油器即屬于此類。轉(zhuǎn)子分配式噴油泵是依靠轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動實(shí)現(xiàn)燃油的增壓（泵油）及分配。它具有體積小、質(zhì)量小、成本低、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。

       

7.2空氣供給裝置

空氣供給裝置由空氣濾清器、進(jìn)氣管和氣缸蓋內(nèi)的進(jìn)氣道組成。功率較大的機(jī)組為為增加進(jìn)氣量，通常配置廢氣渦輪增壓機(jī)。

 

7.2.1廢氣渦輪增壓

提高柴油機(jī)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(jī)通常采用柴油機(jī)排氣驅(qū)動的渦輪機(jī)拖動壓氣機(jī)，來提高進(jìn)氣壓力，增加充氣量，這一方法稱為廢氣渦輪增壓。

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(jī)排出的具有一定壓力的高

          

溫廢氣經(jīng)渦輪殼進(jìn)入噴嘴環(huán)，由于噴嘴環(huán)的通道面積做成由大到小，因而廢氣的速度迅速提

高。高溫高速的廢氣氣流，按一定方向沖擊渦輪，使渦輪高速旋轉(zhuǎn)，廢氣的壓力、溫度和速度越高，渦輪轉(zhuǎn)速也越高。通過渦輪的廢氣最后排入大氣。這時與渦輪固裝在同一根轉(zhuǎn)子軸上的壓氣葉輪也以相同的速度旋轉(zhuǎn)，將經(jīng)濾清器濾過的空氣吸入壓氣機(jī)殼。高速旋轉(zhuǎn)的壓氣機(jī)葉輪把空氣甩向葉輪的外緣，使其速度和壓力增加，并進(jìn)入形狀做成進(jìn)口小出口大的擴(kuò)壓器，因此氣流的速度下降，壓力升高。再通過斷面由小到大的環(huán)形壓氣機(jī)殼使空氣壓力繼續(xù)升高。高壓空氣流經(jīng)柴油機(jī)進(jìn)氣管進(jìn)入氣缸與更多的柴油混合燃燒，以保證發(fā)動機(jī)發(fā)出更大的功率。

7.3混合氣形成裝置是燃燒室。

7.4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。

8. 冷卻系

發(fā)動機(jī)工作時氣缸內(nèi)溫度可高達(dá)1800~2000°C。直接與高溫氣體接觸的機(jī)件(如：氣缸體、氣缸蓋、活塞、氣門等)若不及時加以冷卻，則其中運(yùn)動機(jī)件將可能因受熱膨脹而破壞正常間隙，或因潤滑油在高溫下失效而卡死；各機(jī)件也可能因高溫而導(dǎo)致其機(jī)械強(qiáng)度降低甚至損壞。因此，為保證發(fā)動機(jī)正常工作，必須對這些在高溫條件下工作的機(jī)件加以冷卻。目前，柴油發(fā)電機(jī)組上廣泛采用的是水冷系。

     

水冷發(fā)動機(jī)的氣缸蓋和氣缸體中都鑄造出貯水的、連同的夾層空間，稱為水套，使水得以接近受熱零件，并可在其中循環(huán)流動。水泵將冷卻水由機(jī)外吸入并加壓，使之經(jīng)分水管流入發(fā)動機(jī)缸體水套。冷卻水從氣缸壁吸收熱量，溫度升高，繼而流到氣缸套水套，再次受熱升溫后沿水管流入散熱器內(nèi)。由于有風(fēng)扇的強(qiáng)力抽吸，空氣流以高速從散熱器中通過。冷卻水在流經(jīng)散熱器的過程中，其熱量不斷的散到大氣中，使水本身得到冷卻。冷卻了的水流到散熱器的底部以后，又在水泵的作用下，經(jīng)水管再流入水套，如此不斷的循環(huán)。使發(fā)動機(jī)中在高溫條件下工作的零件不斷地得到冷卻。

為了保證發(fā)動機(jī)在不同的負(fù)荷和轉(zhuǎn)速條件下，經(jīng)常在最適宜的溫度范圍內(nèi)工作，冷卻系中還設(shè)有調(diào)節(jié)溫度的裝置，如節(jié)溫器等。

9.潤滑系

發(fā)動機(jī)工作時，傳力零件的相對運(yùn)動表明（如曲軸與主軸承、活塞與氣缸壁、蒸時齒輪夫等）之間必然產(chǎn)生摩擦。為保證發(fā)動機(jī)正常工作，必須對相對運(yùn)動表面加以潤滑。發(fā)動機(jī)的潤滑

      

是由潤滑系來實(shí)現(xiàn)的。潤滑系的基本任務(wù)就是將機(jī)油不斷的供給各零件的摩擦表面，減少零件的摩擦和磨損。流動的機(jī)油不僅可以清除摩擦表面的磨屑等雜質(zhì)，而且還可以冷卻摩擦表面。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(jī)油還可以防止零件生銹。

以東風(fēng)6100-1型舉例說明。發(fā)動機(jī)工作時，機(jī)油泵經(jīng)固定式集濾器從油底殼中吸取機(jī)油，分成兩路，經(jīng)機(jī)油粗濾濾去較大的機(jī)械雜質(zhì)，流入縱向主油道，執(zhí)行潤滑任務(wù)，另有一部分機(jī)油經(jīng)進(jìn)油限壓閥流入機(jī)油細(xì)濾器內(nèi)，濾去較細(xì)的機(jī)械雜質(zhì)和膠質(zhì)后流回油底殼。

進(jìn)入主油道的機(jī)油，通過上曲軸箱中的七條并聯(lián)的橫向油道分別潤滑主軸頸和凸輪軸軸頸。機(jī)油還通過曲軸中的斜向油道從主軸頸處流向連桿軸頸。同時也從凸輪軸的第二、第四軸頸處，經(jīng)上油道通向搖臂支座，潤滑搖臂軸、推桿球頭和氣門端部。第三條橫向油道還通向機(jī)油泵傳動軸。

還有部分機(jī)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。

此外，在第一、二橫向油道之間還有油管從主油道接出，通到渦輪增壓機(jī)曲軸中心油道，潤滑空壓機(jī)的連桿軸頸后，由油管流回到油底殼中。主油道中還裝有機(jī)油壓力傳感器以測量油壓。

當(dāng)連桿大頭上堆著凸輪軸一側(cè)的小孔與曲軸的連桿軸頸的油道孔祥同時，機(jī)油即由此小孔噴向凸輪表面、氣缸壁及活塞等處。潤滑推桿球頭和氣門端的機(jī)油順推桿表面流下到杯形挺柱內(nèi)，再由挺柱下部的油孔流出與飛濺的機(jī)油共同來潤滑凸輪的工作表面。飛濺到活塞內(nèi)部的機(jī)油，濺落在連桿小頭的切槽內(nèi)，以潤滑活塞銷。

機(jī)油泵與主油泵之間，與粗濾并聯(lián)設(shè)置一個旁通閥，以防粗濾堵塞。當(dāng)粗濾與出油道壓力差達(dá)到0.15~0.18MPa時，旁通閥被推開，使機(jī)油不經(jīng)過粗濾器而直接流入主油道，以保證對發(fā)動機(jī)各部分的正常潤滑。

若機(jī)油泵出油壓力超過0.6MPa時，作用在閥上的機(jī)油壓力將超過限壓彈簧的預(yù)緊力，頂開柱塞閥使一部分機(jī)油流回到機(jī)油泵的進(jìn)油口。

機(jī)油細(xì)濾器的下面還設(shè)置了可接機(jī)油散熱器的閥門。機(jī)組運(yùn)行過程中機(jī)油溫度升高，達(dá)到設(shè)定溫度時，閥門打開，機(jī)油通過機(jī)油散熱器散熱。

10.起動系

要使發(fā)動機(jī)由靜止?fàn)顟B(tài)過渡到工作狀態(tài)，必須先用外力轉(zhuǎn)動發(fā)動機(jī)的曲軸，使氣缸內(nèi)形成可燃混合氣并燃燒膨脹，工作循環(huán)才能進(jìn)行。曲軸在外力作用下開始轉(zhuǎn)動到發(fā)動機(jī)開始自動運(yùn)轉(zhuǎn)的過程，稱為發(fā)動機(jī)的起動。

發(fā)動機(jī)起動系包括電源、（充電）發(fā)電機(jī)、起動機(jī)等。

10.1（充電）發(fā)電機(jī)

目前，一般均采用硅整流發(fā)電機(jī)。其實(shí)質(zhì)上是一臺三相同步交流發(fā)電機(jī)，通過6個或8個二極管、進(jìn)行三相全波整流后輸出直流電。

                

發(fā)動機(jī)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，形成交錯的磁極。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應(yīng)生成三相交流電，經(jīng)整流器整流為直流電。為保持電壓恒定，發(fā)電機(jī)必須配用電壓調(diào)級器，在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化時，保持發(fā)電機(jī)電壓恒定。

10.2起動機(jī)。

起動機(jī)一般由直流電動機(jī)、操縱機(jī)構(gòu)和離合機(jī)構(gòu)三大部分組成。

發(fā)動機(jī)組用柴油機(jī)的起動機(jī)一般采用繼電器操縱起動機(jī)電磁開關(guān)和齒輪副，實(shí)現(xiàn)齒輪嚙合和分開的控制。

這里簡要介紹一下電磁操縱機(jī)構(gòu)的電路原理。

起動時，起動開關(guān)接通，起動繼電器的線圈通電，使其觸點(diǎn)閉合，接通了吸引線圈（與直流電動機(jī)串聯(lián)）、保持線圈（與電機(jī)并聯(lián)）的電路。兩個線圈的磁場產(chǎn)生很強(qiáng)的磁力，吸引鐵芯左移，并帶動驅(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，由于吸引線圈中的電流流過磁場中的繞組，電樞開始旋轉(zhuǎn)，小齒輪在旋轉(zhuǎn)中移出，減小在與飛輪嚙合時的沖擊。當(dāng)鐵芯左移到接觸盤將電動機(jī)接線柱與蓄電池接線柱接通時，起動機(jī)開始起動發(fā)動機(jī)。此時，與電動機(jī)接線柱相聯(lián)的吸引線圈被短路，失去作用，但這時起動機(jī)開關(guān)已接通，保持線圈所產(chǎn)生的磁力足以維持鐵芯處于開關(guān)吸合位置。

                  

起動后，及時松開起動開關(guān)，起動繼電器線圈斷電，磁場消失，在回位彈簧的作用下鐵芯右移回到原位，起動機(jī)電路切斷。與此同時，驅(qū)動杠桿也在彈簧的作用下回位，使齒輪退出嚙合。

11.發(fā)動機(jī)的保養(yǎng)周期

11.1    Perkins保養(yǎng)時間表

類別	A	B	C	D	E
周期	40小時第一次保養(yǎng)	每日保養(yǎng)	200小時或6個月	400小時或12個月	2000小時

保養(yǎng)時間以先到的周期為準(zhǔn)。

A	B	C	D	E	操作內(nèi)容
★	★				檢查冷卻液量
			★		檢查冷卻液的濃度（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）
★					怠速檢查及調(diào)整（3）
	★				檢查機(jī)油油量
★	★				檢查潤滑油壓力（1）
★			★		更換發(fā)動機(jī)潤滑油（4）
★			★		更換潤滑油濾清器罐（4）
				★	清洗發(fā)動機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)
★	★				多塵環(huán)境下清洗空濾或集塵杯
		★			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(jī)空濾器（1）
				★	排氣裝置和壓縮機(jī)檢查（3）
★				★	氣門間隙檢查，必要時調(diào)整（3）
				★	發(fā)電機(jī)、起動電機(jī)的檢查（3）

操作內(nèi)容中數(shù)字說明：

（1）如有安裝。

（2）每2年更換一次防凍液。如用冷卻液代替防凍液則每6個月更換一次。

（3）由經(jīng)過正規(guī)培訓(xùn)的人員進(jìn)行。

（4）發(fā)動機(jī)通常全負(fù)荷20分鐘以上的場合，潤滑油和濾清器罐須每250小時或12個月更換一次。

11.2  MTU保養(yǎng)時間表

11.2.1保養(yǎng)注意事項(xiàng)

發(fā)動機(jī)外部系統(tǒng)必須保養(yǎng)以確保發(fā)動機(jī)永遠(yuǎn)無故障運(yùn)行。為此目的，必須：

— 確保提供足夠的和適用的燃油

— 確保燃燒空氣是干燥的和干凈的

— 只能使用干凈的、經(jīng)過濾的水

保養(yǎng)時要注釋：

— 應(yīng)特別注意經(jīng)常保持車間清潔和整齊，以便于發(fā)現(xiàn)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(jī)洗滌劑清洗，只能用干布擦凈。

— 一定要更換所有的密封圈和密封墊。

11.2.2 保養(yǎng)系統(tǒng)

預(yù)防性保養(yǎng)允許提前工作計(jì)劃以增加實(shí)用性。

保養(yǎng)由W1到W6保養(yǎng)等級組成。

各保養(yǎng)等級的主要內(nèi)容：

W1：	運(yùn)行檢查
W2，W3 和W4：	在不拆發(fā)動機(jī)的情況下進(jìn)行的定期維修保養(yǎng)
W5：	該保養(yǎng)等級須部份拆卸發(fā)動機(jī)
W6：	大修，發(fā)動機(jī)完全解體

保養(yǎng)間隔的確定要保證發(fā)動機(jī)正常運(yùn)行到下一個排定的保養(yǎng)等級。具體的運(yùn)行條件可能需要改變保養(yǎng)計(jì)劃

而作調(diào)整。

11.2.3 保養(yǎng)頻率表

保養(yǎng)等級	運(yùn)行時間極限（小時）	間隔時間（月）
W1	每日運(yùn)行檢查	1
W2	250	6
W3	500	12
W4	1500	48
W5	3000	96
W6	參考第四頁，D000.000.15

11.2.4 保養(yǎng)規(guī)程

對新機(jī)、或經(jīng)過W5或W6保養(yǎng)后，使用3個月或運(yùn)行50小時后的一次性檢查
配氣機(jī)構(gòu)	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(jī)冷卻水泵	檢查排泄孔
發(fā)動機(jī)機(jī)腳	檢查緊固性

代碼保養(yǎng)等級W1 _ 每月試機(jī)／運(yùn)行檢查
發(fā)動機(jī)運(yùn)行	檢查轉(zhuǎn)速
發(fā)動機(jī)運(yùn)行	檢查所有壓力表的壓力值
發(fā)動機(jī)運(yùn)行	檢查所有溫度表的溫度值
發(fā)動機(jī)運(yùn)行	檢查運(yùn)行噪聲
發(fā)動機(jī)運(yùn)行	檢查發(fā)動機(jī)和外部管系的滲漏情況
中冷器	檢查放水管冷卻水及雜物（僅對TB型）
空氣濾清器	檢查信號環(huán)位置
排氣系統(tǒng)	檢查排氣顏色
機(jī)油	檢查油位
發(fā)動機(jī)冷卻水	檢查水位
增壓空氣冷卻水	檢查水位（僅對TB型）

作業(yè)說明                                        W			2	3	4	5
空氣進(jìn)氣管	檢查進(jìn)氣側(cè)泄漏或損壞
發(fā)電機(jī)驅(qū)動	檢查三角皮帶的張緊和損壞情況
風(fēng)扇傳動	檢查三角皮帶的張緊和損壞情況
配氣機(jī)構(gòu)	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(jī)油舊油取樣	分析
機(jī)油	換油
機(jī)油濾清器	更換— 在更換機(jī)油時進(jìn)行
發(fā)動機(jī)冷卻水	取樣分折/更換
發(fā)動機(jī)冷卻水泵	檢查排泄孔
增壓空氣冷卻水	取樣分析，必要時更換（僅對TB型）
增壓空氣冷卻水泵	檢查排泄孔
發(fā)動機(jī)冷卻水冷卻器	檢查冷卻元件表面污染
增壓空氣冷卻水冷卻器	檢查冷卻元件表面污染（僅對TB型）
氣缸套內(nèi)壁	進(jìn)行內(nèi)窺鏡檢查
曲軸箱呼吸器	更換濾器
增壓器	檢查轉(zhuǎn)動靈活性
空氣濾清器	更換
發(fā)動機(jī)機(jī)腳	檢查緊固性
蓄電池	檢查充電情況， 液體粘度和電解液液面
發(fā)動機(jī)	電纜檢查
在開始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(jī)構(gòu)		拆下并檢查搖臂和閥橋
		檢查搖臂軸承，聯(lián)接球和頂桿的磨損情況
噴油泵		更換
噴油器		更換
發(fā)動機(jī)冷卻水泵		大修或更換
增壓空氣冷卻水泵		大修或更換（僅對TB型）
發(fā)動機(jī)冷卻水冷卻器		清洗，檢查滲泄情況
增壓空氣冷卻水冷卻器		清洗，檢查滲泄情況（僅對TB型）
發(fā)動機(jī)冷卻水恒溫器		更換熱功元件
彈性件		更換（外部的）

11.2.5 保養(yǎng)等級W6

W6 級需要完全解體發(fā)動機(jī)。

有關(guān)零部件的修理／大修取決于該零部件實(shí)際狀態(tài)及其尺寸，具體內(nèi)容請參考磨損極限及公差范圍。

建議的大修期：16年，6 000小時

12.常見故障

12.1   Perkins常見故障診斷

12.1.1 故障可能的原因

故障現(xiàn)象	可能的原因
	由客戶自行檢查	由專業(yè)維修人員檢查
起動電機(jī)轉(zhuǎn)速太慢	1，2，3，4
發(fā)動機(jī)不起動	5，6，7，8，9，10，12，13，14，15，17	34，35，36，37，38，40，42，43，44
發(fā)動機(jī)不易起動	5，7，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17，19	34，36，37，38，40，42，43，44
發(fā)動機(jī)功率不足	8，9，10，11，12，13，16，17，18，19，20，21	34，36，37，38，39，42，43，44，61，63，64
發(fā)動機(jī)缺火	8，9，10，12，13，15，20，22	34，36，37，38，39，40，41，43
耗油量太高	11，13，15，17，18，19，21，22	34，36，37，38，39，40，42，43，44，63
發(fā)動機(jī)冒黑煙	11，13，15，17，19，21，22	34，36，37，38，39，40，42，43，44，61，63
發(fā)動機(jī)冒蘭煙或白煙	4，15，21，23	36，37，38，39，42，44，45，52，58，62
潤滑油壓力太低	4，24，25，26	46，47，48，50，51，59
發(fā)動機(jī)爆震	9，13，15，17，20，22，23	36，37，40，41，44，52，60
發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)	7，8，9，10，11，12，13，15，16，18，20，22，23	34，38，40，41，44，52，60
震動	13，18，20，27，28	34，38，39，40，41，44，52，54
潤滑油壓力太高	4，25	49
發(fā)動機(jī)溫度太高	11，13，15，19，27，29，30	34，36，37，39，52，55，56，57，64
曲軸箱壓力過高	31，33	39，42，44，45，52
壓縮不良	11，22	37，39，40，42，43，44，45，53，60
發(fā)動機(jī)起動后又停機(jī)	10，11，12

12.1.2故障原因?qū)φ毡?/P>

編號	故障原因	編號	故障原因
1	電瓶容量不足	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(jī)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(jī)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(jī)控制故障	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(jìn)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(dǎo)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	燃油箱通氣孔阻塞	48	泄壓閥不關(guān)閉
17	燃油型號或等級錯誤	49	泄壓閥不打開
18	發(fā)動機(jī)速度控制的動作受滯	50	泄壓閥彈簧折斷
19	排氣管阻塞	51	潤滑油泵的吸油管故障
20	發(fā)動機(jī)溫度太高	52	活塞損壞
21	發(fā)動機(jī)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(zhǔn)
23	濕式機(jī)濾規(guī)格不對或油太多	55	節(jié)溫器故障或型號不對
24	油底殼中潤滑油不足	56	冷卻管路阻塞
25	機(jī)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(fēng)扇損壞	59	油底殼濾網(wǎng)阻塞
28	發(fā)動機(jī)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(fēng)管阻塞	63	進(jìn)氣系統(tǒng)泄漏
32	系統(tǒng)中的冷卻液不足	64	渦輪增壓器排氣閥門操作不正常

12.2 MTU常見故障診斷

12.2.1接通起動馬達(dá)電源后電動機(jī)不轉(zhuǎn)

部件名稱	可能的原因	排除措施
蓄電池	電壓低或有故障	充電或更換
	電纜接點(diǎn)有故障	檢查電纜接點(diǎn)是否可靠
起點(diǎn)馬達(dá)	發(fā)動機(jī)電路或起動馬達(dá)有故障	檢查電纜連接是否牢固可靠
發(fā)動機(jī)電路	有故障	檢查
發(fā)電機(jī)/發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)	各組件底座或?qū)Ь€連接器裝接不當(dāng)	檢查
發(fā)動機(jī)控制單元（ECU）	插口接頭松脫	檢查插口接頭
發(fā)動機(jī)	運(yùn)行裝置鎖?。ú荒苁謩颖P車）	聯(lián)系維修

12.2.2發(fā)動機(jī)能轉(zhuǎn)動，但不點(diǎn)火

部件名稱	可能的原因	排除措施
起動馬達(dá)	馬達(dá)轉(zhuǎn)速不夠，蓄電池電壓低或有故障	充電或更換
發(fā)動機(jī)線路	有故障	檢查
燃油系統(tǒng)	有空氣	排空氣
發(fā)動機(jī)控制單元（ECU）	有故障	, 聯(lián)系維修

12.2.3發(fā)動機(jī)點(diǎn)火不均

部件名稱	可能的原因	排除措施
燃油噴射設(shè)備	燃油噴嘴有故障	更換
	燃油噴射泵有故障	更換
發(fā)動機(jī)線路	有故障	檢查
燃油系統(tǒng)	沒有排氣	排空氣
發(fā)動機(jī)控制單元（ECU）	有故障	聯(lián)系維修

12.2.4發(fā)動機(jī)不能達(dá)到標(biāo)定轉(zhuǎn)速

部件名稱	可能的原因	排除措施
燃油供應(yīng)系統(tǒng)	燃油預(yù)過濾器堵塞	更換
	燃油過濾器堵塞	更換
空氣供應(yīng)系統(tǒng)	空氣濾清器堵塞	檢修或更換
燃油噴射設(shè)備	燃油噴嘴有故障	更換
	燃油噴射泵有故障	更換
發(fā)動機(jī)線路	有故障	檢查
發(fā)動機(jī)	過載	聯(lián)系維修

12.2.5發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)

部件名稱	可能的原因	排除措施
燃油噴射設(shè)備	燃油噴嘴有故障	更換
	燃油噴射泵有故障	更換
轉(zhuǎn)速傳感器	有故障	聯(lián)系維修
燃油系統(tǒng)	沒有排氣	排空氣
發(fā)動機(jī)控制單元（ECU）	有故障	聯(lián)系維修

12.2.6增壓空氣溫度過高

部件名稱	可能的原因	排除措施
冷卻液	濃度不對	檢查
中冷器	積垢	聯(lián)系維修
機(jī)房	進(jìn)氣溫度過高	檢查風(fēng)扇和通氣孔道

12.2.7增壓空氣壓力過低

部件名稱	可能的原因	排除措施
空氣供應(yīng)系統(tǒng)	空氣濾清器堵塞	檢修或更換
中冷器	積垢	聯(lián)系維修
廢氣渦輪增壓器	有故障	聯(lián)系維修

12.2.7中冷器冷卻液泄漏

部件名稱	可能的原因	排除措施
中冷器	泄漏	聯(lián)系維修

12.2.8排氣呈黑色

部件名稱	可能的原因	排除措施
供氣系統(tǒng)	空氣濾清器堵塞	檢修或更換
燃油噴射設(shè)備	燃油噴嘴有故障	更換
	燃油噴射泵有故障	更換
發(fā)動機(jī)	過載	聯(lián)系維修

12.2.9排氣呈藍(lán)色

部件名稱	可能的原因	排除措施
發(fā)動機(jī)潤滑油	過多	泄放
	曲軸箱呼吸器潤滑油分離器堵塞	更換過濾器元件
廢氣渦輪增壓器、氣缸頭、活塞環(huán)、缸套	有故障	聯(lián)系維修

12.2.10排氣呈白色

部件名稱	可能的原因	排除措施
發(fā)動機(jī)	未達(dá)到運(yùn)行溫度	運(yùn)行發(fā)電機(jī)，升溫
燃油系統(tǒng)	燃油中有水	檢查燃油予過濾器，排水
中冷器	滲漏	聯(lián)系維修

12.3  MTU發(fā)動機(jī)控制單元（ECU）報警

12.3.1  根據(jù)設(shè)備配置的不同，發(fā)動機(jī)控制單元（ECU）會以下列不同方式發(fā)出報警：

1.在PIM上以4位故障代碼顯示；

2.在顯示屏上出現(xiàn)報警主題；

3.在其他控制裝置上（如對話型個人電腦等）顯示4位故障代碼（根據(jù)具體配置確定）。

4.位故障代碼中包括一個字符，三位數(shù)字：

12.3.2  字符表示最后一次出現(xiàn)故障的時間：

A=當(dāng)前

B=在最后1小時運(yùn)行期間內(nèi)

C=在1~4小時運(yùn)行期間以前

D=在4~12小時以前發(fā)出的報警將自動刪除。

12.3.3  三位數(shù)字表示故障的性質(zhì)，其含義見下表。

傳感器/促動器發(fā)生故障也會出現(xiàn)報警。

12.3.4  例表如下：

故障代碼	報警主題	含     義	排除措施
005	L1T-CHARGEAIR	增壓空氣溫度過高（第1檔限定）	減少功率
006	L2T-CHARGEAIR	增壓空氣溫度過高（第2檔限定）	減少功率
015	L1P-LUBEOIL	潤滑油壓力過低（第1檔限定）	檢查潤滑油油位高度，必要時添加。
030	ENGINE OVERSPEED	發(fā)動機(jī)過速，發(fā)動機(jī)自動停機(jī)	1.      確認(rèn)報警。 2.      重新起動一下發(fā)動機(jī)。 3.      聯(lián)系進(jìn)行維修。

故障代碼表詳見發(fā)動機(jī)《操作說明書》。