WAUKESHA天然气发动机课件.ppt

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1、第三章 发动机,第三章 发动机,第一节 发动机简介,发动机是把某一种形式的能量转变成机械能的机器。根据燃料燃烧的位置不同发动机主要分为内燃机和外燃机(包括蒸汽机、汽轮机、和核动力装置等)两种,目前大家见到最多的是内燃机。外燃机：燃料在机器外部燃烧的发动机，包括蒸汽机、汽轮机、和核动力装置等。内燃机：燃料直接在机器内部燃烧的发动机，包括往复活塞式柴油机、汽油机、燃气轮机和喷气式发动机等（本文后面所提发动机均指内燃机）。,第一节 发动机简介发动机是把某一种形式的能量转变成机械能的机,1发动机发展简史,内燃机的发展，已有一百多年的历史。通过长期的不断改进和提高，已经发展的比较完善。由于它的热效率高，

2、适应性好，功率范围宽广，已广泛用于工业、农业、交通运输业和国防建设事业。1824年，卡诺（法国工程师）发表了热力发动机的经典理论-卡诺原理。1866年，奥托（德国工程师）提出了四冲程内燃机的“奥托循环”理论。1879年，奔驰（德国工程师）首次研制成功火花塞点火内燃机。,1发动机发展简史内燃机的发展，已有一百多年的历史。通过长期的,1903年，首先装在船上；1907年，用于潜艇的正反转柴油机试验成功；1912年，远洋货轮上的柴油机首次远航试验成功。1926年，有人设计出用排气能量将进气压缩的废气涡轮增压器。涡轮增压器是利用发动机排出的废气能量，经过涡轮变为转子的回转机械能，从而带动压气机高速旋转

3、，将新鲜空气压缩进气缸，从而提高发动机的功率。内燃机增压的发展起源可追溯到1885年。戈-戴姆勒在发明、制造煤气机和汽油机时，已开始考虑进气增压。鲁-狄塞尔在柴油机发明专利中也提出了要安装增压泵以提高功率和热效率的想法。,1903年，首先装在船上；1907年，用于潜艇的正反转柴油机,20世纪初，艾-比希申请专利，开创了涡轮增压的历史。最初是采用涡轮机、柴油机和压气机同轴连接，后改为涡轮单独驱动压气机的方法。1923年，德国客船上安装的涡轮增压四冲程柴油机把柴油机的功率从1288 kW提高到1840 kW。1925年，比希获得了脉冲增压专利并在试验中获得了成功，功率可提高50%100%。从50年

4、代起，随着涡轮增压器效率的改进，柴油机采用涡轮增压技术后的功率和效率都得到了很大提高，从而被广泛地推广应用。1936年,梅塞德斯-奔驰公司制造了第一台装有柴油机的轿车.1950年起，开始在柴油机上采用增压方式。,20世纪初，艾-比希申请专利，开创了涡轮增压的历史。最初是采,如今，已经几乎无机不增压，增压后，柴油机的功率能提高13倍。废气涡轮增压对提高柴油机性能作出了重大的贡献。增压器是用来提高发动机的进气充气密度，以提高平均有效压力来提高功率和改善经济性的器件，主要用于柴油发动机。在发动机中采用比较普遍的就是废气涡轮增压系统。 在采用废气涡轮增压器后，不仅可以大大提高发动机功率，缩小外形尺寸，

5、节约原材料，降低燃油消耗，而且可以使排烟浓度降低，减少废气中的CO、HC以及NOx的含量，从而降低汽车排放。另外，由于燃烧压力升高率降低，发动机工作柔和，噪声也比较小。,如今，已经几乎无机不增压，增压后，柴油机的功率能提高13倍,2 发动机分类,发动机的分类方法很多，按照不同的分类方法可以分成不同的类型，下面让我们来看看发动机是怎样分类的。,2 发动机分类发动机的分类方法很多，按照不同的分类方法可以分,2.1按照所用燃料分类,发动机按照所使用燃料的不同可以分为汽油机、柴油机和气体机。使用汽油为燃料的发动机称为汽油机；使用柴油为燃料的发动机称为柴油机；使用天然气等气体为燃料的发动机称为气体机。,

6、2.1按照所用燃料分类 发动机按照所使用燃料的不同可以分为汽,2.2 按照行程分类,发动机按照完成一个工作循环所需的行程数可分为四行程发动机和二行程发动机。曲轴转两圈(720)，活塞在气缸内上下往复运动四个行程，完成 一个工作循环的发动机称为四行程发动机；而曲轴转一圈(360)，活塞在气缸内上下往复运动两个行程，完成一个工作循环的发动机称为二行程发动机。,2.2 按照行程分类 发动机按照完成一个工作循环所需的行程数,2.3 按照冷却方式分类,发动机按照冷却方式不同可以分为水冷发动机和风冷发动机(图3-2)。水冷发动机是利用在气缸体和气缸盖冷却水套中进行循环的冷却液作为冷却介质进行冷却的；而风冷

7、发动机是利用流动于气缸体与气缸盖外表面散热片之间的空气作为冷却介质进行冷却的。水冷发动机冷却均匀，工作可靠，冷却效果好，被广泛地应用于现代发动机。,2.3 按照冷却方式分类 发动机按照冷却方式不同可以分为水冷,2.4按照气缸数目分类,发动机按照气缸数目不同可以分为单缸发动机和多缸发动机。仅有一个气缸的发动机称为单缸发动机；有两个以上气缸的发动机称为多缸发动机。如双缸、四缸、六缸、八缸、十二缸等都是多缸发动机。,2.4按照气缸数目分类 发动机按照气缸数目不同可以分为单缸发,2.5 按照气缸排列方式分类,发动机按照气缸排列方式不同可以分为单列式和双列式。单列式发动机的各个气缸排成一列，一般是垂直布

8、置的，但为了降低高度，有时也把气缸布置成倾斜的甚至水平的；双列式发动机把气缸排成两列，两列之间的夹角180(一般为90)称为V型发动机，若两列之间的夹角=180称为对置式发动机。,2.5 按照气缸排列方式分类 发动机按照气缸排列方式不同可以,2.6按照进气系统是否采用增压方式分类,发动机按照进气系统是否采用增压方式可以分为自然吸气(非增压)式发动机和强制进气(增压式)发动机(图3-5)。汽油机常采用自然吸气式；柴油机为了提高功率有采用增压式的。,2.6按照进气系统是否采用增压方式分类 发动机按照,3发动机常用术语,3发动机常用术语,3.1上止点,活塞在气缸里作往复直线运动时，当活塞向上运动到最

9、高位置，即活塞顶部距离曲轴旋转中心最远的极限位置，称为上止点,3.1上止点活塞在气缸里作往复直线运动时，当活塞向上运动到最,3.2下止点,活塞在气缸里作往复直线运动时，当活塞向下运动到最低位置，即活塞顶部距离曲轴旋转中心最近的极限位置，称为下止点。,3.2下止点活塞在气缸里作往复直线运动时，当活塞向下运动到最,3.3活塞行程,活塞从一个止点到另一个止点移动的距离，即上、下止点之间的距离称为活塞行程。对应一个活塞行程，曲轴旋转180。,3.3活塞行程活塞从一个止点到另一个止点移动的距离，即上、下,3.4气缸工作容积,活塞从一个止点运动到另一个止点所扫过的容积，称为气缸工作容积。,3.4气缸工作容

10、积活塞从一个止点运动到另一个止点所扫过的容积,3.5燃烧室容积,活塞位于上止点时，其顶部与气缸盖之间的容积称为燃烧室容积。,3.5燃烧室容积活塞位于上止点时，其顶部与气缸盖之间的容积称,3.6气缸总容积,活塞位于下止点时，其顶部与气缸盖之间的容积称为气缸总容积。显而易见，气缸总容积就是气缸工作容积和燃烧室容积之和。,3.6气缸总容积活塞位于下止点时，其顶部与气缸盖之间的容积称,3.7发动机排量,多缸发动机各气缸工作容积的总和，称为发动机排量。VL= VhI 式中： VL发动机排量； Vh气缸工作容积； i气缸数目。,3.7发动机排量多缸发动机各气缸工作容积的总和，称为发动机排,3.8压缩比,压

11、缩比是发动机中一个非常重要的概念，压缩比表示了气体的压缩程度，它是气体压缩前的容积与气体压缩后的容积之比值，即气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比。 式中：压缩比 Va气缸总容积 Vh气缸工作容积 Vc燃烧室容积,3.8压缩比压缩比是发动机中一个非常重要的概念，压缩比表示了,3.9空燃比,可燃混合气中空气质量与燃气质量之比为空燃比。 式中：空燃比,3.9空燃比可燃混合气中空气质量与燃气质量之比为空燃比。,4四行程发动机工作原理,4四行程发动机工作原理,4.1进气行程,活塞在曲轴的带动下由上止点移至下止点。此时，进气门开启，排气门关闭，曲轴转动180。在活塞移动过程中，汽缸容积逐渐增大，汽缸内气

12、体压力逐渐降低，汽缸内形成一定的真空度，空气和燃气的混合气通过进气门被吸入汽缸，并在汽缸内进一步混合。,4.1进气行程活塞在曲轴的带动下由上止点移至下止点。此时，进,4.2压缩行程,压缩行程时，进、排气门同时关闭。活塞从下止点向上止点运动，曲轴转动180。活塞上移时，工作容积逐渐缩小，缸内混合气受压缩后压力和温度不断升高。,4.2压缩行程压缩行程时，进、排气门同时关闭。活塞从下止点向,4.3作功行程,当活塞接近上止点时，由火花塞点燃混合气，混合气燃烧释放出大量的热能，使汽缸内气体的压力和温度迅速提高。高温高压的燃气推动活塞从上止点向下止点运动，并通过曲柄连杆机构对外输出机械能。随着活塞下移，汽

13、缸容积增加，气体压力和温度逐渐下降。在做功行程，进气门、排气门均关闭，曲轴转动180。,4.3作功行程当活塞接近上止点时，由火花塞点燃混合气，混合气,4.4排气行程,排气行程时，排气门开启，进气门仍然关闭，活塞从下止点向上止点运动，曲轴转动180。排气门开启时，燃烧后的废气一方面在汽缸内外压差作用下向缸外排出，另一方面通过活塞的排挤作用向缸外排气。,4.4排气行程排气行程时，排气门开启，进气门仍然关闭，活塞从,第二节 天然气发动机简介, WAUKESHA L5794LT型发动机,第二节 天然气发动机简介 WAUKESHA L5794L,1 WAUKESHA 发动机型号解释,L 5794 L T

14、 涡流技术 稀薄燃烧技术 发动机排量：5788in3 气缸数量：12缸,1 WAUKESHA 发动机型号解释L 5794 L T,（1）稀薄燃烧技术,什么叫稀薄燃烧？顾名思义就是发动机混合气中的燃气含量低，燃气与空气之比可达很小。,（1）稀薄燃烧技术什么叫稀薄燃烧？顾名思义就是发动机混合气中,稀薄燃烧的关键技术有以下两个主要方面：,A 提高压缩比 采用紧凑型燃烧室，通过进气口位置改进使缸内形成较强的气体运动旋流，提高气流速度；将火花塞置于燃烧室中央，缩短点火距离；提高压缩比，促使燃烧速度加快。 B高能点火 高能点火和宽间隙火花塞有利于火核形成，火焰传播距离缩短，燃烧速度增快，稀薄燃烧极限大。有

15、些稀薄燃烧发动机采用双火花塞或者多极火花塞装置来达到上述目的。,稀薄燃烧的关键技术有以下两个主要方面：A 提高压缩比,（2）涡流技术,涡流是指气流绕气缸轴线有组织的圆周运动。发动机涡流的形成取决于进气道和燃烧室的形状。一些发动机的进气道和燃烧室有一定的偏角，或改变活塞顶部的形状来获得涡流。涡流强度提高燃烧速度的原因：1.缩短燃烧的滞燃期，使燃气与新鲜空气更快的混合；,（2）涡流技术涡流是指气流绕气缸轴线有组织的圆周运动。,涡流强度提高燃烧速度的原因：,1.缩短燃烧的滞燃期，使燃气与新鲜空气更快的混合；2.提高火焰传播速度，涡流强度越大，火焰前锋的传播速度越大，从而燃烧速度提高，热释放率增大。,

16、涡流强度提高燃烧速度的原因： 1.缩短燃烧的滞燃期，使燃气与,(3) 发动机涡流稀薄燃烧技术的应用，使气缸内的火焰传播速度增快，在空燃比很高的情况下使混合气充分燃烧，不仅提高了发动机的热效率，降低了燃气的消耗，而且降低了废气中CO2的排放量。,(3) 发动机涡流稀薄燃烧技术的应用，使气缸内的火焰传播速度,2 L5794LT发动机参数,2 L5794LT发动机参数型号 L5794L,功率范围KW 6151078 燃料气压力MPaG 0.29,夹套冷却液容量 L 405辅助冷却液进水温度 54 辅助冷,3 四系列发动机名牌,3 四系列发动机名牌,第三节 发动机基本系统,发动机是一种由许多机构和系统

17、组成的复杂机器。无论是汽油机、气体机，还是柴油机；无论是四行程发动机，还是二行程发动机；无论是单缸发动机，还是多缸发动机。要完成能量转换，实现工作循环，保证长时间连续正常工作，都必须具备以下一些机构和系统。发动机主要由以下两大机构和几大系统组成，即由曲柄连杆机构，配气机构、调速系统、空气和燃料供给系统、润滑系统、冷却系统、点火系统和启动系统组成,第三节 发动机基本系统发动机是一种由许多机构和系统组成的复,1曲柄连杆机构曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。,1曲柄连杆机构,2 配气机构 配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作

18、过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。,2 配气机构,3 基本系统,下图画出了天然气发动机的基本系统：空气进气系统、燃气进气系统、排气系统、润滑系统、夹套水和辅助水冷却系统、蜗轮增压系统,3 基本系统 下图画出了天然气发动机的基本系统：空气进气系统,WAUKESHA天然气发动机课件,4发动机调速系统,(1) 调速系统主要是按人们的要求，将发动机控制在某个转速下稳定工作。(2) 发动机调速系统由下述部件组成，其部件随发动机的型号不同而有改变： 电子调速器 调速器连接杆 电磁传感器,4发动机调速系统(1) 调速系统主要是按人们的要求，将

19、发动机,WAUKESHA天然气发动机课件,(3) 调速原理：,ESM使用一个磁传感器感应飞轮上的参考孔。当参考孔经过磁传感器端部时，产生一个信号波。信号波的频率与发动机转速成正比。通过频率比对达到确定转速。,(3) 调速原理：ESM使用一个磁传感器感应飞轮上的参考孔。,(4) 调速杆的维护,调速杆的检查和润滑润滑油嘴润滑油嘴 检查此调速杆两端上的锁紧螺母是否可靠。 检查此调速杆的平直度和损坏状况。 在每次更换润滑油时，向此调速杆两端上,(4) 调速杆的维护调速杆的检查和润滑润滑油嘴润滑油嘴润滑油,5 发动机进气系统,进气系统的功用是尽可能多、尽可能均匀地向各缸供给可燃混合气。(1) 进气系统由

20、下列组件组成：混合器进气歧管空气过滤系统（空气滤清器）涡轮增压器中冷器,5 发动机进气系统进气系统的功用是尽可能多、尽可能均匀地向各,(2) 混合器和空气进气歧管均安装在气缸的外侧，混合器自动将空气与燃气按适当比例混合成易燃的混合物。进气歧管连接气缸的进气口并把空气/燃气混合物均匀地供给各缸。,(2) 混合器和空气进气歧管均安装在气缸的外侧，混合器自动将,(3) 12缸发动机各有两个空气滤清器。每个空气滤清器由空气过滤器机架、空气过滤器主滤芯、预过滤垫、空气进气阻塞指示器及防雨罩组成。,(3) 12缸发动机各有两个空气滤清器。每个空气滤清器由空气,(4) 空气过滤器系统,如果空气进入空气阻塞指

21、示器气压达到15英寸（381mm）水柱，发动机上的空气阻力指示灯将“突然变红”。这表示空气过滤器主滤芯被脏物阻塞或预清洁元件被脏物阻塞。需要清洗空气过滤器滤芯：,(4) 空气过滤器系统如果空气进入空气阻塞指示器气压达到15,A、将滤芯带有污垢的一面朝下，在一平整表面轻轻拍打。B、使压缩空气气流经空气滤清器滤芯，气流方向如指示标签上的橙色箭头所示。气压最高不超过0.2MPaC、风干滤芯注意事项：A 、 清洗滤芯后，应仔细检查。如果损坏，应更换。B 、 空气滤清器滤芯使用三次后，不能再次使用。C 、 指示标签上的橙色箭头为排气口方向。存放滤芯时， 将排气口面向下。否则安装后，排气口一面的污垢和灰

22、尘会进入发动机。,A、将滤芯带有污垢的一面朝下，在一平整表面轻轻拍打。,(5) 预清器板,预清器是一块泡沫橡胶板，可以延长主空气过滤器元件的使用寿命。每天检查并清洁预清器板，或者根据需要进行检查和清洁。当发动机运行时，也可以进行。每4000个运转小时以后，应更换预清器板，如有必要，可以更频繁地更换。 在空气滤清器组件上找到四个安装螺栓，并且松开每个螺栓上的正面锁紧螺母（5/6英寸）。（只在拆卸主空气过滤器支架和元件时才松开背面的锁紧螺母。） 抬起并卸下防雨罩。 从主空气滤清器上剥离预清器板,(5) 预清器板 预清器是一块泡沫橡胶板，可以延长,WAUKESHA天然气发动机课件,预清器板的维护 推

23、压并打开预过滤器底部的橡皮限流孔，即可清除预过滤器内积存的尘土。 如果尘土积存严重，并且开始堵塞预过滤器通道，则可用肥皂和水将其清除。 清洗后风干预清器板。不要使用压缩空气。,预清器板的维护,(6) 中冷器,箱型中冷器安装在发动机的后端。从涡轮增压器输入的热压缩空气进入中冷器，流入系列管道进入辅助水冷却系统冷却。当压缩空气的温度降低，浓度随之增加,(6) 中冷器箱型中冷器安装在发动机的后端。从涡轮增压器输入,6发动机燃料气系统,(1) 燃气种类：天然气、丙烷、垃圾气和消化气(2) 燃气系统的功能是在发动机负荷范围内维持一个固定的空燃比，以及向发动机供应适当数量的空气燃气混合气。燃气系统包括以下

24、几个部件： 主燃气调压阀（Mooney） 混合器 ESM空燃比控制,6发动机燃料气系统(1) 燃气种类：天然气、丙烷、垃圾气和消,WAUKESHA天然气发动机课件,(3) 主燃气调压阀作用,降低吸入混合器的燃气压力，使其始终保持对空气一定的高压差。,(3) 主燃气调压阀作用降低吸入混合器的燃气压力，使其始终保,(4) 主燃气调压阀工作原理,管线内的增压空气压力增大时，调压阀膜片左移，针阀打开，主阀上腔通过管线并通过管线与压力较低的燃气出口接通，由于有节流小孔，上游较高压力的燃料气通过管线来不及向调压阀上腔补充压力，膜片上腔压力降低，膜片上移，燃气进口逐渐开大，进入的燃气量也逐渐增多。当调压阀左

25、腔燃气减压后的压力（管线1接混合器前、主阀后）与右腔中的弹簧弹力和增压空气压力平衡后，针阀维持在某一开度，此时主阀膜片也保持一定开度，让一定量的燃气通过。增压空气压力增大，燃气量则增大；反之则减少。,(4) 主燃气调压阀工作原理管线内的增压空气压力增大时，,WAUKESHA天然气发动机课件,(5) 混合器工作原理,自然吸气发动机空气通过空滤器进入混合器。对于增压发动机，空气通过空滤器被吸入增压器，然后经中冷器进入混合器圆锥腔内。在圆锥腔内，空气围绕空气阀体流动并推压膜片上行，然后从空气阀中间向下流动，围绕燃气进气体经节气门进入发动机。空气推动膜片上行同时打开燃气阀，天然气从燃气进气体进入，经燃

26、气阀流出和空气混合，然后围绕燃气进气体，通过节气门进入发动机。,(5) 混合器工作原理自然吸气发动机空气通过空滤器进入混合器,燃气阀连接在空气阀上，从怠速到满负荷，在任何燃气阀的开启度时都能让合适的天然气量进入混合器。怠速时，燃气阀使天然气流量最小，得到稀薄空燃混合。当发动机速度和载荷增加，燃气阀让更多的天然气进入，得到较浓的混合气。发动机停止时，弹簧使燃气阀下移至阀座关闭燃气阀，没有天然气进入混合器。当燃气阀全开，在满负荷条件下，动力螺钉控制燃气的进入量。阀门上升燃料气空气 发动机真空空气 发动机启动后，进气冲程活塞造成气缸真空，气缸压力低于混合器压力。空气阀体里面通道，使膜片上边保持低压，

27、这时空气压力克服弹簧的向下力使膜片上升。膜片拉动空气阀上升。空气贴着空气阀的外部上升并提升空气阀。燃气阀连接在空气阀上也上升离开阀座使燃气进入混合器，空气围绕空气阀内外和燃气进气体流动，当空气围绕燃气进气体流动时，和燃气混合。空气、燃气混合气体向下通过节气门进入进气歧管然后进入气缸燃烧。,燃气阀连接在空气阀上，从怠速到满负荷，在任何燃气阀的开启度时,阀盖弹簧膜片空气阀燃气阀阀体动力螺栓燃气阀,(6) 空燃比,空燃比影响发动机的功率、排放以及燃气的经济性。从理论上来讲，天然气发动机标准的空燃比：16.09：1，即1份燃料气完全燃烧需要系统提供16.09份的空气，这是空气和燃料气的质量比。因LT机

28、型采用的是稀薄燃烧技术，空气量约为理论空气量的2倍，其空燃比：24.526.5：1。,(6) 空燃比 空燃比影响发动机的功率、排放以及燃气的经济性,阀门上升燃料气空气 发动机真空空气,7发动机启动系统,(1) 要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，使活塞作往复运动，气缸内的可燃混合气燃烧膨胀作功，推动活塞向下运动使曲轴旋转，发动机才能自行运转。工作循环才能自动进行。曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程，称为发动机的启动。完成启动过程所需的装置，称为发动机的启动系统。(2) 启动器上的小齿轮移动进入与飞轮环形齿圈啮合，启动器马达带动发动机曲轴旋转

29、。WAUKESHA 发动机启动方式分为：气马达启动和电马达启动两种，供用户选择。气启动系统选择的气体可以是空气，也可以是天然气。,7发动机启动系统(1) 要使发动机由静止状态过渡到工作状态，,WAUKESHA天然气发动机课件,(3) 气启动系统图解,(3) 气启动系统图解,气启动系统分为：预润滑气路（虚线部分）、启动气控制气路（双点划线部分）和启动气主气路（粗实线部分）。主气路上启动继动阀的动作，是由启动气控制气路来控制它的动作。,气启动系统分为：预润滑气路（虚线部分）、启动气控制气路（双点,(4) 发动机启动时应注意：,防止启动机损毁, 启动机啮合时间不得超过30秒.两次启动时间间隔应大于2

30、分钟。根据情况定期检查、清洗启动器上的Y型过滤器。,(4) 发动机启动时应注意：防止启动机损毁, 启动机啮合时间,8发动机点火系统,(1) 点火系统的基本功用是在发动机各种工况和使用条件下，在气缸内适时、准确、可靠地产生电火花，以点燃可燃混合气，使发动机作功。(2) 点火系统由下面部件组成： ESM点火系统 点火线圈 火花塞、火花塞导电杆、火花塞套 ESM爆燃模块 火花塞接管 导线,8发动机点火系统(1) 点火系统的基本功用是在发动机各种工况,WAUKESHA天然气发动机课件,1点火线圈 6气门盖垫片 11垫圈0.438 16锁紧垫圈,A 火花塞导电杆为聚四氟乙烯材料，从火花塞一直延伸到气门罩

31、顶部。火花塞导电杆的拆卸（如图所示）采用专用工具从气门室盖中取出B 火花塞火花塞的功用是将点火线圈或磁电机产生的脉冲高压电引入燃烧室，并在其两个电极之间产生电火花，以点燃可燃混合气。火花塞中心电极与侧电极之间的间隙，称为火花塞间隙。火花塞间隙对火花塞及发动机的工作性能均有很大影响。间隙过小，火花微弱，并容易产生积炭而漏电；间隙过大，火花塞击穿电压增高，发动机不易启动，且在高速时容易发生“缺火”现象。因此，火花塞间隙的大小应适当。火花塞间隙：0.381mm(0.015in.)。,A 火花塞导电杆为聚四氟乙烯材料，从火花塞一直延伸到气门罩,火花塞使用每4000小时进行更换。安装扭矩力4352 Nm

32、(32-38ftlb)，不使用润滑油。,火花塞使用每4000小时进行更换。安装扭矩力4352 N,火花塞故障检修,火花塞故障检修点火头外观 情况 检修方法 轻合金铸件表面有一,阀导管和活塞环附近的润滑油调节不当 如有必要，调换磨损的部件,侧电极磨损 极性颠倒 改变点火线圈接线方向 铝灰渣 发动机运,(3) 点火系统的一般维护和检查,检查电缆和电线，查找是否有破裂或者断裂。必要的话，更换或者修复检查点火线圈、接地线以及夹线板，查找是否有松动的硬件。必要的话，请上紧。,(3) 点火系统的一般维护和检查检查电缆和电线，查找是否有破,9发动机润滑系统,(1) 润滑系统的功用就是在发动机工作时连续不断地

33、把数量足够、温度适当的洁净机油输送到全部传动件的摩擦表面，并在摩擦表面之间形成油膜，实现液体摩擦，从而减小摩擦阻力、降低功率消耗、减轻机件磨损，以达到提高发动机工作可靠性和耐久性的目的 (2) 由于发动机传动件的工作条件不尽相同，因此，对负荷及相对运动速度不同的传动件采用不同的润滑方式。,9发动机润滑系统(1) 润滑系统的功用就是在发动机工作时连续,1. 压力润滑,压力润滑是以一定的压力把机油供入摩擦表面的润滑方式。这种方式主要用于主轴承、连杆轴承及凸轮轴承等负荷较大的摩擦表面的润滑。,1. 压力润滑压力润滑是以一定的压力把机油供入摩擦表面的润,2. 飞溅润滑,利用发动机工作时运动件溅泼起来的

34、油滴或油雾润滑摩擦表面的润滑方式，称飞溅润滑。该方式主要用来润滑负荷较轻的气缸壁面和配气机构的凸轮、挺柱、气门杆以及摇臂等零件的工作表面。,2. 飞溅润滑利用发动机工作时运动件溅泼起来的油滴或油雾润,3. 润滑脂润滑,通过润滑脂嘴定期加注润滑脂来润滑零件的工作表面，如水泵及发电机轴承等。,3. 润滑脂润滑 通过润滑脂嘴定期加注润滑脂来润滑零件的工作,润滑系统包括下列部件,油底壳和滤油筛 曲轴箱底部即为油底壳，油泵从油底壳低位抽油并将它输送到油冷却器。滤油筛防止油底壳外来物质进入润滑油循环系统。 油泵 油冷器 温控阀 压力调节阀 全流量润滑油滤清器 安全阀 粗滤器 油雾器 预润滑泵及预润滑马达,

35、润滑系统包括下列部件 油底壳和滤油筛 曲轴箱底部,WAUKESHA天然气发动机课件,(4) 润滑系统,(4) 润滑系统,内部油路,内部油路,主油道是曲轴箱整体铸造的一部分，曲轴内部油道的带压油经主轴承座架的孔顺管道流入主轴承油流从主轴承颈进入曲轴，然后往上流入连杆油路。加压油润滑了连杆轴承、活塞销轴瓦和活塞销之后，穿过连杆顶部的开口，从连杆排出的油雾冷却了活塞顶的内侧并流回油底壳。流出内部油路的油由管路向前主轴承输送，不断给齿轮组提供油雾。加压油经过曲轴箱铸件的内部油路至凸轮轴轴承座，以便润滑主凸轮轴轴承（轴瓦）。,主油道是曲轴箱整体铸造的一部分，曲轴内部油道的带压油经主轴承,油流通过凸轮轴承

36、盖上的孔进入气门挺杆外壳上的通道。在这个过程中润滑滚子从动件和凸轮凸角，之后流回油底壳。与主油道连接的外部油道将油输至一个独立的带有外部摇臂油道，然后直接往摇臂组件和各阀。其余的油向下流到在缸盖上的内层通路并进入推杆管路的外侧，再经管路流到气门挺杆导套的排出通道。该通道将油引到气门挺杆壳上的排出孔，从这里经由凸轮轴的切槽流回油底壳。穿过摇臂组件的固定阀门挺杆螺栓的加 压油流也将供油到挺杆，在这里，多余 的油进入缸内层通道 的油流。,油流通过凸轮轴承盖上的孔进入气门挺杆外壳上的通道。在这个过程,(5) 离心式滤清器,离心机作为一个旁路系统来安装，配合可清洁过滤器芯工作。离心机由发动机油压驱动。离

37、心机内部涡轮组件的旋转产生离心力，把污物压向涡轮机的壳壁。离心机能去除像0.5微米那样小的污物微粒。,(5) 离心式滤清器离心机作为一个旁路系统来安装，配合可清洁,(6) 发动机预润滑,发动机关闭后，油返回油底壳，遗留在主要磨损点的油极少。由于曲轴启动是在油泵开始油循环之前进行，发动机未经预润滑将产生“干”启动，会致使轴承损坏并加大磨损机率。预润滑泵的作用在于清除润滑系统中的空气，确保所有运动件，尤其是涡轮增压器，在发动机启动前得到适当的润滑。,(6) 发动机预润滑发动机关闭后，油返回油底壳，遗留在主要磨,油路润滑器将注入压缩的空气/燃气气流，自动地给空气/燃气驱动的润滑泵马达轮叶提供适当的内

38、部润滑。操作人员应经常检查该润滑器内是否有足够的润滑油。,油路润滑器将注入压缩的空气/燃气气流，自动地给空气/燃气驱,(7) 润滑系统基本操作,A、放油； B、更换与清洗滤芯；C、加注润滑油； D、空气排放；,(7) 润滑系统基本操作A、放油；,A 润滑油的排放,油底盘；油冷器； 油滤器：折卸油滤器外壳的上端放泄塞，将油泥和含杂质油从滤芯腔排出。折卸下部放泄塞，从纯油腔内排放润滑油。 粗滤器：折卸粗滤器滤芯外壳底部的 3/8英寸放泄塞。放油操作宜乘热油时进行。油排放完后，确认所有的放泄塞重新安装。,A 润滑油的排放油底盘；,B 润滑油过滤器滤芯的更换,每次更换润滑油时，须更换全流式润滑油过滤器

39、滤芯。,B 润滑油过滤器滤芯的更换每次更换润滑油时，须更换全流式润滑,排放全流式过滤器的两个滤腔。过滤器壳体上有两个放泄阀。将上阀卸下，排放滤清器滤芯腔中的油泥和含杂质油。将下阀卸下，排放干净油腔中的油。长螺栓不动，顺时针卸下短螺栓。每个长螺栓的旋扭圈数应一致，将长螺栓交替拧松，直至将滤清器盖慢慢打开。拆卸润滑油过滤器滤芯。检查旁通限压阀是否有磨损。装上新的润滑油过滤器芯。注入干净润滑油，并排除空气。,排放全流式过滤器的两个滤腔。过滤器壳体上有两个放泄阀。将上阀,滑油过滤器的维护时间,滤芯每2100小时（三月）一换O形圈每1500小时（两月）一换泄压阀每8000小时（一年）检查 是否磨损,滑油

40、过滤器的维护时间 滤芯每2100小时（三月）一换,润滑油粗滤器的维护,每次换油时检查润滑油粗滤器滤芯。 将3/8英寸的放泄塞从滤芯壳体拆卸，将油从粗滤器总成内排放。 将粗滤器头端四个螺栓和垫圈拆卸，取下滤芯壳体。 将橡胶密封圈从滤芯壳体顶部的内沟槽中取出。 下压不锈钢网式滤芯，将其从头端取下。 将安装在滤芯外部的两条固定圈和两根磁条拆卸。 在溶剂里清洗滤芯。最好从内向外冲洗滤芯。,润滑油粗滤器的维护 每次换油时检查润滑油粗滤器滤芯。,润滑油的加注,取下发动机左侧后下部的进油道的盖子；将油添注入油底壳，直至油面高度在油标尺上所体现读数为“full”停止注油，启动预润滑泵。通过运行预润滑泵来润滑油

41、道、油冷器、全流式滤清器以及粗滤器。要确保轴承、涡轮增压器和其它发动机运动部件得到适当的润滑。继续将油添注入油底壳，直至油面高度在油标尺上所体现读数为“full”；注油过程中对各放空点进行放空,润滑油的加注取下发动机左侧后下部的进油道的盖子；,启动预润滑泵注油时,将ESM系统预润滑时间设置为10800（三个小时） 手动关闭燃气球阀。,启动预润滑泵注油时 将ESM系统预润滑时间设置为10800（,润滑系统空气的排放,润滑系统的空气排放每天至少一次。步骤如下：首次排放： 启动预润滑泵，打开滤清器盖小旋塞。检查排放： 启动发动机，然后重新打开过滤器盖小旋塞；最后排放： 一旦发动机在正常工作温度下运行

42、，重新打开滤清器盖小旋塞。当油开始稳定均匀地流出时，关闭小旋塞。注意：全流式润滑油滤清器盖上的小旋塞是润滑油系统清除残存气泡的唯一空气排放口,润滑系统空气的排放 润滑系统的空气排放每天至少一次。步骤如下,发动机冷却系统,发动机冷却系统,发动机热量的产生,燃料气燃烧热=输出功率排气散热表面散热+内部散热内部散热=夹套水散热辅助水散热润滑油散热如图所示：燃料气进入发动机燃烧后释放出的热量，只有约3040的能量被利用，而约6070的能量变成热能。在这些热能里面有部分对发动机的运行是不利的，所以需要去除这部分热量。,发动机热量的产生 燃料气燃烧热=输出功率排气散热表面散热,冷却系统的功用,是使发动机在

43、所有工况下都保持在适当的温度范围内。冷却系统既要防止发动机过热，也要防止冬季发动机过冷。在发动机冷启动之后，冷却系统还要保证发动机迅速升温，尽快达到正常的工作温度。,冷却系统的功用 是使发动机在所有工况下都保持在适当的温度范围,冷却系统构成,冷却系统构成,1) 发动机夹套水水泵 7)发动机夹套水膨胀水箱2) 辅助水泵 8) 发动机辅助水膨胀水箱3) 发动 润滑油冷却器 9) 发动机夹套水冷却器4) 顶部发动机水歧管 10)辅助水冷却器5) 发动机夹套水温控阀 11) 压缩机润滑油冷却器和气缸 6) 发动机夹套水回水管,1) 发动机夹套水水泵 7)发动机夹套水,冷却系统回路,冷却水系统回路有两条

44、，一条为夹套水循环，另一条为辅助水循环。夹套水循环主要是冷却发动机机体、气缸盖和排气歧管等；而辅助水循环主要是冷却中冷器、发动机油冷器、压缩机油冷器和压缩机气缸等。而在上述两个冷却水系统回路内又各自包含有两条回路，一条为大循环，另一条为小循环。所谓大循环是水温高时，水经过散热器而进行的循环流动；而小循环就是水温低时，水不经过散热器而进行的循环流动，从而使水温升高。冷却水大、小循环均是通过各自系统中的节温器来自动控制的。,冷却系统回路冷却水系统回路有两条，一条为夹套水循环，另一条为,WAUKESHA天然气发动机课件,节温器结构及工作原理,当冷却液温度低于规定值时，节温器感温体内的石蜡呈固态，节温

45、器阀在弹簧的作用下关闭发动机与散热器间的通道，冷却液经水泵返回发动机，进行小循环。当冷却液温度达到规定值后，石蜡开始熔化逐渐变成液体，体积随之增大并压迫橡胶管使其收缩。在橡胶管收缩的同时对推杆作用以向上的推力。由于推杆上端固定，因此，推杆对胶管和感温体产生向下的反推力使阀门开启。这时冷却液经由散热器和节温器阀，再经水泵流回发动机，进行大循环。,节温器结构及工作原理当冷却液温度低于规定值时，节温器感温体内,冷却系统故障,水温过高的主要后果：发动机热膨胀增大，引起机组对中变化，部件间间隙变化以及外部管道受力变化空冷器冷却效果降低，进气温度升高，降低发动机功率。,冷却系统故障水温过高的主要后果：,主

46、要原因：,恒温阀故障 系统阻塞水泵故障 空冷器的气流受阻温度计故障 空冷器排气循环冷却液液位过低发动机严重超载,主要原因：恒温阀故障,冷却系统维护,冷却系统维护主要事项A、每24小时（一天）检查冷却系统液位B、每720小时（一月）对水泵进行油脂润滑C、每8000小时(一年)对水泵皮带进行检查或更换D、每8000小时（一年）对整个冷却系统清洗，使用软化水E、每720小时（一月）分析冷却水的化学性质（推荐）F、检查散热器的风扇叶片是否损坏，散热片是否锈蚀，或者散热器翅片是否有灰尘。需要时进行修理或者清洗。冷却液通常可以使用一年半至两年，或更长；放水前应启动发动机大约运行10分钟来搅起铁锈或者沉积。

47、,冷却系统维护冷却系统维护主要事项,水泵皮带张力检测：,夹套水皮带张力必须在11.917.5 lb（5377 N）之间。辅助水皮带张力必须在5-8 lb（22-35.6 N）之间。如果没有张力测试仪，用手适中地按压，应该使皮带的大部分偏移约0.250.50英寸（613）。,水泵皮带张力检测： 夹套水皮带张力必须在11.917.5,发动机排气系统,排气系统是将气缸内燃烧后的废气通过排气歧管和消音器引入大气。 排气系统由下列组件组成1)、排气管2)、涡轮增压器 3)、废气门4)、排气管道及柔性 接头5)、排气消声器,发动机排气系统排气系统是将气缸内燃烧后的废气通过排气歧管和消,排气系统检查,监测排

48、气系统的背压，最大背压不能超出规范值。检查排气歧管和排气管道，查找是否有泄漏。记录排气歧管温度以备参考。,排气系统检查监测排气系统的背压，最大背压不能超出规范值。,排气系统温度监控,排气温度是一种重要的诊断工具。排气温度极高可能表示空气/燃料比率过大。温度过低可能意味着某个气缸不点火。 同一排气缸之间的最大排气温度变化（在以额定速度和载荷运行的天然气发动机上）大约为华氏100度（摄氏47度）每天检查发动机每个气缸的排气温度。请在发动机以额定速度和载荷运行时监测排气温度。,排气系统温度监控排气温度是一种重要的诊断工具。排气温度极高,涡轮增压系统,1）、 增压就是将空气预先压缩然后再供入气缸，以期

49、提高空气密度、增加进气量的一项技术。由于进气量增加，可相应地增加供气量，从而可以增加发动机功率。同时，增压还可以改善燃气经济性。 增压有涡轮增压、机械增压和气波增压等三种基本类型。WAUKESHA 发动机采用的是涡轮增压。 2）、涡轮增压系统由下列组件组成： 涡轮增压器 连接软管 废气门,涡轮增压系统1）、 增压就是将空气预先压缩然后再供入气,WAUKESHA天然气发动机课件,涡轮增压器,涡轮增压器由废气门控制，每个涡轮增压器的涡轮叶片是排气系统的组成部件，压气机叶轮是空气进口系统的部件，两者由一根轴连接。发动机的废气膨胀促使涡轮旋转，压气机叶轮的运动使经过滤清器的空气进入混合器后被压缩。涡轮

50、增压器有带水冷的中间壳,涡轮增压器涡轮增压器由废气门控制，每个涡轮增压器的涡轮叶片是,废气门,水冷排气废气门安装在每个排气歧管的出口，是一个载荷限定装置。在一个预先确定的点，进气歧管压力抵消了废气门弹簧的拉力，使部分发动机排气从旁通流过涡轮增压器。通过这个方式使空气进气口压力控制在一个可接受的范围。,废气门水冷排气废气门安装在每个排气歧管的出口，是一个载荷限,涡轮增压器的维护,检测空气进口管道是否有碎片。检测涡轮增压器的安装和连接是否有润滑液泄漏、空气泄漏，是否安装牢固。在额定输出状态下运行发动机，检查是否有异常噪音。如有刺耳鸣声（超过正常涡轮机的声音）立刻停机。刺耳鸣音表示涡轮增压器轴承将损