主推进动力装置全书课件.ppt

《主推进动力装置全书课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《主推进动力装置全书课件.ppt（271页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、主推进动力装置全书主推进动力装置全书课件课件活塞组的管理及维护要点n磨合n运行管理 滑油压力和温度n良好的润滑n检修2连杆组的管理与维护连杆杆身 n十字头式柴油机的连杆一般很少出现故障；n筒状活塞式连杆杆身有时会疲劳裂纹和弯曲.3连杆组的管理与维护连杆螺栓连杆螺栓重要性-断裂损坏后机废人忘n断裂原因断裂原因疲劳损坏+螺帽没有锁紧n管理注意事项管理注意事项1.按说明书规定的预紧度紧固2.安装后确认3.检修时注意检查连杆螺栓，探伤42.3.4 故障管理及维护n连杆组的管理与维护连杆组的管理与维护n曲轴组的管理与维护n轴瓦的管理与维护连杆杆身十字头滑块和导板十字头滑块和导板连杆小端轴承连杆螺栓5连杆

2、组的管理与维护十字头滑块和导板n工作条件与活塞运动规律相同，但工作条件好；上、下止点时敲击，会出现偏磨和疲劳碎裂偏磨和疲劳碎裂。n原因偏磨：安装不正，轴承偏磨，间隙不合；碎裂：安装、润滑；白合金浇铸不良，超负荷白合金浇铸不良，超负荷n办法定期检查间隙，润滑和工作表面；注意倾听声响62.3.4 故障管理及维护n连杆组的管理与维护连杆组的管理与维护n曲轴组的管理与维护n轴瓦的管理与维护连杆杆身十字头滑块和导板连杆小端轴承连杆小端轴承连杆螺栓7连杆组的管理与维护连杆小端轴承n工作条件轴承负荷大、润滑条件差轴承负荷大、润滑条件差，易出故障。n办法注意润滑82.3.4 故障管理及维护n连杆组的管理与维护

3、n曲轴组的管理与维护曲轴组的管理与维护n轴瓦的管理与维护9曲轴组的管理与维护n海上营运船舶检验规程要求海上营运船舶检验规程要求1.轴颈有无擦伤、蚀坑、机械损伤和磨损情况，曲轴吊起时检查轴颈的圆度和圆柱度；2.检查轴颈特别是圆角及油孔附近有无裂纹，必要时进行探伤；3.检查红套或配合处有无松弛或位移现象。4.检查分段式曲轴的法兰连接及组装式曲柄臂与平衡重块的紧固是否可靠。10曲轴组的管理与维护n曲轴常见缺陷 曲轴磨损曲轴挠曲曲轴塑性弯曲曲轴断裂曲轴红套滑移11曲轴组的管理与维护n曲轴磨损1.曲柄销与主轴颈磨损2.曲柄销磨损量大于主轴颈曲柄销磨损量大于主轴颈3.中间主轴颈比两端的大4.活塞不正、连杆

4、弯曲、油道杂质，产生磨损不均5.熔着磨损(对曲轴损伤最大)图图2-80 2-80 曲轴轴颈测量曲轴轴颈测量12曲轴组的管理与维护n曲轴挠曲图图2-81 2-81 曲轴轴线挠曲曲轴轴线挠曲图图2-82 2-82 挠曲与臂距差挠曲与臂距差a)下弧线弯曲；b)上弧线弯曲13曲轴组的管理与维护n曲轴塑性弯曲1.某缸爆发压力长期过大2.因机座变形3.各主轴承颈同轴度误差较大14曲轴组的管理与维护n曲轴断裂曲轴断裂原因：主轴承磨损不均，船体及机座变形扭转共振爆发压力太高或因轴承烧熔曲轴材料缺陷设计，制造质量低由于润滑油变质15曲轴组的管理与维护n曲轴疲劳损坏断面特征 疲劳损坏断面示意图 16曲轴组的管理与

5、维护疲劳损坏的形式（1）弯曲疲劳损坏特征位置：首先产生在曲柄销圆角或主轴颈圆角处，然后向向曲柄臂曲柄臂发展原因：曲轴轴线不直，在回转中产生交变的弯曲应力（很少发生在未经长期使用的柴油机上）（2）扭转疲劳损坏特征位置：多从油孔或圆角处开始，向与轴线成与轴线成45角的方向向轴颈向轴颈发展原因：扭转应力和扭转振动附加扭转应力过大（柴油机（柴油机运转初期）运转初期）17小结n扭矩、扭振的计算及测量方法比较成熟弯曲多于扭转破坏。n曲轴材料的缺陷也是导致疲劳损坏的原因之一 n滑油变质、进水，使轴颈油孔或圆角腐蚀，发生腐蚀疲劳损坏。n注意检查曲轴轴线的状态、轴颈与下瓦的贴合情况n要尽快越过临界转速区，注意对

6、扭转振动减振器的检查和保养n要注意化验滑油和利用分油机分离滑油18曲轴组的管理与维护曲轴红套滑移 n组合式曲轴的曲柄臂与轴颈红套套合处相对位置发生变化n原因：由于曲轴受到过大的冲击性扭矩引起的（爆发压力过高、发生拉缸及轴承烧熔）192.3.4 故障管理及维护n连杆组的管理与维护n曲轴组的管理与维护n轴瓦的管理与维护轴瓦的管理与维护20轴瓦的管理与维护1）拉毛与划伤（滑油中混入了硬质异粒）2）磨料或熔着磨损（细小的杂质+频繁起动）3）偏磨（轴颈或轴承孔的圆柱度、同轴度不高或发生变形）4）咬粘（轴承间隙+滑油T，P和流量+超负荷+.）5）龟裂或疲劳剥落（轴承合金疲劳强度低，太厚，过载，温度高，轴承

7、表面负荷分布不匀）6）轴瓦表面出现针状大面积麻点或滴状、条状剥落（产生腐蚀和气蚀）21轴瓦的管理与维护的要点n滑油滤清效果、温度、压力和流量，装配时的清洁质量，n避免长时间过载或频繁起动n要提高轴颈和轴承孔几何精度，保证轴承间隙n采用疲劳强度高的合金材料、薄壁轴瓦n保证滑油粘度，采用防泡性较好的滑油n防止燃烧产物混入滑油，经常检查滑油质量22曲柄连杆机构的管理要点（1）轴承换新后要经过2h磨合运行方可投入正常运转（规定的除处）。（2）对三层合金轴承表面不能用布重擦，以免损坏很薄的镀层。（3）要定期进行曲轴箱检查，检查内容主要有：n导板与滑块间隙、各种轴承间隙等n各种螺栓的固紧情况（可用小锤敲击

8、螺母发出的声音判断）n油流情况，滑油泵开动，根据油流的快慢判断轴承状态n滑油变质情况、各部件外观有无异常和裂纹等多项内容（4）要注意触摸曲轴箱的温度和倾听运转声音（5）认真监视滑油压力和温度，定期化验滑油。2324复习回顾n活塞组的管理与维护活塞组的管理与维护n连杆组的管理与维护连杆组的管理与维护n曲轴组的管理与维护n轴瓦的管理与维护2526主要固定件气缸套气缸体机架机座主轴承贯穿螺栓气缸大型低速柴油机中小型柴油机 机座/油底壳主轴承贯穿螺栓机体作用：构成两个工作空间，支承机件和附属设备272.4 柴油机的主要固定件中小型柴油机机体与机座示意图中小型柴油机机体与机座示意图1-机座；2-机体；3

9、-气缸盖大型低速柴油机机体机座示意图大型低速柴油机机体机座示意图1-机座；2-机架；3-气缸体；4-气缸盖；5-扫气箱282.4 柴油机的主要固定件n工作条件气体力和惯性力，承担全部机件的重量。周期性变化的侧推力所产生的倾覆力矩；惯性力的作用使它产生振动；多缸柴油机纵向受到空间力系和力矩作用；贯穿螺栓和连接螺栓的安装应力；热应力；水、油、气的腐蚀。292.4 柴油机的主要固定件n要求1.足够的刚度，使变形小，保证配合和精确的位置2.足够的强度，避免运行中局部发生裂纹和损坏3.机架、机座要尺寸小、重量轻4.便于内部运动机件的拆装和检修5.各结合面、检修道门要密封性好302.4 柴油机的主要固定件

10、n机体机体机体机体=机架机架+扫气箱扫气箱+气缸体气缸体 L-MC系列柴油机气缸体、机架和机座连接 1、10-螺钉；2-锁紧垫片；3-保护架；4-下螺母；5-贯穿螺栓下面部分；6-连接套；7-贯穿螺栓上面部分；8-上螺母；9-保护罩；11-气缸体；12-机架；13-机座 L-MC型柴油机机架1-上面板；2-导板；3-活塞冷却油管插入孔；4-贯穿螺栓孔；5-横向隔板；6-链条箱；7-检修通道；8-侧板；9-底板312.4 柴油机的主要固定件n机座机座（Bedplate）L-MC型柴油机机座1、2-纵梁；3-横梁；4-油底壳；A-功率输出端；B-自由端 322.4 柴油机的主要固定件地脚螺栓n有水

11、平垫和垂直垫两种（1：100）；n采用球面螺母和球面垫球面螺母和球面垫或平面螺母与两个球面平面螺母与两个球面垫垫n如采用螺栓固定时，其紧配螺栓的数量一般不少于总数的15%33贯穿螺栓贯穿螺栓S-MC-C型柴油机的双贯穿螺栓 342.4 柴油机的主要固定件n故障与维护严防曲轴箱爆炸要及时曲轴箱各壁面道门和密封盖板漏泄定期检查机座内、外表面，底脚螺栓贯穿螺栓按说明书的规定上紧，防止横向振动3536Rotating Piston(旋转式活塞)nSulzer ZA40 diesel engine3738392.2.3 气缸（Cylinder）n气缸：气缸体和气缸套气缸套组成n气缸体：单体式，分组式和整

12、体式 大尺寸单体式或分组式 （制造、拆装和维修方便制造、拆装和维修方便）中小型整体式 （减小尺寸和重量、增加刚度减小尺寸和重量、增加刚度）在中小型柴油机中，气缸体不仅做成整体，而且与机架或曲轴箱制成一体，称为机体402.2.3 气缸（Cylinder）n气缸=气缸套+气缸体 412.2.3 气缸（Cylinder）42中小型柴油机的机体43The reasons for manufacturing the liner separately1.The liner can be manufactured using a superior material to the cylinder block

13、.While the cylinder block is mode from a grey cast iron,the liner is manufactured from a cast iron alloyed with chromium(铬),vanadium（钒）and molybdenum（钼）.(cast iron contains graphite,a lubricant.The alloying elements help resist corrosion and improve the wear resistance at high temperatures.)2.The cy

14、linder liner will ware with use,and therefore may have to be replaced.The cylinder jacket lasts the life of engine.3.At working temperature,the liner is a lot hotter than the jacket.The liner will expand more and is free to expand diametrically and lengthwise.If They were cast as one piece,then unac

15、ceptable thermal stresses would be set up,causing facture of the material.4.Less risk of defects.The more complex the casting,the more difficult to produce a homogenous(纯)casting with low residual stresses.Pls translate above!442.2.3 气缸（Cylinder）n气缸的功用气缸的功用n气缸工作条件 n气缸套的要求及材料n气缸套的结构形式45气缸的功用及工作条件n气缸套

16、的功用与缸盖、活塞共同构成气缸工作空间；筒形活塞柴油机的气缸套承受活塞侧推力，成为活塞往复运动的导程；将活塞组件及本身的热量传给冷却水，使之工作温度适当；二冲程柴油机的气缸套布置有气口，由活塞启闭，实现配气。462.2.3 气缸（Cylinder）n气缸的功用n气缸工作条件气缸工作条件 n气缸套的要求及材料n气缸套的结构形式47气缸的功用及工作条件n气缸套的工作条件1.高温高压燃气直接作用,产生较大的机械应力与热应力;2.与活塞高速滑动摩擦,产生摩擦和弯曲3.活塞对缸套的侧推力，活塞撞击;4.腐蚀,穴蚀；5.安装预紧力。482.2.3 气缸（Cylinder）n气缸的功用n气缸工作条件 n气缸

17、套的要求及材料气缸套的要求及材料n气缸套的结构形式492.2.3 气缸（Cylinder）n对气缸套的要求对气缸套的要求1.强度2.刚度3.耐热性能4.耐磨性能5.工作中良好的润滑与冷却6.一定的粗糙度,圆度和圆柱度精度7.可靠的气封和水封502.2.3 气缸（Cylinder）n气缸套的材料气缸套的材料1.常用材料有灰铸铁、耐磨合金（含硼、钡、钛、磷、铌等）铸铁和球墨铸铁2.内表面镀铬、氮化、磷化、表面淬火、喷镀耐磨合金等,提高耐磨性和抗腐蚀性。筒状活塞式柴油机为消除穴蚀损坏现象，增加筒状活塞式柴油机为消除穴蚀损坏现象，增加刚性，减小活塞与气缸套的配合间隙以减小振刚性，减小活塞与气缸套的配合

18、间隙以减小振动，冷却系统的正确设计。动，冷却系统的正确设计。512.2.3 气缸（Cylinder）n气缸的功用n气缸工作条件 n气缸套的要求及材料n气缸套的结构形式气缸套的结构形式52气缸套的的结构形式(冷却形式)a)湿式气缸套；b)干式气缸套；c)带冷却水套式气缸套 各自特点各自特点?53气缸套的的结构形式(冷却形式)干式特点：（适用于大批量生产的小型柴油机）n优点：缸套可以很薄，节省材料n缺点：缺点：缸套外表面与缸体内孔加工精度度高湿式特点：（应用最广泛）n优点：冷却效果良好，制造方便；n缺点：要求可靠的冷却水密封缺点：要求可靠的冷却水密封冷却水套式特点：n避免缸体受冷却水的腐蚀n冷却水

19、腔布置合理，中下部温度较高减少腐蚀磨损n降低气缸体高度，简化结构减轻重量，对超长行程尤其有利 542.2.3 气缸（Cylinder）n强载度较高的柴油机气缸套早期低功率缸套解决方法钻孔冷却5556572.2.3 气缸（Cylinder）n缸套润滑二冲程柴油机的注油孔常开设在气口的上方，沿圆周均布610个注油孔(P49)。582.2.3 气缸（Cylinder）n缸套润滑某些燃用含硫量高的劣质燃油的筒状活塞式柴油机，在缸套下部也有注油嘴接头辅助润滑59602.2.2 气缸套010 Cooling jacket 022 Clamp034 Screw 046 Cylinder liner071 O

20、-ring 083 Non-return valve,complete095 O-ring 117 Cooling water connection129 Packing 142 Thrust piece154 Spring 166 Steel ball178 Valve housing 201 O-ring213 Pipe 225 Screw61S-MC-C型柴油机气缸套nPiston Cleaning Ring/Anti Polishing Ring缸套与气缸盖的密封面下移，改善密封面的工作条件和气缸套的工作状况设置一道活塞清洁环活塞清洁环(直径比气缸套的内径略小)，可以除去活塞头部的积炭

21、6263642.2.3 气缸（回顾）n气缸的功用气缸的功用n气缸工作条件 n气缸套的要求及材料n气缸套的结构形式652.2 燃烧室部件2.2.1 燃烧室部件承受的负荷及结构特点2.2.2 活塞组2.2.3 气缸2.2.4 气缸盖气缸盖2.2.5 故障与维护管理66672.2.4 气缸盖(Cylinder Head)682.2.4 气缸盖(Cylinder Head)n气缸盖的类型气缸盖的类型n气缸盖的功用n气缸盖的工作条件n气缸盖要求与材料n典型气缸盖的结构692.2.4 气缸盖(Cylinder Head)n气缸盖的类型1单体式气缸盖2整体式气缸盖3分组式气缸盖?各有什么特点70不同类型气缸

22、盖的特点1.单体式气缸盖优点：密封性好；拆装以及检修均较方便缺点：气缸中心距，柴油机长度和重量2.整体式气缸盖(缸径排气阀,主要因素）进气过程结束时气缸内气体温度的影响(n,p不同,是次要因素)残余废气系数的影响(排气背压v，四冲程很小)柴油机气阀正时的影响117流动阻力分析n要求尽可能增大进气通道截面积f。因此中大型机采用多个进气阀多个进气阀结构n柴油机往往尽可能增大进气阀直径，使进气阀进气阀直径大于排气阀直径直径大于排气阀直径n在中高速时,流动阻力损失占主要流动阻力损失占主要,所以要特别注意进气道的通畅118柴油机气阀正时的影响分析n排气阀提前开（应最佳）n排气阀滞后关(惯性、有利于排气)

23、n进气阀提前开(有利于进气，燃烧室扫气）n进气阀滞后关（n不同应该变化）排气提前角的影响a-最合适；b-过早；c-过晚二冲程柴油机中，受排气阀扫气口正时、清洁程度影响119第二节 换气机构n气阀机构气阀机构n气阀驱动机构n凸轮轴及其传动机构120121一、气阀机构1.气阀的工作条件n气阀承受着很高的热负荷n劣质重油高温腐蚀n气体爆发压力及落座撞击力122气阀组件n不带阀壳气阀组件n带阀壳气阀组件气阀采用耐热耐磨合金钢制造。气阀座圈采用合金铸铁或耐磨合金钢123不带阀壳的气阀组件124带阀壳气阀组件 125具有空气弹簧的液压气阀驱动机构 126气阀结构的特征n气阀与阀座气阀材料耐热合金钢阀座材料

24、合金铸铁或耐热合金钢阀座钻孔水冷（空气槽）阀杆氮化、镀铬、滚压、抛光等工艺127128129130气阀与阀座的配合方式131气阀与阀座配合方式比较全接触式(小高速机)。n优点：接触面大、耐磨、传热好n缺点：易结炭，敲击产生麻点外接触式(0.51.0，强载中速机中)n优点：接触面小，密封性好，内侧不与燃气接触；阀盘拱腰变形增加接触面，减小接触应力增加散热。内接触式(0.20.5，长行程低速柴油机)n优点：接触面小，密封性好。接触面温度低腐蚀小接触面温度低腐蚀小。阀盘周边翘曲增加接触面，减小接触应力增加散热。132气阀弹簧内、外双弹簧结构n每根弹簧负荷尺寸,应力抗疲劳能力n自振频率不同，互相干扰减

25、振n防止自动研磨n防止一根弹簧断裂后卡进另一根弹簧中133气阀导管功用：n承受着摇臂所引起的侧推力n气阀散热间隙要求间隙要求：过小气阀的动作迟滞甚至咬死过大散热不良，横向振动和漏气加剧，甚至可能引起烟灰进人间隙使气阀卡住。134135阀壳紧固螺栓采用柔性螺栓n使阀壳、缸盖等受热零件因受热膨胀不一致而产生的附加应力较小，不易发生蠕变不易发生蠕变而松脱；n阀壳承受着脉动的气体压力，柔性螺栓所受的交变应力变化幅度较普通螺栓小，不易疲劳断不易疲劳断裂裂；n柔性螺栓断面较细表面光滑，结构上力求避免避免应力集中应力集中，疲劳强度较高。136气阀的常见故障及提高气阀工作能力的措施（1）排气阀烧损(排气阀密封

26、不严)由于阀盘温度分布不均匀温度分布不均匀阀盘及阀座密封锥面沉积玻璃状物质剥落沉积玻璃状物质剥落硬质颗粒在闭阀时的撞击密封面出现凹坑密封面出现凹坑（2）排气阀的高温腐蚀（钒、钠和硫钒、钠和硫）（3）气阀密封锥面磨损过快（4）阀盘和阀杆断裂1.气阀间隙，阀杆与导管间隙过大2.阀盘和阀座刚度不足3.气阀和阀座材料性能不合要求4.重油含钒、钠硫多5.超负荷运行或燃烧恶化6.冷却不良7.振动使气阀落座速度过大阀杆与导管间隙过大；阀盘或阀座变形；气阀间隙过大；气阀机构振动137问题n？气阀机构的工作条件如何138提高气阀工作能力的措施n（1）采用水冷式阀座（最新型中速机不用带阀壳的气阀）n（2）安装旋阀

27、器n（3）采用新材料新工艺n（4）阀盘与阀座的密封锥面采用不等的锥角139气阀旋转机构140气阀组件管理维修注意事项n 注意燃油的含钒量n及时对气阀进行检查（注意阀锥面和阀座锥面的角度差）n气阀导管和阀杆的间隙必须合适n更换阀座不能轻率改变阀座材料n阀壳的紧固螺栓不宜拧得过紧（正确的拧紧可能在初期会有少量漏气）1413.2 换气机构n气阀机构n气阀驱动机构气阀驱动机构n凸轮轴及其传动机构142二、气阀驱动机构143144机械式气阀驱动机构凸轮的三种形式145气阀驱动机构的比较（1）机械式气阀驱动机构n气阀间隙作用：弥补气阀及气阀驱动机构受热膨胀过小：因关闭不严漏气气阀烧损漏气新鲜空气，压缩压力

28、，燃烧恶化，排气温度和功率。过大：改变气阀正时；且使气阀落座时撞击速度增大，气阀容易损坏。146液压式气阀驱动机构147气阀驱动机构的比较（2）液压式气阀驱动机构n优点：维护管理和检修拆装方便，不用调整气阀间隙；阀落座速度得以控制，减少阀与阀座的撞击；气阀的开启由推动活塞推动，阀杆作无侧向推力，气阀导管的磨损也减少；采用空气弹簧使气阀结构更为简单可靠。148气阀驱动机构的比较（3）n变排气阀关正时及升程（VEC）系统 1493.2 换气机构n3.2.1 气阀机构n3.2.2 气阀驱动机构n3.2.3 凸轮轴及其传动机构凸轮轴及其传动机构150凸轮轴及其传动机构n凸轮轴：整根或分段n凸轮：可调节

29、/不可调节151凸轮轴传动机构 图4-13 凸轮轴链传动机构152气阀机构的故障(1)阀面和阀座磨损和腐蚀伤痕炭粒或杂质冲刷或在接合面上撞击麻点燃油中的硫、钒和钠的腐蚀(2)阀面与阀座烧损阀座扭曲、偏移、倾斜和失圆(3)阀杆卡紧导管间隙阀杆卡阻导管间隙滑油结焦，沉积物卡住中心线不正(4)阀杆和阀头断裂(频繁撞击+高温)(5)气阀弹簧断裂(振动+材质+工艺)(6)阀壳产生裂纹(固定螺栓拧得太紧)153使用管理注意事项n重装凸轮轴的传动机构必须注意对准其啮合记号n凸轮及其传动机构必须经常检查其润滑的情况n对于链传动机构，必须注意链条的张紧情况n检查和调整气阀正时，必须在检查和调整好气阀间隙后再进行

30、154第四章 换气与增压第一节第一节 柴油机换气过程第二节第二节 换气机构第三节第三节 废气涡轮增压系统和涡轮增压器废气涡轮增压系统和涡轮增压器第四节第四节 增压系统的故障与维护管理1553.3 废气涡轮增压系统和涡轮增压器n柴油机增压概述n提高柴油机有效功率的途径改变柴油机的结构参数，提高工作容积；提高柴油机的转速；提高柴油机的平均有效压力。n柴油机增压方式机械增压（增压压力提高，柴油机消耗功增大）废气涡轮增压复合增压低增压(0.15MPa),中增压(0.150.25MPa)高增压(0.250.35MPa),超高增压(0.35MPa)1561573.3 废气涡轮增压系统和涡轮增压器n废气涡轮

31、增压发展概况增压器发展侧重点倾向提高效率Tk1583.3 废气涡轮增压系统和涡轮增压器n废气涡轮增压技术 废气能量组成分析总可用能=E1+E2 PTE1/（E1+E2）1593.3 废气涡轮增压系统和涡轮增压器1603.3 废气涡轮增压系统和涡轮增压器n废气涡轮增压的两种基本方式 1-进气管；2-涡轮增压器；3-排气总管；4-柴油机1-进气管；2-涡轮增压器；3-排气管；4-柴油机定压增压脉冲增压1613.3 废气涡轮增压系统和涡轮增压器n脉冲涡轮增压柴油机气缸的分组 分组原则：同一组气缸的扫、排气时间相互不重叠或重叠很少。四冲程柴油机：排、扫气持续时间约为240二冲程柴油机：排、扫气持续时间

32、约为120同一组允许最多气缸数i=3。例子：四冲程六缸柴油机(1-5-3-6-2-4)1623.3 废气涡轮增压系统和涡轮增压器n脉冲增压与等压增压的比较 1.在废气能量利用方面（排气可用能的传递效率）脉冲高，但增压度提高，差别不大；2.涡轮增压器的综合效率Tk,脉冲低；3.涡轮增压系统的有效性指标K=ETk，增压度不高时，脉冲大；反之则小。4.部分负荷时K值，pT较低，脉冲大5.扫气性能：脉冲能在较大运转范围内好6.加载性能：脉冲好7.脉冲振动大，布置、构造和加工等要求严格，维护管理不方便1633.3 废气涡轮增压系统和涡轮增压器n废气涡轮增压的其它几种方式 1643.3 废气涡轮增压系统和

33、涡轮增压器三、废气涡轮增压器及增压系统其它部件1废气涡轮增压器2动力涡轮3增压空气冷却器及水雾截留器 1653.3 废气涡轮增压系统和涡轮增压器废气涡轮增压器工作原理结构离心式压气机 轴流式涡轮轴流式废气涡轮离心式压气机轴承气封与油封1661671681691703.3 废气涡轮增压系统和涡轮增压器n轴流式涡轮工作原理1.W1和1取决于u;2.1一定，1取决于u/C1 3.2，C2取决于W2和u 设计工况时，2接近90，C2最小，即余速损失最小。1713.3 废气涡轮增压系统和涡轮增压器n涡轮级中的损失分析在喷咀及动叶中的损失，流速越高，损失越大撞击损失，1与1k不一致(非设计工况)余速损失，

34、C2(非设计工况)漏气、磨擦等1723.3 废气涡轮增压系统和涡轮增压器废气涡轮增压器工作原理结构离心式压气机 轴流式涡轮轴流式废气涡轮离心式压气机轴承气封与油封1733.3 废气涡轮增压系统和涡轮增压器n离心式压气机的工作原理（1）空气在离心式压气机工作过程中的参数变化 进气道1叶轮2扩压器3出气涡壳4 1743.3 废气涡轮增压系统和涡轮增压器n离心式压气机的工作原理（2）1753.3 废气涡轮增压系统和涡轮增压器n离心式压气机的工作原理（3）空气在扩压器中的流动内圈无叶扩压器能使出口气流趋于均匀，有利于叶片扩压器的工作，当偏离设计工况时仍能保持较高的效率。1763.3 废气涡轮增压系统和

35、涡轮增压器n离心式压气机的工作原理（4）压气机中的流动损失1773.3 废气涡轮增压系统和涡轮增压器废气涡轮增压器工作原理结构离心式压气机 轴流式涡轮轴流式废气涡轮离心式压气机轴承气封与油封178轴流式废气涡轮179180181182183184185轴流式和径流式废气涡轮增压器18618776/160柴油机涡轮增压器结构1-涡轮进气壳；2-喷嘴环；3-涡轮；4-排气导流器；5-涡轮排气壳；6-隔热层；7-滤清器；8-消音器；9-进气壳；10-压气机叶轮；11-扩压器；12-蜗牛壳；13-主轴；14-滑动轴承；15-止动环；16-挡油环；17-气封；18-环形空间；19、20、21-通道；22

36、-滑油密封环；23-气封环；24-气封环1883.3 废气涡轮增压系统和涡轮增压器nABB公司VTR454型废气涡轮增压器 1-消音滤清器；2-压气机进气壳；3-叶轮罩壳；4-压气机出气壳；5-扩压器；6-隔热墙；7-涡轮排气壳；8-转子轴；9-气封；10、29-油封；11-进水管；12、28-油位表；13、27-齿轮油泵；14、25-盖板；15、26-注油孔螺钉；16-滚柱轴承；17-出水管；18-涡轮进气壳；19-喷嘴环；20-涡轮叶轮；21-压气机叶轮背气封；22-压气机叶轮；23-向心推力球轴承；X-密封空气通道；Y-平衡腔；Z-平衡通道189轴流式废气涡轮1-工作叶轮；2-喷嘴环；3

37、-废气入口；4-轮盘；5-轴1901911921933.3 废气涡轮增压系统和涡轮增压器n喷咀环与叶片1943.3 废气涡轮增压系统和涡轮增压器废气涡轮增压器工作原理结构离心式压气机 轴流式涡轮轴流式废气涡轮离心式压气机轴承气封与油封195离心式压气机1963.3 废气涡轮增压系统和涡轮增压器废气涡轮增压器工作原理结构离心式压气机 轴流式涡轮轴流式废气涡轮离心式压气机轴承气封与油封1973.3 废气涡轮增压系统和涡轮增压器1983.3 废气涡轮增压系统和涡轮增压器废气涡轮增压器工作原理结构离心式压气机 轴流式涡轮轴流式废气涡轮离心式压气机轴承气封与油封199气封与油封装置2003.3 废气涡轮

38、增压系统和涡轮增压器三、废气涡轮增压器及增压系统其它部件1废气涡轮增压器2动力涡轮动力涡轮3增压空气冷却器及水雾截留器 2013.3 废气涡轮增压系统和涡轮增压器n动力涡轮2023.3 废气涡轮增压系统和涡轮增压器三、废气涡轮增压器及增压系统其它部件1废气涡轮增压器2动力涡轮3增压空气冷却器及水雾截留器增压空气冷却器及水雾截留器 2033.3 废气涡轮增压系统和涡轮增压器n增压空气冷却器及水雾截留器空冷器冷却效果分析：空冷器冷却效果分析：1）提高空气密度，降低燃油消耗率2）降低工作循环的温度，防止热负荷过高。水雾截留器作用：水雾截留器作用：使增压空气内的水与气分离，防止水被带入气缸2043.3

39、 废气涡轮增压系统和涡轮增压器四、柴油机增压系统（diesel engine+compressor+turbocharger+cooler+others）根据增压所需能量来源：机械增压（耗功，只用于压比不高时）纯废气增压复合增压1、四冲程柴油机增压系统（不增设辅助气泵）2、二冲程柴油机增压系统（涡轮与压气机平衡矛盾较大）2053.3 废气涡轮增压系统和涡轮增压器n二冲程柴油机增压系统 二冲程柴油机要实现纯废气涡轮增压较困难靠进排气压差进行，压差小了就无法换气新废气掺混，增压空气消耗量较大新废气掺混，涡轮进口温度低，可用能小没有因活塞推挤而增加的废气能量 2063.3 废气涡轮增压系统和涡轮增压

40、器1）纯废气涡轮增压系统-直流扫气中应用直流扫气使用纯废气增压的原因：直流扫气使用纯废气增压的原因：n采用排气阀，管路布置紧凑，能有效利用脉冲能；n排气阀提前角可调大，使可用能增多。现在大型低速二冲程柴油机均采用直流扫气：现在大型低速二冲程柴油机均采用直流扫气：n纯废气涡轮增压，高增压（现在等压增压）n在低负荷起动时必须辅以电动鼓风机不用动力涡轮不用动力涡轮n加长活塞有效行程，减小排气阀开启角n采用大压缩比n采用大的过量空系数2073.3 废气涡轮增压系统和涡轮增压器2）复合增压系统（1）串联旁通增压系统（2）并联增压系统 1-涡轮2-压气机3-中冷器4-扫气箱5-电动鼓风机6-扫气室7-气水

41、分离器a-单向阀主要优点：利用扫气室中空气压力的变化，防止废气倒冲，有利于扫气208209喘振210二冲程与四冲程柴油机进气特性差异二冲程与四冲程柴油机进气特性差异 主要与转速有关，与压差不大主要与转速有关，与压差不大与转速无关，与压差有关与转速无关，与压差有关2112123.4 增压系统的故障与维护管理三、增压系统的故障1增压压力低于正常值(1)增压器n和P都下降1）涡轮获得的能量偏少。废气通道污阻、漏气2）压气机、涡轮的效率下降3）增压器转动阻力变大4）涡轮的通流能力变大(2)增压器n不变，而P下降增压空气泄漏2133.4 增压系统的故障与维护管理2增压压力高于正常值(1)柴油机方面，使涡

42、轮获得的能量过多。(2)增压系统方面，涡轮的通流面积减小，可用焓降增加2143.4 增压系统的故障与维护管理3增压器强烈振动1）涡轮动叶片折断。2）燃烧产物附着在涡轮动叶上造成不平衡。2153.4 增压系统的故障与维护管理4增压器轴承损坏n滚动体和内外圈滚道上工作表面的疲劳点蚀。润滑油清洁程度不够和品质达不到要求，会使滚动轴承使用寿命大大缩短，增压器可靠性变差。n滑动轴承烧毁往往是由于滑油压力过低、油量不足或断油，油质不洁和油中混入金属屑等机械杂质所造成的。轴承烧毁时增压器转速急速下降、增压压力降低、滑油温度升高、并出现异常的响声和振动。2163.4 增压系统的故障与维护管理一、离心式压气机的

43、工作特性二、增压系统运行的基本规律1、二冲程主柴油机增压系统运行的基本规律2、四冲程柴油机增压系统运行的基本规律三、增压系统的故障四、增压系统的维护管理四、增压系统的维护管理 2173.4 增压系统的故障与维护管理四、增压系统的维护管理1增压器轴承的维护管理（1）油的清洁度；（2）油的品质严格按规定使用；（3）定期更换。2.增压系统主要部件的清洗3.增压器的拆装218Chapter 5 燃油喷射与燃烧燃油喷射与燃烧燃油与燃油添加剂燃油的喷射喷油泵及喷油器混合气的形成和燃烧混合气的形成和燃烧故障与维护管理219混合气的形成和燃烧一、燃油的雾化一、燃油的雾化二、燃烧室三、混合气的形成四、柴油机对燃

44、烧过程的要求五、燃烧过程六、影响燃烧过程的因素七、控制燃烧过程的措施220一、燃油的雾化1、油雾的形成2、喷雾特性雾化质量n雾化细度：油粒平均直径 n雾化均匀度：直径差 几何形状 n锥角：油束的扩散能力和紧密程度 n射程L：油束的贯穿距离 2213、影响雾化的主要因素喷油压力：喷油压力：喷油压力增大时，雾化质量提高 喷孔直径：喷孔直径：增大，雾化细度和均匀度下降，但L增大而减小 喷孔孔数：喷孔孔数：总通流面积不变时，喷孔越多，其直径越小。雾化细度和均匀性提高、增大，但L下降 燃油粘度：燃油粘度：粘度增加时，流动性差，分裂较困难，故雾化不良喷射背压：喷射背压：喷射背压增加雾化质量提高，变大L缩短

45、222混合气的形成和燃烧一、燃油的雾化二、燃烧室二、燃烧室三、混合气的形成四、柴油机对燃烧过程的要求五、燃烧过程六、影响燃烧过程的因素七、控制燃烧过程的措施2234.4 混合气的形成和燃烧二、燃烧室二、燃烧室1、燃烧室、燃烧室(combustion chamber)燃烧室直喷式分隔式开式燃烧室半开式燃烧室涡流式燃烧室预燃式燃烧室224开式燃烧室开式燃烧室主要靠空间雾化混合，靠燃油的喷射喷注形状与燃烧室要很好配合不组织进气涡流或组织弱进气涡流 滞燃期可燃混合气较多，因此工作较粗暴，机械负荷大过量空气系数必须较大经济性好对燃油品质及转速较敏感 起动性能好。相对散热面积F/V小，易起动 225226

46、半开式燃烧室半开式燃烧室组织空气涡流对燃油喷射系统的要求较低球型燃烧室（油膜蒸发混合）特点：n工作柔和、无烟、性能指标好。n空气利用率高，过量空气系数较低，已降至1.1。n 冷起动比较困难。n对增压适应性差。因增压后供油量大油膜厚，影响混合气形成n在大缸径柴油机上应用困难。2272282分隔式燃烧室分隔式燃烧室229230涡流室式燃烧室涡流室式燃烧室对喷油系统要求更低适应高转速过量空气系数很小柴油机工作平稳柔和相对散热面积大，节流损失大，燃油消耗率高起动性能差，往往用电热塞帮助起动 231232分隔式燃烧室的特点分隔式燃烧室的特点n因空气流速高，燃油与空气混合良好，空气利用率高，因此过量空气系

47、数小，烟色较好。n 主燃烧室内压力升高率较低，因此工作平稳，噪音较低。n对转速与燃油品质不敏感。n散热损失，节流损失均较大，因而其经济性差，冷起动困难。233混合气的形成和燃烧一、燃油的雾化二、燃烧室三、混合气的形成三、混合气的形成四、柴油机对燃烧过程的要求五、燃烧过程六、影响燃烧过程的因素七、控制燃烧过程的措施234柴油机对混合气形成的要求柴油机对混合气形成的要求n在极短时间内，燃气混合。n要适当减少着火前的供油量，避免工作粗暴。同时加速中、后期的混合和燃烧速度。n要充分利用燃烧室内的一切空气，使活塞顶隙、气阀坑等的空间尽量小，以提高实际的过量空气系数。n充分利用进气涡流，尽量组织挤压涡流，

48、要喷油，气流和燃烧室三者配合。2352.混合气形成的方式与特点混合气形成的方式与特点1)空间混合型/雾化混合型：压力高，孔多直径小，油找气不组织进气涡流，因而柴油机的经济性较好供油设备要求高，故障较多发动机工作易粗暴2)油膜混合型n气找油n工作柔和，燃烧压力和最高燃烧温度不高，NOx排放较低n对喷射系统的要求较低，故喷射系统故障较少n受油和气变动的影响大，燃烧稳定性差，冷起动困难n对活塞壁面的温度控制要求较高3)雾化油膜混合型2363影响混合气形成的因素影响混合气形成的因素（1）燃油的雾化质量（2）燃烧室空气涡流（3）喷油器喷孔数目及孔径（4）压缩终点的缸内热状态（5）燃烧室类型2374.4

49、混合气的形成和燃烧一、燃油的雾化二、燃烧室三、混合气的形成四、柴油机对燃烧过程的要求四、柴油机对燃烧过程的要求五、燃烧过程六、影响燃烧过程的因素七、控制燃烧过程的措施2384.4 混合气的形成和燃烧四、柴油机对燃烧过程的要求n燃烧完全n燃烧迅速及时n燃烧过程平稳不粗暴n空气利用率高研究气缸内的燃烧过程放热规律已成为分析或评价燃烧过程的品质常用的有效方法之一2392404.4 混合气的形成和燃烧一、燃油的雾化二、燃烧室三、混合气的形成四、柴油机对燃烧过程的要求五、燃烧过程五、燃烧过程六、影响燃烧过程的因素七、控制燃烧过程的措施241五、燃烧过程滞燃期：准备，短好急燃期：等容燃烧缓燃期：放热量大

50、温升快 压力下降后燃期：不利，短好压力升高率决定了柴油机燃烧过程的柔和性压力升高率决定了柴油机燃烧过程的柔和性 242燃烧过程的放热规律燃烧过程的放热规律1-ab:时间短放热率高，预混合燃烧（急燃期）2-bc:放热量大时间长，扩散燃烧（缓燃期）3-cd:膨胀行程，放热量很小（后燃期）2434.4 混合气的形成和燃烧一、燃油的雾化二、燃烧室三、混合气的形成四、柴油机对燃烧过程的要求五、燃烧过程六、影响燃烧过程的因素六、影响燃烧过程的因素七、控制燃烧过程的措施244六、影响燃烧过程的因素1燃油品质：燃油品质：十六烷值适当高好，低速机对十六烷值不如高速机敏感，换油时注意改变供油提前角。2换气质量：换