1．吸氣系統(tǒng)

  吸氣系統(tǒng)為柴油燃燒提供充足的空氣，需要空氣量可按下式計(jì)算： 

式中Q——空氣量，m3／s；

     B----缸徑，cm；

     S——活塞沖程，cm；

     n——轉(zhuǎn)速，r／min；

     N——柴油機(jī)的缸數(shù)；

     C——系數(shù)，76.39×10⁶；

     K——系數(shù)，二沖程柴油機(jī)時(shí)為1，四沖程柴油機(jī)時(shí)為2。

    容積效率可按80％計(jì)算，對(duì)于二沖程柴油機(jī)，所需的空氣量約為上式計(jì)算值的140％；對(duì)于帶有渦輪增壓的柴油機(jī)，應(yīng)取得制造廠的推薦值，且應(yīng)在其空氣冷卻器后除水。

    在缺少柴油機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)時(shí)，可按6～7m3／(h·kW)估算空氣流量。

    空氣過濾器流量按上述原則確定，過濾精度10Fm。如果噪聲超過要求，應(yīng)加裝消聲器。

    如果柴油機(jī)安裝于室內(nèi)，應(yīng)考慮l5～20m3/(h·kW)的通風(fēng)空氣量，以免柴油機(jī)周圍環(huán)境溫度過高。

    2．排氣系統(tǒng)

    排氣系統(tǒng)要求排放順暢，無過大背壓，否則將會(huì)導(dǎo)致柴油機(jī)功率下降、燃油消耗量增大、燃燒溫度高、機(jī)身夾套冷卻水溫高、曲軸軸承磨損等，如果廢氣需排至危險(xiǎn)區(qū)域(如2區(qū))時(shí)，應(yīng)加裝阻火器。

    柴油機(jī)噪聲較大，通常在100～125dB(A)，加裝排氣消聲器可降低30～35dB。

    柴油機(jī)排氣溫度較高，大約有30％熱量通過排放系統(tǒng)排放掉，大功率的柴油機(jī)可以考慮廢熱回收系統(tǒng)，可回收60％～70％的排放熱量。

    隨著環(huán)保要求的提高，對(duì)柴油機(jī)排放的C0、N0x、未燃燒的HC等污染物的要求也越來越高，可考慮在排氣系統(tǒng)中設(shè)置帶有催化劑的轉(zhuǎn)換器以及特殊纖維來減少污染物的排放。

  3．燃料供給系統(tǒng)

  柴油機(jī)所用燃油由燃油泵從油箱吸入，通過噴嘴霧化噴入汽缸內(nèi)與高溫空氣混合燃燒做功。普通柴油機(jī)的燃油泵是由發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸驅(qū)動(dòng)，將柴油輸送到各缸燃油室，供油隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化而變化，不易達(dá)到各種轉(zhuǎn)速下的最佳供油量?，F(xiàn)在已經(jīng)愈來愈普遍采用了電控柴油機(jī)的共軌噴射式系統(tǒng)，它由高壓油泵、公共供油管、噴油器、電控單元(ECU)和一些管道壓力傳感器組成，系統(tǒng)中的每一個(gè)噴油器通過各自的高壓油管與公共供油管相連。工作時(shí)，高壓油泵以高壓將燃油輸送到公共供油管，高壓油泵、壓力傳感器和ECU組成閉環(huán)工作，對(duì)公共供油管內(nèi)的油壓實(shí)現(xiàn)精確控制。

    除了上述柴油機(jī)本身的噴油系統(tǒng)外，固定式柴油機(jī)一般外接有一個(gè)供油系統(tǒng)向柴油機(jī)供油，它包括儲(chǔ)油器(day tank)、過濾器、管道、閥門及控制儀表等。儲(chǔ)油器的容量一般要求至少滿足柴油機(jī)連續(xù)工作6h的用油量。當(dāng)環(huán)境溫度較低時(shí)，儲(chǔ)油罐應(yīng)考慮加熱措施，將油溫加熱到比濁點(diǎn)溫度高20℃。

    泵用柴油機(jī)的燃油消耗為200～2209／(kW·h)。

    4．潤(rùn)滑系統(tǒng)

    潤(rùn)滑系統(tǒng)為柴油機(jī)的運(yùn)動(dòng)部件提供潤(rùn)滑，柴油機(jī)制造廠有其各自的標(biāo)準(zhǔn)潤(rùn)滑系統(tǒng)。

    5．冷卻系統(tǒng)

    噴入柴油機(jī)的燃油約有40％的熱量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，其他的熱量通過排氣、汽缸冷卻液、潤(rùn)滑油及熱輻射帶走。柴油機(jī)的冷卻系統(tǒng)的目的是：

    (1)冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)本體，使得柴油機(jī)的零件在允許的工作溫度之內(nèi)；

    (2)冷卻潤(rùn)滑油，控制潤(rùn)滑油的溫度和黏度在要求的范圍內(nèi)，使其能夠提供有效的潤(rùn)滑，同時(shí)也冷卻活塞；

    (3)冷卻增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣溫度，提高進(jìn)入汽缸空氣的密度，使活塞每個(gè)燃燒行程可燃

燒更多的燃油，從而提高柴油機(jī)的功率。

    發(fā)動(dòng)機(jī)本體的冷卻通過循環(huán)流過夾套的冷卻液來實(shí)現(xiàn)，大多數(shù)制造廠希望冷卻液的進(jìn)出

口溫差在5.6～6.7℃，溫度最好為77℃。過低的溫度會(huì)造成活塞環(huán)和汽缸磨損加快。如果環(huán)境溫度低于5℃，考慮加裝冷卻液加熱器，同時(shí)冷卻液應(yīng)加乙二醇作為防凍劑。

    作為消防水泵驅(qū)動(dòng)機(jī)時(shí)，NFPA20要求所有的柴油機(jī)裝設(shè)夾套冷卻液加熱器。

    柴油機(jī)的冷卻可分為水冷和風(fēng)冷兩大類，圖1-38是典型的水冷流程示意圖，夾套冷卻液冷卻器、潤(rùn)滑油冷卻器、增壓發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣冷卻器均采用外部循環(huán)水冷卻。

  圖1-39是典型的風(fēng)冷示意圖，潤(rùn)滑油冷卻器、增壓發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣冷卻器用風(fēng)冷后的冷卻液冷卻。潤(rùn)滑油、增壓發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣冷卻器也可采用空氣冷卻。

    6．柴油機(jī)的啟動(dòng)系統(tǒng)

    柴油機(jī)啟動(dòng)方法分為直接啟動(dòng)和輔助系統(tǒng)啟動(dòng)。直接啟動(dòng)主要適用于大型柴油機(jī)，如將高壓空氣直接引入汽缸，在魄軸上產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)力矩；對(duì)于小型或水冷式柴油機(jī)，用繩索或手搖的直接啟動(dòng)方式已經(jīng)逐漸淘汰，而采用輔助系統(tǒng)啟動(dòng)。

 輔助系統(tǒng)啟動(dòng)是通過與柴油機(jī)飛輪上的大齒輪相嚙合的小齒輪來實(shí)現(xiàn)的，小齒輪由下述 幾種方法來驅(qū)動(dòng)

(1)啟動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)電機(jī)可采用直流或交 流電機(jī)，直流電機(jī)通常采用6V、12V、24V、

    32V的電機(jī)，電壓的高低與柴油機(jī)的規(guī)格、環(huán)境條件及曲軸的轉(zhuǎn)速有關(guān)。直流電機(jī)通常由鎳一鎘或鉛酸蓄電池供電。對(duì)于消防泵、磁力泵、隔膜泵、管道泵要求有兩組蓄電池。蓄電池的充電方式有：外接交流充電器充電、柴油機(jī)帶動(dòng)的發(fā)電機(jī)充電、單獨(dú)的交流發(fā)電機(jī)或直流發(fā)電機(jī)充電。在有條件的情況下，可以采用交流電動(dòng)機(jī)作為啟動(dòng)機(jī)，交流啟動(dòng)機(jī)的電壓可為：110V、220V、380V。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是啟動(dòng)快、啟動(dòng)力矩大。缺點(diǎn)是投資高、高壓易產(chǎn)生危險(xiǎn)。

    (2)氣動(dòng)啟動(dòng)方式  采用氣動(dòng)啟動(dòng)有氣動(dòng)馬達(dá)和壓縮空氣(或烴類氣體)直接引入汽缸兩種方式。利用壓力為0.34～1.03MPa的壓縮空氣驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)葉片或滑片型氣動(dòng)馬達(dá)，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)帶動(dòng)柴油機(jī)的飛輪來驅(qū)動(dòng)柴油機(jī)。氣動(dòng)啟動(dòng)方式需要由一個(gè)儲(chǔ)氣罐來穩(wěn)定提供所需要的氣體，氣體可來自工廠管網(wǎng)或單獨(dú)的空氣壓縮機(jī)。

    (3)液壓馬達(dá)液壓馬達(dá)需要單獨(dú)的液壓系統(tǒng)來驅(qū)動(dòng)，液壓系統(tǒng)一般集裝在柴油機(jī)上，液壓系統(tǒng)包括：油箱、液壓油 泵(由柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)或電機(jī)驅(qū)動(dòng))、手搖泵、蓄能器等。在柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)的液壓油泵或電機(jī)驅(qū)動(dòng)的液壓油泵失效時(shí)，可采用手搖泵為系統(tǒng)充壓。蓄能器的容量可按啟動(dòng)6次考慮，根據(jù)需要可設(shè)置一個(gè)或多個(gè)蓄能器。

     (4)輔助發(fā)動(dòng)機(jī)  通過一個(gè)空冷或水冷的小發(fā)動(dòng)機(jī)來啟動(dòng)柴油機(jī)，可采用和其他啟動(dòng)方法類似的安裝方式和通過皮帶啟動(dòng)主柴油機(jī)。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是不需要外部動(dòng)力源，缺點(diǎn)是成本高，且需要周期性的維護(hù)。這種啟動(dòng)方法不常用。

    7．控制系統(tǒng)

    柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速由調(diào)速器控制，調(diào)速器可分為機(jī)械、機(jī)械液壓、電子式調(diào)速器三大類型。計(jì)量泵

按照IS0 3046／4，調(diào)速器按其調(diào)節(jié)精度分為Ml、M2、M3、M4四個(gè)等  級(jí)，其中M1、M2、M3分別表示低調(diào)節(jié)精度、正常調(diào)節(jié)精度、高調(diào)節(jié)精度，在無負(fù)荷與滿負(fù)荷下最大轉(zhuǎn)速差(速度的降低)為15％、l0％、5％。M4表示由用戶和制造廠協(xié)商確定。

    對(duì)于柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)的消防泵，按照NFPA20的規(guī)定，設(shè)有變速壓力限制控制系統(tǒng)，通過降低轉(zhuǎn)速限制消防泵的揚(yáng)程。

    柴油機(jī)設(shè)有超速停車裝置，以防發(fā)生超速損害，造成人員傷亡。超速設(shè)定值一般為額定轉(zhuǎn)速的120％。

    其他溫度、振動(dòng)、壓力控制的檢測(cè)和保護(hù)可根據(jù)使用要求設(shè)定。

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