第四章柴油機(jī)換氣、機(jī)構(gòu)、增壓(1、2節(jié))

第四章柴油機(jī)的換氣與增壓換氣過(guò)程：排出廢氣、吸入新鮮空氣的工質(zhì)置換過(guò)程。（進(jìn)、排氣過(guò)程）一、四沖程柴油機(jī)換氣過(guò)程廢氣又重新被吸入氣缸二、二沖程柴油機(jī)換氣過(guò)程自由排氣(B-R);強(qiáng)制排氣和掃氣（R-C）；過(guò)后排氣（C-E）。二沖程柴油機(jī)換氣的特點(diǎn)：1、換氣時(shí)間短。2、進(jìn)排氣幾乎同時(shí)進(jìn)行。3、空氣耗量大，消耗功多。4、存在沖程損失。三、二沖程柴油機(jī)的換氣形式1、簡(jiǎn)單橫流2、回流3、半回流4、直流排氣閥—掃氣口排氣口—掃氣口四、二沖程柴油機(jī)的換氣形式彎流橫流簡(jiǎn)單橫流掃氣口裝有單向閥回流半回流新型橫流簡(jiǎn)單半回流掃氣口裝有閥控制排氣口裝有閥控制直流排氣閥——掃氣口式排氣口——掃氣口式橫流回流半回流直流（氣口——?dú)忾y式）直流（氣口——?dú)饪谑剑┧?、換氣過(guò)程的流通面積角面值：氣閥、氣口流通面積f隨曲軸轉(zhuǎn)角而變化的曲線與橫坐標(biāo)軸φ所包圍的面積∫fdφ時(shí)面值：氣閥、氣口流通面積f隨時(shí)間而變化的曲線與橫坐標(biāo)軸φ所包圍的面積∫fdt轉(zhuǎn)速升高，時(shí)面值減小。流道前后壓力差為定值（流速c為常數(shù)），時(shí)面值愈大，流量愈大。流量為定值，時(shí)面值愈大，所需流速愈小。五、評(píng)定換氣過(guò)程的質(zhì)量參數(shù)1、充氣（量）系數(shù)ηvG0——為換氣結(jié)束后留在氣缸內(nèi)的新鮮空氣重量；Gs——為在進(jìn)氣口環(huán)境條件下（對(duì)非增壓四沖程柴油機(jī)為大氣壓力P0，溫度T0，對(duì)于二沖積柴油機(jī)為掃氣箱掃氣壓力Ps，溫度Ts;對(duì)于增壓柴油機(jī)則為中間空氣冷卻器后的公共掃氣箱壓力Pk，溫度Tk）充滿氣缸工作容積Vs的新鮮空氣重量。2、殘余廢氣系數(shù)γrGr——為換氣結(jié)束后留在氣缸內(nèi)的殘余廢氣重量；G0——為換氣結(jié)束后留在氣缸內(nèi)的新鮮空氣重量；3、掃氣效率ηs指掃氣結(jié)束后留在氣缸中的新鮮空氣量G0與氣缸內(nèi)全部氣體量Ga之比。Ga=G0+Grηs越大，掃氣效果越好。一般情況下ηs小于1，在理想情況下，當(dāng)γr=0時(shí)，ηs=1。ηs值最大為1。5、掃氣系數(shù)φs掃氣系數(shù)φs是指整個(gè)循環(huán)中流過(guò)掃氣口的新鮮空氣量Gk(kg)與換氣過(guò)程結(jié)束后，留在氣缸中的新鮮空氣量G0之比。即：

充氣（量）系數(shù)ηv愈高，殘余廢氣系數(shù)γr愈小，掃氣效率ηs愈高，掃氣過(guò)量空氣系數(shù)φk愈小，掃氣系數(shù)φs愈小，則換氣質(zhì)量愈高，4、掃氣過(guò)量空氣系數(shù)φk表示每一循環(huán)流過(guò)掃氣口的新鮮空氣量Gk(kg)與在進(jìn)氣狀態(tài)下充滿氣缸工作容積的理論空氣量Gs(kg)之比。掃氣過(guò)量空氣系數(shù)φk一般大于1。第二節(jié)換氣機(jī)構(gòu)一、氣閥機(jī)構(gòu)工作條件：高溫、撞擊、磨損、腐蝕。材料：耐熱合金鋼。氣閥機(jī)構(gòu)由氣閥、閥座、氣閥導(dǎo)管、氣閥彈簧和連接件等組成。1、氣閥閥面與閥座在座面的配合：全接觸式外接觸式內(nèi)接觸式2、閥盤(pán)的底面形狀閥盤(pán)的底面形狀有平底、凸底和凹底三種常見(jiàn)型式，平底閥盤(pán)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，是一般柴油機(jī)最常用的形式。3、不帶閥殼的氣閥機(jī)構(gòu)氣閥不用水冷，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。但當(dāng)氣閥需修理時(shí)，需先拆下缸蓋才能拆下氣閥，一般多用于中小型柴油機(jī)上。4、帶閥殼式氣閥機(jī)構(gòu)氣閥彈簧的作用是使氣閥復(fù)位并壓緊在閥座上，它有內(nèi)、外和左、右旋之分，一般成對(duì)安裝，這樣可提高彈簧疲勞強(qiáng)度、避免彈簧發(fā)生共振、防止彈簧斷裂時(shí)氣閥落入氣缸，并防止相互插入，若一根彈簧折斷仍可短期使用。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：可使氣缸蓋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、拆裝、維修氣閥方便、有利于氣閥的冷卻、氣閥機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。關(guān)于氣閥導(dǎo)管：承受氣閥側(cè)推力、承擔(dān)氣閥散熱、常用材料為鑄鐵或青銅、潤(rùn)滑要采用柴油機(jī)或煤油稀釋的滑油5、旋閥器使氣閥在開(kāi)、關(guān)過(guò)程中緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)1）減少閥面與閥座上的積炭，使磨損減小，貼合嚴(yán)密；2）使閥盤(pán)均勻地接受熱量和散熱，以改善閥盤(pán)的熱應(yīng)力狀態(tài)，防止局部過(guò)熱；3）可以消除閥桿與導(dǎo)管間的積炭，防止閥桿與導(dǎo)管卡住。二、氣閥傳動(dòng)機(jī)構(gòu)1、機(jī)械式氣閥傳動(dòng)機(jī)構(gòu)氣閥間隙：在冷態(tài)下，當(dāng)滾輪落在凸輪基園上時(shí)，在搖臂端與氣閥閥桿之間留有間隙。液壓頂桿機(jī)構(gòu)：緩和傳動(dòng)中的沖擊力，減輕撞擊和噪音，也可減小閥桿頂端的磨損，且具有自動(dòng)調(diào)節(jié)氣閥間隙的能力。2．液壓式氣閥傳動(dòng)機(jī)構(gòu)1.凸輪軸2.凸輪3.頂頭4.頂桿5.套筒6.柱塞7.安全閥8.補(bǔ)油閥9.油管10.緩沖銷(xiāo)11.柱塞12.套筒13.活塞14.氣缸15.卡環(huán)16.彈簧板17.氣閥18.轉(zhuǎn)翼A.補(bǔ)油管B.補(bǔ)油孔C、D。油空間M、N.氣空間空間小、重量輕、總體布置自由，拆裝方便，維修量少，閥桿不受側(cè)推力，撞擊小。采用空氣彈簧裝置后更使嗓音低。但其密封及調(diào)試均較困難。三、凸輪軸及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)1．凸輪軸整體式裝配式小型機(jī)大型機(jī)

2．傳動(dòng)機(jī)構(gòu)齒輪傳動(dòng)（四沖程柴油機(jī)）鏈條傳動(dòng)齒輪與鏈條聯(lián)合傳動(dòng)（稱為二級(jí)傳動(dòng)l）齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)曲軸與凸輪軸的轉(zhuǎn)速比為2:1為保證傳動(dòng)比準(zhǔn)確可靠，其凸輪軸的齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)都安裝在飛輪端。2）鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)曲軸與凸輪軸的轉(zhuǎn)速比為1:1張緊輪（惰輪）：張緊鏈條、帶動(dòng)調(diào)速器、增加包角。四、換氣機(jī)構(gòu)的故障和維護(hù)管理氣閥機(jī)構(gòu)的常見(jiàn)故障包括：閥面與閥座磨損、閥面與閥座燒損、閥桿卡緊、閥桿和閥頭斷裂、氣閥彈簧斷裂、閥殼產(chǎn)生裂紋。2、氣閥間隙測(cè)量與調(diào)整1、氣閥機(jī)構(gòu)故障氣閥間隙是指柴油機(jī)在冷態(tài)下，機(jī)械式氣閥傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的搖臂端與氣閥閥桿之間的間隙。留有此間隙的目的是使柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)氣閥機(jī)構(gòu)受熱后有膨脹的余地，防止氣閥關(guān)閉不嚴(yán)而漏氣。當(dāng)氣閥