卡特彼勒3516柴油机：维修保养及动力传奇

2024/12/12 11:15:04

一、性能参数
卡特彼勒3516柴油机以其卓越的性能参数在众多领域展现出强大的实力。该发动机采用V-16四冲程柴油发动机，进气方式为涡轮增压后冷式（TA），压缩比高达13.0:1，旋转方向为逆时针。其排量达到了61.9升，缸径为170毫米，行程为190毫米。
在功率方面，卡特彼勒3516柴油机具有额定功率、最大功率和最小功率等多种参数。例如，在消防泵应用中，其最大功率为1480kW，最小功率为1417kW，额定转速为1460-1750rpm。而在柴油发电机组应用中，不同配置下的功率也有所不同。如CAT3516（60Hz）柴油发电机组的最小额定功率为1450ekW，最大额定功率为1600ekW；配备可升级套件的CAT3516（60Hz）柴油发电机组备用额定功率为1750ekW，主用额定功率为1600ekW。
卡特彼勒3516柴油机采用高压共轨燃油系统和电控单元，这一组合极大地提高了燃烧效率和可靠性。通过精确控制燃油的喷射量和时间，确保发动机在各种工况下都能高效运行。同时，该发动机符合欧洲阶段II排放标准，在满足强大动力输出的同时，也充分考虑了环境保护要求，其排放物质含量远低于国家标准。
总的来说，卡特彼勒3516柴油机的性能参数使其在工程机械、石油钻探、发电、消防泵等领域都有着广泛的应用前景和卓越的表现。

二、应用领域
卡特彼勒3516柴油机广泛应用于多个领域，展现出了强大的实力和适应性。
在钻机领域，其高功率输出能够为各种复杂的钻探作业提供稳定而强大的动力支持。无论是石油钻探还是地质勘探，卡特彼勒3516柴油机都能在恶劣的工作环境下可靠运行，确保钻探工作的高效进行。
破碎机/磨砂机领域同样离不开卡特彼勒3516柴油机。在破碎和磨砂过程中，需要强大的动力来驱动设备，而这款柴油机的卓越性能正好满足了这一需求。它能够承受高强度的工作负荷，保证破碎机和磨砂机的连续运行，提高生产效率。
建筑行业对动力设备的要求也非常高。卡特彼勒3516柴油机在建筑工程中可以为起重机、混凝土泵等设备提供动力。其可靠的性能和高效的燃油效率，有助于降低建筑成本，提高工程进度。
起重机作为建筑和物流领域的重要设备，需要强大的动力来提升和搬运重物。卡特彼勒3516柴油机的高功率输出使其成为起重机的理想动力选择。它能够确保起重机在各种工作条件下稳定运行，提高工作安全性和效率。
挖泥船在水利工程和航道疏浚中发挥着重要作用。卡特彼勒3516柴油机的可靠性和耐用性使其能够适应挖泥船长时间、高强度的工作需求。它能够为挖泥船提供稳定的动力，确保疏浚工作的顺利进行。
林业领域的机械设备也广泛采用卡特彼勒3516柴油机。在伐木、木材运输等作业中，这款柴油机能够为设备提供强大的动力，提高工作效率。同时，其较低的运营成本也为林业企业带来了经济效益。
一般工业领域中，卡特彼勒3516柴油机可以为各种工业设备提供动力，如压缩机、泵等。它的高可靠性和卓越的燃油效率，使得工业生产更加高效、节能。
物料搬运是工业生产中不可或缺的环节。卡特彼勒3516柴油机可以为叉车、输送机等物料搬运设备提供动力，确保物料的快速、准确搬运。
采矿行业是卡特彼勒3516柴油机的重要应用领域之一。在矿山开采中，需要大量的动力设备来进行挖掘、运输等作业。这款柴油机的高功率输出、可靠性和燃油效率，使其成为采矿企业的首选动力设备。
移动土方工程设备如推土机、装载机等也广泛采用卡特彼勒3516柴油机。它能够为这些设备提供强大的动力，提高土方工程的施工效率。
泵在工业和民用领域都有广泛的应用。卡特彼勒3516柴油机可以为各种类型的泵提供动力，确保液体的输送和循环。
液压铲/吊斗铲是大型矿山和工程建设中常用的设备。卡特彼勒3516柴油机的高功率输出能够为这些设备提供强大的动力，提高挖掘和装载效率。
露天运输设备如矿用卡车等也离不开卡特彼勒3516柴油机。它能够为这些设备提供可靠的动力，确保货物的安全、高效运输。
挖沟机在市政工程和农业领域有广泛的应用。卡特彼勒3516柴油机的高功率输出和稳定性使其能够为挖沟机提供强大的动力，提高施工效率。
总之，卡特彼勒3516柴油机以其高功率输出、可靠性和燃油效率，成为了众多领域的理想动力选择。它在各个领域的广泛应用，为推动经济发展和社会进步做出了重要贡献。

三、工作原理
卡特彼勒3516柴油机配有可编程序的卡特彼勒电子控制系统，在其工作过程中，各个部件协同作用，确保发动机高效、稳定地运行。
ECM（电子控制模块）是柴油机管理的核心控制元件。它包含微处理器和控制程序，一方面监测发动机的工况、参数，收集传感器和开关上的信息；另一方面输出指令，通过改变燃油喷射来控制柴油机的转速、功率等工作状态。ECM根据各路传感器输入数据测试和计算所需空气与燃油的混合比以及发电机的发火提前角，直接控制着发动机在各种工况下的燃油供给量、燃油喷油正时、高压点火正时、点火闭合角、发动机怠速运转转速等。
例如，当传感器检测到发电机某一实际参数输入后，首先与存储器中的相应参数和最优运行结果比较，如果相同，则电控系统保持原状态，发电机继续当前状态运行。实际参数偏离目标参数时，微处理器将根据偏离值大小和方向按一定的控制对策进行有关信息的处理，对数字信号进行直接运算和处理，然后输出控制指令或是对输入的数字信号进行取样，根据抽取的值来决定控制输出控制指令信号，经输出回路放大后驱动各执行器动作，使发动机相应参数或状态接近目标值。同时，运行状态的检查结果反馈给电子控制单元，实现闭环控制，使柴油机按最佳状态运行。
燃油喷射系统采用EUI电子单体泵，结合电子控制，泵和油嘴于一体。整个系统由外置浮子油箱、燃油初级滤器，机带输送泵、进油管、燃油精细滤器、凸轮轴、机械传动机构、电控喷油器、回油减压阀、回油冷却器和回油管组成。与传统机械喷油系统相比无高压油泵及外部高压油管。燃油由燃油输送泵供油给电子喷油器，始终连续流过电子单体泵。燃油供给量为喷射量的三倍，用于冷却喷油器。多余的燃油回到回油总管，经过压力调节阀、燃油冷却器冷却后回到浮子油箱。
凸轮摇臂机构提供单体喷油器所需的下压力，力从凸轮直接通过顶杆传递给摇臂总成，然后再传递给单体喷油器的推杆顶端，推杆推动柱塞下行形成油压建立条件。当ECM输出信号，EUI电磁线圈通电（105V），电磁阀动作，喷油器的回油孔关闭；喷油器内建立油压，燃油顶开针阀向燃烧室喷射燃油。喷油结束指令输出后，线圈失电回油孔打开，油压卸除针阀落回，喷油结束。此时燃油继续流过喷油器经回油孔回流到回油管。正常情况下针阀阀开启压力为300Bar，喷射压力为1700Bar，最高喷射压力可达2000bar。可通过调节摇臂上的螺栓来调节喷油器柱塞下行范围，进而可供调整喷油压力。
ECM根据操作条件、负荷、速度和其他变化的条件决定喷油的开始和终止。喷油正时决定柴油机正时，喷油长短决定柴油机转速。传统机械喷油系统喷油压力与转速成线性关系，而EUI供油系统的喷油压力由ECM根据柴油机转速、油门位置、负荷、冷却水温等参数运算后与已知的优化控制规律比较，选择此时工况下的最佳值，由ECM输出信号，喷油器执行。
这种电子单体喷射具有诸多优点：首先，没有外部高压油管，更加安全；其次，由ECM通过电磁阀的开启和关闭决定燃油的起喷时间和喷油量，能够精确控制喷油正时和时间、喷油量；再者，喷射压力高，喷油持续时间短，喷油雾化好，颗粒小，燃烧更充分；此外，还能提高发动机的起动性和热机性能，燃油消耗的经济性好；同时，减少NOX的排放；最后，故障更易检测，ET工程师可通过电脑检测柴油机的运行历史参数，并可以方便做喷油器电磁阀试验，断缸试验，自动喷油器试验等。

四、维修保养
为了保持卡特彼勒3516柴油机的最佳性能和使用寿命，需要进行正确的维护保养。
机油更换
对于卡特彼勒3516柴油机来说，机油的更换至关重要。卡特彼勒发动机推荐使用APICG-4或CH-4，最好符合CatDEO标准。一般情况下，每250或500小时更换润滑油。具体的更换周期需要根据使用情况和工作环境确定。例如，在严苛工况下，如高温、高负荷环境中，可能需要缩短至250-300小时进行更换；而在轻度使用或保养良好的情况下，适当延长至600-800小时也是可行的。同时，在更换过程中要注意减少污染，可通过特定方法来操作。
冷却液检查调整
检查并调整发动机冷却液，确保其正常运行。对于装有膨胀箱的冷却系统，半透明的塑料箱标有最大和最小标记，当发动机冷却时，冷却液液位必须在最高标记和最低标记之间。当发动机发热时，冷却液液位可能略高于最高标记。对于没有膨胀箱的冷却系统，需要打开散热器盖进行检查。卡特彼勒长效冷却液（ELC）寿命为6000工作小时，3000小时一次保养；卡特彼勒柴油发动机冷却液寿命为3000小时，250小时一次保养。

空气滤清器保养
检查并更换空气滤清器，注意保养指示器的状态。当黄色膜片进入红色区域或红色柱塞定在可见位置内时，应保养空气滤清器。柴油机空气滤清器分为湿式和干式两种。湿式滤清器保养时要注意油位，油不足时需加入，但不得超过油面标志线，否则机油将被吸入气缸燃烧，造成积炭。清洁金属滤网时，先在柴油中清洗，然后晾干，再浸透机油，进行安装。干式滤清器保养时要仔细清除各部分的尘土，滤芯内部要清洁，注意不要碰破滤芯，否则应及时更换。保养完后应作密封检查：起动柴油机使其低速稳定地运转，然后去掉空气滤清器罩，封死吸气管口，柴油机应立即熄火，否则表明有漏气的部位，应检查排除。
皮带和链条检查调整
检查并调整发动机皮带和链条，确保其正常运转。发动机皮带和链条是发动机传动系统的重要组成部分，要确保其正常运转。
曲轴箱呼吸管维护
还需要留意曲轴箱呼吸管的位置布局，防止管道内液体积聚。柴油机曲轴箱通气管的作用主要是防止机油变质，防止曲轴油封、曲轴箱衬垫渗漏，防止机体内零件被腐蚀，防止各种油蒸气污染大气。实际使用中，由于通气管的堵塞在所难免，因此，要保持其畅通，就必需定期做好通气管的保养工作。一般环境下工作的，可每工作100小时进行一次保养；空气中尘土较多等恶劣环境下工作的，应每工作8-10小时就应进行一次保养。具体方法如下：检查管路有无压扁、坏、漏等状况，然后清洗清白，并用压缩空气吹净；对装有单向阀式的曲轴箱通气装置，要重点检查，假使单向阀粘着而一直未开启或者阻塞，就不能保证曲轴箱的正常通风，必需及时清理；检查单向阀的真空状况，在发动机上拧下单向阀，然后接好通气软管，怠速运转发动机，把手指放在单向阀的开口端，这时手指应有真空吸附感，若抬起手指，阀口应有“啪、啪”的吸力响声，假使手指没有真空吸附感或阀口没有响声，即应清洗单向阀和通气软管。
机油滤清器和机油冷却器更换
定期更换机油滤清器和机油冷却器。卡特彼勒此款滤清器相较于圆筒型滤清器操作方便，只需要用普通的扳手，把端盖打开，就可以把滤芯取出来。