康明斯KTA19系列柴油發動機結構維修與工作原理

康明斯KTA19系列發動機型號識別：

康明斯KTA19系列發動機主要性能參數：

1:發動機型式:直列六缸，四沖程，直噴式，水冷
2:吸氣方式:廢氣渦輪增壓; 進氣中冷
3:缸徑x沖程：159 x 159 mm
4:發動機排量: 19L（1150立方英寸 ）
5:發動機功率：336－522 kW ( 450－700 ph )
6:壓縮比：14：1——15.5：1
7:發火順序：1-5-3-6-2-4
8:進氣方式：廢氣渦輪增壓、空空中冷或水空中冷
9:燃油系統：PT燃油系統
10:發動機排放：滿足歐1或歐2
11:燃燒室形式：“ω”

康明斯KTA19系列發動機主要零部件設計特點：
PT燃油系統：康明斯獨特的PT燃油系統，是康明斯公司的專利。PT系統燃油泵輸出燃油的壓力最大不超過2100kPa, 只有一般高壓油管燃油系統燃油泵輸出壓力的1/8-1/10。低壓輸油，不僅沒有高壓油管的故障源，而且消除了二次噴射問題，工作穩定，提高了發動機的可靠性。噴射壓力范圍高達70—140MPa，能保證良好的霧化，可使燃油更趨于完全燃燒。即使少量空氣進入燃油系統，也不會使發動機像高壓油管燃油系統發動機那樣立即“失速”，PT燃油系統的發動機工作更穩定可靠。性能標定方便，適應性好。有80%左右的燃油用于冷卻噴油器后回到油箱，噴油器能得到很好的冷卻。通用性好，相同的基礎泵和噴油器作一些調整就可以實用于不同型號的發動機上。

康明斯KTA19缸體：

加強筋布置，寬下裙邊設計，提高了缸體的剛度和強度，振動減小，噪聲降低，增強了發動機的可靠性。
大缸孔設計，能夠布置4個更大的氣門，不僅減少進氣阻力，提高充氣效率，改善燃油經濟性，而且提高了氣門的壽命和發動機的可靠性。增加了一些用于特殊的取油、取水以及STC、電子噴油裝置安裝螺孔，有利于今后的電子噴油技術的發展和應用。增加可選的安裝風扇支架位置，使支架剛度更好。采用通用低壓配缸套，表面粗糙度得到改善。

康明斯KTA19缸蓋：

一缸一蓋，便于維修。采用四氣門（兩進兩排）結構，進氣阻力小，明顯提高充氣效率，有利于燃燒的完善。排氣口與排氣道改進為過渡變化結構，采用脈沖氣道，有利于廢氣能量的充分利用。選用高強度鑄鐵材料，進一步提高了缸蓋的抗沖擊性能。氣門剛度增加，使發動機的超速能力更強。

康明斯KTA19曲軸：

高強度合金鋼材料鍛造，提高曲軸強度和壽命。大軸頸重疊度，有效地提高了曲軸的剛度和強度，增強了可靠性。原來的曲軸結構為鑲平衡塊結構，新采用了整體式曲軸結構，大大地降低了曲軸的故障率，增加了使用可靠性。園角感應淬火，提高了曲軸的強度，曲軸軸頸深達2.2mm的感應淬火，提高了曲軸耐磨性能。

康明斯KTA19活塞和連桿：

活塞采用合適的鋁合金材料，高速運轉時慣性小，導熱性好，強度能夠滿足工作要求。活塞裙部精確的桶面設計，保證在工作時有精確的配合，具有足夠的承壓面，而間隙不會過小，也不會因間隙過大而引起敲缸。連桿用高強度合金鋼材料鍛造，提高了強度,I型連桿結構，用最少的材料保證設計要求的強度.

康明斯KTA19凸輪軸：

高強度合金鋼材料制造，提高凸輪軸強度和壽命。采用大直徑凸輪軸和大凸輪結構，改進了進氣形線，使氣門落座速度減緩，沖擊力減小，從而改善氣門磨損，而且，振動減少，提高了發動機的可靠性和耐久性。凸輪表面超精拋光，保證凸輪運動軌跡精確可靠。

康明斯KTA19增壓器：

采用小輪徑，結構尺寸緊湊，壓比高，流量范圍廣，可以有效降低發動機的排氣溫度，改善發動機的排放狀況和提高可靠性，可以滿足大功率發動機的需要和高原發動機的匹配要求。

康明斯KTA19系列發動機冷卻系統：

1:發動機熱量的產生：就是噴入柴油機燃燒室的柴油，燃燒后產生大量的熱量。
2:熱量分配：1/3作功、1/3排入大氣、1/3冷卻系統散失。
3:冷卻方式：壓力強制循環冷卻。
4:冷卻系統的組成：冷卻系統是由散熱器、水泵、汽缸體水道、汽缸蓋水道、出水管、節溫器機油冷卻器等組成.

康明斯KTA19水箱：

由上水室、下水室、散熱片、進、出水管、溢流管、水箱蓋組成。其作用是：儲存冷卻液，散失冷卻液的熱量，減少冷卻液中的氣泡。
冷卻液中氣泡的危害：

減少流量，甚至于斷流；產生穴蝕。解決方法：采用膨脹水箱。

康明斯KTA19水泵：

軸承、油封、水封、葉輪等組成。其作用是：強制將散熱器里的冷卻液壓入機體內，冷卻發動機。水泵上有一小孔，起觀測、瀉漏作用。
機油冷卻器：

其分管束式和片狀式，起冷卻機油的作用。機油冷卻器出現故障表現為油水混合。

康明斯KTA19節溫器：

作用是調節發動機的水溫。開啟溫度：82—93℃，調節后的水溫為74—91℃，短期可達到93℃。
故障：如不裝節溫器：發動機低溫，燃燒不好形成積碳，柴油漏入油底殼，稀釋機油。
節溫器無法打開：發動機高溫，形成積垢堵塞水道。

康明斯KTA19冷卻液：

成份：水+DCA+防凍液,水：軟水、冷開水、必免用礦泉水,DCA：干式化學添加劑。

其成份及作用為：
   硼酸鈉：起緩沖作用，保持PH8-11之間，稍成堿性。
   亞銷酸鈉：防止鋼、鐵的腐蝕，保持缸套不點蝕。
   銷酸鈉：防止錫焊的腐蝕。
   硅酸鈉：防止鋁件的腐蝕。
   防泡劑：防止穴蝕。
   著色劑：用來檢查濃度。

康明斯KTA19水濾器：
作用：
① 過濾冷卻水中的雜質
② 把過濾器中的藥品(DCA)帶入冷卻液中
注：水濾器芯有4DCA、8DCA、15DCA、23DCA四種規格，用戶可根據需要選用。

重慶康明斯發動機冷卻系統容積：

康明斯KTA19系列發動機潤滑系統：

機油的作用
   潤滑作用：保證各磨擦部分有充分的油膜，保證完全的流體潤滑。把金屬的磨擦力變為液體磨擦，最大限度地減少磨擦力，降低功率損失，減少發動機的磨損，并防止拉缸和燒瓦。
   冷卻作用：內燃機燃燒產生大量熱量，大部分由排氣、冷卻液等帶走。一般通過油的循環也帶走熱量6-14％左右。
   清洗作用：內燃機在運轉中產生大量的沉積物和雜質等，通過潤滑油把它們從零件表面清洗下來，由濾清器濾掉。
   減振作用：當發動機燃燒或汽車在顛簸的路面上行駛時，使局部壓力急劇增大。潤滑油要把這種局部的高壓分散給全部液體膜承擔，同時也把固體的點接觸變化為液體的面接觸，起分散應力的作用。
   密封作用：潤滑油有一定的粘度，對運動件起密封作用，特別是在氣缸活塞組潤滑油的密封作用是很重要的。
   防銹作用：油膜吸附在機體各部分，把空氣和水隔開，起防銹作用。

為了使潤滑油在發動機運行中更好的體現其作用，康明斯公司規定：在使用康明斯發動機時，必須使用康明斯專用機油。

康明斯機油有兩種：

一種進口康明斯專用機油，一種是國產康明斯專用機油“重發牌”。

“重發牌” 康明斯專用機油是采用國際名牌石油公司生產的國際通用標準的柴油機油，加進口添加劑配制而成。分D級和F級。它們的SAE粘度分類為15W/40，是多粘度等級柴油機油，在我省南北通用。在－15℃以上地區冬夏季通用，南北方通用，不需按季節換用。既節約油料，又方便管理，并能改善柴油機的低溫啟動性能，使用該機油發動機機械磨損小，密封性能好，能提高發動機功率，降低油耗，延長發動機壽命。該機油加有美國康明斯發動機有限公司的專利產品——熒光黑子劑，可以直觀的發現發動機潤滑故障，及時處理，大大節約開支。

康明斯KTA19潤滑系統的結構組成：油底殼、油底濾網、吸油管、機油泵、主，副油道（活塞冷卻小噴嘴）、機油冷卻器、齒輪室上的油道、機油粗、細濾清器、壓力調節閥以及缸蓋和搖臂室上的油道構成。

重慶康明斯發動機潤滑系統容積(單位:升)： 

康明斯KTA19機油工作正常壓力：[單位：PSI－－磅/平方英寸]

機油正常工作溫度：108F-[82C]－－－－225F[107C],極限溫度：121C
注意：機油溫度的突然升高，如果不是因負載的增加引起，那就預示很可能有機械故障發生，應立即進行檢查。

康明斯KTA19系列發動機燃油系統：

基本結構形式：由油箱、燃油濾清器、PT燃油泵、低壓輸油管、噴油器、搖臂、推桿、噴油凸輪和回油管等組成。其中：PT燃油泵又包括：齒輪泵、磁性濾清器、脈沖膜片減振器、兩極調速器、 節流軸、電磁閥等。

康明斯KTA19燃油箱的構造:

油箱用來盛燃油以滿足發動機在相當長的一段時間內進行工作，對油箱的設計要求如下：
A)加油口：用來加注燃油，最多允許灌進為油箱體積的95%的燃油。留下5%的空間供從發動機回流的熱油的膨脹用。
B)吸油管道：為了防止沉積物被吸起，吸油口應離油箱底部最小(25mm)，如果要在下面開吸油口要求同樣。為了保證燃油系統足夠的供油，吸油管內徑至少為1/2英寸(13mm)，如果發動機功率超過700馬力，吸油管內徑至少為7/8英寸(22mm)。
C)通氣孔：在發動機工作、灌油、燃油蒸發過程中需要有一個通氣孔保證油箱通氣，一般情況下通氣孔的直徑在1/8—1/4英寸(3_6mm)。

康明斯KTA19燃油濾清器：

燃油濾清器的功能是讓油在進入油泵以前濾出雜質。NH和K系列發動機常用是“旋裝式”濾清器，這類濾清器是用紙做濾芯，濾芯的過濾能力為大于6微米的雜質。濾清器在工作時，終究會因雜質堆積而形成阻礙，從而降低發動機的功率。所以濾清器的阻力不能超過規定值。根據保養和維修手冊中的建議，燃油及濾清器的更換周期康明斯推薦使用高質量和適當粘度的柴油和弗列加濾清器。燃油濾芯推薦的最大更換周期是250小時，或3個月，或1萬公里（以先到為準）
注意：A. 更換濾芯和給油箱加油時，注意不要讓臟物進入燃油系統。
         B. 必須定期清洗油箱。
         C. 不要使用低質量、非康明斯濾芯，否則有可能造成燃油泵的嚴重早期磨損。

康明斯KTA19PT燃油泵：

 
PT燃油泵將燃油從油箱中吸起，經過濾清、調速器等送到噴油器，根據PT系統的設計，PT泵供給噴油器的燃油將有80%左右在工作中經噴油器又回到油箱，主要起冷卻和潤滑噴油器，并防止寒冷氣候時燃油凍結及將PT系統里的空氣帶回油箱排掉的作用.

康明斯KTA19齒輪泵：
齒輪泵由齒輪泵殼體(兩部分組成)、主動齒輪(長軸)、從動小齒輪、襯墊等組成。
當發動機驅動油泵時，齒輪泵隨之轉動，其轉速與發動機轉速一樣。旋轉的齒輪在吸油端產生真空并從油箱內通過濾清器把油吸起后將油壓入高壓腔。齒輪泵出口的燃油壓力要比PT泵出口的壓力大4－－5倍。齒輪泵的泵油特性是壓力隨轉速的升高而升高。

康明斯KTA19脈沖膜片減振器：
根據齒輪泵工作特性，它所提供的燃油有較大的壓力波動，這樣就造成PT泵供油壓力的波動。燃油壓力波動太大將影響發動機正常工作.當發動機在某工況時，由于供油壓力的波動，此時各個噴油器量油口的壓力就不一樣，這樣各個噴油器的油杯進油量就不一樣，結果是發動機各缸工作均勻性差、工作不平穩為防止這種現象，辦法是加裝一個脈沖膜片減振器并通過一個鉆孔與齒輪泵高壓腔連通.當一個較高壓力波作用在金屬膜片上時，膜片壓縮它背后的空氣，部分壓力波能量被吸收，壓力波峰值降低，隨后、一個較小的壓力波作用在膜片上時膜片背后的空氣將它推出，給出了部分能量。壓力波峰值上升，從而，使供油壓力較為平穩.

康明斯KTA19磁性（濾網）濾清器：
在壓力的作用下，燃油流入一個小的磁性濾清器里它一般位于油泵的頂端（有些位于底部）。這樣。PT系統就有兩道濾清裝置，磁性濾清器主要濾掉齒輪泵帶來的油里面的金屬粉末雜質及磨損鐵屑。該濾清器應遵守維修手冊中的要求，經常用壓縮空氣進行清洗，濾網在安裝時應注意方向，有孔的一端朝向泵體里面。油從濾網流出經油孔流至調速器室。

康明斯KTA19旋轉油門軸（節流軸）：
來自調速器的燃油都要通過油門軸，受油門軸的控制，然后再向噴油器供油。旋轉油門軸有兩種結構形式,老式油門軸是由柱塞和墊片組成，用增減墊片來改變柱塞里油道大小，以調整供油壓力.新式的油門軸是一個帶螺紋的柱塞組成的，柱塞擰進擰出來控制油道的大小。新式油門軸是目前普遍采用的一種油門軸，凡經過試驗臺架調好的油門軸，均用一個小的鋼球封死，不允許隨意改變。

康明斯KTA19電磁閥（停車閥）：
PT燃油泵上一般使用兩類電磁閥，一類是標準電磁閥，一類是快速啟動電磁閥
標準電磁閥組成：線圈,閥殼體,片狀彈簧,閥片,手動調節,螺釘等.

康明斯KTA19噴油器：

康明斯KTA19噴油器工作過程：

1.計量（量油）階段：當凸輪繼續旋轉到進氣沖程后不久，由于凸輪外型曲線的變化，柱塞在彈簧的作用下升起，先將進、回油道切斷，燃油旁通結束，量孔開始計量，燃油流至噴油器的油杯，此時由于油壓低，噴孔直徑?。ā?.17mm）而不會漏油。當柱塞上升到最高位置后，凸輪外型曲線保持平穩，柱塞處在最高位置直到進氣結束。在壓縮沖程中，在凸輪曲線的作用下，柱塞緩慢下行，直至接近封閉計量孔，計量結束。
2.準備噴射階段：計量結束后，柱塞下行到一定的位置，下部的油杯及油道就產生了一定的壓力，使止回球閥落到球座上，關閉了進油道，柱塞繼續下行把油道與油杯分開，由于發動機轉速高、計量時間短，其油杯不會被燃油充滿，所以，這階段只是壓縮和部分地排除油杯中的氣體，為噴射作準備。
3.噴射階段：在發動機壓縮沖程接近終了時，凸輪外型曲線又有突然的變化，使柱塞快速下行，把油杯里的燃油以1056KG/CM2的高壓，噴入汽缸內，在噴射的同時，柱塞中部細的部位又使進、回油道聯通，燃油又開始旁通，柱塞最后落到油杯上，噴油結束。
4.旁通階段：噴油器處于停止供油狀態，柱塞被壓在最低位置，柱塞中部細的部位把噴油器內部的進回油道勾通。這時燃油對噴油器進行冷卻，并排除油道中的氣體，發動機在作功和排氣沖程中噴油器柱塞一直處于這一狀態。

康明斯KTA19系列發動機進、排氣系統：

進、排氣系統組成
由空濾器、進氣阻力指示器、增壓器、進氣跨越管、進氣歧管（中冷器）排氣管、缸蓋以及消聲器等組成。
主要部件介紹：
空濾器：
一般為干式空濾器，其作用是過濾清潔的空氣進入燃燒室，減少發動機的磨損，延長使用壽命。如果空濾器使用不當或失效，以及不裝，缸套磨損增加8倍，活塞磨損增加3倍，活塞環磨損增加9倍。

康明斯KTA19增壓器：

其作用：迫使更多空氣進入氣缸、使發動機發出更大功率。
增壓器故障表現在：⑴ 葉輪損壞 ⑵ 粘滿灰塵、轉速降低 ⑶ 燒機油

康明斯KTA19系列發動機電氣系統：

電源系統主要包括：1蓄電池（電瓶）2充電機
蓄電池（電瓶）：由用戶自行配備，可以使用規格為195AH，12V的電瓶，采用兩只串聯使用，以提供24V標準電壓給發動機電氣設備。
充電機：重慶康明斯發動機目前所使用的充電機主要有：35A（3016627），50A（3078115），270A（3928985），

康明斯KTA19起動馬達系統：

康明斯發動機電氣起動系統主要包括起動開關、繼電器和起動馬達。其中起動馬達是最為重要的零件。重慶康明斯發動機使用的起動馬達3021038用于K系列。

康明斯KTA19轉速控制系統：

轉速控制系統是發電機組電氣控制系統中必不可少的組成部分，康明斯發動機的轉速控制系統主要由測轉速齒輪、轉速傳感器、調速板和執行器組成。

康明斯KTA19電磁傳感器：

電磁傳感器裝在發動機飛輪殼上。從飛輪齒圈上感應發動機轉速信號，并輸送到調速板上。電磁傳感器線圈電阻約為300歐姆。轉速傳感器安裝，傳感器與齒頂間隙0.71-1.07mm，傳感器旋入頂到齒頂后退回0.50-0.75圈。

康明斯KTA19調速板：

調速板把來自電磁傳感器的電訊號與現有參考點比較，若兩個信號不同，調速板將會改變送到執行器的電流。調速板是發電機組穩定運行的關鍵部件?？捎?2V或24V直流電源。分常開和常閉兩種形式。常開調速板必須配常開執行器，常閉調速板必須配常閉執行器。內裝式調速板，13、14號端子檢測轉速傳感器電壓。遠程式調速板，5、6號端子檢測轉速傳感器電壓。轉速傳感器電壓應大于交流1.5V。

康明斯KTA19執行器：

執行器是一個電磁線圈旋轉閥，執行器裝在PT燃油泵的EFC空腔中?？刂七M入噴嘴的燃油流量，對發動機轉速和功率進行控制。執行器按電壓分有12V或24V直流兩種。執行器按形式分有常開和常閉兩種。執行器有三種流量：低、高、特高。
常用執行器型號分類：

機型KTA38、3408326、常閉，NTA855/KTA19/3408324常閉。NTA855/KTA193408328常開.

康明斯KTA19執行器形式:常開式/常閉式/執行器流量/低流量/高流量/特高流量.

康明斯KTA19報警、保護系統:
   康明斯發動機的報警、保護系統由高水溫、低油壓報警開關和超速開關組成，稱為“三保護”。
 溫度報警開關
    康明斯KTA19高水溫報警開關3056353報警值為104±6℃
 壓力報警開關
    康明斯KTA19低油壓報警開關3419044報警值為83KPA
 超速報警開關
    康明斯KTA19超速報警開關3036453報警值為1725r/min.