柴油機(jī)動(dòng)力裝置

1、船舶柴油機(jī)的原理及結(jié)構(gòu)1 舶舶柴油機(jī)動(dòng)力裝置MARINE DIESEL ENGINE2熱機(jī): COMBUSTION ENGINE指把熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的動(dòng)力機(jī)械內(nèi)燃機(jī)與外燃機(jī)：INTERNAL(EXTERNAL)-COMBUSTION ENGINE能量轉(zhuǎn)換場(chǎng)所的不同柴油機(jī)： DIESEL ENGINE壓縮發(fā)火的往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)3456789101112柴油機(jī)的基本結(jié)構(gòu) STRUCTURE OF DIESEL ENGINE一、主要部件：main components1. 固定件：氣缸蓋、氣缸體、氣缸套、機(jī)架、機(jī)座、主軸承等。氣缸蓋、氣缸套和活塞頂部形成一個(gè)封閉的空間，稱為“燃燒室”。氣缸套固定在氣缸體

2、內(nèi)，氣缸體固定在機(jī)架上，機(jī)座連同它上面的一切零部件安裝在機(jī)座上，機(jī)座屬于船體結(jié)構(gòu)的一部分。機(jī)座與機(jī)身所包圍的空間稱為“曲柄箱”13Combustion chamber components?Exhaust valveCylinder headPiston Cylinder liner14Cylinder Liner15Cylinder Frame16Cylinder Frame17Cylinder FrameFrame boxbedplate18一、主要部件：MAIN COMPONENTS2. 運(yùn)動(dòng)件：活塞組件（活塞體、活塞環(huán)）、連桿、曲軸。組成了“曲柄連桿”機(jī)構(gòu)，將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的

3、回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。192021Crankshaft and bedplate22一、主要部件：MAIN COMPONENTS3. 輔助機(jī)構(gòu)：進(jìn)氣閥、排氣閥、凸輪軸及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。氣閥由曲軸通過中間齒輪、凸輪軸、頂桿、搖臂等進(jìn)行控制，稱為“配氣機(jī)構(gòu)”。這些機(jī)構(gòu)用以控制柴油機(jī)的燃油噴射時(shí)刻、氣閥開閉時(shí)刻、起動(dòng)閥開閉時(shí)刻等23244. 輔助系統(tǒng)： 燃油系統(tǒng)： 將高壓燃油以一定時(shí)刻、定量地噴入燃燒室，冷卻系統(tǒng)： 對(duì)燃燒室周圍承受高溫的部件進(jìn)行冷卻。潤(rùn)滑系統(tǒng)： 向有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零部件之間供入潤(rùn)滑油，以減少摩擦力并帶走因摩擦而產(chǎn)生的熱量。操縱系統(tǒng)： 起動(dòng)、換向、調(diào)速等裝置一、主要部件：MAIN COMPONENTS

4、25上止點(diǎn)：活塞在汽缸中運(yùn)動(dòng)的最上端位置，也就是活塞離曲軸中心線最遠(yuǎn)的位置，稱之為上止點(diǎn)。 下止點(diǎn)：活塞在汽缸中運(yùn)動(dòng)的最下端位置，也就是活塞離曲軸中心線最近的位置，稱之為下止點(diǎn)。 行程：活塞從上止點(diǎn)移到下止點(diǎn)的距離稱之為行程，它等于曲軸曲柄半徑的兩倍。活塞移動(dòng)一個(gè)行程，相當(dāng)于曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)180二、主要專業(yè)術(shù)語：SPECIAL TERMS261氣缸蓋2噴油器3進(jìn)、排氣閥4缸套5缸體6活塞7活塞銷8連桿9機(jī)架10曲柄銷11曲柄12機(jī)座13曲軸27基本工作原理：壓縮式發(fā)火、燃料燃燒、燃?xì)夤べ|(zhì)膨脹、推動(dòng)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)、往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 柴油機(jī)的工作過程：進(jìn)氣、壓縮、燃燒、膨脹和排氣五個(gè)過程。柴

5、油機(jī)的工作行程：活塞從TDC運(yùn)行到BDC時(shí)的垂直距離柴油機(jī)的工作原理 WORKING PRINCIPLE281.基本工作原理：可用活塞的四個(gè)行程來完成柴油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)，曲軸轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)進(jìn)氣行程:活塞從TDC到BDC,新氣吸入氣缸壓縮行程:活塞從BDC到TDC,新氣被壓縮膨脹行程:燃燒膨脹推動(dòng)活塞下行排氣行程:活塞從BDC到TDC,廢氣排出氣缸一、四沖程柴油機(jī)的工作原理 WORKING PRINCIPLE OF FOURSTROKE ENGINE29Four stroke working cycleInduction吸氣行程Power作功行程Compress壓縮行程Exhaust排氣行程302.氣

6、閥正時(shí)圓圖用曲柄轉(zhuǎn)角表示氣閥正時(shí)的圓圖提前角:滯后角:氣閥重疊角: 上止點(diǎn)前后進(jìn)氣閥與排氣閥同時(shí)開啟時(shí)對(duì)應(yīng)的曲柄轉(zhuǎn)角一、四沖程柴油機(jī)的工作原理 WORKING PRINCIPLE OF FOURSTROKE ENGINE31一、四沖程柴油機(jī)的工作原理 WORKING PRINCIPLE OF FOURSTROKE ENGINE321.基本工作原理：用活塞的兩個(gè)行程來完成一個(gè)工作循環(huán)的柴油機(jī)稱為二沖程柴油機(jī)，曲軸轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)二、二沖程柴油機(jī)的工作原理 WORKING PRINCIPLE OF TWOSTROKE ENGINE沒有單獨(dú)進(jìn)氣與排氣過程,其進(jìn)氣與排氣幾乎重疊在下止點(diǎn)前后120150內(nèi)同時(shí)進(jìn)行

7、。因此在結(jié)構(gòu)上，二沖程必須采用汽缸下部掃氣口一排氣口，或汽缸下部掃氣口一汽缸蓋上排氣閥的換氣機(jī)構(gòu)，而且必須設(shè)置一個(gè)專門的掃氣泵以提高進(jìn)氣壓力，使進(jìn)氣能從掃氣口進(jìn)入汽缸并將廢氣清掃出汽缸。332.二沖程柴油機(jī)的定時(shí)圓圖二、二沖程柴油機(jī)的工作原理 WORKING PRINCIPLE OF TWOSTROKE ENGINE3.二沖程機(jī)與四沖程機(jī)比較：在相同的工作條件下，其功率約為四沖程機(jī)的1.61.7倍，回轉(zhuǎn)也比四沖程機(jī)均勻，但二沖程機(jī)的換氣質(zhì)量比四沖程機(jī)差341.柴油機(jī)的換氣過程柴油機(jī)工作每完成一個(gè)工作循環(huán)都必須把廢氣排出汽缸，并把新鮮空氣吸人汽缸，從排氣過程、掃氣過程到進(jìn)氣過程結(jié)束的整個(gè)氣體交換

8、過程2. 四沖程柴油機(jī)進(jìn)排氣過程是分別在兩個(gè)過程中完成，新氣與廢氣互不摻混，因而其換氣質(zhì)量較高。二沖程機(jī)換氣時(shí)間短，換氣與排氣同時(shí)進(jìn)行，新氣與廢氣摻混，換氣質(zhì)量差，缸內(nèi)新氣少，殘留廢氣多。所以對(duì)二沖程機(jī)而言對(duì)換氣型式要求較高三、柴油機(jī)的換氣與增壓 WORKING PRINCIPLE OF TWOSTROKE ENGINE353.二沖程柴油機(jī)的換氣形式簡(jiǎn)單橫流掃氣進(jìn)氣口位于汽缸中心線的兩側(cè)，空氣從進(jìn)氣口一側(cè)沿汽缸中心線向上，然后在靠近燃燒室部位回轉(zhuǎn)到排氣口一側(cè)，再沿汽缸中心線向下把廢氣從排氣口清掃出汽缸三、柴油機(jī)的換氣與增壓 WORKING PRINCIPLE OF TWOSTROKE ENGI

9、NE363.二沖程柴油機(jī)的換氣形式回流式掃氣進(jìn)排氣口在汽缸下部同一側(cè)且進(jìn)氣口在排氣口的下方，進(jìn)氣沿活塞頂面向?qū)?cè)的缸壁流動(dòng)，到汽缸蓋再轉(zhuǎn)向下流動(dòng)，把廢氣從排氣口清掃出汽缸三、柴油機(jī)的換氣與增壓 WORKING PRINCIPLE OF TWOSTROKE ENGINE373.二沖程柴油機(jī)的換氣形式半回流式掃氣進(jìn)氣口布置在排氣口的下方及兩側(cè)，氣流在缸內(nèi)的流動(dòng)特征兼有橫流與回流的特點(diǎn)。在船用大型柴油機(jī)中sulzerRD，RND，RLA，RLB等型柴油機(jī)均為半回流掃氣形式。 三、柴油機(jī)的換氣與增壓 WORKING PRINCIPLE OF TWOSTROKE ENGINE383.二沖程柴油機(jī)的換氣形

10、式排氣閥一掃氣口直流掃氣 汽缸下部均布一圈進(jìn)氣口，在汽缸口有一圈排氣閥(16個(gè))。空氣從汽缸下部進(jìn)氣口進(jìn)入汽缸，沿汽缸中心線上行驅(qū)趕廢氣從汽缸蓋上的排氣閥排出汽缸。排氣閥可以與進(jìn)氣閥同時(shí)關(guān)閉。B&W、UEC、MAN B&W、sulzerRTA三、柴油機(jī)的換氣與增壓 WORKING PRINCIPLE OF TWOSTROKE ENGINE39三、柴油機(jī)的換氣與增壓 WORKING PRINCIPLE OF TWOSTROKE ENGINE404. 柴油機(jī)的換氣機(jī)構(gòu)保證柴油機(jī)按規(guī)定順序和時(shí)刻完成進(jìn)、排氣過程的機(jī)構(gòu)稱配氣機(jī)構(gòu)。氣閥機(jī)構(gòu)、氣閥傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、凸輪軸和凸輪軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成三、柴油機(jī)的換氣與增壓

11、 WORKING PRINCIPLE OF TWOSTROKE ENGINE41氣閥機(jī)構(gòu)三、柴油機(jī)的換氣與增壓 WORKING PRINCIPLE OF TWOSTROKE ENGINE42氣閥傳動(dòng)機(jī)構(gòu)三、柴油機(jī)的換氣與增壓 WORKING PRINCIPLE OF TWOSTROKE ENGINE43凸輪軸和凸輪軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成三、柴油機(jī)的換氣與增壓 WORKING PRINCIPLE OF TWOSTROKE ENGINE445. 柴油機(jī)的增壓:用增加進(jìn)氣壓力來提高功率的方法稱之為增壓增壓的目的是增加進(jìn)氣量，從而可以燃燒更多的燃油，以提高柴油機(jī)的功率機(jī)械增壓：壓氣泵是由柴油機(jī)帶動(dòng)廢氣渦輪增壓

12、：將柴油機(jī)排出的廢氣送人渦輪機(jī)中，使渦輪機(jī)高速回轉(zhuǎn)帶動(dòng)離心式壓氣機(jī)工作，從而提高進(jìn)氣壓力以實(shí)現(xiàn)增壓三、柴油機(jī)的換氣與增壓 WORKING PRINCIPLE OF TWOSTROKE ENGINE451. 柴油機(jī)的類型直列式和V型柴油機(jī):兩個(gè)或兩個(gè)以上氣缸，一列布置具有兩個(gè)或兩列汽缸，中心線夾角呈V型高速、中速、低速柴油機(jī) 柴油機(jī)的速度可以用曲軸轉(zhuǎn)速n或活塞平均速度Cm來表示。 低速 n300rmin Cm=6.07.2ms 中速 300 n 1000 rmin Cm=9.014.2ms 四、柴油機(jī)的類型和結(jié)構(gòu) CLASSIFICATION AND STRUCTURE OF DIESEL EN

13、GINE46中、低速柴油機(jī)一般用作船舶的主機(jī)。高速機(jī)一般用于發(fā)電原動(dòng)機(jī)、救生艇發(fā)動(dòng)機(jī)及應(yīng)急筒形活塞式和十字頭式柴油機(jī) 用活塞銷連接活塞與連桿的柴油機(jī)稱筒形活塞式柴油機(jī)；用沿著導(dǎo)板滑動(dòng)的十字頭連接活塞與連桿的柴油機(jī)稱十字頭式柴油機(jī)。十字頭式柴油機(jī)設(shè)有填料函，燃燒產(chǎn)物不易漏人曲柄箱污染滑油，這為十字頭式柴油機(jī)用劣質(zhì)油作燃料燃燒創(chuàng)造了有利條件。但重量和高度較大，且結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜。 四、柴油機(jī)的類型和結(jié)構(gòu) CLASSIFICATION AND STRUCTURE OF DIESEL ENGINE47右旋和左旋柴油機(jī) 從柴油機(jī)功率輸出端看，正車時(shí)沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的柴油機(jī)稱右旋機(jī)，一般布置在右舷。 從柴油機(jī)

14、功率輸出端看，正車時(shí)沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的柴油機(jī)稱左旋機(jī)，一般布置在左舷。 單臺(tái)布置的柴油機(jī)通常為右旋機(jī)。可逆轉(zhuǎn)和不可逆轉(zhuǎn)柴油機(jī) 操縱機(jī)構(gòu)改變自身轉(zhuǎn)向的柴油機(jī)稱可逆轉(zhuǎn)柴油機(jī)。曲軸僅能按同一方向旋轉(zhuǎn)的柴油機(jī)稱不可逆轉(zhuǎn)柴油機(jī)。 四、柴油機(jī)的類型和結(jié)構(gòu) CLASSIFICATION AND STRUCTURE OF DIESEL ENGINE482. 柴油機(jī)的型號(hào)國(guó)產(chǎn)柴油機(jī)：6ESDZ43/82BWARTSILAR NSD：6RTA84M RT-FLEXMAN B&W：5L（S）60MC/MCE MEMISTIBISH：8UEC85/180D四、柴油機(jī)的類型和結(jié)構(gòu) CLASSIFICATION AND

15、STRUCTURE OF DIESEL ENGINE493.典型柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)From MC to ME四、柴油機(jī)的類型和結(jié)構(gòu) CLASSIFICATION AND STRUCTURE OF DIESEL ENGINE501.燃油系統(tǒng) (FUEL OIL SYSTEM)油的分類:油的粘度進(jìn)行分類。粘度是表示燃油流動(dòng)時(shí)的內(nèi)部阻力絕對(duì)粘度:內(nèi)摩擦系數(shù)的絕對(duì)值運(yùn)動(dòng)粘度和動(dòng)力粘度相對(duì)粘度: 恩氏、雷氏、賽氏粘度國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織規(guī)定50時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度為通用粘度。但航運(yùn)界常用雷氏1號(hào)粘度。大型低速機(jī)合適的進(jìn)機(jī)粘度一般為1025cSt或60110s(RedN01)五、柴油機(jī)的工作系統(tǒng)AUX SYSTEM FOR

16、MAIN ENGINE511.燃油系統(tǒng) (FUEL OIL SYSTEM)國(guó)內(nèi)燃油:輕柴油、重柴油、重質(zhì)燃料油輕柴油有10、0、10、20、35五個(gè)牌號(hào)重柴油有10、20、30三個(gè)牌號(hào)燃料油有20、60、100、200四個(gè)品種，它們是以80時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度為代號(hào)分類的國(guó)外燃油:船用輕柴油(MARINE GAS OIL) -35船用柴油(MARINE DIESEL OIL) 20號(hào)重柴油中間燃料油(INTERMEDIATE FUEL OIL) 船用燃料油(MARINE FUEL OIL) 3500S以上五、柴油機(jī)的工作系統(tǒng)AUX SYSTEM FOR MAIN ENGINE521.燃油系統(tǒng) (FUE

17、L OIL SYSTEM) 濾器基本環(huán)節(jié): 注入、儲(chǔ)存、駁運(yùn)、凈化、供給五、柴油機(jī)的工作系統(tǒng)AUX SYSTEM FOR MAIN ENGINE532. 潤(rùn)滑系統(tǒng) (LUB OIL SYSTEM)組成：曲柄箱強(qiáng)制潤(rùn)滑系統(tǒng)（濕式、干式）增壓器潤(rùn)滑系統(tǒng)（封閉式、重力）汽缸潤(rùn)滑系統(tǒng)（汽缸注油器、注油接頭) (oncethrough)。作用：潤(rùn)滑減磨、冷卻、清潔、減振、密封、消噪、傳遞力五、柴油機(jī)的工作系統(tǒng)AUX SYSTEM FOR MAIN ENGINE543. 冷卻系統(tǒng) (COOLING SYSTEM)組成：閉式冷卻系統(tǒng)開式冷卻系統(tǒng)集中式冷卻系統(tǒng)作用:把冷卻介質(zhì)送到受熱的部件，將多余的熱量帶走基

18、本要求:確保供給足量、連續(xù)和適宜的冷卻介質(zhì)，工作安全可靠，便于維護(hù)管理和經(jīng)濟(jì)耐用五、柴油機(jī)的工作系統(tǒng)AUX SYSTEM FOR MAIN ENGINE55開式冷卻系統(tǒng)(海水)56中央冷卻系統(tǒng)57 操縱系統(tǒng)：船舶主機(jī)應(yīng)具有起動(dòng)和停車、定速和變速、超速和限速、超負(fù)荷和限制負(fù)荷、正車和倒車的能力，為滿足這些功能而設(shè)置的起動(dòng)、換向和調(diào)速裝置。起動(dòng)裝置: 發(fā)火轉(zhuǎn)速： 高速柴油機(jī)：80150 r/min 中速柴油機(jī)：6070 r/min 低速柴油機(jī)：2530 r/min第六節(jié) 柴油機(jī)的操縱系統(tǒng)58 起動(dòng)方式：人力手搖、電動(dòng)起動(dòng) 小型柴油機(jī)和救生艇壓縮空氣起動(dòng) 船舶主機(jī)和發(fā)電柴油機(jī)起動(dòng)系統(tǒng)介紹 圖226空氣瓶起動(dòng)控制閥主起動(dòng)閥空氣分配器汽缸起動(dòng)閥壓縮空氣經(jīng)空氣分配器按發(fā)火順序輪流將汽缸起動(dòng)閥打開。柴油機(jī)達(dá)到發(fā)火轉(zhuǎn)速，燃油手柄推至 供油位置。第六節(jié) 柴油機(jī)的操縱系統(tǒng)59 換向裝置：為改變柴油機(jī)的轉(zhuǎn)向而改變各種凸輪與曲軸相對(duì)位置的機(jī)構(gòu)。進(jìn)、排氣閥凸輪、噴油泵凸輪、空氣分配器凸輪雙凸輪換向裝置:單凸輪換向裝置：調(diào)速裝置：調(diào)節(jié)噴油量改變功率，適應(yīng)外界負(fù)荷的變化。 發(fā)電柴油機(jī)： 定速