D12发动机概述

同心汽配2019-06-14 12:14:35

1.1D12发动机简介

Ø D12系列柴油机是中国重汽自主研制设计开发而成的。中国重汽通过与国外公司合作进行联合设计,运用了世界上先进的设计手段和测试方法,以达到欧Ⅲ 、欧Ⅳ排放标准,功率460马力,寿命100万公里,整机噪声低于97dB(A)作为基本目标,历时仅3年的时间开发成功了D12系列发动机。D12国Ⅲ柴油机采用日本电装新一代共轨燃油系统、四气门结构,具有自主知识产权。

1.2D12发动机主要性能和技术参数

1.2.1D12发动机主要技术参数

序号

项   目

单位

机        型

D12.46-30

D12.42-30

D12.38-30

D12.34-30

1

型式

直列、水冷、四冲程、增压中冷、高压共轨

2

气缸数

6

3

缸径×冲程

mm

126×155

4

活塞总排量

L

11.596

5

压缩比

17:01

6

额定转速

r/min

2000

7

最大扭矩转速

r/min

1100~1500

8

活塞平均速度

m/s

10.33

9

最高空车转速

r/min

2200±50

10

怠速转速

r/min

650±50

11

发火次序

1-5-3-6-2-4

12

mm

1575/1646

13

mm

825

14

mm

1090

15

净质量

kg

1100

1.2.2D12发动机主要技术规格

序号

名称

机型 

D12.34-30

D12.38-30

D12.42-30

D12.46-30

规格(参数)

项目

1

柴油滤清器

型式

双级滤清器

2

水泵

型式

离心式

r/min

在3700r/min时,流量8.4L/s,扬程16.8m

3

机油泵

型式

齿轮式单级泵

安全阀开启压力, kPa

600±50kPa

4

曲轴减震器

型式

硅油式

外径尺寸

ø280

5

增压器

型号

HX55W

6

机油滤清器

型式

大容量旋装式纸滤芯

7

节温器

型式

腊式、芯体组合型

开启温度, °C

80±2或71±2

全开温度, °C

80°C的92 

71°C的83

8

机油冷却器

型式

板翅式

9

起动机

型式

减速型

功率, kW

7.5

电压, V

24

10

发电机

型式

整流调压一体式

功率, W

1680

电压, V

28

1.3D12发动机结构介绍

Ø D12柴油机保留WD615柴油机部分设计特点,一缸一盖、框架式结构、干式气缸套,气缸中心距、气缸直径相同。

Ø D12柴油机采用每缸4气门结构,具有换气损失小、充量系数高的特点;同时,喷油器中置提高了燃油雾化质量。

Ø 采用后置齿轮传动设计(飞轮端),实现了较低的齿轮噪声。

Ø D12欧Ⅲ系列柴油机采用电装新一代电控共轨燃油系统,可实现每循环达五次的喷油。UHD泵最高共轨压力可达160MPa,DLC喷油嘴具有更高的可靠性。

1.3.1机体、曲轴箱、飞轮壳

Ø 机体由高强度灰铸铁制造,曲轴箱由球墨铸铁铸造,以曲轴中心线水平分开成为上下两部分,上部为机体、下部为曲轴箱。机体与曲轴箱之间没有垫片,在连接前须将结合表面擦净,整体接合面涂密封胶(乐泰510)。机体与曲轴箱连接后首先将14只M18主轴承螺栓按要求拧紧。然后将两侧24只M8六角头螺栓拧紧。整个机体刚度高,有利于整机的可靠性、使用寿命及降低振动和噪声。

Ø 机体上有七道主轴承,宽度全部相同。止推片置于第六道主轴承座两侧。

Ø 机体采用薄壁干式缸套结构。气缸套与机体缸孔间为过渡配合。气缸套内表面为特制的平台网纹,对加快磨合和耐磨性能均有良好的效果。

Ø 机体的前端与前罩壳连接, 结合表面应涂密封胶(乐泰518),后端通过飞轮壳过渡板与飞轮壳连接。机体左侧有前后贯通的主油道。右侧有一个副油道(不贯通),有6个冷却喷嘴与之联通,用于喷油冷却活塞。

Ø 七道凸轮轴轴承座位于机体左内侧。机体的左侧面有一个安装机油冷却器的水室,与机体缸筒水夹层相连。机体总成下部(在曲轴箱上)有一个安装机油滤清器的结合面,机油滤清器总成通过4只M8螺栓压紧,压紧前接合面需涂密封胶(乐泰518)。

Ø 飞轮壳用高强度灰铸铁制造,整个结构具有较高的强度和刚度。因为采用了齿轮系后端布置形式,飞轮壳承载着齿轮室的功能。

Ø D12柴油机采用每缸4气门结构,具有换气损失小、充量系数高的特点;同时,喷油器中置提高了燃油雾化质量。

Ø 采用后置齿轮传动设计(飞轮端),实现了较低的齿轮噪声。

Ø D12欧Ⅲ系列柴油机采用电装新一代电控共轨燃油系统,可实现每循环达五次的喷油。UHD泵最高共轨压力可达160MPa,DLC喷油嘴具有更高的可靠性。

1.3.1机体、曲轴箱、飞轮壳

Ø 机体由高强度灰铸铁制造,曲轴箱由球墨铸铁铸造,以曲轴中心线水平分开成为上下两部分,上部为机体、下部为曲轴箱。机体与曲轴箱之间没有垫片,在连接前须将结合表面擦净,整体接合面涂密封胶(乐泰510)。机体与曲轴箱连接后首先将14只M18主轴承螺栓按要求拧紧。然后将两侧24只M8六角头螺栓拧紧。整个机体刚度高,有利于整机的可靠性、使用寿命及降低振动和噪声。

Ø 机体上有七道主轴承,宽度全部相同。止推片置于第六道主轴承座两侧。

Ø 机体采用薄壁干式缸套结构。气缸套与机体缸孔间为过渡配合。气缸套内表面为特制的平台网纹,对加快磨合和耐磨性能均有良好的效果。

Ø 机体的前端与前罩壳连接, 结合表面应涂密封胶(乐泰518),后端通过飞轮壳过渡板与飞轮壳连接。机体左侧有前后贯通的主油道。右侧有一个副油道(不贯通),有6个冷却喷嘴与之联通,用于喷油冷却活塞。

Ø 七道凸轮轴轴承座位于机体左内侧。机体的左侧面有一个安装机油冷却器的水室,与机体缸筒水夹层相连。机体总成下部(在曲轴箱上)有一个安装机油滤清器的结合面,机油滤清器总成通过4只M8螺栓压紧,压紧前接合面需涂密封胶(乐泰518)。

Ø 飞轮壳用高强度灰铸铁制造,整个结构具有较高的强度和刚度。因为采用了齿轮系后端布置形式,飞轮壳承载着齿轮室的功能。

 

 

1.3.2齿轮系

D12国Ⅲ系列柴油机中传动齿轮系由9个齿轮组成。在安装时凸轮轴齿轮上的小孔对准飞轮壳过渡板上的一小孔(第1缸活塞须处于压缩上止点位置即飞轮刻度为0°)。同时中间大齿轮上有标记的齿与曲轴后齿轮上有标记的齿对牢,且中间大齿轮轮毂上刻线与凸轮轴齿轮上刻线对牢。

1.3.3主要运动件

Ø 曲轴:D12系列柴油机曲轴为钢质模锻件,材料选用42CrMo钢。曲轴有12块平衡块,曲轴经软氮化处理,有较好的疲劳强度和耐磨性。曲轴前端有一个曲轴前齿轮, 装配时曲轴前齿轮应先按规定加热到190℃后用专用工具压入曲轴。

Ø 曲轴减振器:采用硅油减振器,性能可靠,效果好,扭振振幅控制在0.2°以内。

Ø 飞轮:采用SAE1飞轮,飞轮齿圈的齿数为136齿。应注意:SAE1飞轮与齿圈间是间隙配合。

Ø 连杆:采用模锻件,连杆杆身加粗,能承受165bar高爆发压力。连杆大头斜切角为45°,采用锯齿形定位,两个连杆螺栓连接,连杆螺栓拧紧时须按转角扭紧法规范要求。连杆螺栓只允许使用一次。不许超限使用。否则可能会产生螺栓断裂机器毁坏事故。 连杆轴瓦采用新镀层材料钢背不等厚轴瓦,应注意:上下瓦材料不同,上瓦能承受更高爆压 ,装配时必须注意不能装错。

Ø 活塞:采用强制冷却的内置油冷,活塞顶部为浅ω型燃烧室。

1.3.4气缸盖

Ø D12专用气缸盖,由含NiCr珠光体合金铸铁材料制成,一缸一盖,采用4气门进排气系统,每缸四气门的设计使喷油分布更均匀,充气系数更高,有效降低排放。气缸盖上进排气道分布于两侧,按直喷式燃烧系统要求,进气道产生一定旋流。

Ø 气缸盖上采用镶入喷油嘴衬套结构,对改善喷油嘴的散热,提高喷油嘴的工作可靠性十分有利。冷却水流进入气缸盖后,全部通过鼻梁区的水腔,然后掠过喷油器衬套进入机体内的出水腔。由于冷却水道布置合理,冷却效果好。

Ø 气缸盖上进排气门口均镶有特殊铸铁材料的气门座,进气门座面角为30°,排气门座面角为90°。气门装缸盖后下沉量进气门为-0.18~0.22mm,排气门为±0.2mm,使用后下沉量不得超过1.8mm。

Ø 每个气缸盖上有4个M14的气缸盖主螺栓及2个M12的与邻缸共用的双头螺栓,双头螺栓副螺母通过具有V型压紧面的夹紧块压紧。气缸盖主螺栓及副螺母均用转角拧紧法拧紧。

1.3.5电气系统

电气装置在D12发动机上的安装位置如图所示:

1.3.6其他结构介绍

Ø 机油:采用CF-4机油,并按使用说明书要求定期更换。新机第一次加油时,机油加入量为38L;换油和换滤清器芯时,机油加入量为37L;再次换油时,机油加入量为36L。

Ø 油底壳:采用大容量油底壳,冲压成型,其与曲轴的结合面有较深的翻边,刚度大。配以凹形油底壳弹性密封垫,经12只油底壳托块和M8螺栓压紧下结合面密封性好,不会出现渗油现象。全系列油底壳基本相同。

Ø 机油冷却器: 采用板式机油冷却器,有效提高机油冷却效果。机油冷却器结构经过振动试验考核,充分保证使用中安全可靠,为了防止机油冷却器堵塞或冷起动时油温低,粘度大,机油冷却器阻力高等情况从而造成柴油机缺油损坏的可能性,柴油机油路中设置了机油冷却器安全阀(旁通阀),该阀的开启压力为600±50kPa。

Ø 主油道限压阀:位于机油泵上,其开启压力为500±50kPa。装机前已校正好,用户不可自行改变。

Ø 机油滤清器:采用大容量机油滤清器以适应国Ⅲ柴油机的要求。

Ø 机油泵:机油泵采用齿轮泵,流量:170L/min。

Ø 柴油滤清器:采用过滤精度更高的双级燃油滤清器,粗滤器自带油水分离装置,手动放水,更加净化了燃油,改善燃烧和提高柴油机性能。燃油粗滤器滤芯更换时间20000km,燃油精虑器滤芯更换时间30000km

2D12发动机装配特点

2.1需预装配的部件

Ø 曲轴前齿轮应按规定加热到190℃后再用专用工具压入曲轴。

曲轴皮带轮、减振器与垫圈应先进行预装,减振器螺栓拧紧力矩为25~35N·m。减震器和垫环顺序注意不得装反

Ø 活塞连杆预装时应注意连杆大头斜切口靠近活塞进油孔(大孔)。活塞环上印有“TOP”标记或有其他标记的面必须朝向活塞顶部。应保证油环弹簧卡销处与油环体开口处不在同一位置。

Ø 摇臂罩下罩的预装:将高压油管油封用专用工具压入摇臂罩下罩的油封座中;应保证下罩的密封圈安装方向正确。

Ø 喷油泵预装:

¨ 将喷油泵与喷油泵法兰用螺栓拧紧,紧固螺栓涂乐泰胶242,拧紧力矩55~65N·m。

¨ 将半圆键压入供油泵凸轮轴,将O形圈、喷油泵传动齿轮装在喷油泵上,紧固螺母涂乐泰胶242,拧紧力矩在180~195N·m 。

¨ 将喷油泵与喷油泵支架用螺栓拧紧,紧固螺栓涂乐泰胶242。

¨ 在安装前,O形圈表面应涂机油。

Ø 机油冷却器盖预装:将机油冷却器旁通阀装入机油冷却器盖,螺塞螺纹处涂乐泰胶242。装放水螺塞,螺塞螺纹处涂乐泰胶242。

3D12发动机机油和柴油混合故障分析

3.1D12L发动机机油和柴油混合故障的故障点

12L发动机机油和柴油混合故障的故障点有:喷油器回油短管、高压油管和喷油器连接处、喷油器、缸盖下罩油路。

D12L发动机机油和柴油混合故障点排查流程图如下:

3.2排查步骤和方法

3.2.1喷油器和高压油管连接处的排查

    喷油器和高压油管连接处压力较高,若此处泄漏,量会较大。短时间内机油液面会上升很多。因此,在观察机油尺的液面很高后,要优先检查此处。检查方法如下:

Ø 起动发动机,适当加油门。

Ø 首先查看红色的O型圈是否被冲出,若冲出此处必定漏油。高压油管和喷油器连接处的密封虽然不是依靠O型圈密封(是通过高压油管的密封锥面密封),但是若此处泄漏,因压力很大,O型圈必定被冲出。

Ø 然后用干净的布将六个缸的高压油管和喷油器连接处擦干净。注意:此时一定要擦的不留一点液体,否则会影响判断的准确性。

Ø 其次,将薄片的吸水纸放在连接处的下端,若吸水纸有油迹,且油迹在迅速扩散,并且能够闻到柴油的味道,则说明此处存在泄漏。

Ø 为加强判断的准确性,可将食指放在连接处的下端,看是否有油迹漏到手上,若有则闻一闻是否有柴油的味道。

Ø 确定泄漏后,请更换臼井的高压油管(图号VG1246080001)。作为应急可这样处理:将高压油管扩口螺母松开,纠正油管的位置,使高压油管接口和喷油器口在自由状态下(拧紧螺母前)正好对正,拧紧,力矩为40Nm。

3.2.2喷油器回油短管的排查

Ø 若打开缸盖发现用的仍是VOSS的快接头尼龙弯管,请更换钢管。D12喷油器回油管钢管+过渡结构零件变更清单: 

 

Ø 若是钢管,则把回油管两端的接头擦干净,注意一定要擦的不留痕迹。

Ø 然后起动,把发动机加速到1500转,观察5min以上,查看是否泄漏,同时反复用手触摸接头处,闻是否有柴油露出。在判断的过程中机油会不断的溅到短管接头上,所以判断的过程中仍要重复擦洗动作。

3.2.3缸盖下罩的排查

因缸盖下罩处有铸造油道,因此仍要检查,此处较容易检查,只要擦干净后起动车辆查看油道四周是否有裂纹,是否有柴油渗出即可。

3.2.4喷油器的排查

Ø 共轨发动机因为设置了流量缓冲器,所以在喷油器出现漏油后,只要稍加油门(车辆正常行驶,不会不加油门),流量缓冲器便会起作用,切断该缸的油路,故不会发生柴机油混合现象。

Ø 但是在气门密封不严时,会造成喷到气缸的柴油不能燃烧,积存的未燃柴油会进入油底壳,但此时,会有更明显的故障现象,如冒白烟,异响,车辆发抖等。

3.2.5精滤的油路

Ø D12发动机燃油精滤器进、出油管在维修装配过程中存在接反的情况,导致输油泵腔内油压增加,对供油泵存在一定的损害,因此必须确认燃油精滤器进、出油管有没有反接。

燃油精滤器管路装配正确与装配错误对比图如下:

Ø D12发动机燃油精滤器进、出油管正确安装流程如下:

¨ 用燃油管将输油泵出油口与精滤器进油管口连接起来并拧紧。

¨ 用燃油管将供油泵进油口与精滤器出油管口连接起来并拧紧。

在D12发动机燃油精滤器进、出油管装配错误时,精滤进油口错误的连接到了供油泵进油口,精滤出油口错误连接的到了输油泵出油口

注意:如果出现图2所示燃油精滤器进、出油管接错的情况,请按图1更正!为防止更正后滤清器内的杂质会进入到供油泵和喷油器,造成油泵和喷油器的失效,需同时更换燃油精滤器滤芯(VG1540080110)!

 

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