Transcript DE4-1.2柴油机的换气与增压

第四章 柴油机的换气与增压
第一节换气过程及换气质量评定参数
换气过程：排废气充新气的过程
过程好坏的标志：废气排出干净否；新气
充入多少；空气耗量
一、四冲程柴油机的换气过程
二、二冲程柴油机的换气
三、评定换气过程质量的参数
一、四冲程柴油机的换气过程
四个阶段：自由排气
强制排气
气阀重叠
进气
气阀与气口的角面值和时面值
瞬时时面值（角面值）——
fdt
过程时面值（角面值）——

fdt
 fd 
 fd 
表示气口和气阀流通能力的指标
影响因素（设计制造、使用管理 转速 定时？）
二、二冲程柴油机的换气
三个阶段：
自由排气阶段(B-R）
强制排气与扫气（R-C）
过后排气（C-E）
二冲程柴油机换气的特点
1、换气时间少
2、缸内残留废气多
3、换气过程耗功多
4、气缸容积不能充分利用
三、评定换气过程质量的参数
1 残余废气系数
换气过程结束时，缸内残存的废气量Gr与充入
气缸的新鲜空气量G0之比，即r＝Ｇr／Ｇ０
用废气排除的干净程度来表示换气完善程度。
2
充量系数(充气效率) c
• 每循环进入气缸实际充气量G0与在进气状态p0、T0(ps、
Ts ，或pk 、Tk ）下充满气缸工作容积Vs 的理论充气量
Gs的比值。c＝G0/Gs
c   1 

pa
p0

T0
Ta

1
1 r
重要的表征换气过程完善程度的参数
影响充量系数c的因素：
•转速、负荷、增压程度、冷却情况、换气系统的清洁
程度等
通常，充量系数均小于1。但在理想状态下，则
充量系数可能大于1。
扫气效率ηs、扫气系数φs、给气比β
扫气效率：换气过程结束后，气缸内的新鲜空气量G0
G0
与气缸内全部气体量Ga之比
1
 s  G  1
a
r
扫气系数：在一个循环中通过扫气口的全部扫气空
气量Gk与换气过程结束后留在气缸中的新鲜空气量G0
之比
φs＝Ｇk/Ｇ０ 1.4～2.0
给气比：每循环通过扫气口的新鲜空气量Gk与在进
气状态下(ps、Ts)充满气缸工作容积Vs的理论空气量
Gs之比
β＝Gk/Gs 1.0～1.3
C4第二节 换气机构
保证柴油机按规定顺序和时刻完成进、排气
过程的机构
一、气阀机构
二、气阀传动机构
三、凸轮轴及传动机构
四、换气机构的故障和管理
一、气阀机构
工作条件：
高温、高压的作用
排气阀：阀盘650℃～800℃
进气阀：阀盘450℃～500℃
撞击、磨损、腐蚀
气阀机构组成
• 不带阀壳：
• 带阀壳
气阀弹簧
气阀导管
壳
阀面与阀座配合
通常锥角α为30°或45°。
全接触式
阀面与座面锥角相等；
接触面大、耐磨、传热好，但易结炭，敲击产
生麻点,阀线宽度一般为1.5 mm～2.5mm
外接触式
阀面锥角小于座面锥角0.5°～１°。
接触面小，密封性好，多用在强载中速机中
内接触式
阀面锥角大于座面锥角0.2°～0.5°接触面小，密封性好。
接触面因离燃烧室远些，温度低，钒、钠的腐蚀小。
用在长行程低速柴油机中
材料：耐热合金钢，堆焊钴基硬质合金(stellite)
工艺
阀杆：氮化、镀铬、滚压、抛光
阀座：钻孔水冷，空气槽。
旋阀器
旋阀器：使排气阀在开关过程中慢慢转动
–减少阀面与阀座上的积炭，使磨损减小；
–使阀盘均匀受热，以改善阀盘的热应力状态；
–消除阀杆与导管之间的积炭，防止卡住。
旋阀器的类型
旋转帽式、推进器式、棘轮式、杠杆式多种。
二、气阀传动机构
1
机械式气阀传动机构
•组成：
滚轮、顶头、顶杆、调节螺栓、
摇臂、摇臂轴、 摇臂支座等
• 气阀间隙
在柴油机冷态时，气阀机
构和气阀传动机构之间的
间隙，
作用:留有热障余地，
保证气阀关闭
2、液压式气阀传动机构
结构
工作原理
优点：
尺寸小、重量轻、利于布
置、气阀不承受侧推力、
噪音小、拆装方便
缺点:
调试困难与密封困难
旋
壳
1
三、凸轮轴及传动机构
凸轮轴
有整体式和装配式
作用
一根轴或两根轴
2
凸轮轴传动机构
1)齿轮传动
•主动轮、从动轮和中间齿轮
•凸轮轴传动机构都装在飞轮端
• 主、从动齿轮的传动速比
–四冲程为2∶1
–二冲程为1∶1
•啮合记号
2)
组成：
主动链轮、从动链轮、链条、链条导轨、
中间轮、链条张紧装置等。
特点:
–装置结构简单、避免齿间间隙累积误差
–对于轴线误差不敏感。
–可驱动往复惯性力矩平衡装置
–润滑不如齿轮传动装置，磨损快，
易松弛
张紧:
张紧轮可位于紧边或松边。张紧链条时要边盘车边张紧。
链条、链轮磨损后，链条会松弛，再度张紧时，定时会发生变
化。若链条长度增加1.5%时，需换新
四、换气机构的故障和管理
1.气阀机构的故障
(1)阀面和阀座磨损和腐蚀
(2)阀面与阀座烧损
(3)阀杆卡紧
(4)阀杆和阀头断裂
(5)气阀弹簧断裂
(6)阀壳产生裂纹
2.气阀间隙测量和调整，气阀定时检查
(1)气阀间隙测量和调整
用厚薄规、冷态、凸轮落于基圆时测量
(2)气阀定时的检查
气阀间隙调整后进行
用千分表
表针刚移动或刚回到原位
是对应开启或关闭飞轮上
读取刻度
3.气阀和阀座的研磨与更换
轻微磨损、损伤可用研磨砂对研，研磨后阀面上应
研出暗色连续等宽度阀线。
磨损、损伤严重时
小型机用绞刀和磨床绞削阀座和磨阀，然后对研
大型机用专用磨床磨削再对研
无法修复磨损过大的气阀应换新。