發(fā)動機(jī)的安裝和布置.ppt

1、發(fā)動機(jī)的安裝和布置,發(fā)動機(jī)選擇合適的附件及合理的布置和安裝，對發(fā)動機(jī)有效可靠的工作是相當(dāng)重要的。為此對這方面的一些要求和規(guī)則加以簡要介紹。,北京北內(nèi)柴油機(jī)有限責(zé)任公司,一、 冷卻空氣供給和排除裝置的部置,1、概述 風(fēng)冷系列柴油機(jī)用冷卻風(fēng)扇供給的環(huán)境空氣直接冷卻。所以，發(fā)動機(jī)的可靠運行，以正確地供給和排放所必須的冷卻空氣為條件。 絕大多數(shù)情況下采用不受天氣變化影響的方式來安裝發(fā)動機(jī)。通常有一個機(jī)房，也有時把發(fā)動機(jī)安裝在機(jī)罩里，既能不受天氣變化的影響又能降低噪聲。 在許多場合下，發(fā)動機(jī)需要有供風(fēng)與排風(fēng)系統(tǒng)，這時，要永遠(yuǎn)遵循下列兩條非常重要的基本規(guī)則。,規(guī)則一、只有新鮮空氣才能供燃燒或冷卻用，發(fā)動機(jī)

2、千萬不要吸入排出的熱風(fēng)或廢氣。 規(guī)則二、必須盡可能地避免進(jìn)、排風(fēng)通道中有障礙。,當(dāng)風(fēng)扇運轉(zhuǎn)時在進(jìn)風(fēng)口形成負(fù)壓區(qū)，使空氣從各方涌入。因此若不采取適宜的防范措施，則排出的熱風(fēng)也會重新被吸入風(fēng)扇，所以要密切注意“正確設(shè)計冷卻空氣系統(tǒng)，防止熱風(fēng)短路循環(huán)”的問題。通過巧妙利用甲板上層的結(jié)構(gòu)特征（例如發(fā)動機(jī)安裝在船舶上時），可防止排除的熱風(fēng)再進(jìn)入風(fēng)扇。 但是，如果導(dǎo)風(fēng)管進(jìn)出口相互布置不當(dāng)，熱空氣形成外部回路后，還能再被吸入，這時昂貴的進(jìn)、排風(fēng)導(dǎo)管就失效了。在船用安裝中，導(dǎo)風(fēng)管末端的結(jié)構(gòu)應(yīng)能防止雨水或航行中濺潑的水進(jìn)入，必要時應(yīng)備有排水口。 冷卻空氣導(dǎo)管的布置還應(yīng)考慮到由于熱對流、風(fēng)或車輛運動而形成氣流。在

3、多機(jī)組安裝時，例如在船上，每臺獨立機(jī)組的冷卻氣流應(yīng)相互分開組織，以便當(dāng)一臺機(jī)組停車后，熱空氣不會形成短路循環(huán)。 基本上，冷卻空氣的供給與排除有以下四種布置方案：,2、布置方式,表11,上述四種方案（表1-1）中，布置中的正確與錯誤見圖11圖例的對照說明。,排風(fēng)導(dǎo)管的彈性連接：,發(fā)動機(jī)采用彈性支撐時，如果進(jìn)、排風(fēng)導(dǎo)管剛性地連接到發(fā)動機(jī)上，就要受到振動。在這種情況下，導(dǎo)管與發(fā)動機(jī)的結(jié)合處也要采用彈性連接。但是，短的進(jìn)、排風(fēng)導(dǎo)管，即從端部算起，進(jìn)風(fēng)導(dǎo)管不超過300mm、排風(fēng)導(dǎo)管不超過500mm時，也可用剛性連接 不過，此時在導(dǎo)管的過渡處，必須安裝彈性密封圈。 任何對冷卻空氣自由進(jìn)、排風(fēng)的阻礙，都是一

4、種減少空氣通過率的阻力，而且，也增加了風(fēng)扇的負(fù)荷。當(dāng)導(dǎo)管的截面很小，或長度很長，當(dāng)氣流偏歪或當(dāng)防護(hù)裝置或鐵網(wǎng)阻礙著進(jìn)、排風(fēng)暢通時，這種阻力在實際上是存在的。,3、發(fā)動機(jī)進(jìn)、排風(fēng)導(dǎo)管的最小截面積（平方米）,表 發(fā)動機(jī)進(jìn)、排風(fēng)導(dǎo)管最小截面積,上表中、欄的截面面積可按下表組合方式選用。 表13 進(jìn)、排風(fēng)導(dǎo)管截面積選擇表,4、冷卻空氣的溫升,冷卻空氣從未受擾動的環(huán)境直接達(dá)到風(fēng)扇進(jìn)口處某一點，沿途允許的溫升為10。個別情況下，只要進(jìn)入燃燒室的空氣在進(jìn)入發(fā)動機(jī)前未被同樣加熱，而且風(fēng)壓室也無壓力損失，則冷卻空氣的溫度允許升高15。 當(dāng)發(fā)動機(jī)安裝有三角皮帶防護(hù)罩時，冷卻空氣的溫度，應(yīng)在未裝防護(hù)罩時在風(fēng)口處測量

5、。 重裝三角皮帶防護(hù)罩后，觀察許多溫升和節(jié)流值時，應(yīng)復(fù)測風(fēng)扇進(jìn)口處的溫度。測量冷卻空氣溫度時應(yīng)注意：只有在發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)相當(dāng)一段時間，使溫度保持穩(wěn)定后，才能得到其最大值。經(jīng)驗證明，這一穩(wěn)定條件大約在發(fā)動機(jī)運行一小時后能達(dá)到。所以這就是被測發(fā)動機(jī)在實際負(fù)荷條件下運行的最短時間。 溫度需在整個運行期間測量和觀測。最終值應(yīng)在穩(wěn)態(tài)的最大工作負(fù)荷下讀取。 由于冷卻空氣并不在風(fēng)扇中混合，而且空氣從風(fēng)扇某一部位吸入后，往往直接吹向發(fā)動機(jī)相應(yīng)的某一部位，所以任何部位的溫升都不能超過規(guī)定值。通常測量溫度時，整個進(jìn)風(fēng)面積都應(yīng)予以考慮。但在實際上，選擇四個互成90的測量點，對于作出適當(dāng)?shù)墓纼r已夠用了。但是，不允許沿圓周

6、取一些獨立點溫度的平均值來代替這四個點的值。,表4 溫升與壓降的許用組合表,、冷卻空氣的濾清,發(fā)動機(jī)在灰塵特別多的環(huán)境中工作時（例如聯(lián)合收割機(jī)，甜菜和土豆收獲機(jī)，魚粉裝卸，礦渣和垃圾處理等），冷卻空氣需用下列方法過濾： （1）鉆孔板篩罩：在風(fēng)扇進(jìn)口處裝一個帶鉆孔板的罩子篩罩。 （2）鉆孔板轉(zhuǎn)篩：優(yōu)點：旋轉(zhuǎn)力將防止轉(zhuǎn)孔堵塞。缺點：雖然鉆孔板的尺寸與固定式篩罩相同，但是由于篩鼓垂直空氣流而旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生大約為2040m/sec的切向速度（視鼓的直徑與轉(zhuǎn)速而異），這便增加了空氣流動的阻力，過分的減少了空氣的通過量和風(fēng)壓室壓力。因此，采用這種方案時，一定要把篩孔面積與篩板轉(zhuǎn)速匹配得當(dāng)，以確保獲得合理的空氣

7、流量。 （3）旋風(fēng)除塵器：旋風(fēng)型冷卻空氣粗濾器對細(xì)塵土并不實用。 （4）過濾墊：過濾墊不僅能保持冷卻空氣的清潔，而且還能降低進(jìn)氣噪音。濾墊可用能清洗的塑料或羊毛制成。具體選用時，為保證有足夠的空氣流量，應(yīng)與濾墊制造廠商榷。 另外濾墊的安裝設(shè)計，要便于清洗（在需要時，甚至每天清洗幾次）。 新濾墊所產(chǎn)生的壓力損失應(yīng)不超過5mm水柱 此方案特別適用于過濾顆粒細(xì)、易侵入的塵土。,二、進(jìn)、排氣管系,1、概述 要使發(fā)動機(jī)性能良好，運行可靠，則必須正確的設(shè)計進(jìn)、排氣管，并使之有足夠的橫截面面積。 進(jìn)、排氣管應(yīng)盡可能不改變方向。任何必須的方向改變，都要采用平滑過度的轉(zhuǎn)彎。 2、排氣管的阻力測量和允許阻力 （1

8、） 進(jìn)氣系統(tǒng)的真空度：進(jìn)氣系統(tǒng)的真空度最好用裝水U型管測量。方法如下： 非增壓發(fā)動機(jī)：在不帶負(fù)荷、額定轉(zhuǎn)速時，于緊靠發(fā)動機(jī)前端的一段直線管道上測量。如果在額定轉(zhuǎn)速時測量有困難，對非增壓發(fā)動機(jī)而言，也可以在高于額定轉(zhuǎn)速的最高空轉(zhuǎn)時測量。然后將測量結(jié)果按以下公式換算。 式中：P在額定轉(zhuǎn)速時進(jìn)氣系統(tǒng)的許用真空度； Pmax在最大轉(zhuǎn)速時測得的進(jìn)氣系統(tǒng)真空度： N額定轉(zhuǎn)速 Nmax測量時的最大轉(zhuǎn)速。 增壓發(fā)動機(jī)：在全負(fù)荷、額定轉(zhuǎn)速時，于壓氣機(jī)前但仍在空濾器接管的最大直徑處測量。,進(jìn)氣管道和排氣管道的許用阻力見表2-1。 表中的數(shù)值是發(fā)動機(jī)在額定輸出時進(jìn)、排氣管道不許超過的最大阻力值。進(jìn)氣側(cè)的管道包括空氣

9、濾清器和進(jìn)氣管，排氣側(cè)的管道包括排氣管和消音器。 表中的數(shù)值對汽車用、工業(yè)用與船舶用的發(fā)動機(jī)都相同。發(fā)電機(jī)組則見相應(yīng)的另表（表2-3）。 個別情況下，如因安裝條件的特殊需要，排氣背壓可高于表2-1的數(shù)值，但應(yīng)與生產(chǎn)廠設(shè)計配套部門商討。 采用紙質(zhì)濾清器時，當(dāng)濾芯變臟，即真空指示器作出反映時，進(jìn)氣阻力允許在短期間內(nèi)升到表951所列的數(shù)值。 PNS有效的持續(xù)運轉(zhuǎn)（使用時間約為300小時/年） PNE有效的持續(xù)運轉(zhuǎn)（使用時間約為1000小時/年） PD持續(xù)運轉(zhuǎn)（無時間限制）。 在這種情況下，必須采用具有200mmH2O開關(guān)點的真空度指示器。 當(dāng)采用紙質(zhì)組合式空濾器時，各個PD功率的壓降值取自表2-2。

10、真空度指示器的開關(guān)點也按表2-2。 一定要為紙質(zhì)空濾器匹配相應(yīng)的真空度指示器，一定要把真空度指示器安裝在容易觀察到的地方。唯一的例外是單缸機(jī)。 由于單缸機(jī)的振動效應(yīng)使紙質(zhì)空濾器有三倍的過濾面積，所以壽命相當(dāng)之長。對此類發(fā)動機(jī)而言，遵守維修手冊中保養(yǎng)說明即可。 為了保證紙質(zhì)空濾器在正常的塵土條件下能有長的使用壽命，新空濾器裝在發(fā)動機(jī)上，測得的阻力值（在濾清過的空氣側(cè)）大致如下： 單缸機(jī) 79mbar (7090mmH2O) 二缸機(jī) 1316.5mbar(130165mmH2O) 四缸及四缸以上的機(jī)型 2025mbar(200250mmH2O) 建議盡可能使阻力低于上述值，這將改善發(fā)動機(jī)的性能和功

11、率輸出。 全部上述數(shù)據(jù)，均在發(fā)動機(jī)上測量。用于單缸至三缸機(jī)的數(shù)據(jù)較低是考慮到脈沖效應(yīng)，所以結(jié)果為平均值。,表2-1 道依茨非增壓和增壓風(fēng)冷柴油機(jī)進(jìn)、排氣管許用阻力數(shù)值表,注：mbar巴毫；mmH2O毫米水柱 表2-2 進(jìn)氣側(cè)裝有臟濾清器時短時間最大允許阻力壓降,* 發(fā)動機(jī)附件中包括商用型真空度指示器，與表中值相當(dāng)或稍高，所以在少數(shù)情況下，稍高一點的真空度也是可接受的。,表2-3 風(fēng)冷發(fā)動機(jī)用于發(fā)電機(jī)組時，進(jìn)、排氣側(cè)的允許阻力用于增壓與非增壓機(jī)型,、進(jìn)氣管道和空氣濾清器 （1）概述：已發(fā)現(xiàn)，在所有發(fā)動機(jī)早期磨損的情況中，有四分之三是灰塵引起 的，為防止此類情況發(fā)生，在安裝發(fā)動機(jī)進(jìn)氣管道和空氣濾清

12、器時，要遵循以下規(guī)定： 只有取自盡可能無塵處的新鮮空氣，才適于用作燃燒空氣。 進(jìn)氣管道對氣流的阻力應(yīng)盡量小，且在發(fā)動機(jī)附近不應(yīng)有任何彎曲。 空濾器與發(fā)動機(jī)之間的進(jìn)氣系統(tǒng)通稱清潔空氣側(cè)在長時間運轉(zhuǎn)后，仍需保持有效的氣體密封。 必須按發(fā)動機(jī)的運轉(zhuǎn)條件（塵土）選擇合適的空濾器。無需任何中間管道，而將空濾器直接安裝到發(fā)動機(jī)上的理想的設(shè)計并不是經(jīng)?？尚械?。相反，經(jīng)常需要將空濾器與發(fā)動機(jī)分開安裝。例如當(dāng)溫度急劇升高或有振動危險時，特別是為了保養(yǎng)方便，而將空濾器安裝在易于接近的地方。,通常需要把未濾清側(cè)的空氣管道（即空濾器前的管道）加長，或把濾清過的空氣管道（即空濾器和發(fā)動機(jī)間的管道）加長，或者把兩者都加長

13、。在這種情況下，重要的是要確保不能超過允許的氣流阻力。并在濾清側(cè)保持絕對的氣密性。 （2）燃燒空氣的濾清器：實際應(yīng)用經(jīng)驗指出，對燃燒用空氣的濾清問題，需引起密切的重視。關(guān)于這一點，以下說明可能帶有普遍意義。 預(yù)期的發(fā)動機(jī)的使用壽命，有賴于使用干式空濾器（紙質(zhì)濾芯）。 干式空濾器需要特別細(xì)心的保養(yǎng)，但這一要求并不是能經(jīng)常做到，特別是用于建筑機(jī)械上時。 干式空濾器要求使用地區(qū)有可靠的備件供應(yīng)（更換濾清器的元件）。但由于價格和貨源的原因?qū)Υ藷o法保證。 這導(dǎo)致了需要一種高效率的空氣濾清系統(tǒng)，它應(yīng)是耐用的、要求最低的保養(yǎng)，而且在備件不能立即供應(yīng)的情況下，仍能短時間以適當(dāng)?shù)男使ぷ鳌?一種符合式空濾器，可

14、滿足這些要求。這種濾清器是由一個油浴式濾清器（包括一個帶排塵閥的粗濾器）和干式精濾器符合組成。 油浴式空濾器就其保養(yǎng)程序和它經(jīng)久耐用的結(jié)構(gòu)來說是眾所周知的。在干式空濾器元件失效的情況下，這種空濾器的分離效率足以避免發(fā)動機(jī)產(chǎn)生破壞的磨損。 由于前面有油浴式空濾器，進(jìn)入到干式空濾器的塵土很少，通常使濾芯的使用壽命在一年以上。因此，對濾清元件的嚴(yán)格的保養(yǎng)工作和費用可降到最低限度。 在保養(yǎng)條件差或者運行條件相應(yīng)于表2-4中所列，灰塵嚴(yán)重落塵或十分嚴(yán)重落塵時，應(yīng)該選用符合式空濾器。在所有的其他應(yīng)用情況下，一般推薦仍使用標(biāo)準(zhǔn)的干式空濾器系統(tǒng)。此外，在特殊情況下，也可采用油浴式空濾器。,如果裝備發(fā)動機(jī)的用戶

15、訂購了其他型號的空濾器，最基本的要求是遵守以下建議。 為道依茨發(fā)動機(jī)匹配空氣濾清器的建議。 假如裝備發(fā)動機(jī)的用戶選用空氣濾清器系統(tǒng)，則用戶應(yīng)對正確的匹配和裝置負(fù)完全責(zé)任。在證實了由于空氣濾清器系統(tǒng)的缺陷而造成發(fā)動機(jī)毀壞的情況下，生產(chǎn)廠拒絕承擔(dān)保證書有關(guān)條款下的索賠。 空濾器的尺寸：空濾器的尺寸取決于所需進(jìn)氣量和實驗室壽命，而實驗壽命由應(yīng)用類型和運轉(zhuǎn)條件所決定（含塵量見表2-4）。 所需空氣量：自然進(jìn)氣四沖程發(fā)動機(jī)所需空氣量由下式?jīng)Q定： VHnpf Q=_ 21000 如果空濾器分別裝在V型發(fā)動機(jī)的兩側(cè)，則必須根據(jù)每排的缸數(shù)考慮脈沖效應(yīng)，以不考慮脈沖效應(yīng)因數(shù)的計算結(jié)果作為確定實驗室壽命的基礎(chǔ)。

16、上式符號的含義是： Q計算空氣需要量（m3/min） VH總排量（L） n轉(zhuǎn)速(r/min) 計算容積效率=0.9 P額定功率(Kw) f脈沖系數(shù)，1缸=3.0，2缸=2.0，3缸=1.4，4缸=1.2，5缸及5缸以上=1.0,確定空氣濾清器的阻力時，以考慮脈沖效率的計算空氣需用量為基本參數(shù)。 由于脈沖效應(yīng)，內(nèi)阻增加，從而真空度指示器開關(guān)點的真空度差值下降，導(dǎo)致“實驗室壽命”較短。結(jié)果可能需要選用大一號的空氣濾清器。 增壓四沖程發(fā)動機(jī)所需空氣量可用以下公式計算： Q(m3/min)=0.095P(Kw) Q(m3/min)=0.07N(HP) 濾清效率：當(dāng)以AC粒度的實驗粉塵實驗時，濾清器系統(tǒng)

17、的絕對濾清效率應(yīng)達(dá)到99.9%。 濾清器的保養(yǎng)：紙濾芯的最大許可污染度用目測保養(yǎng)指示器或電測保養(yǎng)指示開關(guān)顯示。它們一達(dá)到規(guī)定值便立即顯示。這時僅需做些清潔或更換濾芯的工作。 表2-4給出選擇空氣濾清器的指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)。 （3）進(jìn)氣管道： 空濾器和發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣管道（清潔空氣管道），必須絕對氣密而且能經(jīng)受的住由發(fā)動機(jī)和振動推力所引起的機(jī)械應(yīng)力。無縫鋼管適合這一用途。也可以采用金屬薄板焊接管，但其先決條件是防漏焊接和內(nèi)部清潔，即清除了焊渣等物。煙囪、折疊管、點焊管或鉚接管等絕對不能用。在發(fā)動機(jī)彈性安裝的情況下，經(jīng)常需要將空氣濾清器系統(tǒng)剛性的緊固在發(fā)動機(jī)上，因此在進(jìn)氣管道上安裝彈性元件。 波紋式軟管：波紋式

18、軟管用于連接兩段振動的管子。如果可能，主振方向應(yīng)與管的縱向軸線成90直角。兩管間的最小距離為150mm，最大距離為500mm。軟管應(yīng)安裝得不受任何初張力，即應(yīng)當(dāng)是直角的或僅有輕微的彎曲。軟管相互間不能接觸，否則在接觸處將被磨穿。 橡膠套管：橡膠套管用來連接兩根排成一行彼此無相對運動的管子。它們的材料應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)，但無螺紋金屬絲，兩管端部的距離為1020mm。,表2-4 選擇空氣濾清器的指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn), 波紋式軟管和橡膠管用卡箍固定在被連接管的兩端，見圖2-1?？ü亢蛙浌?的直徑一定要匹配，決不能用一端從管料上切下的材料做卡箍，不能用螺旋鋼絲來捆綁軟管。 為了確保橡膠套管和波紋式軟管在管端的連接位置，用

19、金屬薄板做的管子其連接端應(yīng)做出密封凸緣（橡膠管應(yīng)套進(jìn)40mm，卡箍在密封凸緣的后面）。 鑄鐵管可不做密封凸緣，但套橡膠管的部位應(yīng)進(jìn)行加工或是一個經(jīng)過修整的光滑表面。 總之，管的連接端必須光滑、圓整且無毛邊。在采用金屬薄板焊接管時，需要清理焊縫。 管道與其通過發(fā)動機(jī)罩或消聲板孔口處的任何摩擦都必須排除。要檢查它們之 間是否存在因振動而產(chǎn)生的相對運動，必要時把孔口擴(kuò)大。在環(huán)行部位填以海綿橡膠或類似的材料。,（4）進(jìn)氣管道的設(shè)計方案：當(dāng)為進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計時，應(yīng)以發(fā)動機(jī)進(jìn)氣管的直徑作為原始依據(jù)，作為參考基準(zhǔn)。假設(shè)有一個“理論的管道長度”，它比實際管道要長一點。 理論管道長度由以下幾項組成： 實際測得濾

20、清器前、后管道長度。 對空氣動力性能良好的轉(zhuǎn)彎，每一個90的轉(zhuǎn)彎增加1米。所謂空氣動力性能良好，是指以盡可能大的半徑形成一個慢轉(zhuǎn)彎。 如果轉(zhuǎn)彎構(gòu)成的空氣動力性能不好，則增加2米。 對每一個波紋軟管相應(yīng)增加一段長度，所增加的長度等于波紋管長度。理論長度在2米以內(nèi)時，可用進(jìn)氣管直徑作為整個管道的直徑。 長度超過2米時，理論管道直徑比發(fā)動機(jī)上進(jìn)氣管的直徑大，數(shù)值見表2-5。,表2-5 波紋軟管進(jìn)氣管直徑增大尺寸,廢氣渦輪增壓器以高的內(nèi)部流速工作，因此連接處的直徑不能作為進(jìn)氣管的直徑?？紤]到增壓比、發(fā)動機(jī)的功率輸出和氣體流速之間的密切聯(lián)系，建議以功率輸出作為設(shè)計管路的基本參數(shù)。 表2-6列出了增壓發(fā)動

21、機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)最小管道截面面積的隨理論管路長度而變的具體數(shù)值?？勺鳛橹笇?dǎo)性資料。,表2-6 進(jìn)氣系統(tǒng)最小截面面積,舉例： 所擬系統(tǒng)如圖2-2所示。從進(jìn)氣管進(jìn)口處到空濾器出口處的總長是0.9m。其中包括一個長0.3m的波紋式軟管和一個45的轉(zhuǎn)彎。在空濾器前面有一個管路的延伸部位總長0.5m。并包括一個90轉(zhuǎn)彎。進(jìn)氣管的直徑是70mm。 其理論管道長度確定如下： a 0.9m+0.5m=1.40m測量長度； b 0.5m+1.00m=1.50m因有45 +90 轉(zhuǎn)彎而附加的長度； c 0.3m在測量長度內(nèi)有波紋式軟管需附件的長度。 以上計算的理論管長是3.2m，在2至4m范圍內(nèi)。因此，進(jìn)氣管的直徑應(yīng)選

22、70mm+10mm=80mm。過度連接出要用一個15的接頭。,4、 氣的受熱 在一些異常的情況下，進(jìn)氣能被加熱到比環(huán)境溫度高10（最大值）。應(yīng)在進(jìn)氣支管的 入口處測量。當(dāng)空濾器進(jìn)口至進(jìn)氣支管之間的溫度能排除時，則只需在空濾器進(jìn)口處測量。,（1）概述：廢氣從發(fā)動機(jī)排氣管排出，在多數(shù)情況下，需要裝一個消音器以降低噪音，這些特殊需要，導(dǎo)致了排氣系統(tǒng)中的阻力增加，但此阻力必須不超過進(jìn)、排氣管的阻力測量和允許阻力一節(jié)表中所規(guī)定的允許總阻力。排氣系統(tǒng)的總阻力由轉(zhuǎn)彎和消音器及其它部分的阻力構(gòu)成。 （2）確定排氣管道尺寸與管道阻力：發(fā)動機(jī)排氣管的內(nèi)徑是設(shè)計排氣管道尺寸的參數(shù)，排氣管以外部分的直徑不允許比此值減

23、少。 表2-5、表2-6中所列的是常用管徑，這些管徑在任何情況下均可采用。由于排氣支管、外排氣管和消音器等的管徑大小不同，要用適當(dāng)?shù)墓芙宇^（夾角15 ）連接起來。這些接頭應(yīng)列入管路長度的計算中，管路阻力可從本章末尾的圖表中查得。 由于包括消音器在內(nèi)的排氣管總阻力不能超過表2-1的規(guī)定值，所以管子與消音器的阻力必須匹配好。 當(dāng)某一發(fā)動機(jī)的功率輸出（單位是kW或HP）和具體管徑（單位mm）已知時，從這些圖表上就可以查出它們每米管長的具體阻力PS(單位mba或rmmH2O)。此外，從這些圖表上，也能查出對應(yīng)于不同轉(zhuǎn)彎半徑和管徑的等效長度，即某一已知曲率rm/D的轉(zhuǎn)彎對應(yīng)著一相應(yīng)的直線管長。當(dāng)確定管道

24、阻力時，這些附加的管長必須加到現(xiàn)有的直線管道上去。 圖表中包括有確定管道阻力的例子。 當(dāng)管長和管道阻力已知時，借助于這些圖表用類似的方法也能確定出所需的管徑來。 （3）消音器和尾管長度：消音器的效果在很大程度上取決于尾管長度。對用于正常條件下的消音器，通常有700至1000mm長已足夠了。在有些要求較高的地方，為了得到充分的阻尼效果，尾管長可達(dá)1000至1500mm。 當(dāng)采用重型大容積具有內(nèi)部匹配裝置的消音器時，尾管長度可忽略。,5、 氣管道和消音器,（4）彈性排氣管接頭：發(fā)動機(jī)采用彈性安裝時，或在發(fā)動機(jī)后部的排氣管不能保持對正時，必須有一個接頭。 金屬軟管：能調(diào)節(jié)熱膨脹和彎曲應(yīng)力。必須平行于

25、曲軸安裝，以保證因彎曲而產(chǎn)生的主應(yīng)力是安全的，此種軟管不是氣密的。 金屬波紋管：能消除拉、壓和彎曲應(yīng)力。 當(dāng)發(fā)動機(jī)彈性安裝時，一定要做到： a.因膨脹與振動負(fù)荷不能在同一方向上，所以，波紋管 應(yīng)正確的安裝在排氣支管后面，且與曲軸的方向平行。 b.波紋管在安裝時應(yīng)拉長，長度是后面直觀預(yù)期膨脹量的40%。例如，每米長的鋼管通常能膨脹56mm。 c.在對準(zhǔn)法蘭孔時，要保持配對法蘭在孔眼方向的自由度，以防止工作后扭轉(zhuǎn)。 d.因彎曲而產(chǎn)生的應(yīng)力是主要應(yīng)力。金屬波紋管是氣密的。 萬向管接頭：這種形式的管接頭是由可伸縮的末端呈喇叭形的管構(gòu)成，用密封圈密封（見圖2-3）為了合理的調(diào)節(jié)因振動而引起的應(yīng)力和防止過

26、大的不同心度，當(dāng)安裝這種接頭時，要檢查中間的管子是否能保持易于滑動和轉(zhuǎn)動接頭的安裝位置應(yīng)永遠(yuǎn)是水平的或者是懸掛的（為了防止水浸入，大端向下）。氣流總是向著管子的擴(kuò)口方向，這樣做的目的，是利用氣流的力量（和自身重量）來保持中間管的穩(wěn)定性，并且也能防止振動（破壞）。這種膨脹萬向管接頭不是氣密的，所以不能用于封閉的室內(nèi)。 發(fā)動機(jī)排氣制動：為了充分發(fā)揮發(fā)動機(jī)排氣制動的效果當(dāng)操縱制動瓣時，裝在高壓泵上的拉桿自動地將噴油量同時減到零。,三、液壓油冷卻器,1、概述 風(fēng)冷柴油機(jī)可按定單供應(yīng)液壓油冷卻器。液壓油冷卻器管路連接如圖3-1所示。冷卻器裝在發(fā)動機(jī)上，用來自發(fā)動機(jī)冷卻風(fēng)扇的風(fēng)冷卻。風(fēng)扇的位置要既能合理供

27、應(yīng)冷卻器所需要的冷卻空氣，同時也能保證發(fā)動機(jī)在全部工作時間內(nèi)適當(dāng)?shù)睦鋮s。因此應(yīng)努力使這種恰當(dāng)?shù)钠ヅ湎到y(tǒng)不受任何干擾。液壓冷卻器與風(fēng)冷柴油機(jī)組裝到一起，有許多優(yōu)點，因為不需在為液壓系統(tǒng)安裝一個單獨的散熱裝置了。 每種型號的發(fā)動機(jī)都有一套圖表，從中查出相應(yīng)的冷卻性能。 建議在配套設(shè)備的典型工作循環(huán)期間，通過測量液壓油溫度來保證冷卻器的效能是足夠的。 根據(jù)測得的液壓油溫便能確定超出進(jìn)風(fēng)溫度的相應(yīng)值t。 這一點在環(huán)境溫度較高時（如在熱帶）特別重要，據(jù)此就能確定冷卻能力減低了多少。,2、安裝和連接方案 為了對液壓油進(jìn)行冷卻，直列發(fā)動機(jī)有一個冷卻器。冷卻器轉(zhuǎn)在發(fā)動機(jī)上或裝在飛輪端。 在我們所裝配的液壓油冷

28、卻器內(nèi)，油流通過一次變向，就形成了兩個與空氣流相垂直的通道，這樣就應(yīng)用了已知的交叉對流原理。無論連接管在頂部或底部都沒有關(guān)系。 為了充分的利用冷卻能力和有效的防止來自液壓系統(tǒng)的壓力峰波，我們建立一個單獨的油泵使液壓油冷卻器的油按獨立的油路循環(huán)（油箱油泵冷卻器濾清器郵箱）交叉對流。 當(dāng)進(jìn)油管接頭在排風(fēng)側(cè)時，則可更有效的利用交叉對流原理。 具有正確比例的循環(huán)油路，液壓油冷卻器在工作溫度下引起的阻力不超過Pu=1.5bar(1.5各大氣壓)。當(dāng)發(fā)動機(jī)在冷態(tài)下起動時，如果液壓油冷卻器前的壓力高于最大許可工作壓力Pu=15bar(15個大氣壓力)時，便需要安裝一個尺寸適當(dāng)?shù)呐酝ü?，旁通管上裝有卸壓閥，開

29、啟壓力Pu=5bar(5個大氣壓力)。當(dāng)油在冷卻時，回油的背壓也必須不超過Pu=5bar(5個大氣壓力)。,四、燃油供給系統(tǒng),1、概述 所有發(fā)動機(jī)的有效起動和滿意運轉(zhuǎn)，均取決于對噴油泵穩(wěn)定而充分的供應(yīng)燃油。管道中的空氣和燃料蒸汽將造成起動困難，且擾亂了燃燒過程，以致降低功率甚至熄火。這些后果應(yīng)通過適當(dāng)?shù)陌仓糜拖浜筒捎眠m當(dāng)?shù)某叽绲倪B接管來予以消除。 燃油箱必須放在不受熱輻射（來自排氣管）或不由表面直接相接觸而加熱的地方。 燃油箱上的罩蓋需有適宜的通風(fēng)。 2、輸油泵 輸油泵和燃油箱最低液面的最大吸油高度為： 波許柱塞泵：1m 派布爾格（Pierburg）膜片泵:0.5m 如果吸油高度較大，便需要用

30、一個單獨的輔助油箱，輔助油箱的油用手打半回轉(zhuǎn)泵或電動輸油泵從油箱中補(bǔ)充。輔助油箱不應(yīng)高于高壓泵。如果油箱位置放得比發(fā)動機(jī)高，最好是在從油箱去往輸油泵的管道中裝上一個減壓閥，以防止漏損和損壞輸油泵。,3、燃油管道的布置 在一個有低液面燃油箱的燃燒系統(tǒng)中連接管道時應(yīng)注意以下幾點：輸送距離在3m以內(nèi)時，從油箱到輸油泵的油路應(yīng)選用101的油管，即內(nèi)徑為8mm。輸送距離35m時，管的內(nèi)徑為10mm。輸送距離更長時，管的內(nèi)徑可按以下方法選擇，即按發(fā)動機(jī)額定復(fù)合時三倍的油量計算，管內(nèi)流速應(yīng)不超過0.8m/Sec。 吸油管應(yīng)盡可能的直，且不應(yīng)有急轉(zhuǎn)彎。 在燃油箱內(nèi)安裝吸油管時應(yīng)注意，要在吸油管的進(jìn)油口和油箱底

31、面留有主夠的距離，以防止吸進(jìn)水或剩下的渣子，見圖4-2。 吸油管路上的任何接頭，都不應(yīng)對液流形成節(jié)流。所安裝的任何關(guān)閉閥門，都應(yīng)有一個適當(dāng)?shù)目讖?。管路最好是用帶螺紋的管接頭和管螺帽連接，這種連接方式比班卓琴（baujo）型空心螺栓連接的節(jié)流作用小，見圖4-1。 供應(yīng)過剩的油或噴油嘴泄漏的油，由回油管帶走。回油管在油箱上的出口不應(yīng)裝在油箱的頂部，必須裝得與吸油管同樣低，即低于許用的最低油面，這種布置方式可防止當(dāng)發(fā)動機(jī)停車時，空氣進(jìn)入吸油系統(tǒng)，從而導(dǎo)致起動困難。回油管必須直接通往油箱，不允許和吸油管連接在一起。 當(dāng)油路不止一條時，燃油必須通過單獨的管到返回。 回油管的截面積，大約是吸油管的一半。

32、一定要確保所有連接處與接頭都是氣密的。 4、燃油的溫升 燃油本身的溫度被加熱到20以上后，每提高10。發(fā)動機(jī)輸出的功率大約下降1%。當(dāng)油溫較高時甚至?xí)纬蓺饣瘜?dǎo)致熄火。油溫的極限是60。 因此，一定要把燃油箱防在遠(yuǎn)離熱源（輻射）的地方。,5、燃油箱 燃油箱必須經(jīng)常保持足夠的通風(fēng)，當(dāng)發(fā)動機(jī)在傾斜的位置上工作時也應(yīng)如此。油箱既不能鍍鋅，也不能用含鋅的金屬制成，因為鋅會與燃油中的硫化合成對噴油泵和噴油器有腐蝕作用的硫化鋅。由于水或其它渣滓會在油箱中沉淀，所以應(yīng)在油箱上裝一個排渣塞。 6、燃油的濾清 為了使發(fā)動機(jī)的濾清器和輸油泵都能有較長的使用壽命，發(fā)動機(jī)上的精濾器可用一個裝在輸油泵上的粗濾器加以輔助

33、。為了防止粗濾器對燃油供應(yīng)起節(jié)流作用，必須使粗濾器的尺寸能與兩倍的滿負(fù)荷油耗量相匹配。若所用燃料含有較高的水分時，則聚水器是必不可少的。 7、燃油管的安裝說明 在圖4-1“錯誤”一欄的例子中表示了一個廉價的管接頭，它不能防止油箱中的空氣通過空心螺栓螺紋處形成通路而進(jìn)入回油管。 在“正確”一欄的例子中，表示了一種較好的方法。它是防止起動困難所必須的一種方法。,五、發(fā)動機(jī)支承的布置方式,1、彈性支承 一般來說，良好設(shè)計的彈性支承比其他支承方法都要好一些。所謂良好的設(shè)計，是指由發(fā)動機(jī)質(zhì)量和支座彈性所組成的振動系統(tǒng)，其振動頻率比發(fā)動機(jī)最低振動頻率至少低40%。 低的自振頻率需要采用軟墊元件。這種元件的

34、缺點是當(dāng)發(fā)動機(jī)處于傾斜位置或振動負(fù)荷等外力作用下，容易產(chǎn)生大的偏斜。 在有些情況下，需要取消一缸、二缸有時還有三缸發(fā)動機(jī)的彈性支承，這是因為難以滿足前面提到的條件。 如果要達(dá)到一個滿意的彈性支承系統(tǒng)，則基礎(chǔ)的剛度要比彈性墊的剛度大得相當(dāng)多。否則，基礎(chǔ)就要起附加彈性的作用。,與我們發(fā)動機(jī)相匹配的特殊彈性支承，對不同機(jī)型都應(yīng)用。它們所占空間不多，并能承受一定大小的推力，在船上用于吸收螺旋槳推力是很有效的。 建議采用按標(biāo)準(zhǔn)裝置供應(yīng)的彈性支座。 值得重視的是，為了允許彈性安裝的發(fā)動機(jī)發(fā)生偏斜，則所有通向發(fā)動機(jī)的管子也必須設(shè)計成彈性的，因為所有按這種方法安裝的發(fā)動機(jī)，都有一種繞發(fā)動機(jī)曲軸軸線轉(zhuǎn)動的傾向，

35、這一點，對進(jìn)、排風(fēng)導(dǎo)管也同樣適用。與基礎(chǔ)和墻壁的剛性連接將增加自然頻率，從而削弱了彈性支承的作用。 若彈性元件布置的合適，則離合器、變扭器、傳動箱等與發(fā)動機(jī)的發(fā)蘭連接就無困難。對機(jī)械式輸出功率來說，選用萬向聯(lián)軸節(jié)已足夠了。 值得注意的是，不允許將任何型式的齒輪箱用發(fā)蘭連接的方式懸掛的安裝到發(fā)動機(jī)上。只有在對飛輪殼的最大合成彎矩不超過800N.m(FL912/913)時，才允許齒輪箱與發(fā)動機(jī)直接用發(fā)蘭連接。 在彎矩較大時，支承不應(yīng)裝在飛輪殼上，而應(yīng)裝在齒輪箱上。更好一點的方法是，在飛輪殼與齒輪箱之間布置一跨接件在其中間支承，見圖5-1。 倘若要對整套的發(fā)動機(jī)變速箱總成進(jìn)行彈性安裝，按其特殊用途（

36、重型工程車輛等）和變速箱的長度，可用一框架來加強(qiáng)發(fā)動機(jī)與變速箱的連接處。同時，飛輪端的支座又使框架更加牢固。一定要均勻的分布支架以得到均勻的重量分配。 要記住，支座上的橡膠元件最高只能耐受70的溫度。 要確保從發(fā)動機(jī)上掉落的油霧不能接觸到橡膠件上，必要時加一個排風(fēng)管或把現(xiàn)有的加以延長。,2、剛性支承 任何剛性支承都必須具有足夠的剛度，以防止共振引起的振動。在和機(jī)架不能完全地承受彎曲和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的場合，采用四點支承特別危險。所以一定要使剛性支架與底座或機(jī)架完全正。此項工作可按下列方法進(jìn)行： 將發(fā)動機(jī)放到底座或機(jī)架上，并在幾個點上測量支座底板的間隙。如果調(diào)整不能保證底版的正確接觸，則配以墊片。 由于

37、四缸發(fā)動機(jī)勢必產(chǎn)生二次慣性力，所以需以彈性支承代替剛性支承。采用剛性支承，則發(fā)動機(jī)的輸出軸可自由選擇。,六、隔音與吸音,1、概述 柴油機(jī)的噪音是由許多單獨的噪音組成的，包括進(jìn)、排氣噪音，吸油和燃燒過程的噪音，氣門、齒輪、軸承運轉(zhuǎn)的噪音，對風(fēng)冷機(jī)來講，還有風(fēng)扇噪音。 通常柴油機(jī)的整個表面輻射由空氣傳導(dǎo)的聲波，并通過連接管件和其本身的支承傳播由結(jié)構(gòu)傳導(dǎo)的聲波。因此，為了減低柴油發(fā)動機(jī)的安裝噪音以符合法律規(guī)定，必須采取專門的隔音與吸音措施。 2、隔音 隔音是最重要的減音措施，它需要把噪聲源從其環(huán)境中進(jìn)行全面的聲學(xué)隔離。按所考慮的安裝型式，利用隔板墻把發(fā)動機(jī)封閉起來，隔離由結(jié)構(gòu)傳導(dǎo)的音波，即可實現(xiàn)以上

38、要求。最適宜于做隔墻的介質(zhì)，是一種非常柔軟的充有適當(dāng)填料的塑料隔音板。需要時，這種材料也可以用金屬薄板包起來。在系列化結(jié)構(gòu)的安裝中，還有一種噴涂的隔音材料。 用墻或機(jī)罩隔離聲音，是假設(shè)聲音二次傳播的通道被阻止了。在需要隔離結(jié)構(gòu)傳導(dǎo)聲波的場合，采取發(fā)動機(jī)彈性支承和與設(shè)備零件彈性連接的方法比較適用。此外，要避免一切縫隙和通孔，或?qū)⑵涿芊馄饋怼?3、吸音 在無吸音空間或無吸音的機(jī)罩內(nèi)，聲音的初始水平因反射而被加強(qiáng)，從而降低了機(jī)罩隔音的效果。另外，機(jī)罩本身必須有開窗以便通風(fēng)和供給冷空氣。 在此情況下最好的解決方法是采用能吸音的表面和纖維或泡沫材料的導(dǎo)氣管，必要時，采用有孔的薄板。在冷卻風(fēng)扇前的導(dǎo)風(fēng)管內(nèi)

39、，應(yīng)裝上偏轉(zhuǎn)裝置，以防噪音直接輻射。在這種連接中，要注意把進(jìn)風(fēng)導(dǎo)管做得足夠大，以保持規(guī)定的風(fēng)壓室壓力。 4、 與吸音材料 消聲材料、噴涂材料等的厚度應(yīng)三倍于金屬薄板厚度。進(jìn)風(fēng)罩用的泡沫材料約20mm厚，采用永久性粘和或挾住。為防止纖維性或泡沫材料脫落或便濕，包一層金屬箔，箔外再加一層鉆孔薄板，孔眼面積至少占總面積的2025%。 黃麻氈能隔離地板的振動，上面也可蓋一層厚的耐磨橡膠板，以起阻尼作用。 各種厚度的雙層柔性粗氈墊也可用做隔音墊。 橡膠套管，薄板和墊，廣泛的用于密封縫隙、接頭并用于彈性支承。,七、發(fā)動機(jī)的電器設(shè)備,1、蓄電池 電起動的發(fā)動機(jī)，在起動時要求蓄電池能瞬間供應(yīng)一股強(qiáng)大的電流。采

40、用的蓄電池必須有能力供應(yīng)這股強(qiáng)大的電流，見表7-2。 發(fā)動機(jī)起動用的電池主要是鉛酸電池，它有兩種供應(yīng)型式，一種叫標(biāo)準(zhǔn)型，另一種叫重型冷起動電池，后者的極板薄，通常每組電池能容納的極板越多，則能供應(yīng)的放電電流越大。因此與重型冷起動電池相比較，標(biāo)準(zhǔn)型電池就必須有大得多的容量了。 從原理上講，一個蓄電池的冷起動性能，取決于在寒冷條件下起動發(fā)動機(jī)的能力，而不取決于它的容量。冷起動能力以18時的冷起動的實驗電流為基礎(chǔ)進(jìn)行比較。 最常用的鉛酸電池及其冷起動實驗電流規(guī)范表，見表7-1。,表7-1 12V鉛酸電池及其冷起動實驗電流規(guī)范表,電池的型號不能任意選擇。在說明書中對各型發(fā)動機(jī)所需的電池型號均已列出。

41、蓄電池的環(huán)境溫度不應(yīng)超過60。 蓄電池應(yīng)安裝在容易接近處，因為需要定期保養(yǎng)。,表957 電起動發(fā)動機(jī)采用的蓄電池,*根據(jù)波許標(biāo)準(zhǔn)，起動功率的千瓦值取決于許用的最大蓄電池型號,2、連接蓄電池與起動機(jī)的導(dǎo)線尺寸 起動機(jī)和蓄電池間在導(dǎo)線上的電壓降，不應(yīng)超過4%。此極限值同樣適用于負(fù)導(dǎo)線。如果采用“搭鐵”回路，要注意把一切存在接觸電阻的連接點用適當(dāng)?shù)拇罱泳€搭接起來。起動條件良好時（如安裝在有空調(diào)的機(jī)房內(nèi)）可用2/3JK值選定導(dǎo)線截面面積。 3、起動閉鎖繼電器 當(dāng)發(fā)動機(jī)在運轉(zhuǎn)或曲軸仍然在轉(zhuǎn)動時，萬一接通了起動電機(jī)，就容易損壞起動機(jī)齒輪和飛輪齒輪，因此最好裝配一個閉鎖繼電器，以防止打齒。對于無閉鎖繼電器的

42、起動系統(tǒng)，操作時應(yīng)當(dāng)特別注意。,4、發(fā)電機(jī)與調(diào)節(jié)器 對發(fā)電機(jī)與調(diào)節(jié)器要進(jìn)行防熱輻射和防水濺落的保護(hù)。裝在發(fā)電機(jī)上的調(diào)節(jié)器應(yīng)不受振動。對不能防止濺水的場合，接一出線，使水能沿線引離調(diào)節(jié)器。 最大允許溫度 發(fā)電機(jī) 機(jī)殼溫度 冷卻空氣溫度 直流 +90 +40 交流 +90 +60 調(diào)節(jié)器 單獨安裝 +70 裝在發(fā)動機(jī)上 +110* *調(diào)節(jié)器上測量點以德文字母“A”標(biāo)出。 過電壓裝置 +60 通風(fēng)的發(fā)電機(jī)只能在干燥而無塵的環(huán)境中應(yīng)用。 5、導(dǎo)線截面面積的確定 導(dǎo)線截面面積的確定如表7-3所示,表7-3 導(dǎo)線截面面積的確定,6、 三相發(fā)電機(jī) 對電壓峰值敏感的是三相發(fā)電機(jī)，但也有對此峰值不敏感的其它發(fā)電

43、機(jī)。后者，最大電壓峰值對發(fā)電機(jī)無影響，例如，沒有蓄電池的應(yīng)急操作。電子部件已應(yīng)用于電路上，而且其范圍逐漸增加。它們對由發(fā)電機(jī)或電路中開關(guān)換向所形成的電壓峰值很敏感。因此電壓敏感電路元件必須與空載二極管或并聯(lián)電阻相連接。 7、 火焰加熱塞 安裝在車輛或遙控設(shè)備中的發(fā)動機(jī)，導(dǎo)線成線束，當(dāng)線束中有火焰加熱塞導(dǎo)線時，要特別注意保護(hù)這股線，因為這股線有發(fā)生短路電流的趨勢，并能損壞其余導(dǎo)線。,八、發(fā)動機(jī)傾斜安裝時機(jī)油油面檢查,檢查發(fā)動機(jī)機(jī)油油面必須在水平位置上進(jìn)行。允許偏差是2?。 假如發(fā)動機(jī)是永久性傾斜安裝的，則油標(biāo)尺最高油位標(biāo)記應(yīng)做相應(yīng)的調(diào)整。最好的調(diào)整辦法是先把發(fā)動機(jī)安裝在水平位置，把機(jī)油加到油標(biāo)尺上最低油位標(biāo)記，并記錄下加油量，然后再添加至最高油位標(biāo)記，再記錄下添加的機(jī)油量，最后把油標(biāo)尺的標(biāo)記焊平。 將發(fā)動機(jī)安裝于永久性傾斜位置，插入干油標(biāo)尺并在油標(biāo)尺上標(biāo)出新的最高油面（刻痕），將機(jī)油排放至記錄最小油量，測量后，在油標(biāo)尺上標(biāo)出新的最低油面（刻痕