柴油發電機進、排氣系統的結構和原理

康明斯柴油發電機進排氣系統的結構和工作原理
概述：柴油發電機進、排氣系統向氣缸提供清潔的充足的新鮮空氣，排除作功后的廢氣。增壓型柴油機還有進一步利用排出氣缸的燃氣能量，使進入氣缸的空氣預先增壓和冷卻，從而增加氣缸的進氣密度，達到提高柴油機動力性能和經濟性的目的。因此，柴油發電機的進排氣是衡量柴油發電機工作狀況和性能的一個指示。為了更好的維護康明斯發電機組的進排氣系統，我們應首先要先了解其系統結構和工作原理。
圖1 柴油發電機進排氣系統圖
一、進氣系統
進氣系統的主要元件包括空氣濾清器、進氣管、增壓器和進氣歧管等。康明斯柴油發電機進氣系統如圖2所示。進氣系統的作用包括提供清潔空氣，并保證進氣量滿足柴油發電機實際需要；將新鮮空氣均勻充分地分配到各氣缸中。
進氣通路∶
大氣→空氣過濾器→增壓器的壓氣機→擴散彎管→中冷器→收斂彎管→進氣穩壓箱→進氣歧管→氣缸蓋進氣道→進氣門→氣缸
1、空氣濾清器
空氣濾清器的作用是濾除空氣中的雜質和灰塵，保證進人氣缸的空氣清潔；降低進氣噪聲。空氣濾清器有油浴式和紙濾芯兩種。其中，紙濾芯空氣濾清器應用普遍；油浴式空氣濾清器用于沙塵較多的惡劣使用條件。
2、 中冷器
中冷器是個熱交換器，它為壓縮后溫度較高的空氣降溫，提高進氣密度和充氣量。由于冷卻方式不同，中冷器分為空一空中冷器和水冷型中冷器兩種。目前重型柴油發電機普遍應用的空一空中冷器，它以空氣作為傳熱介質，實現增壓后的空氣與周圍空氣的熱交換。
3、增壓器
將空氣預先壓縮后供人氣缸，以提高空氣密度、增加進氣量，從而提高柴油發電機功率和燃油經濟性。增壓器結構如下：
（1）廢氣驅動渦輪旋轉，渦輪帶動同軸安裝的壓氣機葉輪一起旋轉，新鮮空氣從壓氣機人口吸人，加壓后的空氣通過葉輪外圓周的出口流出并進歧管。廢氣旁通閥用于增壓控制，增高后的壓力作用于氣膜的右側。當壓氣機壓力較低時，膜片左側的彈簧力大于膜片右側的壓力，膜片處于右位，排氣旁通閥關閉。
（2）增壓器上有進油管，來自主油道的機油潤滑冷卻增壓器軸和軸承。增壓器回油管再將機油送回油底殼。當增壓壓力大于彈簧力時，膜片左移，排氣旁通閥打開，部分廢氣直接排人排氣管，這便實現了增壓壓力和渦輪機轉速的控制。廢氣旁通閥使進氣壓力不至于過高。
圖2 進氣系統布置圖
圖3 排氣系統布置圖
二、排氣系統
排氣系統包括排氣歧管、排氣總管、消聲器及排氣煙道等如圖3所示，排氣系統的作用是減小阻力和降低噪聲，將廢氣排入大氣。一些柴油發電機的排氣管上設有蝶閥。排氣制動打開時，蝶閥關閉，增大柴油發電機的制動力。國三排放的柴油發電機，排氣系統中加裝有后處理器、顆粒捕捉器dpf/doc/poc等，負責對污染物進行處理。
排氣通路∶
氣缸→排氣門→氣缸蓋排氣管→排氣歧管→排氣總管→增壓器渦輪機→消聲器→排氣煙道→大氣
1、排氣歧管
排氣歧管是連接每個氣缸的，最后排氣歧管會匯集成一根管子，排氣歧管可以讓汽缸內排出的廢氣進入排氣管。柴油機都是有排氣歧管的，如果發動機有四個氣缸，就有四根排氣歧管，如果發動機有八個氣缸，就有八個排氣歧管。
2、消聲器
降低排氣噪聲。在排氣管出口處裝有消聲器，使廢氣經過消聲后進入大氣，一般采取2個消聲器。一級消聲器是阻性消聲器，用于吸收高頻噪聲；二級消聲器（主消聲器）是抗性消聲器，用于減弱低頻噪聲。

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