輪機(jī)概論(第三章)

1、第三章第三章船舶柴油機(jī)船舶柴油機(jī)輪機(jī)概論輪機(jī)概論Introduction o Marine Engineering 5 曼/曼恩 B&W蘇爾壽瓦錫蘭卡特彼勒YANMAR三菱重工二、柴油機(jī)的工作原理 解決：怎樣實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣、排氣、壓燃、往復(fù)運(yùn)動(dòng)、二次能量轉(zhuǎn)換、往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榛剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 其工作過程 進(jìn)氣進(jìn)氣膨脹膨脹排氣排氣壓縮壓縮燃燒燃燒工作循環(huán)工作循環(huán)四沖程柴油機(jī)工作原理進(jìn)氣 壓縮 膨脹 排氣什么叫做四沖程柴油機(jī)?若柴油機(jī)工作循環(huán)的五個(gè)過程是通過進(jìn)氣、壓縮、膨脹和排氣四個(gè)行程（曲軸轉(zhuǎn)720度）來實(shí)現(xiàn)，這種柴油機(jī)叫做四沖程柴油機(jī) 四沖程柴油機(jī)的工作原理示意圖3070 2202500.080.09

2、5MPa500700 14016036MPa14001800/600-700 1301605-8(13) /0.3-0.6MPa2102400.105-0.11MPa動(dòng)畫2.二沖程柴油機(jī)工作原理 ）工作過程（進(jìn)氣、壓縮、膨脹作功和）工作過程（進(jìn)氣、壓縮、膨脹作功和排氣過程）排氣過程） 換氣壓縮行程膨脹換氣行程換氣壓縮行程膨脹換氣行程 二沖程柴油機(jī)活塞在缸套內(nèi)運(yùn)行兩二沖程柴油機(jī)活塞在缸套內(nèi)運(yùn)行兩個(gè)行程（沖程）完成一個(gè)工作循環(huán)個(gè)行程（沖程）完成一個(gè)工作循環(huán)二沖程柴油機(jī)工作原理動(dòng)動(dòng)畫畫圖1-11 直流掃氣示意圖 圖1-11 直流掃氣示意圖 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截面圖1-13 橫流、回流、半回流掃氣示意圖圖1-13 橫流、回流、半回流掃氣示意圖(a)(a)(b)(b)(c)(c) 4 船舶柴油機(jī)的類型 柴油機(jī)的類型 1.按曲軸轉(zhuǎn)速高低分:低速、中速、高速柴油機(jī) 低速機(jī) n300r/min 中速機(jī) 300n1000r/min 高速機(jī) n1000r/min 2按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分：筒形活塞式與十字頭式柴油機(jī)(筒) (十) 用活塞銷直接 用十字頭連接 連接活塞與連桿 活塞桿與連桿 按氣缸排列形式分：直列式和V型機(jī)（或單列和多列）(p19)按工作循環(huán)分：四沖程機(jī)和二沖程機(jī)四沖程柴油機(jī)四沖程柴油機(jī) 按曲軸轉(zhuǎn)向分：按曲軸轉(zhuǎn)

4、向分： 右旋和左旋柴油機(jī)右旋和左旋柴油機(jī) 觀察者由柴油機(jī)輸出端觀察者由柴油機(jī)輸出端(飛輪飛輪)向自由端看向自由端看,正車時(shí)按順時(shí)針方正車時(shí)按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的柴油機(jī)稱右旋機(jī)向旋轉(zhuǎn)的柴油機(jī)稱右旋機(jī),反之反之,則為左旋機(jī)。單機(jī)布置的船舶主則為左旋機(jī)。單機(jī)布置的船舶主柴油機(jī)通常均為右旋。柴油機(jī)通常均為右旋。 按可否逆轉(zhuǎn)分：可逆轉(zhuǎn)逆轉(zhuǎn)和不可逆轉(zhuǎn)柴油機(jī)按可否逆轉(zhuǎn)分：可逆轉(zhuǎn)逆轉(zhuǎn)和不可逆轉(zhuǎn)柴油機(jī) 可由操縱機(jī)構(gòu)改變自身轉(zhuǎn)向的稱為可逆轉(zhuǎn)柴油機(jī)，而曲軸只可由操縱機(jī)構(gòu)改變自身轉(zhuǎn)向的稱為可逆轉(zhuǎn)柴油機(jī)，而曲軸只能按一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)的則稱為不可逆轉(zhuǎn)柴油機(jī)。能按一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)的則稱為不可逆轉(zhuǎn)柴油機(jī)。按進(jìn)氣方式分：非增壓柴油機(jī)和增壓

5、柴油機(jī)按進(jìn)氣方式分：非增壓柴油機(jī)和增壓柴油機(jī) 8. 按擺放位置分：左按擺放位置分：左(舷）機(jī)和右（舷）機(jī)舷）機(jī)和右（舷）機(jī) 9 按冷卻方式分：風(fēng)冷和水冷按冷卻方式分：風(fēng)冷和水冷1 燃油系統(tǒng)燃油系統(tǒng) 一、作用和組成一、作用和組成1 作用作用 把符合使用要求的燃油暢通無阻地輸送到噴油泵入口端把符合使用要求的燃油暢通無阻地輸送到噴油泵入口端（給柴油機(jī)提供足量的、質(zhì)量符合要求的燃油）（給柴油機(jī)提供足量的、質(zhì)量符合要求的燃油）2組成組成加裝（注入）和測(cè)量、貯存、駁運(yùn)、凈化處理、供給等六部加裝（注入）和測(cè)量、貯存、駁運(yùn)、凈化處理、供給等六部分組成。分組成。2.曲軸箱油強(qiáng)制潤滑系統(tǒng)曲軸箱油強(qiáng)制潤滑系統(tǒng) 曲軸

6、箱油強(qiáng)制潤滑系統(tǒng)是以滑油循環(huán)柜為中曲軸箱油強(qiáng)制潤滑系統(tǒng)是以滑油循環(huán)柜為中心的一種強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)心的一種強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng) 濕式油底殼潤滑系統(tǒng)濕式油底殼潤滑系統(tǒng) 干式油底殼潤滑系統(tǒng)干式油底殼潤滑系統(tǒng) 干式油底殼干式油底殼(曲軸箱曲軸箱)式式干式潤滑系統(tǒng)干式潤滑系統(tǒng)動(dòng)動(dòng)化化2.曲軸箱油凈化系統(tǒng)曲軸箱油凈化系統(tǒng) 在柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中連續(xù)對(duì)滑油循環(huán)柜中的曲軸箱油進(jìn)行在柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中連續(xù)對(duì)滑油循環(huán)柜中的曲軸箱油進(jìn)行分離凈化處理，排除曲軸箱油使用中混入的各種雜質(zhì)和分離凈化處理，排除曲軸箱油使用中混入的各種雜質(zhì)和氧化沉淀物。氧化沉淀物。 其凈化速率能保證在一天內(nèi)凈化油量為循環(huán)柜貯油量的其凈化速率能保證在一天內(nèi)凈化油量為循環(huán)

7、柜貯油量的23倍倍 成批處理：小型柴油機(jī)成批處理：小型柴油機(jī),一次性更換一次性更換. 圖圖曲軸箱油凈化系統(tǒng)曲軸箱油凈化系統(tǒng)滑油系統(tǒng)滑油系統(tǒng)3 冷卻系統(tǒng)冷卻系統(tǒng) 在柴油機(jī)中燃油燃燒放出的熱量要經(jīng)過氣缸、氣缸蓋和活塞等部件散發(fā)出去，因而在柴油機(jī)中均要設(shè)置冷卻系統(tǒng)，保證使這些熱量能夠散發(fā)出去。 閉式淡水冷卻系統(tǒng)（間接）閉式淡水冷卻系統(tǒng)（間接） 按系統(tǒng)布置分按系統(tǒng)布置分 開式海水系統(tǒng)（直接）開式海水系統(tǒng)（直接） 中央冷卻系統(tǒng)（集中）中央冷卻系統(tǒng)（集中）回回返回 2 組成及結(jié)構(gòu)組成及結(jié)構(gòu) 1）組成形式組成形式 2）組成）組成 氣閥、閥座、氣閥、閥座、氣閥導(dǎo)管、彈簧氣閥導(dǎo)管、彈簧（內(nèi)、外）（內(nèi)、外） 、彈

8、簧座、轉(zhuǎn)閥器、彈簧座、轉(zhuǎn)閥器、卡塊（卡塊（half 塊），塊），氣閥驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。氣閥驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。不帶閥殼的氣閥不帶閥殼的氣閥帶閥殼的氣閥帶閥殼的氣閥機(jī)械驅(qū)動(dòng)式氣閥機(jī)械驅(qū)動(dòng)式氣閥液壓驅(qū)動(dòng)式氣閥液壓驅(qū)動(dòng)式氣閥不帶閥殼的氣閥式直接裝不帶閥殼的氣閥式直接裝在汽缸蓋上的。這種氣閥在汽缸蓋上的。這種氣閥不用水冷，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。但不用水冷，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。但當(dāng)氣閥需修理時(shí)，需先拆當(dāng)氣閥需修理時(shí)，需先拆下缸蓋才能拆下氣閥，一下缸蓋才能拆下氣閥，一般多用于中小型機(jī)上般多用于中小型機(jī)上帶閥殼式帶閥殼式帶閥殼的氣閥一般用于排氣閥，帶閥殼的氣閥一般用于排氣閥，其氣閥、閥座、導(dǎo)管和氣閥彈簧其氣閥、閥座、導(dǎo)管和氣閥彈簧等零件全部裝在獨(dú)

9、立的閥殼中，等零件全部裝在獨(dú)立的閥殼中，在把閥殼緊固在缸蓋上。在把閥殼緊固在缸蓋上。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：當(dāng)氣閥機(jī)構(gòu)出現(xiàn)故障時(shí)，不必拆當(dāng)氣閥機(jī)構(gòu)出現(xiàn)故障時(shí)，不必拆卸笨重的缸蓋，氣閥殼單獨(dú)拆裝，卸笨重的缸蓋，氣閥殼單獨(dú)拆裝，方便檢修。方便檢修。此外還有潤滑閥桿的油道和冷卻此外還有潤滑閥桿的油道和冷卻水腔。水腔。多用于大功率，中低速柴油機(jī)。多用于大功率，中低速柴油機(jī)。 優(yōu)點(diǎn)：（優(yōu)點(diǎn)：（P129）尺寸小，重量輕，利于布置，尺寸小，重量輕，利于布置，氣閥不承受側(cè)推力，噪音小，氣閥不承受側(cè)推力，噪音小，拆裝方便，不用調(diào)氣閥間隙。拆裝方便，不用調(diào)氣閥間隙。4-3 廢氣渦輪増壓廢氣渦輪増壓一、柴油機(jī)功率的提高途徑柴油

10、機(jī)增壓的三種方式：（1）機(jī)械增壓動(dòng)動(dòng)（3）復(fù)合增壓一、廢氣渦輪一、廢氣渦輪 作用：把柴油機(jī)的廢氣能量轉(zhuǎn)變成推動(dòng)增壓器轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的機(jī)械功，作用：把柴油機(jī)的廢氣能量轉(zhuǎn)變成推動(dòng)增壓器轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的機(jī)械功，從而帶動(dòng)壓氣機(jī)旋轉(zhuǎn)。從而帶動(dòng)壓氣機(jī)旋轉(zhuǎn)。 組成：進(jìn)氣箱（蝸殼）、排氣蝸殼、噴嘴環(huán)、工作葉輪。組成：進(jìn)氣箱（蝸殼）、排氣蝸殼、噴嘴環(huán)、工作葉輪。二、壓氣機(jī)作用：將吸入的新鮮空氣進(jìn)行壓縮，提高它的壓力和密度，最后送入氣缸達(dá)到增壓的目的。組成：進(jìn)氣道、工作葉輪、擴(kuò)壓器、出氣蝸殼增壓器的拆裝增壓器的拆裝1 柴油機(jī)起動(dòng)裝置柴油機(jī)起動(dòng)裝置 一、概述一、概述 1.1.概念：借助外力使柴油機(jī)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣、壓縮、

11、噴概念：借助外力使柴油機(jī)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣、壓縮、噴油、排氣直至燃燒膨脹作功推動(dòng)活塞自行運(yùn)轉(zhuǎn)的整個(gè)過程。油、排氣直至燃燒膨脹作功推動(dòng)活塞自行運(yùn)轉(zhuǎn)的整個(gè)過程。 2.2.描述起動(dòng)性能的兩個(gè)因素描述起動(dòng)性能的兩個(gè)因素: :起動(dòng)轉(zhuǎn)速；起動(dòng)力矩。 要求：柴油機(jī)起動(dòng)所要求的最低轉(zhuǎn)速要求：柴油機(jī)起動(dòng)所要求的最低轉(zhuǎn)速 起動(dòng)轉(zhuǎn)速。起動(dòng)轉(zhuǎn)速。 高速柴油機(jī)：高速柴油機(jī)：80150r/min；中速柴油機(jī)：；中速柴油機(jī)：6070r/min；低速；低速柴油機(jī)：柴油機(jī)：1030r/min 3.影響起動(dòng)轉(zhuǎn)速的因素：機(jī)型、環(huán)境條件、柴油機(jī)技術(shù)狀態(tài)、燃影響起動(dòng)轉(zhuǎn)速的因素：機(jī)型、環(huán)境條件、柴油機(jī)技術(shù)狀態(tài)、燃油品質(zhì)。油品質(zhì)。 4

12、. 柴油機(jī)的起動(dòng)方式有：柴油機(jī)的起動(dòng)方式有： 1）借助于加在曲軸上的外力矩使曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)起來。如：人力搖動(dòng)，）借助于加在曲軸上的外力矩使曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)起來。如：人力搖動(dòng)，電機(jī)起動(dòng)和氣動(dòng)馬達(dá)起動(dòng)等。電機(jī)起動(dòng)和氣動(dòng)馬達(dá)起動(dòng)等。 2）借助于加在活塞上的外力推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)。）借助于加在活塞上的外力推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)。 如：壓縮空氣起動(dòng)。如：壓縮空氣起動(dòng)。來自空氣壓來自空氣壓縮機(jī)的空氣縮機(jī)的空氣空氣瓶空氣瓶起動(dòng)手柄起動(dòng)手柄截止閥截止閥起動(dòng)控制閥起動(dòng)控制閥主起動(dòng)閥主起動(dòng)閥空氣分配器空氣分配器氣缸起動(dòng)閥氣缸起動(dòng)閥 調(diào)速器調(diào)速器按調(diào)速范圍分類按調(diào)速范圍分類極限調(diào)速器極限調(diào)速器定速調(diào)速器定速調(diào)速器雙制式調(diào)速器雙制式調(diào)速器全制式調(diào)速器全制式調(diào)速器按執(zhí)行機(jī)構(gòu)分類按執(zhí)行機(jī)構(gòu)分類機(jī)械式調(diào)速器機(jī)械式