【正文】 如果進入氣缸的增壓空氣也用此系統(tǒng)的水進行冷卻，則增壓空氣的溫度可 達 75℃以上，這樣將使增壓效果大為降低。 第一節(jié) 冷卻水管路 16V240ZB 型柴油機冷卻水除了對氣缸、氣缸蓋、渦輪增壓器等部件進行冷卻外，還需對增壓空氣進行冷卻。 另外，由于柴油機啟動必須在一定的油、水溫度下進行，因此，在外界溫度較低時需要對機油、冷卻水進行預熱，以創(chuàng)造安全、有效的啟動條件。因此為了保證柴油機性能穩(wěn)定，必須設置冷卻水系統(tǒng)。 為了保證柴油機的噴射霧化質量，噴油器在檢修中和檢修后要進行下列檢驗： 1. 針閥偶件的滑動性檢驗 2. 噴油器的霧化試驗 3. 針閥偶件的嚴密度試驗 蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設計 33 第七章 冷卻水系統(tǒng) 與預熱裝置 柴油機工作時，氣缸內(nèi)燃氣的最高溫度可達 2020℃左右，整個工作循環(huán)內(nèi)的平均溫度也有 600～ 1000℃.與高溫燃氣直接接觸的零部件承受著強烈的熱負荷，如不對這些零部件進行適當?shù)睦鋮s，則會導致這些零部件過熱，使其機械強度降低，正常的工作間隙被破壞，無法正常工作。噴油器的開啟壓力為 26MPa。壓緊螺母借螺紋將針閥偶件和墊座一起壓緊在噴油器體的下部，墊座的上端面與噴油器的上部有調(diào)壓螺栓，可通過調(diào)壓彈簧將針閥壓在針閥體的錐面上。進油管斜穿過氣缸蓋的進油管孔并擰緊在噴油器體上，其連接端面用紫銅墊密封，以防止高壓油漏泄。 噴油器由噴油器體 、 針閥偶件 、 調(diào)壓彈簧 (又叫針閥彈簧 )、 調(diào)壓螺栓 、 進油管和縫隙式濾清器濾芯等組成。 3. 各缸噴油量均勻，能長期在高溫下穩(wěn)定工作。為此噴油應滿足下列要求： 1. 噴射出的燃油應具有一定的壓力 、 一定的方向 、 一定的貫穿度，并與燃燒室的特性和形狀相配合，使油霧均布于燃燒室內(nèi)。 第四節(jié) 噴油器 噴油器的 作用是控制噴射壓力及噴射質量。泵體下部有底座，用螺栓和定位銷 固定在底盤上。 泵體用鑄鐵鑄造，其內(nèi)有呈“ 8”字形的工作腔和兩個軸承孔，孔內(nèi)壓有青銅軸套。在電動機旋轉時，通過接頭 2 和 接頭 1 帶動燃油泵工作，成為彈性連 接。電動機軸和燃油泵的主動軸用十字橡膠聯(lián)軸節(jié)連接。 第二節(jié) 燃油泵 燃油泵將燃油從油箱內(nèi)吸出，以一定的壓力充滿低壓管路中，供噴油泵使用 。 燃油輸送裝置由燃油箱 、 燃油泵 、 燃油粗濾器 、 燃油精濾器 、 安全閥 、 限壓閥 、燃油預熱器 、 儀表以及油管和閥門等組成。 燃油系統(tǒng)為燃油的供給系統(tǒng)，它由燃油輸送裝置 。一方面要使噴入氣缸的燃油顆粒細小均勻且呈霧化；另一方面要求噴射的燃油束能均勻地充滿整個燃燒室。 蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設計 31 第六章 燃油系統(tǒng) 第一節(jié) 概述 燃油系統(tǒng)的任務是按照柴油機的工況（負荷和轉速的變化），定質 、 定時 、 定量地向氣缸噴射霧化的燃油，使之與空氣很好地混合以利于燃燒。中冷器的冷卻總面積約 70ｍ ２ 。由壓氣機送來的壓縮空氣經(jīng)擴散彎管從上方進入中冷器在扁管外冷卻片間流過， 在扁管外冷卻片間流過， 經(jīng)下方的收斂彎管進入空氣穩(wěn)壓箱。冷卻管釬焊在兩端的管板上，為增大冷卻組的剛度，用 2 塊補強 板分別 與管板鉚接 。每一冷片包容 34 根冷卻管，冷卻片厚 ，兩片間距 。 為 。冷卻組 (圖 27)由管板、補強板、支撐管、冷卻片及側 蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設計 30 護板等組成。中冷器由進水管、出水管、端蓋、殼體 圖 57中冷器外形 及 冷卻組等組成。新型的中冷器采用鋁質板翅式空：空冷卻器，由于材料價格低廉及工藝簡單，有廣闊的發(fā)前途。機車柴油機的中冷器大采用管片式水 空冷卻器，用低溫水流過冷卻管來降低管外增壓空氣的溫度。實踐證明， 在增壓柴油機上裝設中冷器，不但可以進一步提高增壓效果，而且還能提高柴油機的經(jīng)濟性和工作可靠性。 第四節(jié) 空氣中間冷卻器 當空氣在壓氣機中被迅速壓縮后，它的溫度也相應升高。 蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設計 29 脈沖增壓系統(tǒng)中無排氣總管，根據(jù)柴油機發(fā)火順序分組的各缸排氣管短而細，以使各缸排氣不致互相干擾。 脈沖式渦輪增壓器是指即利用廢氣中的定壓能量，又利用廢氣中的脈沖動能。 恒壓式渦輪增壓是指僅利用廢氣的定壓能量，其結構特點是各缸的排氣支管都連接在一根排氣總管上，再與增壓器渦輪進氣殼相連接。 軸流式渦輪增壓器工作時柴油機排出的廢氣進入增壓器的蝸殼后，沿著增壓器的轉子軸軸線的垂直平面（徑向）流動。壓力空氣經(jīng)柴油機進氣管進入氣缸與柴油混合燃燒，從而保證柴油機發(fā)出更大的功率。高速旋轉的壓氣機葉輪把空氣甩向葉輪的外緣，使其速度和壓力增加，并進入擴壓器。通過渦輪的廢氣最后排入大氣。這個高速的廢氣氣流，按照一定的方向流入渦輪，使渦輪高速旋轉。柴油機排出的具有 500～ 600℃ 高溫和 ～ 的廢氣，經(jīng)渦輪進氣殼進入噴嘴環(huán)。廢氣渦輪增壓是指柴油機和渦輪增壓器聯(lián)合工作，增壓器的渦輪在柴油機廢氣推動下工作，而柴油機燃燒所需要的空氣則由增壓器的壓氣機供給。 所謂增壓就是利用增壓器把進入柴油機的空氣預先進行壓縮，使在柴油機進氣過程中沖入氣缸內(nèi)的空氣量增大。但提高柴油機轉速，又受到柴油機工作惡化 .機械負荷過分增大和機件磨損加劇的限制，故柴油機大多采用提高平 均有效力來提高功率，其主要方法是柴油機進行增壓。目前，提高柴油機功率的方法有兩種：一是改變柴油機的結構參數(shù)，例如增加氣缸數(shù) .加大氣缸直徑 .增大活塞行程等；二是改變柴油機工作過程參數(shù)，例如增加柴油機轉速 .提高柴油機平均有效壓力等。 第三節(jié) 渦輪增壓器 一、 增壓的意義 增壓是提高柴油機功率 .改善柴油機經(jīng)濟性的有效途徑。 二、 排氣通路 氣缸 →排氣門 →各氣缸蓋排氣道 →排氣支管 →排氣總管 →渦輪增壓器的渦輪 →排煙道 →大氣。 柴油機對進、排氣系統(tǒng)一般有如下要求： ⒈ 盡量減小進氣的氣流阻力，以提高氣缸的進氣充量； ⒉ 在所允許的氣流阻力條件下，盡量提高空氣的濾清效果，以減少磨損，延長機件的工作壽命； ⒊ 降低氣缸的進氣溫度，以增大進氣充量密度和降低柴油機的熱負荷； ⒋ 合理設置排氣管道，有效利用排出氣缸之燃氣能量； ⒌ 采用高效率的渦輪增壓器，改善性能，使之更符合機車的運用要求； ⒍ 注意環(huán)境保護，減少排氣污染和降低噪聲； ⒎ 布置緊湊，結構簡單，便于維修。增壓柴油機還要進一步利用排出氣缸之燃氣能量，通過空氣預先增壓和中冷來增加氣缸的進氣密度，達到提高柴油機動力性和經(jīng)濟性的目的。 蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設計 26 第五章 進 .排氣系統(tǒng) 第一節(jié) 概述 16V240ZB 型柴油機的進 、 排氣系統(tǒng)主要由兩臺空氣濾清器 、 兩臺渦輪增壓器 、 兩臺空氣中間冷卻器 、 進氣穩(wěn)壓箱 、 排氣總管 、 進 、 排氣支管等組成。搖臂的另一端則向下，通過氣門搖臂 .氣門 .鎖夾和 彈簧座壓縮氣門彈簧，使兩個同名氣門下行，逐漸開啟氣門。它的功用是根據(jù)柴油機氣缸的發(fā)火順序和配氣相位，準時地開啟和關閉進 、 排氣門，并與進 、 排氣系統(tǒng)相配合，保證柴油機各缸盡量干凈地排出廢氣，盡可能多的進入新鮮空氣。這種形式為所機車柴油機普遍采用。 (二 ) 固定式 活塞銷 固定在銷座孔內(nèi)，對于連桿小頭襯套可相對轉動。 活塞銷與連桿小頭才襯套，活塞銷座的連接方法有三種形式。 活塞銷的材料，一般采用 12Cri3A、 20Cr、 18Cr2NiWA 等低碳優(yōu)質合金剛。 四、 活塞銷 活塞銷用來連接活塞和連桿，并且將活塞上的力傳到連桿。這樣活塞不斷地往返運動，形成機油從氣缸壁下部，曲折上升的泵油現(xiàn)象。氣缸中上部的潤滑，是通過氣環(huán)的泵 油作用來達到的。 當活塞上行時，油環(huán)外圓面的上邊緣側角形成油楔，把機油均勻分布在氣缸壁上。當活塞下行時，靠油環(huán)本身的彈力，使油環(huán)外側圓面的刃口與氣缸面密貼，滑過氣缸面，刮下粘附在氣缸壁上多余的機油。 3. 活塞環(huán)在氣缸內(nèi)支承著活塞。 (一 ) 氣環(huán)的作用 1. 氣環(huán)的一個重要作用是密封氣缸，控制燃氣盡可能少的漏入曲軸箱，減少對機油的污染，避免曲軸箱產(chǎn)生火災或爆炸。 3. 振蕩式冷卻 三、 活塞環(huán) 活塞環(huán)分為氣環(huán)和油環(huán)。其冷卻方式大致有以下幾種 : 1. 噴射冷卻 把幾有用噴嘴直接噴射到活塞頂?shù)谋趁嬉岳鋮s活塞。 活塞的實際重量，打印在銷座底面上，共裝配柴油機時選用。在擋環(huán)內(nèi)側，設有弧形集油槽，槽內(nèi)鉆有回油孔，潤滑和冷卻活塞銷座后的機油，經(jīng)此槽泄入曲軸箱內(nèi) 。 活塞銷座孔兩端外側，設有擋環(huán)槽，槽內(nèi)裝擋環(huán)，一限制活塞銷作軸向移動?；钊敳克惺艿臍怏w壓力，通過活塞銷座 、 活塞銷然后傳給連桿，所以活塞銷座和活塞頭部要有強固的聯(lián)系。然后進行活塞加工，其目的在于油道位置精確，活塞套損壞后可以更換，而 不致整個活塞報廢。為防止活塞套熱脹后脫落，在活塞體配合面的上圓柱體直徑比下圓柱體直徑大 ，上 、 下圓柱體分別以 ～ 和～ 的過盈相配合。 3. 活塞體 16240ZB 型柴油機采用鍛鋁組合式活塞，它是由活塞體和活塞套責成 活塞套采用鍛鋁 LD7，活塞體采用 LD8，它們之間為過盈配合。間隙過大，會使氣缸的密封性下降，漏氣和竄油量增加，是活塞在氣缸變動幅度增加，引起敲鋼 .噪音和振動；間隙過小，又可使活塞與氣缸的磨損增加甚至活塞在氣缸內(nèi)造成拉缸或抱缸。通常是頂部錐度大，環(huán)帶區(qū)和裙部錐度 蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設計 22 小，銷座部分的裙部作成橢圓形錐體，下油環(huán)以下作成圓柱體。 為適應活塞裙部在氣體壓力 .側壓力和熱膨脹作用下產(chǎn)生變形，將銷座兩側各銑去部分金屬，或把裙部加工成橢圓形，使其短軸在銷座軸線方向，可以防止活塞銷中心線方向的伸長而產(chǎn)生拉缸或抱缸，還可以使活塞與氣缸具有最大的接觸面積。 2. 活塞裙部 活塞環(huán)帶區(qū)以下部分，稱為活塞裙部。的圓弧內(nèi)，每側布置有四個回油孔。第五環(huán)槽為油環(huán)槽，另一油環(huán)槽布置在活塞銷的下方，為使油環(huán)刮下的機油泄入曲軸箱，在油環(huán)槽的背部鉆有回油孔。當活塞車與上止點時，第一道氣環(huán)槽位于氣缸上部冷卻水腔 的有效冷卻區(qū)域內(nèi)。 16240ZB 型柴油機活塞的第一 、 二道氣環(huán)槽的高度為 5++,比第三 、 四道氣環(huán)槽 5++ 略高，采用相同高度的氣環(huán)以取得不同的配合間隙，對工作溫度較高的氣環(huán)，留 有較大的活動間隙。 環(huán)帶區(qū)有活塞環(huán)槽，環(huán)槽的序號從上到下 算起?；鹆Π短幱谌紵彝饩?，燃氣能沿縫隙流入，因而也車與高溫狀態(tài)。為了增強散熱能力， 16240ZB 型柴油機的活塞邊緣厚度增加，既提高了強度和剛度，有增強導熱能力；在活塞內(nèi)部采取強制循環(huán)冷卻，增強活塞頭部的散熱。 由于活塞頂部承受高溫燃氣的作用，所以要求頂部能夠耐熱 、 隔熱和散熱，為此可采用頂面鍍鉻 、 噴涂陶瓷層 、 鋁活塞進行硬膜陽極 化氧處理等工藝，以增加表面硬度與熱阻。 16V240ZB 型柴油機為直接噴射燃燒室，活塞頂作成淺“ ω”型， 為了避免活塞在上止點附近與進 .排氣門因早開遲閉而相碰，在活塞頂面對應氣門的位置，銑有四格避閥坑（又稱氣門穴）。例如，直接噴射燃 燒室的活塞頂?shù)男兔?，應與燃油油速噴射的方向 、 形狀 、 射程及壓縮比等因素良好地配合 ，以形成燃油與空氣的充分混合，形成良好的燃燒。 1. 活塞頭部 活塞環(huán)帶區(qū)及其以上部分稱為活塞頭部。 (二 ) 活塞構造 活塞分為活塞頭和活塞裙兩部分。鑄鐵活塞機械強度高，線膨脹系數(shù)小，價格便宜，能適應柴油機強化要求；但比重大，慣性力大。 二、 活塞 (一 ) 活塞材料 機車柴油機的活塞材料，一般采用鋁合金 .鑄鐵或耐熱合金鋼。氣缸與活塞之間產(chǎn)生強烈的摩擦，很容易被磨損。 蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設計 20 高速：活塞在氣缸中作高速的往復運動。為了減輕活塞的熱負荷，不僅要盡量減少傳入活塞的熱量，而且要使活塞吸收的熱量盡快散走。 高溫：活塞頂直接與溫度高達 2020℃左右的燃氣接觸，使活塞溫度升高，鋁活塞頂?shù)木植繙囟瓤筛哌_ 350℃鑄鐵或鋼活塞頂?shù)木植繙囟瓤筛哌_ 450～ 500℃，所以，活塞頂部與第一道活塞環(huán)槽的熱負荷十分嚴重。 一、 活塞組的作用和工作條件 (一 ) 活塞組的作用 活塞組在氣缸中往復運動進行力的傳遞，完成柴油機的工作循環(huán)；活塞 、 氣缸蓋 、氣缸一起組成燃燒室，其中活塞組起密封作用，使燃氣基本上不漏入曲軸箱，同時 也限制機油進入燃燒室；有些二沖程柴油機的活塞，還起控制氣孔開閉的作用，如10E207 型柴油機的上 、 下活塞，控制進 、 排氣孔的開閉。柴油機工作時，運動件受燃氣工作時，運動件受燃氣壓力 、 運動中的慣性力 、 扭轉振動中扭轉力矩等周期性的作用 ，受力狀態(tài)十分嚴重，因此，為保證柴油機能正?？煽康墓ぷ鳎筮\動件必須有足夠的強度 .剛度以及耐磨性。 蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設計 19 第三章 運動件 柴油機 的運動件主要包括活塞組 、 連桿組 、 曲軸組 、 減振器和聯(lián)軸節(jié)等部件。 三、 油底殼 油底殼的功用是儲存潤滑油，它是一個薄殼形的非承載式焊接結構