厦海院船舶柴油机教案

第一章柴油机的工作循环第一节船舶柴油机的历史与现状一、简介柴油机的历史：蒸汽机（1776）—四冲程电点火（1876）煤气机—二冲程内燃机（1880）1892年德国RudolfDiesel申请压缩发火内燃机专利1904年柴油机首次用于船舶作为推进装置1927年发明了喷油泵（回油孔式）代替空气喷射系统20世纪50年代中后期，柴油机完成大缸径，焊接结构废气涡轮增压，使用劣质燃油等四项重大技术成果20世纪60~70年代是黄金时代二、发展：增大机组功率——提高可靠——提高经济性柴油机的发展：以节能为中心充分兼顾到排放与可靠性的要求，全面提高柴油机的性能。三、目前柴油机技术发展存在热点有：1、船用柴油机采用共轨喷油技术优点：降低油耗，减少排放，降低噪声2、柴油机进入智能化时代包括：起动，调速，扭矩限制，运行状况监测，数据，诊断信息传递等。减少NOX排放，保护生态环境。第二节柴油机的基本工作原理一、四冲程柴油机（非增压）的工作原理（压燃式的内燃机）。1.定义：止点（死点）：活塞改变运动方向瞬时的位置此时V=0上止点（T.D.C.）：离曲轴中心最远时的止点下止点（B.D.C.）：离曲轴中心最近时的止点曲柄半径R：曲柄销中心与主轴颈中心之间的距离连杆长度L:连杆大小端中心间距离S活塞冲程S：上下止点间的距离S=2R气缸工作容积：活塞在上下止点间移动能扫过的容积V=1/4πSD2燃烧室容积（压缩室容积，余隙容积）VC：活塞位于上止点时活塞顶与汽缸盖之间的汽缸容积。压缩比：汽缸总容积Va与燃烧室容积VC的比δ=Va/VC=（VS+VC）/VC=1+VS/VC压缩比与柴油机的转速无关2.四冲程柴油机：用四个行程（曲轴回转两转），完成一个工作循环的柴油机。以下是四个过程P—V图1.进气行程：进气阀：上止点提前开，下止点后延时关2.压缩行程PC：3~6MPaTc:500~700℃3.膨胀行程燃油的雾化状态喷入自燃，猛烈燃烧，爆炸，压力，温度应急剧上升，高温高压燃气推动活塞做功PCMAX=6MPaTCMAX=1500~2000℃4.排气行程排气阀：下止点前开启上止点后关闭综述：

完成一个工作循环，曲轴回转两转（720°CA）

只有膨胀冲程向外做功其他冲程都是耗功

借助外源能量的驱动即起动后，才可自行运转

进排气阀都不正好在上止点、下止点，而是提前或延时，其持续开启角均大于180°CA气阀正时（定时）：进、排气阀在上、下止点前后开启的时刻气阀正时（定时）圆图：用曲轴转角表示气阀正时的圆图右为气阀定时圆图1）进气阀提前开减少废气量，增加进气量2）进气阀滞后关气流惯性，吸入更多的空气3）排气阀提前开耗功，残余废气增加4）排气阀滞后关有利与废气排出气阀重叠角：同一气缸的进、排气阀同时开启的曲轴转角作用：实现燃烧室扫气，即废气流动惯性的抽吸作用，避免废气倒冲入进气管，还可将新鲜空气吸入汽缸，提高换气质量冷却高温表面。特点：增压柴油机的气阀重叠角均大于非增压机。二、二冲程柴油机的基本工作原理二冲程柴油机：用两个冲程（曲轴回转一转）完成一个工作循环的柴油机。1、换气—压缩行程曲线（0—1—2）活塞从下止点0至进气口关1点，新鲜空气停止进，排气口关2点，2~3压缩，2′为喷油点。2、膨胀—换气行程3~4为喷油着火燃烧，爆炸到4点基本结束，4~5为膨胀作功，5点为排气口打开（此时废气PC=0.25~0.6MPaTC=600℃~800℃）5~6排气口开，6点开始进气口开从6~0~1~2扫气过程即：将进气和排气过程合并到压缩与膨胀行程中，在汽缸直径，活塞行程与转速相同的条件下，其功率为四冲程柴油机的1.6~1.8倍。三、增压柴油机的基本工作原理提高柴油机的进气压力，可使进气的密度增加，从而达到在同样的汽缸容积中充进更多的空气量，以便喷入燃烧更多的燃油。作出更多的功来，这种用提高进气压力提高柴油机功率的方法称为“增压”。分为：机械增压废气涡轮增压：废气涡轮机，离心式压气机四、二冲程柴油机的换气方式直流：排气阀—扫气口式（BδM，三菱及SulzerRTA）排气口—扫气口式弯流：横流（参见图1—2—4）回流（MAN低速机）半回流（Sulzer老式低速机）：排气口有阀控制，简单半回流1、弯流扫气特点：扫、排气口布置在汽缸套下端，扫气由下而上。由上而下清除废气a.半回流扫气特点：排气口纵向和横向均有倾斜角活塞顶的形状有利于排气向上。在排气管设回转控制阀（RD），采用长活塞裙挡住排气口（RND），RTA放弃半回流扫气，采用直流扫气b.回流扫气特点：扫气口向下倾斜、活塞顶为凹顶、扫气流线长、扫气压力高.(MAN,KSZ)2、排气阀—排气口式直流扫气特点：扫气口在汽缸下部，缸盖有排气阀，扫气口在横向和纵向都有倾斜角，使扫气形成旋转气流（MAN/B&W,MC,SULZER,RTA以及三菱UEC—LS）.由此可见：二冲程柴油机的正时圆图有排气正时对称与非对称两种类型.3、直流与弯流扫气的比较a.换气质量:直流：换气质量好，效率高，充气量多弯流：流线长，阻力大,存在换气死角，换气效率低，消耗多的功率b.对“长冲程化”的适应性低速机—直接与螺旋桨连接—提高推进效率转速降低1%推进效率可提高0.25%~0.3%，加大冲程S，降低转速n可提高T从而使活塞的平均速度V=S/T保持不变，提高柴油机效率缸径比S/D直流扫气：2.0~2.5~3.0~3.25~3.46~3.8~4.2弯流扫气：1.8~2.1就无法发展因为冲程长，汽缸长，弯流扫气流程长，阻力增大很多，大大提高扫气压力，新废掺混厉害，换气质量差效率低。所以不适宜长冲程。直流扫气：适宜长冲程，扫气流程增加不大，阻力增加不大，换气效率高。燃气膨胀充分热效率高，油耗降低3、气缸套变形情况：弯流：下部布置扫、排气口，温差大，易变形直流：下部布置扫气口，受热均匀4、排气启闭定时直流：可设计最佳点，使排气阀不以下止点为对称点弯流：又活塞控制，必须以下止点为对称点总之，直流扫气比弯流扫气好，已基本取代之但弯流扫气没有排气阀，结构简单可靠，维修简便。第三节船舶柴油机的分类一、柴油机的优点1、热效率高。50~55%的有效效率2、功率范围大3、机动性好4、尺寸小，重量轻5、可直接反转二、柴油机的类型1、按工作循环分：四冲程二冲程2、按进气方式分：增压非增压3、按曲轴转速分：高速n>1000r.p.m中速300<n<1000r.p.m低速n<300r.p.m4、按结构特点分：筒状式十字头式：单列式、多列式筒状式：导向及侧推力由活塞承担十字头式：导向及侧推力由十字头滑块和导板承担，民用船舶一般采用直列式和V型机5、按柴油机的转向，排气管的位置分：右旋机，（顺）。左旋机，（逆）。单机一般为右旋机五、几种常用机型简介1、低速机（三家公司）1）BδW公司L—MCL：长冲程S—MCS：超长冲程K—MCK：一般冲程2）Sulzer公司：发展：Sulzer—NEWSulzer—Wartsida—NSD3）三菱重工业公司4）MAN公司2、中速机1）Wartsila公司2）S.、E、M、T.、(法国热机研究学会)PC2－5—PC2－6—PC2－6B（缸径D=400）PC4－PC4－2—PC4—2B（缸径D=570）3）MAN公司4）Sulzer公司5）大发公司6）MAK公司3、国产柴油机的命名方法由数字和表征柴油机特征的汉语拼音字头组成柴油机：燃料化学能—热能—机械能

第四节柴油机的工作循环一、柴油机的两种示功图1、P—V图气缸内的工质压力随气缸容积变化的图形2、P—φ图气缸内的工质压力随曲轴转角变化的图形，分析燃烧过程二、柴油机的理想循环1、定压加热循环（狄塞尔Diesel）循环2、定容加热循环奥托（atto）循环3、混合加热循环（萨巴蒂sabathe）循环4、继续膨胀混合加热循环（阿特金荪Atkinson）三、柴油机的实际循环实际循环与理想循环的区别（四方面）1、换气过程柴油机从开始排气，扫气到进气结束的整个气体更换过程称为换气过程1）四冲程柴油机的换气过程分析图1—4—10自由排气阶段：超临界流动即以音速流过P排/P气缸〈（2/（K+1））K/(K-1)时当P排/P气缸〉（2/（K+1））K/(K-1)时亚音速流动，当P排=P气缸内时，自由排气阶段结束强制排气阶段：活塞上行将汽缸内的废气强制推挤入排气管的阶段，排气阀延时关闭，可以使废气的流动惯性，使废气清除干净进气过程：进气阀提前开启，P进〉P汽缸气阀叠开和燃烧室扫气过程：进气管，燃烧室，排气管连通，新鲜空气与废气是不相掺混的，因此，四冲程柴油机的换气质量较高。2）二冲程柴油机的换气过程分析图1—4—11自由排气阶段（B—R）PR/PB〈临界值超临界流动PR/PB=临界值（K点）亚临界流动P汽缸=PS为止强制排气和扫气阶段（R—C）过后排气阶段（C—E）排气口延时关，汽缸中残余废气及部分新鲜空气经排气口排出二冲程换气的持续角为120°~150°CA四冲程换气的持续角为400°~500°CA3）时面值，角面值时面值：∫T1T2fdtf：气口或气阀、瞬时通流面积。T1、T2开始与终止时刻Dφ=360n/60dt=60ndt∫t1t2fdt=1/6n∫?1?2f(φ)dφ为角面值f(φ):气口或气阀的几何通流面积随曲轴转角变化的规律。角面值：表示气口或气阀的通流能力。它是结构参数，与转速无关。4）评定换气质量的参数①残余废气系数：指换气过程结束时，缸内为残余的废气量Gr与冲入汽缸的新鲜空气质量G0之比Rr=Gr/G0Rr表示换气过程的完善程度，Rr小，废气排得越干净，换气过程越完善②充气系数：是在换气过程结束时冲入汽缸的实际空气量G0与在进气状态下充满汽缸工作容积Vs的理论空气量Go之比HV=GO/GS=VORO/VSRO=VO/VSRO进气状态下的空气密度VO进入气缸的实际空气量走进气状态下所占的体积或ηv=ε/（ε-1）·PA/PS·TS/TA·1/（1+RR）对二冲程柴油机,以有效气缸工作容积则充气系数ηve=VO/VS(1-VS),ηve=εe/(e-1)·Pa/Ps·Ts/Ta·1/(1+Rr)有效压缩比εe=((1-φS)VS+VC)/VC=1+VS(1-φS)=ε(1-φS)+φSφS=V损失/VS(名义)V有效=VS/(1-φS)φS失效冲程系数按定义充气系数ηV有可能大于1,一般是小于1影响充气系数ηV的因素有:

进气流动阻力的影响(影响Pa)进气结束时缸内的压力Pa=PO-△Pa△Pa=K·n2/f2n：柴油机转速K：比例系数f：进气阀通道截面积要ηV↑,Pa,↑△Pa↓即尽可能增大进气通道截面积,且一般进气阀直径大于排气阀直径因此,运行管理中应注意保持进气系统的清洁,以减少流动阻力

进气过程结束时气缸内气体温度Ta的影响Ta对ηV是次要因素,Ta↑,ηV↓

剩余废气系数Rr的影响Rr↑,ηV↓四冲程影响小

柴油机气阀正时的影响排气阀提前开：过大、过小对功率都不利排气阀滞后关：废气排出的惯性，使ηV升高进气阀提前开：增加气流通道，气阀重叠ηV升高进气阀滞后关：ηV升高不同的转速有存在不同的最佳正时，而机构无法实现，说明书的规定气阀正时，是指标定转速时最佳ηV③扫气效率,扫气系数,扫气过量空气系数上述三项是评价二冲程柴油机换气质量的指标扫气效率HS：换气过程结束后，汽缸内的新鲜空气质量GO与汽缸内部气体量Ga之比HS=GO/Ga=1/(1+Rr)扫气系数Φs：在一个循环中通过扫气口的全部扫气量GK与换气过程结束后留在汽缸中的新鲜空气量GO之比Φs=GK/GO扫气过量空气系数：每循环通过扫气口的全部扫气质量GK与在进气状态下(Ps,Ts)充满汽缸工作容积VS的理论空气量GS之比ΦK=GK/GS=VK/VS扫气效率越高，扫气系数和扫气过量空气系数越小，扫气质量越高，换气系数越完善。第二章柴油机的结构和主要部件柴油机的主要部件：燃烧部件：活塞、汽缸、汽缸盖曲柄连杆机构：十字头、连杆、曲柄、轴承其它如：机座、机架、贯穿螺栓第一节柴油机的结构一、柴油机的基本组成主要固定件：机座、机架、汽缸、汽缸盖主要运动部件：活塞、连杆组件、曲轴、十字头组件配气机构及换气系统：进排气阀，气阀传动机构凸轮轴及其传动机构。空气滤器，进排气管，消音器，增压器，空冷器燃油系统：供油系统：加热，测量，储存，驳运，净化，供给喷射系统：喷油泵，喷油器，高压油泵润滑系统：汽缸注油系统曲轴箱油（机油系统）将清洁的润滑送至柴油机的各运动件摩擦表面，起减磨，冷却，清洁，密封和防锈作用。冷却系统：泵，冷却器和温控器起动及控制系统：借助外力使曲轴转动借助加上活塞上的外力推动活塞运动使曲轴转动二、柴油机的典型结构结构上分：十字头式：MAN—BδWMC系列NEWSulzerRTA筒形活塞式：WartsidaMAN—BδW1、MAN—BδW公司的S/K/L—MC/MC—C型柴油机特点：1）大中缸机上使用，其目标是：提高功率输出的前提下改善可靠性。减轻重量，缩短柴油机长度。2）双贯穿螺栓代替单贯穿螺栓，且是拧入到机座顶部的螺孔里，而不是一直插到机座底部,基座的地脚螺栓移到外侧。3）汽缸体的高度减小，重量变轻。且将凸轮轴箱和汽缸体做成一体4）采用薄壁轴瓦，轴承材料用Sn40AL，其具有较低的温度敏感性和很强的抗疲劳能力提高主轴承的可靠性5）曲轴采用加大轴径和曲柄销直径，并减少轴径的长度6）采用短连杆，十字头采用直段轴形7）采用高火力岸和可控释压技术高火力岸：活塞顶有空槽，用以隔热，第一道环离活塞顶的距离较长可释压环：采用双S形活塞环搭口，实现完全密封，环外圆柱面上均匀布置六道释压小槽。8）气缸盖由钢制造2、Wartsida大功率中速柴油机优点：具有氮氧化物排放低，可靠性高，维护管理方便，运转费用低特点：1）机件用球墨铸铁，将所有油水管设计在内部，采用弹性底座，减少振动。2）曲轴采用整体锻造，每个曲柄臂上都装有平衡块，主轴承采用倒挂式3）活塞：活塞头：用铸钢活塞裙：用铸铁，装有润滑装置两道压缩环（气环）设有特殊的耐磨层一道刮油环4）缸套的上部加高加厚，内部上端设有一个防磨环5）连杆采用船用大端连杆，用液压工具卸装，汽缸盖采用四螺栓和多管道元件6）采用脉冲增压系统和单管脉冲增压系统并带有废气和空气旁通阀7）冷却水系统：高温水系统、低温水系统第二节燃烧室部件一、活塞组1、活塞组的工作条件和活塞本体的常用材料1)活塞组的功用及工作条件功用：与缸盖，缸套组成封闭的燃烧室空间承受汽缸内气体的压力，并将其经连杆传到曲轴，筒状活塞承受侧推力，起往复导向作用，二冲程柴油机要开，关进排气口，控制换气。条件：极为恶劣的工作环境，高温，高压，往复运动，润滑条件差，冷却困难，烧蚀，腐蚀等。活塞组受汽缸内气体作用力P，往复惯性力PJ，侧推力PH周期性作用。长时间的高温高压燃气的周期性加热，强度降低，热变形，热应力。复运动，压力、温度很高，燃气冲刷等，难实现液体动力润滑。要求：活塞强度高，刚度大，气密可靠，冷却效果好，摩擦损失小，耐磨损，重量轻。2）活塞本体的常用材料材料：①合金铸铁：机械硬度较高，热膨胀系数小，良好的耐磨和耐腐蚀性能，价格低，工艺性好，但质量大，吸热性，导热性差，用于低速机活塞裙②铝合金：密度小，轻，减少惯性力，但硬度差膨胀系数大，用于中高速机③铸铁：膨胀系数与缸套相近④球墨铸铁：更高的机械强度，制成薄壁式，用在活塞裙部或整体⑤耐热合金钢：更高的机械强度，用在活塞头部2、筒状活塞组1)筒状活塞机构冷却方式：冷却——冷却介质为润滑油，取决于缸径，强化程度非冷却——通过活塞环传递于缸套及其外侧的冷却水图2—2—9为PC2—6大功率中速柴油机的活塞头头部：耐热合金裙部：铝合金用柔性螺栓连接顶部设计成浅盆形，以适应喷油器喷出的油束采用顶部薄壁强背采用润滑油冷却，路径：连杆—活塞销——裙部——通道—环形冷却腔——中央冷却腔——曲轴箱中央孔的位置和孔径控制冷却腔中的油量以保证振荡冷却。对环槽上下表面进行镀铬，淬火或氮化等表面处理，提高耐磨性活塞侧表面做成上小下大，以适应热变形，保证配合间隙。活塞裙部的销部分，因受热不均匀，气体力侧推力作用会产生椭圆变形，设计成椭圆形.2)活塞销作用：活塞和连杆的连接件，传递气体力。工作条件：做摆动运动，难形成液体动力润滑要求：足够的疲劳强度，刚度，表面硬度，抗冲击韧性材料：优质低碳钢或合金钢活塞销浮动于销座孔中，与小端衬套配合，精度高活塞销两端有卡环或铝合金塞盖3)活塞环环：气环：密封（一次，二次密封），散热。油环：刮油，布油。多道气环形成曲径式密封一般高速机2~3道气环，中速机3~4道气环，低速机4~5道气环密封作用主要靠头二道气环环在环槽中的运动有：轴向运动，径向运动，回转运动，扭曲振动环可能产生裂纹，折断，粘着的故障要求活塞环：良好的密封性能，耐磨，抗熔着磨损，适当的弹性，足够的强度和热稳定性活塞环的材料：珠光体基体合金铸铁或球墨铸铁其硬度应比汽缸套硬（作业：活塞环的硬度与汽缸套相比哪个硬？为什么？）表面通过渗硫，镀铜提高初期磨合性能，通过镀铬，氮化提高耐磨性，通过喷钼以防粘着磨损气环的截面形状（共有12种）各种截面形状的优缺点气环的切口形状（共有3种）天地间隙，搭口间隙，以便有热膨胀余地环外的漏气途径，搭口应错开气环的“泵油作用”的机理：刮油，挤油共同作用（作业：活塞环的泵油作用机理是怎么样？后果如何？）油环的种类：单刃，双刃特点：环与缸壁的接触面积小，比压增加，提高刮油作用效果，天地间隙小，减少泵油作用：刮油，布油3、十字头式柴油机活塞组采用组合式结构：活塞头：耐热合金钢活塞裙：耐磨铸铁活塞头采用薄壁强背的内支撑活塞杆承受气体力，惯性力，只受压力不受拉力活塞采用滑油冷却，杆中心钻孔，并有套管1)承磨环为活塞与汽缸的磨合而设置，开设有燕尾形的环槽，承磨环为青铜3~4段敲进环槽，其直径比活塞裙部大2)活塞杆填料函作用：防止扫气和汽缸中的污物漏入曲轴箱，防止滑油带到扫气室七道环槽：上三道是密封和刮油的组合，下四道是刮油环3)活塞的冷却冷却介质：淡水，滑油冷却方式：振荡，喷射——振荡冷却形式：套管式（淡水，现在少用），铰链式（滑油）二、气缸1、气缸的作用及工作条件气缸：气缸套，气缸体气缸套：燃烧室部件之一，起导承，承受侧推力或下部开气口受到相当大的机械应力与热应力，受腐蚀，摩擦和磨损，高频振动，穴蚀损坏，受拉力，受压力。要求：汽缸套必须有足够的硬度和刚度，良好的耐磨性和抗腐蚀能力，良好的润滑和冷却，可靠的气封和水封材料：耐磨合金铸铁（合硼、钛、磷、铌等）球墨铸铁采用多孔性镀铬，氮化，表面淬火，喷镀耐磨合金气缸套形式：干式：小型机，低功率机湿式：应用广泛，采取可靠的密封措施带冷却水套：现代新型机采用，提高缸套中、下部温度，减少腐蚀。气缸润滑：筒状：飞溅润滑十字头式：注油泵或注油器2、气缸的构造图2-2-22为SulzerRTA型柴油机气缸体每缸一个单体式。铸铁制造，设有导水环，采用多处的“O”形密封圈1、3、3a、6等检漏孔：KB1检3、3a情况KB检6：上道水下道气的情况。图2-2-23为MAN-B＆W公司的S-MC，S-MC-C型柴油机。铸铁制造的单体气缸体和气缸套气缸套外部装有钢套，之间形成冷却水腔，上下设有橡胶圈用于密封冷却水。S-MC-C型：冷却水不经气缸体，直接进入冷却水套，缸套与气缸盖密封面下移，有利于改善密封面的工作条件。设置有活塞清洁环，可除去活塞头部的积碳。现代中速四冲程柴油机的气缸套由合金铸铁离心铸造而成，内部设有一个防磨环，可除活塞头部的结碳。三、气缸盖1、气缸盖的作用及工作条件作用：除了组成燃烧室部件之一外，还安装喷油器，进排气阀，启动阀，安全阀，示功阀等。工作条件：承受预紧力产生的安装应力，周期性气体爆压产生了高频脉动的机械应力，高温燃气冲刷，加热，腐蚀，因温差产生热应力，水腐蚀要求：足够的强度和刚度，热负荷承载能力材料：合金铸铁，球墨铸铁，整体锻钢结构形式：单体式：中心距加大，长度和质量增加整体式：中心距减小，长度和质量减少2、气缸盖的构造图2-2-25为MAN—B＆W公司的S-MC-C型的气缸盖，由锻钢制造气缸盖高度较大，气缸盖底面为倒锥形两只喷油器对称布置。缸盖与缸套的接合面下移图2-2-26为气缸盖螺栓的液压固紧装置介绍该装置的工作原理。气缸盖与气缸套之间采用合适的密封垫片，以足够而均匀的接触压力来保证密封的其密封材料应耐热，耐腐蚀和抗压，足够高的塑性与弹性，一般采用紫铜，镀铜低碳钢。中速的气缸盖：图2-2-27为Wartsila32型的气缸盖球墨铸铁，单体式，双排气阀和双进气阀，排气阀座冷却式，进排气阀密封面堆有司太立合金，阀杆镀铬或镍钼合金。四、燃烧机部件的故障与维护管理1、气缸盖1）热疲劳尤其“鼻梁区”交易出现热疲劳受热面T↑-------材料蠕变-------塑性变形--------受冷却面阻止-----残余拉伸应力------反复作用----引起热疲劳，其取决于“冷热”循环次数即低循环疲劳2）机械疲劳周期性的气体压力作用，沿阀孔尖角处应力集中严重，引起疲劳裂纹，取决于发动机的累计转数即高循环疲劳。3）腐蚀疲劳出现在密封凸緣处冷却水侧冷却水中含有酸根离子和溶解氧对金属发生电化学腐蚀和氧化。检验气缸盖裂的方法有:渗透探伤，水压试验，冲车(开车前)，水压（运行中），水痕（吊缸时）运行管理应注意①保证冷却水道畅通②适时清理水垢，水污③控制冷却水水压，水温，流量④避免超负荷，防止过热⑤避免产生过热，过冷出现2、气缸套1）气缸套的磨损a.熔着磨损：边界润滑-----部分金属接触高温----熔融粘着---脱落---熔着磨损活塞在上止点时第一环附近最严重与许多因素有关。b.磨料磨损：有硬质颗粒进入摩擦表面形成磨料。磨料挤压，滚撞----脱落----磨料磨损磨料磨损来源于众多因素：提炼过程，运输过程，燃烧过程c.腐蚀磨损：燃料中酸及钒，钠等的存在引起的S+O2-----SO2SO2+O2----SO3H2+SO3----H2SO4“冷”腐蚀出现气缸套上最严重综上所诉：气缸套磨损最大的是活塞在上止点第一道环所对应的位置。2）气缸套的穴蚀穴蚀是电化学腐蚀和空泡腐蚀共同作用形成电化学腐蚀：机械和热应力的作用，氧浓度差空泡腐蚀：侧推力引起的缸套振动---高真空和高压----形成气泡----气泡爆破---产生高压波----反复作用—剥落---孔穴采取措施：防腐锌板，缓蚀剂，防锈油，缸套厚度加厚，提高支承刚度，减少间隙，合理冷却水流向，合理水温，水压。3、活塞组1）裂纹机械应力与热应力共同作用触火面裂纹主要是低频热应力引起的冷却面裂纹主要是由机械应力与热应力共同作用注意控制温度及冷却液的温差2）活塞顶的烧损冷却效果不佳，使局部过热，温差大等3）活塞环的异常磨损，粘着和折断a.环的异常磨损：正常环的磨损速度不超过0.3---0.5mm/Kh图（b）----（d）为不正常磨损b.环的粘着：环在环槽失去运动。主要是由于：过热，油过多，不净，燃料不良等原因c.环的折断：后果：密封不良，引起增压器的损坏其原因有①环压入，环与套粘合不好②环槽内积炭③搭口间隙太小④气缸套失圆，锥度⑤挂碰气口⑥环槽过度磨损⑦气缸套上的磨台撞击4、燃烧室部件的管理要点1）磨合逐渐加负荷的过程使用纯矿物油或低碱性汽缸油，加大气缸供油量2）严格控制柴油机的运行参数在规定的范围内3）良好的润滑确保供油量与滑油的品质倾听运转声音4）仔细观察活塞组的状况a.扫气口的观察b.环表面的状况c.气缸润滑状况，d.冷却腔密封状况5）吊缸检查并测量有关的尺寸数据第三节曲柄连杆机构一、连杆组连杆是活塞（十字头）与曲轴间的连接件作用：将活塞上的气体压力传递给曲轴，并将往复运动转变为回转运动连杆本身运动与受力较复杂对四冲程机：连杆的气体力，惯性力的大小,方向是周期变化，即时拉时压对二冲程机：连杆始终受压，只是大小周期变化连杆本身惯性力的作用.连杆本身在保证强度和刚度的前提下尽量减轻重量1、连杆本身截面形状：圆形，矩形，工字形杆身从小端倒大端逐渐加粗，中间钻有油孔2、连杆小端圆柱形小端----工字形杆身球形小端----圆形杆身阶梯或锥形活塞销座，使小端下部承压面被增大3、连杆大端和轴瓦1）连杆大端是曲柄销的轴承，其结构形成a.船用式连杆大端压缩比，轴承垂直间隙可调b.平切口连杆大端连杆大端的宽度必须小于气缸直径c.斜切口连杆大端连杆螺栓受剪切力，因此采用锯齿和舌榫的定位方式，可以抗剪切断面，抗剪切能力强2）轴瓦连杆大端采用薄壁轴瓦厚壁轴瓦特点：瓦背厚度大，刚性好，配合间隙刮配保证，易产生疲劳损坏，有定位销。薄壁轴瓦特点：制造精度高，互换性好，合金层厚度薄，疲劳强度高，承载能力强，寿命长，有定位唇，瓦口的弹张量及周长的过盈量保证紧贴，导热性能好。3）轴承合金合金有白（巴氏）合金，高锡铝合金，铜铅合金（1）表面性能：抗咬合性：白合金，高锡铝合金较好，铜铅合金较差顺应性：白合金和铝基合金较好，铜基合金较差磨合性：白合金好，铝基合金中，铜基合金较差嵌藏性：白合金好，铝基合金中，铜基合金较差耐腐蚀性：锡基白合金，铝白合金耐有机性较好，铜铅合金耐有机性差。损伤敏感性：白合金损伤敏感性低铝基合金损伤敏感性中铜基合金损伤敏感性差（2）机械性能：抗拉强度，疲劳强度，耐热性能结论：白合金：具有较好的表面性能（抗咬合性，嵌藏性和顺应性等），耐腐蚀和耐磨性能，但疲劳强度较低。锡铝合金：具有良好的机械性能，耐腐蚀和耐磨性能，但表面腐蚀性能较差。铜铅合金：具有良好的机械性能和耐磨性能，表面性能和耐腐蚀性能较差。高锡铝合金逐渐取代白合金5）V形柴油机连杆a.并列式连杆b.主副连杆c.叉骑式连杆4、连杆螺栓它是连接连杆大端和连杆盖的承载较高的重要连接螺栓装配时受预紧力的作用。材料选用：优质合金钢，优质碳钢材料。形式：用螺帽或不用螺帽，采用柔性结构，应有防止螺栓转动和锁紧螺母措施。预紧力，紧固方法步骤应按规定进行。二、十字头组作用：连接活塞和连杆，承受侧推力并给活塞气缸中的运动导向。组成：十字头本体，十字头滑块和十字头轴承1、十字头本体十字头销采用优质碳钢（40.45号钢），表面采用滚压或镀铬处理，可以提高耐磨性活塞杆与十字头销两节方式有两种2、十字头滑块滑块一般用铸钢制造形式有：双滑块特点：正转,反转时承压面都一样，工作比较可靠，但安装，较中要求高。单滑块特点：布置较紧凑,受力也较合理，但维护不方便。3、十字头轴承1)工作特点(1)润滑条件很差，难以形成良好的润滑油莫①单向受力②做摆动运动，难以建立液体动力润滑，容易处于边界润滑状态。(2)轴承的负荷很重①轴承的比压大②周期性变化的冲击性气体力③轴向受力不均十字头常见故障:合金出现疲劳裂纹，脱壳，熔塌(铺铅)2）提高十字头轴承的可靠性的措施（1）降低轴承比压①限制爆压不要过高②增大承压面积:a.加大轴颈直径,b.采用全支承式轴承增大承压面间的贴合面积③使轴承轴向负荷分布均匀,以避免局部比压过高现象.④叉形结构改用弹性结构加台式结构。a.采用刚性结构。b.采用反变形法.。（2）保证良好的润滑和冷却:①改变供油线路；②提高滑油供油压力；③合理开设油槽；④保证合适的轴承间隙.（3）提高轴承合金的承载能力:①采用高锡铝合金；②采用薄壁轴瓦（4）确保十字头销颈表面光滑程度管理上应注意：油质，防腐，防锈4、十字头式柴油机连杆现代连杆的杆身与连杆大,小端轴承座合为一体，采用全支承.三、曲轴组1、曲轴的作用曲轴把活塞的往复运动通过连杆变成回转运动，将柴油机各缸所作功汇集以回转运动的形式输出，并可带动附属设备。2、曲轴的工作条件工作条件比较苛刻（1）受力复杂：产生弯曲，扭转变形，复杂的交变应力。（2）应力集中严重：曲柄臂与曲柄销的过度圆角处最危险。（3）附加应力很大（4）轴颈遭受磨损3、对曲轴的要求及材料必须具有足够强度和刚度，各轴颈应具有足够的承压面积和较高的耐磨性，具有合理的曲柄排列和发火顺序，减少曲轴的负荷。低速机：曲轴常用优质碳钢中高速机：曲轴常采用合金钢强载不大中高速机：曲轴常采用球墨铸铁四，故障与维护管理1、连杆组1）十字头滑块和导板故障：滑块上白合金偏磨和疲劳碎裂管理：定期检查滑块与导板的间隙，润滑状况。2）连杆小端轴承故障：工作条件差，易偏磨，变粗糙。管理：轴承，轴颈表面状况检查，润滑状况。3）连杆杆身故障：裂纹，弯曲4）连杆螺栓故障：断裂管理：仔细检查螺帽上紧及保险，按规定上紧。2、曲轴组对曲轴检验的主要内容

检查轴颈，测量圆度与圆柱度

检查轴颈的圆角及油孔附近的裂纹

检查红套或压力配合处是否有松动或位移

分段式的法兰连接紧固情况曲轴轴颈应足够光滑。若滑油中的杂质，强弱酸，海水等进入会使轴颈受损。曲轴会产生疲劳损坏：其断面纹理不同，疲劳原因不同。断面渐断区纹理显波浪线，断面与轴线垂直，是弯曲疲劳引起。断面渐断区纹理显螺旋线，断面与轴线成45°，是扭转疲劳引起。断面渐断区纹理显贝壳状，显暗褐色，断面与轴线成45°，是弯曲与扭转共同引起①弯曲疲劳损坏：裂纹首先产生于曲柄销，主轴颈的过渡圆角处，然后向曲柄臂发展，与轴线垂直主要是曲轴轴线不直引起的，多发生在柴油机长期运行后发生②扭转疲劳损坏：裂纹发生在加工不良的油孔或圆角处，与轴向成45°，向轴颈发展，多发生在柴油机运转初期。曲轴发生弯曲疲劳损坏多于扭转疲劳损坏。原因有：扭矩，扭振可测量计算，因此可以预防，而弯曲应力复杂，难以计算，且磨损后会发生附加弯曲应力。曲轴材料的缺陷，滑油变质腐蚀也是疲劳损坏的原因。管理注意：检查曲轴轴线状态，轴颈与下瓦的贴合情况，尽快越过危险临界转速区；注意减振器的工作与保养；注意滑油化验与净化；组合式曲轴，注意红套有否滑移。3、轴瓦损坏除磨损外还有：a.拉毛与划伤原因：滑油中混入硬质颗粒b.磨料或熔着磨损（擦伤）原因：轴颈表面太粗糙，装轴时对中不良，滑油失压或变质，轴承间隙过大或过小，柴油机超负荷运转。c.偏磨原因：轴颈或轴承的圆柱度，同轴度不高或发生变形d.咬粘原因：轴承过载特别是间歇性冲击负荷，润滑不良或断油，轴承间隙过大或过小，轴颈表面太粗糙，装轴时对中不良，瓦背与轴承座贴合不好，散热不良。管理：保证轴承间隙，控制滑油工作温度，压力和流量。保证瓦背与轴承的贴合质量。f.龟裂或疲劳剥落原因：轴承座刚度不足，轴承合金与钢制瓦背粘结不牢，安装时轴颈与轴承承压面接触不均，磨合运转不够，轴颈偏磨及超负荷运转。管理：要避免长时间过载，而且注意滑油的工作温度,压力和流量。g.轴瓦表面出现针状大面积麻点或滴状，条状剥落。产生腐蚀和气蚀的原因：滑油变质或滑油中混入燃烧产物，会导致轴承合金的化学腐蚀。由于轴颈作剧烈的径向运动或油压剧烈波动，产生的瞬时低压，会形成气泡而导致气蚀。防治措施：防止气蚀：保证滑油粘度，采用防泡性较好的滑油或加入防泡沫添加剂。防止腐蚀：防止燃烧产物混入滑油，经常检查滑油质量。腐蚀有：化学腐蚀，电化学腐蚀，电火花腐蚀。曲柄连杆机构在管理中应注意的事项：Ⅰ轴承换新应磨合后（2h）才投入运行注意表面合金镀层不受破坏Ⅱ定期检查曲柄箱内容有（1）导板与滑块，各种轴承的间隙（2）各种螺栓的固紧情况（3）油流情况Ⅲ运行过程注意触摸，倾听。Ⅳ监视滑油压力，温度，定期化验。4.贯穿螺栓断裂安装预紧力均匀，按规定按顺序上紧。第四节柴油机的主要固定部件主要固定部件：机座、机架、汽缸、贯穿螺栓、主轴承等。一、工作条件和要求工作条件：固定件承受气体力，惯性力，周期提变化的侧推力，振动，空间力系和力矩，安装应力，热应力，腐蚀等。要求：足够的强度和刚度二、构造1、机架，机座机架的组成：图2—4—2S—MC—C型机座的组成：图2—4—3S—MC—C型机座的安装及调整机座用柔性螺栓安装在与船体连在一起的基座上2、贯穿螺栓采用贯穿螺栓使柴油机整体刚性提高，也使固定件处于受压状态三、故障与维护管理1、严防曲轴箱爆炸2、曲轴箱各道门和密封盖板处防漏3、机座内外定期检查主要故障有裂纹，定期检查地脚螺栓第三章换气机构和增压系统第一节换气机构换气机构的功能与组成：功能：实现对柴油机的换气过程的控制组成：气阀机构和气阀驱动机构一、气阀机构（一）工作条件及材料1、气阀机构工作条件;气阀承受着很高的热负荷和机械负荷2、气阀组件有：带阀壳和不带阀壳气阀材料：耐热耐磨合金钢阀座材料：合金铸铁，耐磨合金钢导管材料：铁基粉末合金，灰铸铁，球磨铸铁带阀壳的气阀组件采用柔性螺栓紧固（二）气阀的常见故障及提高气阀工作能力的措施1.气阀的常见故障1）.排气阀烧损原因：排气阀密封不严，其原因有（1）阀盘温度分布不均，中间大，外侧低，温差大造成阀盘翘曲而漏气。（2）来自重油的玻璃状沉积物沉积在阀线上其性脆，反复撞击后剥落（3）沉积的硬质燃烧产物颗粒在闭阀时撞击，出现凹坑2）.排气阀的高温腐蚀来自劣质燃油中的钒，钠，硫等有害元素的生成物对金属有腐蚀作用。3）.气阀密封锥面磨损过快气阀与阀座撞击，造成弹性变形，密封锥面磨损气阀间隙过大，阀盘和阀座刚度不足，材料性能未匹配，燃烧恶化，冷却不足，阀杆与导管间隙过大等也会使锥面磨损。作业：为什么增压柴油机的进气阀容易发生快速磨损4）.阀盘和阀杆断裂常发生在过渡圆角处，卡块的凹槽处2.提高气阀工作能力的措施1）.采用水冷式阀座中速机密封锥面控制在410-430℃低速机密封锥面控制在350℃2）.安装旋阀器安装旋阀器后每启闭一次均能使气阀发转过一个角度作用：（1）使阀盘温度分布均匀（2）密封锥面的最高温度减少（3）阀杆与导管间的润滑条件获得改善旋阀器有两种：叶片式旋阀器，弹簧上或下端旋阀器3）.采用新材料新工艺（1）密封锥面在基材上锥焊一层钴基或镍基硬质合金阀杆采用氮化，镀铬。（2）有的整个气阀用超耐热Nimonic合金（高铬镍基合金）4）.阀盘与阀座的密封锥面采用不等的锥角。（1）接触线靠边密封锥面外边缘（2）阀座锥角比阀盘锥角大0.5°~1°可避免接触线内侧锥面与高温燃气接触。现代低速机：接触线靠近内边緣，阀座锥角比阀盘小0.2~0.5°。（3）锥面形成狭窄的楔形空间，远离高温燃气，不易高温腐蚀，靠外边缘出车有一道个隔热空气槽。（三）气阀组件管理维护注意事项1.注意燃油的含钒量2.注意阀盘与阀座锥面的角度差，密封带宽度及宽窄的后果3.气阀锥面磨损率除与本身材质有关，还与阀座材质有关。阀座安装的过盈量适中，采用冷冻法。4.气阀导管与阀杆的间隙须合适5.带阀壳的气阀其紧固螺栓不宜拧的过紧二、气阀驱动机构气阀机构的常见形式分为：机械式，液压式。1.机械式气阀驱动机构1)气阀间隙的定义：冷态下滚轮落在凸轮基圆上，摇臂与气阀之间应留有间隙。2)间隙作用：受热膨胀后气阀仍能完全关闭。间隙过小，过大的后果：过小：漏气，燃烧恶化。过大：气阀正是改变，撞击大。排气阀间隙大于进气阀高增压间隙大于低非增压。

2.液压式气阀驱动机构分析图3-1-5液压式气阀驱动机构的结构及工作过程：优点:1)维护管理和检修拆装方便，不用调整气阀间隙2）阀落座速度得以控制，减少阀与阀座的撞击3）气阀的开启由推动活塞推动，阀杆作无侧向推力的轴向运动，改善了阀的受力情况，气阀导管的磨损也减少。4）采用空气弹簧使气阀结构更为简单可靠。3.变排气阀关正时及升程（VEC）系统1）优点：其以优化部分负荷性能，减少排气污染。2）实现方法：（1）利用改善液压驱动系统中的滑油量，来改变排气阀关正时及升程。（2）在负荷降低时，泄放其中部分滑油，可以提早关闭排气阀，这样可以①减少过后排气，使缸内中总空气量增多，有效压缩比提高，压缩终点压力提高，最高爆发压力提高，热效率提高。②新鲜空气流失减少，也是燃烧完善，热效率提高③过量空气系数增大，同时，也较少排气污染。三、凸较轴及其传动机构1.凸轮轴凸轮与凸轮轴有：整体式和组合式。有：不可调式和可调式。2.凸轮轴传动机构：齿轮传动和链传动。

3.使用管理注意几项（1）注意对准其啮合记号。（2）检查其润滑情况。（3）注意链条的张紧情况。（4）先测间隙，后调整气阀正时。四、补充气阀间隙的测量与调整，气阀定时的检查和调整，气阀与阀座的研磨与更换方法。第二节废气涡轮增压系统和涡轮增压器一、废气涡轮增压发展概况主要介绍ABB公司VTR系列的发展情况。增压比∏k提高，其效率ηTK提高,但当∏k提高到一定范围时，ηTK反而下降通过计算机计算，使空气动力性能不断改善来提高hK1.效率已达72%2.具有更宽的工作范围3.具有更高的可用比压二、废气涡轮增压技术1.废气能量组成废气总的可用能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。由两部分组成E1：废气由压力Pb降到涡轮前压力PT可用能，脉冲能。E2:：废气由压力PT降到Po的可用能，定压能。E1/（E1+E2）随PT高而减少，随PT低而提高。2.废气涡较增压的两种基本形式(1)等压增压①结构特点：所有排气接于一根排气总管，还起稳压箱作用。②废气可用能的损失节流作用的损失，摩擦，散热损失。③脉冲能量E1的利用随着PT的增加，E1回收的比例较高。(2)脉冲增压①结构特点：各缸排气支管短而细，几缸共用一根支管与废气渦轮端相连。②脉冲能E1损失减少③脉冲渦轮增压柴油机气缸的分组原则：同一组气缸的扫、排气时间相互不重叠或重叠很少四冲程柴油机，每一缸扫、排气持续时间为240°CA二冲程柴油机，每一缸扫、排气持续时间为120°CA(3)脉冲增压与等压增压的比较①排气可用能的传递效率ηEηE=ET/（E1+E2）ET为涡轮前废气拥有的可用能低增压时，脉冲的ηE＞定压的ηE②渦轮增压器的综合效率ηTK脉冲ηTK＜定压ηTK③涡轮增压系统的有效性指标KK=ηE.ηTK，代表整个增压系统效果好坏的程度。低增压时，脉冲K＞定压K高增压时，定压K＞脉冲K④部分负荷时的K值脉冲K＞定压K⑤扫气性能部分负荷时，脉冲增压的扫气性能比定压好⑥加载性能好脉冲比等压好⑦其他脉冲增压对气口，管道的清洁程度较敏感，其维护管理工作量较大。3.废气涡放增压的其他几种方式1）脉冲转换增压用于缸数为4的倍数的柴油机效果最佳，适用高，中速机。2）多脉冲增压3）模件式单排气总管增压（MSEM）三、废气涡轮增压器及增压系统的其他部件1.废气涡轮增压器形成分为：轴流式涡轮增压器，用于大功率径流式涡轮增压器，用于小功率增压比∏k（出口压力与进口压力之比）低增压：∏k＜1.7中增压：1.7＜∏k＜2.5高增压：2.5＜∏k＜4.0超高增压：∏k＞4.0冷却方式分：水冷式和非水冷式1)废气涡轮增压的工作原理(1)轴流式涡轮的工作原理①

在涡轮级中流动时压力，温度，流速的变化固定的喷嘴环与旋转的叶轮，组成一个涡轮级的喷嘴环的通道呈收缩形状，叶轮叶片间的通道也是收缩形的。废气压力：Po→P1→P2废弃温度：To→T1→T2流速：Co→C1→C2W1相对速度增加到W2U叶轮转速叶片凹面上压力提高，凸面上压力降低，作用在叶片表面上的压力合力形成带动叶轮旋转做功的力矩。②

叶的进口及出口速度三角形进口速度矢量三角形：C1＝W1﹢U1出口速度矢量三角形：C2﹦W2﹢U2③

涡轮级中的损失损失主要有a.流动损失：流速越高，损失越大b.撞击损失：设计工况时候最小c.余速损失：设计工况时候最小（2）离心式压气机的工作原理①空气在离心式压气机中流动时，压力，流速，温度的变化。单级离心式压气机组成：进气道，叶轮，扩压器，蜗壳。②空气在叶轮中流动的速度进口速度矢量三角形：C1＝W1﹢U2出口速度矢量三角形：C2﹦W2﹢U2图3—2—14（P118）③空气在扩压器中的流动无叶扩压器或叶片扩压器：无叶扩压器出口面积大于进口面积，气流流过时速度下降，压力，温度升高，动能→内能。④

气机中的流动损失：摩擦损失，撞击损失设计工况，图3—2—16a，非设计工况图3—2—16bc2）废气涡轮增压器的结构以ABB公司的VTR454为例（1）轴流式废气涡轮进气壳，喷嘴环，叶轮，隔热墙，排气壳(2)离心式压气机消音滤清器，进气壳，叶轮，扩压器，出气壳（3）轴承滚动轴承涡轮端：滚柱轴承压气端：推力球轴承，同心安装，承受轴向负荷，定位。(4)气封与油封装置密封装置目的是尽量减少空气，废气和润滑油的泄漏量，采用迷宫式气封和油封。

3）新型废气涡轮增压简介TPL/TPS型其压气叶轮为整件式TPL—A涡轮采用标准的带拉筋叶片，适用脉冲增压。TPL—B涡轮采用高效率的无拉筋宽叶片，适用定压增压。采用内置式滑动轴承，推力轴承采用复合式浮动推力片新型增压器的其压气机的工作曲线较宽，具有很好的应用灵活性，具有较高的压比和效率，较高比容积流量，使发动机吸入更多的空气。TPL/TPS具有以下优点①压比高---增加柴油机输出功率；②效率高—降低柴油机燃油消耗和废气温度，提高部件的耐用性；③可靠性高，使用寿命以及检查周期长④容易维护，利于机器在恶劣条件下运行2.动力涡轮将多余的废气来驱动涡轮机，通过离合器与主机输出相连或驱动发电机，可以降耗节能。主要是涡轮效率大大提高才可以。3.增压空气冷却器及水雾截留器

1）增压空气冷却器也称空冷器或中冷器，它将压气机吸入的升高的压力，温度的空气进行冷却后进入气缸，其效果有：(1)提高空气密度的同时，冷却至常温有利增加进缸的空气量；(2)降低进缸始点空气温度，使工作循环平均温度和排温下降。2）水雾截留器也称汽水分离器，脱水器等，装在空冷器之后，扫气箱之前，其工作原理是通过增压空气流动方向的几次变化，借助于离心力，使水滴碰撞而分离出来。四、柴油机增压系统机械增压纯废气涡轮增压复合增压

1.四冲程柴油机的增压系统一般采用纯废气涡轮增压系统2.二冲程柴油机增压系统实现纯废气涡轮增压较困难，即涡轮发出的功率与压气机所需功率不平衡的矛盾1)纯废气涡轮增压系统2)复合增压系统：串联旁通增压系统，并联增压系统。（1）串联旁通增压系统（2）并联增压系统第四节

增压系统的故障与维护管理一、增压系统的故障1.增压压力低于正常值如果增压器转速同时偏低则原因有：1)获得的能量偏少2)压气机、涡轮效率下降3）增压器转动阻力增大4）涡轮的通流能力变大若增压器转速正常则原因有：增压空气泄露（如扫气箱漏气）。压气机叶轮背面的气封漏气也使增压压力降低。2.增压压力高于正常值1）柴油机方面的原因：燃烧系统故障。2）增压系统方面的原因：涡轮的通流面积减少。3.增压器的强烈振动原因有：1）涡轮动叶片折断2）燃烧产物附着在涡轮动叶片上造成不平衡4.增压器轴承损坏滚动轴承损坏形式：磨损，疲劳点蚀。原因：油质，洁度不够。滑动轴承损坏原因：油压低，量不足或不洁。损坏形式：转速急速下降，增压下降。并出现滑油温度上升，异声和振动。二、维护管理1.增压器轴承的维护管理滚动轴承：注意润滑油的清洁，按时更换或使用规定牌号的滑油，自供油式。滑动轴承：外部供油式注意润滑油压力，温度，油位注意防止增压器在大风浪航行时超速2.增压系统主要部件的清洗1）涡轮增压器的定期清洗，拆洗压气机侧的水洗：在高负荷时进行，（25—75h）洗一次，利用水滴的撞击作用清洗污垢，喷水清洗后至少还得有负荷运转10min。涡轮侧的水洗：（150—1000h）洗一次，一般每周一次，在部分负荷时进行，清洗后在部分负荷运转5min，也有用喷水果壳颗粒的干洗法，在全负荷情况下进行。2）增压空气冷却器的清洗。空冷器：水侧洗：时间较长气测洗：安装喷淋设备3.增压器的拆装正确使用专用工具，说明书认真阅读，测量K,L和M值.第四章燃油喷射与燃烧第三节喷油泵及喷油器喷油泵：高压柱塞泵：回油孔式，回油阀式。喷油器：液压启阀式。一、对喷油设备的要求要求：良好的雾化，正确的喷油定时，便捷的油量调节。1.燃油的雾化喷油泵对雾化的最大作用就是造成必要的压力。喷油器是使来自喷油泵的高压燃油雾化的设备。2.正确的喷油定时喷油设备必须以正确的喷油提前将燃油喷入气缸。喷油提前角←供油提前角决定←凸较位置决定。3.供油量调节对各喷油泵的供油量进行总调外，还要求能进行单独调节。4.其它要求能根绝重复喷射，断续喷射，不稳定喷射，隔次喷射确保柴油机性能稳定。工作可靠，调节方便，迅速停油及在不停车下的单缸停油，确保营运正常。二、回油孔式喷油泵1.喷油泵结构两对精密偶件：柱塞及套筒，出油阀及阀座。2.喷油泵工作原理按图4-3-3进行所以，柱塞的斜槽与套筒上回油孔的相对位置决定了喷油量，同时，也决定了喷油时间，柱塞每转动一个位置，就有一个有效行程，故转动柱塞可以改变喷油量。3.供油量调节改变供油始点，终点或始终点来改变柱塞有效行程而实现的，有效行程越长，供油量越大，当有效行程为零时，虽然柱塞上下运动但不供油。1）终点调节：头部结构：平顶且斜槽向下，始点不变，终点随负荷而变。2）始点调节：头部结构：平底且斜槽向上，终点不变，始点随负荷而变。3）始终点调节：有向上及向下的两条斜槽，其供油始点与终点均随负荷改变，负荷大时，供油始点提前终点滞后；负荷小时，供油始点滞后，终点提前。4.出油阀的作用作用：蓄压，止回，减压。1）蓄压：使供油压力逐渐累进，获得较高的初始供油压力。2）止回：防止高压油管中的燃油倒流入泵腔。3)减压：卸载，控制高压油管的压力波动。卸载：等容卸载：多出一部分容积（减压环节）。等压卸载：由卸载弹簧控制的锥形卸压阀。五、喷油器开式冷却式单孔式闭式非冷却式多孔式介绍单孔式，多孔式的喷油器结构，组成。介绍MAN-B&WMC与RTA喷油器的结构特点。

第五节

故障与维护管理一、喷油泵的主要故障喷油泵主要是两对精密偶件：柱塞及套筒，阀及阀座。

1.穴蚀穴蚀的形成过程的介绍。（穴蚀机理）穴蚀大多发生在柱塞的斜槽的上方，或回油孔相对的柱塞处，阀与阀座的密封处，回油孔相对应的泵体，高压油管内壁，针阀密封处。穴蚀的解决方法：选择等压卸载出油阀或新设计布置高压系统。

2.柱塞和套筒过度磨损，拉毛，卡紧和咬紧过度磨损的后果：喷油压力下降，雾化不良，喷油量不均，燃烧恶化，喷油提前角减小。卡紧和咬死的后果：不能供油，停止工作。原因：燃油不洁，间隙过小，油温突变。3.阀和阀座磨损，阀杆卡紧和咬死.阀和阀座磨损的后果：高压油管剩余压力下降或喷油量减小。原因：燃油杂质，酸性腐蚀，撞击。阀杆卡紧和咬死（对阀式油泵）的原因：润滑不良，受热不均或阀杆与导套变性而引起。二、喷油泵的检查与调整喷油泵的作用是定时定量地向喷油器提供一定压力的燃油1.喷油泵密封性检查1）综合检查：泵油压保持压力的时间（30s内）2）出油阀检查3)取出出油阀检查2.供油定时的检查与调整1)供油定时的检查①冒油法②照光法(回油孔式)③标记法2)供时定时调整①转动凸轮法顺着凸轮轴旋转方向转动凸轮，则供油提前角增大，反之减小。该法不改变凸轮的有效工作段②升降柱塞法多用于回油孔式改变凸轮有效工作段，升高柱塞③升降套筒法用于回油孔式，升高套筒，凸轮有效工作段由ab—cd提前角由b→b13.供油量检查与调整供油量：停油位置，各高缸供油均匀性1)停油位置的检查与调整（零位检查）调整停油位置是为了当加油手柄放在停车位置时使各喷油泵的供油量也为零，以保证实现可靠的停车回油孔式：齿条处于刻度“0—2”格处回油阀式：当进油阀关闭时，回油阀开启的高度要在0.8mm以上。2）供油量均匀性的检查和调整回油孔式：手柄置于标定供油时齿条刻度一致，再测各运行参数。回油阀式：测量柱塞的有效行程，再测各参数。三、喷油器的主要故障1.针阀偶件的磨损，漏油和卡紧工作条件：擦伤（燃油杂质），高温，撞击材料：低碳合金，滚珠轴承钢要求：精确配合间隙，密封好（密封环带在上边缘0.3~0.5）。主要故障：磨损，卡紧或咬死针阀偶件有四个密封面2.喷孔磨损，结碳，阻塞和裂纹孔径增加10%时，喷嘴应予换新。喷孔堵塞结碳，且恶性循环裂纹由高温作用引起的四、喷油器的检查与调整1.启阀压力的检查与调整启阀压力保证着喷油器开始喷射时的最低喷射压力。2.密封性检查针阀与针阀套圆柱面针阀与阀座锥面3.雾化质量检查五、喷油设备的维护与管理1.适时拆检和试验，注意清洁，装配位置2.手动泵油泵润滑，检查调节机构准确性与可靠性3.注意放气，渗漏燃油等4.注意高压油管的脉动情况5.需单缸停油，不可关闭进口阀的方法6.注意喷油器冷却，防止过热7.喷油器安装在气缸盖上，注意密封面，预紧力度8.注意缸内燃烧过程的变化。第五章燃油系统,润滑系统和冷却系统第一节燃油系统一、燃油系统的作用和组成作用:为柴油机提供足够数量和符合质量要求的燃油.组成:注入,贮存,驳运,净化处理,燃油供应等五个环节.

1.燃油的注入,贮存,驳运“船舶规范”要求:两舷设有通用注入接头,开有可靠超压保护设施.可实现油舱间,油舱与沉淀柜间的驳运.2.燃油净化处理系统包括:燃油的加热,沉淀,过滤和离心分离环节核心:离心分离分析图:5-1-2气动恒压阀,流量调节阀,温度控制器的作用。3.燃油供给系统设有输送泵(加压泵)燃油输送泵的供油率就是柴油机的燃油消耗率。循环泵的供油率比柴油机燃油消耗率大几倍。加压回油柜的作用:有三个作用：1）起循环作用。2)易加压,保温,改善机舱条件。3)减少油温突变。二、主要设备与作用1.重油驳运泵作用:可从油舱至沉淀柜或油舱间调驳或驳至舷外。使用齿轮或螺杆泵2.重油的净化处理设备采用沉淀,过滤,离心分离1)沉淀柜作用:在重力场作用下使油,水,杂质分层达到净化目的。规定:2个以上柜,沉淀12h以上,加热50~70℃定期放残水2)过滤器通过过滤器:油舱与驳运泵间。上油过滤器:低压输油泵与高压油泵间。预防过滤器:喷油器进口管接头中。滤器前后压差的变化:ΔP↑↑，堵。ΔP↓↓,破漏。图5-1-6自动反冲洗滤器3.日用油柜按规定要求:日用油柜的容量至少应能供应主机36h用油。4.雾化加热器确保油的黏度符合要求，蒸汽压≯0.7Mpa5.燃油系统附件1)快关直通截止阀（速闭阀）2)自闭式放泄阀3)蒸汽伴随管三、燃油系统的维护管理1.燃油的贮存不可混舱。2.燃油加热温度的选择采用分段加热，以利节能，改善条件，减少燃油不稳定，变质。3.确保燃油洁净定期放残，定期清洗滤器。4.系统放气5.换油时的正确操作基本原则防止油温突变，以避免喷油泵柱塞卡紧或咬死。第三节离心式分油机一、离心式分油机的工作原理1.分离筒及其类型离心式分油机就是根据油水，杂质密度的不同，在高速回转的离心力场作用下，依靠离心惯性力不同而将油水，杂质沿转轴径向重新分布。分水机与分杂机的区别：盘架外缘有一圈分配孔无有重力环（比重环）无有分油口，出水口有分油口2.分杂机工作原理Vr&Δρd2ω2r/ηVa=Vr+V1流层：分离片之间的流体运动为层流∴在分离片之间中间流速最大，分离片下、上表面流速为0颗粒杂质A的流动轨道为1→2→3→4→5→甩出颗粒克服盘面对它的阻力因此：分离速度大，黏度下降（低），有利分离杂质，减少流量，减少V13.分水机工作原理有一圈分配孔，含水的油从分配孔进入分离片间，大颗粒杂质，水在分配孔处立即在离心力作用下被甩向外边油水分界面最佳位置在分离盘的外边缘分界面向内移，油中含水分界面向外移，水中含油（跑油）分界面由比重环的内径来确定燃油的密度越大，能选用的比重环的直径应越小选择比重环的原则：在不破坏水封的前提下，应尽量选用内径大一些的重力盘二、自动排渣分油机1.手控自动排渣分油机起动分油机，待达到转速后，控制阀转道“密封”位，外管进水，内管接K管，进水→配水盘四个E孔→N孔→活动底盘5的下部空间→水环内缘内移→D孔→K管流出→密封已好→转到“补偿”位（分油位）→内管进水→内管工作水补充活动底盘下面水流失→确保活动底盘密封→高置水箱高度决定水压平衡（工作水不能从日用淡水管水压补充）→当经排渣时，关闭进油阀，开水封水赶油→控制阀转到“开启”位，外管进水，E孔，M通道→滑动圈上部→从外向内里逐渐移成水环→离心惯性力足够克服弹簧力使滑动圈压下→三个通道F同时打开→活动底盘下部空间工作水经F孔，T孔通过缝隙中间甩出→活动底盘在上部水封水作用，下部空间水环少作用下→活动底盘下移→水封水和污渣经排渣孔L排甩出→控制阀转动“空位”位→内、外管都不进水→残存在滑动圈上部的