柴油机空气系统

柴油机空气系统

概述

如前所述，柴油机空气系统包括扫气系统和排气系统以及一个辅助的鼓风系统。

柴油机的扫气空气由一个或一组增压器供给。增压器位于发动机排气侧，也可位于发动机后端。通过一个空气滤器，增压器的压气机吸入机舱内的空气，而压气机是由柴油机排出的废气驱动的涡轮机来驱动的。

压气机吸入的空气经增压压缩后由空气管进入到空冷器进行冷却。带有膨胀接头的空气管包有隔热绝缘层。

空气经空冷器冷却后，进入到滴水分离器，将此时空气中的水分以冷凝形式分离掉。然后，空气通过安装在扫气空气集管底部（或空冷器内）的阀体进入扫气空气集管。阀体上安装有一组单向阀板，阀式单向阀由增压空气打开。

当柴油机活塞往下运行低于扫气口时，扫气集管内的空气经气缸上的扫气口流入气缸。这样就完成了整个的扫气过程。

当排气阀开启时，废气被压入一个公用的排气集管，然后废气以均匀稳定的压力驱动增压器的废气蜗轮并进入到增压器后的排烟总管。排气阀组件与排气集管间、排气集关于增压器间、增压器与排烟总管间均有膨胀接头连接。

辅助鼓风系统主要应用于启动和低负荷运行时对扫气进行补充，以改善

此时的燃烧。辅助鼓风机运行时，同样从增压器空气滤器周围吸取机舱内的新鲜空气，通过空冷器、汽水分离器，然后通过另外一组蝶阀（或单向阀）到达扫气集管内，而此时，原扫气系统中的单向阀由于前后压差而处于关闭状态，直到由于压气机送来的空气压力大于鼓风机送风压力时才打开，而此时鼓风机停止工作。对于增压器布置于输出端的机型，一般由两种布置，一种是鼓风机直接安装在空冷器体上，另一种是鼓风机安装于扫气集管下，其

气体供应路线基本与上述相同，只不过风机单向阀（蝶阀）布置位置有些区别。如上图所示为鼓风机安装于扫气集管下的机型，红箭头所指处单向阀是正常扫气时所用，而在辅助鼓风机运行时是关闭的。而风机直接布置于空冷器体上的机型，其单向阀与正常扫气单向阀并列布置于空冷器体内。

柴油机空气系统主要包含排气集管、扫气集管、增压器、空冷器体、辅助鼓风机及空冷器、汽水分离器、膨胀接头、单向阀、蝶阀附件等。

增压器截断系统

通常，在装备两个及以上增压

器的发动机上，如果可能出现长期

的低负荷（低于优化点50%负荷）

运行的状况时，引入该系统。

在增压器透平端通往排气集

管的通道及压气机端通往空冷器

的通道上各安装一套截止阀。

主要功能包括能降低SFOC，

由于增加了扫气压力，降低了零部

件的热负荷，同时，也提前关闭了

辅助鼓风机，节省了电能。

经核实，在50%负荷时，节省

的油耗为1~2g/BHPh。

应急运行的旁通系统

如左图示，在排气集管上安

装有一个旁通法兰。其通径与排

气集管通往增压器的相同，由船

厂安装管路连通至增压器后的

排烟总管。

在有该装置的情形下，排气

集管内的排气可直接通到增压

器后的排烟总管，可以使发动机

比仅用锁紧装置停止增压器运

行的应急运行状态获得更高的

负荷。

排气集管

从各个排气阀出来的排气被导引至排气集管。排气集管将各排气阀来的脉冲压力平衡，并以常压进入废气涡轮增压器的透平端。

排气集管通过挠性支座紧固在扫气集管上，包括有横向支撑板和位于排气集管中间的纵向支撑板。在排气阀和排气集管之间，排气集管和增压器之间安装有膨胀接头。

排气集管

在排气集管内，在通向增压器的出口处安装有保护格栅，防止硬的金属碎片进入到透平端，打坏涡轮机叶片。排气集管和排气支管外包覆绝热层。

扫气集管

为便于排气集管内部的维护，通常于排气集管的一端或排气集管的下部布置人孔盖，以方便进入到排气集管内。

排气集管

扫气空气集管

扫气空气集管是一个有很大容量的容器。扫气集管用螺栓连接到气缸体

上。空气经过空冷器、滴水分离器和单向阀后被收集到扫气空气集管。

扫气集管上平面布置有增压器座板以及安装排气集管撑板的螺孔。扫气集管端部或中间段朝上布置有人孔盖，扫气集管上布置有安全阀。

对于增压器布置于排气侧的MC机型（参见前图），两个辅助鼓风机安装

在扫气空气集管两端。辅助鼓风机的吸气口通过一段吸气管与阀体止回阀下部的空间（简称三角

阀箱）连接。辅助鼓

风机的排气口直接

与扫气空气集管接

通。为了防止空气倒

流，在每个辅助鼓风

机的吸气管中安装

有一个止回阀。

对于增压器布

置于排气侧的MCC

机型（参见上图），

辅助鼓风机安装在

扫气空气集管下端、

后空冷器体的两侧，

如果是两段的后空

冷器体，同样布置，

只不过两端后空冷

器体之间用管路连

通。辅助鼓风机通过

一段短的吸气管段

与后空冷器体连通，

而止回阀就安装于

这段管路上。辅助鼓

风机的排气口通过一组单向阀与扫气空气集管接通。后空冷器体倒挂固定到扫气集管底平面上。

对于增压器布置于输出端（后端）的机型，有两种布置形式，而不管是MC或MCC机型。前图为一种，鼓风机布置于空冷器体上，具体说明见后述章节。而此时的扫气集管直接与空冷器体的孔口通过法兰连接。

还有一种是仅将鼓风机布置于扫气集管下方，通过一段外置的吸气管路，将空气从空冷器体汽水分离器的后方引入到鼓风机。鼓风机的排气口通过一组单向阀与扫气空气集管接通。

空冷器体

对于增压器布置于输出端

机型的空冷器可参见前图，总

体结构可以是整体的，亦可以

为上下两半式的。最上面为增

压器座面，用于安装增压器。

前面凸轮侧一半与链轮箱相连

接，排气侧一半与扫气集管连

通，因此，前端面上有与扫气

集管连接的一圈法兰孔，与链

轮连接的螺孔和定位凸台。在

靠近与扫气集管连接的外侧安

装辅助鼓风机。空冷器从其对

面装入，汽水分离器安装在中

部下方。

空冷器体内部装有鼓风机

用单向阀和正常扫气单向阀，

如右上图，左侧圆法兰孔内可

见的两大和四小方框处。

对于增压器布置于排气侧

的机型，其空冷器体倒挂固定

于扫气集管底部（通常被称为

后空冷器体），其中常见的一种

结构是，空冷器和汽水分离器布置于后空冷器体内，见下页图。还有一种结构形式，空冷器布置于扫气集管内，后空冷器体内仅布置汽水分离器。

为保证空冷器前后的密封，其主要设计特点：空冷器坐在空冷器体内的座面上，其上左右两侧安装固定于空冷器体上的弹性封板，压在空冷器本体上。而简单的前后密封形式见下页图，前端依靠空冷器上的法兰直接固定在空冷器体法兰上，中间加密封垫圈，后端安装密封盖。这样前后的密封方式现已均改进为压板密封：在空冷器本体上套上两个法兰，两个法兰之间加一圈O形圈，靠将两法兰固定到空冷器体上的力，使O形圈在两法兰和空冷器