换气机构气阀机构
项目十三：柴油机换气机构的拆装与维修
课堂总结
对换气机构检修任务总结和提高；任务拓展，VEC，换气机构的故障与管理
集中讲解：利用PPT课件，结合换气机构检修任务进行总结提高，讲解VEC，换气机构的故障与管理。
项目讲评：指出测量过程中的问题和不规范之处及注意事项，以满足海事局的评估大纲要求
30min
课后实践
布置作业
撰写项目报告：布置项目报告内容，按项目报告的格式进行书写，要求书写规范
任务二换气机构的检查、测量与调整
授课
教师
周卫杰、张英华
授课
班级
轮121301/2
教学
地点
航307
授课
日期
年月日
第周周第节
学时
4
教
学
目
标
知识目标
技能目标
气阀间隙的概念、作用、影响；
气阀定时的概念、作用、影响
1、掌握气阀间隙的正确测量与调整方法
2、掌握单缸调整方法和两次调整方法
教学
重点
气阀间隙的正确测量与调整方法
学生操作：根据教师的示范学生进行气阀研磨操作
教师指导：教师现场指导
3.气阀密封性检查
3.教师示范：方法一：铅笔线法。将缸盖倒置于缸盖架上。在气阀锥面沿阀轴线方向每隔３～５mm面上线条并插入阀座内。用研磨工具将气阀提起击打一下，将气阀压住并转动一小角度。取出气阀观察锥面上的铅笔线：若都断开说明密封性良好：否则应予重新研磨。方法二：煤油渗透法。将缸盖倒置于缸盖架上，将气阀插入阀座内使阀盘坐落在阀座上。将阀盘顶上浇上煤油，静置5分钟，檫干煤油并迅速提起气阀，观察发锥面，若无油迹，说明密封性良好，否则应予重新研磨
学生操作：根据教师的讲解学生进行操作，教师监督指导。
配气机构的组成及其作用
配气机构的组成及其作用配气机构是指由配气机构组成的一种工业机械，用于将空气或其他气体从一个地方输送到另一个地方。
配气机构主要用于高温、高压、危险性以及特殊工艺要求的生产设备。
配气机构包括气体源、调节阀、涡轮增压器、气动控制器、过滤器、液体吸收器、压力表、流量计、接头管以及阀门等。
气体源是配气机构的核心部件，它是将空气或其他气体从一个地方输送到另一个地方的基础。
气体源可以是气体罐、气体管、气体压缩机等。
调节阀是配气机构中的重要组成部分，它可以控制气体的流量和压力，以达到设备所需的要求。
调节阀的类型有单向调节阀、电磁调节阀、过滤阀等。
涡轮增压器是配气机构中重要的元件，可以提高气体的压力，使其达到设备所需的要求。
涡轮增压器的主要类型有单级涡轮增压器、多级涡轮增压器、叶片式涡轮增压器等。
气动控制器是控制气体流量和压力的重要元件，它可以控制气体在设备中的流动，以及进入设备的气体的压力。
气动控制器的主要类型有气动控制阀、气动调节阀、气动定位器等。
过滤器是配气机构中的重要组成部分，它可以过滤掉气体中的杂质，防止设备受到污染，也可以改善气体的质量。
过滤器的主要类型有活性炭过滤器、膜过滤器等。
液体吸收器是一种用于分离气体和液体的设备，它可以有效地分离气体和液体，从而改善设备的运行状况。
液体吸收器的主要类型有柱式液体吸收器、反渗透液体吸收器等。
压力表是配气机构中重要的元件，它可以直接测量气体压力。
压力表的主要类型有普通压力表、智能压力表、可编程压力表等。
流量计是配气机构中的重要组成部分，它可以测量气体的流量，实时调节气体的流量，从而改善设备的运行状况。
流量计的主要类型有电磁流量计、电容流量计、涡街流量计等。
接头管是连接气体源、调节阀、涡轮增压器和气动控制器的重要元件，它可以保证设备的安全运行。
接头管的主要类型有焊接管、法兰连接管、活接管等。
阀门是配气机构中重要的元件，它可以控制气体的流量和压力，从而改善设备的运行状况。
第二节 换气机构
3气阀导管 1）作用： （1）承受侧推力；（2）气阀 散热 2）材料：常为铸铁或青铜 3）润滑条件较差，常用滑油和柴油的混合 油
4旋阀器 1）作用： （1）减少阀面与阀座上的积炭， 减小磨损，贴合严密；（2）使阀盘均匀受 热与散热以改善阀盘的热应力状态；（3） 消除阀杆与导管间的积炭，防止阀杆卡死 2）类型： （1）棘轮式；（2）杠杆式； （3）旋转帽式－用于强载燃用劣质燃油柴 油机排气阀；（4）推进器式－用于大型低 速机，推动力来自排气气流 ３）阀开启过程中使阀面与阀座周向缓慢旋 转。如气阀导管结炭则无法正常旋转。
5）阀面锥角增大，则气阀对中性好，密封 性好，但磨损较大。通常为30。或45。。 广泛应用的阀盘形状为平底。非增压四 冲程机通常进气阀大于排气阀以提高充 量系数
2气阀弹簧 1）作用：使气阀跟随凸轮的运动，保证气阀 关闭 2）类型 1）机械弹簧：大多数柴油机每个气阀有内 外两根以提高抗疲劳能力及减振，增加工 作可靠性。旋向相反可减少在开关阀时发 生的自动研磨 2）空气弹簧：目前超长行程直流扫气机普 遍采用
2凸轮轴传动机构 1）齿轮传动机构 （1）用于四冲程机及凸轮轴布置在机架中部 的大型低速二冲程机 （2）四冲程机装在飞轮端以减小曲轴扭振影 响，保证传动比准确可靠。主、从动齿轮的 传动速比为2：1 （3）中间齿轮磨损对定时影响最大
2）链传动机构 用于凸轮轴布置在气缸体中部的大型低速机 （1）优点：对于轴线的不平行度与中心距的 误差不敏感 缺点：链条容易产生晃动和敲击及松驰 （2）导轨由导轨板及其上的特种耐油橡胶块 组成，以防止链条的横向抖动和敲击，使之 工作平稳 （3）惰轮作用：张紧链条，增加包角，带动 调速器
三凸轮轴及传动机构 1凸轮轴 1）作用： （1）控制柴油机中需要定时的 设备（进、排气阀，喷油泵，空气分配器）； （2）带动调速器及其它附件的传动轮 2）结构形式： （1）整体式，用于小型机； （2）装配式，用于大型机，常分成几段组 装而成。某些新型机采用双轴结构 3）工作条件： （1）磨损（凸轮轮廓曲率 半径最小处较严重）；（2）接触应力大 （易造成凸轮破坏）
船舶主机、副机word讲义教案
第二章船舶主机第一节船舶柴油机概述在船舶动力机械中，船舶柴油机是最为重要的机械设备。
船舶柴油机工作状态的好坏，直接关系到船舶的安全性和经济性。
正确的操纵、保养船舶柴油机，是轮机管理人员最为重要的工作。
一、柴油机与动力机械机械设备通常可分为动力机械和工作机械两大类。
动力机械是将其它形式的能量，如热能、电能、风能等转化为机械能，而工作机械则是利用机械能来完成所需的工作。
把热能转换成机械能的动力机械称之为热机。
热机是最重要的动力机械，蒸汽机、蒸汽轮机以及柴油机、汽油气油机等都是热机中较典型的机型。
热机在工作过程中需要完成两次能量转化过程。
第一次能量转化过程是将燃料的化学能通过燃烧转化为热能，第二次能量转化过程是将热能通过工质膨胀转化为机械能。
如果两次能量转化过程是在同一机械设备的内部完成的，则称之为内燃机，汽油机、柴油机以及燃气轮机都属于内燃机。
动力机械的运动机构基本上有两种运动形式，一种为往复式，一种为回转式。
在往复式发动机中，工质的膨胀做功是通过活塞的往复运动实现的；而回转式发动机则是利用高速流动的工质在工作叶轮内膨胀，推动叶轮转动而工作的。
柴油机是以柴油或劣质燃料油为燃料，压缩发火的往复式内燃机。
为了使燃料获得燃烧所需的空气，柴油机就必须具有进气过程。
在柴油机中，燃油不是靠外界火源点燃的，而是在高温条件下自行发火燃烧的，所以进入气缸的空气还必须达到足够高的温度。
这是通过压缩过程实现的。
在压缩终点，将雾化的燃油喷入高温高压的空气中，就能发火燃烧。
燃油燃烧后放出的大量热能，使燃气的温度和压力急剧升高，推动活塞膨胀做功，产生动力。
膨胀终了时，气体失去做功能力，成为废气排出气缸。
总之，燃油在柴油机气缸中燃烧做功，必须通过进气、压缩、燃烧、膨胀和排气五个过程才能实现，这五个过程称为柴油机的基本工作过程，进行了这五个过程就完成了一个工作循环，接着又重复进行下一个工作循环。
二、柴油机在船舶上的应用柴油机是一种利用燃油的能量做功的动力机械，因其热效率高经济性好，在各种工业部门得到广泛地应用。
阀门执行机构的分类介绍
阀门执行机构的分类介绍阀门执行机构是指用于控制和操作阀门的设备或装置，它们可以通过不同的形式和力量来实现对阀门的开启、关闭或调节。
根据使用的能源不同，阀门执行机构可以分为气动执行机构、电动执行机构和液动执行机构三大类。
第一部分：气动执行机构气动执行机构是指通过气体作为动力源来实现阀门的开闭或调节的设备。
它主要由气缸、气源、气源处理装置和配件组成。
1. 气缸：气缸是气动执行机构的核心部件，它可以将气体的压力转化为机械动力。
根据气缸的结构形式和驱动方式，气缸又可以分为单动气缸和双动气缸。
单动气缸只能实现单向推动，而双动气缸可以实现双向运动。
2. 气源：气动执行机构需要通过气源提供气体能量。
常用的气源有压缩空气和氮气，其压力范围一般在0.2～1.0MPa之间。
气源还需要进行处理，如去除水分、油雾和杂质等。
3. 气源处理装置：气源处理装置用于过滤和调节气源的压力和流量，确保气动执行机构能够正常工作。
它通常由滤波器、减压阀和润滑器组成。
4. 配件：气动执行机构还需要一些配件来实现与阀门的连接和固定，如连杆、手柄、连接螺母等。
第二部分：电动执行机构电动执行机构是指通过电能转换为机械能来实现阀门的开闭或调节的设备。
它主要由电动机、传动装置和配件组成。
1. 电动机：电动机是电动执行机构的核心部件，它将电能转化为机械能。
常见的电动机有直流电动机和交流电动机，其功率和转速根据阀门的使用要求而定。
2. 传动装置：传动装置用于将电动机的旋转运动转化为线性或旋转运动，从而推动阀门的开闭或调节。
常见的传动装置有蜗轮蜗杆传动、齿轮传动和链条传动等。
3. 配件：电动执行机构还需要一些配件来实现与阀门的连接和固定，如连杆、手柄、连接螺母等。
为了保证电动执行机构的安全运行，还需要安装行程开关和限位器等配件。
第三部分：液动执行机构液动执行机构是指通过液体作为动力源来实现阀门的开闭或调节的设备。
它主要由液缸、液源和配件组成。
1. 液缸：液缸是液动执行机构的核心部件，它由液体的压力转化为机械动力。
机工业务题库
机工业务习题集第一部分：柴油机部分一、是非题：( >1. 将燃料燃烧产生的热能转变为化学能的机器称为热力发动机。
( >2. 内燃机的燃料的燃烧在发动机的外部进行。
( >3. 柴油机是一种二次能量转换都在气缸内完成的压燃式内燃机。
( >4. 汽油机的热效率比柴油机高。
( >5. 柴油机起动性能好，一般备车时间只需1－2小时，因此机动性能强。
( >6. 活塞在气缸中运动到离曲轴中心线最远的距离叫下死点。
( >7. 曲柄半径就是曲轴主轴径中心线与曲柄销中心线的距离。
( >8. 气缸直径是指气缸的外径。
( >9. 低速柴油机的转速是小于或等于200转/分。
( >10. 用活塞销连接活塞与连杆的柴油机可称为筒形活塞式柴油机。
( >11. 柴油机是不可逆转的。
( >12. 在四冲程柴油机的排气冲程之末，进气冲程之初活塞位于上止点前后时，进、排气阀同时开启期间的曲柄转角称为气阀重叠角。
( >13. 柴油机的一个工作循环必须通过进气、压缩、燃烧、膨胀和排气五个过程。
( >14. 空气进入柴油机的气缸内经压缩后温度升高到600－700℃。
( >15. 四冲程柴油机每完成一个工作循环，曲轴转两转。
( >16. 非增压柴油机的气阀重叠角均大于增压柴油机。
( >17. 柴油机工作循环的五个过程只通过压缩和膨胀两个冲程来实现的称二冲程柴油机。
( >18. 采用废气涡轮增压方式既可使柴油机的功率增加，又可提高柴油机的经济性。
( >19. 二冲程柴油机的扫气空气由下而上，然后由上而下驱扫废气的形式叫直流扫气。
( >20. 四冲程柴油机较二冲程机结构简单，便于维护保养。
( >21. 二冲程柴油机的换气质量要比四冲程好。
( >22. 在提高功率方面四冲程柴油机要比二冲程柴油机优越。
( >23. 气缸盖上不能安装喷油器、示功阀等阀件。
气动调节阀的结构和原理
气动调节阀的结构和原理一、气动调节阀的结构1.阀体：阀体是气动调节阀的主要组成部分，通常由铸铁、碳钢、不锈钢等材料制成。
它的内部有通道，用于流体的流动。
2.阀芯：阀芯是气动调节阀的流体控制部分，它可以根据控制信号的变化来调整阀的开度。
常见的阀芯形状有直线型、角型和等百分比型。
3.气动执行机构：气动执行机构是气动调节阀的关键部件，它接收控制信号，通过将蓄气室内的气压转换为力推动阀芯的移动，从而改变阀的开度。
4.配套附件：配套附件包括定位器、传感器、调节装置等，用于配合气动调节阀的工作，提高控制精度和稳定性。
二、气动调节阀的工作原理当气动调节阀接收到控制信号后，气动执行机构会收到压力信号，将之转换为力，推动阀芯的移动。
当阀芯向上移动时，流道的通口面积变大，流体介质的流量增大；反之，阀芯向下移动时，流道的通口面积变小，流体介质的流量减小。
实际上，通过调节气动执行机构的输入气压、调整阀芯的行程，可以精确地控制阀的开度，从而实现对流体介质流量、压力等参数的调节。
三、气动调节阀的应用1.流量控制：气动调节阀可用于控制不同介质的流量，如气体、液体等。
2.压力控制：通过调节气动调节阀的开度，可以实现对流体介质的压力控制。
3.温度控制：气动调节阀可用于调节热媒、冷媒等介质的进出口温度，实现温度控制。
4.液位控制：气动调节阀可用于调节容器内流体的液位，实现液位控制。
5.流体分配：气动调节阀可用于将流体分配到不同的管道或系统中，实现流体的分配控制。
综上所述，气动调节阀具有结构简单、控制精度高、响应速度快等特点，在工业自动控制中起着重要的作用。
气动阀门组成 -回复
气动阀门组成-回复气动阀门组成是指由气动执行机构和阀体两大部分组成的阀门。
气动执行机构包括气动活塞、薄膜片、膜片片靴、弹簧、气室、控制气路等，而阀体则包括阀体壳体、阀座、阀瓣、密封结构等。
首先，气动执行机构是气动阀门组成的关键部分之一。
它将气动力与机械运动相结合，实现阀门的开启和关闭操作。
在不同的气动阀门类型中，可能会采用不同的气动执行机构设计。
其中常见的有气动活塞和薄膜片两种。
气动活塞执行机构的组成主要包括气动活塞、弹簧、气室和控制气路。
气动活塞是气动阀门中的核心部件，其通过气室内的气压来实现对阀瓣的推拉作用，从而控制阀门的开闭状态。
弹簧通常用于保持阀瓣在无气压状态下的闭合，以防止介质泄漏。
气室是一个密封的腔体，供气体通过控制气路输入和输出，控制阀门的开启和关闭。
薄膜片执行机构是一种简单而可靠的气动执行机构，其组成主要包括薄膜片、膜片片靴和控制气路。
薄膜片是一种柔性材料，其通过内外两侧的气压差来实现对阀瓣的弯曲，从而控制阀门的开闭状态。
薄膜片片靴位于薄膜片周围，用于固定和保护薄膜片，防止其变形或损坏。
控制气路负责控制薄膜片两侧的气压，从而实现阀瓣的控制。
其次，阀体是气动阀门组成的另一个重要部分。
阀体通常由阀体壳体、阀座、阀瓣和密封结构等组成。
阀体壳体是整个阀门的支撑和固定结构，其内部容纳阀座、阀瓣等部件，并提供介质流通的通道。
阀座是与阀瓣配合的密封部件，负责阀门的密封性能，通常采用耐磨、耐腐蚀等性能良好的材料制成。
阀瓣是阀门的控制部件，其形状和材料的选择取决于具体的阀门类型和应用场景。
密封结构是阀门的关键组成部分，它直接影响到阀门的密封性能。
常见的密封结构有金属密封、软密封和填料密封等。
最后，气动阀门组成还包括与控制系统相连接的控制气路。
控制气路负责控制阀门的开启和关闭操作，并与控制系统进行相应的信号交互。
控制气路通常包括气源供气管路、电磁阀、气缸和传感器等。
气源供气管路将气源引入气动阀门，为其提供动力。
柴油机的换气过程
II. 进气温度上升
III. 气阀定时的改变或调整不当时也将影响v
定义
残余废气系数r 为换气结束后留在气缸内的
残余废气量Gr与换气结束后留在气缸内的新
鲜空气量G0之比值，即：
γr
=
Gr G0
四冲程柴油机决定r的主要因素是燃烧室扫气
过程，扫气过程进行得越好，废气清除得越
干净，则r 越小。 通常增压柴油机的r值在0~0.15之间。四冲程
定义
➢ 充气系数v为换气结束后留在气缸内的新鲜空气
量G0与在进气口环境条件(对非增压四冲程柴油机为大气压力p0，
温度T0；对于二冲程柴油机为扫气箱扫气压力ps，温度Ts；对于增压柴油机则
为中间空气冷却器后的公共扫气箱压力pk，温度Ts)下充满气缸工作
容积Vs的理论新鲜空气量Gs之比值，即：
( ) ηv
➢ 从扫气口关闭的C点到排气口关闭的E点（压缩 开始点）为止的阶段，叫做过后排气阶段。
➢ 在此阶段缸内的部分新气将经仍开启着的排气 口排至排气管，因而这是一个损失新气阶段。 希望此阶段越短越好。
➢ 若使它与进气口同时关闭或早于进气口关闭， 则可避免过后排气损失或实现过后充气。
四、评定换气过程质量的参数
缩比减小。
③ 实际进气时刻：是气缸内压力低于进气管压力时才 真正进入气缸。非增压柴油机的实际进气时刻在上 止点后。
气阀叠开和 燃烧室扫气
① 气阀重叠角的定义：在上止点前后，从进气阀开启到 排气阀关闭这段时间进气阀和排气阀同时开启所对应 的曲轴转角称为气阀重叠角。一般非增压机为 20°~50°CA，增压机为80°~140°CA
评定换气过程好坏的标志
➢ 废气排除是否干净 ➢ 新鲜空气充入量 ➢ 新鲜空气消耗量
第六章 配气机构
1.气阀布置形式 顶置式气阀 优点:燃烧室结构紧凑,可减 小进,排气系统的阻力. 缺点:传动链的零件多,质量 大因而惯性载荷较大. 2.凸轮轴布置形式 1)下置式凸轮轴 优点:凸轮轴与曲轴距离近, 传动方便. 缺点:传动距离远,传动组件 多,惯性大,加剧了零件 的震动和磨损.
2)上置式凸轮轴 优点:凸轮直接作用 于摇臂,省去了挺柱 和顶杆 缺点:曲轴到凸轮轴 传动机构复杂.
侧置气门式气门机构
1,结构特点: ,结构特点: 气门布置在气缸体一侧,气门头部朝上, 气门布置在气缸体一侧,气门头部朝上,没 有摇臂,推杆,下置式凸轮轴,齿轮传动. 有摇臂,推杆,下置式凸轮轴,齿轮传动.... 2,工作原理: ,工作原理: 正时齿轮副带动凸轮轴转动, 正时齿轮副带动凸轮轴转动,转到凸轮 桃尖顶起气门挺杆, 桃尖顶起气门挺杆,推动气门克服弹簧预 紧力开启. 紧力开启. 凸轮基圆与气门挺杆接触时, 凸轮基圆与气门挺杆接触时,气门在气门 弹簧预紧力的作用下关闭. 弹簧预紧力的作用下关闭.... 3,优缺点:曲轴到气门距离近,方 ,优缺点:曲轴到气门距离近, 便齿轮传动,气门间隙调整方便, 便齿轮传动,气门间隙调整方便,但 气道拐弯多,流动阻力大, 气道拐弯多,流动阻力大,充气效率 燃烧室扁平,结构不紧凑, 低,燃烧室扁平,结构不紧凑,容易 爆震,压缩比低. 爆震,压缩比低....
通过发动机运转振动力作用, 通过发动机运转振动力作用,使气门在气门座上自由的 做不规则的旋转的装置,其作用是: 做不规则的旋转的装置,其作用是:减小气门头部受热 变形,防止沉积物形成. 变形,防止沉积物形成. 弹簧座
锥形套筒
气门弹簧 支承板
锁片 锁 片
壳体 碟形弹簧
强制旋转机构
a a菌形
b b筒形
气动调节阀的结构和原理
气动调节阀的结构和原理气动调节阀是一种控制流体流量和压力的装置，通过气动执行机构将气压信号转换为阀芯运动，在调节阀的进口和出口之间形成阀门开度来控制流体的通断和调节。
本文将详细介绍气动调节阀的结构和工作原理。
一、气动调节阀的结构气动调节阀的结构主要由阀体、阀芯、活塞、气动执行器和配管组成。
1.阀体：阀体是气动调节阀的主要组成部分，一般采用铸造或锻造而成，通常具有高强度、耐腐蚀性和密封性能好的特点。
2.阀芯：阀芯是气动调节阀的关键部件之一，负责控制流体的通断和调节。
阀芯通常呈圆柱形，安装在阀体内部的流道上，可以根据气动执行机构的指令上下移动，从而改变流道的通断程度。
3.活塞：活塞是气动调节阀中的另一重要部件，也是连接阀芯和气动执行机构之间的机械传动部件。
活塞通常呈圆柱形，与阀芯相连，通过气动执行机构的压力变化，驱动活塞上下运动，从而带动阀芯的移动。
4.气动执行机构：气动执行机构是实现气动调节阀控制功能的关键部分，通常由气缸、活塞和气源组成。
当气源输入到气缸内部，气缸的活塞会受到气压力的作用，带动活塞和阀芯运动。
5.配管：配管是将气源和气动执行机构之间进行连接的管道系统，通常由管道、接头和阀门组成。
配管的设计和布置对气动调节阀的工作性能有很大的影响，需要根据具体的应用场景进行合理的设计。
二、气动调节阀的工作原理气动调节阀的工作原理主要包括控制信号的输入、气动执行机构的工作和阀芯的调节。
1.控制信号的输入：控制信号一般由外部控制系统发送给气动调节阀，可以是4-20mA电信号、0-10V电信号或数字信号等。
根据不同的控制要求和信号类型，可以选择不同的控制器和信号转换装置。
2.气动执行机构的工作：当控制信号进入气动执行机构时，通过气缸内部的阀门和活塞的协同作用，将气压信号转换为阀芯的运动。
-当控制信号的压力变化时，气动执行机构会根据信号的大小和方向，调整气缸内部的阀门位置，进一步调整阀芯的运动。
-当气压输入气缸的上方时，活塞会被推向下方，进而带动阀芯向下运动，从而增加流道的通断程度。
柴油机主要系统
• 换气机构的组成：
• • • • • • • • 气阀式换气机构由气阀机构， 气阀传动机构 凸轮和凸轮轴 凸轮轴传动机构组成。 基本动作原理：曲轴转动→凸轮轴 传动机构→凸轮轴转动→凸轮按一 定时刻推动气阀传动机构→气阀按 时启闭。
• 二、换气机构各部分作用和要求：
• （一）气阀机构
• • • • • • • • •
• 2.顶杆：直接顶动摇臂的杆件。 • 材料：用无缝钢管制成，两端铆.摇臂装置：是顶杆与气阀件的传动元件， • 将顶杆的动作传给气阀。 • 材料：45号钢制造或用冲击韧性 • 较高的球墨铸铁制造。
• （三）凸轮轴
• • • • • • • 凸轮轴通过气阀传动机构控制气阀的启闭。 四冲程机中，凸轮轴上安装有各缸进排气 凸轮和燃油凸轮，一般按发火顺序和定时 要求排列。 1. 作用：正确的控制气阀和喷油泵定时， 保证其正常工作。 凸轮和顶头之间为线接触，因为工作中要承受气阀的冲 击性负荷作用，其表面产生很大的接触应力。所以为提高 凸轮表面的耐磨性和抗疲劳强度。凸轮轴常用碳钢、合金 钢或球墨铸铁制造。 • 2.结构：整体式和组合式。
• （四）凸轮传动机构
• • • • • • • • • 凸轮轴传动机构位于曲轴和凸轮轴之间， 用于使曲轴按一定的转速比和定时关系 驱动凸轮轴回转的机构。工作中，进排 气阀、喷油泵在每一工作循环 中动作一次，所以，四冲程机 曲轴和凸轮的传动比为2︰1， 二冲程机1︰1 常见的有齿轮式、链条式和 混合式。内河船常用齿轮传动
1.工作条件： 高温、高压 撞击、磨损、腐蚀 2.气阀机构的组成： 带阀壳 不带阀壳 组成：气阀、阀座、 导管、弹簧、弹簧座 及与阀杆的连接件
• • • • • • • • • • • •
全接触式 阀面与座面锥角 相等；接触面大 耐磨、传热好， 但易结炭，产生麻点,阀线宽度一般为1.5 mm～2.5mm 外接触式 阀面锥角小于座面锥角0.5°～１°。 接触面小，密封性好，多用在强载中速机 内接触式 阀面锥角大于座面锥角0.2°～0.5°接触面小，密封性好。 接触面因离燃烧室远些，温度低，钒、钠的腐蚀小。 用在长行程低速柴油机中
第二节 换气机构
第四章 柴油机的换气与增压
类型: 凸轮轴的结构有整体式和装配式两大类。 数量: 一根凸轮轴：结构简单 两根凸轮轴：控制方便, 有利于工作过程进行 工作条件: 摩擦、接触应力 要求: 耐磨、耐疲劳 材料: 碳素钢、合金钢和球墨铸铁,工作表面渗碳或表
面淬火
2 凸轮轴传动机构
四冲程柴油机: 齿轮传动 大型低速二冲程柴油机
带阀壳：修理时可不必拆卸气缸盖，只需拆下阀 壳进行维修。管理比较方便。（图 4-7）
3.气阀的阀面与阀座在座面的配合
全接触式
阀面与座面锥角相等； 全接触式接触面大、耐磨、传热好，但 易结炭，敲击产生麻点,阀线宽度一般为 1.5 mm～2.5mm
外接触式
阀面锥角小于座面锥角 0.5°～１°。 接触面小，密封性好，多用在强载中速 机中
工作原理:开阀靠液压传动器产生的油压， 关阀靠“空气弹簧”的气体压力来实现。
优点：尺寸小、重量轻、利于布置、气阀 不承受侧推力、噪音小、拆装方便
缺点: 调试困难与密封困难
4-2-4
第四章 柴油机的换气与增压
三、凸轮轴及传动机构
1 凸轮轴（图4-8）
作用：控制柴油机中需要定时的设备，使它们按照 一定的工作顺序准确地工作。
线不正 (4)阀杆和阀头断裂：频繁撞击引起金属疲劳 (5)气阀弹簧断裂。气阀弹簧断裂多是因为振动造成
的， (6)阀壳产生裂纹。阀壳裂纹通常是由于安装时将固
定螺栓拧得太紧造成的
2.气阀间隙测量和调整，气阀定时的检查
(1)气阀间隙测量和调整 气阀间隙过小，则气阀受热后会关闭不严； 间隙过大，影响气阀定时外(晚开、早关)，撞 击严重，造成大的噪声和磨损。
一种是凸轮轴布置在机架中部，采用齿轮传动； 一种是凸轮轴布置在气缸体中部，采用链传动。 1)齿轮传动（图 4-9） 柴油机采用齿轮传动轮系，称之为定时齿轮， 主动轮、从动轮和中间齿轮 凸轮轴传动机构都安装在飞轮端。 主、从动齿轮的传动速比 四冲程为 2∶1 二冲程为 1∶1 啮合记号 2)链传动机构（图 4-10）
热力发动机原理-换气过程
4.无泵气损失， 4.无泵气损失，但机械效率较低 无泵气损失 二冲程内燃机因无单独的进排气行程，泵气损失为零。 但空气耗量大，扫气泵耗功多，其机械效率一般比四冲程内 燃机的低，燃料消耗率较高，但增压后，二冲程内燃机的燃 料消耗率可接近或略高于四冲程内燃机的燃料消耗率。 5.采用纯燃气涡轮增压较困难 5.采用纯燃气涡轮增压较困难 由于二冲程内燃机的扫气空气耗量较大，新鲜充量部分渗 入燃气，使涡轮增压器前的排气温度降低，排气可用能下降， 所以涡轮增压二冲程内燃机的排气能量平衡问题比四冲程内 燃机更难解决，特别在启动、低负荷时这一矛盾更为突出。 二冲程内燃机一般采用辅助扫气泵、活塞底泵或机械增压器 与燃气涡轮增压器联合供气的办法来解决这一矛盾。
一般大功率四程机的空气耗量为6.8～7.6kg/(kW·h)，二程 柴油机则为10.2～11.5kg/(kW·h)。在 功率大体相同时，二冲程 内燃机匹配的涡轮增压器比四冲程内燃机的大。 2. 换气质量较差，残余燃气系数较大，排气压力波动强烈 换气质量较差，残余燃气系数较大， 四冲程内燃机的进、排气过程在两个不同的活塞行程内进 行，新鲜空气与燃气掺混的机会较少。二冲程内燃机换气时活 塞在下止点附近，进、排气过程同时进行，新鲜空气与燃气易 于掺混，换气质量较差，残余燃气系数比较大。二冲程内燃机 气口开闭由活塞控制，启闭速度比气门快，排气开始时缸内压 力比四冲程内燃机的高，因此，排气压力波动现象较四冲程内 燃机强烈，进排气系统对换气的影响较四冲程内燃机的大。
气口气门直流扫气
气口气口直流扫气
1）气口气门直流扫气 ） 如图所示，它的优点是：扫、排气相互混合较少，故扫气 效率高；由于它是非对称扫气，故可进行补充充气；扫气口可 布置在缸套的全周上，这可使气口高度减小，减少失效行程。 这种扫气方式是最好的，低速、中速、高速内燃机上均有采用。 由于扫气效果好，气缸新鲜充量多，便于增压，目前，广泛应 用于加长行程的低速机型上。缺点是结构较复杂，四冲程内燃 机中气门机构基本保留，尚需加扫气泵，排气门尺寸大，这对 高速化不利，解决的办法是采用多个排气门减小排气门尺寸， 但这会使气门机构变复杂。 2） 气口气口直流扫气 一般在对顶活塞式内燃机中采用气口气口直流扫气方式， 每个气缸有上下两个相对运动的活塞，扫气口的启闭由下活塞 控制，排气口的启闭由上活塞控制。扫排气口各占气缸一端，
船舶柴油机使用及维护重点（船舶动力专业）
船舶柴油机使⽤及维护重点（船舶动⼒专业）模块⼀柴油机的基本知识1.柴油机的定义；柴油机是⼀种压缩发⽕的往复式内燃机。
柴油机使⽤挥发性较差的柴油或劣质燃油作燃料，采⽤内部混合法（燃油与空⽓的混合发⽣在⽓缸内部）形成可燃混合⽓，缸内燃烧靠缸内空⽓被压缩后形成的⾼温燃⽓⾃⾏发⽕。
通常柴油机具有⼀下突出优点：①具有较⾼的压缩⽐，因此热效率最⾼，可达55%，可燃⽤廉价的重油，经济性好；②功率范围⼴，从0.6kw ⾄47000kw ，可以适应不同动⼒设备的需要；③尺⼨⼩，⽐质量（kg/kw ）轻，便于机舱布置；④机动性好，启动⽅便，加速性能好，能直接反转，便于使⽤和管理；同时，柴油机也存在某些缺点：①存在着较强的机⾝振动、轴系扭转振动及噪声；②某些零部件的⼯作条件恶劣，⾼温、⾼压并有冲击性载荷。
2.压缩⽐的定义及意义，压缩⽐的计算；⽓缸总容积与压缩室容积的⽐值，也叫做⼏何压缩⽐。
其计算式为c h c h c c a V V V V V V V +=+==1ε。
压缩⽐是柴油机的主要性能参数之⼀，他表明压缩过程中进⼊缸内的空⽓被压缩的程度。
压缩⽐ε越⼤压缩终点的温度和压⼒就越⾼，对燃油的发⽕、柴油机的启动有利，⽽且热效率越⾼。
但压缩⽐过⾼会使柴油机⼯作粗暴，机件机械负荷增加，磨损加剧，因此柴油机要有合适的压缩⽐。
3.四冲程的柴油机进排⽓为什么都要提前和滞后，⽓阀重叠⾓有何作⽤？答：原因：四冲程柴油机进排⽓⽓阀提前开启与滞后关闭是为了将废⽓排出得⼲净并增加空⽓的吸⼊量，以利于燃油的充分燃烧，另外还可减少强制排⽓时活塞的背压。
作⽤：当⽓阀重叠开启期间，进⽓管、⽓缸、排⽓管连通，此时废⽓因流动惯性，可避免废⽓到流⼊进⽓管内，同时还可抽吸新鲜空⽓进⼊⽓缸。
新鲜空⽓进⼊⽓缸后⼜将废⽓扫出，实现所谓燃烧室扫⽓，还可冷却燃烧室部件。
4.⼆冲程柴油机的两种换⽓形式及特点；形式：直流扫⽓和弯流扫⽓。
特点：直流扫⽓，扫⽓效果较好，⽽且排⽓阀与进⽓⼝可以同时关闭，也可提前关闭；应⽤⼴泛。
配气机构的分类
配气机构的分类气体分配机构是一种关键技术，是人们在使用和控制气体中心的重要部件。
气体分配机构的主要任务是根据操作需求安全有效地将高压气体分配到设备上，并实现操作程序控制。
气体分配机构可以根据气体系统的结构特征和操作特性分为三大类：阀，调节器，控制器。
1.阀：是用来控制流体从一个容器到另一个容器的装置，其作用是开启或关闭液体的流动。
阀有单向阀，抗回路阀，静止阀，止回阀，安全阀，节流阀等。
单向阀是指气体在它通过时，气体只可以在一个方向上流动，并且不允许反向流动，它只能在一个方向上运行，如止回阀，抗回路阀，以及催化体阀和隔膜阀。
抗回路阀是一种具有双向阻力特性的阀，其工作原理是利用摩擦力，使流体在传输过程中一致的压力，可抵抗向另一个方向的压力。
静止阀是用来阻止或允许气体流动的一种阀，它基本上是一种单向阀，它可以控制气体分配机构内部气体的流量。
安全阀是一种用来控制气体分配机构内部压力的阀，它能够控制气体流动的压力。
安全阀可以释放过冲压力，确保安全运行。
节流阀是一种控制流速的阀，它以一定的压力阻力进行调节，调节流量过大或过小的情况，主要用于降低气体压力。
2.调节器：是指一类为了控制气体流量和压力特征而设计的设备，其最主要的功能是使得气体在系统中以一定的流量和压力进行控制，以实现有效的运行。
调节器可以分为正反向调节器，气动调节器，形状调节器，电动调节器等。
正反向调节器是指当被调节介质的流量发生变化时，能够及时作出反应，以保持内部的压力稳定的装置。
气动调节器是指利用气体作为调节介质，并通过气动元件进行调节，以实现控制气体流量和压力的一种机构。
形状调节器是用来控制管道内气体流量特性的一种装置，可以根据实际需要改变气体的流量特性，以便实现管道内的气体流动的控制。
电动调节器是一种以电脉冲信号驱动的调节器，能够根据外部设定的参数，自动控制气体流量和压力，以保证设备的正常运行。
3.控制器：控制器可以根据实际操作情况自动调节设备的运行参数，以达到最佳工作性能，提供准确有效的控制。
换气阀工作原理
换气阀工作原理
换气阀是一种用于调控气流流向和压力的设备。
其工作原理主要包括以下几个方面。
首先，换气阀利用阀体内的活塞或膜片来控制气流的流向。
当气压从阀体一侧进入时，活塞或膜片会被推动，使得阀门打开，允许气体通过。
相反地，当气压从阀体另一侧进入时，活塞或膜片会被推动到关闭阀门的位置，阻止气体流动。
其次，换气阀通过调节活塞或膜片的位置来控制气流的量。
通过改变活塞或膜片的开度大小，可以调整阀门开启的程度，进而控制气体的流量。
一般来说，开度越大，阀门允许的气流越多；开度越小，气流越小。
此外，换气阀还可以通过内部的弹簧或调节阀来控制气体的压力。
当气压超过阀门的设定压力时，弹簧或调节阀会使阀门自动关闭，减少气体的流量。
当气压下降到设定的压力范围内时，阀门会自动打开，恢复气体的流动。
总之，换气阀通过阀体内的活塞或膜片的运动、开度调节和压力控制来实现对气流的调控。
它在各种工业领域中广泛应用，例如空气压缩机、气动系统、通风设备等。
热力发动机原理-换气过程
4.无泵气损失， 4.无泵气损失，但机械效率较低 无泵气损失 二冲程内燃机因无单独的进排气行程，泵气损失为零。 但空气耗量大，扫气泵耗功多，其机械效率一般比四冲程内 燃机的低，燃料消耗率较高，但增压后，二冲程内燃机的燃 料消耗率可接近或略高于四冲程内燃机的燃料消耗率。 5.采用纯燃气涡轮增压较困难 5.采用纯燃气涡轮增压较困难 由于二冲程内燃机的扫气空气耗量较大，新鲜充量部分渗 入燃气，使涡轮增压器前的排气温度降低，排气可用能下降， 所以涡轮增压二冲程内燃机的排气能量平衡问题比四冲程内 燃机更难解决，特别在启动、低负荷时这一矛盾更为突出。 二冲程内燃机一般采用辅助扫气泵、活塞底泵或机械增压器 与燃气涡轮增压器联合供气的办法来解决这一矛盾。
Ⅲ.额外充气或额外排气阶段（ Ⅲ.额外充气或额外排气阶段（C～E） 额外充气或额外排气阶段 在点C扫气口先关闭，排气口延迟到点E关闭，则形成额 外排气。反之，如果在点C时排气口先闭，扫气口延迟到点E 关闭，则是额外充气。
4－2 二冲程柴油机的换气过程 －
一、二冲程柴油机的换气型式 可分为弯流扫气和直流扫气两大类。 1.弯流扫气 1.弯流扫气 根据气口布置型式不同弯流扫气又可分为横流扫气、回流扫 气、半回流扫气.
气口高度不受限制，故气口面积不仅比弯流扫气的大，也比 气口气门直流扫气的大。扫气空气与燃气混合较少，缸内没 有燃气死区，换气效果好，排吸能力强，能适合高速强载内 燃机的需要。利用上下活塞的不对称运动，可避免额外排气 损失，也可实现气缸额外充气。但结构复杂，制造成本高， 缸套热负荷严重，随着增压度的日益提高，这一矛盾更尖锐， 严重地限制了该种机型的发展。 扫气型式、气口的布置、气口的结构参数、气口时面值 对二冲程内燃机的换气质量影响很大，设计时可根据用途与 要求参考相似机型，采用计算与试验相结合的方法来确定。
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任务2 测量与
调整气阀间隙
小结
气阀工作可靠性的检查
测量与调整气阀间隙
•测量与调整气阀间隙时，一定要注意：在柴油 机冷态时，滚轮落在凸轮的基圆上。
•保证气阀工作时可靠密封，并要求撞击和噪音 小。
船舶柴油机
学习情境5 换气与增压系统维护
项目1 四冲程筒形活塞式柴油机换气机构的维护
练习
任务2 测量与 调整气阀间隙
换气机构气阀机构
船舶柴油机
学习情境5 换气与增压系统维护 项目1 四冲程筒形活塞式柴油机换气机构的维护
弹簧盘 锁夹
气阀间隙 气阀弹簧 气阀导管
阀座 气阀
摇臂轴
锁紧螺母 摇臂 调节螺钉 顶杆
复习一下：换气机构
1. 气阀机构（组件） 2. 凸轮轴及其传动机构 3. 气阀传动机构
顶头
滚轮 进气凸轮 排气凸轮
凸轮轴
凸轮轴齿轮
传动齿轮 传动齿轮
曲轴齿轮
船舶柴油机
学习情境5 换气与增压系统维护 项目1 四冲程筒形活塞式柴油机换气机构的维护
任务 测量与调整气阀间隙
一． 二．
认识气阀传动机构 测量与调整气阀间隙
船舶柴油机
学习情境5 换气与增压系统维护
项目1 四冲程筒形活塞式柴油机换气机构的维护
一、认识气阀传动机构
C．C．Ⅲ1＋进Ⅳ、＋1Ⅵ排、5排、3进、2排、4进
D．Ⅲ＋Ⅴ＋Ⅵ
D．1进、1排、5排、3排、2进、4进
答案：A
答案：B
答案：C
答案：D
谢谢观赏
测四量冲在气程测阀发四间电冲隙柴程时油柴应机油注气机意阀气的间阀事隙间项过隙有大时（时，（）保。证）各。缸测完的最小盘车角度是（ ）。 当ACⅠⅢⅤAAC．．．某第A...气B．．应柴测．ⅠAC机 AC．撞气四一阀在 在把油量．．．1＋械1击阀冲缸间进低 超进摇 机 时为 有73Ⅲ式严关活程26隙、负负、臂处要了 利00＋气重闭六塞° °过1荷荷1压于把润于排Ⅴ阀，不排盘缸曲 ～小时时向冷塞滑排、传磨严、到柴轴7时敲敲气态尺气25动损，5发油0转，进阀阀进阀下夹°机加易火机角将、严严、端进紧曲构快于上的会3重重3行轴进在烧排止发造转、柴蚀、点火成ⅡⅥⅣ角2油2时顺（..排.进调间顶机，序、、节隙头）冷可为46后调D滚。排态排调：BD．凸 好轮．．下节1D气-轮 锁应在在留5．的-阀应 紧处3正排有防气-定6紧 螺于常气气止-阀2时固 母凸负BB温阀-撞是4．未．好 应轮，荷度间击（Ⅱ有BDB发锁基如时高隙． ．＋改出）紧圆果敲时的防3大Ⅲ变强。6上采阀敲目止0于＋烈°用严阀的气7Ⅴ噪曲2盘重严是阀0声轴°车重（漏转曲两气）角轴次。转来角调节整机的气阀间隙，当将
摆臂 气阀间隙
调节螺钉 锁紧螺母
船舶柴油机
学习情境5 换气与增压系统维护
项目1 四冲程筒形活塞式柴油机换气机构的维护
⒉调整气阀间隙
任务2 测量与 调整气阀间隙
⑴确定柴油机处于冷态（盘车数转） ⑵确定气阀处于关闭位置 ⑶测量气阀间隙 ⑷调整阀桥（无阀桥的可略去） ⑸调整气阀间隙 ⑹逐缸测量并填入表中
任务2 测量与 调整气阀间隙
摆臂
机械式气阀传动机构由带滚轮的顶头、顶
杆和摇臂等组成。
下置式凸轮机构
滚轮摆臂式顶头机构
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学习情境5 换气与增压系统维护
项目1 四冲程筒形活塞式柴油机换气机构的维护
任务2 测量与 调整气阀间隙
二.测量与调整气阀间隙
1.
认识气阀间隙
2.
调整气阀间隙
船舶柴油机
学习情境5 换气与增压系统维护
安装气阀传动机构
介绍两种确定气阀关闭的方法： ①盘车，滚轮落于凸轮的基圆上，则可确定该气阀处于 全关位置。 ②盘车，使待检缸的高压油泵处于供油位置，从飞轮端 能见到该缸处于发火上止点附近，则可确定该缸的进、 排气阀都处于全关位置。
船舶柴油机
项目1
学习情境5 换气与增压系统维护
四冲程筒形活塞式柴油机换气机构的维护
项目1 四冲程筒形活塞式柴油机换气机构的维护
⒈认识气阀间隙
任务2 测量与 调整气阀间隙
•若柴柴间油油隙机机过 安处小装于或，冷则换态气，阀机滚关构轮闭检落不修在严后凸，；轮造的成基漏圆气上，时并，引摇起臂其 它 •柴与一故油气般障机阀气。在之阀工间的作应工过留作程有温中间度由隙高于，及换此尺气间寸机隙大构称，各为其零膨气件胀阀的的间磨数隙损值。、也其顶杆 •或间目大凸隙，的轮过所是轴大以保的，证排变则在气形除柴阀及影油比调响机进节气气工螺阀阀作钉定、时的时增，松外压气动（机阀等晚比和，开非气都、增阀会早压传引关机动起）、机气，大构阀还间 会 隙等型使的机受撞变比热击 化小膨严，型胀重也机后（应的仍具定气能有期阀完冲检间全击查隙关性和大闭）调。。，整造。成大的噪声和磨损。