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經(jīng)典word整理文檔,僅參考,雙擊此處可刪除頁眉頁腳。本資料屬于網(wǎng)絡(luò)整理,如有侵權(quán),請聯(lián)系刪除,謝謝!第一章柴油機(jī)的基本知識117第2節(jié)柴油機(jī)熱力循環(huán)24考點(diǎn)1:內(nèi)燃機(jī)理論循環(huán)的基本形式及其特點(diǎn)14題1.研究理論循環(huán)的目的(1)用比較簡單的理論公式來說明各基本熱力學(xué)參數(shù)間的關(guān)系,從而找出提高理論循環(huán)熱效率和理論循環(huán)平均壓力的基本途徑。(2)確定極限的循環(huán)熱效率,用以判斷實(shí)際內(nèi)燃機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和工作過程的完善程度。(3)有利于比較各種熱力學(xué)循環(huán)的經(jīng)濟(jì)性和動力性。2.對內(nèi)燃機(jī)的理想循環(huán)作的簡化假定(1(2)在整個循環(huán)中,工質(zhì)數(shù)量保持不變,不更換,故無進(jìn)、排氣過程及漏氣損失。(3)壓縮與膨脹過程為絕熱過程,與外界沒有熱交換,也不存在摩擦。(4)不考慮燃燒過程,用假想的定容放熱和定容或定壓加熱來代替實(shí)際的換氣和燃燒過程。3.內(nèi)燃機(jī)的三種理論循環(huán)(1)等容加熱循環(huán)。等容循環(huán)也叫奧托(Otto)循環(huán),是各種汽油機(jī)、煤氣機(jī)的熱力學(xué)計(jì)算基礎(chǔ)(某(2)等壓加熱循環(huán)。等壓循環(huán)也叫狄塞爾(Diesel)循環(huán),早期的空氣噴射式柴油機(jī)即近似按此循環(huán)工作。(3Sabathe4.內(nèi)燃機(jī)理論循環(huán)的熱效率混合加熱循環(huán)的理論熱效率η隨壓縮比ε、壓力升高比λ和絕熱指數(shù)κ的增加而提高,隨初期膨脹比tρ的減小而提高。上述三種理論循環(huán)的熱效率,若循環(huán)加熱量Q與循環(huán)最高壓力p相同,則定壓加熱循1z環(huán)的熱效率最高,混合加熱循環(huán)次之;若Q與ε相同,則定容加熱循環(huán)的熱效率最高,混合加熱循環(huán)次之。1當(dāng)代高增壓柴油機(jī)的最高爆發(fā)壓力p已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)高的限度(如15MPaz的柴油機(jī)以定壓燃燒循環(huán)的工作熱效率最高。考點(diǎn)2:柴油機(jī)的理論循環(huán)和實(shí)際循環(huán)的差別題在柴油機(jī)的實(shí)際工作循環(huán)中存在著許多理論循環(huán)中不曾考慮的損失,使實(shí)際工作循環(huán)無論如何也達(dá)不到理論循環(huán)那樣高的工作指標(biāo)。為了改善實(shí)際循環(huán),減少與理論循環(huán)指標(biāo)的差異,應(yīng)分析比較兩種循環(huán)的差異所在以及引起各種損失的原因。1.工質(zhì)的影響理論循環(huán)中的工質(zhì)是理想氣體,而實(shí)際循環(huán)中的工質(zhì)是空氣和燃燒產(chǎn)物。2.燃燒損失Q1由此必然存在著在膨脹中仍進(jìn)行燃燒的后燃現(xiàn)象,以及因供氣不足而存在的燃燒不完全現(xiàn)象。3.氣缸壁的傳熱損失理論循環(huán)中不計(jì)工質(zhì)與氣缸壁間的熱交換,而簡化為絕熱壓縮和絕熱膨脹。實(shí)際循環(huán)中無論在壓縮過程或膨脹過程,缸內(nèi)工質(zhì)與缸壁之間均存在著復(fù)雜的熱交換過程,均為多變過程,壓縮或膨脹初期(考慮后燃)工質(zhì)吸熱,壓縮或膨脹后期工質(zhì)向外散熱,而且其總趨勢均向缸壁散熱。4.換氣損失理論循環(huán)是由熱源混合加熱和向冷源等容放熱,無須進(jìn)行工質(zhì)替換。而實(shí)際循環(huán)必須排出廢氣并吸入新鮮空氣。在排氣中由于排氣閥提前開啟而使膨脹終點(diǎn)溫度提高,膨脹功減少,再加上進(jìn)、排氣過程所消耗的功,使得換氣損失在柴油機(jī)的各項(xiàng)損失中影響較大,而且是不可避免的,它也降低了實(shí)際循環(huán)的做功能力。5.其他損失如工質(zhì)漏泄損失、工質(zhì)的渦動損失,以及因?qū)嶋H燃燒速度與活塞高速運(yùn)動間的配合不當(dāng)而偏離理論的等壓加熱、等容加熱過程等,均造成實(shí)際循環(huán)做功能力下降。1才在柴油機(jī)實(shí)際循環(huán)的各項(xiàng)損失中不可避免或不可控制的且影響較大的一項(xiàng)損失是(第3節(jié)題1.平均指示壓力p(1)定義i平均指示壓力是氣缸中假定的一個不變的平均壓力,它推動活塞在一個行程內(nèi)所作的功與一個工作循環(huán)的指示功L相等,把這個假定不變的壓力稱為平均指示壓力。i(2)影響p的因素ip將隨著增壓壓力i的提高成比例的增大。在增壓柴油機(jī)中,p受最大熱應(yīng)力的限制。i②過量空氣系數(shù)α值。當(dāng)每循環(huán)噴油量不變時,隨著增壓壓力的提高,α也隨之變大。這意味著空氣燃料比逐漸變大。在α<2以前,隨著α的增大,混合氣中氧氣成分加大,促進(jìn)了燃燒的改善,p值也隨著iα的提高而提高。當(dāng)α>2或更大時,使混合氣逐漸變稀,p值將不再增加甚至反而下降。iαpi工質(zhì)混合不好,所需的α值大,則p值小。i④換氣質(zhì)量。柴油機(jī)的換氣質(zhì)量越好,氣缸中殘余廢氣越少,燃燒速度越高,p值也越大。i⑤燃燒完善程度。柴油機(jī)燃燒完善程度受換氣質(zhì)量、壓縮終點(diǎn)溫度、最大噴油壓力、燃油霧化質(zhì)量及燃油與空氣如何混合等因素的影響??傊?,燃燒完善程度愈好,p值也就愈大。ipp值直接表示了ii柴油機(jī)氣缸做功能力的大小,因此在多缸柴油機(jī)中,它是衡量各缸負(fù)荷均勻性的唯一可靠的參數(shù)。2.指示功率p指示功率是指發(fā)動機(jī)單位時間內(nèi)作用于活塞上的指示功。i3.有效功率P和機(jī)械損失功率Pem從柴油機(jī)曲軸飛輪端處測量的功率稱為有效功率,用P表示。也可以說是指示功率減去機(jī)械損失功率eP所剩的功率。m機(jī)械損失功率P是能量傳遞過程中損失掉的功率,其中包括:m(1)摩擦損失。摩擦損失是指克服柴油機(jī)各相對運(yùn)動部件表面摩擦力所消耗的功率。經(jīng)驗(yàn)表明,最主55%~65%,而軸承處的摩擦損失占35%~45%。現(xiàn)代新型二沖程柴油機(jī)主要采取減少活塞環(huán)數(shù)目和改善氣缸潤滑的措施,從而降低活塞與缸套之間的摩擦損失。(2)帶動輔助機(jī)械所消耗的功率。柴油機(jī)本身帶動的噴油泵、注油器、空氣分配器、氣閥傳動機(jī)械和輔助掃氣泵等均需消耗一部分功率。(3)泵氣損失。即進(jìn)、排氣過程中所引起的損失,這種損失只產(chǎn)生在非增壓四沖程柴油機(jī)中。4.機(jī)械效率ηm柴油機(jī)的機(jī)械損失的大小一般不用它的絕對值P表示,而常用機(jī)械效率η來表示。機(jī)械效率η是柴m油機(jī)輸出軸端獲得的有效功率與氣缸內(nèi)發(fā)出的指示功率的比值。mm故有效功率P也可由指示功率Pi和機(jī)械效率η求得,即em=2PPηeim目前船用柴油機(jī)的機(jī)械效率為70%~92%。機(jī)械效率η的大小不僅決定于設(shè)計(jì)和制造質(zhì)量,還受柴油機(jī)負(fù)荷、轉(zhuǎn)速、滑油溫度和冷卻水溫度等因m素的影響。轉(zhuǎn)時機(jī)械效率η=0。m如p保持不變,即負(fù)荷不變,當(dāng)轉(zhuǎn)速提高時,由于摩擦損失增大(P或pimm-速對摩擦損失的影響很復(fù)雜,通常柴油機(jī)的η值,在出廠時以ηn曲線形式給出。mmη。但若溫度過m2高使油膜遭到破壞和過熱,則將會因破壞了正常潤滑狀態(tài)而大大降低η,甚至引起重大運(yùn)轉(zhuǎn)事故。m5.平均有效壓力pe平均有效壓力p是一個假定不變的力,它推動活塞在一個膨脹行程內(nèi)所做的功,與一個循環(huán)中曲軸所e輸出的有效功相等。6.指示耗油率gi柴油機(jī)的指示耗油率g表示單位指示功率每小時的耗油量。i7.指示熱效率ηi指示熱效率是柴油機(jī)的實(shí)際循環(huán)指示功與得到此指示功所消耗的燃料熱量之比值。8.有效耗油率ge柴油機(jī)的有效耗油率g表示單位有效功率每小時的耗油量。e9.有效熱效率ηe有效熱效率是柴油機(jī)的實(shí)際循環(huán)有效功與得到此有效功所消耗的燃料熱量之比值。2題1.最高爆發(fā)壓力pz燃燒過程中氣缸內(nèi)工質(zhì)的最高壓力稱最高爆發(fā)壓力p。p是柴油機(jī)周期性變化的機(jī)械負(fù)荷的主要外力,zz它引起各受力部件的應(yīng)力和變形,造成疲勞破壞、磨損和振動。2.排氣溫度tr非增壓柴油機(jī)的排氣溫度指排氣管內(nèi)廢氣的平均溫度,增壓柴油機(jī)的排氣溫度指氣缸蓋排氣道出口處廢氣的平均溫度。在船舶上通常用排氣溫度衡量熱負(fù)荷的大小。通常船用柴油機(jī)排氣溫度的最高值應(yīng)低于550℃。3.活塞平均速度Cm在曲軸一轉(zhuǎn)兩個行程中活塞運(yùn)動的平均值稱為活塞平均速度Vm。如果柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速為n(/min塞的行程為S(mS(mC可以提高柴油機(jī)的功率,但零m件的機(jī)械負(fù)荷、熱負(fù)荷同時增加,機(jī)件的磨損也相應(yīng)增加,因而靠提高Vm來提高功率是有限的。4.行程缸徑比S/D行程缸徑比是柴油機(jī)的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)之一。S/DC及缸徑為Dm定值的條件下,S/對柴油機(jī)的影響有:(1)影響柴油機(jī)的尺寸和重量。S/增大,則柴油機(jī)的寬度、高度及重量均相應(yīng)增加。(2)影響柴油機(jī)負(fù)荷。缸內(nèi)氣體壓力不直接受S/S/的增加而減小。(3)影響熱負(fù)荷。S/D增大,氣缸散熱面積增大,熱負(fù)荷將減小,同時影響燃燒室各部件的傳熱量分配比例。(4)影響混合氣形成。S/增大,燃燒室余隙高度增大,對混合氣形成有利。(5)影響掃氣效果。S/增大,因氣流在缸內(nèi)流動路線長將降低掃氣效果,但此影響隨掃氣形式不同各異。如對直流掃氣的影響較小,允許使用較大的S/值,而對彎流掃氣的影響較大,其使用的S/通常不高于2.2。(6)影響曲軸剛度。S/增大使曲柄半徑變大,曲軸軸徑的重疊度降低,曲軸剛度下降。(7S/5.強(qiáng)化系數(shù)p.Cem.強(qiáng)化系數(shù)pC系用來表示柴油機(jī)所受熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷兩方面的綜合強(qiáng)烈程度。em6.壓縮比ε壓縮比是一個對柴油機(jī)性能影響很大的結(jié)構(gòu)參數(shù),它的影響主要表現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)性、燃燒與啟動及機(jī)械負(fù)荷等方面。題1.現(xiàn)代柴油機(jī)提高功率的途徑(1)增大氣缸直徑和行程S增大氣缸直徑和行程SS3加會使活塞平均速度C增加,從而增加了機(jī)件的運(yùn)動慣性力,即增加了機(jī)械應(yīng)力。機(jī)械應(yīng)力的增加會導(dǎo)致m柴油機(jī)壽命的下降,因此就限制了活塞行程增加的程度。(2)增加氣缸數(shù)目i12及形20加曲軸的長度,使曲軸剛度下降,容易發(fā)生事故,因此增加缸數(shù)也有一定的限度。(3)增加每轉(zhuǎn)的工作行程數(shù)m增加每轉(zhuǎn)的工作行程數(shù)m=2。但雙作用式的構(gòu)造復(fù)雜,維修不便,故逐漸淘汰了。(4)提高柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速n提高柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速n也是增加功率的有效辦法,最近大功率船用中速柴油機(jī)發(fā)展的速度很快,其轉(zhuǎn)速均在300~600/min之間(多為400~500/min(5)提高平均有效壓力pe目前提高柴油機(jī)整機(jī)功率已不再從上述各方面下工夫,而主要靠提高平均有效壓力p。而平均有效壓e2力ppη)的提高主要可通過提高機(jī)械效率η和平均指示壓力p兩條途徑來實(shí)現(xiàn)。eim2.現(xiàn)代柴油機(jī)提高經(jīng)濟(jì)性的主要途徑mi(1)用定壓渦輪增壓系統(tǒng)(又稱等壓渦輪增壓系統(tǒng))和高效率渦輪增壓器在高增壓柴油機(jī)上采用定壓渦輪增壓系統(tǒng)代替脈沖渦輪增壓系統(tǒng)是一種發(fā)展趨勢,同時提高增壓器效率,改進(jìn)增壓器與柴油機(jī)的配合,都可顯著降低燃油消耗率。/(2)增加行程缸徑比SD/增大SD一方面可增加燃?xì)獾呐蛎浌?,另一方面可在保持活塞平均速度C不變的情況下大幅度降低柴m油機(jī)轉(zhuǎn)速,由此顯著提高螺旋槳效率。(3)提高最高爆發(fā)壓力p和平均有效壓力p之比ze/ppze現(xiàn)代船用柴油機(jī)分別采取了增大P和降低pp已增大到13~15MPa18MPap,zeze即降功率使用。(4)增大壓縮比ε在高增壓柴油機(jī)上為了保證部件有足夠的機(jī)械強(qiáng)度,過去一貫采用的措施是通過降低壓縮比以限制p,z但由此也降低了經(jīng)濟(jì)性,顯然,這種措施已不符合現(xiàn)代柴油機(jī)的發(fā)展需求。現(xiàn)代船用柴油機(jī)根據(jù)理論循環(huán)的研究仍然采用了適當(dāng)增大壓縮比的措施。(5)采用可變噴油正時()機(jī)構(gòu)噴油泵采用機(jī)構(gòu)在部分負(fù)荷時可保持最高爆發(fā)壓力基本不變,從而改善了部分負(fù)荷時的運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)濟(jì)性。(6)努力提高機(jī)械效率ηm現(xiàn)代柴油機(jī)采用短裙活塞,并由5道活塞環(huán)減為4道活塞環(huán),盡量減少活塞的摩擦損失,以提高機(jī)械效率。由此可使機(jī)械效率提高到93%。(7)采用動力渦輪系統(tǒng)(TCS系統(tǒng))現(xiàn)代大型低速柴油機(jī)由于廢氣渦輪增壓器效率的大幅度提高,使得在柴油機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時可利用部分柴油機(jī)排氣帶動一個專設(shè)的動力渦輪,并將其所做的功通過齒輪傳送給曲軸。(8)軸帶發(fā)電機(jī)()70或可通過可控硅變頻裝置保證發(fā)出電壓和頻率穩(wěn)定不變。(9)柴油機(jī)廢熱再利用例如柴油機(jī)排氣、缸套冷卻水以及空冷器冷卻水熱量的開發(fā)與利用。1.熱負(fù)荷4柴油機(jī)的熱負(fù)荷是指燃燒室等接觸高溫的部件因承受高溫而降低或喪失其工作能力,或零部件各部分之間的溫度分布不均勻,存在著溫度差,引起熱應(yīng)力和熱變形。熱負(fù)荷是指受熱部件所受熱應(yīng)力、熱流量等的強(qiáng)烈程度。柴油機(jī)熱應(yīng)力隨熱流密度q、壁面厚度δ、材料的線性膨脹系數(shù)α、材料的彈性系數(shù)E的增大而增大。當(dāng)q一定時,柴油機(jī)受熱部件壁面越厚,其部件的熱應(yīng)力越大;而對于一定的壁厚δ,柴油機(jī)受熱部件熱應(yīng)力與受熱部件的熱流密度q成正比。在船舶上,輪機(jī)管理人員根據(jù)柴油機(jī)的排氣溫度來判斷柴油機(jī)熱負(fù)荷的高低,這是最實(shí)用和直接的方法。因?yàn)樵谡G闆r下,當(dāng)柴油機(jī)循環(huán)噴油量增加(熱負(fù)荷相應(yīng)也提高)時,燃燒室部件的溫度和排氣溫度都增加。燃燒室部件在交變的熱應(yīng)力作用下產(chǎn)生的疲勞叫熱疲勞。這種疲勞均產(chǎn)生于燃燒室高溫表面壓、拉應(yīng)力的交替變化。如果局部在高溫下產(chǎn)生“蠕變,繼而產(chǎn)生塑性變形,當(dāng)停車或負(fù)荷降低壁面溫度降低時,因塑性變形處無法恢復(fù)原狀而產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力。由此,形成了壓、拉應(yīng)力的交替。由于該交變應(yīng)力的變化周期與轉(zhuǎn)速無關(guān)而只取決于啟動-停車或負(fù)荷變化周期,因而此種交變應(yīng)力亦稱低頻應(yīng)力。由熱疲勞引起的裂紋,通常從高溫觸火面開始,逐漸發(fā)展形成疲勞破壞。如:柴油機(jī)氣缸蓋底座孔之間、氣缸蓋與氣缸套接合的圓角處、氣口邊緣、噴油孔邊緣等觸火面處的裂紋。2.機(jī)械負(fù)荷油機(jī)的機(jī)械負(fù)荷主要來自氣體壓力、慣性力、裝配預(yù)緊力,以及由振動、變形引起的附加應(yīng)力等。柴油機(jī)的機(jī)械負(fù)荷有兩大特點(diǎn):其一為周期交變;其二為具有沖擊性。(1)氣體力柴油機(jī)工作中氣缸內(nèi)的氣體壓力是周期變化的,其最大值為最高爆發(fā)壓力,變化頻率與單位時間內(nèi)的循環(huán)次數(shù)有關(guān),即與轉(zhuǎn)速有關(guān),因而由氣體力產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力亦稱高頻應(yīng)力。由高頻應(yīng)力產(chǎn)生的疲勞又稱高頻疲勞損壞或脈動應(yīng)力疲勞。零件的機(jī)械應(yīng)力與爆發(fā)壓力pz機(jī)的最大爆發(fā)壓力pp值必須加以限制,使其控制在允許的zz范圍內(nèi)。由氣體力在燃燒室各部件內(nèi)產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力具有下述不同性質(zhì)。①活塞頂:觸火面為壓應(yīng)力;冷卻面為拉應(yīng)力。②氣缸蓋:觸火面為壓應(yīng)力;冷卻面為拉應(yīng)力。④氣缸套:在內(nèi)、外表面產(chǎn)生切向應(yīng)力與徑向應(yīng)力。其中,觸火面切向應(yīng)力最大,冷卻面切向應(yīng)力最小,但均為拉應(yīng)力。觸火面徑向應(yīng)力最大為壓應(yīng)力,冷卻面徑向應(yīng)力為零。研究指出,機(jī)械應(yīng)力與部件壁厚成反比,即壁厚δ越大,機(jī)械應(yīng)力越小。(2)運(yùn)動機(jī)件的慣性力活塞組件在缸內(nèi)的運(yùn)動是一種變速往復(fù)運(yùn)動,因而必然產(chǎn)生往復(fù)慣性力P。j研究指出,活塞組件的往復(fù)慣性力也是一種周期交變的機(jī)械力,其大小與活塞組件的質(zhì)量和曲軸轉(zhuǎn)速的平方成正比。顯然,由往復(fù)慣性力P產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力也稱為高頻應(yīng)力。對于中、高速四沖程柴油機(jī),活j塞組件的往復(fù)慣性力是一種不可忽視的機(jī)械負(fù)荷,有關(guān)部件的損壞多與此負(fù)荷有關(guān)。(3)安裝應(yīng)力作用在氣缸蓋和氣缸套上的安裝應(yīng)力均與預(yù)緊力成正比,與零件壁厚成反比。因而在安裝工作中,安裝預(yù)緊力不要過大,否則將產(chǎn)生過大的安裝應(yīng)力。δ成反比,即壁厚δ越大,機(jī)械應(yīng)力越小。因而從降低機(jī)械應(yīng)力的觀點(diǎn)看,應(yīng)力求增大壁厚,但由此將使壁面的熱應(yīng)力增大,所以對燃燒室部件不能采取厚壁結(jié)構(gòu),合理解決這一技術(shù)難題的措施是采用“薄壁強(qiáng)背”結(jié)構(gòu)。所謂薄壁就是燃燒室部件的受熱面要薄,以減少壁面熱應(yīng)力,而強(qiáng)背就是在薄壁的背面設(shè)置強(qiáng)有力的支撐,以降低其機(jī)械應(yīng)力。現(xiàn)代新型柴油機(jī)采用的鉆孔冷卻結(jié)構(gòu)是薄壁強(qiáng)背結(jié)構(gòu)的一種最好形式。題517題1.氣缸蓋損壞的原因(1鼻梁區(qū)產(chǎn)生熱疲勞裂紋是四沖程柴油機(jī)氣缸蓋較為常見的損壞形式,產(chǎn)生熱疲勞裂紋是由于受熱面的溫度超過材料的使用極限而發(fā)生蠕變,引起塑性變形。當(dāng)氣缸蓋在冷熱交替情況下工作時,受熱面的收縮因塑性變形而受阻,從而產(chǎn)生殘余拉伸應(yīng)力。(2)機(jī)械疲勞。氣缸蓋底板在缸內(nèi)氣體壓力作用下發(fā)生周期性彎曲變形,其最大拉伸應(yīng)力發(fā)生于底板的內(nèi)側(cè)表面,閥孔尖角處應(yīng)力集中嚴(yán)重,再加上熱應(yīng)力(底板內(nèi)側(cè)表面所受熱應(yīng)力也為拉伸應(yīng)力)的作用,于是機(jī)械疲勞裂紋以此尖角為起點(diǎn),沿閥孔周圍逐漸向受熱面擴(kuò)展而裂穿。此種疲勞僅有一條主裂紋。(3)腐蝕疲勞。冷卻水中含有各種酸根離子和溶解氧將對金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕和氧化,金屬晶界是首先被腐蝕和氧化的部位。氣缸蓋裂紋可以采用滲透探傷或水壓試驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)壓力0.7MPa)等方法檢驗(yàn)。2.氣缸蓋損壞的檢驗(yàn)(1)開車前沖車時,觀察示功閥有無水汽、水珠噴出。如有,表明氣缸蓋可能產(chǎn)生了裂紋。(2)運(yùn)轉(zhuǎn)中,觀察冷卻水壓力是否波動,冷卻水出口溫度是否升高,冷卻水柜水位是否正常;滑油中是否有水,油位是否升高。如有,表明氣缸蓋或氣缸套存在問題。(3)吊缸時,活塞頂部有積水或銹痕,表明氣缸蓋有裂穿現(xiàn)象。2題1.氣缸套的磨損在正常情況下,缸套的磨損速度很小,當(dāng)鑄鐵氣缸套的磨損率不大于0.1mm/kh,或鍍鉻氣缸套的磨損率不大于0.01~0.03mm/kh,且缸套內(nèi)圓表面磨損較均勻能夠保證良好的密封和潤滑時,我們稱之為正常磨損。氣缸套的磨損規(guī)律是:氣缸套沿軸線方向(縱截面)呈錐形,即上部磨損比下部大,其正常磨損最嚴(yán)重的位置是在活塞到達(dá)上止點(diǎn)時,第一道活塞環(huán)對應(yīng)的部位,往往形成磨脊。根據(jù)磨損機(jī)理不同,可將磨損分為熔著磨損、磨料磨損和腐蝕磨損三種。腐蝕磨損和所用燃油的硫分含量有很大關(guān)系。近年來,由于使用高含硫量燃油(有時達(dá)5航行節(jié)能(此時柴油機(jī)的負(fù)荷低,氣缸套表而溫度也低)等措施的實(shí)施,使腐蝕磨損問題變得更為突出。適當(dāng)提高冷卻水溫度,采用適當(dāng)堿度和數(shù)量的氣缸潤滑油,將氣缸潤滑油孔設(shè)在氣缸套的較高位置,使氣缸潤滑油注入氣缸時能沿氣缸內(nèi)表面圓周均勻分布,這些措施都能使腐蝕磨損減輕。2.氣缸套的穴蝕在氣缸套外表面冷卻壁上出現(xiàn)的蜂窩狀小孔群損傷現(xiàn)象稱為穴蝕。它是由空泡腐蝕和電化學(xué)腐蝕兩種因素共同作用下形成的。一般在閉式循環(huán)淡水冷卻的柴油機(jī)中,缸套穴蝕主要由空泡引起;在開式海水冷卻的柴油機(jī)中,缸套穴蝕則主要以電化學(xué)腐蝕為主。穴蝕在筒形活塞式柴油機(jī)中比較普遍。(1)電化學(xué)腐蝕。在氣缸套冷卻水側(cè)形成電化學(xué)腐蝕的條件是大量存在的。淡水是弱電解質(zhì)溶液,海水是強(qiáng)電解質(zhì)溶液。而缸套材料不論是鑄鐵還是合金鑄鐵,它們各處組織并不完全相同,這樣在水中就構(gòu)成了許許多多微電池,產(chǎn)生了電化學(xué)腐蝕--微電池腐蝕。(2)空泡腐蝕。筒形活塞式柴油機(jī)的氣缸套受到活塞側(cè)推力的作用,當(dāng)活塞側(cè)推力方向改變時,活塞對缸套產(chǎn)生撞擊,引起缸套局部的高真空和高壓。當(dāng)水中壓力降低到該溫度下飽和蒸汽壓力以下時,冷卻水蒸發(fā)和溶于水中的空氣析出而形成空泡。此外,冷卻水在流動中,由于方向和流速的突然變化,會引起壓力的變化。當(dāng)壓力低于當(dāng)時溫度下水的飽和壓力時,也會汽化產(chǎn)生空泡。當(dāng)空泡受到高壓沖擊而爆破時,就在破裂區(qū)附近產(chǎn)生高壓波,它以極短的時間作用在很小的范圍內(nèi),對缸壁有強(qiáng)烈的破壞能力。(3)防穴蝕措施。為了避免穴蝕,就要防止電化學(xué)腐蝕和空泡形成。在防止電化學(xué)腐蝕方面,常采用在缸體上安裝防腐蝕鋅板,或在冷卻水中加入緩蝕劑和防銹油。也有的柴油機(jī)在壁面上鍍防腐金屬、涂樹脂薄膜、進(jìn)行離子轟擊。為了防止空泡形成,或增加缸壁厚度;提高缸套支撐剛度及增加支撐數(shù)量;減少缸套的軸向支撐距離;減小活塞與缸套的裝配間隙;采用寬敞合理的冷卻水腔與結(jié)構(gòu),使水流平順;向水中加添加劑,提高冷卻水的消振性能;使冷卻水系統(tǒng)具有合理的冷卻水溫度和必要的壓力。3題61.活塞裂紋活塞裂紋及裂縫多數(shù)出現(xiàn)在活塞頂面、環(huán)槽、銷孔和冷卻側(cè)加強(qiáng)筋等處。筒形活塞的銷座處也因機(jī)械應(yīng)力過大容易產(chǎn)生裂紋。2.活塞頂?shù)臒龘p活塞頂金屬材料有時會逐漸被燒蝕,使活塞頂越來越薄,強(qiáng)度越來越差。3.活塞的磨損活塞的磨損包括活塞本體、活塞環(huán)和活塞銷的磨損。活塞本體的磨損主要發(fā)生在裙部、環(huán)槽和銷座上。(1)活塞外圓的表面磨損活塞外圓的表面磨損是指活塞裙部的磨損。中小型四沖程筒形活塞式柴油機(jī)的裙部磨損發(fā)生在左右方向上,磨損后出現(xiàn)橢圓度,即橢圓的短軸在左右方向上。(2)活塞環(huán)槽平面的磨損活塞環(huán)槽磨損是指環(huán)槽上下端面的磨損。環(huán)槽中的平面磨損,不僅增加了活塞環(huán)天地方向的間隙,而且因磨損不均勻,引起環(huán)槽平面不平而使活塞環(huán)天地間隙(平面間隙)不均勻,從而造成漏氣,使得氣缸內(nèi)壓縮壓力和爆發(fā)壓力下降,滑油與燃油容易進(jìn)入間隙形成積炭,環(huán)槽過度磨損還會使活塞環(huán)在環(huán)槽中產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)與彎曲甚至斷裂或黏住而失去彈性。(3)活塞銷座的磨損活塞銷座磨損后使銷孔呈橢圓形狀,即上下方向直徑增大,沿銷軸線方向還可能會出現(xiàn)錐度,使銷軸中心線發(fā)生傾斜。4.活塞環(huán)的異常磨損、黏著和折斷(10.3~0.5mm/kh,活塞環(huán)的厚度也基本上均勻,這樣的磨損是正常磨損。(2徑向運(yùn)動和圓周向轉(zhuǎn)動的。假如活塞環(huán)區(qū)形成沉積物,并壓進(jìn)了活塞環(huán)槽的間隙中,沉積物就可能固化,阻止活塞環(huán)在槽中運(yùn)動。(3)活塞環(huán)的折斷?;钊h(huán)的折斷多出現(xiàn)在上面幾道活塞環(huán)中,有的從環(huán)端附近斷裂,有的斷成幾段甚至折斷成小碎塊。環(huán)斷后不但影響燃燒室的密封性,而且碎塊也容易進(jìn)入增壓器,使增壓器損傷。5.活塞組的管理(1)磨合。在柴油機(jī)制造完工或新?lián)Q了氣缸套與活塞環(huán)時,在運(yùn)轉(zhuǎn)初期由于新的摩擦表面尚未獲得所需的形狀和粗糙度,耐磨表層也沒有形成;若一開始就加至使用負(fù)荷,將會因漏氣等原因,使工作表面遭到嚴(yán)重?fù)p傷甚至不能繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。因此在投入正常運(yùn)轉(zhuǎn)前必須經(jīng)過一個逐漸加負(fù)荷的過程,這個逐漸加負(fù)荷的過程稱為磨合。(2)嚴(yán)格控制柴油機(jī)的運(yùn)行參數(shù)在所規(guī)定的范圍內(nèi)。(3)良好的潤滑,特別是要確?;钊M和氣缸之間的良好潤滑。供油量和滑油的品質(zhì)都要保證。(4)定期吊缸檢修時,仔細(xì)觀察活塞組的狀況并測量有關(guān)的尺寸數(shù)據(jù)?;钊h(huán)搭口間隙測量。方法是將清洗干凈的活塞環(huán)平放在氣缸下部磨損最小的部位(行程中直徑最小處)用塞尺進(jìn)行測量。對大型二沖程柴油機(jī),應(yīng)將環(huán)放在氣口以下部位。環(huán)的圓度(漏光)檢查,也稱密封性檢查。主要檢查環(huán)與氣缸套的貼合情況。將活塞環(huán)裝于規(guī)定直徑的量規(guī)或標(biāo)準(zhǔn)氣缸中進(jìn)行漏光檢查。每處漏光弧長不得超過30°,整個圓周漏光弧長相加不超過90°,且在環(huán)搭口附近30°范圍內(nèi)不得漏光。題1題1.作用(1(2)通過連桿,把作用在活塞上的氣體力和慣性力傳給曲軸,使曲軸對外輸出功。2.工作條件(1)在工作時連桿承受由活塞傳來的氣體壓力和活塞連桿組的往復(fù)慣性力的作用;7(2(3)連桿大、小端軸承與曲柄銷、十字頭銷(或活塞銷)會產(chǎn)生摩擦與磨損。題連桿的受力情況隨機(jī)型的不同而不同,在二沖程柴油機(jī)中連桿大部分時間受壓,小部分時間受拉;二沖程增壓柴油機(jī)連桿始終受壓;在四沖程機(jī)中,在排氣行程末期和進(jìn)氣行程初期的一段曲軸轉(zhuǎn)角內(nèi),由于向上的慣性力大于氣體力,使連桿受拉,而在其余時刻均受壓,所以在四沖程柴油機(jī)中,連桿有時受拉,有時受壓。1.筒形活塞式柴油機(jī)連桿由于連桿在擺動平面內(nèi)的運(yùn)動速度較大,產(chǎn)生的慣性力和彎矩也大,另外,連桿在其擺動平面內(nèi)承受的彎曲應(yīng)力遠(yuǎn)大于與擺動平面垂直的平面內(nèi)承受的彎曲應(yīng)力,所以為了減輕重量和提高抗壓穩(wěn)定性及抗彎能力,連桿桿身一般做成工字形斷面,也使材料利用比圓形斷面連桿更充分。其大端與桿身做成一體,采用水平剖面(通常稱為車用式有些大功率中速柴油機(jī)為了便于吊缸,將連桿主桿與大端軸承分開。這樣既有利于加大曲柄銷直徑,也有利于從氣缸內(nèi)將活塞連桿組一同吊出,且不擾及大端軸承,給檢修工作提供了一些方便。通過改變連桿下腳板墊片的厚度還可以調(diào)整壓縮比。這種結(jié)構(gòu)常稱為海軍式大端或船用式大端。大功率中速的制造加工及維護(hù)完全一樣,而且在檢修其中一根連桿時,不用擾及另一根連桿。2.十字頭式柴油機(jī)連桿大型低速十字頭式柴油機(jī)連桿,其運(yùn)動速度較低,慣性力較小,為便于加工,桿身通常做成圓形中空截面。大小端與主桿的連接方式有三種:(1)大小端與桿身完全分開制造,大端軸承與桿身間有墊片可調(diào)整壓縮比。(2)小端軸承座與主桿鍛成一體,大端與主桿分開制造,大端軸承與桿身間有墊片可調(diào)整壓縮比,結(jié)構(gòu)較緊湊,桿長可縮短,適合于較長沖程機(jī)型。(3)大小端軸承座均與桿身鍛成一體,連桿最短,適合于超長沖程機(jī)型,以降低發(fā)動機(jī)高度,由于連桿長度縮短,也增大了十字頭軸承的擺動角,使軸承的潤滑條件得到了改善。但不能用上述方法調(diào)整壓縮比,一般可在活塞桿與十字頭銷之間增減墊片來調(diào)整壓縮比。8題連桿螺栓是連桿大小端軸承座與軸承蓋的重要連接件。二沖程柴油機(jī)的連桿螺栓在工作中只受裝配預(yù)緊力的作用;而四沖程柴油機(jī)的連桿螺栓在工作中除受預(yù)緊力外,還在排氣沖程后期和進(jìn)氣沖程前期受到慣性力的作用,使得連桿螺栓處于交變的拉伸和彎曲載荷的作用下,工作條件最惡劣的時刻發(fā)生在換氣上止點(diǎn),柴油機(jī)轉(zhuǎn)速越高螺栓受力越嚴(yán)重,所以大端螺栓在工作中受力最為嚴(yán)重的是高速四沖程柴油機(jī)。除此之外,連桿螺栓還受到大端變形所產(chǎn)生的附加彎矩作用。連桿螺栓一旦斷裂損壞必將產(chǎn)生機(jī)毀的嚴(yán)重事故。因此,必須在材料選用、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、加工工藝和裝配質(zhì)量以及維護(hù)管理等各個方面來保證連桿螺栓的工作可靠性。題題1.作用(1)通過連桿將活塞的往復(fù)運(yùn)動變成回轉(zhuǎn)運(yùn)動;(2)把各缸所做的功匯集起來向外輸出;(3)帶動柴油機(jī)的附屬設(shè)備,如噴油泵、氣閥、啟動空氣分配器、離心式調(diào)速器,在中、小型柴油機(jī)中,還帶動滑油泵、燃油泵、冷卻水泵、空氣壓縮機(jī)等。2.工作條件(1)受力復(fù)雜。曲軸工作中受到各缸交變的氣體力、往復(fù)慣性力和離心力以及它們產(chǎn)生的彎矩和扭矩的作用,使曲軸產(chǎn)生很大交變的彎曲和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力,且均為疲勞應(yīng)力。(2)應(yīng)力集中嚴(yán)重。曲軸彎彎曲曲、形狀復(fù)雜,截面變化積聚,使曲軸內(nèi)部應(yīng)力分布極不均勻,尤其8在曲臂與軸頸的過渡圓角處及油孔周圍產(chǎn)生嚴(yán)重的應(yīng)力集中現(xiàn)象。(3)附加應(yīng)力大。曲軸形狀又細(xì)又長,剛性很差,是一個彈性體,它在各種力的作用下會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)、橫向和縱向振動,當(dāng)曲軸的自振頻率較低時,在發(fā)動機(jī)工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)可能出現(xiàn)共振,使振幅大大增加,產(chǎn)生很大的附加應(yīng)力。(4)軸頸磨損嚴(yán)重。軸頸在很大的比壓下會產(chǎn)生滑動摩擦,由于交變沖擊性負(fù)荷的作用,以及經(jīng)常啟動、停車,使軸頸與軸承不易保證良好的液體動力潤滑狀態(tài),從而使軸頸產(chǎn)生較嚴(yán)重的磨損,嚴(yán)重時引起軸承燒損,特別是在潤滑不良、機(jī)座或船體變形、軸承間隙不合適、超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)或經(jīng)常啟停柴油機(jī)時,軸頸的磨損都會明顯加劇。6題1.要求(1)足夠的強(qiáng)度(尤其是疲勞強(qiáng)度)和剛度;(2)軸頸應(yīng)具有足夠的承壓面積(軸承比壓低)和較高的耐磨性、加工精度和光潔度;(3)具有合理的曲柄排列和發(fā)火順序,以減小曲軸的負(fù)荷,使柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),并改善軸系的振動情況。2.材料曲軸常用的材料有優(yōu)質(zhì)碳鋼、合金鋼和球墨鑄鐵。一般柴油機(jī)的曲軸常用優(yōu)質(zhì)碳鋼制造;大型低速柴油機(jī)套合式曲軸中的軸頸用優(yōu)質(zhì)碳鋼、曲柄臂用鑄鋼制造;為了提高中高速強(qiáng)載柴油機(jī)的曲軸疲勞強(qiáng)度和耐磨性能,曲軸采用合金鋼制造;對強(qiáng)載度不太高的中、高速柴油機(jī)可使用球墨鑄鐵制造曲軸。題曲軸由單位曲柄、自由端、飛輪端(功率輸出端)及平衡重等組成。1.曲軸的結(jié)構(gòu)形式按曲軸結(jié)構(gòu)形式,可分為整體式和組合式兩大類。(1)整體式曲軸。一種為鑄鍛整體式曲軸,它是將整根曲軸(所有單位曲柄、自由端及輸出端)一起鍛造或鑄造出來,其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、工作可靠,在中高速柴油機(jī)中廣泛使用。對于大型低速柴油機(jī)整體鑄或鍛都比較困難,為了減輕曲軸的重量,采用另一種焊接整體式曲軸,即將每缸的單位曲柄鑄或鍛成一體,然后將各單位曲柄在主軸頸中央部位通過潛弧焊焊接成一根整體曲軸,目前這種曲軸已在大型低速柴油機(jī)中使用。(2)組合式曲軸。將曲軸的不同部分分開鍛造,然后應(yīng)用一定的連接工藝連為一個整體的曲軸稱為組合式曲軸。組合式曲軸又分為:把曲柄臂、曲柄銷、主軸頸分別鍛造,然后紅套在一起的全組合式;把曲柄銷與曲柄臂制成一體,然后與主軸頸紅套在一起的半組合式;把曲軸分成兩段制造,然后用法蘭連接的分段式。2.曲軸的潤滑柴油機(jī)的曲軸通常采用壓力潤滑,主軸頸的潤滑油都是經(jīng)由滑油系統(tǒng)的潤滑油總管供給的。大型柴油機(jī)曲軸曲柄銷的潤滑油目前大多采用來自十字頭,經(jīng)連桿中心孔往下輸送,曲軸不鉆油孔。中小型筒形活塞式柴油機(jī)和部分大型柴油機(jī)的曲軸則鉆有輸油孔道,由潤滑油總管送入主軸承的滑油通過曲軸內(nèi)的油孔送往大端軸承和活塞組。3.曲柄的排列曲軸的曲柄是以氣缸的號數(shù)命名的。氣缸的排號方式有兩種,一種是由自由端排起,另一種是由動力端排起。我國和大多數(shù)國家采用自由端算起,并面向飛輪端判斷轉(zhuǎn)向。多缸柴油機(jī)曲軸中各曲柄的排列與柴油機(jī)的沖程數(shù)、氣缸數(shù)和發(fā)火順序有關(guān)。題柴油機(jī)中的軸承有兩種,一種為滾動軸承,另一種為滑動軸承。船舶柴油機(jī)的主軸承幾乎都是滑動軸承,只有個別小型高速柴油機(jī)采用滾動式主軸承?;瑒邮街鬏S承由軸承座、軸承蓋、軸瓦及將它們連接在一起的螺栓等組成。分為正置式和倒掛式兩類。(1)正置式主軸承正置式主軸承主要用于大中型特別是大型低速柴油機(jī)中。9一般的主軸承,都是用軸瓦兩側(cè)的螺栓來固緊的。因主軸頸尺寸的影響,兩側(cè)軸承螺栓之間的距離較大,故柴油機(jī)的橫向尺寸也較大,軸承蓋中部所受的彎矩也大,容易變形和開裂。特別是在用貫穿螺栓連接方式的柴油機(jī)中,若軸承螺栓的間距大,相應(yīng)地貫穿螺栓的間距也大,增加了機(jī)座橫隔壁所受的彎矩,因此在某些大中型柴油機(jī)中采用撐桿式主軸承。采用撐桿螺栓固定主軸承蓋的優(yōu)點(diǎn)是:減少柴油機(jī)橫向尺寸;減少主軸承蓋所受彎矩與變形;減少機(jī)座橫梁彎矩與變形。(2)倒掛式主軸承倒掛式主軸承主要用于小型高速柴油機(jī)和大功率中速柴油機(jī)中。采用倒掛式主軸承的優(yōu)點(diǎn)是:拆裝檢修曲軸比較方便;可減少機(jī)座變形對軸線的影響;可以減輕機(jī)座的重量,甚至可以不需要單獨(dú)的機(jī)座,只要很輕的油底殼。現(xiàn)今中小型柴油機(jī)主軸承大多采用薄壁軸瓦,新式大型低速柴油機(jī)的主軸承采用厚壁軸瓦仍很普遍,并有向薄壁軸瓦發(fā)展的趨勢,這主要是由于薄壁軸瓦疲勞強(qiáng)度高,并且尺寸小、重量輕、造價(jià)低、互換性好。題1.對曲軸進(jìn)行檢驗(yàn)的主要內(nèi)容(1軸頸的橢圓度與不柱度不應(yīng)超出相應(yīng)的規(guī)定值。(2)檢查軸頸特別是圓角及油孔附近有無裂紋,必要時應(yīng)用有效方法進(jìn)行探傷,對曲軸裂紋,可按有關(guān)的技術(shù)規(guī)定研究處理。(3)檢查曲軸紅套或壓力配合處有無松弛或滑移現(xiàn)象。(4)檢查分段式曲軸的法蘭連接及組合式曲柄臂與平衡重塊的緊固是否可靠。二沖程柴油機(jī)及大多數(shù)四沖程柴油機(jī),曲柄銷外側(cè)的磨損大于內(nèi)側(cè)的磨損。這是因?yàn)闅怏w力的作用大于慣性力,活塞連桿以受壓為主,因此曲柄銷磨損主要在外側(cè),使曲柄銷外側(cè)的磨損大于內(nèi)側(cè)的磨損。而主軸頸則是在遠(yuǎn)離曲柄銷一側(cè)磨損較大。有些四沖程柴油機(jī),由于慣性力較大,或連桿大端剛性較差而產(chǎn)生變形,其曲柄銷內(nèi)側(cè)(靠近曲軸軸線一側(cè))的磨損大于外側(cè)的磨損。四沖程柴油機(jī)的主軸頸其受力方向與曲柄銷相反,故主軸頸的磨損是在靠近曲柄銷一側(cè)較大。2.曲軸的疲勞損壞疲勞損壞的形式可分為兩種:彎曲疲勞損壞和扭轉(zhuǎn)疲勞損壞。曲軸的疲勞損壞究竟是由彎曲應(yīng)力,還是由扭轉(zhuǎn)應(yīng)力或兩者合成引起的,主要應(yīng)根據(jù)斷面紋理判斷。(1)彎曲疲勞損壞。彎曲疲勞裂紋首先產(chǎn)生在曲柄銷圓角或主軸頸圓角處,然后向曲柄臂發(fā)展。這是因?yàn)榍鄢惺艿膹澢鷳?yīng)力比主軸頸和曲柄銷弱。(2)扭轉(zhuǎn)疲勞損壞。曲軸在驅(qū)動力矩作用下產(chǎn)生交變的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力;曲軸的扭轉(zhuǎn)振動還會產(chǎn)生附加的交變扭轉(zhuǎn)應(yīng)力;當(dāng)扭轉(zhuǎn)振動嚴(yán)重時,會產(chǎn)生過大的附加扭轉(zhuǎn)應(yīng)力,引起曲軸發(fā)生扭轉(zhuǎn)疲勞損壞。扭轉(zhuǎn)疲勞裂紋發(fā)生在加工不良的油孔或圓角處,軸頸的疲勞裂紋多從油孔開始,然后向與軸線成45°角的方向發(fā)展,所以往往出現(xiàn)兩條對稱裂紋。扭轉(zhuǎn)疲勞損壞和彎曲疲勞損壞不同,扭轉(zhuǎn)疲勞損壞一般是出現(xiàn)在柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)初期。曲軸的彎曲疲勞損壞多于扭轉(zhuǎn)疲勞破壞。在組合式曲軸中,其套合處有時發(fā)生滑動,稱紅套滑移。紅套滑移往往是由于曲軸受到了很大的沖擊性扭矩,如航行中螺旋槳碰到冰塊、礁石、淺灘以及氣缸中產(chǎn)生水擊等。若滑移度不大,可在重新調(diào)整定時后降負(fù)荷運(yùn)行,但這僅是應(yīng)急辦法;應(yīng)盡快進(jìn)廠修理。題1.拉毛與擦傷產(chǎn)生拉毛與擦傷的原因是由于在滑油中混入了硬質(zhì)異粒或裝配時清潔工作不良。因此,在維護(hù)管理中要提高滑油濾清效果和裝配時的清潔工作質(zhì)量。2.磨料或熔著磨損在軸瓦主要承載區(qū)出現(xiàn)沿旋轉(zhuǎn)方向的大面積細(xì)微擦痕或發(fā)亮的磨痕。103.偏磨在軸瓦的中部,一側(cè)或兩側(cè)邊緣出現(xiàn)磨損痕跡。4.咬黏產(chǎn)生咬黏的原因是:軸承過載、潤滑不良或斷油、軸承間隙過小、瓦背與軸承座貼合不好、散熱不良等,從而引起軸承嚴(yán)重發(fā)熱,合金層軟化或熔化。因此,要保證軸承間隙,控制滑油工作溫度、壓力和流量,保證瓦背與軸承座的貼合質(zhì)量。5.龜裂或疲勞剝落軸瓦表面出現(xiàn)細(xì)致裂紋和片狀剝落。6.軸瓦表面出現(xiàn)針狀大面積麻點(diǎn)或滴狀、條狀剝落產(chǎn)生腐蝕和氣蝕的原因是:滑油變質(zhì)或滑油中混入了不完全燃燒產(chǎn)物,會導(dǎo)致軸承合金的化學(xué)腐蝕;由于軸頸作劇烈的向心運(yùn)動或油壓劇烈波動產(chǎn)生的瞬時低壓,會形成氣泡而導(dǎo)致氣蝕。題題柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時,螺旋槳的軸向推力通過艉軸和中間軸傳到推力環(huán),推力環(huán)通過正車推力塊和調(diào)整墊圈(推力盤)將推力傳給柴油機(jī)機(jī)座,又通過地腳螺栓傳給船體,從而推動船舶前進(jìn)。為了防止推力塊跟隨推力環(huán)轉(zhuǎn)動,在正、倒車推力塊的上方都設(shè)有壓板來定位。推力環(huán)與推力塊之間由滑油潤滑,滑油來自主軸承滑油總管的壓力油潤滑和冷卻滑油從噴管不斷地噴到正、倒車推力塊和推力環(huán)上,潤滑以后的滑油落入油池中,并經(jīng)溢流口流入發(fā)動機(jī)機(jī)座油底殼中。溢流口的位置較高,使得油池總有部分存油浸潤著推力塊和推力環(huán),即使斷油,也不致?lián)p壞軸承。為了防止滑油從軸頸處漏出機(jī)外,在軸頸上設(shè)有軸封。題1.壓板間隙的測量與調(diào)整正、倒車推力塊在左右兩側(cè)均用壓板定位。當(dāng)推力塊互相緊靠在一起后,在左、右側(cè)壓板與推力塊處留有一定間隙。這個間隙保證了推力塊繞支持刃擺動的靈活性,兩側(cè)間隙之和要符合說明書的規(guī)定。其數(shù)值可通過增減壓板處的墊片進(jìn)行調(diào)整。2.推力塊與推力環(huán)軸向間隙的調(diào)整推力塊與推力環(huán)之間有一定的間隙,以保證形成油膜。該間隙由正、倒車推力塊背面的調(diào)節(jié)墊圈進(jìn)行調(diào)整,該墊圈同時也可用來調(diào)整曲軸與主軸承之間的軸向相對位置。此間隙是用力把推力環(huán)壓緊在正車推力塊上時,用塞尺在倒車推力塊與推力環(huán)間測量出來的間隙(也可在推力環(huán)任意自由狀態(tài)下測量正、倒車各為1/2裝配間隙時,靠近推力軸承的最后一個曲柄的中心線,應(yīng)向推力軸承方向偏移一個規(guī)定的數(shù)值。這樣做是為了補(bǔ)償曲軸在運(yùn)轉(zhuǎn)中的熱膨脹,從而盡可能地使各曲柄臂與主軸承之間的軸向間隙保持均等。為了適應(yīng)柴油機(jī)工作時曲軸受熱伸長的需要,距推力軸承越遠(yuǎn),連桿大端軸承的軸向間隙應(yīng)越大。題題1.作用(1)連接活塞桿與連桿;(2)將燃?xì)鈮毫突钊麘T性力傳給連桿;(3)承受曲柄連桿機(jī)構(gòu)的側(cè)推力并作為活塞運(yùn)動的導(dǎo)向。2.工作條件(1(2)因十字頭銷的直徑、長度受限制,尺寸較小,所以其承壓面積小,比壓大;(3(4)十字頭銷在軸承內(nèi)擺動,且單向受力,使銷始終壓在軸承下瓦上,不利于滑油的供給和楔形油膜(5)十字頭銷與軸承及滑塊與導(dǎo)板間均存在著摩擦和磨損。3.要求11(1)十字頭銷要有足夠的強(qiáng)度、剛度、耐沖擊性,以及很高的表面光潔度和耐磨性。(2)滑塊和導(dǎo)板要求足夠的強(qiáng)度、剛度和耐磨性。4.材料4045號鋼)鍛造,有時也用合金鋼?;瑝K為鑄鋼件,導(dǎo)板則由鑄鐵制成。5.十字頭的結(jié)構(gòu)正、倒車導(dǎo)板處在十字頭一側(cè),稱為單導(dǎo)板式。單導(dǎo)板式結(jié)構(gòu)簡單、制造方便,布置較緊湊,受力較合理,但由于導(dǎo)板、滑塊位于連桿擺動平面上,使檢修困難,且倒車導(dǎo)板承壓面積小,工作可靠性下降。正、倒車導(dǎo)板分設(shè)在十字頭左右兩側(cè)的結(jié)構(gòu)形式稱雙導(dǎo)板式。雙導(dǎo)板式正、倒車承壓面相同,工作比,因而目前廣泛應(yīng)用雙導(dǎo)板式。塞直徑,柴油機(jī)不需任何輔助裝置也能在低負(fù)荷下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。題1.降低軸承壓比(1)限制柴油機(jī)最高爆發(fā)壓力使之不要過高;(2)加大十字頭銷直徑,加大軸頸與軸瓦的接觸包角;(3)采用全支撐式軸承。2.使軸承負(fù)荷分布均勻(1)采用彈性結(jié)構(gòu):如采用偏心支撐軸承,可提高十字頭軸承的適應(yīng)性。當(dāng)柴油機(jī)工作時,使軸承座的變形和十字頭小的變形相協(xié)調(diào),從而保證了它們之間的良好接觸,達(dá)到軸承負(fù)荷均勻分布的目的。(2)采用剛性結(jié)構(gòu):提高十字頭銷與軸承座的剛度,盡量減少其變形,如采用短而粗的十字頭銷。(3)采用反變形法拂刮軸瓦:在拂刮十字頭軸承時在軸承座與連桿桿身凸緣結(jié)合面內(nèi)側(cè)加定厚度的墊片,刮好軸承后將所加墊片去掉,使軸承內(nèi)側(cè)降低,這樣,當(dāng)十字頭銷受力發(fā)生塌腰變形時,銷與軸承內(nèi)側(cè)不會發(fā)生過大接觸應(yīng)力,從而使負(fù)荷均勻。3.保證良好的潤滑和冷卻(1用液體靜力潤滑。(2)在軸承下瓦承壓區(qū)內(nèi)必須合理地開設(shè)縱橫布油槽和輸油槽:軸向油槽不能開到邊緣,以防止滑油流失,在油槽邊緣應(yīng)開有楔形斜面;油槽盡量減至最低限度,以降低比壓。在現(xiàn)代超長行程柴油機(jī)的薄壁十字頭軸瓦上在其軸向油槽端部都大多開有泄油槽以加強(qiáng)軸承的冷卻。(3)使軸承在工作時有合適的間隙:間隙過大,油壓不易建立,油膜不易形成;間隙過小,軸頸不易浮起,熱量不易帶走,所以保證合適的間隙是極其重要的。(4)縮短連桿長度來增加十字頭軸承擺動角度和角速度,以提高軸承的潤滑條件。題題1.機(jī)架的功能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)機(jī)架作為柴油機(jī)的固定件之一,起到支撐氣缸體、與機(jī)座組成曲柄箱以及在十字頭式柴油機(jī)中承受側(cè)推力,為十字頭導(dǎo)向(安裝導(dǎo)板)等作用。中小型柴油機(jī)主要采用箱形機(jī)架,箱形機(jī)架是一種呈箱形結(jié)構(gòu)的整體式機(jī)架,一般為鑄鐵整體鑄造或焊接結(jié)構(gòu)。其主要優(yōu)點(diǎn)是:剛性好、拆裝維修方便。為提高剛性、簡化加工手續(xù)、減少重量和外形尺寸,大多將氣缸體與機(jī)架制成一體,常稱為“機(jī)體,甚至有些中型柴油機(jī)為進(jìn)一步簡化制造工藝、提高機(jī)架剛度,將機(jī)座、機(jī)架和氣缸體三者制成一體。2.機(jī)座的功能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)大中型柴油機(jī),特別是大型柴油機(jī),都有單獨(dú)的機(jī)座。小型柴油機(jī)的機(jī)座常與機(jī)架制成一體。機(jī)座的作用有:(1)承擔(dān)全機(jī)重量;(2)承受氣體力、慣性力與安裝預(yù)緊力;12(3)集中與儲存滑油并形成密閉空間;(4)安放曲軸,并留有曲柄回轉(zhuǎn)空間。機(jī)座除承重、氣體力、慣性力與安裝預(yù)緊力的作用外,當(dāng)遇到風(fēng)浪顛簸,還要受到額外的扭轉(zhuǎn)、拉伸和彎曲變形等作用力。所以對機(jī)座的最基本的要求是要有足夠的剛度。一般中小型柴油機(jī)廣泛采用鑄鐵澆鑄成一長方形整體式的機(jī)座。3.貫穿螺栓的功能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)貫穿螺栓是柴油機(jī)最長最重要的螺栓,主要用于大、中型柴油機(jī),它的作用是將機(jī)座、機(jī)架和氣缸體三者或其中二者連成一個剛性整體,使這些固定機(jī)件只承受壓應(yīng)力而不承受由氣體力產(chǎn)生的拉應(yīng)力。它并不起定位作用,在被連接的各固定件之間仍有定位銷或緊固螺栓,以便裝配時對中和防止柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時這些機(jī)件之間產(chǎn)生橫向移動。題(1)嚴(yán)防曲軸箱爆炸。曲軸箱上的防爆門(安全釋放閥)要定期進(jìn)行功能試驗(yàn),運(yùn)轉(zhuǎn)中經(jīng)常觸摸曲軸箱,若發(fā)現(xiàn)過熱要及時查找原因。(2)曲軸箱各壁面道門和密封蓋板很多,要及時處理各種漏泄現(xiàn)象,以免造成嚴(yán)重事故。(3)機(jī)座是整臺柴油機(jī)的基礎(chǔ),承受很復(fù)雜的應(yīng)力、容易出現(xiàn)疲勞裂紋。(4)貫穿螺栓斷裂的事例并不罕見,除和制造質(zhì)量有關(guān)外,還與安裝時預(yù)緊力是否均勻有密切關(guān)系。貫穿螺栓都是用液壓專用工具緊固的。為了防止貫穿螺栓受到附加彎曲應(yīng)力,貫穿螺栓要與螺栓孔同心,兩端螺母不能偏斜。上緊時要嚴(yán)格按所示順序進(jìn)行,不準(zhǔn)單根上緊和放松,一定要成對進(jìn)行。緊固時要分兩個階段,每個階段應(yīng)達(dá)到的螺栓伸長量或液壓專用工具的泵油壓力要符合說明書的規(guī)定。題題題1.十六烷值通常高速柴油機(jī)使用的燃油的十六烷值在40~60之間,中速柴油機(jī)在35~50之間。對于燃用重油的大型低速柴油機(jī),只要其十六烷值不低于25,就可保證其正常工作。2.餾程餾程就是在某一溫度下燃油所能蒸發(fā)掉的百分?jǐn)?shù),它表明了燃油的蒸發(fā)性,也表明燃油輕重餾分的組成。3.黏度黏度表示流體的內(nèi)摩擦,即燃油流動時分子間摩擦阻力的大小。一般油品的餾分越重則黏度越高。燃油的黏度通常是以動力黏度、運(yùn)動黏度、恩氏黏度及雷氏黏度等表示。我國和一些國家使用運(yùn)動黏度和恩氏黏度單位,英美等國家使用雷氏和賽氏黏度單位。一般在工程上使用動力黏度單位。1977年開始采用50℃時的運(yùn)動黏度作為燃油的國際通用黏度單位,表示為cStmm/s。2504.熱值1燃油完全燃燒時所放出的熱量稱為燃油的熱值或發(fā)熱值,其國際單位用kJ/(千焦/千克)表示,其中不計(jì)入燃燒產(chǎn)物中水蒸氣的汽化潛熱者稱為低熱值,即為柴油機(jī)中使用的燃油熱值,用符號H表示。u我國標(biāo)定在計(jì)算燃油消耗率時,重油的基準(zhǔn)低熱值H=42000kJ/kg,輕油的Hu=42700kJ/kg,顯然輕油的u基準(zhǔn)低熱值較高。規(guī)定的H=42707kJ/。u5.燃點(diǎn)5s不熄滅的溫度,稱為燃點(diǎn),又稱著火點(diǎn)。6.自燃點(diǎn)自燃點(diǎn)是在沒有其他火源作用下,燃料自行燃燒時的最低溫度。它是表示柴油機(jī)燃料燃燒性能的指標(biāo)之一,實(shí)際上它表明了燃料燃燒的滯燃期的長短。137.硫分硫分是指燃料中所含硫的重量百分?jǐn)?shù)。硫的有害之處在于它對柴油機(jī)的機(jī)件有磨損與腐蝕作用。8.灰分灰分是在規(guī)定條件下燃油完全燃燒后所剩殘留物的重量百萬分?jǐn)?shù)。燃料中的灰分為溶解于燃料中的有機(jī)酸與無機(jī)酸的鹽類和不燃燒的機(jī)械雜質(zhì),灰分中含有各種金屬氧化物,可造成燃燒室部件的高溫腐蝕和磨料磨損,加劇氣缸磨損。9.瀝青分10.閃點(diǎn)油品在規(guī)定的加熱條件下,它的蒸氣與周圍空氣形成的混合氣,當(dāng)接近火焰發(fā)出閃火(微爆)時的最低溫度稱為閃點(diǎn)。它是燃料蒸發(fā)傾性和安全性的指標(biāo),一般所用燃料的閃點(diǎn)不得低于60~℃。從防爆防火角度出發(fā),船舶上允許傾倒燃油或敲開容器的環(huán)境溫度應(yīng)低于閃點(diǎn)17℃;在儲運(yùn)中禁止將油品加熱到它的閃點(diǎn)溫度,一般應(yīng)低于閃點(diǎn)20~30℃。11.殘?zhí)贾等剂显谔囟l件下加熱到全部蒸發(fā)后所留下的炭渣重量的百分?jǐn)?shù)叫殘?zhí)贾怠執(zhí)嫉臏y定可以使我們間接地了解燃油中膠質(zhì)物質(zhì)和不穩(wěn)定化合物的多少。12.釩、鈉含量燃油中所含釩、鈉等金屬占燃油質(zhì)量的百萬分?jǐn)?shù),用ppm表示。釩、鈉是燃油中非常有害的成分,燃燒后生成低熔點(diǎn)的化合物,當(dāng)缸壁和排氣閥表面溫度過高而超過這些化合物的熔點(diǎn)時,它們就會熔化附著面溫度控制在550℃以下。13.密度密度的含義為物質(zhì)單位體積的質(zhì)量,單位為/m或/cm。33燃油在20℃時的燃油密度與4℃時水的密度之比值稱為相對密度,以符號d表示。204密度對燃油的使用有很大意義,一般分油機(jī)只能凈化密度小于0.991/cm的燃油;根據(jù)密度和油艙的3艙容可以計(jì)算燃油的裝載量;在更換不同密度的燃油時,應(yīng)適當(dāng)改變油泵的油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),因?yàn)椴裼蜋C(jī)的噴油泵供油量是以容積為基準(zhǔn)的。如柴油機(jī)由使用輕油換用重油時,若油門不變,則會由于循環(huán)供油量增大而使柴油機(jī)轉(zhuǎn)速略有升高。14.濁點(diǎn)在低溫下燃料開始形成結(jié)晶、失去透明性時的溫度叫濁點(diǎn)。柴油到達(dá)濁點(diǎn)后,析出針形結(jié)晶,堵塞過濾器小孔,減少供油量,甚至中斷供油,因此濁點(diǎn)是保證柴油機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要參數(shù)。燃油的使用溫度至少應(yīng)高于濁點(diǎn)3~5℃。15.凝點(diǎn)溫度由濁點(diǎn)繼續(xù)下降,當(dāng)柴油開始失去流動性時的溫度叫凝點(diǎn)。燃油達(dá)到凝點(diǎn)溫度后已不能流動,使燃油的抽油、加油、輸送都無法進(jìn)行。16.傾點(diǎn)2.7℃左右,濁點(diǎn)高于凝點(diǎn)8.5℃左右。17.水分燃料中的水分將降低燃油的發(fā)熱值,并容易破壞正常發(fā)火,而且它還能把溶解的鹽類帶入氣缸,增加積炭,使氣缸磨損加劇,所以它是燃油中的有害成分。18.機(jī)械雜質(zhì)燃油中的機(jī)械雜質(zhì)是指燃油所含的灰塵、沙粒和熔渣等的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。這些雜質(zhì)大多數(shù)是在運(yùn)輸和儲存過程中混入的,它們不能燃燒,卻可能使噴油器的噴孔堵塞,致使供油中斷,加劇油泵的磨損。題題141.完全燃燒1kg燃油所需的理論空氣量按化學(xué)方程式計(jì)算得到的1kg燃油完全燃燒時所需的空氣量稱為理論空氣量L。若取C=0.86、H=00.13、=0.01,則有L=14.3。02.燃燒過量空氣系數(shù)α在實(shí)際柴油機(jī)中,因?yàn)榘磧?nèi)部混合方式形成可燃混合氣,混合的時間很短;另外由于結(jié)構(gòu)的限制,霧,所以為了得到完全燃燒,向氣缸供給的實(shí)際空氣量L'必須大于理論空氣量L'。0α1kg燃油實(shí)際提供的空氣量與1kg燃油完全燃燒所需要的理論空氣量L之比。0柴油機(jī)在正常工況時其平均燃燒過量空氣系數(shù)總是大于1。在油束內(nèi)部因空氣很少或無空氣,其α≈0;在油束外緣油氣與空氣混合,隨距油束中心距離的增加,其α逐漸增大;在燃燒室油束附近的富油區(qū)α較小,而在燃燒室四周的貧油區(qū),α≈∞。歐美各國習(xí)慣上使用空燃比或燃空比表示空氣量(燃油量)與燃油量(空氣量)的配比關(guān)系,與過量空氣系數(shù)α有相似的含義,但定義不同??杖急仁歉變?nèi)的實(shí)際空氣量與噴入氣缸的燃油量之比,用符號AF標(biāo)記;燃空比是噴入氣缸的燃油量與缸內(nèi)的實(shí)際空氣量之比,用符號FA標(biāo)記。顯然,兩者互為倒數(shù)。3.燃燒過量空氣系數(shù)對燃燒過程的影響在保證燃燒完全和增壓柴油機(jī)熱負(fù)荷允許情況下,應(yīng)力求減小α值。α值小,說明空氣的利用率高,即表示同樣數(shù)量的空氣,可以燃燒更多的燃油,發(fā)出更大的功率,說明柴油機(jī)氣缸工作過程強(qiáng)化程度高,單位氣缸工作容積做功能力大,可降低柴油機(jī)單位功率重量。但α值過小,往往會引起柴油機(jī)燃燒不完全,氣缸熱負(fù)荷增大,排氣溫度增高,熱效率下降等。α值大,則氣缸中空氣利用率低,柴油機(jī)氣缸工作過程強(qiáng)化程度低,單位氣缸工作容積做功能力小,但燃油燃燒完全,熱負(fù)荷低,工作可靠,柴油機(jī)的指示熱效率高,指示經(jīng)濟(jì)性好。增壓柴油機(jī)的α值高于非增壓機(jī)。增壓柴油機(jī)采用較高的α值是為了降低熱負(fù)荷,用更多的空氣以掃氣的方式帶走燃燒室部件的熱量。高速機(jī)的α值低于低速機(jī)。因?yàn)楦咚贆C(jī)多為小型柴油機(jī),其相對散熱面積較大,散熱條件好,熱負(fù)荷易于控制,允許在強(qiáng)載下工作,所以α值較低。四沖程機(jī)的α值低于二沖程機(jī)。因?yàn)樗臎_程機(jī)的換氣質(zhì)量好,熱負(fù)荷較低,而且不需要使用掃氣空氣,αα值低于直接噴射式燃燒室。因?yàn)榍罢叨鄶?shù)為小型四沖程高速機(jī),又利用強(qiáng)烈的空氣渦流進(jìn)行油氣混合,空氣利用率高,所以可用較小的α值。題題1.噴射過程的三個階段(1)噴射延遲階段:從供油始點(diǎn)O到噴油始點(diǎn)O。Hu3-1)可以看出,噴油器針閥抬起瞬時的噴油始點(diǎn)O與柱塞u將進(jìn)油孔遮住瞬時的噴油泵供油始點(diǎn)O并不在同一時刻,當(dāng)噴油泵開始供油時,噴油器針閥并未即刻抬起H噴油,而是要等到噴油器內(nèi)壓力升高到啟閥壓力pOOnnu力是指能抬起針閥的最低燃油壓力。由此可知,噴油器噴油提前角Ф比噴油泵的(幾何)供油提前角Фnp-要小。噴射的延遲角即為ФФ。噴射延遲階段過長,將會導(dǎo)致后燃嚴(yán)重,排氣溫度上升,所以此階段應(yīng)pn盡可能短些。噴射延遲階段是由燃油的可壓縮性、高壓油管的彈性以及高壓系統(tǒng)的節(jié)流等三方面原因造成的。顯然,高壓油管越長、內(nèi)徑越大、柴油機(jī)轉(zhuǎn)速越高、針閥啟閥壓力越高,則噴射延遲階段越長。(2)主要噴射階段:從噴油始點(diǎn)O到供油終點(diǎn)K。uH從噴油器針閥抬起瞬間的噴油始點(diǎn)O到油泵柱塞斜槽打開回油孔瞬間的供(泵)油終點(diǎn)K為燃油的主uH要噴射階段。在此階段中,為了維持噴射噴油壓力要比啟閥壓力提高許多,且在整個階段中噴油壓力持續(xù)提高。這一階段的長短取決于柴油機(jī)的負(fù)荷,負(fù)荷越大,此階段越長?!鲝墓┯褪键c(diǎn)O到供油終點(diǎn)K,曲軸所轉(zhuǎn)過的角度Φ即為供油持續(xù)角。HHp15(3K到噴油終點(diǎn)K。Hu從噴油泵柱塞斜槽打開回油孔瞬間的供油終點(diǎn)K到噴油器針閥落座的噴油終點(diǎn)K為燃油的滴漏階段。Hu在這一階段中,噴油泵雖已結(jié)束供油,但噴油器仍在燃油壓力迅速下降的情況下向氣缸中噴油,直到壓力從最高噴油壓力p一直下降到針閥落座壓力pnmaxc滴漏現(xiàn)象,造成燃燒不良、噴孔結(jié)炭等后果。因此應(yīng)使針閥斷油迅速,滴漏階段越短越好。此階段的產(chǎn)生原因與影響因素均與噴射延遲階段相同,如噴射延遲階段長則滴漏階段亦長?!鲝膰娪褪键c(diǎn)O到噴油終點(diǎn)K,曲軸所轉(zhuǎn)過的角度Φ即為噴油持續(xù)角。uun2.噴射過程的壓力波造成噴射過程燃油壓力波動的原因主要是:(1)噴射過程中高壓系統(tǒng)內(nèi)的壓力發(fā)生劇烈的變化。燃油噴射過程中,高壓油管中的最高壓力可高達(dá)60~70MPa甚至更高,噴射過程結(jié)束后,高壓油管中的剩余壓力僅有幾個兆帕。(2)高壓系統(tǒng)中的燃油具有慣性和可壓縮性。噴油泵供油瞬時,高壓油管中在泵端的燃油受到來自噴油泵燃油的沖擊,但由于燃油的慣性和可壓縮性,致使噴油泵柱塞所排擠的燃油量大于高壓油管中流動的燃油量,造成泵端燃油瞬時堆積,局部壓力瞬時升高,并以壓力波的形式沿高壓油管向噴油器一端傳播。(3)高壓油管具有彈性。在燃油噴射過程中,由于高壓油管中的燃油壓力的劇烈變化,致使高壓油管的容積發(fā)生變化,使高壓系統(tǒng)形成一個彈性系統(tǒng)。題1.供油規(guī)律與噴油規(guī)律的差異在燃油噴射過程中,每度凸輪泵軸轉(zhuǎn)角噴油泵的供油量dg/dΦ或噴油器噴入氣缸的噴油量dg/dΦ隨凸pn輪轉(zhuǎn)角(或時間)的變化關(guān)系稱為供油規(guī)律或噴油規(guī)律,亦統(tǒng)稱為噴射特性。也就是每缸每循環(huán)的總噴油量在整個噴射時間內(nèi)按時間的分配曲線。2.理想的噴油規(guī)律一般認(rèn)為理想的噴油規(guī)律應(yīng)該是先慢后快的噴油規(guī)律。那就是當(dāng)噴油開始時噴油率要小,使最初參加/dpdΦ較低,工作柔和;但著火后噴油率要很快上升,使大部分燃油在上止點(diǎn)附近燃燒,提高燃油的利用率,降低排氣溫度;接著又很快結(jié)束,以避免后燃。3.影響噴油規(guī)律的因素噴油規(guī)律與燃油噴射系統(tǒng)的構(gòu)造及柴油機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)工況等很多因素有關(guān),其中主要影響因素是:(1)凸輪外形和有效工作段油泵凸輪型線決定了柱塞運(yùn)動規(guī)律,而柱塞的速度變化規(guī)律決定油泵的供油規(guī)律,從而影響噴油規(guī)律。(2)柱塞直徑和噴孔直徑噴孔直徑對噴油規(guī)律的影響。當(dāng)噴油器的噴孔數(shù)不變而噴孔直徑減小時,由于噴油阻力的增加使噴油持續(xù)角增大,而每度凸輪轉(zhuǎn)角的噴油量減小。此時,由于高壓油管中的壓力增高,容易產(chǎn)生重復(fù)噴射。在循環(huán)供油量及轉(zhuǎn)速不變的情況下,不同柱塞直徑對噴油規(guī)律的影響??梢钥闯觯哟笾睆?,使供油速度加大,噴油延遲角及噴油持續(xù)期都減少,而噴油規(guī)律曲線初期的噴油速度加大,噴油規(guī)律曲線加高。故加大柱塞直徑,有可能使經(jīng)濟(jì)性改善而運(yùn)轉(zhuǎn)粗暴。(3)高壓油管尺寸在高壓油管內(nèi)徑、噴孔直徑和噴孔數(shù)目不變的情況下,高壓油管長度對噴油規(guī)律的影響。高壓油管越長,噴油延遲角越大,而噴油持續(xù)角基本不變。也就是隨著高壓油管長度的增加,其實(shí)際噴油提前角卻變小了,如果各缸高壓油管長度不相等,則將使各缸噴油規(guī)律有所差別,這也是影響多缸柴油機(jī)工作不均勻的原因之一。為了使各缸噴油規(guī)律一致,應(yīng)盡可能使各缸的高壓油管長度相同。(4)柴油機(jī)負(fù)荷與轉(zhuǎn)速柴油機(jī)負(fù)荷及噴油定時不變時轉(zhuǎn)速對噴油規(guī)律的影響。轉(zhuǎn)速增加,噴油延遲角和噴油持續(xù)角均加大,相應(yīng)每度凸輪轉(zhuǎn)角的時間縮短,故而每度凸輪轉(zhuǎn)角的噴油量減少,噴油規(guī)律曲線變平坦。(5)噴油定時柴油機(jī)轉(zhuǎn)速與負(fù)荷不變時,改變噴油定時不改變噴油規(guī)律的形狀,只將噴油規(guī)律的曲線向前或后推移。題161.重復(fù)噴射(二次噴射)當(dāng)噴油泵供油結(jié)束、噴油器針閥落座后又重新被油壓抬起的噴射現(xiàn)象稱為重復(fù)噴射,又叫二次噴射。其根本原因是噴射后期壓力波反射的結(jié)果。這種現(xiàn)象當(dāng)柴油機(jī)在高轉(zhuǎn)速大負(fù)荷時最容易產(chǎn)生。從針閥升程圖上可以直接看出有無二次噴射或多次噴射。了內(nèi)徑和長度較大或剛性較小的高壓油管;噴油器啟閥壓力較低等。2.?dāng)嗬m(xù)噴射噴油泵供油期間,噴油器針閥斷續(xù)啟閉的噴射過程稱為斷續(xù)噴射。其原因主要是噴油泵的供油量小于噴油器噴油量和充填針閥上升空間所需油量之和的緣故。當(dāng)噴油器選用不當(dāng)和柴油機(jī)低速低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)及空車惰轉(zhuǎn)時,容易產(chǎn)生斷續(xù)噴射。斷續(xù)噴射對柴油機(jī)的燃燒過程無明顯影響,只是增加了針閥偶件的磨損。3.不穩(wěn)定噴射噴油泵持續(xù)工作而循環(huán)噴油量不均的噴射過程稱為不穩(wěn)定噴射。不穩(wěn)定噴射是斷續(xù)噴射的極端情況。多發(fā)生在柴油機(jī)低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時,或噴油設(shè)備偶件過度磨損時。當(dāng)不穩(wěn)定噴射嚴(yán)重時,可導(dǎo)致間歇噴射,進(jìn)而使柴油機(jī)轉(zhuǎn)速不穩(wěn),甚至因低于最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速而停車。船用主柴油機(jī)都有一個各缸能夠連續(xù)均勻發(fā)火的最低轉(zhuǎn)速,稱為最低(工作)穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。按我國有關(guān)%n,高速機(jī)規(guī)定,船用低速柴油機(jī)的最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速應(yīng)不高于%nbb應(yīng)不高于%n。b題1.燃油的霧化判斷油束噴射質(zhì)量(特性)的參數(shù)是油束錐角和油束射程以及霧化細(xì)度與均勻度。其中霧化細(xì)度與均勻度是評定霧化質(zhì)量的主要指標(biāo)。(1ββ大,則油粒細(xì)、分布散,與空氣的接觸面積大,有利于與空氣混合。但β過大將使射程減小,油束不能與燃燒室形狀相配合,反而使空氣利用率下降。(2)射程表示油束的貫穿距離。過短,油束不能布滿燃燒室全部空間,過長,部分燃油可能噴到燃燒室壁面,使燃燒不完全,并形成積炭。(3)霧化細(xì)度可用噴束中油粒平均直徑d來表示,d越小,噴霧越細(xì)。(4)霧化均勻度表示油粒直徑的變化范圍,通常有兩種表示方法:一種是用油粒的最大直徑與平均直徑之差來表示,直徑差值越小,則噴霧越均勻;一種是用各種直徑油粒占全部油粒的百分?jǐn)?shù)來表示,這需要畫成霧化特性曲線,曲線越窄,則均勻性越好。2.影響霧化的主要因素影響霧化的主要因素有噴油壓力、噴孔直徑、燃油品質(zhì)和噴射背壓。(1)噴油壓力增大,油束的錐角β和射程均增大,霧化細(xì)度和均勻度提高,即霧化質(zhì)量提高。但噴油設(shè)備的負(fù)荷相應(yīng)增大。(2霧化細(xì)度提高。柴油機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中,噴孔直徑可能因磨損而增大或因部分堵塞而減小,此時均破壞了油束與燃燒室的配合,不利于燃油與空氣混合。(3)燃油黏度與密度增加時,由于流動性較差,分裂較困難,因而使霧化質(zhì)量顯著下降。為保證霧化良好,對燃油的黏度有較嚴(yán)格的要求。(4)噴射背壓即氣缸內(nèi)壓縮終點(diǎn)的空氣壓力。背壓越高,空氣密度越大,油束所受阻力越大,霧化質(zhì)量提高,油束錐角增大,但射程卻減小。第四節(jié)可燃混合氣的形成35題考點(diǎn)1:可燃混合氣的形成方法及影響因素9題1.混合氣的形成(1)空間霧化混合空間霧化混合就是將燃料噴向燃燒室空間,混合氣是在燃燒室空間形成的。為了使混合均勻,要求噴射的燃油必須與燃燒室形狀相配合,不允許將燃油噴射到燃燒室壁面上,否則會發(fā)生冒煙和結(jié)炭。17(2)油膜蒸發(fā)混合油膜蒸發(fā)混合是將大部分燃油順氣流方向噴射到燃燒室壁面上,在強(qiáng)烈的進(jìn)氣渦流作用下將燃油在燃燒室壁面上攤布成一層很薄的油膜,油膜受熱逐層蒸發(fā)和擴(kuò)散與空氣形成均勻的可燃混合氣。2.影響混合氣形成的因素(1)燃油的霧化質(zhì)量良好的霧化質(zhì)量是形成可燃混合氣的重要條件,油霧的細(xì)度、均勻度和與燃燒室形狀相配合的油束形燃混合氣的形成主要依賴于良好的霧化質(zhì)量。由前可知,霧化質(zhì)量主要取決于燃油的噴射質(zhì)量。(2)燃燒室空氣渦動情況空氣在燃燒室中有規(guī)則的流動稱空氣渦動??扇蓟旌蠚獾男纬沙衫萌加偷撵F化質(zhì)量外,還可組織燃燒室中空氣的運(yùn)動,使燃燒室中有組織的空氣渦動將噴入的燃油吹散,并與之混合形成可燃混合氣。氣缸內(nèi)強(qiáng)烈的空氣渦動,不僅加速了燃燒前的混合,而且還在燃燒之后產(chǎn)生“熱混合”,即促進(jìn)了燃燒發(fā)生之后燃油與空氣的混合,提高燃燒的完善程度。但也會造成氣缸散熱量增加、啟動困難和油耗率上升等一系列不良的后果。(3)壓縮終點(diǎn)時的缸內(nèi)狀態(tài)壓縮終點(diǎn)時的缸內(nèi)狀態(tài)即氣缸的熱狀態(tài)。壓縮終點(diǎn)缸內(nèi)的壓縮壓力、壓縮溫度以及空氣渦動狀態(tài)既影響燃油的霧化質(zhì)量也影響可燃混合氣的形成。(4)燃燒室形式燃燒室的形式不同,其形成的空氣渦動強(qiáng)弱和渦動方式也顯著不同,因而在形成可燃混合氣的方法上差異很大??键c(diǎn)2:故障不同類型的燃燒室形式、特點(diǎn)及提高混合氣形成的管理措施題1.直接噴射式燃燒室(1)開式燃燒室開式燃燒室的結(jié)構(gòu)從大體上講有三種形式:第一種為平頂(或頂部微向上凸出)活塞與倒鐘形(即上凹形)氣缸蓋組成的燃燒空間,其燃燒室的輪廓與回流掃氣的氣流軌跡相符合,主要用于大型低速二沖程彎流掃氣的柴油機(jī)中;第二種為平底缸蓋與下凹形(淺盆形或淺ω形)活塞頂組成燃燒空間,它適用于大中--應(yīng)用。(2)半開式燃燒室半開式燃燒室也叫做深坑式直接噴射式燃燒室。它的氣缸蓋多數(shù)為平頂,也有少數(shù)為上凹形,燃燒室由兩部分組成:一部分是位于活塞頂面(缸蓋低面)凹坑內(nèi)的主燃燒室,通常為ω形、球形、倒ω形等;另一部分是活塞頂面與氣缸蓋底面的余隙容積。由多孔噴油器將燃油直接噴射到凹坑(主燃燒室)內(nèi),所以它也是直接噴射式燃燒室的一種形式。由于凹坑部分的開口通道面積比開式燃燒室為小,又比分隔式燃燒室的通道面積大得多,所以叫做半開式燃燒室。(3)球形燃燒室(也叫M燃燒系統(tǒng))可燃混合氣形成的特點(diǎn)為:以油膜蒸發(fā)混合為主,同時利用了強(qiáng)進(jìn)氣渦流和擠壓渦流。燃油順氣流噴入燃燒室,在進(jìn)氣渦流的作用下,將大部分燃油攤布在燃燒室壁面上,形成一薄層油膜,5%)以極細(xì)的油霧噴到燃燒室空間作為燃燒的引燃油,形成火源。然后靠此火源點(diǎn)燃已從壁面蒸發(fā)形成的可燃混合氣。2.分隔式燃燒室(1)渦流室式燃燒室渦流室式燃燒室形成可燃混合氣主要依靠強(qiáng)烈的壓縮渦流,這種空氣運(yùn)動能加速燃燒前和燃燒期間空氣與燃油有規(guī)則的混合。燃料在渦流室中一直有良好的分布和混合。(2)預(yù)燃室式燃燒室預(yù)燃室式燃燒室,預(yù)燃室中不產(chǎn)生壓縮渦流,預(yù)燃室的主要作用是形成燃燒渦流,造成燃料在主燃燒18室中的噴射和分布。在預(yù)燃室中要設(shè)法只使少量燃油燃燒,利用這部分燃油的燃燒能量,將預(yù)燃室中的混合氣高速噴入主燃燒室,并在主燃燒室中造成氣體運(yùn)動,即形成所謂的燃燒渦流,促使大部分燃油在主燃燒室里混合燃燒。3.提高混合氣形成的管理措施(1)保證良好的換氣質(zhì)量。如進(jìn)氣壓力和溫度的檢查與調(diào)節(jié),進(jìn)、排氣管道的清潔,進(jìn)排氣閥定時的檢查與調(diào)整等。(2)保證良好的氣缸熱狀態(tài)。如壓縮終點(diǎn)壓力的檢查,活塞環(huán)工作狀態(tài)的檢查,氣缸冷卻的調(diào)節(jié)等。(3)保證良好的噴油質(zhì)量。如油品的檢查與正確處理、噴油設(shè)備的檢查與調(diào)整等。(4第五節(jié)噴油設(shè)備244題考點(diǎn)1:噴油設(shè)備的組成和要求題1.燃油噴射系統(tǒng)的類型閥控制式和柱塞控制式噴油系統(tǒng)。噴油泵的油量調(diào)節(jié)方式又分閥控制式和柱塞控制式兩種,目前在船舶柴油機(jī)中廣泛使用后者。2.燃油噴射系統(tǒng)的組成(1)柱塞泵式噴射系統(tǒng)柱塞泵式燃油噴射系統(tǒng)主要由高壓噴油泵、噴油器和連接噴油泵與噴油器的高壓油管組成。噴油泵為高壓柱塞泵,它可使燃油產(chǎn)生60~150MPa的高壓。柱塞由燃油凸輪及滾輪頂動,柱塞下方的彈簧能夠保證滾輪始終壓在凸輪上。柱塞下行時為吸油行程,燃油依靠壓頭及柱塞下行的抽吸作用經(jīng)油孔進(jìn)入泵腔。柱塞上行時為泵油行程,當(dāng)柱塞的上邊緣封閉油孔時,柱塞上面的空間成為一個封閉空間,隨著柱塞的上行,使泵腔中的燃油受到壓縮而壓力升高。當(dāng)油壓升高到一定程度時,克服彈簧的彈力和高壓油管的殘余壓力而打開排油閥,壓力油從柱塞上部經(jīng)排油閥、高壓油管進(jìn)入噴油器,然后經(jīng)噴油孔噴入燃燒室內(nèi)。利用燃油建立起來的高壓作用到針閥的錐形端面上,因此產(chǎn)生向上推力,克服噴油器彈簧的預(yù)緊力而把針閥抬起。針閥抬起后,燃油經(jīng)噴孔以高壓、高速噴入燃燒室,并呈霧狀。當(dāng)凸輪順時針轉(zhuǎn)過一管中的燃油壓力則迅速下降。當(dāng)燃油壓力低于針閥落座壓力時,針閥在彈簧的作用下自行關(guān)閉,噴油結(jié)束。其后,柱塞下行,回油結(jié)束又重新開始吸油動作。(2)電控噴射系統(tǒng)這種噴射系統(tǒng)始于20世紀(jì)70年代。它逐步摒棄了傳統(tǒng)的機(jī)械式噴射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),采用了當(dāng)代先進(jìn)的電子控制噴射系統(tǒng),也是一種蓄壓式噴射系統(tǒng)。這種噴射系統(tǒng)利用多種電子傳感器監(jiān)測柴油機(jī)在各種工況下的運(yùn)行參數(shù),如轉(zhuǎn)速、壓力、溫度、油泵狀態(tài)、針閥升程,流量等。并把這些參數(shù)送到微處理機(jī)中,與預(yù)先已儲存的各種參數(shù)值及其變化規(guī)律進(jìn)行分析比較,按最佳方案控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作。由此,這種噴射系統(tǒng)有以下優(yōu)點(diǎn):提高所有運(yùn)轉(zhuǎn)工況的經(jīng)濟(jì)性;提高對不同燃油品質(zhì)的適應(yīng)能力;改善柴油機(jī)的低速運(yùn)轉(zhuǎn)性能及操縱性能;降低柴油機(jī)排氣中的有害成分。3.對噴油設(shè)備的要求(1)定時噴射柴油機(jī)在一定的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷情況下,均有一個最佳的噴油時間。在這一時間噴油能夠使得循環(huán)的最大燃燒壓力在上止點(diǎn)后°~15°曲軸轉(zhuǎn)角內(nèi)到達(dá),這時柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性最好,并且運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),燃燒噪聲較小。因此,噴油提前角的大小應(yīng)根據(jù)機(jī)型和轉(zhuǎn)速不同而定。(2)定量噴射噴油系統(tǒng)應(yīng)保證在柴油機(jī)在一定負(fù)荷下,精確地供給氣缸所需要的燃油量,并隨負(fù)荷的變化供油量能夠進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié),使柴油機(jī)發(fā)出的功率與負(fù)荷相平衡。當(dāng)負(fù)荷不變時,應(yīng)能保持各循環(huán)之間供油量不變,這樣可以使發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。(3)定質(zhì)噴射燃油噴射系統(tǒng)必須提供足夠的供油壓力、正確的供油規(guī)律、良好的霧化效果、噴束的形狀和分布應(yīng)與燃燒室的形狀相適應(yīng)以使燃油與空氣充分混合。噴油壓力可以調(diào)節(jié)。19考點(diǎn)2:回油孔式噴油泵的結(jié)構(gòu)和工作原理25題1.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理(1)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)套筒上有進(jìn)、回油孔。柱塞下部有凸耳(又稱方柄)與調(diào)節(jié)齒套下部的切槽滑配。齒套上部的齒圈與齒條嚙合,拉動齒條可轉(zhuǎn)動柱塞。柱塞下端通過彈簧盤與油泵彈簧一起裝入導(dǎo)筒中,使柱塞與導(dǎo)筒可以同步滑動。(2)工作原理柱塞下行,從柱塞頂面打開套筒上的進(jìn)、回油孔開始,隨著柱塞的下行,上部容積增大,燃油在進(jìn)油壓力的作用下經(jīng)進(jìn)、回油孔進(jìn)入套筒內(nèi)腔,直到柱塞運(yùn)行到最低位置。當(dāng)柱塞從最低位置被噴油泵凸輪頂動開始上行時,部分燃油經(jīng)進(jìn)、回油孔流回進(jìn)油空間,直到柱塞上部端面將回油孔關(guān)閉,燃油才開始受壓縮。柱塞繼續(xù)上行,套筒內(nèi)腔的燃油壓力逐漸增大,當(dāng)壓力增大到超過高壓油管中的剩余壓力與出油閥彈簧壓力的合力時,出油閥開啟,高壓燃油經(jīng)高壓油管流向噴油器。當(dāng)柱塞上行到斜槽打開回油孔時,柱塞上部的高壓燃油即經(jīng)柱塞頭部的直槽和斜槽與回油孔相通而流回進(jìn)油空間。此時,套筒內(nèi)腔的燃油壓力迅速下降,出油閥自動關(guān)閉,噴油泵停止供油。2.三種油量調(diào)節(jié)方式及柱塞頭部結(jié)構(gòu)改變噴油量是通過改變柱塞有效行程來實(shí)現(xiàn)的,而柱塞有效行程又由供油的始點(diǎn)和終點(diǎn)決定的,故噴油泵的供油量決定于供油的始點(diǎn)和終點(diǎn)??蓪⒂土空{(diào)節(jié)的方式分為三種,即終點(diǎn)調(diào)節(jié)式、始點(diǎn)調(diào)節(jié)式和始終點(diǎn)調(diào)節(jié)式。(1)終點(diǎn)調(diào)節(jié)式其噴油泵的柱塞頭部結(jié)構(gòu)為平頂且斜槽向下。在柱塞上行過程中,用柱塞頂平面封閉回油孔,用柱塞斜槽開啟回油孔。在轉(zhuǎn)動柱塞改變供油量時,無論怎樣轉(zhuǎn)動柱塞其供油始點(diǎn)始終不變,供油量通過改變供油的終點(diǎn)來調(diào)節(jié),這種油量調(diào)節(jié)方式稱為終點(diǎn)調(diào)節(jié)式。在終點(diǎn)調(diào)節(jié)式噴油泵中,供油量越大,供油持續(xù)時間越長,供油終點(diǎn)越滯后。由于在各種工況下,供油始點(diǎn)不變,實(shí)際發(fā)火角基本相等,有利于工作過程的進(jìn)行,因此應(yīng)用較廣泛。較適于按定轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)的船舶發(fā)電柴油機(jī)和高增壓船舶主機(jī)。其缺點(diǎn)是在低速低負(fù)荷下運(yùn)轉(zhuǎn)容易工作粗暴。目前大多數(shù)船用柴油機(jī)及增壓柴油機(jī)采取這種終點(diǎn)調(diào)節(jié)方式。(2)始點(diǎn)調(diào)節(jié)式其噴油泵的柱塞頭部結(jié)構(gòu)平底且斜槽向上。這種結(jié)構(gòu)在柱塞上行過程中,用柱塞頭部斜槽封閉回油孔,用柱塞底部環(huán)形槽開啟回油孔。在轉(zhuǎn)動柱塞改變供油量時,無論怎樣轉(zhuǎn)動柱塞其供油終點(diǎn)始終不變,供油量通過改變供油的始點(diǎn)來調(diào)節(jié),這種油量調(diào)節(jié)方式稱為始點(diǎn)調(diào)節(jié)式。在始點(diǎn)調(diào)節(jié)式噴油泵中,供油量越大,供油始點(diǎn)越提前,即供油提前角越大,供油持續(xù)時間越長。始點(diǎn)調(diào)節(jié)式噴油泵在標(biāo)定工況時,燃燒狀況良好,但當(dāng)在較小的工況,由于供油提前角減小,使燃燒后移,經(jīng)濟(jì)性變差。目前這種始點(diǎn)調(diào)節(jié)式噴油泵已很少使用。(3)始終點(diǎn)調(diào)節(jié)式其噴油泵的柱塞頭部結(jié)構(gòu)為有向上及向下的兩條斜槽。在轉(zhuǎn)動柱塞改變供油量時,其供油始點(diǎn)與終點(diǎn)均隨負(fù)荷改變。負(fù)荷大時,供油始點(diǎn)提前,供油終點(diǎn)滯后;負(fù)荷小時,供油始點(diǎn)滯后,供油終點(diǎn)提前。這種結(jié)構(gòu)的噴油泵,克服了終點(diǎn)調(diào)節(jié)式在較小工況時的工作粗暴性,但經(jīng)濟(jì)性又有所下降。目前采用的也不多??键c(diǎn)3:出油閥的作用及卸載方式題1.出油閥的作用(1)蓄壓在柱塞泵油行程中,使噴油泵的供油壓力逐漸累進(jìn)。由于出油閥上減壓凸緣和彈簧的作用,使油泵供油時刻延遲到出油閥的一定升程之后,從而使噴油泵獲得較高的初始供油壓力。(2)止回在柱塞的吸油行程中能有效地防止高壓油管中的燃油倒流入泵腔,從而保證柱塞有一定的供油量。也能使高壓油管內(nèi)始終存有一定壓力的燃油,這樣就使噴油延遲階段縮短。20(3)減壓防止出現(xiàn)二次噴射和燃油滴漏現(xiàn)象。2.出油閥結(jié)構(gòu)按卸載方式的不同,可將出油閥分為等容卸載出油閥及等壓卸載出油閥兩種。(1)等容卸載出油閥出油閥的頭部有密封錐面,與閥座研磨配合。密封錐面下有圓柱形減壓環(huán)帶,環(huán)帶下面的閥尾部上銑有四個銑槽。出油閥在高壓油管的殘余壓力和彈簧的作用下,使閥緊壓在閥座上。在柱塞吸油行程時,出油閥將泵腔與高壓油管分開,避免高壓油管的燃油倒流入泵腔,起到了止回的作用,提高了循環(huán)供油量。當(dāng)柱塞壓油時,泵腔中油壓升高,克服彈簧力及高壓油管殘余壓力,將出油閥向上壓,由于出油閥減壓環(huán)帶的作用阻隔作用,雖然出油閥已離開了閥座,但泵腔并未向高壓油管供油,直到出油閥上升h距離減壓環(huán)帶離開導(dǎo)向孔之后,燃油才能經(jīng)過四個銑槽流入高壓油管,由于出油閥上減壓環(huán)帶和彈簧的作用,使油泵供油時刻延遲到出油閥上升h距離之后,從而使噴油泵獲得較高的初始供油壓力,起到了蓄壓的作用。當(dāng)柱塞有效行程結(jié)束,回油孔開始泄油時,減壓環(huán)帶先行進(jìn)入導(dǎo)向孔,將泵腔與高壓油管分隔開來,出油閥繼續(xù)下降距離h(hπdh,使管中燃油壓力2/4因容積增大而迅速降低,噴油迅速停止,縮短了燃油噴射過程的滴漏階段并可避免重復(fù)噴射。因?yàn)檫@種卸載容積在柴油機(jī)各種轉(zhuǎn)速下都是不變的,所以稱等容卸載出油閥。等容卸載出油閥是使用最多的一種出油閥。等容卸截出油閥有以下特點(diǎn):①結(jié)構(gòu)簡單,性能穩(wěn)定;②縮短燃油噴射過程的滴漏階段并可避免重復(fù)噴射;③由于卸載容積恒定,因而在柴油機(jī)工況變化時高壓油管中的殘余壓力相應(yīng)變化;④在低負(fù)荷時可能因過分卸載而造成高壓油管的低壓,形成穴蝕。加大卸載容積可以克服重復(fù)噴射,但卸載容積過大會造成:①高壓油管中剩余壓力降低,使噴射延遲階段延長;②由于油泵泵到高壓油管的燃油首先要充填管中空出的卸載容積,使下一循環(huán)循環(huán)噴油量減少;③油管中的回流變急,可能在高壓油管中形成負(fù)壓區(qū)導(dǎo)致在高壓油管發(fā)生穴蝕;④噴油器針閥落座過急,引起針閥座面的剝落或穴蝕。(2)等壓卸載出油閥等壓卸截的出油閥上無減壓壞帶,但在其內(nèi)部設(shè)有一個由卸載彈簧控制的錐形卸載閥。當(dāng)出油閥關(guān)閉后,若高壓油管中的油壓高于卸載閥的開啟壓力,則卸載閥開啟使燃油倒流入噴油泵工作空間,直到同卸載閥的關(guān)閉壓力相等時為止。由此,可減小高壓油管中壓力波的波動值,不但可避免重復(fù)噴射而且可避免穴蝕。等壓卸載出油閥在中、高速大功率柴油機(jī)中使用較多。考點(diǎn)4:回油孔式噴油泵的檢查調(diào)整52題1.密封性檢查與要求(1)綜合檢查先在高壓油管接頭處安裝壓力表,然后手動泵油,直至達(dá)到說明書規(guī)定的泵油壓力時停止泵油,并按住泵油手柄不動。觀察壓力表指針,此壓力讀數(shù)若能在說明書規(guī)定的時間(一般不小于30s)內(nèi)保
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