船舶柴油机教学大纲及实验

1、 船舶柴油机 课程教学大纲课程名称中文：船舶柴油机英文：MARINE DIESEL ENGINE课程编号12 1 026开课学期第5学期总学时80学分4.5教研室主机撰写人黄少竹职称教授一、 课程性质、教学目的与要求：本课程是轮机工程专业的主干专业课，也是国家海事局适任证书统考课程。教学目的：通过本课程的学习，使学生具备科学管理现代船舶柴油机的理论知识和技能，为今后从事船舶高级轮机管理工作打下基础，并具有从事一定的科学研究工作的能力。教学要求：1、了解有关船舶柴油机工作原理、工作循环、性能指标、燃油燃烧理论、增压技术、燃滑油理化性质、起动换向调速原理等方面的理论知识。2、了解有关船舶柴油机基本

2、结构并掌握船舶柴油机使用管理知识。3、理解燃油喷射设备、废气涡轮增压器及其船舶柴油机主要系统的结构原理和维护管理知识。4、了解主要热工测量仪表的用途并学会常用热工仪表的使用方法。能正确地进行船舶柴油机主要部件及其附属设备的拆卸与安装，掌握常用的测量、检查、试验、调整的一般方法。5、了解船舶柴油机振动及其平衡的基本理论知识。6、学会船舶柴油机运转管理与应急处理的一般方法，能分析与解决船舶柴油机的常见故障。7、 了解船舶柴油机技术的发展动态。二、 教学内容：第一章 船舶柴油机概述(一)柴油机的基本工作原理。(二)船舶柴油机的分类和总体结构。(三)船舶柴油机的主要技术指标。本章基本要求：船用柴油机基

3、本工作原理和特点。四冲程柴油机工作原理。二冲程柴油机工作原理。增压柴油机工作原理。二冲程柴油机的扫气型式。动力性指标。经济性指标。排放指标。要求通过录像教学与现场教学使学生初步建立柴油机总体结构及其系统的概念。本章的重点是：理解柴油机的基本结构组成及系统。理解船用柴油机特点、压缩比概念及其影响因素、气阀正时及正时圆图的概念。理解二、四冲程柴油机的工作特点。初步建立废气涡轮增压的概念。了解二冲程柴油机扫气型式。了解柴油机的分类。第二章 主要运动部件(一)活塞组。(二)十字头组。(三)连杆组。(四)曲轴组。(五) 故障与维护管理。本章基本要求：活塞组的工作条件和活塞常用材料。筒状活塞组。十字头式活

4、塞组。十字头本体。十字头滑块。十字头轴承。筒状活塞式柴油机连杆。十字头式柴油机连杆。V型柴油机连杆。连杆螺栓。曲轴。飞轮。活塞组、连杆组、曲轴组的故障与维护管理。要求尽可能结合实物和组织现场教学。本章的重点是：了解柴油机主要运动部件的作用、工作条件及材料。掌握筒状活塞组和十字头式活塞组的结构组成与特点。理解密封环的作用、工作原理、工作条件、断面形式、搭口形式及材料。理解密封环的泵油原理和刮油环的作用、特点及工作原理。了解承磨环的作用、材料及使用注意事项。掌握活塞冷却方式及冷却液的输送方式和冷却机构的结构原理。了解活塞销作用、连接方式、工作原理。了解活塞填料函的作用和结构原理。了解十字头和导板的

5、作用、结构原理。理解十字头轴承的工作特点及提高工作可靠性的措施。了解连杆的类型和结构特点。掌握连杆螺栓的特点及其紧固方法。了解曲轴的作用、结构特点、分类和曲轴内部输油孔开设方式及平衡重的作用。重点掌握气缸发火间隔和发火顺序的决定原则。重点掌握活塞裂纹、活塞顶烧蚀、活塞环常见故障、连杆螺栓折断的成因分析及柴油机磨合理论。掌握曲轴疲劳损坏形式及其成因分析。本章的难点是：了解十字头和导板的作用、结构原理。理解十字头轴承的工作特点及提高工作可靠性的措施。第三章主要固定部件(一)机体、机座、轴承与贯穿螺栓。(二)气缸套。(三)气缸盖。(四) 故障与维护管理。本章基本要求：了解机体、机座的结构型式与特点。

6、了解主轴承的作用、构造及特点。了解推力轴承的作用、构造、工作原理及其轴承间隙调整。理解贯穿螺栓的功用并掌握检验、上紧方法。了解气缸套的作用、工作条件、常用材料及典型柴油机气缸套的结构特点。了解气缸盖的作用、工作条件、常用材料、结构形式、缸盖螺栓的上紧方法及于气缸的密封形式。掌握气缸套磨损、腐蚀、穴蚀的机理、成因分析及解决措施。掌握气缸盖的疲劳、裂纹的成因分析及维护管理要点。掌握轴瓦的常见故障成因分析及管理要点。要求尽可能结合实物和组织现场教学。本章的重点是：了解气缸套的工作条件及典型柴油机气缸套的结构特点。了解气缸盖的工作条件、常用材料、结构形式、缸盖螺栓的上紧方法及于气缸的密封形式。掌握气缸

7、套磨损、腐蚀的机理、成因分析及解决措施。本章的难点是：了解推力轴承的构造、工作原理及其轴承间隙调整。了解气缸的结构特点。第四章 换气与增压(一)柴油机的换气过程。(二)换气机构。(三)废气涡轮增压系统和增压器。(四)增压系统的故障与维护管理。本章基本要求：四冲程柴油机的换气过程。二冲程柴油机的换气过程。时面值、角面值。充气系数。气阀机构。气阀驱动机构。凸轮轴及其传动机构。废气涡轮增压技术。废气涡轮增压器及增压系统其它部件。柴油机增压系统。废气涡轮增压器及增压系统的喘振及其消除。运行时增压系统的异常现象及常见故障。维护管理。本章的重点是：了解柴油机换气过程进行情况和特点。理解充气系数的定义及其影

8、响因素。掌握气阀工作条件、材料、气阀机构的组成、气阀常见故障分析及提高工作能力的措施、维护管理注意事项。了解气阀驱动、凸轮轴及其传动机构的结构组成和管理注意事项。理解增压的概念。会进行废气能量分析。掌握两种基本增压方式的特点及其应用范围。着重了解废气涡轮增压器的基本工作原理。了解废气涡轮增压器的典型结构。了解各种增压系统的组成和特点。了解增压器发生喘振的原因及其消除方法。能分析增压系统的常见故障产生的原因。掌握增压系统的维护管理。本章的难点是：了解废气涡轮增压器的基本工作原理。分析增压系统的常见故障产生的原因。第五章 燃油喷射与燃烧(一)燃油与燃油添加剂。(二)燃油的喷射。(三)喷油泵及喷油器

9、。(四)混合气的形成和燃烧。(五)故障与维护管理。本章基本要求：石油的成分及组成。燃油的物理化学性质。柴油机的燃油。燃油添加剂。燃油喷射系统的组成。喷射过程。喷油规律及其要求。影响喷油规律的因素。喷油过程的压力波动。异常喷射。对喷射设备的要求。回油孔式喷油泵。回油阀式喷油泵。可变喷油正时机构。喷油器。燃油的雾化。混合气的形成。燃烧室。柴油机对燃烧过程的要求。燃烧过程。影响燃烧过程的因素。控制燃烧过程的措施。喷油泵的主要故障。喷油泵的检查与调整。喷油器的主要故障。喷油器的检查与调整。本章的重点是：了解燃油的理化性能指标的含义和柴油机燃油的规格与选用原则。了解燃油的喷射过程。理解喷油规律及其影响因

10、素。了解喷射过程的压力波动。掌握异常喷射的产生原因和喷油提前角、喷油持续角的概念。了解对喷射设备的基本要求。重点掌握回油孔式喷油泵的结构、工作原理、油量调节原理和方式、出油阀的功用与卸载方式。了解回油阀式喷油泵的基本结构、工作原理及油量调节方式。了解可变喷油正时机构的原理。理解启阀压力的概念和多孔式喷油器的结构原理。掌握燃油雾化的概念及其影响因素。了解混合气形成的方式、特点及影响因素。了解各种燃烧室的特点、优缺点及应用场合。了解柴油机对燃烧过程的要求。掌握燃烧过程四阶段的特点，学会分析影响燃烧过程的因素。掌握控制燃烧过程的措施。学会分析喷射设备的常见故障。掌握喷射设备的检查与调整。本章的难点是

11、：掌握回油孔式喷油泵的结构、工作原理、油量调节原理和方式、出油阀的功用与卸载方式。了解回油阀式喷油泵的基本结构、工作原理及油量调节方式。学会分析影响燃烧过程的因素。第六章 润滑和冷却(一)润滑油与滑油添加剂。(二)气缸润滑。(三)轴承润滑及曲柄箱油润滑系统。(四)冷却系统及冷却水处理。(五)润滑系统及冷却系统故障和维护管理。本章基本要求：润滑油的性能指标。润滑油的质量等级。润滑油添加剂。气缸润滑的特点和方式。气缸注油润滑。轴承润滑及曲柄箱油润滑系统。冷却系统及冷却水处理。润滑系统及冷却系统故障和维护管理。本章的重点是：了解润滑的作用、润滑油的性能指标和质量等级。掌握气缸润滑的特点和润滑方式。了

12、解对气缸油的要求和选用原则、气缸注油率的确定、气缸注油器的结构和原理。了解曲柄箱油的规格和选用原则。掌握曲柄箱油系统的组成、主要设备及维护管理要点。掌握曲柄箱油变质原因分析及其取样化验方法。掌握冷却水系统的组成、膨胀水箱功用、冷却水投药处理方法及系统的维护管理要点。本章的难点是：掌握冷却水系统的组成。第七章柴油机的起动、换向、调速装置(一) 起动装置。(二)换向装置。(三)换向装置的常见故障。(四)调速和调速器。本章基本要求：压缩空气起动装置的组成和工作原理。压缩空气起动装置的主要设备。压缩空气起动系统常见故障分析。换向原理和方法。双凸轮换向原理及换向装置。单凸轮换向原理及装置。柴油机调速。调

13、速器的类型。调速器的性能指标。机械式调速器。液压调速器。调速器的故障和管理。本章的重点是：掌握起动转速的概念、压缩空气起动系统的组成、压缩空气起动的必备条件。了解压缩空气起动系统主要设备的作用及结构原理。掌握单气路控制式和双气路控制式气缸起动阀的特点、优缺点。学会压缩空气起动系统的常见故障分析。了解柴油机换向原理、方法及换向装置的常见故障。了解柴油机调速的目的、调速器的分类。理解调速器性能指标的含义。重点掌握表盘式液压调速器的结构组成、动作原理、稳定调速率的作用和调节原则、调速器稳定性调节方法与步骤。学会分析调速器常见故障并掌握调速器的维护管理要点。本章的难点是：掌握表盘式液压调速器的结构组成

14、、动作原理、稳定调速率的作用和调节原则、调速器稳定性调节方法。分析调速器常见故障。第八章 柴油机工作循环和主要性能指标(一)柴油机工作循环。(二)柴油机的主要性能指标。(三)提高柴油机功率和经济性的措施。本章基本要求：柴油机的两种示功图。柴油机的理论循环。柴油机的实际循环。平均指示压力。平均有效压力。指示功率。有效功率。机械效率。强化系数。指示热效率和指示耗油率。有效热效率和有效耗油率。提高强载度的主要措施。提高经济性的主要措施。本章的重点是：了解柴油机实际循环与理论循环的差别。掌握柴油机性能指标的概念。学会计算柴油机的功率、热效率和耗油率。了解提高柴油机功率和经济性的主要措施。第九章 柴油机

15、特性(一) 柴油机特性。(二)柴油机的允许使用范围。本章基本要求：速度特性。推进特性。负荷特性。调速特性。柴油机功率标定法。柴油机的持续运转范围。船舶主柴油机现行功率标定法及其优化调整。本章的重点是：理解柴油机各种特性的概念。掌握柴油机功率和转速的使用范围。了解螺旋桨选配原则与方法、柴油机功率标定法。本章的难点是：掌握柴油机功率和转速的使用范围。第十章 测量与监控(一)示功图的测录。(二)柴油机运转参数和性能参数的测量。(三)柴油机的监控。本章基本要求：示功器。示功图的测取方法及注意事项。示功图的种类与用途。最高爆发压力的测量。燃油消耗量的测定。扭矩测量。排气烟度的测量。监控系统的基本组成。性

16、能监控。振动监控。磨损监控。本章的重点是：了解机械式示功器的结构原理和使用方法。了解电子式示功器的组成和工作原理。了解各种示功图的作用和测取方法。学会分析常见的异常示功图产生的原因。通过实验了解柴油机运转参数和性能参数的测量。了解柴油机监控系统的组成及柴油机工作性能监控与诊断技术概况。第十一章 柴油机的振动与平衡(一)柴油机动力学。(二)柴油机平衡。(三)轴系扭转振动和减振。(四)轴系纵向振动和减振。本章基本要求：活塞曲柄连杆机构运动学。曲柄连杆机构动力学。柴油机振动概述。单缸柴油机平衡性分析。多缸柴油机平衡性分析。柴油机的平衡。轴系扭转振动基本概念。自由扭转振动。强制扭转振动。减振和避振。轴

17、系纵向振动基本概念。自由纵向振动。强制纵向振动。扭转纵向耦合振动基本概念。本章的重点是：了解活塞连杆的运动规律及柴油机各部分的受力状况。掌握引起柴油机振动的原因及平衡方法。了解单、二、三、多质量系统的自由扭振和强制扭振特性。掌握扭振的危害及减振措施。了解轴系纵向振动的概念。本章的难点是：掌握引起柴油机振动的原因及平衡方法。了解三、多质量系统的自由扭振和强制扭振特性。第十二章 柴油机的运转管理和应急处理(一)柴油机的运转管理。(二)柴油机运转中的应急处理。本章基本要求：柴油机的备车、起动和机动操纵。柴油机运转中的管理。停车和完车。封缸运行。停增压器运转。拉缸。敲缸。扫气箱着火。曲轴箱爆炸。烟囱冒

18、烟。连杆螺栓断裂。紧急刹车。本章的重点是：掌握柴油机备车、起动、操车程序和注意事项。掌握柴油机运转中的管理要点。掌握柴油机停车和完车的工作程序和管理要点。了解柴油机运转中各种紧急情况下的应急处理措施。重点掌握柴油机拉缸、敲缸的现象、分类、原因、应急处理方法。三、学时分配章序123456789101112机动合计授课学时4105995935364274实验学时246四、课程实验大纲：1、实验项目与学时分配序号实验内容必开/选开学时1柴油机喷油泵供油均匀性检查实验必开22柴油机负荷特性实验必开13柴油机有效功率和燃油消耗率测量必开24柴油机排气烟度测量必开1备注：1）柴油机的其它实验与实操项目在轮

19、机综合训练中安排；2）柴油机的现场教学由任课教师安排。2、实验教学大纲实验一、柴油机喷油泵供油均匀性检查实验实验目的：通过本实验使学生掌握喷油泵供油均匀性检查与调整的原理和方法。实验内容：1）单体式（回油孔式）喷油泵供油均匀性检查与调整。2）组合式（回油孔式）喷油泵供油均匀性检查与调整。实验要求：学会在实验台上进行均匀性检查的操作步骤。掌握均匀性调整方法。实验二、柴油机负荷特性实验实验目的：通过本实验使学生掌握柴油机负荷特性的测取方法。实验内容：测定柴油机负荷特性曲线。实验要求：掌握测定负荷特性的方法。实验三、柴油机扭矩、功率和燃油消耗率的测量实验实验目的：通过本实验使学生了解柴油机扭矩、功率和耗油率的测量方法。实验内容：在标定负荷、75%负荷、50%负荷、25%负荷下测量柴油机扭矩、功率和耗油率。