船舶主推进动力装置9

阀杆与导管间隙过大；阀盘或阀座变形； 气阀间隙过大；气阀机构振动
2012-1-2 chapter3 配气系统与增压
4. 5. 6. 7.
重油含钒、钠硫多 超负荷运行或燃烧恶化 冷却不良 振动使气阀落座速度过大
27
问题
？气阀机构的工作条件如何
2012-1-2
chapter3 配气系统与增压
28
提高气阀工作能力的措施 （1）采用水冷式阀座 （最新型中速机不用带 阀壳的气阀） （2）安装旋阀器 （3）采用新材料新工艺 （4）阀盘与阀座的密封锥面采用不等的锥角
2012-1-2 chapter3 配气系统与增压 9
第二节 换气机构
气阀机构 气阀驱动机构 凸轮轴及其传动机构
2012-1-2
chapter3 配气系统与增压
10
2012-1-2
chapter3 配气系统与增压
11
一、气阀机构
1. 气阀的工作条件 气阀承受着很高的热负荷 劣质重油高温腐蚀 气体爆发压力及落座撞击力
第四章 换气与增压
第一节 柴油机换气过程 第二节 换气机构 第三节 废气涡轮增压系统和涡轮增压器 第四节 增压系统的故障与维护管理
2012-1-2
chapter3 配气系统与增压
1
一、四冲程柴油机换气过程
：
四冲程柴油机的换气角度为400~500度
2012-1-2 chapter3 配气系统与增压 2
chapter3 配气系统与增压
7
流动阻力分析
要求尽可能增大进气通道截面积f。因此中大 型机采用多个进气阀 多个进气阀结构 多个进气阀 柴油机往往尽可能增大进气阀直径，使进气阀 进气阀 直径大于排气阀直径 在中高速时,流动阻力损失占主要 流动阻力损失占主要,所以要特别 流动阻力损失占主要 注意进气道的通畅
实际吸入气缸的新鲜空气量与进气管状态下充满气 缸工作容积的空气量之比值。 影响因素 进气流动阻力的影响（进气阀>排气阀,主要因素） 进气过程结束时气缸内气体温度的影响(n,p不同,是 次要因素) 残余废气系数的影响(排气背压↑ ηv↓，四冲程很小) 柴油机气阀正时的影响
① ② ③ ④
2012-1-2
5
三、时面值、角面值
时面值 在一次换气过程中各个阶段气口或气阀的通流能力 是以它们所拥有的时面值来衡量的。
∫ fdt：时面值
角面值 它表示气口或气阀的通流能力，对于给定的柴油机它 是一个定值与转速无关。 ∫ f (ϕ )dϕ：角面值
2012-1-2 chapter3 配气系统与增压 6
四、充气系数
chapter3 配气系统与增压
2012-1-2
26
气阀的常见故障及提高气阀工作能力 的措施
（1）排气阀烧损(排气阀密封不严) ①由于阀盘温度分布不均匀 温度分布不均匀 ②阀盘及阀座密封锥面沉积玻璃状物质剥落 沉积玻璃状物质剥落 ③硬质颗粒在闭阀时的撞击密封面出现凹坑 密封面出现凹坑 （2）排气阀的高温腐蚀（钒、钠和硫 钒 钠和硫） （3）气阀密封锥面磨损过快 1. 气阀间隙，阀杆与导管间隙过大 2. 阀盘和阀座刚度不足 3. 气阀和阀座材料性能不合要求 （4）阀盘和阀杆断裂
44
2012-1-2
chapter3 配气系统与增压
12
气阀组件
不带阀壳气阀组件 带阀壳气阀组件 气阀采用耐热耐磨合金钢制造。 气阀座圈采用合金铸铁或耐磨合金钢
2012-1-2
chapter3 配气系统与增压
13
不带阀壳的 气阀组件
2012-1-2
chapter3 配气系统与增压
14
带阀壳 气阀组件
2012-1-2
chapter3 配气系统与增压
29
气阀旋转机构
2012-1-2
chapter3 配气系统与增压
30
气阀组件管理维修注意事项
注意燃油的含钒量 及时对气阀进行检查（注意阀锥面和阀座锥面 的角度差） 气阀导管和阀杆的间隙必须合适 更换阀座不能轻率改变阀座材料 阀壳的紧固螺栓不宜拧得过紧 （正确的拧紧可能在初期会有少量漏气）
2012-1-2
chapter3 配气系统与增压
35
气阀驱动机构的比较（1）
机械式气阀驱动机构 气阀间隙 作用：弥补气阀及气阀驱动机构受热膨胀 过小： ① 因关闭不严→漏气→气阀烧损 ② 漏气→新鲜空气↓，压缩压力↓，燃烧恶化，排气温 度↑和功率↓。 过大： ① 改变气阀正时； ② 且使气阀落座时撞击速度增大，气阀容易损坏。
17
2012-1-2
chapter3 配气系统与增压
18
2012-1-2
chapter3 配气系统与增压
19
2012-1-2
chapter3 配气系统与增压
20
气阀与阀Fra Baidu bibliotek的配合方式
2012-1-2
chapter3 配气系统与增压
21
气阀与阀座配合方式比较
全接触式(小高速机)。 优点：接触面大、耐磨、传热好 缺点：易结炭，敲击产生麻点 外接触式(0.5~1.0°，强载中速机中) 优点：接触面小，密封性好，内侧不与燃气接触；阀 盘拱腰变形增加接触面，减小接触应力增加散热。 内接触式(0.2~0.5 °，长行程低速柴油机) 优点：接触面小，密封性好。接触面温度低腐蚀小 接触面温度低腐蚀小。 接触面温度低腐蚀小 阀盘周边翘曲增加接触面，减小接触应力增加散热。
2012-1-2
chapter3 配气系统与增压
38
气阀驱动机构的比较（3）
变排气阀关正时及升程（VEC）系统
2012-1-2
chapter3 配气系统与增压
39
3.2 换气机构
3.2.1 气阀机构 3.2.2 气阀驱动机构 3.2.3 凸轮轴及其传动机构
2012-1-2
chapter3 配气系统与增压
n ∆P = K 2 f
2012-1-2 chapter3 配气系统与增压 8
2
柴油机气阀正时的影响分析
排气阀提前开（应最佳） 排气阀滞后关(惯性、有利于排气) 进气阀提前开(有利于进气，燃烧室扫气） 进气阀滞后关（n不同应该变化）
二冲程柴油机中，受排气阀扫气口正时、清洁程度影响 排气提前角的影响 a-最合适；b-过早；c-过晚
40
凸轮轴及其传动机构
凸轮轴：整根或分段 凸轮：可调节/不可调节
2012-1-2
chapter3 配气系统与增压
41
凸轮轴传动机构
图4-13 凸轮轴链传动机构
2012-1-2
chapter3 配气系统与增压
42
气阀机构的故障
(1)阀面和阀座磨损和腐蚀 伤痕←炭粒或杂质冲刷或在接合面上撞击 麻点←燃油中的硫、钒和钠的腐蚀 (2)阀面与阀座烧损 阀座扭曲、偏移、倾斜和失圆 (3)阀杆卡紧 导管间隙↓→阀杆卡阻 导管间隙↑→滑油结焦，沉积物↑→卡住 中心线不正 (4)阀杆和阀头断裂(频繁撞击+高温) (5)气阀弹簧断裂(振动+材质+工艺) (6)阀壳产生裂纹(固定螺栓拧得太紧)
2012-1-2
chapter3 配气系统与增压
43
使用管理注意事项
重装凸轮轴的传动机构必须注意对准其啮合记 号 凸轮及其传动机构必须经常检查其润滑的情况 对于链传动机构，必须注意链条的张紧情况 检查和调整气阀正时，必须在检查和调整好气 阀间隙后再进行
2012-1-2
chapter3 配气系统与增压
2012-1-2
chapter3 配气系统与增压
31
3.2 换气机构
气阀机构 气阀驱动机构 凸轮轴及其传动机构
2012-1-2
chapter3 配气系统与增压
32
二、气阀驱动机构
2012-1-2
chapter3 配气系统与增压
33
2012-1-2
chapter3 配气系统与增压
34
机械式气阀驱动机构凸轮的三种形式
2012-1-2
chapter3 配气系统与增压
24
2012-1-2
chapter3 配气系统与增压
25
阀壳紧固螺栓
采用柔性螺栓 使阀壳、缸盖等受热零件因受热膨胀不一致而 产生的附加应力较小，不易发生蠕变 不易发生蠕变而松脱； 不易发生蠕变 阀壳承受着脉动的气体压力，柔性螺栓所受的 交变应力变化幅度较普通螺栓小，不易疲劳断 不易疲劳断 裂； 柔性螺栓断面较细表面光滑，结构上力求避免 避免 应力集中，疲劳强度较高。 应力集中
2012-1-2
chapter3 配气系统与增压
22
气阀弹簧
内、外双弹簧结构 每根弹簧负荷↓→尺寸,应力↓抗疲劳能力↑ 自振频率不同，互相干扰→减振 防止自动研磨 防止一根弹簧断裂后卡进另一根弹簧中
2012-1-2
chapter3 配气系统与增压
23
气阀导管
功用： 承受着摇臂所引起的侧推力 气阀散热 间隙要求： 间隙要求 过小→气阀的动作迟滞甚至咬死 过大→散热不良，横向振动和漏气加剧，甚至可 能引起烟灰进人间隙使气阀卡住。
2012-1-2
chapter3 配气系统与增压
3
二、柴油机换气过程
二冲程柴油机 1自由排气阶段(B-R) 2强制排气和扫气阶段(R-C) 3过后排气阶段(C-E)
二冲程柴油机的换气角度为120~150度
2012-1-2 chapter3 配气系统与增压 4
2012-1-2
chapter3 配气系统与增压
2012-1-2
chapter3 配气系统与增压
15
具有空气弹簧的液压气阀驱动机构
2012-1-2
chapter3 配气系统与增压
16
气阀结构的特征
气阀与阀座 气阀材料→耐热合金钢 阀座材料→合金铸铁或耐热合金钢 阀座→钻孔水冷（空气槽） 阀杆→氮化、镀铬、滚压、抛光等工艺
2012-1-2
chapter3 配气系统与增压
2012-1-2 chapter3 配气系统与增压 36
液压式气阀驱动机构
2012-1-2
chapter3 配气系统与增压
37
气阀驱动机构的比较（2）
液压式气阀驱动机构 优点： ① 维护管理和检修拆装方便，不用调整气阀间 隙； ② 阀落座速度得以控制，减少阀与阀座的撞击； ③ 气阀的开启由推动活塞推动，阀杆作无侧向 推力，气阀导管的磨损也减少； ④ 采用空气弹簧使气阀结构更为简单可靠。