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WD615系列柴油机进、排气系统


一、组成与结构 二、主要故障 三、拆检、装配与修理 四、注意事项

WD615系列柴油机进、排气系统

WD615系列柴油机进、排气系统示意框图如图6-1所示。

WD615系列柴油机进、排气流动示意图如图6-2所示。

WD615·67型是进、排气系统带增压器、中冷器的机型。带增压器无中冷器的代表机型为WD615·61;非增压(自然吸气)柴油机代表机型为WD615·00。还有一种增压中冷谐振机型为WD615·68/78。

、组成与结构

WD615系列柴油机进排气系统结构如图6-3图6-4所示。

1.空气滤清器

WD615系列柴油机空气滤清装置如图6-5所示。

WD615系列柴油机空滤器为纸质一毛毡双级空滤器。毛毡滤芯也称安全滤芯,带有导流罩和集尘皮囊,其上还有空滤器指示灯开关。如图6-6图6-7所示。

空气经驾驶室后的集风道进入空气滤清器;经导流罩,空气在空滤器壳和滤芯间的间隙旋转,空气中较大的颗粒和尘埃因离心作用而甩向空滤器壳,并顺壳内壁落入底盖及集尘皮囊中,经过离心净化后的空气再经纸质滤芯和毛毡安全滤芯,滤去较细的灰尘;经过滤后的空气经安全滤芯的中央通道进入发动机进气管或增压器进气口;若空气滤芯太脏,发动机工作时,真空度增加,空滤器指示灯开关接通,警告灯亮,提醒驾驶员应保养或更换空气滤器。


2.增压强

采用废气涡轮增压方式,其结构如图6-8所示。

1)废气涡轮增压器的特点:

(1)滞后现象。由于废气涡轮的工作相对于发动机气缸内的工作有一定的迟后,同时,由于涡轮、压气机叶轮高速旋转的惯性,使发动机变工况时,响应迟缓,排烟增加,汽车的加速性较自然吸气(非增压)的稍差,这就是废气涡轮增压器的滞后现象。

(2)压气机喘振现象。压气机工作不稳定,气流出现强烈振荡,引起叶片发生强烈振动,发生很大噪声,压气机出口压力显著下降,同时伴有很大的压力波动,柴油机工作不稳,这就是压气机的喘振现象。引起这种现象的主要原因是当流量小于设计值较多时,在增压器叶道内和工作轮叶片进口产生强烈的气流分离引起的。

(3)涡轮的阻塞现象。气体流速在涡轮喷嘴出口截面处达到高速时,流量不随膨胀比增大而增加的现象。

(4)超速现象。主要是增压器流量不够大,当增压发动机还未达到额定工况时,增压器转速已达极限,继续增加发动机功率,增压器将超速运行,这是不允许的,应重新选配合适的增压器。

2)废气涡轮增压器的结构(以GJ80为例):涡轮增压器主要由压气机和涡轮两部分组成。

(1)压气机部分:主要包括单级离心式压气机、扩压器和压气机壳。

(2)涡轮部分:主要包括涡轮壳、单级径流式涡轮。

涡轮轴与涡轮是采用摩擦焊接连成一体,压气机叶轮以间隙配合装在涡轮轴上,用螺母压紧。涡轮与轴总成、压气机叶轮,经过精确的单体动平衡,以保证高速旋转时正常工作。

(3)增压器的转子支承是采用内支承型式,全浮动式轴在位于两叶轮之间的中间体内,转子的轴向力靠止推轴承端面来承受。全浮式轴承即轴与轴套之间一定径向间隙全靠一定压力的润滑油将转子浮起。

(4)在涡轮端和压气机端均设有密封环装置,压气机端还有挡油罩以防止润滑油的泄漏。

(5)压气机壳、涡轮壳、中间体是主要固定件,涡轮壳和中间体采用压板连接,压气机壳与中间体之间通过扩压器后板也采用螺栓、压板连接。压气机壳可绕轴线在任意角度进行安装。

(6)增压器的润滑:采用压力润滑。从柴油机主油道提供的压力润滑油直接通向增压器的转子油腔,然后通过回油管直接流回油底壳。

WD615系列柴油机与增压器的匹配,如表6-1所示。

表6-1 WD615系列柴油机与增压器的匹配

柴油机型号

增压器型号

生产厂家

WD615·61/71

K28·32700·2829

原西德K.K.K公司(进口)

湖南叙浦红远机械厂(国产)

GJ80B

辽宁凤城增压器厂(国产)

WD615·67/77

K28·32700·2029

西德K.K.K公司(进口)

湖南叙浦红远面械厂(国产)

GJ80A

辽宁凤城增压器厂(国产)

H2C8650/T28811

英国霍尔塞特(Holset)公司(进口)

J90

无锡动力厂(国产)

WD615·68/78

K29

西德K.K.K公司(进口)

T451

美国Garrrett公司(进口)

增压器的主要性能参数如表6-2所示。


3.中冷器

中冷器(空气中间冷却器的简称)为空一空冷却形式。其功用为克服因增压后空气压力升高、温度升高及空气密度减小而产生的不良影响,使增压后的空气降低到适宜的进气温度,以增加空气密度,提高充气效率;由此可以使发动机功率提高8%-10%。中冷器的构造如同散热器,中冷器芯管壁上带有散热铜片。冷却散热面积为0.4803平方米,置于冷却液水箱前部,与散热水箱安装在一起,中冷器进口位于底部,出气口位于上部。

4.发动机进、排气管

1)发动机进气管:

采用铸铝金压铸制造呈扁口形,在WD615系列柴油中有二种进气管:一种为自然吸气及增压柴油机用的进气管,进气口朝后;另一种为增压中冷柴油机所用的进气管,进气朝前。

进气管上有冒烟限制器空气管接头螺孔和油门拉线板螺孔,还有预热塞螺孔,不用预热塞时,用螺堵堵住。

2)发动机排气管:

采用球墨铸铁材料,采用前三缸和后三缸两上排气歧管,而后三缸的排气歧管又分为二种:

(1)自然吸气机型后三缸的排气歧管采用直通式的,结构较简单。如图6-9所示。

(2)增压、增压中冷机型后三缸的排气歧管是采用带夹层的双出口孔的排气管,如图6-4所示。

WD615系列柴油机各机型进、排气系统的异同点,如表6-3所示。

表6-3 WD615系列柴油机各机型的进、排气系统

代表机型

进气方式

进气管

排气管

前排气管

后排气管

WD615·00/20

自然吸气

61500110027

进气管口向后Φ110

61500110016

61500110017

WD615·61/71

增压

61500110027

进气管口向后增压器扩压管Φ100(Φ97)

615600110059后排气管为带夹层双出口

WD615·67/77

增压中冷

61560110131

进气管口向前增压器扩压管Φ100(Φ97)

WD615·68/78

增压中冷谐振

61560110131

进气管口向前

6150110120

6156011121

5.消声器

消声器的作用是降低从排气管所排出的废气的温度和压力,以减小噪声并消除废气中的火焰和火星。如图6-10所示。一般多采用多次改变废气流动的方向,通过节流、膨胀、增加流动阻力,吸声和冷却等来实现。

各种柴油机消声器的具体结构有所不同,但不外乎是几种基本形式的组合:空调型、插管空洞型、共鸣型和吸声型等。

对消声器结构要求不仅要满足消声作用,还要求尽量使背压小,以免影响排气降低发动机功率。

6.空滤器检修指示器

当空滤器未堵塞时,进气管内的吸力(负压)未达到克服弹簧弹力而使触点闭合的程度;当空滤器脏污堵塞到一定程度,进气管内吸力大(负压大),克服弹簧弹力使触点闭合构成回路,仪表板上空滤器红色指示灯闪烁不停,以提醒驾驶员空滤器应进行保养了。[TOP]


、主要故

1.废气涡轮增压器常见的故障

(1)压气机喘振。如果增压器在工作过程中向气缸内输送空气量不足,空气压力产生较大的波动,在压气机端发出异响,如气喘的响声,这就是喘振。由于喘振,发动机工作不平稳,功率下降,排气冒黑烟。

产生喘振的原因是进气系统堵塞,如空气滤清器滤芯严重阻塞,进气管内油污太多阻塞;增压器的喷嘴环流通道发生变形也会造成喘振。最好是每次二级保养更换空气滤芯,车辆运行10万千米左右,清洗进气通道。

(2)增压器在运转中发生杂音,发出金属的撞击、摩擦声,或者产生振动。这是增压器转子和涡壳之间的间隙发生了变化,应拆卸转子检修、调整。

(3)增压器在运转中出现了强烈的振动,这是由于转子组不平衡,轴承损坏造成的,应更换轴承及进行转子组的动平衡校验。

(4)增压压力下降。该故障的主要原因是进气道堵塞,进入中冷器的进气道连接软管松脱、破裂造成。

(5)增压器突然停止运行,发动机功率下降。这是增压器轴承损坏,转子组烧死所致,应更换轴承,如损坏严重应更换增压器总成;油封漏油也应及时检修更换。

2.空气中间冷却器进气口处积存油水

中冷器进气口处有时会发现有油水,并从冷却器进气连接胶管处滴漏。

造成这种现象的原因有正常与非正常因素。非正常因素有:

(1)机油加得过多,油面过高。

(2)加入的机油油质较差,升温后蒸发量大。

(3)增压器浮动轴承损坏,密封环拆断或磨损严重,油从压气机端泄出。

(4)油气分离器分离不彻底。

(5)发动机内部有微量渗水之处,升温后成蒸气被分离出来。

正常因素有:

(1)增压器转速高达80000转/分,它采用浮动轴承,径向间隙大,且采用压力润滑,虽有密封环,但压气机端不可能一点油也渗不出来。

(2)从油气分离器出来的混合气中含有少量的机油、燃油蒸气及水蒸汽。

(3)空气本身含有水分,尤其是在阴雨、潮湿的地方(如南方)或暴风雪中行驶,空气湿度大。

(4)在换新机油时,其中也含有少量水分及挥发性物质,受热后,经油气分离器进入进气管中。

以上几种因素使工作一段时间的发动机,在进气管路的最低点一中冷器进气口处凝结,成为液态油水。若该段连接的橡胶管老化或卡箍松脱,积存处的油水就滴漏出来。若是上述原因引起的油水滴漏,它将不影响发动机的正常工作。

因此,要判断中冷器进气口处有油水滴漏是正常的还是非正常的,不仅要注意其量的多少,还应仔细检查和观察发动机的运转情况和机油的耗量。一般地讲,若发动机启动正常,排气烟色与运转声音正常,转速、负荷均能达到规定值,且无任何异响,则可断定为正常现象;否则为异常现象。正常的机油耗量应小于1.55-1.76克/千瓦·小时;或为燃油的千分之八,即耗1000千克燃油消耗掉8千克机油。

3.排气歧管处漏油

故障现象:

在WD615系列柴油机两排气管连接处滴油。

故障原因:

(1)机油加注过多。

(2)油气分离器失效。

(3)气门密封套脱出安装位置,气门与气门导管磨损严重,导致机油从此处大量泄入燃烧室内。

(4)活塞环折断或活塞与缸套拉缸,或大大超过磨损极限而大量窜油。

(5)新换活塞及活塞环,其两道气环装反,或油内撑弹簧弹力过小、损坏,起不到刮油作用,机油大量窜入缸内。

(6)压气机端密封环损坏,泄漏机油。[TOP]


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