发动机的安装和布置.ppt

发动机的安装和布置 发动机选择合适的附件及合理的布置和安装 对发动机有效可靠的工作是相当重要的 为此对这方面的一些要求和规则加以简要介绍 北京北内柴油机有限责任公司 一 冷却空气供给和排除装置的部置 1 概述风冷系列柴油机用冷却风扇供给的环境空气直接冷却 所以 发动机的可靠运行 以正确地供给和排放所必须的冷却空气为条件 绝大多数情况下采用不受天气变化影响的方式来安装发动机 通常有一个机房 也有时把发动机安装在机罩里 既能不受天气变化的影响又能降低噪声 在许多场合下 发动机需要有供风与排风系统 这时 要永远遵循下列两条非常重要的基本规则 规则一 只有新鲜空气才能供燃烧或冷却用 发动机千万不要吸入排出的热风或废气 规则二 必须尽可能地避免进 排风通道中有障碍 当风扇运转时在进风口形成负压区 使空气从各方涌入 因此若不采取适宜的防范措施 则排出的热风也会重新被吸入风扇 所以要密切注意 正确设计冷却空气系统 防止热风短路循环 的问题 通过巧妙利用甲板上层的结构特征 例如发动机安装在船舶上时 可防止排除的热风再进入风扇 但是 如果导风管进出口相互布置不当 热空气形成外部回路后 还能再被吸入 这时昂贵的进 排风导管就失效了 在船用安装中 导风管末端的结构应能防止雨水或航行中溅泼的水进入 必要时应备有排水口 冷却空气导管的布置还应考虑到由于热对流 风或车辆运动而形成气流 在多机组安装时 例如在船上 每台独立机组的冷却气流应相互分开组织 以便当一台机组停车后 热空气不会形成短路循环 基本上 冷却空气的供给与排除有以下四种布置方案 2 布置方式 表1 1 上述四种方案 表1 1 中 布置中的正确与错误见图1 1图例的对照说明 排风导管的弹性连接 发动机采用弹性支撑时 如果进 排风导管刚性地连接到发动机上 就要受到振动 在这种情况下 导管与发动机的结合处也要采用弹性连接 但是 短的进 排风导管 即从端部算起 进风导管不超过300mm 排风导管不超过500mm时 也可用刚性连接不过 此时在导管的过渡处 必须安装弹性密封圈 任何对冷却空气自由进 排风的阻碍 都是一种减少空气通过率的阻力 而且 也增加了风扇的负荷 当导管的截面很小 或长度很长 当气流偏歪或当防护装置或铁网阻碍着进 排风畅通时 这种阻力在实际上是存在的 3 发动机进 排风导管的最小截面积 平方米 表 发动机进 排风导管最小截面积 上表中 栏的截面面积可按下表组合方式选用 表1 3进 排风导管截面积选择表 4 冷却空气的温升 冷却空气从未受扰动的环境直接达到风扇进口处某一点 沿途允许的温升为10 个别情况下 只要进入燃烧室的空气在进入发动机前未被同样加热 而且风压室也无压力损失 则冷却空气的温度允许升高15 当发动机安装有三角皮带防护罩时 冷却空气的温度 应在未装防护罩时在风口处测量 重装三角皮带防护罩后 观察许多温升和节流值时 应复测风扇进口处的温度 测量冷却空气温度时应注意 只有在发动机运转相当一段时间 使温度保持稳定后 才能得到其最大值 经验证明 这一稳定条件大约在发动机运行一小时后能达到 所以这就是被测发动机在实际负荷条件下运行的最短时间 温度需在整个运行期间测量和观测 最终值应在稳态的最大工作负荷下读取 由于冷却空气并不在风扇中混合 而且空气从风扇某一部位吸入后 往往直接吹向发动机相应的某一部位 所以任何部位的温升都不能超过规定值 通常测量温度时 整个进风面积都应予以考虑 但在实际上 选择四个互成90 的测量点 对于作出适当的估价已够用了 但是 不允许沿圆周取一些独立点温度的平均值来代替这四个点的值 表 4温升与压降的许用组合表 冷却空气的滤清 发动机在灰尘特别多的环境中工作时 例如联合收割机 甜菜和土豆收获机 鱼粉装卸 矿渣和垃圾处理等 冷却空气需用下列方法过滤 1 钻孔板筛罩 在风扇进口处装一个带钻孔板的罩子 筛罩 2 钻孔板转筛 优点 旋转力将防止转孔堵塞 缺点 虽然钻孔板的尺寸与固定式筛罩相同 但是由于筛鼓垂直空气流而旋转 产生大约为20 40m sec的切向速度 视鼓的直径与转速而异 这便增加了空气流动的阻力 过分的减少了空气的通过量和风压室压力 因此 采用这种方案时 一定要把筛孔面积与筛板转速匹配得当 以确保获得合理的空气流量 3 旋风除尘器 旋风型冷却空气粗滤器对细尘土并不实用 4 过滤垫 过滤垫不仅能保持冷却空气的清洁 而且还能降低进气噪音 滤垫可用能清洗的塑料或羊毛制成 具体选用时 为保证有足够的空气流量 应与滤垫制造厂商榷 另外滤垫的安装设计 要便于清洗 在需要时 甚至每天清洗几次 新滤垫所产生的压力损失应不超过5mm水柱此方案特别适用于过滤颗粒细 易侵入的尘土 二 进 排气管系 1 概述要使发动机性能良好 运行可靠 则必须正确的设计进 排气管 并使之有足够的横截面面积 进 排气管应尽可能不改变方向 任何必须的方向改变 都要采用平滑过度的转弯 2 排气管的阻力测量和允许阻力 1 进气系统的真空度 进气系统的真空度最好用装水U型管测量 方法如下 非增压发动机 在不带负荷 额定转速时 于紧靠发动机前端的一段直线管道上测量 如果在额定转速时测量有困难 对非增压发动机而言 也可以在高于额定转速的最高空转时测量 然后将测量结果按以下公式换算 式中 P 在额定转速时进气系统的许用真空度 Pmax 在最大转速时测得的进气系统真空度 N 额定转速Nmax 测量时的最大转速 增压发动机 在全负荷 额定转速时 于压气机前但仍在空滤器接管的最大直径处测量 进气管道和排气管道的许用阻力见表2 1 表中的数值是发动机在额定输出时进 排气管道不许超过的最大阻力值 进气侧的管道包括空气滤清器和进气管 排气侧的管道包括排气管和消音器 表中的数值对汽车用 工业用与船舶用的发动机都相同 发电机组则见相应的另表 表2 3 个别情况下 如因安装条件的特殊需要 排气背压可高于表2 1的数值 但应与生产厂设计配套部门商讨 采用纸质滤清器时 当滤芯变脏 即真空指示器作出反映时 进气阻力允许在短期间内升到表9 51所列的数值 PNS 有效的持续运转 使用时间约为300小时 年 PNE 有效的持续运转 使用时间约为1000小时 年 PD 持续运转 无时间限制 在这种情况下 必须采用具有200mmH2O开关点的真空度指示器 当采用纸质组合式空滤器时 各个PD功率的压降值取自表2 2 真空度指示器的开关点也按表2 2 一定要为纸质空滤器匹配相应的真空度指示器 一定要把真空度指示器安装在容易观察到的地方 唯一的例外是单缸机 由于单缸机的振动效应使纸质空滤器有三倍的过滤面积 所以寿命相当之长 对此类发动机而言 遵守维修手册中保养说明即可 为了保证纸质空滤器在正常的尘土条件下能有长的使用寿命 新空滤器装在发动机上 测得的阻力值 在滤清过的空气侧 大致如下 单缸机7 9mbar 7090mmH2O 二缸机13 16 5mbar 130165mmH2O 四缸及四缸以上的机型20 25mbar 200 250mmH2O 建议尽可能使阻力低于上述值 这将改善发动机的性能和功率输出 全部上述数据 均在发动机上测量 用于单缸至三缸机的数据较低是考虑到脉冲效应 所以结果为平均值 表2 1道依茨非增压和增压风冷柴油机进 排气管许用阻力数值表 注 mbar 巴毫 mmH2O 毫米水柱表2 2进气侧装有脏滤清器时短时间最大允许阻力 压降 发动机附件中包括商用型真空度指示器 与表中值相当或稍高 所以在少数情况下 稍高一点的真空度也是可接受的 表2 3风冷发动机用于发电机组时 进 排气侧的允许阻力 用于增压与非增压机型 进气管道和空气滤清器 1 概述 已发现 在所有发动机早期磨损的情况中 有四分之三是灰尘引起的 为防止此类情况发生 在安装发动机进气管道和空气滤清器时 要遵循以下规定 只有取自尽可能无尘处的新鲜空气 才适于用作燃烧空气 进气管道对气流的阻力应尽量小 且在发动机附近不应有任何弯曲 空滤器与发动机之间的进气系统 通称清洁空气侧 在长时间运转后 仍需保持有效的气体密封 必须按发动机的运转条件 尘土 选择合适的空滤器 无需任何中间管道 而将空滤器直接安装到发动机上的理想的设计并不是经常可行的 相反 经常需要将空滤器与发动机分开安装 例如当温度急剧升高或有振动危险时 特别是为了保养方便 而将空滤器安装在易于接近的地方 通常需要把未滤清侧的空气管道 即空滤器前的管道 加长 或把滤清过的空气管道 即空滤器和发动机间的管道 加长 或者把两者都加长 在这种情况下 重要的是要确保不能超过允许的气流阻力 并在滤清侧保持绝对的气密性 2 燃烧空气的滤清器 实际应用经验指出 对燃烧用空气的滤清问题 需引起密切的重视 关于这一点 以下说明可能带有普遍意义 预期的发动机的使用寿命 有赖于使用干式空滤器 纸质滤芯 干式空滤器需要特别细心的保养 但这一要求并不是能经常做到 特别是用于建筑机械上时 干式空滤器要求使用地区有可靠的备件供应 更换滤清器的元件 但由于价格和货源的原因对此无法保证 这导致了需要一种高效率的空气滤清系统 它应是耐用的 要求最低的保养 而且在备件不能立即供应的情况下 仍能短时间以适当的效率工作 一种符合式空滤器 可满足这些要求 这种滤清器是由一个油浴式滤清器 包括一个带排尘阀的粗滤器 和干式精滤器符合组成 油浴式空滤器就其保养程序和它经久耐用的结构来说是众所周知的 在干式空滤器元件失效的情况下 这种空滤器的分离效率足以避免发动机产生破坏的磨损 由于前面有油浴式空滤器 进入到干式空滤器的尘土很少 通常使滤芯的使用寿命在一年以上 因此 对滤清元件的严格的保养工作和费用可降到最低限度 在保养条件差或者运行条件相应于表2 4中所列 灰尘严重落尘或十分严重落尘时 应该选用符合式空滤器 在所有的其他应用情况下 一般推荐仍使用标准的干式空滤器系统 此外 在特殊情况下 也可采用油浴式空滤器 如果装备发动机的用户订购了其他型号的空滤器 最基本的要求是遵守以下建议 为道依茨发动机匹配空气滤清器的建议 假如装备发动机的用户选用空气滤清器系统 则用户应对正确的匹配和装置负完全责任 在证实了由于空气滤清器系统的缺陷而造成发动机毁坏的情况下 生产厂拒绝承担保证书有关条款下的索赔 空滤器的尺寸 空滤器的尺寸取决于所需进气量和实验室寿命 而实验寿命由应用类型和运转条件所决定 含尘量见表2 4 所需空气量 自然进气四冲程发动机所需空气量由下式决定 VH n p fQ 2 1000如果空滤器分别装在V型发动机的两侧 则必须根据每排的缸数考虑脉冲效应 以不考虑脉冲效应因数的计算结果作为确定实验室寿命的基础 上式符号的含义是 Q 计算空气需要量 m3 min VH 总排量 L n 转速 r min 计算容积效率 0 9P 额定功率 Kw f 脉冲系数 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 确定空气滤清器的阻力时 以考虑脉冲效率的计算空气需用量为基本参数 由于脉冲效应 内阻增加 从而真空度指示器开关点的真空度差值下降 导致 实验室寿命 较短 结果可能需要选用大一号的空气滤清器 增压四冲程发动机所需空气量可用以下公式计算 Q m3 min 0 095 P Kw Q m3 min 0 07 N HP 滤清效率 当以AC粒度的实验粉尘实验时 滤清器系统的绝对滤清效率应达到99 9 滤清器的保养 纸滤芯的最大许可污染度用目测保养指示器或电测保养指示开关显示 它们一达到规定值便立即显示 这时仅需做些清洁或更换滤芯的工作 表2 4给出选择空气滤清器的指导标准 3 进气管道 空滤器和发动机的进气管道 清洁空气管道 必须绝对气密而且能经受的住由发动机和振动推力所引起的机械应力 无缝钢管适合这一用途 也可以采用金属薄板焊接管 但其先决条件是防漏焊接和内部清洁 即清除了焊渣等物 烟囱 折叠管 点焊管或铆接管等绝对不能用 在发动机弹性安装的情况下 经常需要将空气滤清器系统刚性的紧固在发动机上 因此在进气管道上安装弹性元件 波纹式软管 波纹式软管用于连接两段振动的管子 如果可能 主振方向应与管的纵向轴线成90 直角 两管间的最小距离为150mm 最大距离为500mm 软管应安装得不受任何初张力 即应当是直角的或仅有轻微的弯曲 软管相互间不能接触 否则在接触处将被磨穿 橡胶套管 橡胶套管用来连接两根排成一行彼此无相对运动的管子 它们的材料应符合标准 但无螺纹金属丝 两管端部的距离为10 20mm 表2 4选择空气滤清器的指导标准 波纹式软管和橡胶管用卡箍固定在被连接管的两端 见图2 1 卡箍和软管的直径一定要匹配 决不能用一端从管料上切下的材料做卡箍 不能用螺旋钢丝来捆绑软管 为了确保橡胶套管和波纹式软管在管端的连接位置 用金属薄板做的管子其连接端应做出密封凸缘 橡胶管应套进40mm 卡箍在密封凸缘的后面 铸铁管可不做密封凸缘 但套橡胶管的部位应进行加工或是一个经过修整的光滑表面 总之 管的连接端必须光滑 圆整且无毛边 在采用金属薄板焊接管时 需要清理焊缝 管道与其通过发动机罩或消声板孔口处的任何摩擦都必须排除 要检查它们之间是否存在因振动而产生的相对运动 必要时把孔口扩大 在环行部位填以海绵橡胶或类似的材料 4 进气管道的设计方案 当为进气系统进行设计时 应以发动机进气管的直径作为原始依据 作为参考基准 假设有一个 理论的管道长度 它比实际管道要长一点 理论管道长度由以下几项组成 实际测得滤清器前 后管道长度 对空气动力性能良好的转弯 每一个90 的转弯增加1米 所谓空气动力性能良好 是指以尽可能大的半径形成一个慢转弯 如果转弯构成的空气动力性能不好 则增加2米 对每一个波纹软管相应增加一段长度 所增加的长度等于波纹管长度 理论长度在2米以内时 可用进气管直径作为整个管道的直径 长度超过2米时 理论管道直径比发动机上进气管的直径大 数值见表2 5 表2 5波纹软管进气管直径增大尺寸 废气涡轮增压器以高的内部流速工作 因此连接处的直径不能作为进气管的直径 考虑到增压比 发动机的功率输出和气体流速之间的密切联系 建议以功率输出作为设计管路的基本参数 表2 6列出了增压发动机进气系统最小管道截面面积的随理论管路长度而变的具体数值 可作为指导性资料 表2 6进气系统最小截面面积 举例 所拟系统如图2 2所示 从进气管进口处到空滤器出口处的总长是0 9m 其中包括一个长0 3m的波纹式软管和一个45 的转弯 在空滤器前面有一个管路的延伸部位总长0 5m 并包括一个90 转弯 进气管的直径是70mm 其理论管道长度确定如下 a0 9m 0 5m 1 40m 测量长度 b0 5m 1 00m 1 50m 因有45 90 转弯而附加的长度 c0 3m 在测量长度内有波纹式软管需附件的长度 以上计算的理论管长是3 2m 在2至4m范围内 因此 进气管的直径应选70mm 10mm 80mm 过度连接出要用一个15 的接头 4 气的受热在一些异常的情况下 进气能被加热到比环境温度高10 最大值 应在进气支管的入口处测量 当空滤器进口至进气支管之间的温度能排除时 则只需在空滤器进口处测量 1 概述 废气从发动机排气管排出 在多数情况下 需要装一个消音器以降低噪音 这些特殊需要 导致了排气系统中的阻力增加 但此阻力必须不超过进 排气管的阻力测量和允许阻力一节表中所规定的允许总阻力 排气系统的总阻力由转弯和消音器及其它部分的阻力构成 2 确定排气管道尺寸与管道阻力 发动机排气管的内径是设计排气管道尺寸的参数 排气管以外部分的直径不允许比此值减少 表2 5 表2 6中所列的是常用管径 这些管径在任何情况下均可采用 由于排气支管 外排气管和消音器等的管径大小不同 要用适当的管接头 夹角15 连接起来 这些接头应列入管路长度的计算中 管路阻力可从本章末尾的图表中查得 由于包括消音器在内的排气管总阻力不能超过表2 1的规定值 所以管子与消音器的阻力必须匹配好 当某一发动机的功率输出 单位是kW或HP 和具体管径 单位mm 已知时 从这些图表上就可以查出它们每米管长的具体阻力PS 单位mba或rmmH2O 此外 从这些图表上 也能查出对应于不同转弯半径和管径的等效长度 即某一已知曲率rm D的转弯对应着一相应的直线管长 当确定管道阻力时 这些附加的管长必须加到现有的直线管道上去 图表中包括有确定管道阻力的例子 当管长和管道阻力已知时 借助于这些图表用类似的方法也能确定出所需的管径来 3 消音器和尾管长度 消音器的效果在很大程度上取决于尾管长度 对用于正常条件下的消音器 通常有700至1000mm长已足够了 在有些要求较高的地方 为了得到充分的阻尼效果 尾管长可达1000至1500mm 当采用重型大容积具有内部匹配装置的消音器时 尾管长度可忽略 5 气管道和消音器 4 弹性排气管接头 发动机采用弹性安装时 或在发动机后部的排气管不能保持对正时 必须有一个接头 金属软管 能调节热膨胀和弯曲应力 必须平行于曲轴安装 以保证因弯曲而产生的主应力是安全的 此种软管不是气密的 金属波纹管 能消除拉 压和弯曲应力 当发动机弹性安装时 一定要做到 a 因膨胀与振动负荷不能在同一方向上 所以 波纹管应正确的安装在排气支管后面 且与曲轴的方向平行 b 波纹管在安装时应拉长 长度是后面直观预期膨胀量的40 例如 每米长的钢管通常能膨胀5 6mm c 在对准法兰孔时 要保持配对法兰在孔眼方向的自由度 以防止工作后扭转 d 因弯曲而产生的应力是主要应力 金属波纹管是气密的 万向管接头 这种形式的管接头是由可伸缩的末端呈喇叭形的管构成 用密封圈密封 见图2 3 为了合理的调节因振动而引起的应力和防止过大的不同心度 当安装这种接头时 要检查中间的管子是否能保持易于滑动和转动接头的安装位置应永远是水平的或者是悬挂的 为了防止水浸入 大端向下 气流总是向着管子的扩口方向 这样做的目的 是利用气流的力量 和自身重量 来保持中间管的稳定性 并且也能防止振动 破坏 这种膨胀万向管接头不是气密的 所以不能用于封闭的室内 发动机排气制动 为了充分发挥发动机排气制动的效果当操纵制动瓣时 装在高压泵上的拉杆自动地将喷油量同时减到零 三 液压油冷却器 1 概述风冷柴油机可按定单供应液压油冷却器 液压油冷却器管路连接如图3 1所示 冷却器装在发动机上 用来自发动机冷却风扇的风冷却 风扇的位置要既能合理供应冷却器所需要的冷却空气 同时也能保证发动机在全部工作时间内适当的冷却 因此应努力使这种恰当的匹配系统不受任何干扰 液压冷却器与风冷柴油机组装到一起 有许多优点 因为不需在为液压系统安装一个单独的散热装置了 每种型号的发动机都有一套图表 从中查出相应的冷却性能 建议在配套设备的典型工作循环期间 通过测量液压油温度来保证冷却器的效能是足够的 根据测得的液压油温便能确定超出进风温度的相应值 t 这一点在环境温度较高时 如在热带 特别重要 据此就能确定冷却能力减低了多少 2 安装和连接方案为了对液压油进行冷却 直列发动机有一个冷却器 冷却器转在发动机上或装在飞轮端 在我们所装配的液压油冷却器内 油流通过一次变向 就形成了两个与空气流相垂直的通道 这样就应用了已知的交叉对流原理 无论连接管在顶部或底部都没有关系 为了充分的利用冷却能力和有效的防止来自液压系统的压力峰波 我们建立一个单独的油泵使液压油冷却器的油按独立的油路循环 油箱 油泵 冷却器 滤清器 邮箱 交叉对流 当进油管接头在排风侧时 则可更有效的利用交叉对流原理 具有正确比例的循环油路 液压油冷却器在工作温度下引起的阻力不超过Pu 1 5bar 1 5各大气压 当发动机在冷态下起动时 如果液压油冷却器前的压力高于最大许可工作压力Pu 15bar 15个大气压力 时 便需要安装一个尺寸适当的旁通管 旁通管上装有卸压阀 开启压力Pu 5bar 5个大气压力 当油在冷却时 回油的背压也必须不超过Pu 5bar 5个大气压力 四 燃油供给系统 1 概述所有发动机的有效起动和满意运转 均取决于对喷油泵稳定而充分的供应燃油 管道中的空气和燃料蒸汽将造成起动困难 且扰乱了燃烧过程 以致降低功率甚至熄火 这些后果应通过适当的安置油箱和采用适当的尺寸的连接管来予以消除 燃油箱必须放在不受热辐射 来自排气管 或不由表面直接相接触而加热的地方 燃油箱上的罩盖需有适宜的通风 2 输油泵输油泵和燃油箱最低液面的最大吸油高度为 波许柱塞泵 1m 派布尔格 Pierburg 膜片泵 0 5m如果吸油高度较大 便需要用一个单独的辅助油箱 辅助油箱的油用手打半回转泵或电动输油泵从油箱中补充 辅助油箱不应高于高压泵 如果油箱位置放得比发动机高 最好是在从油箱去往输油泵的管道中装上一个减压阀 以防止漏损和损坏输油泵 3 燃油管道的布置在一个有低液面燃油箱的燃烧系统中连接管道时应注意以下几点 输送距离在3m以内时 从油箱到输油泵的油路应选用10 1的油管 即内径为8mm 输送距离3 5m时 管的内径为10mm 输送距离更长时 管的内径可按以下方法选择 即按发动机额定复合时三倍的油量计算 管内流速应不超过0 8m Sec 吸油管应尽可能的直 且不应有急转弯 在燃油箱内安装吸油管时应注意 要在吸油管的进油口和油箱底面留有主够的距离 以防止吸进水或剩下的渣子 见图4 2 吸油管路上的任何接头 都不应对液流形成节流 所安装的任何关闭阀门 都应有一个适当的孔径 管路最好是用带螺纹的管接头和管螺帽连接 这种连接方式比班卓琴 baujo 型空心螺栓连接的节流作用小 见图4 1 供应过剩的油或喷油嘴泄漏的油 由回油管带走 回油管在油箱上的出口不应装在油箱的顶部 必须装得与吸油管同样低 即低于许用的最低油面 这种布置方式可防止当发动机停车时 空气进入吸油系统 从而导致起动困难 回油管必须直接通往油箱 不允许和吸油管连接在一起 当油路不止一条时 燃油必须通过单独的管到返回 回油管的截面积 大约是吸油管的一半 一定要确保所有连接处与接头都是气密的 4 燃油的温升燃油本身的温度被加热到20 以上后 每提高10 发动机输出的功率大约下降1 当油温较高时甚至会形成气化导致熄火 油温的极限是60 因此 一定要把燃油箱防在远离热源 辐射 的地方 5 燃油箱燃油箱必须经常保持足够的通风 当发动机在倾斜的位置上工作时也应如此 油箱既不能镀锌 也不能用含锌的金属制成 因为锌会与燃油中的硫化合成对喷油泵和喷油器有腐蚀作用的硫化锌 由于水或其它渣滓会在油箱中沉淀 所以应在油箱上装一个排渣塞 6 燃油的滤清为了使发动机的滤清器和输油泵都能有较长的使用寿命 发动机上的精滤器可用一个装在输油泵上的粗滤器加以辅助 为了防止粗滤器对燃油供应起节流作用 必须使粗滤器的尺寸能与两倍的满负荷油耗量相匹配 若所用燃料含有较高的水分时 则聚水器是必不可少的 7 燃油管的安装说明在图4 1 错误 一栏的例子中表示了一个廉价的管接头 它不能防止油箱中的空气通过空心螺栓螺纹处形成通路而进入回油管 在 正确 一栏的例子中 表示了一种较好的方法 它是防止起动困难所必须的一种方法 五 发动机支承的布置方式 1 弹性支承一般来说 良好设计的弹性支承比其他支承方法都要好一些 所谓良好的设计 是指由发动机质量和支座弹性所组成的振动系统 其振动频率比发动机最低振动频率至少低40 低的自振频率需要采用软垫元件 这种元件的缺点是当发动机处于倾斜位置或振动负荷等外力作用下 容易产生大的偏斜 在有些情况下 需要取消一缸 二缸有时还有三缸发动机的弹性支承 这是因为难以满足前面提到的条件 如果要达到一个满意的弹性支承系统 则基础的刚度要比弹性垫的刚度大得相当多 否则 基础就要起附加弹性的作用 与我们发动机相匹配的特殊弹性支承 对不同机型都应用 它们所占空间不多 并能承受一定大小的推力 在船上用于吸收螺旋桨推力是很有效的 建议采用按标准装置供应的弹性支座 值得重视的是 为了允许弹性安装的发动机发生偏斜 则所有通向发动机的管子也必须设计成弹性的 因为所有按这种方法安装的发动机 都有一种绕发动机曲轴轴线转动的倾向 这一点 对进 排风导管也同样适用 与基础和墙壁的刚性连接将增加自然频率 从而削弱了弹性支承的作用 若弹性元件布置的合适 则离合器 变扭器 传动箱等与发动机的发兰连接就无困难 对机械式输出功率来说 选用万向联轴节已足够了 值得注意的是 不允许将任何型式的齿轮箱用发兰连接的方式悬挂的安装到发动机上 只有在对飞轮壳的最大合成弯矩不超过800N m FL912 913 时 才允许齿轮箱与发动机直接用发兰连接 在弯矩较大时 支承不应装在飞轮壳上 而应装在齿轮箱上 更好一点的方法是 在飞轮壳与齿轮箱之间布置一跨接件在其中间支承 见图5 1 倘若要对整套的发动机 变速箱总成进行弹性安装 按其特殊用途 重型工程车辆等 和变速箱的长度 可用一框架来加强发动机与变速箱的连接处 同时 飞轮端的支座又使框架更加牢固 一定要均匀的分布支架以得到均匀的重量分配 要记住 支座上的橡胶元件最高只能耐受70 的温度 要确保从发动机上掉落的油雾不能接触到橡胶件上 必要时加一个排风管或把现有的加以延长 2 刚性支承任何刚性支承都必须具有足够的刚度 以防止共振引起的振动 在和机架不能完全地承受弯曲和扭转应力的场合 采用四点支承特别危险 所以一定要使刚性支架与底座或机架完全正 此项工作可按下列方法进行 将发动机放到底座或机架上 并在几个点上测量支座底板的间隙 如果调整不能保证底版的正确接触 则配以垫片 由于四缸发动机势必产生二次惯性力 所以需以弹性支承代替刚性支承 采用刚性支承 则发动机的输出轴可自由选择 六 隔音与吸音 1 概述柴油机的噪音是由许多单独的噪音组成的 包括进 排气噪音 吸油和燃烧过程的噪音 气门 齿轮 轴承运转的噪音 对风冷机来讲 还有风扇噪音 通常柴油机的整个表面辐射由空气传导的声波 并通过连接管件和其本身的支承传播由结构传导的声波 因此 为了减低柴油发动机的安装噪音以符合法律规定 必须采取专门的隔音与吸音措施 2 隔音隔音是最重要的减音措施 它需要把噪声源从其环境中进行全面的声学隔离 按所考虑的安装型式 利用隔板墙把发动机封闭起来 隔离由结构传导的音波 即可实现以上要求 最适宜于做隔墙的介质 是一种非常柔软的充有适当填料的塑料隔音板 需要时 这种材料也可以用金属薄板包起来 在系列化结构的安装中 还有一种喷涂的隔音材料 用墙或机罩隔离声音 是假设声音二次传播的通道被阻止了 在需要隔离结构传导声波的场合 采取发动机弹性支承和与设备零件弹性连接的方法比较适用 此外 要避免一切缝隙和通孔 或将其密封起来 3 吸音在无吸音空间或无吸音的机罩内 声音的初始水平因反射而被加强 从而降低了机罩隔音的效果 另外 机罩本身必须有开窗以便通风和供给冷空气 在此情况下最好的解决方法是采用能吸音的表面和纤维或泡沫材料的导气管 必要时 采用有孔的薄板 在冷却风扇前的导风管内 应装上偏转装置 以防噪音直接辐射 在这种连接中 要注意把进风导管做得足够大 以保持规定的风压室压力 4 与吸音材料消声材料 喷涂材料等的厚度应三倍于金属薄板厚度 进风罩用的泡沫材料约20mm厚 采用永久性粘和或挟住 为防止纤维性或泡沫材料脱落或便湿 包一层金属箔 箔外再加一层钻孔薄板 孔眼面积至少占总面积的20 25 黄麻毡能隔离地板的振动 上面也可盖一层厚的耐磨橡胶板 以起阻尼作用 各种厚度的双层柔性粗毡垫也可用做隔音垫 橡胶套管 薄板和垫 广泛的用于密封缝隙 接头并用于弹性支承 七 发动机的电器设备 1 蓄电池电起动的发动机 在起动时要求蓄电池能瞬间供应一股强大的电流 采用的蓄电池必须有能力供应这股强大的电流 见表7 2 发动机起动用的电池主要是铅 酸电池 它有两种供应型式 一种叫标准型 另一种叫重型冷起动电池 后者的极板薄 通常每组电池能容纳的极板越多 则能供应的放电电流越大 因此与重型冷起动电池相比较 标准型电池就必须有大得多的容量了 从原理上讲 一个蓄电池的冷起动性能 取决于在寒冷条件下起动发动机的能力 而不取决于它的容量 冷起动能力以 18 时的冷起动的实验电流为基础进行比较 最常用的铅 酸电池及其冷起动实验电流规范表 见表7 1 表7 112V铅 酸电池及其冷起动实验电流规范表 电池的型号不能任意选择 在说明书中对各型发动机所需的电池型号均已列出 蓄电池的环境温度不应超过60 蓄电池应安装在容易接近处 因为需要定期保养 表9 57电起动发动机采用的蓄电池 根据波许标准 起动功率的千瓦值取决于许用的最大蓄电池型号 2 连接蓄电池与起动机的导线尺寸起动机和蓄电池间在导线上的电压降 不应超过4 此极限值同样适用于负导线 如果采用 搭铁 回路 要注意把一切存在接触电阻的连接点用适当的搭接线搭接起来 起动条件良好时 如安装在有空调的机房内 可用2 3JK值选定导线截面面积 3 起动 闭锁继电器当发动机在运转或曲轴仍然在转动时 万一接通了起动电机 就容易损坏起动机齿轮和飞轮齿轮 因此最好装配一个闭锁继电器 以防止打齿 对于无闭锁继电器的起动系统 操作时应当特别注意 4 发电机与调节器对发电机与调节器要进行防热辐射和防水溅落的保护 装在发电机上的调节器应不受振动 对不能防止溅水的场合 接一出线 使水能沿线引离调节器 最大允许温度发电机机壳温度 冷却空气温度 直流 90 40交流 90 60调节器单独安装 70装在发动机上 110 调节器上测量点以德文字母 A 标出 过电压装置 60通风的发电机只能在干燥而无尘的环境中应用 5 导线截面面积的确定导线截面面积的确定如表7 3所示 表7 3导线截面面积的确定 6 三相发电机对电压峰值敏感的是三相发电机 但也有对此峰值不敏感的其它发电机 后者 最大电压峰值对发电机无影响 例如 没有蓄电池的应急操作 电子部件已应用于电路上 而且其范围逐渐增加 它们对由发电机或电路中开关换向所形成的电压峰值很敏感 因此电压敏感电路元件必须与空载二极管或并联电阻相连接 7 火焰加热塞安装在车辆或遥控设备中的发动机 导线成线束 当线束中有火焰加热塞导线时 要特别注意保护这股线 因为这股线有发生短路电流的趋势 并能损坏其余导线 八 发动机倾斜安装时机油油面检查 检查发动机机油油面必须在水平位置上进行 允许偏差是2 假如发动机是永久性倾斜安装的 则油标尺最高油位标记应做相应的调整 最好的调整办法是先把发动机安装在水平位置 把机油加到油标尺上最低油位标记 并记录下加油量 然后再添加至最高油位标记 再记录下添加的机油量 最后把油标尺的标记焊平 将发动机安装于永久性倾斜位置 插入干油标尺并在油标尺上标出新的最高油面 刻痕 将机油排放至记录最小油量 测量后 在油标尺上标出新的最低油面 刻痕 在发动机投入运行前 要阅读相应的说明书 九 保养与清洁工作的可接近性 1 概述正确安装的发动机 不仅应符合技术要求 而且也应保证易于接近维修计划表中规定的需要定期维修的零件 做不到这一点 则保养工作便有无法执行 或无法在正确的周期内执行的危险 这必然导致发动机增加磨损和早期损坏 2 间隔短期的保养工作保养工作能直接靠近进行 即不需移动任何零件 挡板或其他障碍 检查发动机的机油油面 换机油 更新机油滤芯 检查与清理空气滤清器 清理散热片 检查三角皮带的张力 调整气门 检查加热塞的功能 保养电池 疏通燃油管 检查更新喷嘴 清理增压器 3 间隔期长的保养工作下列保养工作由于保养间隔期长 可降低对可接近性的要求 检查发电机和调节器 断电器 检查起动电机 检查高压泵 检查喷油起始时间 十 空气压缩机 压缩机如果超过了最长连续运转周期就要产生较高的温升 空压机超过最大连续运转温度时 便需要用吹风的方法进行附加冷却 安装在发动机上空压机 许多背压应不超过8bar 在排气接口处 气流中部的最大许用持续温度是220 温度最好用热电偶测量 空压机与分配阀间的一段压力管道参数为 1 最短管长1 5 2m 2 最小管孔径15mm直接安装在空压机上的压力管道应装得尽可能的直 由于在发动机和空压机的连接件间有相对运动 所以在进气管上需装一弹性元件 空压机的进气 通常来自空气滤清器后的进气管 在增压发动机上 则采自增压器前的一段进气管 人们总认为从发动机进气管中吸取空气好一些 而不经过湿式空气滤清器从发动机周围的空气中吸取 这不仅有温度方面的原因 而且也有其他的原因 关于这一点应注意 空气必须从火焰加热塞系统和辅助起动器前吸入 十一 采暖箱 1 新鲜空气采暖系统如果用新鲜空气采暖箱或驾驶室采暖系统的方法自发动机缸套处采取热风 要注意以下几点 只能用新鲜空气做采暖空气 而不能取用发动机处的空气 新鲜空气要通过合适的导管导向风扇 必要时 要加密封圈 废气或其他有危险的介质不得通过各种途径进入新鲜空气进口处 当采暖箱是用来向驾驶室或其他房间供给来自发动机缸套的热风时 要确保永远不要从机房或其隔间引进冷却空气 应通过适当的导管引进新鲜空气 需要时加以密封 也要确保没有废气或其他对人体健康有害的介质进入空气进口处 采暖箱后引风软管的尺寸应这样确定 使在软管与采暖箱接头处测得的冷却空气动压不超过发动机风压室压力的5 不允许装有一个以上的挡板 否则 空气阻力将过度增加 从而阻碍了冷却空气向缸套的自由流动 并终将导致活塞拉缸 2 发动机油采暖系统油采暖系统 是用润滑油中的热来供暖 如驾驶室 发动机上装着一个调节阀 用来控制自发动机流往热交换器的机油 管道来 去热交换器的接点都接在调节阀上 十二 减振器的冷却 减振器须用热的形式来消散动能 为了避免对减振器造成任何损害 一定要注意对减振器加以冷却 以消散产生的热量 因此 当发动机是封闭安装时要注意确保冷却空气在曲轴前端流通 采暖系统的阻力应不超过2 5bar 此值是当发动机全速 机油温度大约70 80 时 在调节阀后测量的 管长6m以内时 控制室与热交换器间的往返长度 推荐采用名义尺寸10mm的软管 阀们 节流阀等装置 应保证发动机在任何工况下 例如由冷发动机产生的压力不超过9bar 然而 进油管路应有5倍的防破裂安全系统 因此推荐采用最低承受压力为45bar