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康明斯柴油發電機組配氣機構的組成和作用 |
柴油發電機配氣機構是實現柴油發電機換氣過程的控制機構。其作用是根據配氣正時的要求,在規定的時刻開啟和關閉進、排氣門,以保證氣缸排出廢氣和吸進新鮮空氣,使工作循環不間斷地進行。
一、結構組成
1、柴油發電機的配氣方式分為氣門配氣、氣口配氣和氣口-氣門配氣三種。四沖程柴油發電機都采用氣門配氣。
2、氣門配氣機構由氣門組和氣門傳動組兩部分組成。
3、氣門組由氣門、氣門座、氣門導管、氣門彈簧和彈簧座及鎖緊裝置等組成
4、氣門傳動組由搖臂、搖臂軸、推桿、挺柱、凸輪軸和正時齒輪等組成。
氣門總成結構圖
二、氣門重疊
由于進氣門在上止點前開啟,而排氣門在下止點后才關閉,排氣和進氣又是兩個相臨的連續過程,這就出現了在一段時間內排氣門和進氣門同時開啟的現象,這種現象稱為氣門重疊。由于新鮮氣流和廢氣流的慣性作用,在短時間內不會改變流向只要氣門重疊角度洗擇適當。 就不會有廢氣倒流入進氣管,新鮮氣體也不會隨廢氣流排出去,反而有利于換氣。主要作用如下:
1、進氣門早開∶
增大了進氣行程開始時氣門的開啟高度,減小進氣阻力,增加進氣量。
2、進氣門晚關∶
延長了進氣時間,在大氣壓和氣體慣性力的作用下,增加進氣量。
3、排氣門早開∶
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、排氣門晚關∶
延長了排氣時間,在廢氣壓力和廢氣慣性力的作用下,使排氣干凈。
5、氣門重疊角不同工況調節模式∶
在怠速工況時,對凸輪軸進行設置使得進氣凸輪軸較晚打開,并且較晚關閉。排氣凸輪軸被設置成在上止點之前完全關閉。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∶
要在很高的柴油發電機組轉速時獲得較高的輸出功率,必須使得排氣門較晚打開。只有這樣,被燃燒氣體的膨脹力才能較長時間地作用在活塞上。進氣門在上止點后打開并且在下止點后完全關閉。這樣進氣的動態自增壓效應被用來增加輸出功率。
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。這需要進氣門較早打開。因為較早打開,所以關閉也較早;這樣就避免了將新鮮空氣壓出去。排氣凸輪軸在上止點之前關閉。
8、廢氣再循環∶
通過調節進氣和排氣凸輪軸可實現內部廢氣再循環。在此過程中,當氣門交錯(進氣門和排氣門都打開)時廢氣就從廢氣口流入進氣口。交錯的程度決定了再循環的廢氣量。進氣凸輪軸被設置成在上止點之前完全打開并且排氣凸輪軸在上止點之前才關閉。結果,兩個氣門都打開并且廢氣被再循環。與外部廢氣再循環相比較,內部廢氣再循環的優點是系統的反應更快并且再循環的廢氣分布更加均勻。
氣門重疊角示意圖
三、氣門間隙
柴油發電機組工作時,氣門、推桿、挺柱等零件因溫度升高而伸長。如果在室溫下裝配時,氣門和各傳動零件(搖臂、推桿、挺柱)及凸輪軸之間緊密接觸,則在熱態下,氣門勢必關閉不嚴,造成汽缸漏氣。為保證氣門的密封性,必須在氣門與傳動件之間留適當的間隙,習慣稱之為“氣門間隙”,并有“冷間隙"與“熱間隙”之分。
氣門傳動組(氣門與挺柱或氣門與搖臂之間)在常溫下裝配時必須留有適當的間隙,以補償氣門及各傳動零件的熱膨脹,此間隙稱為氣門的冷間隙;在柴油發電機組正常運轉時(熱狀態下),也需要一定的氣門間隙,保證凸輪不作用于氣門時,氣門能完全密閉。柴油發電機組在熱態下的氣門間隙稱為氣門的熱間隙。
1、氣門間隙的過大或過小
在柴油發電機使用過程中,由于零件的磨損與變形,氣門間隙會逐漸增大,促使進、排氣門遲開、早關,導致進、排氣的時間變短,進氣不足,排氣不凈,致使柴油發電機的動力性與經濟性下降,同時使各零件之間的撞擊與磨損加劇,噪聲增大;若氣門間隙過小,則會引起氣門密封不嚴而漏氣,導致柴油發電機功率下降,油耗增加,甚至燒壞氣門零件。
2、氣門間隙的參數
在使用過程中,應定期檢查和調整氣門間隙。柴油發電機的氣門間隙一般由制造廠給出,各機型都有具體規定。在常溫下(冷間隙),一般進氣門間隙在0.20~0.35mm之間,排氣門間隙在0.30~0.40mm范圍內。有的柴油發電機組只規定了冷間隙,此時的冷間隙數值能保證柴油發電機組在熱機狀態下仍有一定的氣門間隙。有的柴油發電機組則分別規定了冷間隙和熱間隙。裝配時應將氣門間隙調整到規定數值。
調整柴油發電機組氣門間隙最好在冷機狀態下,氣門完全關閉時進行。因為在熱機狀態下,由于柴油發電機工作時間的長短不同,其機溫也有所差別,氣門間隙的大小不好把握。調整時,首先轉動曲軸使要調整缸的活塞恰好處于壓縮沖程上止點位置,此時,進、排氣門處于完全關閉狀態,然后用螺釘旋具和厚薄規調整該缸的進、排氣門間隙,調整完畢后按同樣方法依次調整其他缸。
3、調整氣門間隙的方法
先松開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桿與搖臂之間進行測量,使氣門間隙符合規定,調整好后再將鎖緊螺母擰緊,復查一次,直至氣門間隙在規定的范圍內。
氣門間隙示意圖
4、氣門調整注意事項
(1)一般來說,排氣門的氣門間隙比進氣門的氣門間隙大。
(2)為便于調整,許多發動機進,排氣門氣門間隙大小一樣,將氣門選擇不同的材料。
(3)氣門間隙有冷態間隙和熱態間隙之分,冷態間隙比熱態間隙大。
(4)當傳動機構磨損后,氣門的開度減小.
(5)裝有液力挺柱的配氣機構無氣門間隙。
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