模塊四柴油機的換氣機構(gòu)與增壓

1、模塊四柴油機的換氣機構(gòu)與增壓模塊四柴油機的換氣機構(gòu)與增壓教學(xué)目標(biāo)：教學(xué)目標(biāo)：1具有氣閥機構(gòu)的拆裝與檢驗、氣閥的研磨操作的能力2具有四沖程柴油機氣閥間隙、氣閥正時的測量與調(diào)整的能力3具有換氣機構(gòu)的知識、工作原理以及故障排除的能力；4.具有完成增壓器維護管理與應(yīng)急處理操作工作任務(wù)的能力；5.具有增壓器結(jié)構(gòu)的知識、工作原理、增壓基本知識、廢氣能量分析、以及增壓形式的理論知識；重點：二沖程、四沖程柴油機的換氣過程，各類換氣機構(gòu)（氣閥機構(gòu)和氣閥傳動機構(gòu)）的工作原理、作用、工作條件、結(jié)構(gòu)特點、常見故障及其原因，氣閥與閥座的研磨及更換方法，氣閥間隙、氣閥定時的檢查與調(diào)整及不正常的危害，廢氣渦輪增壓器的工作原

2、理、組成結(jié)構(gòu)、清洗、日常管理、故障分析及處理。難點：各類換氣機構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點，定壓增壓、脈沖增壓的特點及理解，增壓器的喘振。主要內(nèi)容單元一單元一 柴油機的換氣過程及換氣質(zhì)量評定參數(shù)柴油機的換氣過程及換氣質(zhì)量評定參數(shù)單元二單元二 換氣機構(gòu)換氣機構(gòu)單元三單元三 廢氣渦輪增壓廢氣渦輪增壓單元四單元四 廢氣渦輪增壓器廢氣渦輪增壓器單元五單元五 增壓系統(tǒng)的故障與維護管理增壓系統(tǒng)的故障與維護管理單元一柴油機的換氣過程及換氣質(zhì)量評定參數(shù)單元一柴油機的換氣過程及換氣質(zhì)量評定參數(shù)換氣過程：從排氣、掃氣到進氣終止的整個更換過程一、四沖程機的換氣過程1換氣過程：從排氣閥開到進氣閥關(guān) 約占3800CA-4500CA 超

3、臨界排氣階段（以音速排出）（1）自由排氣階段 亞臨界排氣階段（以亞音速排出） 從排氣閥開啟大缸內(nèi)壓力在某一時刻接近或達到排氣管的壓力。一般在下止點后10-300CA結(jié)束。此階段不能過長，否則會增加排氣損失。四沖程機的進、排氣閥是由凸輪驅(qū)動的，氣閥只能逐漸打開的，若爬氣閥正好在下止點開啟，則時面值很小，缸內(nèi)壓力下降太慢，活塞向上行時將受到很大的壓力，增加排氣消耗功，且排氣不干凈。一般1=30-600CA，n增加，則1增加。（2）強制排氣階段從自由排氣結(jié)束到排氣閥關(guān)閉的階段。此階段缸內(nèi)廢氣是由上行活塞強制推擠出去，在末期可利用排氣閥晚關(guān)和排氣慣性實現(xiàn)慣性排氣。n增加，則2增加。（3）進氣過程（非增

4、壓機實際進氣是在上止點后開始） 從進氣閥開啟到進氣閥關(guān)閉的階段。進氣閥一般在上止點前10-300CA開啟，剛開啟時缸內(nèi)壓力高于進氣壓力，但不會存在廢氣倒流。原因氣閥開度很小排氣閥存在慣性。 進氣閥一般在上止點后2=20-600CA關(guān)閉，2不能太大，否則壓縮行程過短，使PC、TC過低，造成起動困難，燃燒不良。2氣閥疊開和燃燒室掃氣（1）概念（2）非增壓機：1+2=25-500CA； 增壓機：1+2=80-1300CA（3）作用： 利用排氣流的抽吸作用造成缸內(nèi)一定的真空，將新鮮空氣吸入氣缸。 新鮮空氣的吸入有利于廢氣的排出。 新鮮空氣對燃燒室部件進行冷卻。二、二沖程機的換氣過程1二沖程機的換氣過程

5、的特點（1）換氣時間短：二沖程機120-1500CA 四沖程機3800CA-4500CA（2）主要依靠進、排氣口之間的壓差，用新氣驅(qū)趕廢氣的掃氣方式。新氣的進入和廢氣的排出是同時進行的，新氣和廢氣摻混，換氣質(zhì)量差，殘留廢氣多。（3）實現(xiàn)掃氣所需的氣體壓差較大，空氣耗量大，耗功較多。（4）氣缸容積不能充分利用，存在失效行程。2換氣過程（1）自由排氣階段（B-R） 從排氣口開啟B到進氣開始點R（缸內(nèi)壓力與掃氣壓力相等） 特點：此階段缸內(nèi)的廢氣壓力比排氣管中的壓力高出許多，大量的廢氣靠這一壓差和氣體動力作用流出缸外。掃氣口剛開啟時，缸內(nèi)壓力大于掃氣壓力，但不會使廢氣倒流，原因是：掃氣口開度很小排氣口

6、開度大，廢氣具有向外流動慣性。但氣口積碳，會使廢氣倒流。（2）掃氣及強制排氣階段（R-C） 此階段主要依靠新氣與缸內(nèi)廢氣的壓力差，利用新氣清掃廢氣。 特點：新氣與廢氣混摻，部分新氣經(jīng)排氣口排出。（3）過后排氣階段（C-E）有部分新氣損失，應(yīng)短些。過后充氣，充氣量有限：充氣時間短活塞已上行。 三、評定換氣過程質(zhì)量的參數(shù)1殘余廢氣系數(shù) 表示換氣過程的完善程度r=Gr/GO （1）理想情況下為零；（2）增壓機小于非增壓機（增壓機進氣壓力大，進氣量大）；（3）四沖程機小于二沖程機（四沖程機換氣完善過程長）（4）直流掃氣機小于彎流掃氣機；（5）其取決于換氣完善程度。四沖程機與燃燒掃氣有關(guān)，二沖程機與換氣

7、形式、增壓度有關(guān)。2充量系數(shù)（充氣效率）CC= GO/GS=PaTO/(-1)POTa(1+r) 1影響充氣系數(shù)因素：氣缸進氣終了時的參數(shù)（pa、Ta）；殘余廢氣系數(shù)；排氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)以及柴油機運行時的轉(zhuǎn)速、負荷、增壓程度、冷卻情況、換氣系統(tǒng)的清潔程度。當(dāng)柴油機轉(zhuǎn)速升高、氣閥流通面積不足、進氣系統(tǒng)臟污時，因進氣壓力降增大而使充氣系數(shù)顯著降低；當(dāng)負荷增大、氣缸過熱、冷卻不良及殘余廢氣過多時，會導(dǎo)致進氣溫度升高、密度下降、進氣量減少，充氣系數(shù)降低。提高增壓壓力、增大進氣閥（口）流通面積可使充氣系數(shù)提高。3 3、二沖程柴油機的掃氣質(zhì)量指標(biāo)二沖程柴油機的掃氣質(zhì)量指標(biāo)（1）掃氣效率s = 掃氣結(jié)束時留

8、在缸內(nèi)的新鮮空氣量G0/氣缸內(nèi)全部氣體量Ga= G0/（G0+Gr）=1/（1+r）（2）掃氣系數(shù)s=每循環(huán)流過掃氣口的空氣量Gk/掃氣結(jié)束后留在缸內(nèi)的新鮮空氣量G01；新鮮空氣由排氣口流失越少，G0越大，掃氣系數(shù)越小。一般為1.42.0。（3）給氣比（掃氣過量空氣系數(shù)）=每循環(huán)流過掃氣口的空氣量G0/在進氣狀態(tài)下充滿Vs的理論空氣量Gs，一般為1.01.3；s（G0Gs），顯然，s越大、s越小、越小，掃氣質(zhì)量越好。思考題：1按缸內(nèi)壓力變化，二沖程機的換氣過程可分為哪幾個階段？各階段有什么特點？單元二單元二 換氣機構(gòu)換氣機構(gòu)換氣機構(gòu)：保證按規(guī)定順序和時刻完成進、排氣過程的機構(gòu)。換氣機構(gòu)的功能是

9、實現(xiàn)對柴油機換氣過程的控制。即依照柴油機各氣缸的工作次序，定時地打開或關(guān)閉進排氣閥。以保證氣缸里廢氣的排除和新鮮空氣的充入。換氣機構(gòu)的組成：氣閥機構(gòu)、氣閥傳動機構(gòu)、凸輪和凸輪軸傳動機構(gòu)。一、氣閥機構(gòu)組成：氣閥、閥座、導(dǎo)管、氣閥彈簧、彈簧座、錐形鎖塊1氣閥 ：分進氣閥和排氣閥， 一般進氣閥閥盤直徑大于排氣閥，目的是為了提高充氣量。 （1）氣閥的結(jié)構(gòu)：由閥頭、閥桿組成，采用大圓弧過度，以降低機械應(yīng)力。 閥頭座合面是錐面，錐面角有30和45兩種：30錐面角：閥口流通面積大，進氣阻力小，單位承壓面積小，閥面與閥座磨損小，進氣閥采用。45錐面角：自動居中性能好，座合面單位面積壓力大，密封性能好，一般排氣

10、閥采用。 閥桿：上部開有環(huán)形槽，用于安裝錐形鎖塊。（2）工作條件進氣閥：受高溫作用450500；撞擊；（閥座、導(dǎo)管）磨損。排氣閥：受高溫作用650800；撞擊；（閥座、導(dǎo)管）磨損；燃氣腐蝕。（3）材料 進氣閥采用普通合金鋼如40Cr、40CrNi，有高的耐磨、耐熱和抗腐蝕性能。 排氣閥采用耐熱合金鋼如9CrSi2Mo等。 閥桿頂部由于不斷受到搖臂撞擊，一般堆焊60號鋼，淬火HRC50，也有安裝硬質(zhì)合金鋼的閥帽或撞擊塊以提高耐磨性。（4）閥頭的型式：平頂 凸頂 凹頂（5）閥座：工作條件與氣閥相似，一般采用合金鑄鐵或耐熱合金鋼。注意：閥座材料與缸蓋材料的熱膨脹系數(shù)應(yīng)基本相同。（6）閥面與閥座的配合

11、全接觸式：閥面與座面錐角相同，接觸面積大，耐磨，傳熱好，但易結(jié)碳，敲擊，產(chǎn)生麻點，用于小型高速機。外接觸式：閥面錐角小于座面錐角0.51，接觸面積小，密封性好，閥盤在高壓燃氣作用下產(chǎn)生拱腰變形，增加閥與座的接觸面積，降低接觸應(yīng)力，提高散熱。用于強載中速機上。內(nèi)接觸式：閥面錐角大于座面錐角0.20.5，接觸面積小，密封性好，接觸面離燃燒室遠，溫度低，腐蝕小，閥盤發(fā)生周邊翹曲變形，增加閥與座的接觸面積，降低接觸應(yīng)力，提高散熱。用于長行程低速機上。2氣閥彈簧（1）作用：當(dāng)搖臂抬起時使氣閥關(guān)閉（2）采用內(nèi)外彈簧的目的：在不降低應(yīng)有彈力的條件下，可采用較細軟的彈簧鋼絲制造，使其工作時動作柔和，提高抗疲勞

12、能力。兩根彈簧的自振頻率不同，在工作中互為阻尼，可避免發(fā)生共振。當(dāng)其中一根彈簧折斷時，氣閥不致落入氣缸內(nèi)，提高工作可靠性。 兩根彈簧旋向相反，可防止互相夾插，還可以減少閥在開關(guān)時由于彈簧產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)而發(fā)生的自動研磨。3氣閥導(dǎo)管（1）作用：保證氣閥與閥座在同一中心線上工作，并起散熱作用。（2）材料：鑄鐵或青銅（3）氣閥導(dǎo)管和閥桿的間隙必須合適。過大：散熱不良，磨損增大；造成閥桿處漏氣，甚至造成滑油結(jié)焦使閥卡死。過小，導(dǎo)致氣閥卡阻。4氣閥鎖緊裝置5氣閥旋轉(zhuǎn)器： 用于燃重油的大功率中速機上（1）作用：使閥盤均勻受熱、散熱，保證閥盤的溫度分布均勻，改善閥盤的熱應(yīng)力狀態(tài)。減少密封錐面上導(dǎo)熱不良的沉積物，使之

13、貼合嚴密，利于散熱，減少高溫腐蝕，減少燒損磨損?？筛纳崎y桿與導(dǎo)管間的潤滑條件，減少閥桿漏氣，減少閥桿周圍形成積炭，防止卡阻。（2）結(jié)構(gòu)：3-1-3所示為后一種旋閥器。它由旋閥器本體4、鋼珠2、碟形彈簧1、旋閥器外殼（又是氣閥彈簧的上彈簧盤）3組成。（3）工作原理：當(dāng)氣閥閉合時，氣閥彈簧彈力較小，氣閥彈簧彈力通過旋閥器外殼傳遞至碟形彈簧，由碟形彈簧再傳至旋閥器本體，旋閥器本體將力傳給卡塊，最終傳給氣閥使氣閥保持閉合，鋼珠不受力。這時鋼珠被復(fù)位彈簧推至腰形槽的頂端。當(dāng)打開氣閥時，碟形彈簧因受力增大而變平，氣閥彈簧力逐漸轉(zhuǎn)移到鋼珠上。使鋼珠受壓并滾至槽底最低點，復(fù)位彈簧被壓縮，如圖b)所示。在鋼珠滾

14、向槽底最低點時，由于碟形彈簧、旋閥器外殼與氣閥彈簧壓緊不能轉(zhuǎn)動，本體就帶動卡塊、氣閥，一起向前轉(zhuǎn)一個角度。當(dāng)氣閥關(guān)閉時，由于氣閥彈簧彈力逐漸減小，碟形彈簧逐漸恢復(fù)原先形狀，鋼珠的壓力逐漸消失。當(dāng)它被釋放時，復(fù)位彈簧又把它推回槽的頂端。這樣氣閥在不斷開啟中慢慢轉(zhuǎn)動。二、氣閥傳動機構(gòu) 1機械式氣閥傳動機構(gòu)-中小型機上（1）組成：滾輪、頂桿、搖臂、搖臂銷、搖臂座、調(diào)節(jié)螺釘（2）作用：（3）氣閥間隙氣閥間隙：柴油機冷態(tài)時，盤車使?jié)L輪落在凸輪的基圓上，搖臂與氣閥之間的間隙。目的：柴油機在運行狀態(tài)下，留給閥桿向上膨脹的余地，使氣閥關(guān)閉嚴密。氣閥間隙對柴油機工作的影響太大：1）影響氣閥正時，使氣閥遲開早關(guān)，

15、開啟持續(xù)時間變短。2）撞擊嚴重，磨損加快。3）因撞擊發(fā)出噪聲。太小：1）影響氣閥正時，使氣閥早開晚關(guān)，開啟持續(xù)時間變長。2）氣閥受熱后無膨脹的余地，使氣閥關(guān)閉不嚴，造成閥頭與閥座燒損。3）柴油機功率與經(jīng)濟性下降。2液壓式氣閥傳動機構(gòu) 用于長行程低速機上（1）特點：在氣閥、頂頭上各設(shè)液壓傳動器，二者通過油管連接，開閥靠液壓傳動器的油壓，關(guān)閉靠“空氣彈簧”的氣體力實現(xiàn)。（2）優(yōu)缺點噪音小，閥桿不受側(cè)推力，布置自由，但密封困難，調(diào)試困難。（3）工作原理：三、凸輪和凸輪軸傳動機構(gòu)1凸輪軸（1）作用：控制柴油機中需要定時的設(shè)備，使它們按照一定的工作順序準確工作。（2）構(gòu)造：由若干進、排氣凸輪、噴油凸輪、

16、空氣分配器凸輪和支承軸頸組成。凸輪：凸輪輪尖高度h決定氣閥的最大生程 凸輪的作用角決定氣閥的開啟總時間四沖程機：進氣凸輪作用角=（180+1+2）/2 排氣凸輪作用角=（180+1+2）/2凸輪結(jié)構(gòu)：1）整體式：凸輪軸的凸輪與軸本體鑄成或煅成一體，用于小型機上2）裝配式：凸輪和軸是分開制造，然后根據(jù)定時要求，將凸輪緊固在軸上，這種凸輪軸上的凸輪是可調(diào)節(jié)的，以便定時調(diào)節(jié)，并且任何一個凸輪損壞后都可單獨更換，一般用于大型機上。材料：優(yōu)質(zhì)碳鋼或合金鋼，表面滲碳或淬火，以提高硬度和耐磨性。2凸輪軸傳動機構(gòu)（1）齒輪傳動（四沖程機）凸輪軸傳動機構(gòu)一般安裝在飛輪端，以降低曲軸扭振的影響。采用中間齒輪的原因

17、：四沖程機曲軸與凸輪軸轉(zhuǎn)速比為2：1，這樣凸輪軸上的定時齒輪直徑比曲軸上齒輪大一倍，使機身橫向尺寸增大，所以在較大的柴油機的凸輪軸傳動機構(gòu)中都另外加中間齒輪，以縮小凸輪軸上正時齒輪的尺寸，減小機身橫向尺寸。 定時齒輪包括主動、中間和從動齒輪，三個齒輪上均有嚙合記號，以保證配氣、噴油定時正確，拆裝時應(yīng)注意。若無裝配記號，應(yīng)根據(jù)二者正時的數(shù)據(jù)確定二軸的嚙合關(guān)系。例某機的排氣閥開啟為下止點前3CA，調(diào)整時先拆開中間齒輪，解脫二者的嚙合關(guān)系，將曲軸盤車至上述位置（從飛輪刻度上觀察角度的記號）后轉(zhuǎn)動凸輪軸至第一缸排氣閥開啟位置（氣閥間隙已調(diào)好），最后使齒輪嚙合即可。（2）鏈傳動機構(gòu) 超長行程二沖程機上優(yōu)

18、點：結(jié)構(gòu)簡單，緊湊，正、倒車運轉(zhuǎn)都能得到準確的定時，對軸線不平行度和中心距誤差要求不嚴。缺點：磨損快，易松馳，須采用張緊機構(gòu)。張緊裝置 用于減少鏈條的振動，調(diào)節(jié)鏈條的送緊，保證鏈條與鏈輪嚙合良好，傳動平穩(wěn)。中間輪和張緊結(jié)構(gòu)（新型柴油機在松邊）用來減少鏈條振動和調(diào)節(jié)鏈條的松緊度，保證鏈條和鏈輪嚙合良好。張緊鏈條時應(yīng)邊盤車邊張緊，盤車時應(yīng)使張緊輪一側(cè)為松邊。鏈條長度增加1.5%時，需換新。四、換氣機構(gòu)常見故障和管理1、氣閥機構(gòu)的故障1）閥面和閥座磨損和腐蝕（傷痕和麻點）磨損的原因：燃氣中的炭?；蚱渌s質(zhì)沖刷或落在結(jié)合面上時閥與閥座撞擊所造成。腐蝕的原因：燃油中V、Na和S所造成。危害：密封性變壞，

19、引起漏氣，致使功率下降，各缸負荷不均，起動困難。2）閥面和閥座燒損主要原因：氣閥密封不良，高溫燃氣從不密封處泄漏，造成該處過熱而燒損。（1）閥座扭曲、偏移、傾斜和失圓造成大面積燒損；（2）閥盤翹曲時，關(guān)閉不嚴處如同噴管流道回被嚴重?zé)龘p；（3）氣閥閥桿卡阻、彎曲使閥盤不能落座，使密封面發(fā)生均勻燒損；（4）閥面和座面因麻點、傷痕處漏氣而燒損。3）閥桿卡緊：（1）閥桿與導(dǎo)管間隙不合適：過小使閥桿卡緊，間隙過大使滑油結(jié)焦，沉積物增多也會卡??；（2）中心線不正，造成卡死，致使氣閥關(guān)閉不嚴而漏氣。4）閥桿和閥頭斷裂原因：閥桿與導(dǎo)管的間隙過大；閥盤或閥座變形使局部受力過大；氣閥間隙過大；氣閥機構(gòu)振動。部位：

20、閥盤與閥桿過渡圓角處和閥桿裝卡塊的凹槽處。后果：使氣閥掉入氣缸。5）氣閥彈簧斷裂原因：振動；材質(zhì)熱處理不符合要求；銹蝕。6）閥殼裂紋原因：固定螺栓擰得太緊。后果：冷卻水漏入排氣管中。2氣閥間隙檢查和調(diào)整、氣閥定時的檢查氣閥間隙檢查和調(diào)整、氣閥定時的檢查（一）氣閥間隙檢查和調(diào)整（以6160A柴油機為例）1）單缸檢查調(diào)整法（1）冷車時盤車時滾輪與凸輪基圓接觸，在搖臂頂桿端略加力將搖臂呀向下，則在搖臂另一閥桿端出現(xiàn)間隙，用塞尺測量此間隙值，即為該氣閥間隙。并以規(guī)定的標(biāo)準值進行比較。 （2）如間隙不符合要求則需加以調(diào)整：用梅花扳手旋松搖臂端調(diào)節(jié)螺栓的鎖緊螺母。 用規(guī)定的氣閥間隙厚度的塞尺插入搖臂與氣閥

21、桿之間，用螺絲刀擰動調(diào)節(jié)螺釘，同時拖動塞尺，當(dāng)塞尺移動時，感到稍有阻力但又不太緊時，表示間隙值合乎規(guī)定的要求。用螺絲刀止住調(diào)節(jié)螺釘，使之不能轉(zhuǎn)動，把鎖緊螺母擰緊，再拖動塞尺復(fù)驗松緊程度是否變化，直到完全合格為止。（3）順曲軸工作轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)動飛輪，每經(jīng)過一個發(fā)火間隔角（本例為120曲柄轉(zhuǎn)角），按發(fā)火順序（1-5-3-6-2-4）檢查下一缸的進、排氣閥間隙。在飛輪轉(zhuǎn)動兩圈內(nèi)按順序完成對六個氣缸的進、排氣閥間隙的檢查和調(diào)整。判斷氣閥關(guān)閉狀態(tài)的方法有以下三種： 盤車過程中不斷用手扭動所測氣閥的頂桿，當(dāng)頂桿可以輕便地用手扭動時，該氣閥即為關(guān)閉狀態(tài)。 通過觀察該缸高壓噴油泵柱塞彈簧的壓縮情況，當(dāng)柱塞彈簧被壓縮

22、時，則該缸氣閥處于關(guān)閉狀態(tài)； 檢查頂桿滾輪落在凸輪基圓上，氣閥處于關(guān)閉狀態(tài)。2）兩次調(diào)整法（1）順曲軸工作轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)動飛輪，使第一缸活塞處于壓縮沖程的上死點附近。其判斷方法同單缸調(diào)整法一樣。（2）此時，可同時檢查調(diào)整下表所列各缸氣閥間隙，當(dāng)?shù)谝桓滋幱趬嚎s沖程上死點時可調(diào)的各缸進、排氣閥間隙，如下表所示。 缸序 123456可調(diào)間隙的氣門 進、排 進 排 進排 （3）在檢查調(diào)整上列各缸氣閥間隙后，轉(zhuǎn)動飛輪一圈（360），當(dāng)?shù)诹滋幱趬嚎s沖程上死點時可調(diào)整的各缸進、排氣閥間隙，如下表所示。缸序 123456可調(diào)間隙的氣門 排進排進進、排（4）對一般多缸柴抽機，可照“先進后排”的格式完成檢查調(diào)整操作。具

23、體方法是：按發(fā)火順序，先于發(fā)火的缸號可以調(diào)整進氣閥間隙；后于發(fā)火缸的缸號可以調(diào)整排氣閥間隙，正在發(fā)火的氣缸，進、排氣閥均可調(diào)整；進、排氣閥重疊的氣缸，進、排氣閥均不可調(diào)。（5）調(diào)整方法同單缸調(diào)整法一樣。（二）氣閥定時的檢查和調(diào)整氣閥定時的檢查只有在氣閥間隙調(diào)整好之后才能進行。（1）捻動法：即邊盤車邊擰轉(zhuǎn)氣閥頂桿，當(dāng)氣閥頂桿從擰得動到擰不動瞬間即停止盤車，此時飛輪上的刻度就是氣閥開啟的時刻。同法可檢查氣閥的關(guān)閉時刻（此時氣閥頂桿從擰不動到擰得動）。（2）千分表法：在氣缸蓋上放千分表架，將千分表的觸頭壓在彈簧盤上，然后緩慢盤車，千分表指針剛剛移動或回到原來位置的時刻就是氣閥開啟或關(guān)閉的時刻，這時飛

24、輪上相應(yīng)的讀數(shù)就是氣閥開啟或關(guān)閉的角度。（3）調(diào)整：若檢查的氣閥定時不符合要求，應(yīng)松開該凸輪并軸向移動凸輪軸，脫離嚙合，并沿著正車或倒車方向移動凸輪（正車方向定時增加）最后鎖緊即可。3柴油機氣閥研磨及密封性檢驗 氣閥密封面發(fā)生嚴重磨損，燒傷和腐蝕后，可以在氣閥研磨機上，也可用車床進行閥面光車，或者閥座面用專用鉸刀鉸削，消除缺陷后，可與氣閥座研磨。如嚴重缺陷，應(yīng)報廢，更換氣閥。如氣閥密封面磨損不大，可將氣閥與閥座直接進行互研。以恢復(fù)正常密封。 （1）、氣閥與閥座互研進行研磨之前，清洗或刮洗排氣通道、氣閥導(dǎo)管、閥座處的積炭。在氣閥密封錐面涂一層用機油調(diào)和的200目粗金剛砂，用橡皮碗吸住閥盤底平面，

25、以拍打與轉(zhuǎn)動結(jié)合的動作進行研磨，直到氣閥錐面出現(xiàn)一條十分整齊的灰暗色環(huán)帶為止。將密封面上的粗研磨膏擦掉，用600目的細紗進行研磨，直到出現(xiàn)完整密封帶。擦掉細研磨膏，再用機油進行研磨，直到閥和閥座上出現(xiàn)灰色光亮完整而均勻的閥線為止。清洗氣閥、閥座、氣閥導(dǎo)管中的研磨膏。注意：密封帶寬度要適當(dāng)，進氣閥應(yīng)在1.52mm內(nèi)，排氣閥應(yīng)為23mm。涂在閥密封面的金剛砂量要求適當(dāng)，不能太多，以免流到閥桿與導(dǎo)套之間增加磨損。用力不能過大，以免氣閥與閥座由于過度撞擊而使密封錐面磨款或磨成凹形。（2）、氣閥密封性的檢查 氣閥與閥座互研后檢查密封性的方法有以下幾種：1）在氣閥錐面上用鉛筆每隔3mm5mm畫一條線，然后

26、將閥裝入閥座，壓住并轉(zhuǎn)動90。取下氣閥觀察其上的鉛筆線。若全部被擦掉，表明密封性良好。研磨質(zhì)量高。2）將氣閥及氣閥彈簧等裝復(fù)，然后在進氣道和排氣道內(nèi)注入煤油，歷時35min無滲漏現(xiàn)象，則表明密封良好。3）將氣閥裝入閥座，在閥座坑內(nèi)閥盤底面上倒入煤油，5min后擦凈煤油并迅速提起氣閥，觀察配合面上有無滲入煤油。沒有煤油滲漏，表明密封良好。思考題： 1簡述氣閥間隙的檢查和調(diào)整步驟？2什么叫氣閥間隙？氣閥間隙對柴油機有何影響？3怎樣進行氣閥定時的檢查和調(diào)整？4設(shè)置內(nèi)外二只氣閥彈簧的目的什么？5影響配氣定時誤差的因素有哪些？6氣閥閥桿卡死與斷裂的原因有哪些？7氣閥旋轉(zhuǎn)器的作用是什么？8簡述研磨氣閥的步

27、驟？9氣閥閥面的磨損與哪些因素有關(guān)？單元三單元三 廢氣渦輪增壓廢氣渦輪增壓一、柴油機增壓概述1提高柴油機功率的途徑 從 Ne=Pe.D2.S.n.i.m./4*6000 可知，要提高Ne，有下列途徑：(1)改變柴油機的結(jié)構(gòu)參數(shù)D.S.i.m.氣缸直徑D增大，Ne提高。但F/V降小，熱負荷和機械負荷增加，同時寬度增大。行程S增大，Ne提高。是當(dāng)前發(fā)展長行程和超長行程的方向，但Cm = S.n./30增大。增大m，Ne提高，采用二沖程m=1氣缸數(shù)i增大，Ne提高。但整機變長，目前直列i12 V型機i24（2）提高柴油機n和Cmn和Cm增加，Ne提高。但一方面磨損增加，另一方面螺旋槳效率下降，因此此

28、方法是有限的?，F(xiàn)代節(jié)能型柴油機反而降低轉(zhuǎn)速以獲得更高的經(jīng)濟性。（3）提高柴油機的平均有效壓力PePe增加，Ne提高。Pe主要是通過Pi獲得的。要提高Pi，一般是采用每循環(huán)使氣缸多進氣、多進油，即采用增壓技術(shù)獲得。增壓：用提高柴油機進氣的方法，使充入氣缸內(nèi)的空氣密度提高，從而增加每循環(huán)的噴油量，以提高柴油機平均指示壓力Pi和Pe的一種途徑。增壓度：柴油機增壓后的標(biāo)定功率與增壓前的標(biāo)定功率的比值增壓比：柴油機增壓后的壓力與增壓前的壓力的比值。2、增壓的方式：（1）機械增壓（2）廢氣渦輪增壓（3）復(fù)合增壓3增壓壓力分類（1）低增壓 PK0.17MPa (2)中增壓0.17MPaPK0.25MPa（3

29、）高增壓0.25MPaPK0.35MPa（4）超高增壓PK0.35MPa以往大型低速機由于降速航行要求，一直采用中低增壓，脈沖為多；當(dāng)代長、超長行程機采用定壓高增壓，大型中速四沖程機采用高、超高增壓。二、廢氣能量分析1二沖程機廢氣能量2廢氣能量的兩種形式（1）脈沖能E1；（2）定壓能E2 雖然定壓能E2中最高壓力比脈沖能E1中最高壓力低得多，但它持續(xù)時間長，故E2E1，且隨著PK的增加E2所占的比例增加。三、廢氣渦輪增壓的兩種形式1定壓廢氣渦輪增壓（1）各缸的排氣管短而細，且彎頭少；（2）進入渦輪的氣體壓力基本不變；（3）渦輪的效率較高；（4）只利用定壓能E2。2脈沖廢氣渦輪增壓（1）各缸的排

30、氣管連接成在一根共用容積足夠大的總管上（2）進入渦輪的氣體壓力是脈動的。（3）渦輪的效率較低（4）既利用定壓能E2，又利用脈沖能E13排氣管分組（對脈沖渦輪增壓）（1）目的：避免掃、排氣互相干擾。也就是防止當(dāng)某缸正在進行掃氣而另有一缸正在排氣時，排氣壓力波傳到掃氣缸的排氣口處，使掃氣缸背壓升高，無法進行掃氣，甚至可能使排氣倒灌。（2）原則：同一組氣缸的掃、排氣時間相互不重疊或重疊很少。根據(jù)上述分組原則，可求出一組最多的氣缸數(shù)為：四沖程柴油機：i720/240=3。二沖程柴油機：i=360/120=3。 若多于3個氣缸數(shù)，排氣會重疊而發(fā)生干擾，但同一組氣缸數(shù)少于3缸，雖然不會產(chǎn)生排、掃氣互相干擾

31、，但廢氣不能連續(xù)供給，使廢氣傳遞過程可用能損失加大，也使渦輪間歇進氣、部分進氣引起的損失加大，使渦輪效率T下降。可見無論是四沖程或二沖程柴油機，每一組氣缸只能是3個缸。因而缸數(shù)為3的倍數(shù)(3、6、9、12缸)的柴油機采用脈沖增壓效果很好。四、兩種增壓方式比較1廢氣能量的利用2渦輪的工作性能3增壓系統(tǒng)的布置4管理上的要求5柴油機的加速性及低負荷性能脈沖增壓柴油機的排氣管容積小，其中壓力建立較快，渦輪前廢氣壓力可隨柴油機的加載而迅速上升。等壓增壓由于排氣管容積大。當(dāng)柴油機加載時，雖然從氣缸中排出的廢氣溫度壓力已經(jīng)開始升高，但在容積較大的排氣管中廢氣的壓力溫度升高得較慢，渦輪增壓器轉(zhuǎn)速跟不上柴油機的

32、加載，不能迅速及時地增大供氣量，以滿足柴油機因加載噴油量增大而增大的空氣需要量，出現(xiàn)了較大的滯后現(xiàn)象。因此其加載性能較脈沖增壓差。這就是發(fā)電機組的柴油機發(fā)展到高增壓仍采用脈沖增壓的原因。五、其它增壓型式 定壓渦輪增壓的主要特點：廢氣從排氣口（閥）至廢氣渦輪能量損失較大，而在廢氣渦輪中作功的過程能量損失小。脈沖渦輪增壓的主要特點：廢氣從排氣口（閥）至廢氣渦輪能量損失小，而在廢氣渦輪中作功的過程能量損失較大。對缸數(shù)不是三的整倍數(shù)的柴油機，排氣管分組難于使同組中各缸排氣和掃氣不干擾，且廢氣供應(yīng)不連續(xù)使渦輪效率下降。 1脈沖轉(zhuǎn)換增壓（1）組成：脈沖轉(zhuǎn)換增壓是在脈沖增壓的排氣支管和廢氣渦輪之間裝設(shè)脈沖轉(zhuǎn)

33、換器。它由脈沖管A（B）、收縮管C、混合管D、擴壓管E和集氣箱F組成。（2）工作原理：A、B分別通過收縮管與混合管相連接構(gòu)成了引射噴咀，改善了掃氣效果；實踐證明，擴壓管和集氣箱的作用不明顯，去掉它效果反而更好，目前多使用簡化的脈沖轉(zhuǎn)換器。（3）脈沖轉(zhuǎn)換增壓既能有效地利用廢氣的脈沖能，又能使渦輪有穩(wěn)定的進氣壓力和連續(xù)的流量，渦輪效率高，用于缸數(shù)為四的倍數(shù)的柴油機效果最佳。它適用于高、中速機。2多脈沖增壓是將多根排氣支管接到一個多進口的多脈沖轉(zhuǎn)換器上，原理和脈沖轉(zhuǎn)換增壓相似。多個噴咀組成的收縮管和一個共同的混合管。由于混合管的容積較大，使渦輪進口處的廢氣壓力更加平穩(wěn)，工作狀態(tài)更加接近定壓渦輪。因此

34、渦輪效率和柴油機性能更加接近定壓渦輪柴油機。它適用于高、中速機，氣缸數(shù)不受限制。3模件式單排氣總管增壓（MSEM）模件式單排氣總管增壓包括模件式脈沖轉(zhuǎn)換（MPC）增壓、單管排氣系統(tǒng)（SPES）等，布置上與定壓渦輪增壓相似，各缸排氣經(jīng)單獨的噴管排向容積較小的共用總管，使廢氣流速增加，壓力下降，把各缸的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽堋Ｔ诳偣苈?lián)接渦輪處裝一段擴壓管，將排氣的動能轉(zhuǎn)換為壓力能，保證渦輪按定壓渦輪工作。 總之，模件式脈沖轉(zhuǎn)換增壓能夠使柴油機掃氣良好，排氣脈沖能E1可得到較好的傳遞，而且渦輪實現(xiàn)了全周進氣，入口處壓力的變化也相當(dāng)穩(wěn)定，渦輪效率接近等壓增壓時的渦輪效率。使柴油機在不同負荷下均能獲得較高的效

35、率。思考題：1試比較脈沖渦輪增壓與等壓渦輪增壓的特點及應(yīng)用范圍。2試述當(dāng)代高增壓柴油機向等壓渦輪增壓發(fā)展的原因。單元四單元四 廢氣渦輪增壓器廢氣渦輪增壓器一、廢氣渦輪增壓器的構(gòu)造廢氣渦輪增壓器是由廢氣渦輪和壓氣機兩部分組成。渦輪增壓器一般都采用離心式壓氣機。根據(jù)其渦輪的型式可分為軸流式渦輪增壓器和徑流式渦輪增壓器。軸流式渦輪增壓器用于大功率柴油機，徑流式渦輪增壓器用于功率較小的柴油機。 1軸流式廢氣渦輪 廢氣渦輪主要由進氣殼、噴咀環(huán)、葉輪、隔熱墻和排氣殼組成。主要部件為固定的噴咀環(huán)和旋轉(zhuǎn)的葉輪。 噴咀環(huán)：渦輪噴咀環(huán)如圖3-2-19所示，噴咀環(huán)葉片均由耐熱合金鋼制成。 渦輪葉輪：渦輪噴葉輪在增壓

36、器中的工作條件是最惡劣的。葉片用高強度鎳基耐熱合金鋼鍛造，并經(jīng)仿形加工而成。 （2）離心式壓氣機 壓氣機是由消音濾清器、空氣進氣殼、葉輪、擴壓器以及出氣殼等組成。主要部件為擴壓器和葉輪。 壓氣機葉輪：壓氣機葉輪為半開式，如圖3-2-21所示。它裝在增壓器轉(zhuǎn)軸上，與軸緊配合聯(lián)接，用鍵傳遞扭矩。葉輪葉片的進口部分向轉(zhuǎn)動方向彎曲，出口部分則向后彎曲，即“前傾后彎”。壓氣機葉輪用高強度鍛造鋁合金制成。葉輪葉片空間曲面采用四坐標(biāo)聯(lián)動型面數(shù)控加工中心加工。葉片擴壓器：從壓氣機葉輪流出的氣流速度相當(dāng)高，高壓比增壓器已出現(xiàn)超音速流動。為了把氣流的動能迅速有效地轉(zhuǎn)變成壓力能，在葉輪外周設(shè)置了葉片擴壓器，見圖3-

37、2-22。消音濾清器起著過濾、消音的作用。（3）軸承 滾動軸承： 按轉(zhuǎn)子軸承分 滑動軸承：軸承分類 外支承： 按支承方式 內(nèi)外支承： 內(nèi)支承： 外支承：運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性好，維修方便，便于拆裝軸承，軸承距離較遠，傳入熱量少，便于布置與安裝軸封裝置，軸承直徑小，軸頸線速度低，摩擦損失小。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，跨度大，壓氣機不便于軸向進氣。 內(nèi)支承：軸向尺寸小，結(jié)構(gòu)簡單，可軸向進氣，便于清洗通道。但回轉(zhuǎn)穩(wěn)定性差，軸承直徑大，軸頸線速度高，軸承易損，拆裝不變。 現(xiàn)代大型柴油機多采用內(nèi)支承滑動軸承，小型機采用滾動軸承，壓氣機端采用止推軸承。4氣封與油封裝置(1)渦輪端：轉(zhuǎn)子與進氣殼之間的間隙，為了防止廢氣通過間隙進入軸

38、承箱污染滑油，以及滑油通過間隙進入渦輪結(jié)炭污阻葉片和浪費滑油，設(shè)置了迷宮式氣封和油封，其結(jié)構(gòu)分別如圖3-2-24和圖3-2-25所示。氣封的兩組氣封圈之間，引入一股由壓氣機來的增壓空氣。此空氣通過渦輪排氣殼內(nèi)的引氣管道及X密封空氣通道進入氣封引氣槽。密封空氣往左擠出，防止了廢氣串入，擠出的少量密封空氣就沿葉輪右端面、葉輪泄入煙囪。密封空氣往右擠出，阻止了滑油串入。擠出的少量密封空氣經(jīng)通道Z通大氣，油封內(nèi)、外兩側(cè)壓力保持平衡，使密封更有效。（2）壓氣機端：壓氣機工作葉輪背面和隔熱墻之間，存在一定間隙，工作輪出口的增壓空氣將會由此漏入渦輪排氣殼進入煙囪，使壓氣機效率下降，而且使轉(zhuǎn)子上的軸向推力增大

39、，因此在此處設(shè)置迷宮式氣封，其結(jié)構(gòu)如圖3-2-26所示。5潤滑： 飛濺潤滑 專門供油潤滑 重力強力混合潤滑 柴油機潤滑系統(tǒng)供油二、工作原理1軸流式渦輪的工作原理廢氣在渦輪級中流動時壓力、溫度、流速的變化。 噴咀環(huán)的通道呈收縮形狀，當(dāng)廢氣流過噴咀環(huán)時，其壓力從p0下降為p1，溫度從T0下降為T1而速度從C0增加到C1。在噴咀中，廢氣的部分壓力能變成動能。葉輪葉片間的通道也是收縮形的。當(dāng)氣流進入葉輪葉片間通道后繼續(xù)膨脹，其壓力、溫度繼續(xù)下降到p2、T2，而其相對速度由W1增加至W2。由于葉輪在高速氣流作用下旋轉(zhuǎn)并作機械功，故氣流的絕對速度從C1下降到C2。壓力能、動能變成機械能。 2離心式壓氣機的

40、工作原理 空氣在離心式壓氣機中流動時壓力、流速、溫度的變化。上圖為各空氣參數(shù)沿流道變化的情況，0-0、1-1、4-4分別為上述各部件的進、出截面。當(dāng)壓氣機工作時，由于進氣道是收縮的，外界空氣經(jīng)過進氣道時，壓力從p0降低到p1，溫度從T0降低到T1，流速從C0增加到C1。當(dāng)進入壓氣機葉輪，由于葉輪作高速回轉(zhuǎn)，壓力從p1增加到p2，流速從C1增加到C2，溫度從T1增加到T2?？諝庠谌~輪中把機械能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ芎蛣幽堋Ｔ跀U壓器中，由于流道逐漸擴大，從葉輪流出的高速氣流部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能，空氣流速從C2降低到C3，壓力從p2增加到p3，溫度從T2增加到T3。排氣蝸殼的流道也是漸擴的，空氣流過它時繼續(xù)將動

41、能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能。3離心式壓氣機的工作特性及喘振機理當(dāng)壓氣機的流量減小到一定值后，氣體進入工作葉輪和擴壓器的方向偏離設(shè)計工況，造成氣流從葉輪或擴壓器上強烈分離，同時產(chǎn)生強烈脈動，并有氣倒流，引起壓氣機工作不穩(wěn)定，導(dǎo)致壓氣機振動，并發(fā)出異常的響聲。這種現(xiàn)象稱為壓氣機喘振。喘振是壓氣機的固有特性。 產(chǎn)生壓氣機喘振的原因是當(dāng)流量小于設(shè)計值很多時在葉輪進口和擴壓器葉片內(nèi)產(chǎn)生強烈的氣流分離?？諝饬髁啃∮谠O(shè)計流量的情況如圖3-2-16和圖3-2-17的c）圖所示，氣流在葉輪葉片前緣沖向葉片的凹面，與葉片的凸面發(fā)生分離；在擴壓器中氣流沖向葉片的凸面，與葉片的凹面發(fā)生分離。隨著流量的減少，氣流分離區(qū)會越來越大，以

42、致在葉輪和擴壓器中造成氣體倒流，發(fā)生不穩(wěn)定流動，最終導(dǎo)致喘振產(chǎn)生。一般擴壓器中的氣體倒流是壓氣機喘振的主要原因，而葉輪進口氣流分離的擴展會使喘振加劇。單元五單元五 增壓系統(tǒng)的故障與維護管理增壓系統(tǒng)的故障與維護管理一、增壓系統(tǒng)的維護管理廢氣渦輪增壓器工作的主要特點：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速高、氣流流速高、工作溫度高。因此增壓器在運轉(zhuǎn)中，應(yīng)保持轉(zhuǎn)子良好的靜平衡和動平衡，軸承要有良好的潤滑，流道要清潔并保持可靠的冷卻。1增壓器的日常管理 （1）在運轉(zhuǎn)中應(yīng)測量和記錄各主要運行參數(shù)：各缸排氣溫度、渦輪前后溫度、增壓器轉(zhuǎn)速、掃氣箱中的壓力、冷卻水進出口溫度、軸承潤滑油溫度和壓力等。（2）增壓器運行時，應(yīng)經(jīng)常用金屬棒或其它專用工具傾聽增