第3章-柴油机.docx

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1、；EVo1.6型柴油机3为适应美国环保局（EPA）针对机车制订的2徼排放$1998年开始开发GEV016型柴油机,GEVO柴油机根本采力7HD1.柴油机的主要结构，致力于到达开发目标的改良.在GEVO柴油机开发的初步阶段，改良燃油管理,提岛压缩比和蜂伯压力承受能力,优化配气定时，改善涡轮增压推效率和提高进、持道流Iit系数.以及优化进气冷却和燃烧室几何形状,被确定为到达开发目标的关键要#K改善排放的同时还要马燃油效率的折衷.为了抵消囚延迟喷射定时而引起的燃油消耗率的增加,偌要对燃油喷射系统参数升级,并结合采用优化燃烧系统设i匕电子控制的整体式喷油泵和通过优化凸轮鞭面、喷油始点、喷油器容量和流量

2、，经过脸证的燃油喷射装猊可到达排放和燃油效率要求，采用的GE涡轮增Jk：器能在较高压力水平下具有足够喘报裕度可以高的压比和宽广的流量特性满足柴油机的性能要求，除了关键的性能参数外，柴油机的可绑性和耐久性也至关重要。因此，斑个部件和系统超要通过可靠性设计程序的验证，再进行广泛试验.通过做破坏性试验.确认了关犍零部件的设计余盘.一些大的结构部件,如曲轴、连杆、活塞、气缸盖和涡轮熠压器，均在专门设计的试脸台上进行岐坏性疲劳循环试验.柴油机进行了大量的性能和耐久性试验GEVO1.6型柴油机是GEVO柴油机的系列产品，具有该系列柴油机的共有优势，其额定功率为4660KW,以满足中国铁路运输时扒乍柒油机装

3、乍功率的要求，3.1柴油机总体布宜和结构特点3.1.I柴油机总体部置GEV016柴油机的总体布置见图3-1、图3-2.柴油机的16个气缸分成左、右两列,两列气缸呈V型45夹角，柴油机自由编,前端孟组件（IFE）紧同于机体前端面.在前端盖组件的上面安装左、右两台增压器；在增压潞下面的前端茂组件内各安装一个抽屉式的中冷器：在自由端下边的左侧安装一台水泵，右侧安装一台润滑油泵：在左他下方，装有一个加油口和油尺。图31柒油机外形图由气缸盖、气缸套和加强食组成的气缸加件安装在机体各个气缸孔上,成为丘、右两列，从而组成柴油机上部的V型结构.气缸组件的丁更部是气缸罩蒜，松开气缸罩盖上的手轮,可看到福坪和气门

4、组件,并可用插耨上的词A螺行来调整气门冷态间照.曲轴置于机体的主轴承上。在柴油机气缸内，空气与期油混合燃烧后的愁气推动活富作往复运动，并通过连杆推动曲轴作旅转运动.曲轴输出剧由压袋于曲轴轴颈上的法兰盘通过蜷枪与主发电机的转子连接.将柴油机的作功传给主发电机.曲轮输出端的轴颈上还压装有曲轴尚轮，通过情轮带动凸轮轴齿轮，北动凸轮轴运转。与曲轴自由端法兰连接的齿轮带动水泵齿轮和润滑油泵古轮,建动水泵和润滑油泵运转.曲轴自由端还安装一个调整柴油机扭转振动的减振器.两根凸轮轴分别置于机体左、右两恻的凸轮轮轴承上。凸轮轴的配气凸轮推动气门驱动机构，控制气门的开闭：凸轮轴的燃油凸轮推动喷油泵下体的滚轮使喷油

5、泵产生诙代燃油.装在喷油泵外DH的电磁阳接受电子燃油控制系统计算机发出的侑号.控制啖油泵的供油定时和供油眠,ms油泵输出的高压卷油经Ih高压油管和喷油涔向气缸啮油，供柴油机燃烧作功.在柴油机V型的左、右两恻,布置能油进油总管和燃油回油总管.并在柴油机左、右两恻的机体平面上从上至下各装有八个凸轮釉检查孔部和曲釉箱检查孔前。翻开这也IK可依杳凸轮轴和曲粒和的情况，曲轴箱依杳孔靛还设置曲轴箱的防爆装汽，机体V型夹角内的下部储出冷却水腔,在其上面安装一个进气和出水管组件,其下部为进气总管、上部为出水总管.经过中冷静冷却的空气,经由安装中冷器的前端盅组件内腔进入进气总管，再送入各气血，出水总管与接有增压

6、器出水管的过渡管连接，将柴油机的出水送入机车的散热器进水管路.在诳气和出水管组件上方，藕外侧布走着两根排气总管，左、右各气缸的排气经各支管接入该1的排气总管，再由过渡管与增玉器的涡轮进气口连接，将高温的压力气体送入增压器，供涡轮作功。，图3-2柒油机横息面图在柴油机后泡机体左后IW的凸块上安装有两个曲轴转速传感器.压奘于曲轴后端的法兰盘上.有一个89齿（另加一个缺失齿）的齿阳.曲轴转速传感器通过检测齿圈上的齿来确定曲轴在旋转过程中的位置，提供柒油机的电子燃油控制系统，确定供油时刻，柴油机上安装行电子燃油控制系统的各种传感零.它们向计算机提供多种信息.计算机依此向电磁网发出信号，操纵电磁阀的动作

7、，从而控制柴油机的功率和转送，并实现各种保护功能。旅输出端的右侧,安装有柴油机的盘车机构“油底光装在机体的底面“柴油机的四个支承.分别装于机体靠自由端底部两恻和主发电机.底部两侧，柴油机吊运时.将起电吊钩拧入柴油机两恻的柴油机支承螺孔.和安奘于机体蚯出端顶面的起重吊钩一起与柴油机吊具连接后,便可起用柴油机.柴油机结构特点GEVO16型柴油机具有如下结构特点.两列气缸呈V型450布置，这允许较大缸径的柴油机列装在一个窄的机车总宽度里，此正为机车柴油机所要求的，独立的动力组件安装于半隧道式的曲轴箱上,通过卸去最少数鼠的紧固件,即可将包括气缸盖、气缸套、加强食、活塞、连杆、高压油泵、气门挺柱和气门推

8、杆的动力如件整体从柴油机中取出.此结构，可方便柴油机维护，缩短检修周期，防止冷却水对润滑油的影响等.前端盖组件集中安装了增压器、中冷器.水泵、制滑油泵等部件，前端如件内还布置有空气、水、润滑油通道：柴油机V里夹角里，从下至上设置有柴油机总的进水腔、进气道和出水总管.这就为油、水、，管路布置提供了便利条件,可大为简化外部管路的设置，使柴油机外观整洁，也便于维修。电子控制燃油喷射(EFI)系统主要由电子控制喷射装猊、柴油机控制单元(KC1.)和多种传雪落第成.电子控制喷射装置的高压油泵和喷油涔分别安装在加强套和气缸需上，两者团高压惚油管连接。高压油泵向喷油器的供油，由柴油机控制电元通过装在商压油泵

9、上的电磁阀控制.电子控制燃油喷豺(EFI)系统改变了柴油机喷油控制方式，全面赛测柴油机运行状态,实施精确的反附调控.深的曲轴箱可提高机体的刚性，这是主发电机直接安装在机体上所需要的，采用好个气缸对应有一节凸轮轴的分段组合大结构,每节凸粒轴外偶有一个蒸板.翻开盅板就可以方便地观察和拆检凸轮轴.大的曲轴箱观察孔盅位于曲轴中心的上方以便连杆维修时易于接近。由钢顶和球枭铸帙活塞销座以及铝活塞裙构成的组合活塞.可到达SUt轻和承受顶峰值氏力的要求。在曲轴上分段焊接大小不同的平衡重.有利于曲轴型量的减轻.减小曲轴正后可提高柴油机轴系的自振频率，为M小柴油机扭转想动提供功利因素，在气缸套中镣入一个抗拊光减磨

10、环以提供耐久运行外表.对连仟杆身与连FF大端之间的过渡进行了优化,以获得最大刚度,气缸曲具有加厚的火力板、高的气缸需及其合理的内部结构、尺寸羟过优化的扑气门座幽冷却孔和为防止应力集中而采用圆滑过渡区，使气缸盖具有更高的可靠性.3.2柴油机主委技术簪数型号：GEV(H6型式：四冲程、出接喷射燃烧室、废气漏轮增压、增出空气中间冷却.缸径X行程；25QX320Nin缸数及排列：16缸、丫型、夹角45气缸总排址：251.31.几何压缩比：16.8：1额定转速：1050rmin怠速转速：440rInin额定功率：4660kW燃油浦耗率：2143%gkB.h(排放优先模式)2003g/kW.h(油耗优先模

11、式)质崎：21857kg外形尺寸：5105X1771X2603mmH3-4机施构制面图机铸铁制个半隧道箱.其横呈六边与曲轴中大的距有通长加板,这就较大的横网度。机体3.3国定件3.3.I机体总成机体总成主要由机体、主轴承盖、气缸食、加强食、前端盖组件、各类釉承以及螂柱、各种加板等机体附件殂成.3.3.I.1飙体及附件机体及附件的结构如图33、34所示.图3-3机体1.*主他女终性轴承体由球力成，是一式的曲轴一面大体形，底面心线有较离.并且原的底使机体有向和纵向顶部有两个安装气缸组件的加工斜面,其中,有安装气缸组件夹角成45的气缸孔,斜面还有紧固气虹殂件的螺松孔和将冷却水引入气虹祖件的出水孔等。

12、机体央角中，有纵向贯穿的冷却水腔，冷却水由此羟机体J部斜面的出水孔流入气缸水套.用于冷却气缸套.机体设有9档主轴承，锻钢制成的主轴承盖安装在机体的羯个横向构件上，止推轴承设在输出端.每个主轴承装用两个螺柱和摞母紧囿在机体上，每个主轴承盖与机体的结合向上有两个定位倘.用于与机体的定位.两个横拉螺栓穿入机体两侧.拧入主轴承而，进一步紧固主轴承盖并且提高了机体主轴承孔的刚度。在输出玷.机体和止推轴承盖的主轴承孔两侧.各安袋组止推轴承.机体的每个横向构件的左、右侧上部布置有凸轮轴轴承孔,用于支推凸轮轴,9档凸轮轴孔中，仅自由端一档孔径较小，其余各档孔径均相同。一片凸轮轴止推轴承次于输出端，并用一个螺栓

13、紧固于机体上。左、右各档凸轮轴孔均有钻孔通向主轴承孔，中空凸轮轴里的润滑油经凸轮轴孔和该钻孔流入主轴承孔.各凸轮轴孔还有一个钻孔通向机体的顶部斜面.由此，润滑油进入加强套内流入气缸盅.去润/气门摇性机构。在输出端，从电至外，机体有三个安装面.最典面安装一个后油蚪前，它与曲轴上的甩油盘和法兰盘共同构成曲轴怆山地的迷宫式梏封结构：机体左后仰的凸块上安装有两个曲轮转速传感器：最外面是三个主发电机的安装面，该面有螺孔和定位铺孔,分别用于发电机的紧固和定位。机体两例有凸轮轴检查孔和曲轴箱检查孔，它仰的海面安装有对应的蛊板.其中，凸轮轴盖板由钢板冲压成型。而曲轴箝检查孔盖是一个纲件，其盖板依钻舛费压紧在机

14、体的检食孔平面，实现蒜与机体间的密封，当曲釉箱内的气体压力超过一定数值后，克服弹宽力，发开流板以棒放压力，随后弹黄力又迫使之板极其迅速地关闭检杏孔,以阻止空气窜入曲轴箱.预防曲轴箱由于空气市入而产生爆燃的危险.靠辎舟箍的两侧各有一个齿轮箱检杳孔靛，其中，右恻虚还用于安装柴油机的提车工具。3.3.1.2?缸普、加强套和削端K组件1气缸套气缸套由灰铸铁制成其结构如图35所示.内壁面呈平台网攻形式.用于存储润清油，以战少气缸套和活塞的磨损。气缸食外圆的4个定位面，从上至卜分别与加强套的上、下定位孔和机体的上、下气缸孔相配，气缸套的中部凸缘的平面，支找f加强套下定位孔的上端面气缸套外网的3个定位而各有

15、一个挽胶密封圈,上部密封阉可防止气缸上部水腔的冷却水漏泄到柴油机外面,中部的两个橡胶密封圈分别用于防止气缸不部水腔的冷却水混入机体的曲轴箱，以及曲轴箱的润滑油第入上述水腔.气缸套凸绿顶Ifd与气缸盅之间装有钢质垫片,用于密封燃烧室气体.气缸套底面设有安装活塞保持架的螺孔，动力组吊装时该保持架托住活塞，使活塞可保持在气缸中不致脱落，气缸套内孔上部安装有个减磨环，减磨环可减少气缸中积碳的形成和在活生行程中利去活塞上的积碳图3-5气缸套2加强套加强套由灰铸铁制成，其结构如图3-6所示，加强套设有上、下两个气缸套定位孔,下定位孔的上平面是气缸套的支掠面.气缸套上部与加强套与之间形成气缸的冷却水腔。加强

16、食和气缸套之间形成的水腔分为上、下两部，来自机体的冷却水经加强套底部诳入下部水腔后.流匿由于气缸套中就外圆面上的一道坝状环筋和加处套内圆组成的限制带后.被强制沿网周均匀地流向上部水腔.之后.通过气缸套上部舟水孔进入气缸施内。加强套外恻的内腔，设有气门挺杆、高压油泵的安装孔和放置气门推杆的空腔.加强套内部还有许多油孔.机体上与凸轮轴孔钻通的涧滑油，从加强套底部流入,其中一路经油孔进入各挺杆孔，去润滑挺杆的外圆和滚轮，另一路从加强套顶部油孔进入气缸盅，去润滑气门机构：从气缸装油孔过来的喷油器同油，进入加强套顶部油孔后，羟内部油孔由总压油泵安装孔外侧流入设在柒油机侧面的燃油回油管.加强套与气t床及机体之间均