D12发动机概述
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 |
长 |
mm |
1575/1646 |
|||
13 |
宽 |
mm |
825 |
|||
14 |
高 |
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 |
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1 |
柴油滤清器 |
型式 |
双级滤清器 |
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2 |
水泵 |
型式 |
离心式 |
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r/min |
在3700r/min时,流量8.4L/s,扬程16.8m |
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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 |
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外径尺寸 |
ø280 |
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5 |
增压器 |
型号 |
HX55W |
|||
6 |
机油滤清器 |
型式 |
大容量旋装式纸滤芯 |
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7 |
节温器 |
型式 |
腊式、芯体组合型 |
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开启温度, °C |
80±2或71±2 |
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全开温度, °C |
80°C的92 |
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71°C的83 |
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8 |
机油冷却器 |
型式 |
板翅式 |
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9 |
起动机 |
型式 |
减速型 |
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功率, kW |
7.5 |
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电压, V |
24 |
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10 |
发电机 |
型式 |
整流调压一体式 |
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功率, W |
1680 |
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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。
爆炸图如下:
1.机体 2.曲轴箱 3.气缸套 4.前罩壳 5.前油封 6. 主轴承螺栓 7. 后油封 8.飞轮壳过渡板 9.飞轮壳 10. 气缸盖双头螺柱
1.3.2齿轮系
Ø 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。
爆炸图如下:
1.曲轴 2.曲轴后齿轮 3.曲轴前齿轮 4.主轴瓦 5.止推片 6. 垫环 7. 减震器 8. 曲轴皮带轮 10.飞轮齿圈 11.飞轮
12.飞轮螺栓 13.连杆螺栓 14.连杆轴瓦 15.连杆 16.连杆衬套 17.活塞销挡圈 18. 活塞销 19.活塞 20.活塞环
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。
爆炸图如下:
1.凸轮轴 2.气门挺柱 3.气门推杆 4.放气管 5.进气门 6.气门弹簧下座 7.气门弹簧 8.气门
弹簧上座 9.气门锁夹 10.气门桥 11.摇臂总成 12.调节螺钉总成 13.六角头螺栓 14.摇臂轴15.摇臂座 16.排气门 17.气缸盖上罩 18.气缸盖罩衬垫 19.气缸盖下罩 20.气缸盖罩密封圈
21.喷油器衬套 22.气缸盖 23.气缸盖衬垫 24.止推片
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