轮机英语课本翻译.doc

第一课船用柴油机是怎样工作的柴油机是一种内燃机，通过把燃油喷入高温高压的燃烧室而发火。船用柴油机是一种在船上使用的柴油机。其工作原理如下：一定量的新鲜空气被吸入或泵入汽缸并被运动的活塞压缩至很高的压力。空气被压缩时，温度升高，便点燃喷入汽缸的油雾。燃油的燃烧增加了缸内空气的热量，使空气膨胀并迫使发动机活塞对曲轴做功，随之驱动螺旋桨。两次喷油期间的运转过程叫一个工作循环。它由一些程序固定的过程组成。这个循环可在两个行程或四个行程内完成。四冲程柴油机的工作循环需四个独立的活塞行程，即吸气，压缩，膨胀和排气。如果我们把吸气和排气行程与压缩和膨胀行程结合起来，四冲程柴油机就变成了二冲程柴油机，如图1（a） （b）所示。 A 扫气B 压缩C 喷油D 排气二冲程循环从活塞离开其行程底部，即下止点（BDC）向上运行开始，气缸侧面的进气口即扫气口是打开的图1（a），排气口也是打开的。经压缩的新鲜空气充入气缸，通过排气口将上一行程的残气吹出。当活塞上行至其行程的1/5时，关闭进，排气口，随后空气在活塞上行中被压缩图1（b）。当活塞上行到行程底部，即上止点（TDC）时空气的压力和温度都上升到很高的数值。此时喷油器把很细的油雾喷入灼热的空气中，燃烧开始，在气体中产生更高的压力。随着高压气体的膨胀，活塞被推动下行图1（c）直到它打开排气口，燃烧过的气体开始排出图1（d），活塞继续下行直到它打开进气口，另一个循环开始。在二冲程柴油机中，曲轴转一周产生一个动力行程，即做功行程；而在四冲程柴油机中，曲轴转两周才产生一个动力行程。这就是为什么从理论上说二冲程柴油机能产生相同尺寸的四冲程柴油机的两倍功率。然而，扫气不充分和其他损失使这一优势降到大约1。8倍。在船上，每种柴油机都有他的应用。低速（即90120 r/min）主推进柴油机以二冲程工作。在此低速时，机桨间不需减速箱。四冲程柴油机（通常以中速运转，转速在250750r/min）用于发电机，并且有时作推进主机，用减速箱提供90120 r/min的速度。 阅读材料译文工作循环柴油机可设计成以二冲程循环或四冲程循环工作，二者解释如下：四冲程循环图2示出了典型的两转四冲程循环的过程。该图通常从上止点（TDC，发火）开始绘制，从上止点（TDC，扫气）开始解释。上止点又叫内止点。沿该图顺时针看，开始时进，排气阀都是打开的（所有现代四冲程柴油机均有气阀机构）。如果柴油机是自然换气或带有径流增压气的小型高速机，气阀的重叠时间，即两气阀同时开启的时间将很短。排气阀将在上止点后（ATDC）10左右关闭。推进柴油机和绝大多数1000r/min以下运转的辅助发电柴油机几乎都采用涡轮增压，并设计成在这一时刻让大量的扫气空气贯穿流动以控制适当的叶片温度。在这种情况下，排气阀将保持开启直至上止点后5060关闭。随着活塞在其吸气行程向外或下止点下行，它将吸入大量新鲜空气。为使吸入空气量达到最大，并补偿因阀落座造成的开启量减少或吸气惯性作用，进气阀保持开启，直到下止点后大约2530（145155BTDC）。这一过程称之为进气阀关闭。充入的空气然后被上行的活塞压缩至大约550C。依柴油机的型号和转速而定，大约在1020BTDC，喷油器喷入精细雾化的燃油。喷入的燃油在27内着火（也依机型而定），活塞在膨胀行程下行，在3050的期间内燃烧。活塞的运动通常有利于诱导空气助燃。在大约120150ATDC，排气阀打开（EVO）。这样选择正时能迅速将缸内气体排至排气管。这样可以：（a）保留足够的能量驱动废气涡轮增压器；（b）减小缸内压力在下止点时达最小值以减小排气行程消耗的泵气功。上行的活塞驱赶残留的废气，在7080BTDC，进气阀打开，这样向外流动的气体惯性加上正的压差（此时通常在汽缸中是存在的），就产生了空气对废气的贯穿气流以清扫汽缸。如果柴油机是自然换气的，进气阀开启约在上止点前10。工作循环重新开始。二冲程循环图3示出了典型二冲程循环的过程，正如其名称所指，工作循环是在曲轴转一周内完成的。图3二冲程柴油机总是有进气口的，该气口被下行的活塞打开时使空气进入汽缸。废气可以经与邻近的排气口由同一活塞控制排出（回流扫气），或经气缸另一侧的排气口排出，或经排气阀排出（直流扫气）。从上止点开始，燃烧已经进行。排气在上止点后110120开始，进气在随后2030，即上止点后130150开始迅速吹扫气缸。用这种方式，以音速流动的废气靠惯性促使空气迅速流过气缸，以产生最小的（新废气）掺混，因为所有未排出的废气都将降低用于下一行程的空气量。在压缩行程，排气口应当在进气口前关闭以使充气量最大，但如果两个过程是同一活塞控制的，发动机的几何形状回妨碍实现这一点。这种情况可在有排气阀的柴油机中实现。在任何情况下，进气口都将在下止点后，以和下止点前开启时相同的角度关闭，即在下止点后130150关闭，排气口在同样的角度范围内关闭。喷油在上止点前约1020开始，角度依转速而定。燃烧同四冲程机一样持续3050LESSON 2柴油机结构（I）一、 机座和机架机座在大多数情况下是焊接结构，用螺栓固定在构成船舶双层底的底座上。它在横向借助于侧楔垫螺栓，在纵向借助于端楔垫螺栓固定。曲轴安放在机座横梁的轴承上，这些轴承称作主轴承。每个轴承由两块轴瓦组成，两块轴瓦由在机座上加工出的瓦座支撑，用双头螺栓和轴承盖固定。推力轴承位于发动机的尾部，可同机座制成一体也可同机座分开。在机座上平面装有由若钢铸铁或锻钢制成的A字形机架，机架安装在机座的横梁上，并用螺栓固定。A形机架顶部有一个结实的框架结构叫扫气箱。该扫气箱分若干段，每段均带有垂直法兰，通过螺栓可将他们在链传动装置前13缸的部分连成一体，链传动装置后46缸的部分连成一体。链传动装置将曲轴和凸轮轴连在一起，封闭在链传动箱的壳体内。二、 气缸和气缸盖在扫气箱上部，每个气缸装有一个坚固的铸铁框架。这些框架称作气缸体或冷却水套，并带有垂直法兰，与扫气箱一样，可用螺栓将各框架连成首尾两组。基座、机架和气缸用长贯穿螺栓连到一起，形成一个较大的坚实结构，减少了使用时产生的变形及振动。气缸套有铸铁制成，缸套表面有时镀铬。气缸套向下延伸到扫气箱。缸套与扫气箱顶部的密封由橡胶圈实现，橡胶圈安装在缸套上切削的环槽内。在气缸套伸入扫气箱内的部位有一列称为扫气口的开口。气口的高度是这样布置的，当活塞位于下止点时，活塞上沿刚好打开气口。气口在缸套上以大约20的倾角制成，其结果是使扫气旋转。各缸顶部由特殊耐热钢制成的缸盖封闭。缸盖装在缸套顶部的平面上，并由机加工的凸肩定位。密封圈嵌入在缸盖锥形面时必须十分小心。气缸盖和气缸套用旋入缸体中的双头螺栓固定。缸套上有钻空用于润滑，新型的缸套在其最上部还有钻空用于冷却。每个缸盖上有一个大型中心孔，用于安装排气阀，还有两到三个空用于装喷油器，还有些孔用来安装起动阀、安全阀、示功阀、以及作为排气阀冷却水腔的进出口。 阅读材料译文ASULZER船用柴油机SULZER RND-M 型柴油机是单作用、低速、二冲程、可逆转发动机。每个汽缸的运动机构由活塞、活塞杠、连杆及所连接的单柄曲轴组成。机座制成纵向箱形梁的双壁结构。A形框架安装在机座上，支撑机架和气缸体，整个机座、A形框架和气缸体组件用贯穿螺栓连在一起形成一个刚性结构。为了承受曲轴横向弯曲负荷，主轴承盖由撑杆螺栓固定。这种强化结构对于承受经缸头传到柴油机结构上的燃烧负荷是必要的。曲轴是半组合式的，曲柄臂设计成部分平衡回转质量。气缸盖被制成单体件，并装有在中央的喷油器，起动空气阀、安全阀和示功阀。废气驱动定压式的涡轮增压器提供扫气空气。采用回流式扫气并带有一台电动的自动运行的辅助鼓风机，以便低速和机动操作时使用。润滑油供到低压和中压系统，低压系统向主轴承和其它轴承供油，十字头轴承由中压系统供油，铰链管把滑油送到十字头轴承。汽缸、汽缸盖以及活塞由水冷却，伸缩套管把水送入活塞。燃油喷射采用独立喷射系统，并且用Woodward型液压调速器调速。RL型柴油机以RND-M型为基础，活塞行程加长，提供更大的输出功率和更低的转速。其新特征包括带有推力轴承的单壁机座、活塞头和其他主要燃烧室部件钻空冷却，及用水在接近热表面的钻空中循环。BSULZER RTA 型柴油机SULZER RTA84C是一种典型的低速二冲程十字头式长行程现代柴油机。其缸径为840mm，行程为2400mm，转速为100r/min，4 到12缸间均产品，也可特别为大型快速集装箱船生产。其设计及结构和RTA2型系列相似，RTA2系列使汽缸尺寸降到380mm。机座是由钢板和一些铸件焊接构成的单壁深墙箱形结构，在焊接的坚实A形机架上装有各冷却缸套，它们由螺栓连成一体形成缸体。这些机件组成了柴油机的强固整体框架。整个框架结构由贯穿螺栓垂直预紧。缸套为铸铁合金。其上端是一坚实环台，坐落在汽缸体上，它承受很大的气体负载。缸套钻空冷却，可调节水流以维持合适的温度。缸套下端在扫气箱内，不进行冷却。在不同高度位置对气缸进行润滑以降低汽缸磨损率。缸盖为坚实的锻钢件，采用钻孔冷却以减少热应力，并传递喷油器套的热量，使排气阀座用缸盖冷却水集中冷却。排气阀用84#镍铬钛合金（Ninonic80）制成，并通过安装在阀杆上的叶片转动。他靠液压开启，靠空气弹簧作用关闭，开启的液体压力来自凸轮驱动的操纵机构。活塞带有合金钢的活塞头，并有5道压缩环，安装在镀铬的环槽内，活塞有一短的铸铁活塞裙。活塞用油冷却，既采用震荡冷却的方法，也采用小型喷嘴注射的方法，将油通入紧贴活塞头底面和在活塞环槽背面的孔中。冷却油通过活塞杆中的钻孔从十字头的铰接杆供入和返回。活塞杆与单体十字头上表面相连，并连续贯穿整个下半部和上端轴承。上端轴承材料为白合金，靠压力油润滑。十字头导向滑块与十字头各端相连。半总成式曲轴采用倒角内缩的曲柄以增大主轴承面积，主轴承盖由装在机架内的撑杆螺栓固定。凸轮轴由齿轮驱动，配有伺服器以便在倒车运行时给燃油泵和起动空气分配器重新定时。高压油泵为凸轮驱动阀式油泵，带可变发火定时调节，以保持低速时高效燃烧。每个高压油泵向对称布置的装在缸盖上不进行冷却的三个喷油器供油。在不喷油时热的燃油在喷油器中循环。这种柴油机采用直流扫气，定压增压，带有高效的非冷却的透平增压器，在低速运行时，用两台高速电动辅助风机作补充。LESSON 3柴油机结构（II） 一、 活塞及活塞杆活塞由其下部一铸铁制成的活塞裙以及上部一耐热钢制成的活塞头组成。它们用螺栓连在一起并固定在活塞杆上。活塞部件相互间的位置由活塞头上车削的凹槽和定位销来固定。每个活塞上装有56道活塞环，活塞环装在头部镀铬的环槽中。最上面的23道活塞环是带斜切口的窄环；紧接下去的2道活塞环是带有重叠搭口的宽环，最下面的那道环是刮油环。所有活塞环顶部和底部的外缘都稍有倒角，以便在新活塞环磨合期间缸套上留有油膜。为了控制热应力，某些现代柴油机采用薄壁集中冷却活塞。在这种情况下，活塞头内部有一插件，它用来对冷却液流导向，以增强传统的“鸡尾震荡”效应。活塞杆从顶部法兰到与十字头中心相对位置处镗孔。一根长管从此孔插入几近孔底。管的外径小于孔的直径，因此在活塞杆和管子之间形成一个环形空间。活塞杆的下端直径减小，插入十字头内孔中，并用螺帽将十字头与活塞杆紧固。活塞杆上装有定位销，以确保各部件的正确装配。在十字头两端轴颈处，各装有十字头滑块。十字头滑块由发动机机架内的十字头导板导向。十字头滑块在十字头上的位置由定位销确定，并用锥头螺栓紧固在十字头上。十字头滑块表面浇有白合金，为确保提供足够的滑油，白合金表面开有水平沟槽。十字头短且坚固，轴承的结构使轴承与轴颈间的承受压力沿整个轴承长度均匀分布。为改善轴承工作条件，在后来的设计中，减少了轴承承受压力，提高了圆周速度。活塞由强力润滑系统供给的油来冷却。冷却油经管路导入，经伸缩管或铰接管及活塞杆内的环形空间流进活塞的冷却空间，再由活塞经活塞杆内管、十字头中的管道以及开槽管排入发动机上装有观察镜的“控制箱”中。曲轴箱与扫气箱之间的密封，通过位于扫气箱底部的活塞杆填料箱来完成。每个填料箱都装有2个密封环和3个刮油环。密封环装在最上面，它分为四段，通过圈簧将其箍紧在活塞杆周围。二连杆和主轴承十字头轴承和曲柄销轴承都由铸钢制成，分成上下两部分，由紧配螺栓紧固在连杆上。其锁紧螺母是防松的。在下端轴承和连杆端部之间装有压缩比调整片。轴承面浇有白合金，并开有油槽，以提供必要的润滑冷却油。不同厚度的垫片可插入轴瓦间，以调整轴承间隙（约0.200.30mm）。主轴承支撑曲轴，每道由两片轴瓦组成。瓦背由铸钢制成，表面浇有白合金并开有适当形状的油槽。轴瓦由轴承盖和双头螺栓紧固，并用不同厚度的垫片调至必要的间隙（约0.30mm）。所有的轴承都由发动机的强力润滑系统来润滑，所提供的滑油一部分通过管道流到各个主轴承盖，一部分流到十字头，再由十字头通过连杆中的通道流到曲柄销轴承。三曲轴曲轴是组合式的。对于半组合式曲轴，一个曲柄销和两个曲柄臂作为一体。锻造的主轴颈以红套的方式插入铸钢制成的曲柄臂中。在全组合式结构中，曲柄臂被红套在主轴曲颈和曲柄销上。曲柄相互错开以使不同的曲柄间有相同的夹角。为了平衡所需，在曲柄销轴颈上钻有较大的孔。阅读材料译文 AMAN 船用柴油机最新大缸径二冲程MAN柴油机是KSZ90/160B系列，气缸数从6至12，每缸可以发出2700KW（3600HP）的功率。柴油机以122r/min运转，平均有效压力为1.3MPa（13bar），活塞平均速度为6.5m/s。机座是由结构钢制造的，由带横梁的两根工字型纵梁构成，在横梁中焊有铸钢的轴承座，推力轴承座也包括在机座中。机架已由箱形纵梁结构的框架所代替。机架的上下部分延展到柴油机的整个长度并安装在机座上。这种机架有助于加强柴油机的刚性使轴承免受经双层底传来的变形力的作用。铸铁十字头导板附着在机架上部并密封曲轴箱。气缸体是单体铸件并用螺栓连成一体。气缸套从气缸体顶部装入，并在燃烧部位有铸钢强背以吸收气体力。其扫气是MAN柴油机的回流扫气形式，且扫、排气口绕缸套圆周大部分布置成两排。气口间的垂直区域由水冷却，冷却水通过铸造管进入排气口上部围绕缸套的冷却水通道。气缸盖做成两部分，下部为特殊的薄壁锻钢结构，使得燃气区域在吸收热应力时能强制冷却。气缸盖下部由上部铸铁支撑部分定位，上部支撑部分经长双头螺栓把气体力传递给气缸体。其扫气是MAN柴油机的回流扫气形式，且扫、排气口绕缸套圆周大部分布置成两排。气口间的垂直区域由水冷却，冷却水通过铸造管进入排气口上部围绕缸套的冷却水通道。气缸盖做成两部分，下部为特殊的薄壁锻钢结构，使得燃气区域在吸收热应力时能强制冷却。气缸盖下部由上部铸铁支撑部分定位，上部支撑部分经长双头螺栓把气体力传递给气缸体。气缸盖和缸套的结合面的布置应尽可能远离燃烧过程。施加于柴油机结构上的气体载荷受液压预紧的贯穿螺栓限制，贯穿螺栓把机座、机架和气缸体连成一体。曲轴是半总成式的，轴颈套入锻造或铸造的曲柄中，但6缸柴油机除外，它是用紧配螺栓连接起来的两部分。用于连接螺旋桨轴的法兰也用于装盘车机，并且和曲轴是整体锻造的。曲轴尾部装有推力环。凸轮轴的驱动力由一正齿轮提供，对6缸机而言，该齿轮位于动力输出端；对7-12缸机而言，其位于发动机中央。活塞头是锻钢的，并设计成强制冷却，中央支撑体是铸钢的，主要承受压应力。这两部分由螺栓连接在一起并连接到活塞杆上。带青铜环的单体活塞裙为活塞在气缸中导向，典型柴油机的活塞环槽经淬火硬化以防磨损。十字头销轴承为白合金轴瓦，由高压泵润滑。活塞力遍布整个十字头销的长度，并经整体的轴承下瓦传递到连杆。液体静压润滑的原理通过高压润滑泵应用于十字头，这是通过带两个柱塞和推杆的高压力油泵实现的，油泵的推杆由连杆的摇摆运动驱动，高压力的油通入十字头轴承底部，油泵在轴承负荷最低时，把油压入轴承间隙。这保证了在任何时间任何负荷情况下，轴与轴瓦间的油膜均得以维持。气缸采用回流扫气，定压废气用以驱动废气涡轮增压器。在加速及抵负荷运转时，涡轮增压器由连在主压气机前的辅助电动风机协助工作。在高功率范围工作时，辅助风机脱开。废气系统安装扩压管有助于各缸废气的排除及扫气。扩压管还可防止工作期间一缸的压力脉动干扰另一缸的工作。BMAN-B & WMC-C型柴油机MAN B&WK90MC-C型发动机是一种大型十字头式二冲程柴油机，缸径为900mm，行程为2300mm，转速为104r/min，可生产6到12缸。该机由生产厂的MC系列发展而来，其功率和转速最适宜大型快速集装箱船。其转速的增加可通过稍微减少行程来实现。通过增加平均有效压力获得较高的热效率。一般的，该型柴油机的结构可看作是整个系列的典型代表。机座是一坚实的箱型结构，由钢板制成，有铸钢主轴承座。焊制的A形机架组成箱形框架，内含曲轴箱、十字头导板，并支撑凸轮轴链传动的齿轮。铸钢的汽缸架中，汽缸体和横隔板之间有扫气道，汽缸体和横隔板均由水冷却。预紧的长贯穿螺栓装在机架顶部和机座横梁底面之间。缸套是合金铸铁，用钻孔冷却，其上部凸缘坐落在机架顶部。钢套通过用锻钢缸盖固紧，缸盖也采用钻孔冷却，且内部作成特殊形状，以获得最大的燃烧空间。气缸润滑油在同一高度位置注入缸套。活塞带有铬钼合金钢的活塞头，活塞环槽表面镀铬并硬化，内装4道压缩环。在这种非常典型的机型中，活塞顶一部分表面焊有铬镍铁合金保护层以防高温腐蚀。活塞靠油冷却，冷却油经伸缩管至十字头后穿过活塞杆，并从十字头返回到曲柄箱的开槽管。活塞装有短的铸铁活塞裙。活塞头在内部支撑环处用螺栓与活塞杆相连。活塞杆表面淬火以减少其在隔板密封处的磨损。活塞杆用螺栓与圆桶状十字头顶部相连。十字头直径很大，且下半部在全长范围内有轴瓦。十字头两侧装有浮动的导向滑块。曲轴是半总成式或焊接结构，轴颈和曲柄销较粗。全部曲轴箱轴承为白合金轴承。主轴承采用厚壁瓦，曲柄销（下瓦）和十字头（上瓦）采用薄壁瓦。导板表面浇铸白合金。排气阀靠液压操纵，油压由凸轮定时驱动的活塞产生。排气阀还装有空气压缩弹簧，允许阀自身靠导叶驱动旋转。阀杆通常用“热均压”（见注释）法制造，同时混有镍铬钛合金和奥氏体钢。阀体在阀座和阀杆导向套处冷却，但其上腔不冷却，以免低温腐蚀。高压油泵由凸轮驱动，通过柱塞螺旋面定时。可调套筒能改变发火定时，以保证低速时高效燃烧，并与油品发火特性匹配。倒车运行时，喷油泵定时的改变是通过与凸轮滚轮导向器相连的连接杆实现的，连接杆由压缩空气驱动。各喷油泵相对应缸的3个完全一样的喷油器供油。喷油器不进行冷却，但在针阀关闭时，直接被热的燃油围绕。该机采用定压增压系统，不对涡轮增压器进行冷却。装有2台辅助风机，在增压空气压力过低或柴油机低速运转时使用。在正常运转时，多个废热回收装置和动力引出装置可投入使用。C减振器减振器用来减少曲轴产生的扭振。减振器由一个外壳和三各自由转动的惯性环组成，惯性环由轴向支撑座支撑。整个装置为封闭整体。惯性环和壳体间充注高粘性液体。当曲轴以一定转速转动时，惯性环随之而动。施加在每个活塞上的燃烧压力在曲轴上产生振动，振动产生的每一变化都将影响惯性环。惯性环对减振器壳体的相对运动受粘性液体的阻碍，由此使振动减轻。在这一过程中吸收的能量转化为热向周围空气辐射。因此，良好的通风对减振器非常必要。维护管理减振器的粘性液体在柴油机运转期间会老化并变粘。定期取样，向减振器生产厂送检，可查出液体粘度增加量。在检验报告上，应给出减振液的质量，并预测还可句继续使用时数。至于取样周期，建议为6000小时。使用过高粘度的减振液会使曲轴损坏。减振器盖上，有两个成180角对置的注液孔，并用两个带螺纹的加注油塞封闭。若其中一个方便操作，取样器即可旋进并在减振器保持处于工作位置时取样。对备用减振器，必须在垂向位置时取样才有效。对减振液取样，可从STORK-WARTSILA柴油机厂定专用工具箱。LESSON 4冷却水系统 若不采取防范措施，工作循环的高温将很快使气缸、缸盖和活塞的金属升温。有必要使活塞环的温度足够低，以便其周围的滑油能够存在，其他机械机构如喷油器、排气阀、起动空气阀必须保持一定的温度。在此温度下，它们能令人满意地工作并保持润滑，而且构成燃烧室的金属部件必须保持足够低温以免失去机械强度。机器的冷却是通过冷却液在发动机内部孔道中循环流动来实现的。最常见的冷却剂是淡水。滑油有时用来冷却活塞，因滑油漏入曲轴箱不会引气麻烦。与水相比，滑油因比热容低，故所需油量约为水的两倍。这些冷却液携带的热量在热交换器中传给海水，并进而排入海中，冷却液因此被冷却并为再次进入机器循环做好了准备。海水不直接进入现代发动机的冷却腔，是因为它有腐蚀性且易于残留沉积物。淡水冷却系统低速柴油机的冷却系统可分为两个独立的系统：一个用于冷却汽缸套、汽缸盖、派气阀和涡轮增压器，另一个用于冷却活塞。现代船舶采用两种冷却系统，闭式系统和开式系统。在闭式冷却系统中，发动机的缸套、热交换器和循环泵构成了一个连续的回路，部队外敞开。发动机的缸套冷却水在离开发动机后进入海水循环的冷却器热交换器然后到缸套冷却水循环泵，之后被泵入缸套、缸头、排气阀和涡轮增压器。然而，必须为因水温的增加和空气的进入并滞留在系统内而产生膨胀以及补偿泄漏设置装置。这可由一小型水柜来实现。该柜直通大气，且放置在比系统内任何点均高的位置，以便补偿系统内容积的变化。通常在系统水泵的吸入端连接一高置水柜，这样可以使空气吸入系统的机会减少。水柜的最小安装高度可基于保持热交换器中的淡水压力高于其中的海水压力。以确保万一发生内部漏泄时，海水不能进入淡水系统。或者，以在缸套内保持避免气蚀的最小压力为基准。即使蒸汽泡和空气囊不会引起麻烦，闭式系统也通常需设防气装置。细小的放气管从系统内任何较高位置引至膨胀水柜顶部，以释放冷却水中得空气。系统中有加热器以利于在启动发动机前用热水暖机。缸套水的进机温度可通过缸套水冷却器的旁通调节。通过冷却器的水量或旁通量经三通阀调节。温度的调节通常是维持确定的离机出口温度，而不考虑负荷、转速、或海水温度。活塞冷却系统可以是开式系统，它采用与闭式系统想似的元件，只是不用高置水箱而代之以回水箱，且透气管通向在机舱高处的观察镜或观察漏斗。观察镜作为液流指示器。独立的活塞冷却系统可将从活塞冷却填料密封处来的污物限制在活塞冷却系统之内。燃油喷油器要求在喷油前端进行精确的温度控制，温度过高将引起喇叭状结炭，温度过低会引起腐蚀。通常（为喷油器）设置一个冷却系统，该系统要么是缸套冷却水系统的一个分支，要么是一个完全独立的回路，无论是哪种情况，均有一个独立的热交换器或冷却柜及一些调节装置。进入喷油器的冷却水流进入缸套的冷却水流。海水冷却系统在发动机内循环的各种冷却液自身被海水冷却。通常，滑油、缸套和活塞冷却系统都使用独立的冷却器，各冷却器通过海水循环冷却。有些现代船舶使用所谓的中央冷却系统，均有一个大型的海水循环冷却器冷却淡水，其他各独立的冷却器则用淡水循环冷却。由于较少的设备与海水接触，从而大大降低了因海水而引起的腐蚀。在通常的海水冷却系统中，两台海水循环泵中的一个泵将海水从吸入口吸进，一路提供给滑油冷却器、缸套水冷却器及活塞水冷却器，然后排出船外；另一路直接用来冷却增压空气（用于直接驱动式二冲程柴油机）在紧急情况下，例如，万一淡水冷却器或造水机出现损坏，只需将盲板法兰卸去，海水泵就能向淡水冷却系统供应海水。阅读材料 A冷却系统作为一种“热机”，热能是使柴油机运转的能源。但温度过高将引起柴油机的损坏。因此，不断的冷却各种机械零件是必要的。只有这样，柴油机才能很好的工作。为此设计了各个独立的冷却系统。这些系统，可方便的分成如下几组：1 气缸冷却，或缸套冷却：一般是淡水或蒸馏水，这也包括增压柴油机的一个或几个透平和排气阀的冷却。2 喷油器冷却：这是一个独立的系统，使用淡水或优质矿物油。3 活塞冷却：可用滑油、蒸馏水或淡水。如果采用油，通常与润滑系统共用。如果用水，一般与缸套冷却系统共用储存柜。4 进气空气冷却：一般使用海水。冷却介质的比较1 淡水价廉，高比热容，低黏度。含盐，可结垢堵塞水流并引起腐蚀，需要处理。漏泄可污染滑油系统，导致润滑失效，甚至造成轴承过热或腐蚀。需设独立泵浦系统。重要的是不应经常换水，因这样做可造成沉淀增多。系统的漏泄应保持最小，因此，定期检查，补充膨胀水柜水位十分必要。若柴油机必须长时间停止工作而且有结冰的危险：（a）防空系统冷却水，（b）对机舱加温，或（c）循环加热。若需对冷却空间除垢，可用下述方法：将稀释的盐酸泵入系统循环。在冷却水出口管接一软管以放气。可将软管开口端不时浸入水桶中检查有无气体逸出。保持舱室良好的通风，这是因为释放的气体可能有危险。可不断地把酸液滴到生石灰上检测酸液浓度。当酸液仍有一定浓度而无气体逸出时，表明系统已无水垢。这时，可将酸液放出，并用清水冲洗，之后用苏打溶液中和，并做压力试验以确认无漏泄。2 蒸馏水比淡水贵，高比热容，低黏度；若从海水蒸发而来可能呈酸性；不含结垢盐分；需独立的泵浦系统。漏泄易污染滑油，而引起滑油失效，甚至造成轴承过热或损坏等。冷却水的添加剂广泛使用的添加剂是防锈油和无机缓蚀剂。若活塞用水冷却，建议使用防锈油，它可润滑有滑动接触的部件。防锈油可形成乳化液并能在金属表面建立不易破裂的薄膜，这可以防止腐蚀而其厚度不足以减少传热。无机缓蚀剂在金属表面形成保护层，保护其不受腐蚀。所使用的添加剂无害是非常重要的，如果它们能漏入饮水的话，若用缸套水作造水机加热工质，这将是有可能的。乳化油和硝酸钠以证明是有效的添加剂，但是如果系统中有镀锌管或接头处采用了低温焊，后者将不能使用。若在造水机中使用缸套冷却水，则不能使用铬酸盐，这种化合物必须小心处理。3 滑油价格贵。通常无需独立的泵浦系统，因为通常使用同一种油进行冷却和润滑。若漏泄量不是太大，相对而言，从冷却系统向润滑系统的漏泄不是十分重要的，但是，若漏泄量过大，可能某活塞会因部分漏失冷却剂而致过热。因活塞做往复运动，供液及回液系统中相互接触的部件一定会产生相对运动，油对这些部件的润滑比水更有效。无需化学处理，比热容比水低，因此，为产生同样的冷却效果，单位时间内所需滑油的循环量比水大。若滑油遇到高温就会燃烧，产生积炭。若在活塞顶底面产生积炭，就会造成换热减少，金属过热和损坏。通常来讲，处理这种积炭唯一有效的方法是将活塞解体后机械清除。因油可以这种方式燃烧，所以必须保持较低的平均进出口油温，为此应增加单位时间内滑油的循环量。有些柴油机，活塞的冷却和轴承的润滑采用完全独立的系统，其优点是：（1） 冷却和润滑可使用不同种类的油，低黏度的矿物油用于冷却比用于润滑好。（2） 可在润滑油中使用有助于润滑的添加剂。如润滑增进剂，抗乳化剂，黏度指数改进剂（或叫粘温性能改进剂）（3） 改善了对活塞温度的控制。（4） 若发生滑油漏失，采用独立系统易于查找，而且在其中任一个系统发生全部滑油漏失时，独立系统需更换的滑油量不像共用系统那么多。（5） 两种系统都可产生滑油污染，万一出现这种情况，独立系统需清洁或更换的滑油量不会那么多。（6） 与活塞表面接触，滑油氧化会使滑油润滑性能急剧下降。使用两个独立系统的缺点是：因滑油单独储存，额外的管系及泵使初投资增加。应防止两种不同的油相混产生密封问题。因复杂性增加，维护管理工作量加大。 B中央冷却水系统柴油机通过闭式淡水回路冷却，该回路分为高温回路（HT）和低温回路（LT）。淡水在一独立的中央冷却器中冷却。高温回路中的冷却水冷却气缸套、气缸头和增压器。冷却水由泵供入铸在机体中的进机总管，从进机总管分配至各个缸套处，由此上行经缸套凸缘冷却水孔道到气缸盖。在缸盖中冷却水受导流板限制沿触火面流动，绕过气阀到排气阀座并上行到喷油器套。后经连接管从缸盖排至排出总管。与进入气缸的冷却水并行，冷却水流过透平增压器。从气缸盖和透平增压器返回的冷却水送至高温空气冷却器并流回中间冷却器。在该冷却器的第一级，扫气空气的大多数热量被吸收。低温循环水在第二级冷却扫气空气。高温冷却回路的冷却水在中间冷却器中冷却。对低温回路冷却水的必要冷却，由中央冷却器完成。通过控制低温回路冷却水进入中间冷却器的温度可获得合适的扫气空气。高温回路冷却水系统必须在超过0.3MPa（3bar）的压力下工作。低温回路在超过0.070.15MPa（0.71.5bar）的压力下工作。为了预热，在高温回路进机前连接有加热器回路，带有泵及加热器。回路中的止回阀使水按合适的方向流动。在起动前，高温回路由独立的加热器加热至大约60C。在发动机起动及燃烧重油前暖机是非常重要的。LESSON 5燃油系统燃油是影响发动机的运行与保养的重要因素之一。在选用燃油时，有十多种因素需要考虑，其中影响燃烧的因素有：燃油粘度，十六烷值和发热值；硫分、残炭值以及灰分是决定燃烧产物形成的因素；而发动机的为修保养与燃油的闪点、凝点、相对密度、粘度以及水分和机械杂质含量有很大关系。燃油在发动机中所做的功，不仅取决于燃油本身，而且也取决于燃油所处的工作条件，这种工作条件此处即指燃油系统。柴油机的燃油系统可认为由两部分组成燃油输送系统和燃油喷射系统。输送系统用于为喷油系统提供适合其使用的燃油。燃油的输送因重油和渣油成本相对较低，低速二冲程柴油机通常设置成连续不断地靠重油或渣油工作，同时在机动操纵时也能使用柴油。因此整个燃油系统具体分为两个几乎完全独立的系统，一个是柴油系统，另一个是高粘度燃油系统。后者含有燃油加热装置及温控手段以确保燃油在储存、驳运、净化和喷入时有足够的流动性。在典型的现代船舶柴油机燃油系统中，均设有独立的柴油及重油加注接头。使用时，甲板接头与岸上接管相连，加油船根据需要将油分送至各种双层底舱、深舱、舷侧舱及边舱。各种舱中设有蒸汽加热管，以确保可将燃油加热，降低其粘度至容易泵送的程度。输送高粘度燃油的管子应包扎防护层，长的管线应有蒸汽（加热）伴管。燃油从油舱经双联滤器由驳运泵输送至（污油）储存柜或沉淀柜。让燃油留在沉淀柜中，保持加热，降低粘度，以使重质杂质及水沉积至柜底。防出沉积物和残水，保留燃油以备净化。然后，燃油进入净化设备处理，并由此送至净油重油柜，即所谓的日用柜。燃油从净油重油柜（日用柜）靠重力经带加热的缓冲柜，即平衡柜（集油桶）至增压泵，并经燃油加热器和细滤器泵至燃油粘度调节器，再经双联细滤器至主机喷油泵的吸入端。多余的燃油经集油桶溢流回系统。燃油粘度调节器控制燃油温度，提供合适粘度的燃油以供燃烧。燃油压力调节阀保证了燃油主供油管内的恒定压力。此阀可以打开，以借助热油循环对系统加温。建议：注意加热的沉淀柜和日用柜，定期放残，以免产生连续的沉积，这种情况在特定气候条件下会十分严重。通常，沉淀柜及日用柜外包隔热层以防热量散失。系统内设有各种安全装置，如低油位报警器，火灾时所用的油柜出口阀远操装置。柴油输送系统与此类似，采用驳运泵将油从双层低舱中抽出，然后净化，存储到日用柜。柴油通过一个三通阀进入系统，该阀仅能将一种类型的油供入系统。在长时间停车之前，柴油机必须转换到用柴油至少工作30分钟。因柴油只需少量加热，所以，换油必须逐渐进行以使系统内的温度稳定。燃油喷射系统喷油系统的功用是在适当的时刻，以适当的状态，为燃烧过程提供一定量的燃油。这就意味着，柴油机的喷射系统必须能根据柴油机的负载为每一作功行程向各缸提供适量的燃油，还必须包括一个定时机构以确保在适当的时刻开始供油，而且还必须采取措施使燃油雾化。现代柴油机广泛使用的是独立喷射系统。在该系统中，各缸有一个喷射泵，每循环喷油一次。柱塞和套筒连同凸轮一起设计加工成按燃烧室需要的供油速率提供燃油。套筒上的油口和柱塞上的槽及独立的机械操纵的溢油阀配合，决定供油量及喷入汽缸的时刻。每个喷油泵连一个或多个为一缸所用的喷油器。这些喷油器带弹簧加力的差动针阀，针阀调整到燃油升压至足够高时自动开启以确保其喷入气缸时雾化。燃油品质粘度不是对燃油品质的衡量，但却决定了燃油加热及处理装置的复杂性，当估价装置经济性时必须对此加以考虑。标准的发动机燃油系统设计成燃油粘度高达55mm/s。如15C时密度超过0.991g/ml，水及某些固体杂质难以确保用离心机清除。据称已有能在15C时分离燃油密度高达1.010g/ml的离心分离装置。若装备了所声称的控制排渣的装置，则在15C时，可以使用密度范围在1.010g/ml的燃油。注意：高密度低粘度燃油发火品质可能较差。含硫量大可增加腐蚀和磨损的危险（特别是在低负载时），并能引起高温沉积物的形成。滑油的规格需与此匹配。高灰分能引起磨粒磨损，可产生高温腐蚀和引起沉积物形成。危害最大的灰分是形成钠钒化合物。高钒灰分引起排气阀的高温腐蚀，特别是与高钠灰分结合。腐蚀会随机器输出功率的增大、温度的升高而加强。高康德拉孙残炭值可引起燃烧室及排气系统结炭，特别是输出功率较低时。高沥青质可导致燃烧室及排气系统结炭（低负荷时）。沥青质在一定环境条件下，可从燃油沉淀析出，阻塞细滤器并/或在燃油系统中产生沉淀。析出的沥青质也会造成离心分离机污渣过多。重油在交货是含高达1%的水分。水也可在燃料仓储存时进入。为避免在发动机喷油系统造成麻烦，必须除掉油中的水。虽然发火性能差会产生发火滞后（滞燃期延长），但发火定时提前会使情况变的更糟。燃油在较低压缩温度下喷入，会产生更长的发火迟滞。铝和硅燃油中可含有很多的由铝和硅的氧化物组成的腐蚀性颗粒，即所谓“催化剂微粒”，他来自特定的炼油过程。若不经有效的燃油处理去除这些物质，就会在几小时内磨坏高压油泵、（喷油器）喷嘴和气缸衬套。 阅读材料注释A 双效添加剂（Dual Purpose Plus）的介绍双效添加剂（Dual Purpose Plus）是一种浓缩的重油燃烧改进剂。它还能调和燃油特性。产品性能在双效添加剂中的催化剂在燃烧过程中与重油颗粒产生反应。燃油发火温度降低，致使燃烧效率提高且使形成烟和灰的炭量减少。发动机几排气装置保持清洁且使用寿命延长，维护管理简化。抗聚合反应添加剂抑制沉渣形成，而分散剂保持燃油稳定。其结果使燃油系统清洁，燃油流动性增强，燃油雾化质量改善，燃烧效率提高。因排气凝结产生的硫酸腐蚀在锅炉和柴油机装置的任何温度较低的部件均有所见。典型的产生区域是气缸套（“苜蓿叶”形腐蚀）、（排气）阀杆和烟囱上部。双效添加剂能靠催化反应阻止酸性气体的形成，因此减少酸生成量并进而减轻酸性腐蚀。使用及剂量说明双效添加剂能完全溶于油，应通过一个计量泵加入到增压泵的细入端，或将其加入沉淀柜。如果是后者，剂量应增加10%，作为通用参考，平均剂量应为1：4000。剂量可根据操作经验及获得的结果进行调整。B 柴油机助燃剂（Dieselite）的介绍柴油机助燃剂（Dieselite）是一种多功能燃油处理剂，含有燃烧催化剂和灰分调节剂。该产品用于燃烧渣油的柴油机及锅炉。产品性能产品中的催化剂能降低高沥青质颗粒的发火温度，从而减少燃烧过程中残炭的产生。因此燃烧过程延长，致使胶质沉积物和燃烧炭垢减少。灰分调节剂与燃烧灰分结合，使灰分的烧结点和熔点提高到发动机和锅炉正常运行温度之上。最大限度地减轻高温腐蚀，从而减少了维护管理，延长了使用寿命。灰分中的大部分以细小的固态颗粒随排烟排出，残留在排气装置中的灰分可轻易地除掉。该产品还能抑制燃油中的硫分向有潜在腐蚀性的三氧化硫转化。三氧化硫与排气管、烟囱及其他温度较低的区域的凝水反应生成硫酸。燃油添加剂是一种可连续使用的有广泛作用的添加剂。使用及剂量说明为获得最佳使用效果，燃油添加剂应通过计量泵自动地投入离喷油器或燃烧器供油泵最近的给油管路。若有MCR（微量法残炭）或钒钠的化验报告，依据生产厂提供的（参照）表确定剂量。若无分析报告，初投剂量按1：4000，然后根据获得结果进行调整。C喷油器检测若对喷油器进行检测，测试时使用喷油器测试。喷油压力调整用喷油器测试器检测初始喷油压力，并调节该压力至设计值。进行这种调整时，首先卸掉（调节杆）螺帽，然后通过调节杆进行调节。若在喷油器解体时新换了喷油器的某些部件（针阀、弹簧等），务必检查喷油压力。如果喷嘴堵塞，用除炭溶剂或甲酚溶液清除喷嘴处积炭，且勿用砂纸或类似物。切记喷嘴的形状对燃油雾化影响很大。雾化检测摇动喷油器检测器手柄，每秒13次，在这种条件下，检测雾化情况。确认燃油从喷嘴喷出时，均匀向外喷射，且没有因喷嘴堵塞产生的不正常情形。因为这种针阀喷嘴的前端是双锥面形，若手摇频率下降，雾化就会比传统的针阀差。然而，在实际机器运行过程中，燃油不会以如此低的频率供入。因此，没必要在如此低的手摇频率下检测雾化质量。检测阀座处油的密封情况用喷油检测器，保持油压以比设定初始喷油压力2MPa（20kgf/cm）低。确认无油滴从喷嘴滴下。然而，如果喷嘴前端只是有一些油，则针阀还可继续使用。喷嘴更换时间的确定根据使用喷油检测器的手动检测情况决定喷嘴是否可继续使用，目测针阀研配情况、裂纹程度及针阀磨损程度。然而，在正常使用的情况下，针阀的寿命约2000h。因针阀阀座是双锥面形，针阀不应舐食阀座。否则阀的舐食将导致阀升程增大，且降低对阀座部分的防腐蚀保护作用。不要因喷油检测器摇动杆摇动太慢，雾化粗糙，而错误地判断喷嘴寿命。经阀座密封试验或目测发现针阀存有严重缺陷，不要再将针阀与阀体进行研磨修理，而应将其换新。LESSON 6燃油净化 燃油的粘度、油品和化学组成十分不同。燃油含有在生产、运输和储存中产生的机械杂质。所有重油均含有不溶性杂质，如矿物盐、沥青、外来物质和一些不溶性液体。离心分离设备和过滤设备可在很大程度上去除这些杂质。燃油清洁设备失效能引起燃油喷射设备机械部件的严重故障。因此，必须设有同样的燃油清洁设备备用，以便万一正常工作的设备发生故障时仍能维持连续运行。常见的燃油清洁方法是离心分离，有各式各样的分杂机和分水机品牌，如阿伐拉瓦、梯坦（Titan）、夏帕（Sharples）等。它们基本的设计和工作原理是相似的。分杂机和分水机中所用分离盘呈锥形，由不锈钢制成。外周开一串燃油流经的孔，分离盘间距约0.5mm，厚约1mm。当燃油泵入正在运行的离心分油机时，离心力将迫使重质成分，如油渣和水沿分离盘底面向外周滑移。重质成分（水）和轻质成分（油）之间形成圆柱形分界面。轻质成分被迫使向内向上移到净油出口，重质成分集结在分离筒污渣空间内，或（有些分油机）定期排向污渣柜。当（油水）分界面接近分离桶外周而必须在分离盘外缘时才获得最佳分离效果。燃油的密度将决定所配比重环的尺寸，参照生产厂说明书（选配比重环）很重要。大分离量时，将油加热，降低粘度将获得高效分离效果。因此，系统中设有加热器。建议高粘度燃油的（加热）温度为8095C，依燃油粘度而定。如需分离相对清洁的燃油，应使用分杂分离筒。它只有净油出口，没安装分油用的比重环。因此，由于油总是在分离盘外缘供入，所以可获得最佳分离效果。实验表明，两级分离，先分水后分杂能取得极好的分离效果。燃油（首先）泵入配有比重环的分水机，分离出油、水和渣。相对清洁的油（再）进入分杂机，分离出极少量的水和油中残留杂质。若燃油加热不足、分离量过大或选错比重环，那么仍有大量杂质残留在油中。燃油净化技术的提高和离心分离机的发展，已使单级分油机取得了新进展，它们自身装备已改进的温度控制器、加热器、溢油警报器及其他辅助设备。更新的发展是自动排渣分油机，它能长时间无人值守和（自动）排渣。自动排渣装置可在任何时刻动作而无需人工拆卸清洁，这是项耗时而脏污的工作。如果装置不是自动排渣，必须进行严格的日常维护。维护不当是故障频繁的原因。使分油机超规定时间运转将使分离筒污堵，特别是在分离严重脏污的油时。离心分油机的分离效果会在杂质积聚到一定程度时急剧下降。对安装在无人机舱的自动排渣分油机，控制的设置是这样的：一台分油机故障时，另一台备用机自动投入运行。分油机装有电动计时器用于控制分离筒的排渣周期，程序控制装置控制各种排渣操作。分油机必须配有声光警报器，以便运转不正常时报警。当在报警状态时，分油机应停止运转或燃油循环阀打开，油在外围循环而不致跑油。为控制分离筒的油水分界面，净油出口安装了定压控制阀。当施加高背压时，油水分界面外移，反之内移。当油中有大量水时，必须特别注意，（加热）温度应在水的沸点以下，否则油就会起泡且混浊。在这种情况下必须在小分离量下工作以获得合理的分离效果。阅读材料译文A油的处理燃油和滑油在进入主机之前都要经过处理。油的处理包括储存，为使油中的水分离而进行的加热；为除去固体颗粒而进行的粗细过滤以及离心分离。离心式分离机用来分离两种液体，如油和水；或者用来分离液体和固体，如污油。使用分离机可加快分离速度，且可将分离安排成一个连续的过程。当分油机用来分离两种液体时，叫做“分水机”。当分油机用来分离油中的杂质和少量水时，叫做“分杂机”。从燃油中分离出杂质和水，对良好燃烧是极为重要的。从滑油中除去污染杂质将会减少机器磨损和可能的损坏。离心分离离心分油机由驱动立轴的电动机和在此立轴上端安装的分离筒组件组成。分离筒组件外是机壳，机壳上带有各种供给和排放接头。分离筒可以是整体式的，它将分离出来的油渣保留在其中，并以不连续的方式运行。分离筒也可以制成上、下分开式的，在离心机不间断地运行时，油渣可以排出。脏油从分离筒中心进入，向上通过一叠分离盘，并从顶部排出。分水过程两种液体的离心分离，如水和油的离心分离导致在两种液体之间形成分界面。离心机内油水分界面的位置对机器