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成立40年卡特发动机 如何在海上“称霸”?_3

发表于:2019-06-11 14:04 作者:新闻小编 来源:新闻小编

  今天,我们就来简单地介绍一下,卡特彼勒是如何从技术上实现发动机的扭矩大、功率高、体积小、清洁干净等这些技术特点的。

  想要在一台小巧的发动机上实现大扭矩、高功率,通常的手段是增大发动机的进气量。为保证发动机的进气量,卡特彼勒首先采用了加大的涡轮增压器。

  游艇的推进主机,要求扭矩大、功率高、体积小、清洁干净。一直以来为海上的工作船、拖轮、巡逻船、消防船等各类船舶提供持续稳定动力的卡特彼勒发动机,在游艇应用上同样表现出色,为享受海上速度与激情提供强劲的推进动力。

  但过大的涡轮增压器会导致发动机高速重载区域的进气量过大,怎么办?

  卡特彼勒采用了排气旁通阀,排气旁通阀由进气歧管压力控制,在进气压力过大的时候会打开排气旁通阀,让一部分废气不经过涡轮增压器而直接旁通掉,从而减小进气压力。我们在讨论带T即涡轮增压(Turbo)的小汽车发动机时,常常会谈到涡轮增压器什么时候介入?通常是1000至1400转每分钟的发动机转速下介入,那么我们的C8.7面临同样的问题:

一台卡特发动机 如何在海上称霸?

  C8.7发动机

  在1000RPM以下可能因进气不足而导致扭矩、功率不足。怎么办?

  C8.7发动机的解决方案是增加一个机械增压器(Super charger),这个增压器由发动机曲轴驱动,专门只在发动机低速区域来增加进气歧管压力,从而提升了发动机在低速区域的扭矩与功率。这就是俗称的所谓低速大扭。由于这样的设计,C8.7船用推进柴油发动机形成了一个从低速到高速的高扭矩平台(从这一点我们也可以看到,船用推进主机这种应用比起固定转速的发电机组应用对发动机提出的要求会高出很多),同时也缩小了发动机的重量与体积,这正是高性能船舶所需要的风格。为了实现更多的进气,C8.7发动机采用了由海水直接冷却的后冷却器,降低了进气歧管温度,为提高功率密度提供了保证。

  CatC8.7船用推进柴油发动机是一台非常清洁的发动机。因为它采用封闭式的曲轴箱呼吸系统,呼吸管中的油质成份会经过过滤后回到油底壳,而气体部分则在空气滤清器之后、涡轮增压器之前注入进气管路。这台发动机采用与CatC175类似的高压燃油共轨系统,最高喷油压力可达180兆帕,因此燃烧非常充分,排出的废气污染物也比较低,这是清洁的另一层意义。

  在谈论上述技术措施的时候,我们实际上忽略了一个重要的幕后工作部件:发动机的电子控制模块(ECM)。要实现上述技术,全电子控制喷油型发动机是一个基础。卡特彼勒的电喷发动机已经有三十多年的历史了,以至于我们谈论发动机的时候默认的就是电喷发动机。

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