轮机概论(第三章)

1、第三章第三章船舶柴油机船舶柴油机轮机概论轮机概论Introduction o Marine Engineering 5 曼/曼恩 B&W苏尔寿瓦锡兰卡特彼勒YANMAR三菱重工二、柴油机的工作原理 解决：怎样实现进气、排气、压燃、往复运动、二次能量转换、往复运动转变为回转运动 其工作过程 进气进气膨胀膨胀排气排气压缩压缩燃烧燃烧工作循环工作循环四冲程柴油机工作原理进气 压缩 膨胀 排气什么叫做四冲程柴油机?若柴油机工作循环的五个过程是通过进气、压缩、膨胀和排气四个行程（曲轴转720度）来实现，这种柴油机叫做四冲程柴油机 四冲程柴油机的工作原理示意图3070 2202500.080.09

2、5MPa500700 14016036MPa14001800/600-700 1301605-8(13) /0.3-0.6MPa2102400.105-0.11MPa动画2.二冲程柴油机工作原理 ）工作过程（进气、压缩、膨胀作功和）工作过程（进气、压缩、膨胀作功和排气过程）排气过程） 换气压缩行程膨胀换气行程换气压缩行程膨胀换气行程 二冲程柴油机活塞在缸套内运行两二冲程柴油机活塞在缸套内运行两个行程（冲程）完成一个工作循环个行程（冲程）完成一个工作循环二冲程柴油机工作原理动动画画图1-11 直流扫气示意图 图1-11 直流扫气示意图 CD截面CD截面AB截面AB截面A AB BC CD DA

3、AB BC CD DAB截面AB截面CD截面CD截面图1-13 横流、回流、半回流扫气示意图图1-13 横流、回流、半回流扫气示意图(a)(a)(b)(b)(c)(c) 4 船舶柴油机的类型 柴油机的类型 1.按曲轴转速高低分:低速、中速、高速柴油机 低速机 n300r/min 中速机 300n1000r/min 高速机 n1000r/min 2按结构特点分：筒形活塞式与十字头式柴油机(筒) (十) 用活塞销直接 用十字头连接 连接活塞与连杆 活塞杆与连杆 按气缸排列形式分：直列式和V型机（或单列和多列）(p19)按工作循环分：四冲程机和二冲程机四冲程柴油机四冲程柴油机 按曲轴转向分：按曲轴转

4、向分： 右旋和左旋柴油机右旋和左旋柴油机 观察者由柴油机输出端观察者由柴油机输出端(飞轮飞轮)向自由端看向自由端看,正车时按顺时针方正车时按顺时针方向旋转的柴油机称右旋机向旋转的柴油机称右旋机,反之反之,则为左旋机。单机布置的船舶主则为左旋机。单机布置的船舶主柴油机通常均为右旋。柴油机通常均为右旋。 按可否逆转分：可逆转逆转和不可逆转柴油机按可否逆转分：可逆转逆转和不可逆转柴油机 可由操纵机构改变自身转向的称为可逆转柴油机，而曲轴只可由操纵机构改变自身转向的称为可逆转柴油机，而曲轴只能按一个方向旋转的则称为不可逆转柴油机。能按一个方向旋转的则称为不可逆转柴油机。按进气方式分：非增压柴油机和增压

5、柴油机按进气方式分：非增压柴油机和增压柴油机 8. 按摆放位置分：左按摆放位置分：左(舷）机和右（舷）机舷）机和右（舷）机 9 按冷却方式分：风冷和水冷按冷却方式分：风冷和水冷1 燃油系统燃油系统 一、作用和组成一、作用和组成1 作用作用 把符合使用要求的燃油畅通无阻地输送到喷油泵入口端把符合使用要求的燃油畅通无阻地输送到喷油泵入口端（给柴油机提供足量的、质量符合要求的燃油）（给柴油机提供足量的、质量符合要求的燃油）2组成组成加装（注入）和测量、贮存、驳运、净化处理、供给等六部加装（注入）和测量、贮存、驳运、净化处理、供给等六部分组成。分组成。2.曲轴箱油强制润滑系统曲轴箱油强制润滑系统 曲轴

6、箱油强制润滑系统是以滑油循环柜为中曲轴箱油强制润滑系统是以滑油循环柜为中心的一种强制循环系统心的一种强制循环系统 湿式油底壳润滑系统湿式油底壳润滑系统 干式油底壳润滑系统干式油底壳润滑系统 干式油底壳干式油底壳(曲轴箱曲轴箱)式式干式润滑系统干式润滑系统动动化化2.曲轴箱油净化系统曲轴箱油净化系统 在柴油机运转中连续对滑油循环柜中的曲轴箱油进行在柴油机运转中连续对滑油循环柜中的曲轴箱油进行分离净化处理，排除曲轴箱油使用中混入的各种杂质和分离净化处理，排除曲轴箱油使用中混入的各种杂质和氧化沉淀物。氧化沉淀物。 其净化速率能保证在一天内净化油量为循环柜贮油量的其净化速率能保证在一天内净化油量为循环

7、柜贮油量的23倍倍 成批处理：小型柴油机成批处理：小型柴油机,一次性更换一次性更换. 图图曲轴箱油净化系统曲轴箱油净化系统滑油系统滑油系统3 冷却系统冷却系统 在柴油机中燃油燃烧放出的热量要经过气缸、气缸盖和活塞等部件散发出去，因而在柴油机中均要设置冷却系统，保证使这些热量能够散发出去。 闭式淡水冷却系统（间接）闭式淡水冷却系统（间接） 按系统布置分按系统布置分 开式海水系统（直接）开式海水系统（直接） 中央冷却系统（集中）中央冷却系统（集中）回回返回 2 组成及结构组成及结构 1）组成形式组成形式 2）组成）组成 气阀、阀座、气阀、阀座、气阀导管、弹簧气阀导管、弹簧（内、外）（内、外） 、弹

8、簧座、转阀器、弹簧座、转阀器、卡块（卡块（half 块），块），气阀驱动机构。气阀驱动机构。不带阀壳的气阀不带阀壳的气阀带阀壳的气阀带阀壳的气阀机械驱动式气阀机械驱动式气阀液压驱动式气阀液压驱动式气阀不带阀壳的气阀式直接装不带阀壳的气阀式直接装在汽缸盖上的。这种气阀在汽缸盖上的。这种气阀不用水冷，结构简单。但不用水冷，结构简单。但当气阀需修理时，需先拆当气阀需修理时，需先拆下缸盖才能拆下气阀，一下缸盖才能拆下气阀，一般多用于中小型机上般多用于中小型机上带阀壳式带阀壳式带阀壳的气阀一般用于排气阀，带阀壳的气阀一般用于排气阀，其气阀、阀座、导管和气阀弹簧其气阀、阀座、导管和气阀弹簧等零件全部装在独

9、立的阀壳中，等零件全部装在独立的阀壳中，在把阀壳紧固在缸盖上。在把阀壳紧固在缸盖上。优点：优点：当气阀机构出现故障时，不必拆当气阀机构出现故障时，不必拆卸笨重的缸盖，气阀壳单独拆装，卸笨重的缸盖，气阀壳单独拆装，方便检修。方便检修。此外还有润滑阀杆的油道和冷却此外还有润滑阀杆的油道和冷却水腔。水腔。多用于大功率，中低速柴油机。多用于大功率，中低速柴油机。 优点：（优点：（P129）尺寸小，重量轻，利于布置，尺寸小，重量轻，利于布置，气阀不承受侧推力，噪音小，气阀不承受侧推力，噪音小，拆装方便，不用调气阀间隙。拆装方便，不用调气阀间隙。4-3 废气涡轮増压废气涡轮増压一、柴油机功率的提高途径柴油

10、机增压的三种方式：（1）机械增压动动（3）复合增压一、废气涡轮一、废气涡轮 作用：把柴油机的废气能量转变成推动增压器转子旋转的机械功，作用：把柴油机的废气能量转变成推动增压器转子旋转的机械功，从而带动压气机旋转。从而带动压气机旋转。 组成：进气箱（蜗壳）、排气蜗壳、喷嘴环、工作叶轮。组成：进气箱（蜗壳）、排气蜗壳、喷嘴环、工作叶轮。二、压气机作用：将吸入的新鲜空气进行压缩，提高它的压力和密度，最后送入气缸达到增压的目的。组成：进气道、工作叶轮、扩压器、出气蜗壳增压器的拆装增压器的拆装1 柴油机起动装置柴油机起动装置 一、概述一、概述 1.1.概念：借助外力使柴油机活塞往复运动，实现进气、压缩、

11、喷概念：借助外力使柴油机活塞往复运动，实现进气、压缩、喷油、排气直至燃烧膨胀作功推动活塞自行运转的整个过程。油、排气直至燃烧膨胀作功推动活塞自行运转的整个过程。 2.2.描述起动性能的两个因素描述起动性能的两个因素: :起动转速；起动力矩。 要求：柴油机起动所要求的最低转速要求：柴油机起动所要求的最低转速 起动转速。起动转速。 高速柴油机：高速柴油机：80150r/min；中速柴油机：；中速柴油机：6070r/min；低速；低速柴油机：柴油机：1030r/min 3.影响起动转速的因素：机型、环境条件、柴油机技术状态、燃影响起动转速的因素：机型、环境条件、柴油机技术状态、燃油品质。油品质。 4

12、. 柴油机的起动方式有：柴油机的起动方式有： 1）借助于加在曲轴上的外力矩使曲轴转动起来。如：人力摇动，）借助于加在曲轴上的外力矩使曲轴转动起来。如：人力摇动，电机起动和气动马达起动等。电机起动和气动马达起动等。 2）借助于加在活塞上的外力推动活塞运动。）借助于加在活塞上的外力推动活塞运动。 如：压缩空气起动。如：压缩空气起动。来自空气压来自空气压缩机的空气缩机的空气空气瓶空气瓶起动手柄起动手柄截止阀截止阀起动控制阀起动控制阀主起动阀主起动阀空气分配器空气分配器气缸起动阀气缸起动阀 调速器调速器按调速范围分类按调速范围分类极限调速器极限调速器定速调速器定速调速器双制式调速器双制式调速器全制式调速器全制式调速器按执行机构分类按执行机构分类机械式调速器机械式