康明斯柴油發動機配氣機構的維修
康明斯柴油發動機配氣機構的維修
一. 康明斯M11發動機配氣機構的功能：
控制各汽缸進、排氣門按發動機工作情況，適時開啟和關閉。康明斯發動機采用獨特的PT燃油系統，其配氣機構還有控制噴油正時功能。
二. 康明斯M11發動機機構組成：
由正時齒輪系、凸輪軸、隨動組件、推桿、搖臂、橋式壓板、氣門等零部件組成。
1. 康明斯M11發動機正時齒輪系
由曲軸齒輪、凸輪軸齒輪、輔助驅動齒輪以及中間齒輪等構成；由曲軸齒輪將運動傳遞給凸輪軸齒輪、輔助驅動齒輪，并由正時記號建立相互間的轉角關系，其中心距和齒側間隙由設計保證，裝配時勿需調整。
康明斯M11發動機安裝須知
安裝中間齒輪時，記號一定要對準，否則發動機將損壞。
惰齒輪的止推片油槽面必須面向齒輪（運動件），否則將損壞發動機。
惰輪軸的螺栓擰緊力矩61N.m（45ft-Ib），再加上60度。
中間齒輪的軸向間隙： 0.30—0.53 mm
中間齒輪的側隙： 0.08—0.41 mm
附件驅動齒輪的側隙：0.08—0.41 mm
2. 康明斯M11發動機配氣相位：（以曲軸順時針轉動方向計）
進氣開始：上止點前26度
進氣結束：下止點后50度
排氣開始：下止點前64度
排氣結束：上止點后26度
3. 康明斯M11發動機凸輪軸：
是配氣機構的控制零件，它是由七道軸徑、六組凸輪構成的鋼軸；其中每組凸輪分別由一個進氣凸輪、排氣凸輪、噴油凸輪組成。
康明斯M11發動機噴油凸輪：
由一個大基圓、一個小基圓加兩段過渡圓弧構成。 噴油凸輪通過傳動機構控制噴油器柱塞的運動。
康明斯M11發動機氣門凸輪：
為拋物線型單基圓凸輪，控制氣門的開啟或關閉。
凸輪軸軸向竄動量
K、M11發動機凸輪軸軸向竄動量
定位：由安裝在機體前端面的止推板進行軸向定位。
規范值：K6: 0.102－0.406mm
KV：0.15－0.38mm
M11 0.1－0.4mm
軸向竄動量由止推板控制，如軸向竄動量超標需更換止推板。
4. 康明斯M11發動機隨動組件：
由滾輪、滾輪銷、隨動臂、隨動臂軸（N發動機帶蓋板）等組成。其作用為：通過滾輪與凸輪表面接觸，將凸輪型線變化特性傳遞給推桿；滾輪銷用定位銷定位，隨動臂軸用螺釘定位，以保證潤滑油道的連續。
第1.4.7支承為有銷定位支承，這些支承必須與缸體中的
定位銷對正。每組從動件與支承之間保證0.76mm的間隙。
噴油正時（定時）
N發動機通過改變滾輪與凸輪表面的接觸點，調整噴油正時（用調整墊片調整）。
K、M11發動機通過改變曲軸與凸輪軸相對轉角，調整噴油正時（選用凸輪軸偏心鍵調整）。
康明斯發動機正時調整原理
康明斯發動機都規定活塞在壓縮行程上止點前-0.2032″(-5.16mm)這個位置來檢查正時。
康明斯發動機正時代號所給出的數據，都是在這個位置給出的。
N 系列正時調整
拆下搖臂室，拔出噴油器，裝上正時調整工具（3375522）
M11,k系列凸輪軸鍵的偏移量改變正時
康明斯噴油正時調整步驟：
• 將正時調整工具安裝在發動機上；
• 順時針轉動發動機到調整缸壓縮沖程上止點，調好活塞上表1的量程并將千分表調零；
• 繼續順時針轉動發動機曲軸約90度（表2指針不動），將噴油凸輪上千分表2調好量程并將表調零，并記錄該表小指針讀數；
• 反時針轉動發動機曲軸，并在活塞下行時開始對表1記數，至讀數超過-0.2032英寸（-5.16毫米）；
• 順時針緩慢轉動發動機曲軸到活塞表1讀數為-0.2032英寸（-5.16毫米）；
• 讀出噴油凸輪上表的讀數（實測值），并與正時代號規定值（噴油推桿行程）比較；
注：1.正時代號由兩個英文字母構成，它由廠家設計部門選定，并標注在每臺發動機的銘牌上。
2. 正時代號與規定值見附表。
• 如果實測值（絕對值）大于規定值（絕對值），則噴油太晚；反之，噴油太早；
• N發動機用加減調整墊片進行修正。
• K、M11選用不同偏心量的凸輪軸鍵進行修正。
N發動機噴油正時調整可分別在1、3、5缸進行。
K、M11發動機可在第一缸上調整，在第六缸上檢查。
附表：康明斯正時代號與規定值（噴油推桿行程）
|
噴油正時 |
規定值 |
毫米 |
規定值 |
英寸 |
|
代碼 |
早 |
晚 |
早 |
晚 |
|
JC |
-3.07 |
-3.23 |
-0.120 |
-0.127 |
|
PH |
-3.20 |
-3.30 |
-0.126 |
-0.130 |
|
JL |
-3.25 |
-3.35 |
-0.128 |
-0.132 |
|
JM |
-3.35 |
-3.45 |
-0.132 |
-0.136 |
|
JG |
-3.45 |
-3.56 |
-0.136 |
-0.140 |
|
IL |
-3.53 |
-3.63 |
-0.139 |
-0.143 |
|
HZ |
-5.92 |
-6.02 |
-0.233 |
-0.237 |
|
JT |
-5.89 |
-5.99 |
-0.232 |
-0.236 |
|
CNF |
-3.71 |
-3.81 |
-0.146 |
-0.150 |
|
CNE |
-3.66 |
-3.76 |
-0.144 |
-0.148 |
|
CNB |
-3.43 |
-3.53 |
-0.135 |
-0.139 |
|
CNA |
-3.51 |
-3.61 |
-0.138 |
-0.142 |
|
CNQ |
-3.71 |
-3.81 |
-0.146 |
-0.150 |
|
CNS |
-3.61 |
-3.71 |
-0.142 |
-0.146 |
附表：康明斯凸輪軸偏心鍵
5. 康明斯發動機推桿：
為上端帶凹頭，下端帶球頭的鋼管；作用是傳遞運動。推桿有氣門推桿和噴油推桿之分，區別是噴油推桿較細、氣門推桿粗且空心管。
注意：安裝時必須保證位置正確。
6. 康明斯發動機搖臂：
構成杠桿傳遞運動，現已采用新式的球面滑動平板搖臂，消除了與橋式壓板間的磨損，設有調整螺釘和鎖緊螺母；分為進氣搖臂(1.3.5與2.4.6缸不相同,裝配時需選擇),|噴油搖臂、排氣搖臂(1.3.5與2.4.6缸不相同,裝配時需選擇)。
7. 康明斯發動機橋式壓板 （又稱丁字壓板）
使用在四氣門發動機上，實現一個搖臂控制兩個氣門；運動同步,勿需調整。
8 . 康明斯發動機氣門間隙油嘴行程的調整
噴油器行程的調整不同的噴油器有不同的調整方法：
康明斯發動機STC噴油器檢查和調整
說明：在很多M11發動機資料介紹中，STC噴油器的調整都是用“零間隙法”，而這種方法必須要有豐富的調整經驗才行。否則，容易造成噴油器的損害。氣門間隙和STC噴油器“零間隙法”的調整方法，在M11發動機的使用保養手冊中已有介紹。
康明斯發動機調整氣門和噴油器必須明確：
1，曲軸的曲拐與調整標記的關系：A 2,5 B 3,4 C 1,6
2，VS代表氣門調整位置，與齒輪室指針對正；TC代表上止點，表示活塞在最高位置，與調整氣門無關；
3，當同一曲拐的兩只活塞到達上止點終了時，一只缸處于交接狀態，另一只處于作功狀態
交接： 氣門處于交接狀態，即排氣即將關閉，進氣即將開啟，排氣門推桿處于頂死狀態，此時凸輪軸處于上八字， 不能調
整氣門間隙；
作功： 另一只缸蓋處于做功狀態，兩只氣門關閉，推桿處于最低位置， 此時凸輪軸處于下八字，可調整氣門間隙。
康明斯發動機STC噴油器檢查和調整
康明斯發動機STC噴油器的調整順序
1、 蒸汽清洗發動機
2、調整之前，使發動機在正時滯后狀態下運轉，這樣可以把會造成調整不當的機油從挺柱中擠出。
3、對于裝有電子STC控制的發動機，把導線從機油控制閥上的端子拆下來，這樣可以防止發動機進入提前正時狀態
4、對于裝有液力STC控制閥的發動機，應把機油供油管從機油控制閥上拆下來，并塞住軟管和接頭。這樣可以防止發動機進入提前正時狀態
5、讓發動機在高怠速（正常正時狀態下）下運轉5分鐘，這樣可以使全部機油從噴油器挺柱中泵出，以使噴油器得到正確的調整。
6、關閉發動機。如果您的發動機以前未清洗過，則此時應用蒸汽清洗發動機，以防在拆下氣門室罩時贓物進入到發動機。
7、拆下搖臂室罩和相關的部件
8、盤動發動機，確定汽缸處于氣門調整位置（要調整的氣門，它們所在的汽缸的所有氣門應全部關閉才能進行調整，利用下表可以確定應檢查哪個缸的氣門位置）
康明斯發動機氣門位置標記可調整氣門
9、如果搖臂組件已拆下，采用下面的步驟來確定應調整的汽缸。
注：所有汽缸上的全部調整螺釘必須松開，且推桿必須保持對正位置。
注：兩個汽缸都必須檢查。
把兩個搖臂都壓向橋式壓板，轉動調節螺釘直到它們接觸到推桿。轉動鎖緊螺母直到它們接觸到搖臂。比較調節螺釘高出調節螺母的高度，有同樣高的調節螺釘的汽缸就是要調整氣門的汽缸
注：對于可以進行氣門調整的汽缸，其推桿高出搖臂室頂部的高度也相同，
10、根據下表確定噴油器的調整缸號：
記號 調氣門缸號 噴油器缸號
A 5 3
B 3 6
C 6 2
A 2 4
B 4 1
C 1 5
康明斯M發動機氣門間隙和噴油器行程
|
機型 |
進氣門 |
排氣門 |
噴油器（零間隙法） |
|
M11 |
0.36mm |
0.69mm |
0.678N.m |
康明斯發動機進排氣系統
康明斯發動機進氣系統
• 基本要求：盡可能多的向發動機提供清潔空氣。
• 進氣方式：增壓、增壓中冷、空空中冷。
• 系統構成：空氣濾清器、進氣阻力指示器，增壓器，中冷器，缸蓋氣道等
三．康明斯發動機廢氣渦輪增壓器
作用：提高進氣壓力，增加進氣量；優化空氣燃油混合比，改善燃燒條件，提高發動機功率；保持發動機在較高海拔高 度使用時的效率。
康明斯發動機廢氣渦輪增壓器
1．廢氣渦輪殼，2．“V”形箍帶，3．壓氣渦殼，4．軸承座，5．壓氣機葉輪，6．密封環，7．油封套，8．油封壓板，9．“O”密封圈，10．軸承墊，11．增壓器軸承，12．密封環，13．渦輪葉輪和軸，14．隔熱墊，15．隔墊板，
工作原理：發動機排除770-920K的高溫并有一定壓力的排氣，經排氣管進入增壓器廢氣渦輪殼，其形狀為截面由大到小的螺旋渦殼，排氣在渦殼中的壓力和溫度逐漸降低，流速卻迅速增加，當其以一定方向作用在廢氣葉輪上，使廢氣葉輪高速轉動，其轉速隨排氣溫度和壓力增加而增加，在額定工況時廢氣葉輪轉速可達6-10萬轉/分，排氣帶動廢氣葉輪后從廢氣渦輪殼排氣口排除；由于壓氣機葉輪與廢氣葉輪同軸，其轉速與廢氣葉輪同步，高速旋轉的壓氣機葉輪將來自空氣濾清器的空氣吸入壓氣機殼，而壓氣機殼形狀為截面由小到大的渦殼，空氣的流速將降低，而壓力和溫度則升高，向發動機提供較高的進氣壓力。
特點及要求：
（1）額定工況時廢氣渦輪殼及葉輪溫度可達500-600℃，葉輪轉速可達6-10萬轉/分鐘。
（2）采用特殊材料制造：廢氣渦輪殼及葉輪分別采用鎳基合金和ASTMA395合金鑄造；壓氣機殼采用A344F鋁合金；壓氣機葉輪采用ALCOA C335鋁合金；這類材料均具有良好的 抗氧化性能和熱穩定性。
（3）采用半浮動式軸承，發動機潤滑油壓力潤滑和冷卻，全平衡葉輪和增壓器軸。
（4）起動后怠速3-5分鐘充分潤滑，停機前怠速3-5分鐘散熱。
（5）新的或大修過的發動機在起動前，應從增壓器的進油口加注50-- 60ml的干凈潤滑油潤滑軸承。
四．康明斯發動機中冷器
使用在增壓發動機上，安裝在汽缸蓋進氣口
功能：1、在發動機剛起動時，用于預熱進氣。
2、在發動機正常工作后，降低增壓后的進氣溫度，增加進氣密度、提高進氣量；在典型工況能在不增加排量的前提下，提高發動機功率20%。
結構及工作原理：中冷器由殼體、中冷器芯構成；中冷器芯的管道與發動機冷卻系統連接，當發動機運轉時，一部分冷卻水流經中冷器芯與增壓后的空氣進行熱交換，從而預熱進氣或降低進氣溫度。 （詳見總成）
五．康明斯發動機汽缸蓋氣道
M11：采用六缸一蓋，進、排氣口同側布置，縮短管道長度；進氣道帶有優化設計的渦流口，盡可能降低阻力。
缸蓋螺栓擰緊：
必須按要求，按順序，分三次擰緊
第一次,
第二次 217 N.m （160ft-Ib）
第三次 轉角90度
注意：至少一個六方面，但不能超過兩個六方面。
六．康明斯發動機進氣管路
進氣管的位置是非常重要的。在最干凈、最冷、最干燥的地方安置進氣管將會使濾芯獲得最佳的更換周期。 進氣管位置和進氣管路的設計必須保證進入進氣歧管或增壓器的進氣溫度不顯著大于規定的環境溫度。
過高的進氣溫度會導致：
• 低功率（功率損失）（過熱的空氣密度小，含氧量少）
• 過熱（每上升7§進氣溫度將使散熱器頂箱溫度上升1 §）
• 過多的煙（排出未燃燒的碳）
• 活塞、氣門和噴油器尖部碳化
過高的進氣溫度可能由以下原因造成：
• 1、在密閉室內的發電機組
• 2、船用發動機安裝在甲板下
• 3、安裝工業發動機的房內還有其他高溫設施
• 4、在熱的、潮濕的氣候里的車輛或安裝，發動機進氣靠近發動
機或熱的路面
進氣量、進氣溫度和進入進氣系統的雜質大大地影響發動機的輸出功率和發動機的使用壽命。
因雜質、水（包括鹽水）或煤氣和延期的雜質會導致：
• 低功率和煙（缺氧，因為空氣量減少）
• 過多的磨損（臟物和鹽的沉積物常常摩擦，而許多鹽和煙氣中的其他化學元素具有腐蝕性。
注：以下情況將會造成發動機進氣阻力過大，發動機進氣量少：
• 進氣管損壞或堵塞
• 管道尺寸小，又太長，或內表面粗糙
• 小于90§的彎曲角度
• 濾清器規格錯誤或濾芯堵塞
新車起動前應檢查以下內容：
• 1、管道的卡箍或接頭是否松動
• 2、在空氣濾清器和發動機之間的管道中是否有灰塵和金束屑
• 3、在管道接頭和接縫處凸緣是否彎曲或有其他障礙物
• 4、濾芯是否損壞
• 5、管道開口處是否有沒取下的管塞
康明斯發動機排氣系統
一個設計優良的排氣系統能通過控制燃燒氣體移動促使發動機獲得良好的性能。為了延長發動機壽命，以下四點必須考慮：
1、排氣背壓必須控制在規定范圍內（不超過10KPa），也就是說，燃燒產生的廢氣和熱量必須能較為通暢地從發動機中排出。
排氣管直徑尺寸要求： 102mm (4英寸）
過高的排氣背壓會導致：
• 發動機低功率
• 發動機過熱（高水溫）
• 燃油經濟性不好
• 高發動機磨損率（排氣回沖，濾清器芯臟物進入）
• 增壓器渦輪軸承早期故障（臟顆粒進入潤滑油）
背壓也要為汽缸內的積碳負責。而這些碳積物會增加活塞環、環槽、活塞頂和噴油器油杯和柱塞上熱量的滯留。增加的熱量就意味著增加的磨擦損壞和早期磨損。
2、從發動機排氣脈沖中傳出的噪音波必須在它們進入大氣前被分散-這樣噪音就降低了。不適當的消音器或位置會導致：
• 影響駕駛員舒適感的室內噪音
• 片狀金屬振動
• 車輛外的高噪音水準
3、排氣管道及其所有附件必須保護汽缸和排氣系統零件，以免積水引起液力鎖死和銹蝕損壞。進水或積水會導致：
• 管道和接頭銹壞
• 高噪聲（由損壞引起）
• 液力鎖死（起動困難）
• 早期汽缸故障
4、管道一定要支撐和定位以保證歧管、增壓器或消音器的連接處攜帶的重量不給密封圈部件或接頭、連接件帶來壓力，那樣就保護了裝置免受車輛震動。
不正確的支撐裝置易于：
• 打壞抱箍和接頭
• 損壞渦輪軸承
• 使渦輪殼開裂
• 損壞歧管連接
• 損壞管子和零件
五．康明斯發動機進排氣系統的使用要求
1． 安裝進排氣道時必須對外接管道進行清理，確保無異物存在。
2． 使用時應經常檢查各連接處可靠、密封。
3． 定期檢查、保養空氣濾清器，以減小進氣阻力。
4． 對新的或存放超過半年的增壓器，使用前必須從進油口預加50-60ml清潔的發動機潤滑油。
5． 起動后和停機前均需怠速3-5分鐘，以使增壓器軸摩擦付得以潤滑和充分散熱。
6． 定期檢查、保養曲軸箱呼吸器及連接管，以降低曲軸箱壓力，避免增壓器竄機油。