船舶柴油机换气与增压系统课件.ppt

1、第四章第四章 换气与增压换气与增压 第一节：柴油机的换气过程 第二节：换气机构 第三节：废气涡轮增压 第四节：废气涡轮增压器 第五节：柴油机废气涡轮增压系统 第六节：增压系统的维护管理及故障排除第一节 柴油机的换气过程 一、气阀与气口的角面值和时面值 d=dt 衡量一次换气过程中各个阶段气口或气阀的流通能力是看它们的时面值。角面值：它表示气口或气阀的流通能力，是个定值，大小与转速无关一节一节n30角面值角面值时面值时面值二、四冲程柴油机换气过程 （三个阶段）1）自由排气阶段2）强制排气阶段3）进气阶段2.气阀叠开和 燃烧室扫气排气冲程进气冲程自由排气 强制排气亚临界超临界气阀重叠气缸压力排气阀

2、开排气阀关排气管内的压力下止点上止点1234下止点三、二冲程柴油机换气过程1.二冲程机换气特点：（1）用于换气的时间远少于四冲程机。（2）是依靠进、排气口之间的压差，用新鲜空气驱赶废气的方式，进、排同时进行。（3）扫气所需气体压差较大，所消耗的功及空气耗量较大。（4）气缸容积不能充分利用。2.二冲程柴油机的换气过程：第一阶段：自由排气（B-R）第二阶段：强制排气和扫气 （R-C）第三阶段：过后排气阶段（C-E）pBDRPCE排气口开扫气口开下死点扫气口关排气口压缩膨胀四、评定换气过程质量的参数 1.残余废气系数：rr 换气过程结束时，缸内残余废气量与新鲜空气的比值。2.充气系数（效率）v 换气

3、过程结束时充入气缸的实际空气量G0与在进气状态下充满气缸工作容积Vh的理论空气量Gh之比值。3.扫气效率、扫气系数、扫气过量空气系数 凸轮轴正时齿轮一、气阀机构 气阀机构工作条件恶劣，气阀机构工作条件恶劣，图为排气阀的烧损图为排气阀的烧损气阀与阀座面的配合：三种气阀与阀座面的配合：三种 全接触式外接触式内接触式中速大功率柴油机排气阀不带阀壳式不带阀壳式带阀壳式带阀壳式二、气阀传动机构 机械式气阀传动机构液压式气阀传动机构液压式气阀驱动机构三、凸轮轴及传动机构1.凸轮轴：大功率四冲程柴油机凸轮轴2.凸轮轴传动机构：齿轮转动机构齿轮转动机构链传动机构链传动机构凸轮轴链轮曲轴链轮张紧轮四、换气机构的

4、故障和管理 1.气阀机构的故障。（1）阀面与阀座磨损和腐蚀。（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。套管气阀弹簧阀座 2.气阀间隙测量和调整、气阀间隙的作用气阀间隙的作用是使柴油机在运是使柴油机在运转时气阀机构受转时气阀机构受热后有膨胀的余热后有膨胀的余地。地。气阀正时的检查：气阀正时的检查：一、柴油机增压概述 增压：即提高气缸进气压力，使进入气缸的空气密度增加，从而可以增加喷入气缸的燃油量，以提高柴油机的功率。增压的三种形式：（1）机械增压：增压器由柴油机直接驱动。（2）废气涡轮增压：利用柴油机排出的废气吹动涡轮机，由涡轮机带动增压

5、器。（高）（3）复合增压：既涡轮、机械增压同时使用。（低）（低）二、废气能量分析 :为废气总的可用能,也可看成有以下两部分E1和E2组成。E1废气由压力Pb膨胀到PT 所发出的能，称为脉冲能。即：（b-4-e-b)E2废气由压力废气由压力P PT T 膨胀到膨胀到P P0 0的能，称为的能，称为 ，定压能，定压能，（g-e-f-i-gg-e-f-i-g)1234bee5VbiPoPTgE2E1b-e-i-g-4-i-g-4-b四冲程等压涡轮柴油机废气能量四冲程等压涡轮柴油机废气能量三、废气涡轮增压的两种形式 1.定压涡轮增压：特点：排气支管连接到一根总管上，涡轮前排气管压力基本上是恒定的，只利

6、用了废气的定压能，而脉冲能基本都损失掉了。2.脉冲涡轮增压：特点：排气管经过分组直接与涡轮相连，排气管细而短，涡轮前的压力是波动的，它利用了脉冲能并能较好的利用定压能。分组原则：3.两种增压方式的比较（1）废气能量的利用。（2）涡轮的工作性能。（3）增压系统的布置。（4）管理上的要求。（5）柴油机的加速性能及低负荷性 能。1.脉冲转换增压：排气支管和废气涡轮之间设脉冲转换器，即有效的利用脉冲能，又能使涡轮的进气压力稳定和流量连续，可提高涡轮效率。2.多脉冲增压：是将多根排气支管连接到一个多进口的多脉冲转换器上。3.单脉冲增压：与定压增压相似，但气管细且带有引射喷管。四、其它增压形式一、废气涡轮

7、增压器的构造 它是由废气涡轮和压气机两部分组成：涡轮增压器实体解剖图工作叶轮及安装工作叶轮及安装叶片扩压器叶片扩压器叶轮组叶轮组二、废气涡轮增压器的工作原理 1.离心式压气机的基本工作原理 2.单级轴流式涡轮机的基本 工作原理：三、离心式压气机的工作特性及喘振机理 当压气机工况变化时当压气机工况变化时,在不同转速下在不同转速下压气机的排出压力和效率随空气流量的压气机的排出压力和效率随空气流量的变化规律被称为变化规律被称为离心式压气机的特性离心式压气机的特性。表示这种特性的曲线叫表示这种特性的曲线叫压气机的特性曲压气机的特性曲线。线。喘振：喘振：是由于流量小于设计值很多时叶轮是由于流量小于设计值

8、很多时叶轮进口和扩压器叶片内产生强烈的气流分进口和扩压器叶片内产生强烈的气流分离引起的震动。离引起的震动。空气在工作论叶片前缘附近的流动情况空气在工作论叶片前缘附近的流动情况一、单独增压系统 此增压系统只是 依靠柴油机排气所 提供的能量来工作 而不设其它辅助增 压设备。电动应急电动应急鼓风机鼓风机二、复合增压系统 1.串联增压器：2.串联旁通增压：3.并联增压系统：一、增压系统的维护管理 废气涡轮增压器工作的主要特点是：转子转速高，气流流速高，涡轮工作温度高 1.增压器的日常管理：（1）运行中应测量和记录各主要运行参数。（2）倾听有无异常声响，运转是否平稳。（3）注意转子轴承润滑。（4）停用时间较长时，应转动转子轴，放弯曲 （5）拆装时，应注意间隙及相对位置。2.废气涡轮增压器的清洗：二、增压系统故障及排除 1.轴承烧损。2.增压器强烈震动。3.增压压力下降。4.增压压力升高。5.轴承箱中滑油很快变黑和漏失。