柴油发电机进排气管的作用

摘要：柴油发电机的进排气机构主要由空气滤清器、进排气管和消声器等构成，一般柴油发电机的进气和排烟系统被视为关联系统。进、排烟管的功用是将新鲜空气分别送到柴油发电机各个汽缸并导出各缸的废气，使之经排气消声器清除。进、排气管一般用铸铁制成。进排气管应具有较小的流通阻力，以减轻吸气和排气损失，并应尽可能地将进气均匀的分配道各气缸中。

      空气滤清器的功能是滤除空气中的灰尘及杂质，将清洗的空气送入汽缸内，以减轻活塞连杆组、配气装置和汽缸磨损。对空气滤清器的要求是滤清效率高、阻力小、运用周期长且维保方便，外形三维图如图1所示。

      利用灰尘和杂质在空气成分中密度大的特点，通过引导气流急剧旋转或拐弯，从而在离心力的用途下，将灰尘和杂质从空气中分离出来。

      使空气通过油液，空气杂质便沉积于油中而被滤清。

      引导气流通过过滤器，使灰尘和杂质被黏附在过滤器上。

      为获得较好的滤清效果，可采用上述两种或三种方法的综合滤清。空气滤清器由滤清器壳和滤清器等构成，滤清器壳由薄钢板冲压而成。滤清器有金属丝滤清器和纸质滤芯等。

      康明斯4、6缸直列柴油发电机用空气滤清器，这种纸质滤芯（金属丝过滤器）滤清器目前运用广泛，滤芯普遍采用树脂清除的微孔滤纸制成，过滤器上下两端由塑料密封垫圈密封。柴油发电机工作时，空气经纸质滤清器滤清后，从接管沿进气管被吸入汽缸。这种过滤器组成简单、成本低、维护方便；但用于尘粒量大的环境时，作业寿命较短，且不甚可靠。

      康明斯增压柴油发电机用的旋流纸质过滤器，它详细由旋流粗滤器（内部竖置有旋流管）、纸质主精滤芯和安全滤芯三部分结构，如图2所示。空气经旋流管离心力的用途，使空气中的绝大部分尘粒落入旋流管下端的集尘室，尘粒再经排烟引射管随柴油发电机废气一起排出。粗滤后较清洗的空气通过纸质精滤及安全滤清器滤清，最后进入发电机汽缸。

      康明斯增压柴油发电机在进气管上装配有空气阻力指示器（空滤堵塞报警器），当空滤器堵塞到一定程度时，警示对空滤器滤芯进行保养或更换。该指示器有机械式、真空感应式两种形式。当过滤器被灰尘和油污阻塞时，机械式阻力指示器窗口中的红色标记逐渐升高，更换或装回滤清器后，按下复位按钮使指示器复原。真空感应式阻力指示器实际上是一个压力开关，自然吸气式柴油发电机在额定转速时，当进气线kPa时，报警器会警示维护过滤器，因此可将指示器接头放在口里吸气以试验该装置好坏。涡轮增压式柴油发电机在满负荷为进气线kPa。

      要十分注意空滤器出口至柴油发电机进气口管路的密封性，一旦密封不严，脏空气就会吸入柴油发电机，空滤器也就失去了用途。因此柴油机常见故障及处理方法，在维保空滤器时，应严查这一管路的可靠密封，及胶管有无老化破裂，教官与钢管连接处的卡箍是否失效或震动，有问题应及时更替或拧紧。

      对于直喷式柴油发电机，进气歧管只是将洁净的空气分配到各缸进气道，如图3所示。进气歧管必须将空气、 燃油混合气或洁净空气尽可能均匀地分配到各个气缸，为此进气歧管内气体流道的长度应尽可能相等。为了减轻气体流动阻力，提高进气能力，进气歧管的内壁应该光滑。

      进气歧管之于是称为歧管，是因为空气进入节气门后，经过歧管缓冲统后，空气流道就在此分歧了，对应柴油发电机气缸的数量，如四缸柴油发电机就有四道，将空气分别导入各气缸中。以自然进气柴油发电机来说，由于进气歧管位于节气门之后，所以当柴油发电机油门开度小时，汽缸内无法吸到足量的空气，就会造成歧管真空度高；而当柴油发电机油门开度大时，进气歧管内的真空度就会变小。

       此外，需要注意的是当采用上述旋流纸质空气过滤器时，消声器出口处需预装有与之匹配的排气引射管（安装在消声器出口处，如图4所示）。当柴油发电机排烟时，高速气流通过喉管处使废气气流增大柴油发电机维修保养，于是便形成了真空度。利用此真空度将空气滤清器集尘室中的尘粒经橡胶管吸入排烟引射管内，并与柴油发电机废气一起排出。

     柴油发电机排气管的用途是使废气从汽缸排出，构造尺寸如图5所示。排气管应具有较小的气流阻力康明斯发电机厂家推荐，以减少进气和排气阻力。现代柴油发电机还要求排气管的组成形状有利于气流的惯性与压力脉动效应，以提高充量和排烟能量的利用率。

      排气管一般用铸铁制成。排烟管均用螺栓固定在汽缸上（顶置式配气系统），其结合处装有密封衬垫，以防漏气。排气歧管是由两段套接而成，在套接处填有石棉绳，以保证密封；有的柴油发电机排烟歧管对应每一支管开有检视螺孔，以便测量各缸的排气温度和检查排气状况，平用埋头螺塞封闭。

      康明斯柴油发电机使用的是“动脉式”排气歧管并带有一个由多段构成的涡轮增压入口管段（排烟歧管出口），康明斯6BT柴油发电机脉冲式废气涡轮增压器的管路结构。6BT柴油发电机各缸作业顺序为1-5-3-6-2-4，将1、2、3缸的排烟道和4、5、6缸排烟道分别连接在两根排气歧管上，再分别引入涡轮机壳上的两条进气道，这样，各缸排气互不干扰，可以充分利用废气的脉冲能量，并能利用压力高峰后的瞬时真空，一粒与排烟门关闭时的扫气，也可防止某缸排烟压力波高峰倒流到正在吸气的另一缸中去。为了使零件具有一致性，自然吸气式柴油发电机使用了相同的排气歧管。

      排气管末端装有消声器，用来减小排气时的响声和处置废气中的火星。因为压力偏高的废气在排入大气时，会出现强烈的排烟噪音。典型的排气消声器的作业原理为：当废气经过消声器时，会多次穿过其中的小孔，改变方向，得到膨胀和冷却，结果废气压力和温度都得到减轻，震动降低，排气噪声显着变小。

      消声器通常是用薄钢板冲压焊接而成。它的工作原理是降低排烟的压力波动和消耗废气流的能量。一般采用以下几种步骤：

      如图6所示为基础型柴油发电机的消声器，它是多腔膨胀共振型（在膨胀筒圆周充填有吸声的超细玻璃纤维），在标定工况下可使噪音下降约30dB（A）。

     柴油发电机进气管和排气管分别安装在汽缸盖的两侧，因为如果在一侧装配，会使排烟管的发热传给进气管，造成进入气缸内的空气密度减少，危害进气量。因此，它们之间的关系是一方面气体先后以新鲜空气和废气形式经过整个机构；另一方面，某些发电机的系统存在内在联系（如废气涡轮增压器）。对于它们的用途简单来说，进气管负责为发电机提供新鲜空气，排烟管则负责排出燃烧废气。