周向位置。接径向泵接轴向泵(c)OSENZc)图4-11凸轮片的联接
周向位置。 图 4-11 凸轮片的联接
2.凸轮轴传动机构凸轮轴由曲轴带动，两者保持准确安照柴油机工循环的要求，由凸轮控制的机构每循环必须动作一次。由于四回转两周完成一个工作循环，因此其凸轮轴与曲轴的转速比应该是该为1:1凸轮轴传动机构有齿轮传齿轮传动的应用最为普遍。中高速柴油机的凸轮轴传动机构大多轴系的扭转振动节点多数在飞轮附近。把传动机构布置在飞轮端专动较准确可靠。图4-12为四冲程V型柴油机的凸轮轴齿轮传动机构。时齿轮5，经过中间齿轮3和2，传动凸轮轴上的正时齿轮1，带动凸轮轴6。齿轮减速后，正时齿轮1与5的速比为1:2。当前，除MC型柴油机继续采用链传动外，其它的低速柴油机的凸轮轴传动均采用齿轮传动。为了缩短柴油机长度，降低柴油机重量和造价，新型低速柴油机都在推力盘外缘装上齿圈，作为传动凸轮轴的主动链（齿）轮。传动机构一般都安置在专门的传动轮箱中。图2-1141、5-定时齿轮，2、3-中间齿轮，4-曲轴，6-凸轮轴7-滑油喷咀图4-12凸轮轴齿轮传动机构图4-13为凸轮轴的链传动机构。凸轮轴与曲轴间的距离可以很大。传动链为套筒滚子链。在正车转向的松边装有张紧链轮1，张紧臂2靠自重绕左端铰链顺时针转动时自动张紧，张紧臂右端的液压缓冲装置3对链条起减振作用。以减小链条的横向抖动，使链条工作平稳
2．凸轮轴传动机构 凸轮轴由曲轴带动，两者保持准确的相对位置。按照柴油机工循环的要求，由凸轮控制 的机构每循环必须动作一次。由于四冲程柴油机曲轴回转两周完成一个工作循环，因此其凸 轮轴与曲轴的转速比应该是 1:2。同理，二冲程柴油机则应该为 1:1。 凸轮轴传动机构有齿轮传动、链传动等型式。其中以齿轮传动的应用最为普遍。中高速 柴油机的凸轮轴传动机构大多数布置在飞轮端。这是因为轴系的扭转振动节点多数在飞轮附 近。把传动机构布置在飞轮端可因 扭振的振幅小 而使传动较准确可靠。图 4-12 为四冲程 V 型柴油机的凸轮轴齿轮传动机构。曲轴 4 上的正时齿轮 5，经过中间齿轮 3 和 2，传动凸 轮轴上的正时齿轮 1，带动凸轮轴 6。经过两级齿轮减速后，正时齿轮 1 与 5 的速比为 1:2。 当前，除 MC 型柴油机继续采用链传动外，其它的低速柴油机的凸轮轴传动均采用齿轮传 动。 为了缩短柴油机长度，降低柴油机重量和造价，新型低速柴油机都在推力盘外缘装上齿 圈，作为传动凸轮轴的主动链（齿）轮。传动机构一般都安置在专门的传动轮箱中。 图 4-12 凸轮轴齿轮传动机构 图 4-13 为凸轮轴的链传动机构。凸轮轴与曲轴间的距离可以很大。传动链为 套筒滚子 链。在正车转向的松边装有张紧链轮 1，张紧臂 2 靠自重绕左端铰链顺时针转动时自动张紧， 张紧臂右端的 液压缓冲装置 3 对链条起 减振 作用。以减小链条的横向抖动，使链条工作 平稳
3图4-13凸轮轴链传动机构3.使用管理注意事项凸轮轴及其传动机构使用管理注意事项主要有：1)重装凸轮轴的传动机构必须注意对准其啮合记号。在传动机构已拆卸而机械式气阀驱动机构未拆卸的情况下，禁止盘动曲轴。以防止活塞顶撞上开启的气阀，造成气阀损坏事故。2)凸轮及其传动机构必须经常检查其润滑的情况。检查油路是否畅通，喷咀有否堵塞。3)对于链传动必须注意链条的张紧情况。当磨损使链条伸长达到规定值（指针下沉到刻度【底部时，即液压缓冲装置油缸下沉到了限定位置，就必须调整液压缓冲装置中阻尼活塞的位置，使其也相应下移。【步骤如下：松开螺母A、B、C和D，转动螺母C和D，使其下移，以使缓冲活塞得以下移。】先盘车使张紧轮边成为松边，并到达平衡重4垂直向下地悬挂着的位置，这时才调整液压缓冲活塞的位置。【收紧螺母B，直至轴与螺母之间留有规定的间隙D-1。拧紧螺母C。拧紧螺母D和A，并分别用锁紧片锁紧。最后重新固定指针，使其回到刻度上的零点。】当链条磨损，增长超过1.0%，就应报废。4)检查和调整气阀正时，必须在检查和调整好气阀间隙后再进行。过小的气阀间隙不但可能使气阀关不严，且会使气阀提前开启延后关闭。过大的气阀间隙使气阀撞击加大，同时使气阀延后开启提前关闭。第三节废气涡轮增压系统和涡轮增压器增压是提高柴油机功率的最主要途径。柴油机功率随增压压力的增加成比例地增加。采用废气涡轮增压，由于利用了废气能量，柴油机的经济性还可同时得到提高。一、废气涡轮增压发展概况废气涡轮增压技术的发展使柴油机性能的提高产生飞跃，柴油机的发展离不开增压技术的发展。五十年代、六十年代商船不断向大型化，高速化方向发展，要求船用柴油机功率增大。船用柴油机增压度迅速提高。五十年代一般增压压比Ⅱk（压气机出口压力与进口压力之比）小于1.5，增压器效率n在45%左右：六十年代k为2.0~2.5，Ⅱ在55%左右
图 4-13 凸轮轴链传动机构 3．使用管理注意事项 凸轮轴及其传动机构使用管理注意事项主要有： 1)重装凸轮轴的传动机构必须注意对准其啮合记号。在传动机构 已拆卸而 机械式气阀 驱动机构 未拆卸的情况下，禁止 盘动曲轴 。以防止活塞顶撞上开启的气阀，造成气阀损 坏事故。 2)凸轮及其传动机构必须经常检查其润滑的情况。检查油路是否畅通，喷咀有否堵塞。 3)对于链传动必须注意链条的张紧情况。 当磨损使链条伸长达到规定值（指针下沉到 刻度【底部】）时，即液压缓冲装置油缸下沉到了限定位置，就必须调整液压缓冲装置中 阻 尼活塞的位置，使其也相应下移。【步骤如下：松开螺母 A、B、C 和 D，转动螺母 C 和 D， 使其下移，以使缓冲活塞得以下移。】先盘车使张紧轮边成为松边，并到达平衡重 4 垂直向 下地悬挂着的位置，这时才调整液压缓冲活塞的位置。【收紧螺母 B，直至轴与螺母之间留 有规定的间隙 D-1。拧紧螺母 C。拧紧螺母 D 和 A，并分别用锁紧片锁紧。最后重新固定指 针，使其回到刻度上的零点。】 当链条磨损，增长超过 1.0％，就应报废。 4)检查和调整气阀正时，必须在检查和调整好 气阀间隙后再进行。过小 的气阀间隙不 但可能使 气阀关不严，且会使气阀 提前开启 延后关闭。过大 的气阀间隙使气阀 撞击加 大，同时使气阀 延后开启 提前关闭。 第三节 废气涡轮增压系统和涡轮增压器 增压是提高柴油机功率的最主要途径。柴油机功率随增压压力的增加成比例地增加。采 用废气涡轮增压，由于利用了废气能量，柴油机的经济性还可同时得到提高。 一、废气涡轮增压发展概况 废气涡轮增压技术的发展使柴油机性能的提高产生飞跃，柴油机的发展离不开增压技术 的发展。五十年代、六十年代商船不断向大型化，高速化方向发展，要求船用柴油机功率增 大。船用柴油机增压度迅速提高。五十年代一般增压压比πk（压气机出口压力与进口压力 之比）小于 1.5，增压器效率ηTk 在 45％左右；六十年代πk 为 2.0~2.5，ηTk 在 55％左右
七十年代有些增压器元达3.0，Ⅱ达到60%左右。七十年代石油危机使石油价格涨了十几倍，航运造船界把注意力转向了节能（油）。降低燃油消耗率成了船用柴油机市场竞争的焦点，所以增压器发展工作的侧重点明显地倾向提高效率Ⅱ飞方面。如果不是改善了增压器的空气动力性能，涡轮增压器的效率Ⅱ随着压比k的增高会迅速下降，工作范围会变窄，性能恶化。现在采用三元流动理论来进行涡轮增压器的气动设计，在设计、制造过程中更深入地采用了计算机，使得设计越来越合理、制造越来越精确，增压器的空气动力性能不断改善。图4-14是受石油危机影响，ABB公司VTR增压器的发展情况。从图上可看出增压器的性能有很大的改善：1)增压器的最高效率已达到72%。2)具有更宽的工作范围。船舶营运部门广泛采用减速航行来节油，人们不仅重视船舶柴油机的高负荷性能，而且更加重视其低负荷性能了。这也就要求增压器有更宽的工作范围，尤其在部分负荷（低压比）时有较高的效率。3）具有更高的可用压比。这一阶段低速机在努力降低ge的同时，增压度仍有所提高，只是pe的提高不如pmax的快。15R4A70TRX65研效总60OTRCN55501.52.53.523压比图4-14VTR各系列增压器的发展图4-14VTR各系列增压器的发展近年来石油的价格回落，航运界要求柴油机有高的综合经济性（包括高的可靠性、提高平均有效压力降低单位功率造价及保持低的燃油消耗率）、排气污染应降低至法规限定的范围内。这就要求增压器有更高的增压压比。当然，在该压比时也应有足够高的增压器效率。针对低速机ABB公司推出了VTR-4D型增压器（由VTR-4P型增压器的压气机与VTR-4E型增压器的涡轮择优拼装而成，其压比达3.9，总效率为0.67)。使新型低速机的性能进一步提高，平均有效压力已达到1.9MPa。二、废气涡轮增压技术1.废气能量的组成为说明废气能量的组成，我们画出四冲程等压涡轮增压的理论示功图（图4-15）。其中：
七十年代有些增压器πk 达 3.0，ηTk 达到 60％左右。七十年代石油危机使石油价格涨了十 几倍，航运造船界把注意力转向了节能（油）。降低燃油消耗率成了船用柴油机市场竞争的 焦点，所以增压器发展工作的侧重点明显地倾向提高效率ηTk 方面。 如果不是改善了增压器的 空气动力性能，涡轮增压器的效率ηTk 随着压比πk 的增高会 迅速下降，工作范围会变窄，性能恶化。现在采用三元流动理论来进行涡轮增压器的气动设 计，在设计、制造过程中更深入地采用了计算机，使得设计越来越合理、制造越来越精确， 增压器的空气动力性能不断改善。图 4-14 是受石油危机影响，ABB 公司 VTR 增压器的发 展情况。从图上可看出增压器的性能有很大的改善：1)增压器的最高效率已达到 72％。2) 具有更宽的工作范围。船舶营运部门广泛采用 减速航行 来节油，人们不仅重视船舶柴油机 的高负荷性能，而且更加重视其 低负荷性能了。这也就要求增压器有更宽的工作范围，尤 其在部分负荷（低压比）时有较高的效率。3)具有更高的可用压比。这一阶段低速机在努力 降低 ge的同时，增压度仍有所提高，只是 pe的提高不如 pmax 的快。 图 4-14 VTR 各系列增压器的发展 近年来石油的价格回落，航运界要求柴油机有高的 综合经济性（包括高的 可靠性、提 高平均有效压力降低 单位功率造价 及保持低的 燃油消耗率）、排气污染 应降低至 法规限 定的范围内。这就要求增压器有更高的增压压比。当然，在该压比时也应有 足够高 的增压 器效率。针对低速机 ABB 公司推出了 VTR-4D 型增压器（由 VTR-4P 型增压器的压气机与 VTR-4E 型增压器的涡轮择优拼装而成，其压比达 3.9，总效率为 0.67）。使新型低速机的性 能进一步提高，平均有效压力已达到 1.9MPa。 二、废气涡轮增压技术 1.废气能量的组成 为说明废气能量的组成，我们画出 四冲程 等压 涡轮增压的理论示功图（图 4-15）。 其中：
3-a：进气过程，进气压力为pk。a-c-2-2-b：压缩、燃烧、膨胀过程。b-5-4：排气过程，排气管中的压力为pr。0-α-3-2-0：压气机压缩进入柴油机气缸的空气所需能量。（3-α长度为气缸工作容积。）i-g-3-2-i：压气机压缩扫气空气所需能量。（g-3长度表示扫气空气体积。）0-a-g'-i-o：压气机消耗的总能量。b点：排气阀打开时气缸中燃气的状态。b-f1-b：废气等膨胀到大气压po时作出机械功的最大能力，即排气阀打开时气缸中废气具有的可用能（火用）。e-f-i-g-e'：涡轮前废气的可用能。它由以下四部分组成：(1)e-f-1-5-e：废气到达涡轮前仍保留的可用能。(2)5-4-2-1-5：活塞以pr将【Vh>【V,】体积的废气从气缸中推出所给予的可用能。(3)i-g-4-2-i：扫气空气带来的可用能。（4)e'-f-f-e-e：由于损失废气可用能b-e-5-b而获得的热量使废气温度升高，这样涡轮前的废气温度比等摘膨胀后的e点的温度高（以e点来表示），由此废气得到复热回收的可用能。当然，它远小于损失掉的可用能b-e-5-b。b-f-i-g-5-b：废气总的可用能。它包括排气阀打开时气缸中废气具有的可用能，活塞推出废气而给予的可用能以及扫气空气带来的可用能。废气总的可用能也可看成由以下两部分能E,和E2组成：E（b-e-5-b）-一废气由压力pb降到涡轮前压力pr的可用能。或称脉冲一废气由压力pr降到po的可用能。或称定压能。能。E2 (e-f-i-g-e）-aff212J图4-13四冲程等压竭轮增压柴油机的理论示功图图4-15四冲程等压涡轮增压柴油机的理论示功图EjE, + E2）随 pr的不同而不同。 pr能量E1在废气总可用能Ei+E2中所占的比例（低，其所占比例大：Pr高，其所占比例小
3-a：进气过程，进气压力为 pk。 a-c-z’-z-b：压缩、燃烧、膨胀过程。 b-5-4：排气过程，排气管中的压力为 pT。 o-a-3-2-o：压气机压缩进入柴油机气缸的空气所需能量。（3-a 长度为气缸工作容积。） i-g’-3-2-i：压气机压缩扫气空气所需能量。（g’-3 长度表示扫气空气体积。） o-a-g’-i-o：压气机消耗的总能量。 b 点：排气阀打开时气缸中燃气的状态。 b-f-1-b：废气等熵膨胀到大气压 p0 时作出机械功的最大能力，即排气阀打开时气缸中废 气具有的 可用能（火用）。 e’-f’-i-g-e’：涡轮前废气的可用能。它由以下四部分组成： (1)e-f-1-5-e：废气到达涡轮前仍保留的可用能。 (2)5-4-2-1-5：活塞以 pT将〖Vh〗【Vs】体积的废气从气缸中推出所给予的可用能。 (3)i-g-4-2-i：扫气空气带来的可用能。 (4)e’-f’-f-e-e’：由于损失废气可用能 b-e-5-b 而获得的热量使废气温度升高，这样涡轮前 的废气温度比等熵膨胀后的 e 点的温度高（以 e’点来表示），由此废气得到 复热回收的可用 能。当然，它远小于损失掉的可用能 b-e-5-b。 b-f-i-g-5-b：废气总的可用能。它包括排气阀打开时气缸中废气具有的可用能，活塞推 出废气而给予的可用能以及扫气空气带来的可用能。废气总的可用能也可看成由以下两部分 能 E1 和 E2 组成：E1（b-e-5-b）⎯⎯废气由压力 pb 降到涡轮前压力 pT的可用能。或称脉冲 能。E2（e-f-i-g-e）⎯⎯废气由压力 pT降到 p0 的可用能。或称定压能。 图 4-15 四冲程等压涡轮增压柴油机的理论示功图 能量 E1 在废气总可用能 E1＋E2 中所占的比例（ 1 2 1 E E E + ）随 pT的不同而不同。pT 低，其所占比例大；pT高，其所占比例小