最新发动机的安装和布置ppt课件.ppt
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1、一、一、 冷却空气供给和排除装置的部置冷却空气供给和排除装置的部置 1 1、概述、概述风冷系列柴油机用冷却风扇供给的环境空气直接冷却。所以,发动机的可靠运行,以正确地供给和排放所必须的冷却空气为条件。绝大多数情况下采用不受天气变化影响的方式来安装发动机。通常有一个机房,也有时把发动机安装在机罩里,既能不受天气变化的影响又能降低噪声。在许多场合下,发动机需要有供风与排风系统,这时,要永远遵循下列两条非常重要的基本规则。规则一、只有新鲜空气才能供燃烧或冷却用,发动机千万规则一、只有新鲜空气才能供燃烧或冷却用,发动机千万不要吸入排出的热风或废气。不要吸入排出的热风或废气。规则二、必须尽可能地避免进、
2、排风通道中有障碍。规则二、必须尽可能地避免进、排风通道中有障碍。3 3、发动机进、排风导管的最小截面积(平方米)、发动机进、排风导管的最小截面积(平方米)机型F2L912F2L912WF3L912F3L912WF4L912F4L912WF5L912F5L912WF6L912F6L912W0.0450.0600.0560.0950.110.0600.0800.0850.1300.1400.090.120.130.190.21BF6L9130.130.180.24表 发动机进、排风导管最小截面积上表中、栏的截面面积可按下表组合方式选用。表13 进、排风导管截面积选择表进风排风导管结构的空气动力性能
3、良好导管结构的空气动力性能不好导管结构的空气动力性能良好导管结构的空气动力性能不好导管结构的空气动力性能良好 无 无 无 无 4 4、冷却空气的温升、冷却空气的温升冷却空气从未受扰动的环境直接达到风扇进口处某一点,沿途允许的温升为10。个别情况下,只要进入燃烧室的空气在进入发动机前未被同样加热,而且风压室也无压力损失,则冷却空气的温度允许升高15。当发动机安装有三角皮带防护罩时,冷却空气的温度,应在未装防护罩时在风口处测量。重装三角皮带防护罩后,观察许多温升和节流值时,应复测风扇进口处的温度。测量冷却空气温度时应注意:只有在发动机运转相当一段时间,使温度保持稳定后,才能得到其最大值。经验证明,
4、这一稳定条件大约在发动机运行一小时后能达到。所以这就是被测发动机在实际负荷条件下运行的最短时间。温度需在整个运行期间测量和观测。最终值应在稳态的最大工作负荷下读取。由于冷却空气并不在风扇中混合,而且空气从风扇某一部位吸入后,往往直接吹向发动机相应的某一部位,所以任何部位的温升都不能超过规定值。通常测量温度时,整个进风面积都应予以考虑。但在实际上,选择四个互成90的测量点,对于作出适当的估价已够用了。但是,不允许沿圆周取一些独立点温度的平均值来代替这四个点的值。表4 温升与压降的许用组合表冷却空气的温升()供燃烧用空气的温升()风压室压力降 P(%)-、冷却空气的滤清、冷却空气的滤清发动机在灰尘
5、特别多的环境中工作时(例如联合收割机,甜菜和土豆收获机,鱼粉装卸,矿渣和垃圾处理等),冷却空气需用下列方法过滤:(1)钻孔板筛罩:在风扇进口处装一个带钻孔板的罩子筛罩。(2)钻孔板转筛:优点:旋转力将防止转孔堵塞。缺点:虽然钻孔板的尺寸与固定式筛罩相同,但是由于筛鼓垂直空气流而旋转,产生大约为2040m/sec的切向速度(视鼓的直径与转速而异),这便增加了空气流动的阻力,过分的减少了空气的通过量和风压室压力。因此,采用这种方案时,一定要把筛孔面积与筛板转速匹配得当,以确保获得合理的空气流量。(3)旋风除尘器:旋风型冷却空气粗滤器对细尘土并不实用。(4)过滤垫:过滤垫不仅能保持冷却空气的清洁,而
6、且还能降低进气噪音。滤垫可用能清洗的塑料或羊毛制成。具体选用时,为保证有足够的空气流量,应与滤垫制造厂商榷。另外滤垫的安装设计,要便于清洗(在需要时,甚至每天清洗几次)。新滤垫所产生的压力损失应不超过5mm水柱此方案特别适用于过滤颗粒细、易侵入的尘土。二、进、排气管系二、进、排气管系1 1、概述、概述要使发动机性能良好,运行可靠,则必须正确的设计进、排气管,并使之有足够的横截面面积。进、排气管应尽可能不改变方向。任何必须的方向改变,都要采用平滑过度的转弯。2 2、排气管的阻力测量和允许阻力、排气管的阻力测量和允许阻力(1) 进气系统的真空度:进气系统的真空度最好用装水U型管测量。方法如下:非增
7、压发动机:在不带负荷、额定转速时,于紧靠发动机前端的一段直线管道上测量。如果在额定转速时测量有困难,对非增压发动机而言,也可以在高于额定转速的最高空转时测量。然后将测量结果按以下公式换算。式中:P在额定转速时进气系统的许用真空度;Pmax在最大转速时测得的进气系统真空度:N额定转速Nmax测量时的最大转速。增压发动机:在全负荷、额定转速时,于压气机前但仍在空滤器接管的最大直径处测量。进气管道和排气管道的许用阻力见表2-1。表中的数值是发动机在额定输出时进、排气管道不许超过的最大阻力值。进气侧的管道包括空气滤清器和进气管,排气侧的管道包括排气管和消音器。表中的数值对汽车用、工业用与船舶用的发动机
8、都相同。发电机组则见相应的另表(表2-3)。个别情况下,如因安装条件的特殊需要,排气背压可高于表2-1的数值,但应与生产厂设计配套部门商讨。采用纸质滤清器时,当滤芯变脏,即真空指示器作出反映时,进气阻力允许在短期间内升到表951所列的数值。PNS有效的持续运转(使用时间约为300小时/年)PNE有效的持续运转(使用时间约为1000小时/年)PD持续运转(无时间限制)。在这种情况下,必须采用具有200mmH2O开关点的真空度指示器。当采用纸质组合式空滤器时,各个PD功率的压降值取自表2-2。真空度指示器的开关点也按表2-2。一定要为纸质空滤器匹配相应的真空度指示器,一定要把真空度指示器安装在容易
9、观察到的地方。唯一的例外是单缸机。由于单缸机的振动效应使纸质空滤器有三倍的过滤面积,所以寿命相当之长。对此类发动机而言,遵守维修手册中保养说明即可。为了保证纸质空滤器在正常的尘土条件下能有长的使用寿命,新空滤器装在发动机上,测得的阻力值(在滤清过的空气侧)大致如下:单缸机 79mbar (7090mmH2O)二缸机 1316.5mbar(130165mmH2O)四缸及四缸以上的机型 2025mbar(200250mmH2O)建议尽可能使阻力低于上述值,这将改善发动机的性能和功率输出。全部上述数据,均在发动机上测量。用于单缸至三缸机的数据较低是考虑到脉冲效应,所以结果为平均值。表2-1 道依茨非
10、增压和增压风冷柴油机进、排气管许用阻力数值表机 型非增压组合油浸或油浴式空滤器的压降 排气背压 空滤器管道总和消音器管道总和MbarmmH2O Mbar mmH2O Mbar mmH2O Mbar mmH2O Mbar mmH2O Mbar mmH2O 1缸2缸3缸4缸及4缸以上12.522.530 35125225300350 51012.515 50100125150 17.532.542.5501753254255002036.547.556.52003654755656.5121618.56512016018526.548.563.575265485630750注:mbar巴毫;mmH
11、2O毫米水柱表2-2 进气侧装有脏滤清器时短时间最大允许阻力压降机型滤清器 管道 总和mbar mmH2O (大约) mbar mmH2O (大约) mbar mmH2O (大约) 1缸2缸3缸4缸及4缸以上1732.542.550 170325*425*50051012.515501001251502242.55565220425550650* 发动机附件中包括商用型真空度指示器,与表中值相当或稍高,所以在少数情况下,稍高一点的真空度也是可接受的。 表2-3 风冷发动机用于发电机组时,进、排气侧的允许阻力用于增压与非增压机型 机型压降 排气备压 功率 功率 PNS1)+PNE1) PD2)
12、PNS+PNEPD mbar MmH2O大约 mbar MmH2O大约 mbar MmH2O大约 mbar MmH2O大约 1缸2缸3缸4缸及4缸以上 17.520202017520020020017.532.542.55017532542550026.548.5505025648550050026.548.563.575265485635750、进气管道和空气滤清器、进气管道和空气滤清器 (1)概述:已发现,在所有发动机早期磨损的情况中,有四分之三是灰尘引起的,为防止此类情况发生,在安装发动机进气管道和空气滤清器时,要遵循以下规定:只有取自尽可能无尘处的新鲜空气,才适于用作燃烧空气。进气管道
13、对气流的阻力应尽量小,且在发动机附近不应有任何弯曲。空滤器与发动机之间的进气系统通称清洁空气侧在长时间运转后,仍需保持有效的气体密封。必须按发动机的运转条件(尘土)选择合适的空滤器。无需任何中间管道,而将空滤器直接安装到发动机上的理想的设计并不是经常可行的。相反,经常需要将空滤器与发动机分开安装。例如当温度急剧升高或有振动危险时,特别是为了保养方便,而将空滤器安装在易于接近的地方。通常需要把未滤清侧的空气管道(即空滤器前的管道)加长,或把滤清过的空气管道(即空滤器和发动机间的管道)加长,或者把两者都加长。在这种情况下,重要的是要确保不能超过允许的气流阻力。并在滤清侧保持绝对的气密性。(2)燃烧
14、空气的滤清器:实际应用经验指出,对燃烧用空气的滤清问题,需引起密切的重视。关于这一点,以下说明可能带有普遍意义。预期的发动机的使用寿命,有赖于使用干式空滤器(纸质滤芯)。干式空滤器需要特别细心的保养,但这一要求并不是能经常做到,特别是用于建筑机械上时。干式空滤器要求使用地区有可靠的备件供应(更换滤清器的元件)。但由于价格和货源的原因对此无法保证。这导致了需要一种高效率的空气滤清系统,它应是耐用的、要求最低的保养,而且在备件不能立即供应的情况下,仍能短时间以适当的效率工作。一种符合式空滤器,可满足这些要求。这种滤清器是由一个油浴式滤清器(包括一个带排尘阀的粗滤器)和干式精滤器符合组成。油浴式空滤
15、器就其保养程序和它经久耐用的结构来说是众所周知的。在干式空滤器元件失效的情况下,这种空滤器的分离效率足以避免发动机产生破坏的磨损。由于前面有油浴式空滤器,进入到干式空滤器的尘土很少,通常使滤芯的使用寿命在一年以上。因此,对滤清元件的严格的保养工作和费用可降到最低限度。在保养条件差或者运行条件相应于表2-4中所列,灰尘严重落尘或十分严重落尘时,应该选用符合式空滤器。在所有的其他应用情况下,一般推荐仍使用标准的干式空滤器系统。此外,在特殊情况下,也可采用油浴式空滤器。如果装备发动机的用户订购了其他型号的空滤器,最基本的要求是遵守以下建议。为道依茨发动机匹配空气滤清器的建议。假如装备发动机的用户选用
16、空气滤清器系统,则用户应对正确的匹配和装置负完全责任。在证实了由于空气滤清器系统的缺陷而造成发动机毁坏的情况下,生产厂拒绝承担保证书有关条款下的索赔。空滤器的尺寸:空滤器的尺寸取决于所需进气量和实验室寿命,而实验寿命由应用类型和运转条件所决定(含尘量见表2-4)。所需空气量:自然进气四冲程发动机所需空气量由下式决定: VHnpfQ=_ 21000如果空滤器分别装在V型发动机的两侧,则必须根据每排的缸数考虑脉冲效应,以不考虑脉冲效应因数的计算结果作为确定实验室寿命的基础。上式符号的含义是:Q计算空气需要量(m3/min) VH总排量(L) n转速(r/min) 计算容积效率=0.9 P额定功率(
17、Kw) f脉冲系数,1缸=3.0,2缸=2.0,3缸=1.4,4缸=1.2,5缸及5缸以上=1.0 确定空气滤清器的阻力时,以考虑脉冲效率的计算空气需用量为基本参数。由于脉冲效应,内阻增加,从而真空度指示器开关点的真空度差值下降,导致“实验室寿命”较短。结果可能需要选用大一号的空气滤清器。增压四冲程发动机所需空气量可用以下公式计算:Q(m3/min)=0.095P(Kw)Q(m3/min)=0.07N(HP)滤清效率:当以AC粒度的实验粉尘实验时,滤清器系统的绝对滤清效率应达到99.9%。滤清器的保养:纸滤芯的最大许可污染度用目测保养指示器或电测保养指示开关显示。它们一达到规定值便立即显示。这
18、时仅需做些清洁或更换滤芯的工作。表2-4给出选择空气滤清器的指导标准。(3)进气管道:空滤器和发动机的进气管道(清洁空气管道),必须绝对气密而且能经受的住由发动机和振动推力所引起的机械应力。无缝钢管适合这一用途。也可以采用金属薄板焊接管,但其先决条件是防漏焊接和内部清洁,即清除了焊渣等物。烟囱、折叠管、点焊管或铆接管等绝对不能用。在发动机弹性安装的情况下,经常需要将空气滤清器系统刚性的紧固在发动机上,因此在进气管道上安装弹性元件。 波纹式软管:波纹式软管用于连接两段振动的管子。如果可能,主振方向应与管的纵向轴线成90直角。两管间的最小距离为150mm,最大距离为500mm。软管应安装得不受任何
19、初张力,即应当是直角的或仅有轻微的弯曲。软管相互间不能接触,否则在接触处将被磨穿。 橡胶套管:橡胶套管用来连接两根排成一行彼此无相对运动的管子。它们的材料应符合标准,但无螺纹金属丝,两管端部的距离为1020mm。 表2-4 选择空气滤清器的指导标准 尘土含量 运行条件 平均含尘量mg/m3实验室寿命含尘量880mg/m3灰尘粒度AC*可见度0(小时) 应用举例 正常在公路或高速公路上行驶,良好的气候条件在含尘量低的室内运行1-35载重车叉车路面保养不好的公路,尘土含量正常露天的固定设备3-1010轮胎式压路机,建筑机械,清扫机,一般条件下运输的后置进气公共汽车中等在干燥土地的田野里工作,单机在
20、无路面、土路、田间小路等条件下行驶10-1514农用拖拉机联合收割机用于建筑设备,有中等灰尘量在建筑工地的筑路机组15-2023建筑机械(轮式)大量含尘量较多筑路机械采矿作业20-3035液压挖掘机,在铸造车间或铸件清理车间的叉车,后置吸气的大轿车在尘土很多、没有路面的道路上或在含尘很多的干燥地面上成队行驶的车辆在尘土很多的条件下工作的空压机和发动机(如矿区、建筑工地、打谷场等)30-4040履带式建筑机械履带式铺路设备极多极端恶劣的含尘量,能见度为零(军队演习区、沙漠、沙风暴等)1001000或以上特殊测量 轮式和绿履带式军用车辆,车队驶过多尘地带,专用建筑设备 波纹式软管和橡胶管用卡箍固定
21、在被连接管的两端,见图2-1。卡箍和软管的直径一定要匹配,决不能用一端从管料上切下的材料做卡箍,不能用螺旋钢丝来捆绑软管。为了确保橡胶套管和波纹式软管在管端的连接位置,用金属薄板做的管子其连接端应做出密封凸缘(橡胶管应套进40mm,卡箍在密封凸缘的后面)。铸铁管可不做密封凸缘,但套橡胶管的部位应进行加工或是一个经过修整的光滑表面。总之,管的连接端必须光滑、圆整且无毛边。在采用金属薄板焊接管时,需要清理焊缝。 管道与其通过发动机罩或消声板孔口处的任何摩擦都必须排除。要检查它们之间是否存在因振动而产生的相对运动,必要时把孔口扩大。在环行部位填以海绵橡胶或类似的材料。(4)进气管道的设计方案:当为进
22、气系统进行设计时,应以发动机进气管的直径作为原始依据,作为参考基准。假设有一个“理论的管道长度”,它比实际管道要长一点。理论管道长度由以下几项组成: 实际测得滤清器前、后管道长度。 对空气动力性能良好的转弯,每一个90的转弯增加1米。所谓空气动力性能良好,是指以尽可能大的半径形成一个慢转弯。如果转弯构成的空气动力性能不好,则增加2米。 对每一个波纹软管相应增加一段长度,所增加的长度等于波纹管长度。理论长度在2米以内时,可用进气管直径作为整个管道的直径。长度超过2米时,理论管道直径比发动机上进气管的直径大,数值见表2-5。理论管路长比发动机进气管直径应增大的尺寸大于2m至4m大于4m至6m 大于
23、6m至10m大于10m至15m10mm20mm30mm40mm表2-5 波纹软管进气管直径增大尺寸 废气涡轮增压器以高的内部流速工作,因此连接处的直径不能作为进气管的直径。考虑到增压比、发动机的功率输出和气体流速之间的密切联系,建议以功率输出作为设计管路的基本参数。表2-6列出了增压发动机进气系统最小管道截面面积的随理论管路长度而变的具体数值。可作为指导性资料。理论管路长度进气系统需要的最小截面面积至2mm大于2mm至4mm大于4mm至6mm大于6mm至10mm大于10mm至15mm0.55cm2/kW(0.4cm2/HP)0.60cm2/kW(0.45cm2/HP)0.70cm2/kW(0.
24、5cm2/HP)0.75cm2/kW(0.55cm2/HP)0.85cm2/kW(0.6 cm2/HP)表2-6 进气系统最小截面面积举例:所拟系统如图2-2所示。从进气管进口处到空滤器出口处的总长是0.9m。其中包括一个长0.3m的波纹式软管和一个45的转弯。在空滤器前面有一个管路的延伸部位总长0.5m。并包括一个90转弯。进气管的直径是70mm。其理论管道长度确定如下:a 0.9m+0.5m=1.40m测量长度;b 0.5m+1.00m=1.50m因有45 +90 转弯而附加的长度;c 0.3m在测量长度内有波纹式软管需附件的长度。以上计算的理论管长是3.2m,在2至4m范围内。因此,进气
25、管的直径应选70mm+10mm=80mm。过度连接出要用一个15的接头。4 4、 气的受热气的受热在一些异常的情况下,进气能被加热到比环境温度高10(最大值)。应在进气支管的入口处测量。当空滤器进口至进气支管之间的温度能排除时,则只需在空滤器进口处测量。空滤器(1)概述:废气从发动机排气管排出,在多数情况下,需要装一个消音器以降低噪音,这些特殊需要,导致了排气系统中的阻力增加,但此阻力必须不超过进、排气管的阻力测量和允许阻力一节表中所规定的允许总阻力。排气系统的总阻力由转弯和消音器及其它部分的阻力构成。(2)确定排气管道尺寸与管道阻力:发动机排气管的内径是设计排气管道尺寸的参数,排气管以外部分
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