第三节柴油机的换.ppt

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1、第三节第三节 柴油机的换气与增压柴油机的换气与增压一、柴油机的换气：柴油机每完成一个工作循环都必须把废气排出气缸，并把新鲜空一、柴油机的换气：柴油机每完成一个工作循环都必须把废气排出气缸，并把新鲜空气吸入气缸，从排气过程、扫气过程到进气过程结束的整个气体交换过程称为气吸入气缸，从排气过程、扫气过程到进气过程结束的整个气体交换过程称为换气过换气过程程。换气过程的质量将影响柴油机的功率、经济性、可靠性以及排气污染，是柴油机。换气过程的质量将影响柴油机的功率、经济性、可靠性以及排气污染，是柴油机工作优劣的先决条件。工作优劣的先决条件。1 1换气过程：由于四冲程柴油机进排气过程是分别在两个过程中完成的

2、，新气与废换气过程：由于四冲程柴油机进排气过程是分别在两个过程中完成的，新气与废气互不掺混，因而其换气质量较高。而二冲程机换气时间短，换气与排气同时进行，气互不掺混，因而其换气质量较高。而二冲程机换气时间短，换气与排气同时进行，新气与废气掺混，换气质量差，缸内新气少，残留废气多。所以二冲程机对换气型式新气与废气掺混，换气质量差，缸内新气少，残留废气多。所以二冲程机对换气型式要求较高。要求较高。二冲程机常见的换气形式一般为：二冲程机常见的换气形式一般为：(1)(1)简单横流扫气简单横流扫气：如图：如图2-6(a)2-6(a)，进气，进气口位于汽缸中心线的两侧，空气从进气口一侧沿汽缸中心线向上，然

3、后在靠近燃烧室口位于汽缸中心线的两侧，空气从进气口一侧沿汽缸中心线向上，然后在靠近燃烧室部位回转到排气口一侧，再沿汽缸中心线向下把废气从排气口清扫出汽缸。部位回转到排气口一侧，再沿汽缸中心线向下把废气从排气口清扫出汽缸。(2)(2)回流式扫气回流式扫气：如图：如图2-6(b)2-6(b)所示，进排气口在气缸下部同一侧且进气口在排气口的上所示，进排气口在气缸下部同一侧且进气口在排气口的上方，进气沿活塞顶面向对侧的缸壁流动，到气缸盖再转向下流动，把废气从排气口清方，进气沿活塞顶面向对侧的缸壁流动，到气缸盖再转向下流动，把废气从排气口清扫出气缸。在船用大型柴油机中，扫出气缸。在船用大型柴油机中，MA

4、NMAN、KZKZ型柴油机为回流式扫气。型柴油机为回流式扫气。(3)(3)半回流扫气半回流扫气：如图如图2-6(c)2-6(c)，进气口布置在排气口的下方及两侧，气流在缸内的流动特征兼有横流与，进气口布置在排气口的下方及两侧，气流在缸内的流动特征兼有横流与回流的特点。某些早期的半回流扫气形式，在排气管中装有回流控制阀。在船用大型回流的特点。某些早期的半回流扫气形式，在排气管中装有回流控制阀。在船用大型柴油机中柴油机中sulzerRDsulzerRD，RNDRND，RLARLA，RLBRLB等型柴油机均为半回流扫气形式。等型柴油机均为半回流扫气形式。(4)(4)直流扫气直流扫气：如图：如图2-6

5、(d)2-6(d)，气缸下部均布一圈进气口，在气缸口有一圈排气阀，气缸下部均布一圈进气口，在气缸口有一圈排气阀(1(16 6个个)。空气从气缸下部进气口进入气缸，沿气缸中心线上行驱赶废气从气缸盖上的排气。空气从气缸下部进气口进入气缸，沿气缸中心线上行驱赶废气从气缸盖上的排气阀排出气缸。该扫气型式使空气与废气不易掺混，扫气效果较好。同时排气阀的启闭阀排出气缸。该扫气型式使空气与废气不易掺混，扫气效果较好。同时排气阀的启闭由排气凸轮控制，不受活塞运动的限制，所以排气阀可以与进气阀同时关闭。在船用由排气凸轮控制，不受活塞运动的限制，所以排气阀可以与进气阀同时关闭。在船用柴油机中柴油机中B BW W、

6、UECUEC等机型是传统的排气阀等机型是传统的排气阀扫气口直流扫气式柴油机。现代船用超扫气口直流扫气式柴油机。现代船用超长行程柴油机长行程柴油机MANMANB BW MCW MCMCEMCE、sulzersulzer RTA RTA机型也是排气阀机型也是排气阀扫气口直流扫气式扫气口直流扫气式柴油机。柴油机。2 2换气机构换气机构：保证柴油机按规定顺序和时刻完成进、排气过程的机构称：保证柴油机按规定顺序和时刻完成进、排气过程的机构称配气机构配气机构。通。通常是由常是由气阀机构、气阀传动机构、凸轮轴和凸轮轴传动机构组成的气阀机构、气阀传动机构、凸轮轴和凸轮轴传动机构组成的。二冲程气口换气。二冲程气

7、口换气的柴油机不需用专门的换气机构，而四冲程柴油机和二冲程气口一气阀式直流扫气柴的柴油机不需用专门的换气机构，而四冲程柴油机和二冲程气口一气阀式直流扫气柴油机则是通过专门的换气机构来完成的，它是这类型柴油机的重要组成部分。油机则是通过专门的换气机构来完成的，它是这类型柴油机的重要组成部分。四冲程柴油机四冲程柴油机曲轴转两转气阀应开关一次，即要求凸轮轴转一转。因此，齿轮传动要曲轴转两转气阀应开关一次，即要求凸轮轴转一转。因此，齿轮传动要使曲轴与凸轮轴之间的转速比为使曲轴与凸轮轴之间的转速比为2 2：1 1。为保证曲轴与凸轮轴之间的。为保证曲轴与凸轮轴之间的“正时正时”关系，防关系，防止相对位置装

8、错，在传动齿轮上打有互相啮合的装配记号。大型低速二冲程柴油机因止相对位置装错，在传动齿轮上打有互相啮合的装配记号。大型低速二冲程柴油机因曲轴在凸轮轴之间的距离较远，转速低，多采用链条传动。曲轴在凸轮轴之间的距离较远，转速低，多采用链条传动。二、柴油机的增压：随着生产的发展，一方面要求柴油机的功率适应增加的负荷的要二、柴油机的增压：随着生产的发展，一方面要求柴油机的功率适应增加的负荷的要求，另一方面又要把柴油机的重量和尺度限制在一定范围内。为此就要求在单缸容积求，另一方面又要把柴油机的重量和尺度限制在一定范围内。为此就要求在单缸容积内增加进气量，从而相应的多喷入燃油，以提高柴油机的功率。内增加进

9、气量，从而相应的多喷入燃油，以提高柴油机的功率。柴油机中把用增加进柴油机中把用增加进气压力来提高功率的方法称之为增压气压力来提高功率的方法称之为增压。为此必须装设一个压气泵。如果压气泵是由柴。为此必须装设一个压气泵。如果压气泵是由柴油机带动的，则进气压力的提高会使柴油机消耗于压力泵的功率增多。一般用这种机油机带动的，则进气压力的提高会使柴油机消耗于压力泵的功率增多。一般用这种机械增压的压力不会超过械增压的压力不会超过0.170.17103kPa103kPa。柴油机的排气温度还很高柴油机的排气温度还很高(约为约为400400500)500)，约含燃油燃烧所发出热量的，约含燃油燃烧所发出热量的1/

10、31/3，而且该，而且该能量品质较高。如果把废气能量充分利用起来，使之用于涡轮增压器，则能量品质较高。如果把废气能量充分利用起来，使之用于涡轮增压器，则涡轮增压器涡轮增压器既可使柴油机的功率增加，又可提高柴油机的经济性既可使柴油机的功率增加，又可提高柴油机的经济性。将柴油机排出的废气送入涡轮机中，使涡轮机高速回转带动离心式压气机工作，将柴油机排出的废气送入涡轮机中，使涡轮机高速回转带动离心式压气机工作，从而提高进气压力以实现增压，该方式称之为废气涡轮增压。废气涡轮机和压气机同从而提高进气压力以实现增压，该方式称之为废气涡轮增压。废气涡轮机和压气机同称为称为废气涡轮增压器。废气涡轮增压器。废气涡

11、轮增压系统废气涡轮增压系统1.1.废气涡轮增压的两种基本形式废气涡轮增压的两种基本形式1)1)定压涡轮增压定压涡轮增压2)2)脉冲涡轮增压脉冲涡轮增压2.2.废气涡轮增压系统废气涡轮增压系统1 1）单独增压系统）单独增压系统2 2）串联增压系统）串联增压系统3 3）串联旁通增压系统）串联旁通增压系统4 4）并联增压系统）并联增压系统三三.增压器的喘振增压器的喘振当增压器压气机流量减少到一定限度，压气机的工作就会变得极不稳定，气流产生强当增压器压气机流量减少到一定限度，压气机的工作就会变得极不稳定，气流产生强烈脉动，排出压力忽高忽低，压气机产生强烈振动，并发出沉重的喘息声和吼叫声，烈脉动，排出压力忽高忽低，压气机产生强烈振动，并发出沉重的喘息声和吼叫声，这种现象称为这种现象称为增压器的喘振增压器的喘振引起增压器的喘振的原因引起增压器的喘振的原因增压系统与柴油机配合失调增压系统与柴油机配合失调柴油机在低速高负荷下运行柴油机在低速高负荷下运行脉冲增压系统一缸熄火或各缸负荷严重不均脉冲增压系统一缸熄火或各缸负荷严重不均运行中的暂时失配运行中的暂时失配环境温度的变化环境温度的变化