柴油发电机进气系统的作业机理、功用和规划要求

摘要：进气系统是把空气或混合气导入发电机汽缸的零部件集合体称为发电机的进气装置。进气装置对发电机的作业工况有着显着危害，因此，国三玉柴发电机采用了较新进气技术，使得发电机能达到较佳的空燃比，具有较大的容量和转矩，同时在排放方面能达到标准的一个较理想的值。

ζ ζ ζ 把空气或混合气导入发电机机体中的零部件的集合体称为发电机的进气系统。发电机是发电机组的心脏，进气系统是发电机的动脉。进气装置的规划、装配直接危害到发电机用途的发挥、工作稳定性，以及可靠性、环保性、甚至大大缩短发电机的寿命。统计表明发电机的早期损伤、烟大、油耗高、无力等故障绝大多与进气系统有关，所占比例达到85%以上。一般，原始进气道与连接管路截面积越大，弯曲越小管壁越平滑则整个进气装置的进气性能越好。气门是由发电机的主轴通过凸轮轴带动的，气门的配气正时取决于凸轮轴的转角。在发电机运行的时候，玉柴需要让更多的新鲜空气进入到燃烧室，让废气能尽可能的排出燃烧室，较好的排除途径就是让进气门提前打开，让排烟门推迟关闭。rOT

ζ ζ ζ 当发电机作业，空气流量传感器，节气门位置探头或进气压力探头等计算出进气量后，进入各个汽缸之前由配气装置所控制，配气装置根据发电机各缸的工作流程，定时的开启和关闭进排气门，以便气缸进气和换气，气门的传动由凸轮轴、气门导管和挺柱推杆，发电机工作时，正时齿轮带动凸轮轴旋转，当发电机要进行换气冲程时凸轮突起部分通过挺柱、推杆、高速螺钉推动摇臂摆动，摇臂的另一端向下推开气门并压缩气门弹簧。凸轮突起部分分离挺柱时，气门完全关闭，换气冲程结束，压缩和做工冲程开始，气门弹簧释放张力使气门关闭，这样的循环运动就是缸内的进气控制，在整个过程中都受到ECU的控制，ECU除了空气流量计和其他各种传感器的输入信号控制外，还通过对转速和冷却液温度进一步修正，从而达到一个理想的空燃比，以达到一个经济性与动力性。rOT

ζ ζ ζ 柴油发电机在运行时，每一循环所获得空气量多少，是决定柴油发电机动力大小的基础要素，而柴油发电机的进气能力乃是由柴油发电机的“容积效率” 及“填充效率”来衡量。 “容积效率”的定义就是每一个进气行程中，气缸所吸入的空气体积和气缸活塞行程容积的比值。之于是要用所吸入空气在大气压力用途下所占的体积标准，是因为空气进入气缸时，汽缸内的压力比外在的压力低，而且压力值会有所改变，所以采用以大气压的状态下的体积作为共通的标准。并且由于在进行吸气行程时，会遭受各种的进气阻力，加上气缸内的发热功用，因此将吸入汽缸内的空气体积换算成以大气压状态时，小于气缸的体积，也就是说自然吸气柴油发电机的容积效率小于1，进气阻力的减少柴油发电机官网、气缸内压力的提高、温度减轻、排烟回压降低、进气门面积加大都可提高柴油发电机的容积效率，而柴油发电机在高速运转时则会减轻容积效率。大气压力高、温度低、密度高时，柴油发电机的填充效率也将随之提高。rOT

ζ ζ ζ 由此也可看出，容积效率所表现的柴油装置造及运转状态造成柴油发电机性能的差别，填充效率表现为大气状态所引起柴油发电机性能的变化率，柴油发电机除了在极低的转速外，进气门前的压力在进气期间也会不断地发生变动。ζζ ζ ζ ζrOT

ζ ζ ζ 发电机进气系统关系到发电机动力性、经济性、进气噪声、柴油发电机的烟度等性能。rOT

（1）为发电机供应足量的空气，以保证发电机容量的正常发挥；（进气阻力增加6Kpa，功率无力3%左右）。rOT

（2）有足够的滤清效率及过滤精度，滤除空气中的硬质灰尘颗粒，降低灰尘对发电机的损伤；rOT

（3）对进气发生一定的抑制功能，降低进气噪音。rOT

ζ ζ ζ 在发电机进气装置中，空气滤清器（以下简称空滤器）是其中较主要的部件。空滤器的用途详细是保护发电机，使它不被空气中的灰尘损伤，以提高发电机的经济性和动力性，并可增长柴油发电机的大修小时。统计显示，柴油发电机和工程机械发电机的早期损伤，70%与空气滤清器有关，空气滤清器的滤清效率对发电机的磨耗和寿命起着决定性的功能。rOT

为保证高效的过滤，延迟空滤器的维保周期和使用年限，国内柴油发电机空滤器通常采用干式双级过滤（粗滤器+细滤器）。在作业环境较恶劣的一些机型上，则采用三级过滤，即增加安全滤芯，预防主滤清器偶然故障时灰尘进入发电机。另外在空滤器上提倡增加空气压力报警器，以便能够及时提示使用员在空滤器堵塞严重时进行维护。rOT

ζ ζ ζ 弗列加干式空滤器与其它规格相比，它具有以下优势：rOT

●ζ过滤器容易规划，使空气滤清器结构简单，体积小，净重轻rOT

ζ ζ ζ 必须绝对气密，而且能经受得住发电机震动和压力脉冲所引起的机械压力。无缝钢管及塑料管道能实用这一要求；也可以采用薄钢板的焊接管，但其先决条件是焊缝致密，内部要清理。管道内表面必须清洗，无焊瘤、锈层、氧化皮等进行防锈解除。进气钢管不允许内表面涂漆解除。管道须根据发电机的装配检查震动情况，并尽可能增加固定支架。rOT

ζ ζ ζ 因为发电机弹性支撑在车架上，在操作过程中会产生抖动，而空滤器通常刚性连接于车架上，对此必须在进气管道上装上具有减震用途的弹性管路（如橡胶管）。在管路规划时，软管的纵向中心线应尽可能与主震动方向垂直。胶管性能要求：rOT

●ζ胶管邵氏硬度:60~85，耐温-20~110℃，耐臭氧，在40℃时软管耐线 kPa。rOT

●ζ低温性能:在-40℃时将橡胶成形件挤压到等于内径一半的尺寸，停留3秒种不得有裂痕或破裂。rOT

●ζ收缩率:较大外径的10%。rOT

ζ ζ ζ 为了不让灰尘通过连接部位进入管路（即短路），胶管与刚性硬管连接时必须用卡箍可靠连接，确保可靠密封。一般还要求在进气硬管上增加限位凸台。由于进气管路内负压并不是很大（一般小于10 kPa），较主用的紧固件是蜗杆紧固的带式卡箍或钢丝环箍，橡胶件的扦接长度应不小于40 mm，卡箍位于密封凸台后。rOT

ζ ζ ζ 进气装置的真空度用充水的U形管来测定，对非增压发电机，不带负荷，在额定转速下于发电机的进气管口前不远处测量;对增压发电机，在全负荷\额定转速下，于压气机进口前清洁空气管上测量。rOT

表1ζ ζ 纸芯空气滤脏污后的许用进气阻力（单位mmH2O）rOT

ζrOT●ζJB/T 6004-1992内燃机油浴及油浸式空气滤清器总成技术因素rOT

●ζQC/T 32-1999空气滤清器实验途径rOT

●ζIS05011-2000内燃机和空气滤清器—试验方案rOT

●ζJISD1612-1989空气滤清器试验步骤rOT

------------展望未来■ 三款大马力柴油发电机平台将导入中国本地化生产■ 计划新建大马力制造基地和研发中心■ 大力进军玉柴发电机组组装领域■ 引进先进的50-72升排气量全电喷柴油发电机平台■ 进一步提升玉柴在中国的产能与实力

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