康明斯KTA柴油发动机结构维修与工作原理

                                       康明斯KTA19系列柴油发动机结构维修与工作原理

康明斯KTA19系列发动机型号识别：

康明斯KTA19系列发动机主要性能参数：

1:发动机型式:直列六缸，四冲程，直喷式，水冷
2:吸气方式:废气涡轮增压; 进气中冷
3:缸径x冲程：159 x 159 mm
4:发动机排量: 19L（1150立方英寸 ）
5:发动机功率：336－522 kW ( 450－700 ph )
6:压缩比：14：1——15.5：1
7:发火顺序：1-5-3-6-2-4
8:进气方式：废气涡轮增压、空空中冷或水空中冷
9:燃油系统：PT燃油系统
10:发动机排放：满足欧1或欧2
11:燃烧室形式：“ω”

康明斯KTA19系列发动机主要零部件设计特点：
PT燃油系统：康明斯独特的PT燃油系统，是康明斯公司的专利。PT系统燃油泵输出燃油的压力最大不超过2100kPa, 只有一般高压油管燃油系统燃油泵输出压力的1/8-1/10。低压输油，不仅没有高压油管的故障源，而且消除了二次喷射问题，工作稳定，提高了发动机的可靠性。喷射压力范围高达70—140MPa，能保证良好的雾化，可使燃油更趋于完全燃烧。即使少量空气进入燃油系统，也不会使发动机像高压油管燃油系统发动机那样立即“失速”，PT燃油系统的发动机工作更稳定可靠。性能标定方便，适应性好。有80%左右的燃油用于冷却喷油器后回到油箱，喷油器能得到很好的冷却。通用性好，相同的基础泵和喷油器作一些调整就可以实用于不同型号的发动机上。

康明斯KTA19缸体：

加强筋布置，宽下裙边设计，提高了缸体的刚度和强度，振动减小，噪声降低，增强了发动机的可靠性。
大缸孔设计，能够布置4个更大的气门，不仅减少进气阻力，提高充气效率，改善燃油经济性，而且提高了气门的寿命和发动机的可靠性。增加了一些用于特殊的取油、取水以及STC、电子喷油装置安装螺孔，有利于今后的电子喷油技术的发展和应用。增加可选的安装风扇支架位置，使支架刚度更好。采用通用低压配缸套，表面粗糙度得到改善。

康明斯KTA19缸盖：

一缸一盖，便于维修。采用四气门（两进两排）结构，进气阻力小，明显提高充气效率，有利于燃烧的完善。排气口与排气道改进为过渡变化结构，采用脉冲气道，有利于废气能量的充分利用。选用高强度铸铁材料，进一步提高了缸盖的抗冲击性能。气门刚度增加，使发动机的超速能力更强。

康明斯KTA19曲轴：

高强度合金钢材料锻造，提高曲轴强度和寿命。大轴颈重叠度，有效地提高了曲轴的刚度和强度，增强了可靠性。原来的曲轴结构为镶平衡块结构，新采用了整体式曲轴结构，大大地降低了曲轴的故障率，增加了使用可靠性。园角感应淬火，提高了曲轴的强度，曲轴轴颈深达2.2mm的感应淬火，提高了曲轴耐磨性能。

康明斯KTA19活塞和连杆：

活塞采用合适的铝合金材料，高速运转时惯性小，导热性好，强度能够满足工作要求。活塞裙部精确的桶面设计，保证在工作时有精确的配合，具有足够的承压面，而间隙不会过小，也不会因间隙过大而引起敲缸。连杆用高强度合金钢材料锻造，提高了强度,I型连杆结构，用最少的材料保证设计要求的强度.

康明斯KTA19凸轮轴：

高强度合金钢材料制造，提高凸轮轴强度和寿命。采用大直径凸轮轴和大凸轮结构，改进了进气形线，使气门落座速度减缓，冲击力减小，从而改善气门磨损，而且，振动减少，提高了发动机的可靠性和耐久性。凸轮表面超精抛光，保证凸轮运动轨迹精确可靠。

康明斯KTA19增压器：

采用小轮径，结构尺寸紧凑，压比高，流量范围广，可以有效降低发动机的排气温度，改善发动机的排放状况和提高可靠性，可以满足大功率发动机的需要和高原发动机的匹配要求。

康明斯KTA19系列发动机冷却系统：

1:发动机热量的产生：就是喷入柴油机燃烧室的柴油，燃烧后产生大量的热量。
2:热量分配：1/3作功、1/3排入大气、1/3冷却系统散失。
3:冷却方式：压力强制循环冷却。
4:冷却系统的组成：冷却系统是由散热器、水泵、汽缸体水道、汽缸盖水道、出水管、节温器机油冷却器等组成.

康明斯KTA19水箱：

由上水室、下水室、散热片、进、出水管、溢流管、水箱盖组成。其作用是：储存冷却液，散失冷却液的热量，减少冷却液中的气泡。
冷却液中气泡的危害：

减少流量，甚至于断流；产生穴蚀。解决方法：采用膨胀水箱。

康明斯KTA19水泵：

轴承、油封、水封、叶轮等组成。其作用是：强制将散热器里的冷却液压入机体内，冷却发动机。水泵上有一小孔，起观测、泻漏作用。
机油冷却器：

其分管束式和片状式，起冷却机油的作用。机油冷却器出现故障表现为油水混合。

康明斯KTA19节温器：

作用是调节发动机的水温。开启温度：82—93℃，调节后的水温为74—91℃，短期可达到93℃。
故障：如不装节温器：发动机低温，燃烧不好形成积碳，柴油漏入油底壳，稀释机油。
节温器无法打开：发动机高温，形成积垢堵塞水道。

康明斯KTA19冷却液：

成份：水+DCA+防冻液,水：软水、冷开水、必免用矿泉水,DCA：干式化学添加剂。

其成份及作用为：
   硼酸钠：起缓冲作用，保持PH8-11之间，稍成碱性。
   亚销酸钠：防止钢、铁的腐蚀，保持缸套不点蚀。
   销酸钠：防止锡焊的腐蚀。
   硅酸钠：防止铝件的腐蚀。
   防泡剂：防止穴蚀。
   着色剂：用来检查浓度。

康明斯KTA19水滤器：
作用：
① 过滤冷却水中的杂质
② 把过滤器中的药品(DCA)带入冷却液中
注：水滤器芯有4DCA、8DCA、15DCA、23DCA四种规格，用户可根据需要选用。

重庆康明斯发动机冷却系统容积：

康明斯KTA19系列发动机润滑系统：

机油的作用
   润滑作用：保证各磨擦部分有充分的油膜，保证完全的流体润滑。把金属的磨擦力变为液体磨擦，最大限度地减少磨擦力，降低功率损失，减少发动机的磨损，并防止拉缸和烧瓦。
   冷却作用：内燃机燃烧产生大量热量，大部分由排气、冷却液等带走。一般通过油的循环也带走热量6-14％左右。
   清洗作用：内燃机在运转中产生大量的沉积物和杂质等，通过润滑油把它们从零件表面清洗下来，由滤清器滤掉。
   减振作用：当发动机燃烧或汽车在颠簸的路面上行驶时，使局部压力急剧增大。润滑油要把这种局部的高压分散给全部液体膜承担，同时也把固体的点接触变化为液体的面接触，起分散应力的作用。
   密封作用：润滑油有一定的粘度，对运动件起密封作用，特别是在气缸活塞组润滑油的密封作用是很重要的。
   防锈作用：油膜吸附在机体各部分，把空气和水隔开，起防锈作用。

为了使润滑油在发动机运行中更好的体现其作用，康明斯公司规定：在使用康明斯发动机时，必须使用康明斯专用机油。

康明斯机油有两种：

一种进口康明斯专用机油，一种是国产康明斯专用机油“重发牌”。

“重发牌” 康明斯专用机油是采用国际名牌石油公司生产的国际通用标准的柴油机油，加进口添加剂配制而成。分D级和F级。它们的SAE粘度分类为15W/40，是多粘度等级柴油机油，在我省南北通用。在－15℃以上地区冬夏季通用，南北方通用，不需按季节换用。既节约油料，又方便管理，并能改善柴油机的低温启动性能，使用该机油发动机机械磨损小，密封性能好，能提高发动机功率，降低油耗，延长发动机寿命。该机油加有美国康明斯发动机有限公司的专利产品——荧光黑子剂，可以直观的发现发动机润滑故障，及时处理，大大节约开支。

康明斯KTA19润滑系统的结构组成：油底壳、油底滤网、吸油管、机油泵、主，副油道（活塞冷却小喷嘴）、机油冷却器、齿轮室上的油道、机油粗、细滤清器、压力调节阀以及缸盖和摇臂室上的油道构成。

重庆康明斯发动机润滑系统容积(单位:升)： 

康明斯KTA19机油工作正常压力：[单位：PSI－－磅/平方英寸]

机油正常工作温度：108F-[82C]－－－－225F[107C],极限温度：121C
注意：机油温度的突然升高，如果不是因负载的增加引起，那就预示很可能有机械故障发生，应立即进行检查。

康明斯KTA19系列发动机燃油系统：

基本结构形式：由油箱、燃油滤清器、PT燃油泵、低压输油管、喷油器、摇臂、推杆、喷油凸轮和回油管等组成。其中：PT燃油泵又包括：齿轮泵、磁性滤清器、脉冲膜片减振器、两极调速器、 节流轴、电磁阀等。

康明斯KTA19燃油箱的构造:

油箱用来盛燃油以满足发动机在相当长的一段时间内进行工作，对油箱的设计要求如下：
A)加油口：用来加注燃油，最多允许灌进为油箱体积的95%的燃油。留下5%的空间供从发动机回流的热油的膨胀用。
B)吸油管道：为了防止沉积物被吸起，吸油口应离油箱底部最小(25mm)，如果要在下面开吸油口要求同样。为了保证燃油系统足够的供油，吸油管内径至少为1/2英寸(13mm)，如果发动机功率超过700马力，吸油管内径至少为7/8英寸(22mm)。
C)通气孔：在发动机工作、灌油、燃油蒸发过程中需要有一个通气孔保证油箱通气，一般情况下通气孔的直径在1/8—1/4英寸(3_6mm)。

康明斯KTA19燃油滤清器：

燃油滤清器的功能是让油在进入油泵以前滤出杂质。NH和K系列发动机常用是“旋装式”滤清器，这类滤清器是用纸做滤芯，滤芯的过滤能力为大于6微米的杂质。滤清器在工作时，终究会因杂质堆积而形成阻碍，从而降低发动机的功率。所以滤清器的阻力不能超过规定值。根据保养和维修手册中的建议，燃油及滤清器的更换周期康明斯推荐使用高质量和适当粘度的柴油和弗列加滤清器。燃油滤芯推荐的最大更换周期是250小时，或3个月，或1万公里（以先到为准）
注意：A. 更换滤芯和给油箱加油时，注意不要让脏物进入燃油系统。
         B. 必须定期清洗油箱。
         C. 不要使用低质量、非康明斯滤芯，否则有可能造成燃油泵的严重早期磨损。

康明斯KTA19PT燃油泵：

 
PT燃油泵将燃油从油箱中吸起，经过滤清、调速器等送到喷油器，根据PT系统的设计，PT泵供给喷油器的燃油将有80%左右在工作中经喷油器又回到油箱，主要起冷却和润滑喷油器，并防止寒冷气候时燃油冻结及将PT系统里的空气带回油箱排掉的作用.

康明斯KTA19齿轮泵：
齿轮泵由齿轮泵壳体(两部分组成)、主动齿轮(长轴)、从动小齿轮、衬垫等组成。
当发动机驱动油泵时，齿轮泵随之转动，其转速与发动机转速一样。旋转的齿轮在吸油端产生真空并从油箱内通过滤清器把油吸起后将油压入高压腔。齿轮泵出口的燃油压力要比PT泵出口的压力大4－－5倍。齿轮泵的泵油特性是压力随转速的升高而升高。

康明斯KTA19脉冲膜片减振器：
根据齿轮泵工作特性，它所提供的燃油有较大的压力波动，这样就造成PT泵供油压力的波动。燃油压力波动太大将影响发动机正常工作.当发动机在某工况时，由于供油压力的波动，此时各个喷油器量油口的压力就不一样，这样各个喷油器的油杯进油量就不一样，结果是发动机各缸工作均匀性差、工作不平稳为防止这种现象，办法是加装一个脉冲膜片减振器并通过一个钻孔与齿轮泵高压腔连通.当一个较高压力波作用在金属膜片上时，膜片压缩它背后的空气，部分压力波能量被吸收，压力波峰值降低，随后、一个较小的压力波作用在膜片上时膜片背后的空气将它推出，给出了部分能量。压力波峰值上升，从而，使供油压力较为平稳.

康明斯KTA19磁性（滤网）滤清器：
在压力的作用下，燃油流入一个小的磁性滤清器里它一般位于油泵的顶端（有些位于底部）。这样。PT系统就有两道滤清装置，磁性滤清器主要滤掉齿轮泵带来的油里面的金属粉末杂质及磨损铁屑。该滤清器应遵守维修手册中的要求，经常用压缩空气进行清洗，滤网在安装时应注意方向，有孔的一端朝向泵体里面。油从滤网流出经油孔流至调速器室。

康明斯KTA19旋转油门轴（节流轴）：
来自调速器的燃油都要通过油门轴，受油门轴的控制，然后再向喷油器供油。旋转油门轴有两种结构形式,老式油门轴是由柱塞和垫片组成，用增减垫片来改变柱塞里油道大小，以调整供油压力.新式的油门轴是一个带螺纹的柱塞组成的，柱塞拧进拧出来控制油道的大小。新式油门轴是目前普遍采用的一种油门轴，凡经过试验台架调好的油门轴，均用一个小的钢球封死，不允许随意改变。

康明斯KTA19电磁阀（停车阀）：
PT燃油泵上一般使用两类电磁阀，一类是标准电磁阀，一类是快速启动电磁阀
标准电磁阀组成：线圈,阀壳体,片状弹簧,阀片,手动调节,螺钉等.

康明斯KTA19喷油器：

康明斯KTA19喷油器工作过程：

1.计量（量油）阶段：当凸轮继续旋转到进气冲程后不久，由于凸轮外型曲线的变化，柱塞在弹簧的作用下升起，先将进、回油道切断，燃油旁通结束，量孔开始计量，燃油流至喷油器的油杯，此时由于油压低，喷孔直径小（≈0.17mm）而不会漏油。当柱塞上升到最高位置后，凸轮外型曲线保持平稳，柱塞处在最高位置直到进气结束。在压缩冲程中，在凸轮曲线的作用下，柱塞缓慢下行，直至接近封闭计量孔，计量结束。
2.准备喷射阶段：计量结束后，柱塞下行到一定的位置，下部的油杯及油道就产生了一定的压力，使止回球阀落到球座上，关闭了进油道，柱塞继续下行把油道与油杯分开，由于发动机转速高、计量时间短，其油杯不会被燃油充满，所以，这阶段只是压缩和部分地排除油杯中的气体，为喷射作准备。
3.喷射阶段：在发动机压缩冲程接近终了时，凸轮外型曲线又有突然的变化，使柱塞快速下行，把油杯里的燃油以1056KG/CM²的高压，喷入汽缸内，在喷射的同时，柱塞中部细的部位又使进、回油道联通，燃油又开始旁通，柱塞最后落到油杯上，喷油结束。
4.旁通阶段：喷油器处于停止供油状态，柱塞被压在最低位置，柱塞中部细的部位把喷油器内部的进回油道勾通。这时燃油对喷油器进行冷却，并排除油道中的气体，发动机在作功和排气冲程中喷油器柱塞一直处于这一状态。

康明斯KTA19系列发动机进、排气系统：

进、排气系统组成
由空滤器、进气阻力指示器、增压器、进气跨越管、进气歧管（中冷器）排气管、缸盖以及消声器等组成。
主要部件介绍：
空滤器：
一般为干式空滤器，其作用是过滤清洁的空气进入燃烧室，减少发动机的磨损，延长使用寿命。如果空滤器使用不当或失效，以及不装，缸套磨损增加8倍，活塞磨损增加3倍，活塞环磨损增加9倍。

康明斯KTA19增压器：

其作用：迫使更多空气进入气缸、使发动机发出更大功率。
增压器故障表现在：⑴ 叶轮损坏 ⑵ 粘满灰尘、转速降低 ⑶ 烧机油

康明斯KTA19系列发动机电气系统：

电源系统主要包括：1蓄电池（电瓶）2充电机
蓄电池（电瓶）：由用户自行配备，可以使用规格为195AH，12V的电瓶，采用两只串联使用，以提供24V标准电压给发动机电气设备。
充电机：重庆康明斯发动机目前所使用的充电机主要有：35A（3016627），50A（3078115），270A（3928985），

康明斯KTA19起动马达系统：

康明斯发动机电气起动系统主要包括起动开关、继电器和起动马达。其中起动马达是最为重要的零件。重庆康明斯发动机使用的起动马达3021038用于K系列。

康明斯KTA19转速控制系统：

转速控制系统是发电机组电气控制系统中必不可少的组成部分，康明斯发动机的转速控制系统主要由测转速齿轮、转速传感器、调速板和执行器组成。

康明斯KTA19电磁传感器：

电磁传感器装在发动机飞轮壳上。从飞轮齿圈上感应发动机转速信号，并输送到调速板上。电磁传感器线圈电阻约为300欧姆。转速传感器安装，传感器与齿顶间隙0.71-1.07mm，传感器旋入顶到齿顶后退回0.50-0.75圈。

康明斯KTA19调速板：

调速板把来自电磁传感器的电讯号与现有参考点比较，若两个信号不同，调速板将会改变送到执行器的电流。调速板是发电机组稳定运行的关键部件。可用12V或24V直流电源。分常开和常闭两种形式。常开调速板必须配常开执行器，常闭调速板必须配常闭执行器。内装式调速板，13、14号端子检测转速传感器电压。远程式调速板，5、6号端子检测转速传感器电压。转速传感器电压应大于交流1.5V。

康明斯KTA19执行器：

执行器是一个电磁线圈旋转阀，执行器装在PT燃油泵的EFC空腔中。控制进入喷嘴的燃油流量，对发动机转速和功率进行控制。执行器按电压分有12V或24V直流两种。执行器按形式分有常开和常闭两种。执行器有三种流量：低、高、特高。
常用执行器型号分类：

机型KTA38、3408326、常闭，NTA855/KTA19/3408324常闭。NTA855/KTA193408328常开.

康明斯KTA19执行器形式:常开式/常闭式/执行器流量/低流量/高流量/特高流量.

康明斯KTA19报警、保护系统:
   康明斯发动机的报警、保护系统由高水温、低油压报警开关和超速开关组成，称为“三保护”。
 温度报警开关
    康明斯KTA19高水温报警开关3056353报警值为104±6℃
 压力报警开关
    康明斯KTA19低油压报警开关3419044报警值为83KPA
 超速报警开关
    康明斯KTA19超速报警开关3036453报警值为1725r/min.