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康明斯柴油發(fā)電機組配氣機構的組成和作用 |
柴油發(fā)電機配氣機構是實(shí)現柴油發(fā)電機換氣過(guò)程的控制機構。其作用是根據配氣正時(shí)的要求,在規定的時(shí)刻開(kāi)啟和關(guān)閉進(jìn)、排氣門(mén),以保證氣缸排出廢氣和吸進(jìn)新鮮空氣,使工作循環(huán)不間斷地進(jìn)行。
一、結構組成
1、柴油發(fā)電機的配氣方式分為氣門(mén)配氣、氣口配氣和氣口-氣門(mén)配氣三種。四沖程柴油發(fā)電機都采用氣門(mén)配氣。
2、氣門(mén)配氣機構由氣門(mén)組和氣門(mén)傳動(dòng)組兩部分組成。
3、氣門(mén)組由氣門(mén)、氣門(mén)座、氣門(mén)導管、氣門(mén)彈簧和彈簧座及鎖緊裝置等組成
4、氣門(mén)傳動(dòng)組由搖臂、搖臂軸、推桿、挺柱、凸輪軸和正時(shí)齒輪等組成。
氣門(mén)總成結構圖
二、氣門(mén)重疊
由于進(jìn)氣門(mén)在上止點(diǎn)前開(kāi)啟,而排氣門(mén)在下止點(diǎn)后才關(guān)閉,排氣和進(jìn)氣又是兩個(gè)相臨的連續過(guò)程,這就出現了在一段時(shí)間內排氣門(mén)和進(jìn)氣門(mén)同時(shí)開(kāi)啟的現象,這種現象稱(chēng)為氣門(mén)重疊。由于新鮮氣流和廢氣流的慣性作用,在短時(shí)間內不會(huì )改變流向只要氣門(mén)重疊角度洗擇適當。 就不會(huì )有廢氣倒流入進(jìn)氣管,新鮮氣體也不會(huì )隨廢氣流排出去,反而有利于換氣。主要作用如下:
1、進(jìn)氣門(mén)早開(kāi)∶
增大了進(jìn)氣行程開(kāi)始時(shí)氣門(mén)的開(kāi)啟高度,減小進(jìn)氣阻力,增加進(jìn)氣量。
2、進(jìn)氣門(mén)晚關(guān)∶
延長(cháng)了進(jìn)氣時(shí)間,在大氣壓和氣體慣性力的作用下,增加進(jìn)氣量。
3、排氣門(mén)早開(kāi)∶
借助汽缸內的高壓自行排氣,大大減小了排氣阻力,使排氣干凈。
4、排氣門(mén)晚關(guān)∶
延長(cháng)了排氣時(shí)間,在廢氣壓力和廢氣慣性力的作用下,使排氣干凈。
5、氣門(mén)重疊角不同工況調節模式∶
在怠速工況時(shí),對凸輪軸進(jìn)行設置使得進(jìn)氣凸輪軸較晚打開(kāi),并且較晚關(guān)閉。排氣凸輪軸被設置成在上止點(diǎn)之前完全關(guān)閉。由于只有最少量的殘余氣體被燃燒,所以就使得怠速很穩定。
6、輸出功率∶
要在很高的柴油發(fā)電機組轉速時(shí)獲得較高的輸出功率,必須使得排氣門(mén)較晚打開(kāi)。只有這樣,被燃燒氣體的膨脹力才能較長(cháng)時(shí)間地作用在活塞上。進(jìn)氣門(mén)在上止點(diǎn)后打開(kāi)并且在下止點(diǎn)后完全關(guān)閉。這樣進(jìn)氣的動(dòng)態(tài)自增壓效應被用來(lái)增加輸出功率。
7、扭矩∶
要獲得最高的輸出扭矩,汽缸必須具有很高的容積效率。這需要進(jìn)氣門(mén)較早打開(kāi)。因為較早打開(kāi),所以關(guān)閉也較早;這樣就避免了將新鮮空氣壓出去。排氣凸輪軸在上止點(diǎn)之前關(guān)閉。
8、廢氣再循環(huán)∶
通過(guò)調節進(jìn)氣和排氣凸輪軸可實(shí)現內部廢氣再循環(huán)。在此過(guò)程中,當氣門(mén)交錯(進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)都打開(kāi))時(shí)廢氣就從廢氣口流入進(jìn)氣口。交錯的程度決定了再循環(huán)的廢氣量。進(jìn)氣凸輪軸被設置成在上止點(diǎn)之前完全打開(kāi)并且排氣凸輪軸在上止點(diǎn)之前才關(guān)閉。結果,兩個(gè)氣門(mén)都打開(kāi)并且廢氣被再循環(huán)。與外部廢氣再循環(huán)相比較,內部廢氣再循環(huán)的優(yōu)點(diǎn)是系統的反應更快并且再循環(huán)的廢氣分布更加均勻。
氣門(mén)重疊角示意圖
三、氣門(mén)間隙
柴油發(fā)電機組工作時(shí),氣門(mén)、推桿、挺柱等零件因溫度升高而伸長(cháng)。如果在室溫下裝配時(shí),氣門(mén)和各傳動(dòng)零件(搖臂、推桿、挺柱)及凸輪軸之間緊密接觸,則在熱態(tài)下,氣門(mén)勢必關(guān)閉不嚴,造成汽缸漏氣。為保證氣門(mén)的密封性,必須在氣門(mén)與傳動(dòng)件之間留適當的間隙,習慣稱(chēng)之為“氣門(mén)間隙”,并有“冷間隙"與“熱間隙”之分。
氣門(mén)傳動(dòng)組(氣門(mén)與挺柱或氣門(mén)與搖臂之間)在常溫下裝配時(shí)必須留有適當的間隙,以補償氣門(mén)及各傳動(dòng)零件的熱膨脹,此間隙稱(chēng)為氣門(mén)的冷間隙;在柴油發(fā)電機組正常運轉時(shí)(熱狀態(tài)下),也需要一定的氣門(mén)間隙,保證凸輪不作用于氣門(mén)時(shí),氣門(mén)能完全密閉。柴油發(fā)電機組在熱態(tài)下的氣門(mén)間隙稱(chēng)為氣門(mén)的熱間隙。
1、氣門(mén)間隙的過(guò)大或過(guò)小
在柴油發(fā)電機使用過(guò)程中,由于零件的磨損與變形,氣門(mén)間隙會(huì )逐漸增大,促使進(jìn)、排氣門(mén)遲開(kāi)、早關(guān),導致進(jìn)、排氣的時(shí)間變短,進(jìn)氣不足,排氣不凈,致使柴油發(fā)電機的動(dòng)力性與經(jīng)濟性下降,同時(shí)使各零件之間的撞擊與磨損加劇,噪聲增大;若氣門(mén)間隙過(guò)小,則會(huì )引起氣門(mén)密封不嚴而漏氣,導致柴油發(fā)電機功率下降,油耗增加,甚至燒壞氣門(mén)零件。
2、氣門(mén)間隙的參數
在使用過(guò)程中,應定期檢查和調整氣門(mén)間隙。柴油發(fā)電機的氣門(mén)間隙一般由制造廠(chǎng)給出,各機型都有具體規定。在常溫下(冷間隙),一般進(jìn)氣門(mén)間隙在0.20~0.35mm之間,排氣門(mén)間隙在0.30~0.40mm范圍內。有的柴油發(fā)電機組只規定了冷間隙,此時(shí)的冷間隙數值能保證柴油發(fā)電機組在熱機狀態(tài)下仍有一定的氣門(mén)間隙。有的柴油發(fā)電機組則分別規定了冷間隙和熱間隙。裝配時(shí)應將氣門(mén)間隙調整到規定數值。
調整柴油發(fā)電機組氣門(mén)間隙最好在冷機狀態(tài)下,氣門(mén)完全關(guān)閉時(shí)進(jìn)行。因為在熱機狀態(tài)下,由于柴油發(fā)電機工作時(shí)間的長(cháng)短不同,其機溫也有所差別,氣門(mén)間隙的大小不好把握。調整時(shí),首先轉動(dòng)曲軸使要調整缸的活塞恰好處于壓縮沖程上止點(diǎn)位置,此時(shí),進(jìn)、排氣門(mén)處于完全關(guān)閉狀態(tài),然后用螺釘旋具和厚薄規調整該缸的進(jìn)、排氣門(mén)間隙,調整完畢后按同樣方法依次調整其他缸。
3、調整氣門(mén)間隙的方法
先松開(kāi)調整螺釘的鎖緊螺母,再旋轉調整螺釘,用規定數值的塞尺插入氣門(mén)桿與搖臂之間進(jìn)行測量,使氣門(mén)間隙符合規定,調整好后再將鎖緊螺母擰緊,復查一次,直至氣門(mén)間隙在規定的范圍內。
氣門(mén)間隙示意圖
4、氣門(mén)調整注意事項
(1)一般來(lái)說(shuō),排氣門(mén)的氣門(mén)間隙比進(jìn)氣門(mén)的氣門(mén)間隙大。
(2)為便于調整,許多發(fā)動(dòng)機進(jìn),排氣門(mén)氣門(mén)間隙大小一樣,將氣門(mén)選擇不同的材料。
(3)氣門(mén)間隙有冷態(tài)間隙和熱態(tài)間隙之分,冷態(tài)間隙比熱態(tài)間隙大。
(4)當傳動(dòng)機構磨損后,氣門(mén)的開(kāi)度減?。?/span>
(5)裝有液力挺柱的配氣機構無(wú)氣門(mén)間隙。
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