卡特彼勒3516柴油機：維修保養及動力傳奇

2024/12/12 11:15:04

一、性能參數
卡特彼勒3516柴油機以其卓越的性能參數在眾多領域展現出強大的實力。該發動機采用V-16四沖程柴油發動機，進氣方式為渦輪增壓后冷式（TA），壓縮比高達13.0:1，旋轉方向為逆時針。其排量達到了61.9升，缸徑為170毫米，行程為190毫米。
在功率方面，卡特彼勒3516柴油機具有額定功率、最大功率和最小功率等多種參數。例如，在消防泵應用中，其最大功率為1480kW，最小功率為1417kW，額定轉速為1460-1750rpm。而在柴油發電機組應用中，不同配置下的功率也有所不同。如CAT3516（60Hz）柴油發電機組的最小額定功率為1450ekW，最大額定功率為1600ekW；配備可升級套件的CAT3516（60Hz）柴油發電機組備用額定功率為1750ekW，主用額定功率為1600ekW。
卡特彼勒3516柴油機采用高壓共軌燃油系統和電控單元，這一組合極大地提高了燃燒效率和可靠性。通過精確控制燃油的噴射量和時間，確保發動機在各種工況下都能高效運行。同時，該發動機符合歐洲階段II排放標準，在滿足強大動力輸出的同時，也充分考慮了環境保護要求，其排放物質含量遠低于國家標準。
總的來說，卡特彼勒3516柴油機的性能參數使其在工程機械、石油鉆探、發電、消防泵等領域都有著廣泛的應用前景和卓越的表現。

二、應用領域
卡特彼勒3516柴油機廣泛應用于多個領域，展現出了強大的實力和適應性。
在鉆機領域，其高功率輸出能夠為各種復雜的鉆探作業提供穩定而強大的動力支持。無論是石油鉆探還是地質勘探，卡特彼勒3516柴油機都能在惡劣的工作環境下可靠運行，確保鉆探工作的高效進行。
破碎機/磨砂機領域同樣離不開卡特彼勒3516柴油機。在破碎和磨砂過程中，需要強大的動力來驅動設備，而這款柴油機的卓越性能正好滿足了這一需求。它能夠承受高強度的工作負荷，保證破碎機和磨砂機的連續運行，提高生產效率。
建筑行業對動力設備的要求也非常高。卡特彼勒3516柴油機在建筑工程中可以為起重機、混凝土泵等設備提供動力。其可靠的性能和高效的燃油效率，有助于降低建筑成本，提高工程進度。
起重機作為建筑和物流領域的重要設備，需要強大的動力來提升和搬運重物。卡特彼勒3516柴油機的高功率輸出使其成為起重機的理想動力選擇。它能夠確保起重機在各種工作條件下穩定運行，提高工作安全性和效率。
挖泥船在水利工程和航道疏浚中發揮著重要作用。卡特彼勒3516柴油機的可靠性和耐用性使其能夠適應挖泥船長時間、高強度的工作需求。它能夠為挖泥船提供穩定的動力，確保疏浚工作的順利進行。
林業領域的機械設備也廣泛采用卡特彼勒3516柴油機。在伐木、木材運輸等作業中，這款柴油機能夠為設備提供強大的動力，提高工作效率。同時，其較低的運營成本也為林業企業帶來了經濟效益。
一般工業領域中，卡特彼勒3516柴油機可以為各種工業設備提供動力，如壓縮機、泵等。它的高可靠性和卓越的燃油效率，使得工業生產更加高效、節能。
物料搬運是工業生產中不可或缺的環節。卡特彼勒3516柴油機可以為叉車、輸送機等物料搬運設備提供動力，確保物料的快速、準確搬運。
采礦行業是卡特彼勒3516柴油機的重要應用領域之一。在礦山開采中，需要大量的動力設備來進行挖掘、運輸等作業。這款柴油機的高功率輸出、可靠性和燃油效率，使其成為采礦企業的首選動力設備。
移動土方工程設備如推土機、裝載機等也廣泛采用卡特彼勒3516柴油機。它能夠為這些設備提供強大的動力，提高土方工程的施工效率。
泵在工業和民用領域都有廣泛的應用。卡特彼勒3516柴油機可以為各種類型的泵提供動力，確保液體的輸送和循環。
液壓鏟/吊斗鏟是大型礦山和工程建設中常用的設備。卡特彼勒3516柴油機的高功率輸出能夠為這些設備提供強大的動力，提高挖掘和裝載效率。
露天運輸設備如礦用卡車等也離不開卡特彼勒3516柴油機。它能夠為這些設備提供可靠的動力，確保貨物的安全、高效運輸。
挖溝機在市政工程和農業領域有廣泛的應用。卡特彼勒3516柴油機的高功率輸出和穩定性使其能夠為挖溝機提供強大的動力，提高施工效率。
總之，卡特彼勒3516柴油機以其高功率輸出、可靠性和燃油效率，成為了眾多領域的理想動力選擇。它在各個領域的廣泛應用，為推動經濟發展和社會進步做出了重要貢獻。

三、工作原理
卡特彼勒3516柴油機配有可編程序的卡特彼勒電子控制系統，在其工作過程中，各個部件協同作用，確保發動機高效、穩定地運行。
ECM（電子控制模塊）是柴油機管理的核心控制元件。它包含微處理器和控制程序，一方面監測發動機的工況、參數，收集傳感器和開關上的信息；另一方面輸出指令，通過改變燃油噴射來控制柴油機的轉速、功率等工作狀態。ECM根據各路傳感器輸入數據測試和計算所需空氣與燃油的混合比以及發電機的發火提前角，直接控制著發動機在各種工況下的燃油供給量、燃油噴油正時、高壓點火正時、點火閉合角、發動機怠速運轉轉速等。
例如，當傳感器檢測到發電機某一實際參數輸入后，首先與存儲器中的相應參數和最優運行結果比較，如果相同，則電控系統保持原狀態，發電機繼續當前狀態運行。實際參數偏離目標參數時，微處理器將根據偏離值大小和方向按一定的控制對策進行有關信息的處理，對數字信號進行直接運算和處理，然后輸出控制指令或是對輸入的數字信號進行取樣，根據抽取的值來決定控制輸出控制指令信號，經輸出回路放大后驅動各執行器動作，使發動機相應參數或狀態接近目標值。同時，運行狀態的檢查結果反饋給電子控制單元，實現閉環控制，使柴油機按最佳狀態運行。
燃油噴射系統采用EUI電子單體泵，結合電子控制，泵和油嘴于一體。整個系統由外置浮子油箱、燃油初級濾器，機帶輸送泵、進油管、燃油精細濾器、凸輪軸、機械傳動機構、電控噴油器、回油減壓閥、回油冷卻器和回油管組成。與傳統機械噴油系統相比無高壓油泵及外部高壓油管。燃油由燃油輸送泵供油給電子噴油器，始終連續流過電子單體泵。燃油供給量為噴射量的三倍，用于冷卻噴油器。多余的燃油回到回油總管，經過壓力調節閥、燃油冷卻器冷卻后回到浮子油箱。
凸輪搖臂機構提供單體噴油器所需的下壓力，力從凸輪直接通過頂桿傳遞給搖臂總成，然后再傳遞給單體噴油器的推桿頂端，推桿推動柱塞下行形成油壓建立條件。當ECM輸出信號，EUI電磁線圈通電（105V），電磁閥動作，噴油器的回油孔關閉；噴油器內建立油壓，燃油頂開針閥向燃燒室噴射燃油。噴油結束指令輸出后，線圈失電回油孔打開，油壓卸除針閥落回，噴油結束。此時燃油繼續流過噴油器經回油孔回流到回油管。正常情況下針閥閥開啟壓力為300Bar，噴射壓力為1700Bar，最高噴射壓力可達2000bar。可通過調節搖臂上的螺栓來調節噴油器柱塞下行范圍，進而可供調整噴油壓力。
ECM根據操作條件、負荷、速度和其他變化的條件決定噴油的開始和終止。噴油正時決定柴油機正時，噴油長短決定柴油機轉速。傳統機械噴油系統噴油壓力與轉速成線性關系，而EUI供油系統的噴油壓力由ECM根據柴油機轉速、油門位置、負荷、冷卻水溫等參數運算后與已知的優化控制規律比較，選擇此時工況下的最佳值，由ECM輸出信號，噴油器執行。
這種電子單體噴射具有諸多優點：首先，沒有外部高壓油管，更加安全；其次，由ECM通過電磁閥的開啟和關閉決定燃油的起噴時間和噴油量，能夠精確控制噴油正時和時間、噴油量；再者，噴射壓力高，噴油持續時間短，噴油霧化好，顆粒小，燃燒更充分；此外，還能提高發動機的起動性和熱機性能，燃油消耗的經濟性好；同時，減少NOX的排放；最后，故障更易檢測，ET工程師可通過電腦檢測柴油機的運行歷史參數，并可以方便做噴油器電磁閥試驗，斷缸試驗，自動噴油器試驗等。

四、維修保養
為了保持卡特彼勒3516柴油機的最佳性能和使用壽命，需要進行正確的維護保養。
機油更換
對于卡特彼勒3516柴油機來說，機油的更換至關重要。卡特彼勒發動機推薦使用APICG-4或CH-4，最好符合CatDEO標準。一般情況下，每250或500小時更換潤滑油。具體的更換周期需要根據使用情況和工作環境確定。例如，在嚴苛工況下，如高溫、高負荷環境中，可能需要縮短至250-300小時進行更換；而在輕度使用或保養良好的情況下，適當延長至600-800小時也是可行的。同時，在更換過程中要注意減少污染，可通過特定方法來操作。
冷卻液檢查調整
檢查并調整發動機冷卻液，確保其正常運行。對于裝有膨脹箱的冷卻系統，半透明的塑料箱標有最大和最小標記，當發動機冷卻時，冷卻液液位必須在最高標記和最低標記之間。當發動機發熱時，冷卻液液位可能略高于最高標記。對于沒有膨脹箱的冷卻系統，需要打開散熱器蓋進行檢查。卡特彼勒長效冷卻液（ELC）壽命為6000工作小時，3000小時一次保養；卡特彼勒柴油發動機冷卻液壽命為3000小時，250小時一次保養。

空氣濾清器保養
檢查并更換空氣濾清器，注意保養指示器的狀態。當黃色膜片進入紅色區域或紅色柱塞定在可見位置內時，應保養空氣濾清器。柴油機空氣濾清器分為濕式和干式兩種。濕式濾清器保養時要注意油位，油不足時需加入，但不得超過油面標志線，否則機油將被吸入氣缸燃燒，造成積炭。清潔金屬濾網時，先在柴油中清洗，然后晾干，再浸透機油，進行安裝。干式濾清器保養時要仔細清除各部分的塵土，濾芯內部要清潔，注意不要碰破濾芯，否則應及時更換。保養完后應作密封檢查：起動柴油機使其低速穩定地運轉，然后去掉空氣濾清器罩，封死吸氣管口，柴油機應立即熄火，否則表明有漏氣的部位，應檢查排除。
皮帶和鏈條檢查調整
檢查并調整發動機皮帶和鏈條，確保其正常運轉。發動機皮帶和鏈條是發動機傳動系統的重要組成部分，要確保其正常運轉。
曲軸箱呼吸管維護
還需要留意曲軸箱呼吸管的位置布局，防止管道內液體積聚。柴油機曲軸箱通氣管的作用主要是防止機油變質，防止曲軸油封、曲軸箱襯墊滲漏，防止機體內零件被腐蝕，防止各種油蒸氣污染大氣。實際使用中，由于通氣管的堵塞在所難免，因此，要保持其暢通，就必需定期做好通氣管的保養工作。一般環境下工作的，可每工作100小時進行一次保養；空氣中塵土較多等惡劣環境下工作的，應每工作8-10小時就應進行一次保養。具體方法如下：檢查管路有無壓扁、壞、漏等狀況，然后清洗清白，并用壓縮空氣吹凈；對裝有單向閥式的曲軸箱通氣裝置，要重點檢查，假使單向閥粘著而一直未開啟或者阻塞，就不能保證曲軸箱的正常通風，必需及時清理；檢查單向閥的真空狀況，在發動機上擰下單向閥，然后接好通氣軟管，怠速運轉發動機，把手指放在單向閥的開口端，這時手指應有真空吸附感，若抬起手指，閥口應有“啪、啪”的吸力響聲，假使手指沒有真空吸附感或閥口沒有響聲，即應清洗單向閥和通氣軟管。
機油濾清器和機油冷卻器更換
定期更換機油濾清器和機油冷卻器。卡特彼勒此款濾清器相較于圓筒型濾清器操作方便，只需要用普通的扳手，把端蓋打開，就可以把濾芯取出來。