C-15发动机.ppt

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1、Caterpillar C-15 EngineCaterpillar C-15 EngineOperation and Maintenance TrainingOperation and Maintenance Training培训内容简介:电喷发动机的发展历史油田发动机选择及卡特彼勒功率定义油田发动机选择及卡特彼勒功率定义电喷发动机系统工作原理电喷发动机的运行电喷发动机的维护保养卡特电喷发动机的发展历程卡特电喷发动机的发展历程1931年，卡特彼勒第1台发动机生产；1969年，第4代产品3300、3400、3500系列；1987年，电控3176发动机问世；3412peec等；1998年，卡特彼

2、勒C系列全电喷产品油田发动机选择及卡特彼勒功率定义卡特彼勒卡特彼勒功率定义功率定义 根据根据SAE1995SAE1995，公差为公差为+/-3%+/-3%。SAE1995SAE1995：气压气压9999KPAKPA，气温气温2525C C，30%30%相对相对湿度。湿度。采用采用API35#API35#柴油，其低热值为柴油，其低热值为42,78042,780KJ/KGKJ/KG（29C29C），），比重为比重为838.9838.9G/LG/L。卡特彼勒公布的按以上条件折算的卡特彼勒公布的按以上条件折算的功率数功率数值与按值与按ISO 3046-2&8665&2288&ISO 3046-2&86

3、65&2288&9249&1585,EEC 80/1269 9249&1585,EEC 80/1269 和和 DIN DIN 7002070020标准折算的功率数值一致。标准折算的功率数值一致。油田发动机选择及卡特彼勒功率定义选择功率和扭矩选择功率和扭矩 根据过去使用的发动机经验。根据过去使用的发动机经验。理论计算功率和扭矩的需求。理论计算功率和扭矩的需求。实际测量负载对功率和扭矩的要求。实际测量负载对功率和扭矩的要求。油田发动机选择及卡特彼勒功率定义卡特彼勒油田卡特彼勒油田“A”A”功率定义功率定义 100%100%满负载、持续时间。满负载、持续时间。如：管道输送泵、修井搅拌车等。如：管道输

4、送泵、修井搅拌车等。02040608010024小时小时 hr.%额定负载额定负载油田发动机选择及卡特彼勒功率定义卡特彼勒油田卡特彼勒油田“B”B”功率定义功率定义 满负载时间不超过满负载时间不超过80%80%、负载周期性变化。、负载周期性变化。如：泥浆泵如：泥浆泵/机械钻机、独立驱动的转台、修机械钻机、独立驱动的转台、修井混合车、水泥车等。井混合车、水泥车等。02040608010024681012141618202224小时小时 hr.%额定负载额定负载 油田发动机选择及卡特彼勒功率定义卡特彼勒油田卡特彼勒油田“C”C”功率定义功率定义 满负载时间不超过满负载时间不超过50%50%、负载周

5、期性变化（、负载周期性变化（1 1小时满载小时满载运行后在运行后在“A”A”功率或以下负载下运行功率或以下负载下运行1 1小时）。小时）。如：修井机、非公路卡车、消防泵、凿岩机、油田绞车、如：修井机、非公路卡车、消防泵、凿岩机、油田绞车、修井封井车、水泥车等。修井封井车、水泥车等。02040608010024681012141618202224小时小时 hr.%额定负载额定负载 油田发动机选择及卡特彼勒功率定义卡特彼勒油田卡特彼勒油田“D”D”功率定义功率定义 满负载用作满足周期性过载，时间不超过满负载用作满足周期性过载，时间不超过10%10%（半小时（半小时满载后在满载后在“C”C”或以下功

6、率负载下运行或以下功率负载下运行1 1小时）。小时）。如：平台水泥车、海洋平台吊车、消防泵、凿岩机、螺如：平台水泥车、海洋平台吊车、消防泵、凿岩机、螺旋管机等。旋管机等。02040608010024681012141618202224小时小时 hr.%额定负载额定负载 油田发动机选择及卡特彼勒功率定义卡特彼勒油田卡特彼勒油田“E”E”功率定义功率定义 满负载用作满足瞬间过载，时间不超过满负载用作满足瞬间过载，时间不超过5%5%（1515分钟满分钟满载后在载后在“C”C”或以下功率负载下运行或以下功率负载下运行1 1小时）。小时）。如：压裂车、注酸车等。如：压裂车、注酸车等。0204060801

7、0024681012141618202224小时小时 hr.%额定负载额定负载 油田发动机选择及卡特彼勒功率定义卡特彼勒油田卡特彼勒油田“A”A”功率功率 连续功率连续功率卡特彼勒油田卡特彼勒油田“B”B”功率功率 泥浆泵功率泥浆泵功率卡特彼勒油田卡特彼勒油田“C”C”功率功率 修井机功率修井机功率卡特彼勒油田卡特彼勒油田“D”D”功率功率 水泥车功率水泥车功率卡特彼勒油田卡特彼勒油田“E”E”功率功率 压裂车功率压裂车功率电喷发动机系统工作原理概况概况:C-15发动机气缸排列:直列6缸每缸气阀数:进气阀2排气阀2缸径:137mm冲程:165mm排量:14.6L发火顺序:1,5,3,6,2,4

8、旋转方向:逆时针(面对飞轮)进气门进气门进气门进气门进排气系统:主要构件1.进气歧管 4.排气管 7.空滤器 10.排气阀 2.中冷器 5.废气涡轮 8.排气歧管 11.进气口3.空气管 6.压气机 9.排气阀进排气系统:主要功能按时向燃烧室内提供足量的高质量空气;顺畅地把燃烧废气排出发动机.具体要求使用高效率的空滤器新的空气滤芯阻力应小于3.7KPA;旧的空气滤芯阻力应小于6.2KPA排气背压不超过6.7Kpa进气歧管入口处温度不超过49度C进排气系统:不满足要求时会造成:早期磨损功率不足排温高油耗高冒黑烟措施使用高效率的空滤器经常检查空气管路防止空气泄漏空气入口及进气管路应远离热源防止进气

9、被加热进排气系统:空气管路应有足够的通径,尽量短,尽可能减少弯头及时维护空滤器及时清理中冷器及时检查风扇皮带冷却系统:主要构件1.气缸盖2.温度调节器3.出水管4.排气管5.水箱排气管6.补水管7.旁通管8.水泵9.机体10.滑油冷却器11.进水管12.散热器机体冷却系统:主要功能冷却滑油及发动机高温部件把吸收的热量散发出去具体要求散热器具有足够的散热能力保证冷却液具有合适的工作温度外部阻力要小,保证水泵有足够的流量系统具有足够排气能力保证冷却液的质量冷却系统:措施水箱安装尽量靠近发动机并不高于发动机17米以上出水管具有足够的通径从发动机到水箱逐渐升高,尽量减少弯头按规定检查冷却水位,加水速率

10、不超过20L/MIN按规定检查冷却水是否泄漏按规定检查风扇皮带按规定给风扇驱动装置的轴承加油按规定检查温度调节器按规定检查水箱盖按规定检查水泵进出口压力按规定做水样分析保证冷却液防腐,防锈,防冻,及时补充防冻液冷却系统:冷却液水+添加剂+乙二醇推荐:CAT罐装防锈剂CAT长效防冻液 乙二醇 浓度 防冻性 防沸腾性50%36（33）106（223）60%51（60）111（232）润滑系统:主要构件1.主油道2.增压器供油管材3.回油管好4.滑油滤器5.滑油滤器旁通阀6.油底壳7.滑油泵8.滑油冷却器旁通阀9.吸油口10.滑油冷却器11.滑油泵旁通阀1.摇臂轴2.调节惰轮油道3.凸轮轴衬套4.空

11、压机油道5.固定惰轮油道6.活塞冷却喷嘴7.惰轮油道8.曲轴后端油道9.主油道10.曲轴主轴承11.通滑油滤器润滑系统:主要功能润滑清洁冷却主要要求选择高品质合适粘度的滑油保证滑油的清洁度滑油压力:怠速1.6Kpa满载4.6Kpa从滑油冷却器出来的滑油温度不超过110度C润滑系统:措施选用CAT推荐的滑油选用CAT滑油滤器并按规定及时更换按规定定期做油样分析并及时更换滑油按规定检查滑油是否泄漏按规定检查油位CAT推荐的滑油等级APICH-4以上粘度10W3040度C-20度C15W4050度C-15度C燃油系统1:供油管2:喷油器3:油道4:电控器5:压力调节阀6:燃油滤芯7:手油泵8:集成块

12、9:油温传感器10:输油泵11:安全阀12:单向阀13:燃油箱燃油系统主要功能按时定量向燃烧室提供合格的燃油润滑冷却清洁主要要求选用合格的燃油主油道压力通常保持在665KPa燃油温度小于66度C不满足要求时会造成:发动机功率不足零部件早期磨损和腐蚀燃油系统措施选用CAT推荐的燃油并按规定保养选用CAT燃油滤器并按规定及时更换按现场要求设计燃油箱的大小燃油箱和燃油管不能用镀锌材料日用油箱尽量靠近发动机,吸油口低于输油泵不超过3.6米日用油箱不能高于喷油器供油管路阻力不超过30Ka,回油管路阻力不超过27Ka按规定经常检查保养,保证系统不泄漏,不进气,不存水CAT推荐的燃油满足下表要求的燃油可用于

13、CAT发动机起动系统:1.断路器2.电源开关3.起动器电磁阀4.起动开关5.起动器6.蓄电池7.充电电机1234567起动系统:主要功能在正常和寒冷环境下可靠起动发动机主要要求及措施正确选择起动器,起动器功率应足以克服摩擦阻力正确选择蓄电池,一般蓄电池容量应能连续起动发动机6次避免带负荷起动蓄电池尽量靠近发动机,正确选择连接导线发动机接蓄电池的负极连线应后接先拆在寒冷环境下配备起动器功率和蓄电池容量应适当加大在寒冷环境下应使用辅助起动装置时常注意蓄电池电压,检查线路接头是否松脱起动系统:控制系统:电控系统的组成电控系统的组成1.1.ECMECM电子控制模块电子控制模块2.2.传感器和执行器传感

14、器和执行器3.3.喷油器喷油器4.4.开关开关5.5.连接线缆连接线缆控制系统:ECMECM是是卡卡特特彼彼勒勒电电控控发发动动机机的的大大脑脑，独独立立安安装装在在发发动动机机上上，发发动动机机传传感感器器将将发发动动机机运运行行数数据据源源源源不不断断的的传传输输给给ECM,ECM,通通过过一一对对微微处处理理器器对对运运行行数数据据进进行行处处理理,向向发发动动机机发发出出准准确确的的指指令令，来来调调整整发发动动机机运运行行,以以保保障障最最佳佳的的动动力力性性,经经济济性性,可可靠靠性性和和排排放放。比比如如调调速速、调调整整喷喷油油定定时时和和空空燃燃比比。发发动动机机运运行行时时

15、间间、燃燃油油消消耗耗量量和和其其他他运运行行数数据据都都可可以以在在ECMECM中中记记载载下下来来，并并允允许许用用户户将将数数据据下下载载到到电电脑脑，进进行行详详细细的的分分析析。发发动动机机控控制制软软件件存存储储在在闪闪存存芯芯片片中中，这这样样不不同同功功率率的的发发动动机机就就不不需需要要在在单单独独安安装装记记忆忆条条。内内置置式式诊诊断断系系统统有有助助于于查查明发动机故障并简化发动机性能分析。明发动机故障并简化发动机性能分析。传感器控制系统:1.备用速度定时传感器2.进气歧管压力传感器3.用户接口4.电子系统接地螺栓5.燃油压力传感器6.燃油温度传感器7.进气歧管温度传感

16、器8.定时校验接口9.电子控制模块10.滑油压力传感器11.环境压力传感器12.主用速度定时传感器13.冷却液温度传感器控制系统:13执行器喷油器控制系统:喷油时间取决于：喷油时间取决于：中冷器温度中冷器温度 发动机转速发动机转速 扭矩扭矩 正时标定正时标定 数字补偿代码数字补偿代码 在冷态模式下受水套水温在冷态模式下受水套水温度影响度影响 喷油量取决于：喷油量取决于：实际转速与目标转速之间的实际转速与目标转速之间的差异差异 但燃油限定、海拔降功率限但燃油限定、海拔降功率限定、功率限制或发动机保护定、功率限制或发动机保护系统限制值的最低值。系统限制值的最低值。精确控制喷油时间与喷油量精确控制喷

17、油时间与喷油量额定燃油额定燃油额定燃油额定燃油限定限定限定限定保护保护保护保护发动机电控系统与外界的联络界面CAT提供的服务工具接口主要用来连接电子技师40针的用户接口主要用来扩展功能发动机参数设置工具电子技师ET-电子技师的功能显示参数，如发动机转速，温度和压力等显示和清除诊断故障代码显示记录事件代码显示和更改ECM的设置进行诊断和标定试验显示发动机运行信息打印报告和诊断结果卡特彼勒发动机监控模块（卡特彼勒发动机监控模块（EMSEMS）燃油温度冷却液水位电池电压辅助温度辅助压力降功率进气温度冷却液温度机油压力燃油压力液晶显示屏液晶屏可显示：转速、运转小时数、负载百分比、耗油率、进气压力、电池

18、电压、冷却液温度、进气总管温度、燃油温度、辅助温度、机油压力、燃油压力、辅助压力主显仪表盘转速表控制进气关断开关辅助仪表选择发动机监控模块（选择发动机监控模块（EMSEMS）要求使用要求使用CATCAT数据总线（数据总线（CDLCDL）主模块主模块 转速表转速表 四表一体表四表一体表（机油压力、冷却液温度、燃油压力、电池电压）（机油压力、冷却液温度、燃油压力、电池电压）增加显示监测功能：增加显示监测功能：增加显示监测功能：增加显示监测功能：发动机运行:起动前的准备:检查发动机上有无不允许起动的标记和散落的维修工具检查冷却水位,滑油油位和燃油油位检查冷却水,滑油和燃油有无泄漏检查各驱动皮带是否完

19、好检查电路连线是否磨损,接头是否松脱检查燃油供油线路,打开阀门,排掉油水分离器中的存水检查蓄电池电压起动发动机脱开离合器,使发动机不带负荷把起动开关推到“接通”位置,发动机进行状态刷新把起动开关推到“起动”位置,发动机开始转动,此时不要去调节油门如果发动机在30秒内起动失败,释放起动按钮,停留两分钟后再次起动在寒冷环境下,发动机会自动执行冷起动模式,限制供油量,暂时提高空转转速,如配有乙醚辅助起动装置,自动喷射乙醚发动机起动后发动机起动后15秒滑油压力表开始有所显示,在显示油压正常之前不要提速加载.如15秒内滑油压力表没有任何显示,停止发动机查找原因一般从0 到 60C,暖机时间大约3分钟.低

20、于0C暖机时间相应加长如果可能,在怠速和二分之一标定转速空载情况下,检查油,气,水是否有泄漏在怠速情况下.检查所有仪表是否正常,怠速持续到各系统达到正常工作温度如果是第一次开机,检查气门转阀机构检查蓄电池充电电路,在充电电机运行过程中不要断开蓄电池充电电路处于充电状态的蓄电池要放在通风处,蓄电池附近禁火发动机停车正常停车不同用途的发动机有不同的控制系统,必须对你所操作的发动机的停车过程了解清楚卸去负载,减速到怠速,运行5分钟左右把起停开关置于“停车”位置非正常停车当设置有停车保护的参数达到保护数值时发动机自动断油停车当发生紧急情况时,可按紧急停车按钮断油停车如果配备有进气关断装置,超速保护停车

21、和按紧急停车按钮停车同时断油断气停车,在再一次起动前把进气关断装置复位发动机停车后停车10分钟等滑油都流回油底壳后检查滑油油位,正常油位应在油标尺上“加油”标记和“油满”标记之间.如需要,做一些小的调节,修复泄漏的地方,拧紧松动的螺栓注意维修小时表的读数,及时按计划进行维护保养加满燃油箱,以避免水份聚集维护保养计划:需要时进行维护保养的项目:更换蓄电池和线缆清理或更换空滤器滤芯更换乙醚辅助起动装置校验油标尺每天要进行维护保养的项目:检查冷却液位检查被驱动的装置检查空滤器维护指示器检查清理空气预滤器检查滑油油位油水分离器排水绕机巡查从第20工作小时到第40工作小时 检查各种驱动皮带从第250工作

22、小时到第1000工作小时 检查调整喷油器 检查气阀间隙 检查气阀旋转装置每6000小时或6年 更换长效防冻液 一级保养-每500工作小时或半年清理更换空压机滤器检查充电电机检查蓄电池电解液液面检测添加冷却水添加剂检查清理并拧紧电控系统接地螺栓清理更换空滤器滤芯清理曲轴箱呼吸器滑油抽样检查更换滑油滤器检查发动机保护装置润滑风扇驱动装置的轴承更换油水分离器芯子更换燃油粗滤器排出燃油箱内的水和沉淀物检查更换软管接头和卡箍清理散热器二级保养-每2000工作小时或一年检测清理中冷器芯子检查充电电机清理曲轴箱呼吸器三级保养-每3000工作小时或两年检测清理中冷器芯子检查空压机检查皮带张紧装置更换到期的冷却液添加长效冷却液更换冷却水调温器检查曲轴减振器检查调整喷油器清理发动机检查发动机支承检查清理校正速度定时传感器检查调整气阀间隙检查气阀旋转装置每5000工作小时检查起动电机检查增压器检查冷却水泵大修以下因素决定大修的合适时间需要做保护性的维护使用燃油的质量发动机运行的条件滑油油样分析结果推荐须更换或重新加工的零部件气缸盖,气缸套,气缸盖垫片连杆,活塞,活塞销增压器滑油输送泵和燃油输送泵曲轴主轴瓦和曲轴油封气阀旋转装置电喷发动机A&IThanks！谢谢！谢谢！