《船舶柴油機》課程教學(xué)大綱

1、本科生課程大綱課程名稱船舶柴油機Marine Diesel Engine課程代碼081203101215課程屬性專業(yè)知識課時/學(xué)分48/3課程性質(zhì)必修實踐學(xué)時0責(zé)任教師 課外學(xué)時76課程屬性：公共基礎(chǔ)/通識教育/學(xué)科基礎(chǔ)/專業(yè)知識/工作技能，課程性質(zhì)：必修、選修課程介紹1.課程描述：本課程是輪機工程專業(yè)的主干專業(yè)課，是學(xué)生從事本專業(yè)工作必備的專業(yè)理論基礎(chǔ)。通過本課程的學(xué)習(xí)，了解有關(guān)船舶柴油機工作原理、工作循環(huán)、性能指標(biāo)、增壓技術(shù)等方面的理論知識；了解船舶柴油機基本結(jié)構(gòu)并掌握船舶柴油機使用管理知識；能正確地進行船舶柴油機主要部件及其附屬設(shè)備的拆卸與安裝，掌握船舶柴油機常用的測量、檢查、試驗、調(diào)整

2、的一般方法。使學(xué)生具備現(xiàn)代船舶柴油機的理論知識和技能，為今后從事專業(yè)技術(shù)工作打下基礎(chǔ)，并具有從事一定的科學(xué)研究和工程開發(fā)工作的能力。 船舶柴油機課程是高等工科院校中交通運輸類專業(yè)一門主干課程。在教學(xué)過程中要綜合運用先修課程中所學(xué)到的有關(guān)知識與技能，結(jié)合各種實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，進行輪機工程技術(shù)人員所需的基本訓(xùn)練，為學(xué)生進一步學(xué)習(xí)有關(guān)專業(yè)課程和有目的從事輪機工程專業(yè)技術(shù)工作打下基礎(chǔ)。因此船舶柴油機課程在交通運輸類專業(yè)的教學(xué)計劃中占有重要的地位和作用。 2.設(shè)計思路： 第一章：船舶柴油機概述主要內(nèi)容：柴油機的基本工作原理，船舶柴油機的分類和總體結(jié)構(gòu)，船舶柴油機的主要技術(shù)指標(biāo)。教學(xué)要求：了解船用柴油機基本工

3、作原理和特點，掌握四沖程柴油機工作原理、二沖程柴油機工作原理、增壓柴油機工作原理。了解二沖程柴油機的掃氣型式。了解船用柴油機動力性指標(biāo)、經(jīng)濟性指標(biāo)、排放指標(biāo)。要求通過教學(xué)使學(xué)生初步建立柴油機總體結(jié)構(gòu)及其系統(tǒng)的概念。重點：理解柴油機的基本結(jié)構(gòu)組成及系統(tǒng)。理解船用柴油機特點、壓縮比概念及其影響因素、氣閥正時及正時圓圖的概念。難點：四沖程柴油機的工作特點。初步建立廢氣渦輪增壓的概念。了解二沖程柴油機掃氣型式。了解柴油機的分類。其它教學(xué)環(huán)節(jié)：無第二章 船用柴油機的主要運動部件主要內(nèi)容：活塞組，十字頭組，連桿組，曲軸組，故障與維護管理。教學(xué)要求：了解活塞組的工作條件和活塞常用材料、筒狀活塞組、十字頭式活

4、塞組。了解十字頭本體、十字頭滑塊、十字頭軸承。了解筒狀活塞式柴油機連桿、十字頭式柴油機連桿、V型柴油機連桿、連桿螺栓。掌握曲軸、飛輪、活塞組、連桿組、曲軸組的故障與維護管理。要求盡可能結(jié)合實物和組織現(xiàn)場教學(xué)。了解柴油機主要運動部件的作用、工作條件及材料。掌握筒狀活塞組和十字頭式活塞組的結(jié)構(gòu)組成與特點。理解密封環(huán)的作用、工作原理、工作條件、斷面形式、搭口形式及材料。理解密封環(huán)的泵油原理和刮油環(huán)的作用、特點及工作原理。了解承磨環(huán)的作用、材料及使用注意事項。掌握活塞冷卻方式及冷卻液的輸送方式和冷卻機構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理。了解活塞銷作用、連接方式、工作原理。了解活塞填料函的作用和結(jié)構(gòu)原理。了解十字頭和導(dǎo)板的作

5、用、結(jié)構(gòu)原理。理解十字頭軸承的工作特點及提高工作可靠性的措施。了解連桿的類型和結(jié)構(gòu)特點。掌握連桿螺栓的特點及其緊固方法。了解曲軸的作用、結(jié)構(gòu)特點、分類和曲軸內(nèi)部輸油孔開設(shè)方式及平衡重的作用。重點掌握氣缸發(fā)火間隔和發(fā)火順序的決定原則。重點：掌握活塞裂紋、活塞頂燒蝕、活塞環(huán)常見故障、連桿螺栓折斷的成因分析及柴油機磨合理論。掌握曲軸疲勞損壞形式及其成因分析。難點：了解十字頭和導(dǎo)板的作用、結(jié)構(gòu)原理。理解十字頭軸承的工作特點及提高工作可靠性的措施。其它教學(xué)環(huán)節(jié)：無 第三章 船用柴油機主要固定部件 主要內(nèi)容：機體、機座、軸承與貫穿螺栓，氣缸套，氣缸蓋，故障與維護管理。教學(xué)要求：了解機體、機座的結(jié)構(gòu)型式與特

6、點。了解主軸承的作用、構(gòu)造及特點。了解推力軸承的作用、構(gòu)造、工作原理及其軸承間隙調(diào)整。理解貫穿螺栓的功用并掌握檢驗、上緊方法。了解氣缸套的作用、工作條件、常用材料及典型柴油機氣缸套的結(jié)構(gòu)特點。了解氣缸蓋的作用、工作條件、常用材料、結(jié)構(gòu)形式、缸蓋螺栓的上緊方法及于氣缸的密封形式。掌握氣缸套磨損、腐蝕、穴蝕的機理、成因分析及解決措施。掌握氣缸蓋的疲勞、裂紋的成因分析及維護管理要點。掌握軸瓦的常見故障成因分析及管理要點。要求盡可能結(jié)合實物和組織現(xiàn)場教學(xué)。重點：了解氣缸套的工作條件及典型柴油機氣缸套的結(jié)構(gòu)特點。了解氣缸蓋的工作條件、常用材料、結(jié)構(gòu)形式、缸蓋螺栓的上緊方法及于氣缸的密封形式。掌握氣缸套磨

7、損、腐蝕的機理、成因分析及解決措施。 難點：了解推力軸承的構(gòu)造、工作原理及其軸承間隙調(diào)整。了解氣缸的結(jié)構(gòu)特點。其它教學(xué)環(huán)節(jié)：無。 第四章 船用柴油機的換氣與增壓主要內(nèi)容：柴油機的換氣過程，換氣機構(gòu)，廢氣渦輪增壓系統(tǒng)和增壓器，增壓系統(tǒng)的故障與維護管理。教學(xué)要求：了解柴油機換氣過程進行情況和特點，理解充氣系數(shù)的定義及其影響因素。了解四沖程柴油機的換氣過程、二沖程柴油機的換氣過程。掌握時面值、角面值、充氣系數(shù)。了解氣閥機構(gòu)、氣閥驅(qū)動機構(gòu)、凸輪軸及其傳動機構(gòu)。掌握氣閥工作條件、材料、氣閥機構(gòu)的組成、氣閥常見故障分析及提高工作能力的措施、維護管理注意事項。了解氣閥驅(qū)動、凸輪軸及其傳動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成和管理

8、注意事項。了解廢氣渦輪增壓技術(shù)。著重了解廢氣渦輪增壓器的基本工作原理。了解廢氣渦輪增壓器的典型結(jié)構(gòu)和各種增壓系統(tǒng)的組成和特點。了解增壓器發(fā)生喘振的原因及其消除方法并能分析增壓系統(tǒng)的常見故障產(chǎn)生的原因。掌握增壓系統(tǒng)的維護管理。了解廢氣渦輪增壓器及增壓系統(tǒng)其它部件、柴油機增壓系統(tǒng)。了解廢氣渦輪增壓器及增壓系統(tǒng)的喘振及其消除以及運行時增壓系統(tǒng)的異?，F(xiàn)象及常見故障和維護管理。重點：理解增壓的概念。會進行廢氣能量分析。掌握兩種基本增壓方式的特點及其應(yīng)用范圍。難點：廢氣渦輪增壓器的基本工作原理。分析增壓系統(tǒng)的常見故障產(chǎn)生的原因。其它教學(xué)環(huán)節(jié)：無。第五章 燃油噴射與燃燒主要內(nèi)容：燃油與燃油添加劑。燃油的噴射

9、。噴油泵及噴油器?；旌蠚獾男纬珊腿紵?。故障與維護管理。教學(xué)要求：石油的成分及組成。燃油的物理化學(xué)性質(zhì)。柴油機的燃油。燃油添加劑。燃油噴射系統(tǒng)的組成。噴射過程。噴油規(guī)律及其要求。影響噴油規(guī)律的因素。噴油過程的壓力波動。異常噴射。對噴射設(shè)備的要求?；赜涂资絿娪捅谩；赜烷y式噴油泵?？勺儑娪驼龝r機構(gòu)。噴油器。燃油的霧化?；旌蠚獾男纬?。燃燒室。柴油機對燃燒過程的要求。燃燒過程。影響燃燒過程的因素?？刂迫紵^程的措施。噴油泵的主要故障。噴油泵的檢查與調(diào)整。噴油器的主要故障。噴油器的檢查與調(diào)整。重點：了解燃油的理化性能指標(biāo)的含義和柴油機燃油的規(guī)格與選用原則。了解燃油的噴射過程。理解噴油規(guī)律及其影響因素。了解

10、噴射過程的壓力波動。掌握異常噴射的產(chǎn)生原因和噴油提前角、噴油持續(xù)角的概念。了解對噴射設(shè)備的基本要求。重點掌握回油孔式噴油泵的結(jié)構(gòu)、工作原理、油量調(diào)節(jié)原理和方式、出油閥的功用與卸載方式。了解回油閥式噴油泵的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及油量調(diào)節(jié)方式。了解可變噴油正時機構(gòu)的原理。理解啟閥壓力的概念和多孔式噴油器的結(jié)構(gòu)原理。掌握燃油霧化的概念及其影響因素。了解混合氣形成的方式、特點及影響因素。了解各種燃燒室的特點、優(yōu)缺點及應(yīng)用場合。了解柴油機對燃燒過程的要求。掌握燃燒過程四階段的特點，學(xué)會分析影響燃燒過程的因素。掌握控制燃燒過程的措施。學(xué)會分析噴射設(shè)備的常見故障。掌握噴射設(shè)備的檢查與調(diào)整。難點：掌握回油孔式噴

11、油泵的結(jié)構(gòu)、工作原理、油量調(diào)節(jié)原理和方式、出油閥的功用與卸載方式。了解回油閥式噴油泵的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及油量調(diào)節(jié)方式。學(xué)會分析影響燃燒過程的因素。其它教學(xué)環(huán)節(jié)：無。第六章 柴油機的潤滑和冷卻主要內(nèi)容：潤滑油與滑油添加劑。氣缸潤滑。軸承潤滑及曲柄箱油潤滑系統(tǒng)。冷卻系統(tǒng)及冷卻水處理。潤滑系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)故障和維護管理。教學(xué)要求：潤滑油的性能指標(biāo)。潤滑油的質(zhì)量等級。潤滑油添加劑。氣缸潤滑的特點和方式。氣缸注油潤滑。軸承潤滑及曲柄箱油潤滑系統(tǒng)。冷卻系統(tǒng)及冷卻水處理。潤滑系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)故障和維護管理。重點：了解潤滑的作用、潤滑油的性能指標(biāo)和質(zhì)量等級。掌握氣缸潤滑的特點和潤滑方式。了解對氣缸油的要求和選用

12、原則、氣缸注油率的確定、氣缸注油器的結(jié)構(gòu)和原理。了解曲柄箱油的規(guī)格和選用原則。掌握曲柄箱油系統(tǒng)的組成、主要設(shè)備及維護管理要點。掌握曲柄箱油變質(zhì)原因分析及其取樣化驗方法。掌握冷卻水系統(tǒng)的組成、膨脹水箱功用、冷卻水投藥處理方法及系統(tǒng)的維護管理要點。難點：掌握冷卻水系統(tǒng)的組成。第七章柴油機的起動、換向、調(diào)速裝置主要內(nèi)容：起動裝置。換向裝置。換向裝置的常見故障。調(diào)速和調(diào)速器。教學(xué)要求：壓縮空氣起動裝置的組成和工作原理。壓縮空氣起動裝置的主要設(shè)備。壓縮空氣起動系統(tǒng)常見故障分析。換向原理和方法。雙凸輪換向原理及換向裝置。單凸輪換向原理及裝置。柴油機調(diào)速。調(diào)速器的類型。調(diào)速器的性能指標(biāo)。機械式調(diào)速器。液壓調(diào)

13、速器。調(diào)速器的故障和管理。重點：掌握起動轉(zhuǎn)速的概念、壓縮空氣起動系統(tǒng)的組成、壓縮空氣起動的必備條件。了解壓縮空氣起動系統(tǒng)主要設(shè)備的作用及結(jié)構(gòu)原理。掌握單氣路控制式和雙氣路控制式氣缸起動閥的特點、優(yōu)缺點。學(xué)會壓縮空氣起動系統(tǒng)的常見故障分析。了解柴油機換向原理、方法及換向裝置的常見故障。了解柴油機調(diào)速的目的、調(diào)速器的分類。理解調(diào)速器性能指標(biāo)的含義。重點掌握表盤式液壓調(diào)速器的結(jié)構(gòu)組成、動作原理、穩(wěn)定調(diào)速率的作用和調(diào)節(jié)原則、調(diào)速器穩(wěn)定性調(diào)節(jié)方法與步驟。學(xué)會分析調(diào)速器常見故障并掌握調(diào)速器的維護管理要點。難點：掌握表盤式液壓調(diào)速器的結(jié)構(gòu)組成、動作原理、穩(wěn)定調(diào)速率的作用和調(diào)節(jié)原則、調(diào)速器穩(wěn)定性調(diào)節(jié)方法。分析

14、調(diào)速器常見故障。第八章 柴油機工作循環(huán)和主要性能指標(biāo)主要內(nèi)容：柴油機工作循環(huán)。柴油機的主要性能指標(biāo)。提高柴油機功率和經(jīng)濟性的措施。教學(xué)要求：柴油機的兩種示功圖。柴油機的理論循環(huán)。柴油機的實際循環(huán)。平均指示壓力。平均有效壓力。指示功率。有效功率。機械效率。強化系數(shù)。指示熱效率和指示耗油率。有效熱效率和有效耗油率。提高強載度的主要措施。提高經(jīng)濟性的主要措施。重點：了解柴油機實際循環(huán)與理論循環(huán)的差別。掌握柴油機性能指標(biāo)的概念。學(xué)會計算柴油機的功率、熱效率和耗油率。了解提高柴油機功率和經(jīng)濟性的主要措施。難點：柴油機的兩種示功圖分析。第九章 柴油機特性主要內(nèi)容：柴油機特性。柴油機的允許使用范圍。教學(xué)要求

15、：速度特性。推進特性。負(fù)荷特性。調(diào)速特性。柴油機功率標(biāo)定法。柴油機的持續(xù)運轉(zhuǎn)范圍。船舶主柴油機現(xiàn)行功率標(biāo)定法及其優(yōu)化調(diào)整。重點：理解柴油機各種特性的概念。掌握柴油機功率和轉(zhuǎn)速的使用范圍。了解螺旋槳選配原則與方法、柴油機功率標(biāo)定法。難點：掌握柴油機功率和轉(zhuǎn)速的使用范圍，推進特性和限制特性。第十章 柴油機的運行測量與監(jiān)控主要內(nèi)容：示功圖的測錄。柴油機運轉(zhuǎn)參數(shù)和性能參數(shù)的測量。柴油機的監(jiān)控。教學(xué)要求：示功器。示功圖的測取方法及注意事項。示功圖的種類與用途。最高爆發(fā)壓力的測量。燃油消耗量的測定。扭矩測量。排氣煙度的測量。監(jiān)控系統(tǒng)的基本組成。性能監(jiān)控。振動監(jiān)控。磨損監(jiān)控。重點：了解機械式示功器的結(jié)構(gòu)原理

16、和使用方法。了解電子式示功器的組成和工作原理。了解各種示功圖的作用和測取方法。學(xué)會分析常見的異常示功圖產(chǎn)生的原因。通過實驗了解柴油機運轉(zhuǎn)參數(shù)和性能參數(shù)的測量。了解柴油機監(jiān)控系統(tǒng)的組成及柴油機工作性能監(jiān)控與診斷技術(shù)概況。十一章 柴油機的振動與平衡主要內(nèi)容：柴油機動力學(xué)。柴油機平衡。軸系扭轉(zhuǎn)振動和減振。軸系縱向振動和減振。教學(xué)要求：活塞曲柄連桿機構(gòu)運動學(xué)。曲柄連桿機構(gòu)動力學(xué)。柴油機振動概述。單缸柴油機平衡性分析。多缸柴油機平衡性分析。柴油機的平衡。軸系扭轉(zhuǎn)振動基本概念。自由扭轉(zhuǎn)振動。強制扭轉(zhuǎn)振動。減振和避振。軸系縱向振動基本概念。自由縱向振動。強制縱向振動。扭轉(zhuǎn)縱向耦合振動基本概念。重點：了解活塞

17、連桿的運動規(guī)律及柴油機各部分的受力狀況。掌握引起柴油機振動的原因及平衡方法。了解單、二、三、多質(zhì)量系統(tǒng)的自由扭振和強制扭振特性。掌握扭振的危害及減振措施。了解軸系縱向振動的概念。難點：掌握引起柴油機振動的原因及平衡方法。了解三、多質(zhì)量系統(tǒng)的自由扭振和強制扭振特性。第十二章 柴油機的運轉(zhuǎn)管理和應(yīng)急處理主要內(nèi)容：柴油機的運轉(zhuǎn)管理。柴油機運轉(zhuǎn)中的應(yīng)急處理。教學(xué)要求：柴油機的備車、起動和機動操縱。柴油機運轉(zhuǎn)中的管理。停車和完車。封缸運行。停增壓器運轉(zhuǎn)。拉缸。敲缸。掃氣箱著火。曲軸箱爆炸。煙囪冒煙。連桿螺栓斷裂。緊急剎車。重點：掌握柴油機備車、起動、操車程序和注意事項。掌握柴油機運轉(zhuǎn)中的管理要點。掌握柴

18、油機停車和完車的工作程序和管理要點。了解柴油機運轉(zhuǎn)中各種緊急情況下的應(yīng)急處理措施。重點掌握柴油機拉缸、敲缸的現(xiàn)象、分類、原因、應(yīng)急處理方法。3. 課程與其他課程的關(guān)系：工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)、工程流體力學(xué)、高等數(shù)學(xué)II、大學(xué)物理二、課程目標(biāo)了解有關(guān)船舶柴油機工作原理、工作循環(huán)、性能指標(biāo)、燃油燃燒理論、增壓技術(shù)、燃滑油理化性質(zhì)、起動換向調(diào)速原理等方面的理論知識。了解有關(guān)船舶柴油機基本結(jié)構(gòu)并掌握船舶柴油機使用管理知識。理解燃油噴射設(shè)備、廢氣渦輪增壓器及其船舶柴油機主要系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理和維護管理知識。了解主要熱工測量儀表的用途并學(xué)會常用熱工儀表的使用方法。能正確地進行船舶柴油機主要部件及其附屬設(shè)備的拆卸與

19、安裝，掌握常用的測量、檢查、試驗、調(diào)整的一般方法了解船舶柴油機振動及其平衡的基本理論知識。學(xué)會船舶柴油機運轉(zhuǎn)管理與應(yīng)急處理的一般方法，能分析與解決船舶柴油機的常見故障。了解船舶柴油機技術(shù)的發(fā)展動態(tài)。三、學(xué)習(xí)要求本課程教學(xué)難度高，涉及理論知識關(guān)聯(lián)性強、專業(yè)知識范圍廣。課程各部分之間內(nèi)容互相聯(lián)系，理論承接關(guān)系比較緊密。因此，講授順序可根據(jù)大綱的排列順序，可視學(xué)生具體情況在授課實施計劃中有所側(cè)重。為使學(xué)生達到最佳的學(xué)習(xí)成果，學(xué)生在課前需要預(yù)習(xí)；課中通過教師提問和問答講評；課后組織小組討論來消化課程內(nèi)容，以鞏固教學(xué)效果。為了使學(xué)生對本課程所講內(nèi)容有一定感性認(rèn)識之后再進行教學(xué)，本課授課期間應(yīng)組織學(xué)生到相

20、關(guān)企業(yè)進行參觀。有條件可根據(jù)本課內(nèi)容安排錄像片配合教學(xué)或采用現(xiàn)場教學(xué)。四、教學(xué)進度序號專題或主題計劃課時主要內(nèi)容概述實驗實踐內(nèi)容或課外練習(xí)等1第一章 船舶柴油機概述2第一節(jié)柴油機的基本工作原理。第二節(jié)船舶柴油機的分類和總體結(jié)構(gòu)。第三節(jié)船舶柴油機的主要技術(shù)指標(biāo)。相應(yīng)內(nèi)容的課外練習(xí)2第二章 船用柴油機的主要運動部件6第一節(jié)活塞組。第二節(jié)十字頭組。第三節(jié)連桿組。第四節(jié)曲軸組。第五節(jié)故障與維護管理。相應(yīng)內(nèi)容的課外練習(xí)3第三章 船用柴油機主要固定部件4機體、機座軸承與貫穿螺栓氣缸套，氣缸蓋故障與維護管理。相應(yīng)內(nèi)容的課外練習(xí)4第四章 船用柴油機的換氣與增壓6第一節(jié) 柴油機的換氣過程及換氣機構(gòu)第二節(jié) 廢氣渦輪增壓系統(tǒng)和增壓器第三節(jié)增壓系統(tǒng)的故障與維護管理相應(yīng)內(nèi)容的課外練習(xí)5第五章 燃油噴射與燃燒6燃油與燃油添加劑燃油的噴射噴油泵及噴油器混合氣的形成和燃燒故障與維護管理。相應(yīng)內(nèi)容的課外練習(xí)6第六章 柴油機的潤滑和冷卻4潤滑油與滑油添加劑氣缸潤滑軸承潤滑及曲柄箱油潤滑系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)及冷卻水處理潤滑系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)故障和維護管理相應(yīng)內(nèi)容的課外練習(xí)7第七