2018/1/27 15:10:36 来源: 康明斯动力设备(东莞)有限公司
康明斯柴油机的进气系统的组成工具发动机的进气方式不同而不同。
(1)自然吸气式 又空气滤清器、进气管、进气歧管及进气门组成。自然吸气是靠气缸内活塞下行时产生的真空将空气吸入的。
(2)增压式进气 如图4-1所示,它是利用排除的废气驱动涡轮,涡轮再带动离心式压缩机来提高进气压力,并通过中冷器却增大空气的密度后竟然气缸。
一、KTTA型柴油机的进气系统
KTTA型柴油机的进气系统如图4-2所示。它由空气滤清器。增压器。中冷器、进气门、排气门和进、排气管组成。新鲜空气通过空气滤清器被吸入压入机,经压缩进入涡轮推动其旋转,并带动压气机旋转,以压缩新鲜空气。
不带中冷器的NH型柴油机,被压缩后的空气直接进入气缸与燃油混合。
涡轮增压器迫使更多的空气进入气缸,所以它可燃烧更多的柴油,发动机发出更大功率。使用增压器还能使柴油机在较高的海拔是保持原性能。
二、空气滤清器
在康明斯柴油机采用的空气滤清器有干式空气滤清器、重型干式空气滤清器(单芯和双芯)、筒式空气滤清器及复合干式空气滤清器等,如图4-3所示。康明斯柴油机的空气滤清器臂普通公路用汽车的要大,特别是在矿上和建设工地灰尘多,空气滤清器易堵塞,故要求空气滤清器有较大的流量。
多管旋风式加干纸芯复合式空气滤清器如图4-4所示。含尘空气经由空气进口进入旋风式滤清器后,沿着每根管中的螺旋导向前面进,使空气旋转,灰尘在离心里作用下被甩向外管壁并落入集尘杯,被滤情况通过旋风器中心管向上流动,再经干纸滤芯使较细灰尘也被滤清,从滤清器出口进入气缸。安全滤芯的作用是增强整体可靠性和空气清洁系统的效率。为了取得最大效率的系统的可靠性。即为了最好地保护发动机,则当安全滤芯堵塞时,就要换新滤芯,采取清洗后继续使用的办法是不可取得。
自然吸气式柴油机在额定转速时,通过滤清器的空气阻力不得超过5kPa。增压式柴油机的满负荷状态下,通过滤清器的饿客气阻力不得超过61kPa。为了显示干式空气滤清器的阻力是否过大,在滤清器的出口处装有自动显示灰尘指示器,如图4-5所示。灰尘指示为黑色塑料制成,中部有一透明的环带,本体内有一红色圆筒,当空气滤清器尚未堵塞时,圆筒被弹簧弹向上方,红色标记未露出。当滤清器滤芯被灰尘堵塞时,即阻力过大时,指示器窗口的红色标记逐渐升起,此时应对滤芯进行除尘或更换新件。处理后,按下复位按钮,使指示器复位原。
除自动指示器外。还有用真空指示器。当空气阻力过大时,通过真空开关通警报灯,如图4-6所示。
三、废气涡轮增压器
在康明斯柴油机型号中,凡有“T”字的都表示该型号柴油机装配了废气涡轮增压器。
1.废气涡轮增压器的工作原理
如图4-7所示,废气涡轮增压器由涡轮和压气机两个接触部分组成。涡轮的进气口与柴油机的排气管相连接,空气压缩机的出气口与柴油机的进气管相连接。由于柴油机排出的废气仍有一定能量,便驱动废气涡轮旋转,同时为了又带动同轴上的空气压缩机旋转,空气压缩机对吸进的新鲜空气进行压缩,使其密度提高,从而提高了进气压力,增加了充气量,以提高柴油机功率。由上述可以看出,废气涡轮增压器是利用柴油机排出的废气来驱动的,涡轮增压器与柴油机之间无任何机械传动关系。
2.康明斯柴油机废气涡轮增压器的构造
实际的废气涡轮增压器除了涡轮的空气压缩机外,还设有支撑装置。密封装置、润滑系统和冷却系统。康明斯柴油机所以废气涡轮增压器虽然型号不同,但基本结构相似。涡轮一端安装在排气岐管的凸缘上,空气压缩机一端安装在进气岐管上。
固定在增压器上的铭牌上有零件编号、系列编号、型号及其他说明。
增压器的结构如图4-8所示。
涡轮部分:由涡轮叶轮及轴、涡轮壳等零件组成。
空气压缩机叶轮是用防松螺母固定在废气涡轮轴上,构成废气涡轮增压器的转动部分称为转子。
支撑装置:由装在中间壳中的分别靠近空气压缩机端和我聊端的轴承。护板、止推盘等所组成。支撑装置使转子可靠地定位于中间壳上,限定转子工作时在轴向和径向的活动范围。
密封装置:由油封总成、气封环等所组成。压气机端的密封装置主要是密封压气机内高压空气和防止油腔的机油进入压气机。涡轮端密封装置使防止高温废气进入油腔,以确保机油质量。
润滑系统冷却系统:所以KTTA型柴油机的增压器均有机油冷却和润滑,机油通过轴承壳进行循环。
增压器采用浮动轴承的原因是:当增压器转速超过4000r/min时(该涡轮增压器额定转速为7300r/min),如采用非浮动轴承(如润滑轴承),则轴表面与轴承内表面间的滑动速度是相当高的,轴承很容易磨损,普通的滑动轴承难以胜任。采用浮动轴承(图4-9)时,用铅锡合金制作的轴承装在轴承壳内,而轴3支撑在轴内作高速转动。轴承与轴之间、轴承与轴承之间均由间隙,具有压力的润滑油从轴承壳上部的管接头进入轴承内、外间隙。在柴油机运转过程中,在轴承的内、外间隙、在柴油机运转过程中,在轴承的内、外间隙中均形成油膜,起着轴承的作用。
浮动轴承分全浮动轴承和半浮动轴承。全浮动轴承以一定转速转动,而半浮动轴承则不转动,此次轴承常采用整体浮动套,其一端为方形结构。在同样的情况下,半浮动轴承的机械损失小于全浮动轴承。浮动轴承与普通滑动轴承相比,具有温度低、摩擦功小、工作可靠、抗振性好及拆装维修方便等优点。
发动机可有两只或四只增压器。如果发动机有四只增压器,则装在排气岐管上的两只增压器是高压增压器,安装在支架上的两只增压器是低压增压器。
上述高(低)增压器是按增压压力来划分的:
低增压器的增压压力<0.18MPa;中增压器的增压压力为0.18~0.25MPa;高增压器的增压压力为0.25~0.35MPa;超过增压器的增压压力>0.35MPa。
二级涡轮增压器的构造如图4-10所示。
四、空气中间冷却器
康明斯柴油机型号中“T”字后油“A”字的,均表示该型号柴油机增压器带有空气中间冷却器。
空气中间冷却器,是将增压后的空气在进入气缸前面中间冷却的装置,简称中冷器。增压柴油机采用中冷后,使其进入气缸的空气温度降低,密度增加,从而增加进气量,可以大大提高柴油机的功率并改善其经济性的热负荷。
中冷器的冷却介质有水、机油和空气、与此相应地有水对空中冷系统、油对空中冷系统、空对空中冷系统三种类型。
康明斯6BT型柴油机中冷型采用的是水对空中冷类型,如图4-11所示。它由中冷器壳及中冷器芯等组成。中冷器壳由铝板模压而成。中冷器壳分为中冷器盖和中冷器体两部分。中冷器盖通过进气岐管与空气压缩机相连,中冷器还进气岐管与气缸盖进气口相连。中冷却芯由铜合金管子组成。发电机冷却液从中冷器后端的进水街头进入中冷器芯中,然后由前端出口流向节温器。空气由增压器压送到中冷器,流过中冷器受到冷却液的冷却,降温后而进入气缸。
6BT型柴油机采用的具有横向螺钉的中冷器,如图4-12所示。
额定功率675kW一下的KTTA型柴油机大多数不需用中冷,所有额定功率在675kW以上的柴油机需要中冷。所有KTTA型柴油机都有四个中冷器总成。它们和进气管集成在一起被为“侧置式”或“低位”中冷器。老式柴油机的中冷器,被装在柴油机中间上部的支撑上。老式中冷器被称为“中置式”中冷器。