摘要：進氣機構的功用是保證柴油發電機的各氣缸在工作時得到充足的新鮮空氣和排出燃燒室內燃燒后形成的廢氣。進排氣裝置具體由空氣濾清器、進氣管、排煙管、消聲器、氣缸蓋進氣道及氣缸蓋排氣道等組成。另外為了提升柴油發電機的輸出功率，增壓柴油發電機裝有增壓器，高級增壓裝置中還裝有中冷器等。柴油發電機進、排煙裝置的結構。本文主要引薦防爆型柴發機組的進氣和排煙裝置構成及功能。

      防爆型柴油發電機進氣機構由進氣管、進氣阻火柵欄，空氣關斷閥及空氣濾芯等組成。

      進氣阻火柵欄構造為疊片式，由多塊1.2mm厚，51mm寬的不銹鋼板疊加在一起制成的一組柵欄，柵欄片與片的間隙≤0.5mm專為熄滅火焰之用。是為了防止柴油發電機汽缸內可能返回的火焰直接通向大氣、火焰經它熄滅，不至引燃作業環境的易燃氣。為了保證柴油發電機有足夠的進氣量，應經常清理柵欄的表面和間隙間的雜質。清理時應保證柵欄間隙不被破壞。空氣關斷閥是為了安全而設置的，在柴油發電機出現“飛車”現狀時，用作緊急停機用。在空氣關斷閥關閉狀態下進氣被完全切斷，在5～10秒內，柴油發電機即可停止運轉。在正常工作現象停機時，要操作停機開關，嚴禁操作空氣關斷閥停機。

      空氣過濾器的功能是濾除掉空氣中的雜，以保證清洗的空氣進入氣缸內。否則會導致汽缸套和活塞組零件早期損傷，縮短柴油發電機的使用受命，空氣濾清器一般又分為干式過濾器和濕式濾清器。

      它不需要加注機油，即可將空氣中的雜質濾除，其原理是通過改變空氣流動方向或使空氣穿過具有微孔的過濾器，以達到凈化空氣的目的。干式空氣過濾器的濾清器通常有金屬網狀濾芯和紙質過濾器兩種。這兩種過濾器一般操作150h后，需要排除過濾器中的雜質。金屬網狀漶芯取出后應放在柴油中清洗，并用壓縮空氣吹干。紙質濾芯取出后，一般用手或木棒輕輕敲擊其端面，使其吸附在過濾器上的灰塵和雜質脫落。

      濕式濾清器殼的底部放置了一定量的機油，其日的是利用機油的黏性吸附進入氣缸中空氣的灰塵和雜質。目前，進口和國產柴油發電機較多采用的是濕式空氣濾芯。濕式空氣濾清器的構成。濕式空氣過濾器濾芯所吸附灰塵和雜質較多時，一般可將濾清器放置在柴油中清洗并用壓縮空氣吹干。替換機油后，再把吹干的濾芯裝入空氣濾清器。

      進氣管是指汽缸蓋進氣道之前的進氣管道，通常是用鑄鐵或鋁合金鑄造，外觀示意圖如圖1所示。進氣管的用途就是按照柴油發電機的作業次序，分別供給各缸充足的新鮮空氣（如圖2所示），因此進氣管長度應盡量相等。進氣管和排煙管分別安裝在汽缸蓋的兩側，如果在一側安裝，會使排煙管的過熱傳給進氣管，造成進入汽缸內的空氣密度減少，危害進氣量。同時，為了減少空氣的流通阻力，進氣管內壁通常要做的比較平整和光滑。

      廢氣渦輪增壓器結構形式繁多。廢氣渦輪增壓器是由廢氣渦輪和壓氣機兩部分構成的。在廢氣渦輪增壓器中一般都采用離心式壓氣機，故可依據所采用的渦輪機規格把廢氣渦輪增壓器分為兩大類：軸流式渦輪增壓器和徑流式渦輪增壓器。目前，大、中型柴油發電機均采用軸流式渦輪增壓器，徑流式渦輪增壓器僅用于中小型柴油發電機。

      以在柴油發電機中用得較多的VTR型增壓器為例講解廢氣渦輪增壓器的結構。VTR型增壓器有0、1、4、4A四種系列產品，可以滿足50kW～2200kW柴油發電機的匹配要求。它由右側的單級軸流式廢氣渦輪和左側的單級離心式壓氣機構造。廢氣渦輪的葉輪和壓氣機的葉輪裝在同一根軸上構造廢氣渦輪增壓器的轉子，由兩端的軸承支承。

      廢氣渦輪由渦輪進氣箱、噴嘴環、工作葉輪、隔熱墻、燃氣箱等組成。進、排煙箱內腔用水冷卻。進氣箱與排氣箱之間用螺釘緊固。進氣箱右部布置著軸承箱。排煙箱下部裝有增壓器支架。柴油發電機排出的廢氣由進氣箱下部引入渦輪，由排氣箱上部排出。隔熱墻70用絕熱材料制成，預防廢氣對壓氣機葉輪和空氣加熱。

      柴油發電機排出的廢氣經進氣箱送至噴嘴環。噴嘴環由噴嘴內環、外環和噴嘴葉片組成。噴嘴葉片形成的通道從進口到出口呈收縮狀，其功用是將柴油發電機排出的廢氣的壓力能部分轉變為動能，并使氣流具有作業葉片所需要的方向。工作輪由輪盤和作業葉片構造，工作葉片軸向裝配在輪盤邊緣的槽口中。作業葉片葉根有機樹形和球形兩種。葉身為葉片的工作部分，其形狀由氣體流動情況決定。它沿著高度逐漸扭轉。這是因為廢氣通過噴嘴進入葉輪時，氣流的數據如壓力和轉速（大小和方向）等均沿葉片的高度而變化。為了減小氣流流過葉片時的能量損失，要求葉片的形狀與氣流數據沿葉片的變化相適應，以提升渦輪效率。高速流動的氣流進入工作輪的葉片通道，其中一部分能量轉變為機械功，最后經排氣箱排往大氣。

      增壓器的壓氣機詳細由進氣消音器、進氣箱、壓氣機葉輪、擴壓器、排氣箱等構造。空氣從消音器濾網處進入。消音器80中的空氣濾網、導流環對空氣起濾清、導流、吸音（導流環由吸音材料制成）用途。進氣箱由內、外進氣殼共同結構進氣通道，對吸入的空氣起導流定向用途。進氣箱的左部分規劃著軸承箱。作業葉輪是壓氣機的詳細部件。它是由前彎的導風輪和半開式作業輪結構的。導風輪的扭曲方向和角度應適應氣流進入葉輪的相對流動方向，使氣流平順地從軸向轉到徑向，以減輕進氣流動損失；在作業輪上沿徑向規劃著直葉片，各葉片間形成氣流通道。兩部分分別裝在轉軸上。有葉擴壓器28用焊釘固定在排氣箱上，其葉片間的氣流通道呈擴張形。它將把壓縮空氣的動能變成壓力能，以提高空氣的排出壓力。葉片環通常比圓環形平板圈窄一些，無葉片的圓環段同樣起擴壓作用，通常稱之為無葉擴壓器。一個工作輪與相鄰的擴壓器結構一個級。壓氣機排煙箱的主體是一個蝸殼狀的管道，其流通截面由小到大。它一方面收集從葉片擴壓器流出的空氣，一方面繼續起著擴壓功能。空氣從蝸殼排出后經空氣冷卻器進入柴油發電機的掃氣箱。

      壓氣機葉輪和渦輪機葉輪裝在同一根軸的兩端，構成增壓器的轉子。轉子軸的兩端由軸承和支承。這種支承為外支承式，它具有轉子穩定性好，軸承受過熱氣體危害較小，便于密封，有利于增加軸承壽命等長處。但也存在著使渦輪增壓器結構復雜，毛重、尺寸增大，清洗渦輪增壓器困難等問題。

      在壓氣機端，因為葉輪出口的空氣漏至葉輪右側，其壓力大于葉輪左側的空氣壓力；在渦輪端，渦輪右側的壓力也大于渦輪左側，因此在轉子上作用著一個自右向左的軸向推力。必須在壓氣機端設一個支持止推軸承，承受轉子的徑向和軸向負荷，并起著轉子軸向定位的用途。渦輪端的軸承是一個支持軸承，只承受轉子的徑向負荷，并允許出現一定的軸向位移以保證轉子的熱膨脹。

      軸承是滾動軸承，它的摩擦損失小，加載性能好；在其它增壓器中，也有采用滑動軸承的。采用滑動軸承的構成大概，造價低廉，使用年限較長。軸承封閉在軸承箱中，一般采用三種潤滑程序：一是靠裝在轉軸上的甩油盤進行飛濺潤滑；二是由渦輪增壓器的專門油泵潤滑；三是由柴油發電機的潤滑裝置供給滑油潤滑。圖中采用的是第二種程序。

      為了避免燃氣、空氣和滑油漏泄，在軸承箱的內側裝有油封，在葉輪兩側裝有氣封。氣封處由擴壓器經通道X引入增壓空氣提升氣封效果。在轉子右端的油氣封之間通過通道、左端油氣封之間通過鉆孔與大氣相通。

      防爆型柴油發電機排煙裝置由水夾層排氣管、水夾層彎管、水夾層波紋管、廢氣排除箱和排煙阻火柵欄以及補水箱等結構。

      排氣機構一般有單排氣機構和雙排煙裝置兩種類型，單排煙裝置應用于直列式柴油發電機和部分 V型柴油發電機，雙排氣機構用于V型柴油發電機。

      直列式柴油發電機在排煙行程期間，氣缸中的廢氣經排氣門進入排氣歧管，再由排氣歧管進入排氣管、三元催化器和消聲器，最后由排煙尾管排到大氣中。V型柴油發電機有兩個排煙歧管，在大多數裝配V型柴油發電機的發電機組上仍采用單排氣裝置，即通過一個叉形管將兩個排煙歧管連接到一個排氣管上。

      有些12V型柴油發電機采用兩個單排氣裝置，即每個排氣歧管各自連接一個排煙管、消聲器和排氣尾管，這種布置形式稱為雙排煙機構。雙排煙系統減小了排煙機構內的壓力，使柴油發電機排煙更為順暢。

（1） 水夾層排氣管、水夾層彎管和水夾層波紋管，水夾層中的水作為防銹水與柴油發電機冷卻機構聯通封閉循環冷卻，保證排煙管表面溫度不超150℃。各部件之間在連接處通過橡膠軟管將各水夾層聯通，使水夾層形成了一個通暢的循環水路。水夾層波紋管位于柴油發電機和廢氣處理箱之間，主要起減振的功用。

（2） 廢氣排查箱內有排氣阻火柵欄、水浴箱和膨脹箱。用以解除由排氣管進入的廢氣。詳細用作熄滅廢氣中的火焰、進一步冷卻和洗滌廢氣，清除炭煙及溶解廢氣中的部分有害物質。經過排氣阻火柵欄熄滅火焰和水浴解除后的廢氣經膨脹箱、排氣尾管通向大氣。

（3） 排氣阻火柵欄結構為疊片式，由多塊1.2mm厚，51mm寬的不銹鋼板疊加在一起制成的一組柵欄，柵欄片與片的間隙≤0.5mm專為熄滅火焰之用。要及時清理柵欄的表面和間隙間的雜質和積炭，以保證排氣的暢通。排煙阻火柵欄，要做到每天一清理，清理時打開維修門，松動頂緊輪，抽出柵欄，清理兩表面上的積炭和雜質，然后將柵欄裝回頂緊，關閉修理門并鎖住。檢修清理時應保證柵欄間隙不被破壞。

（4） 廢氣排查箱中的水量控制，廢氣解決箱中的水量約50升，與補水箱連通。廢氣消除箱中水量的大小由進水浮球閥和水位報警浮球控制，進水浮球閥控制較高水位和在水量不足時由補水箱向廢氣解決箱中補水。水位報警浮球在水位降至較低控制水位且補水箱無法正常向廢氣處置箱中補水時，啟動自動保護系統報警并在1分鐘內使柴油發電機自動停機。因此，每次工作前必須將補水箱加滿水，在作業中要隨時觀察補水箱的水位，及時加水保證防爆柴油發電機作業正常。

（5） 氣密封襯墊，在進、排煙的管路中，各連接法蘭處都夾有密封襯墊，襯墊均采用特制的銅皮包封石棉板制成，具有良好的彈性、拆裝時若發現有故障或失去彈性應予更換，對各處的密封面不許有任何碰傷和劃痕。

      消聲器主要是減小廢氣排出時的噪聲。消聲器一般用鋼板沖壓并經焊接而成，與排氣管連接示意圖如圖3所示。在裝配時，消聲器帶有斜面的出口要朝下，以避免雨水或異物進入。

      排氣門剛打開時，排氣壓力和溫度非常高，具有一定的能量，同時，因為排氣的間歇性，排氣管內產生排氣壓力脈動。如果讓廢氣直接排入大氣，必然產生強烈的、頻譜比較復雜的噪聲，讓排氣通過消聲器，可以逐漸減輕排氣壓力和衰減排氣脈動，從而減少排氣噪音。

      排氣管的功用是按照柴油發電機各缸的工作次序，分別把燃燒室燃燒后形成的廢氣從燃燒室中排出。排煙管通常采用鑄鐵鑄造。為了減輕排氣阻力，排氣管內壁要做的直徑較大且平整和光滑。同時，排氣外管的彎曲度要做的盡可能小，否則會危害柴油發電機的輸出功率。其中，排氣管墊用途是密封排煙管與發電機的連接，組成如圖4所示。排煙管墊是安裝在排煙管與缸蓋排氣口之間，用來防范燃燒后的發燙氣體從連接處泄漏的一種彈性密封墊片。

      柴油發電機進、排氣系統向氣缸提供清洗的充足的新鮮空氣，排除作功后的廢氣。增壓柴油發電機還有進一步利用排出汽缸的燃氣能量，使進入汽缸的空氣預先增壓和冷卻，，從而增加汽缸的進氣密度，達到提高柴油發電機動力性能和經濟性的目的。因此，柴油發電機進排氣裝置良好性會直接危害柴油發電機的動力性、經濟性及排放性能。