船舶管理（電子電氣員）3.船舶機(jī)械工程系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)知識(shí)

船舶機(jī)械工程系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)知識(shí)第三章船舶機(jī)械工程系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)知識(shí)第一節(jié)船舶主動(dòng)力裝置通常把推進(jìn)船舶的機(jī)械稱為主動(dòng)力裝置，把其他機(jī)械設(shè)備定義為輔助機(jī)械。根據(jù)主機(jī)采用燃料的的性質(zhì)，燃燒的場(chǎng)合，使用的工質(zhì)及其工作方式的不同，船舶主動(dòng)力裝置一般有以下幾種形式蒸汽動(dòng)力裝置柴油機(jī)動(dòng)力裝置燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)力裝置核動(dòng)力裝置聯(lián)合動(dòng)力裝置特種動(dòng)力裝置等。含義組成推進(jìn)裝置輔助裝置機(jī)艙自動(dòng)化船舶系統(tǒng)甲板機(jī)械主機(jī)主鍋爐推進(jìn)器傳動(dòng)設(shè)備船舶電站輔助鍋爐裝置保證船舶正常航行、作業(yè)、停泊以及船員、旅客正常工作和生活所必需的機(jī)械設(shè)備的綜合體。動(dòng)力管系船舶管系錨泊機(jī)械操舵機(jī)械起重機(jī)械船舶動(dòng)力裝置的含義及組成1.蒸汽動(dòng)力裝置：利用鍋爐所產(chǎn)生的蒸汽來工作的機(jī)器叫蒸汽機(jī)。蒸汽機(jī)分為往復(fù)式蒸汽機(jī)和回轉(zhuǎn)式蒸汽輪機(jī)兩種。往復(fù)式蒸汽機(jī)最早應(yīng)用于海船，因其經(jīng)濟(jì)性差、體積和重量大而被取代。蒸汽輪機(jī)由于受柴油機(jī)的挑戰(zhàn)，一直發(fā)展緩慢，目前只有少數(shù)的大型油船或化學(xué)品船及軍用船舶采用蒸汽輪機(jī)作為主推進(jìn)裝置。船舶主動(dòng)力裝置的形式：蒸汽機(jī)是采用蒸汽活塞機(jī)構(gòu)，然后用曲柄連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)軸的圓周運(yùn)動(dòng)。蒸汽輪機(jī)則是用蒸汽直接驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)上的葉片，使汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，前者多用于蒸汽式火車，后者常用于火力發(fā)電。2.燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)力裝置：利用燃料燃燒所產(chǎn)生的燃?xì)馔苿?dòng)葉輪回轉(zhuǎn)的機(jī)器稱為燃?xì)廨啓C(jī)。采用燃?xì)廨啓C(jī)作為主機(jī)的動(dòng)力裝置稱為燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)力裝置。這種動(dòng)力裝置由于經(jīng)濟(jì)性差、低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)性能差等原因，只在少數(shù)商船上得以應(yīng)用，但在軍用艦艇上應(yīng)用廣泛。3.電力推進(jìn)裝置：這種裝置是主機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，而電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)螺旋槳。電力推進(jìn)主要應(yīng)用于艦艇上，但由于其噪音小、機(jī)動(dòng)性好等因素，在大型游船、鐵路渡船等商用船舶上也獲得了應(yīng)用，并且應(yīng)用前景廣闊。4.柴油機(jī)動(dòng)力裝置：采用柴油機(jī)作為主機(jī)的動(dòng)力裝置稱為柴油機(jī)動(dòng)力裝置。柴油機(jī)經(jīng)濟(jì)性好、安全可靠，目前絕大多數(shù)商船采用這種動(dòng)力裝置。LNG雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)重油柴油機(jī)械能熱能電能余熱燃油加熱滑油加熱制淡裝置艙室取暖廚房加熱駁動(dòng)輔機(jī)船舶照明船舶通訊機(jī)艙自動(dòng)化典型的柴油機(jī)動(dòng)力裝置能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)1.熱機(jī)

(★★)：利用熱能的發(fā)動(dòng)機(jī)稱為熱機(jī)。熱機(jī)的基本工作原理是：將燃料燃燒所獲得的熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能。熱機(jī)內(nèi)燃機(jī)外燃機(jī)汽油機(jī)柴油機(jī)蒸汽機(jī)蒸汽輪機(jī)燃?xì)廨啓C(jī)一、四沖程柴油機(jī)根據(jù)燃燒過程是在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部還是外部進(jìn)行：2.內(nèi)燃機(jī)：(★★)燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部燃燒，并直接利用燃料燃燒產(chǎn)生的高溫高壓燃?xì)馀蛎涀鞴Φ臋C(jī)械。燃料化學(xué)能熱能熱能機(jī)械能內(nèi)燃機(jī)外燃機(jī)機(jī)內(nèi)機(jī)外機(jī)內(nèi)機(jī)內(nèi)外燃機(jī)：利用燃料燃燒加熱循環(huán)工質(zhì)（如蒸汽機(jī)將鍋爐里的水加熱產(chǎn)生的高溫高壓水蒸汽輸送到機(jī)器內(nèi)部），使熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的一種熱機(jī)。3.柴油機(jī)：(★★)采用柴油作燃料的壓燃式內(nèi)燃機(jī)。柴油機(jī)也稱為壓燃式內(nèi)燃機(jī)。柴油機(jī)燃燒后將放出大量熱量，使燃?xì)獾臏囟群蛪毫≡?，同時(shí)也具有了很強(qiáng)的膨脹做功的能力。高溫燃?xì)猓ㄈ紵a(chǎn)物）

工質(zhì)。按進(jìn)氣方式分，有增壓和非增壓柴油機(jī)；按結(jié)構(gòu)形式分，有筒形活塞式和十字頭式柴油機(jī)；按氣缸排列方式分，有直列和V型等；按轉(zhuǎn)向分，有左旋和右旋柴油機(jī)；可逆轉(zhuǎn)和不可逆轉(zhuǎn)柴油機(jī)等。按工作循環(huán)分，柴油機(jī)分為四沖程柴油機(jī)和二沖程柴油機(jī)。柴油機(jī)的分類柴油機(jī)也可按曲軸轉(zhuǎn)速n分為高速、中速和低速柴油機(jī)三類，其轉(zhuǎn)速范圍為：高速柴油機(jī)，n>1000r/min;中速柴油機(jī)，300<n≤1000r/min;低速柴油機(jī)，n≤300r/min。四沖程柴油機(jī)一般為中高速機(jī)，通常作為主發(fā)電機(jī)的原動(dòng)機(jī)、應(yīng)急發(fā)電機(jī)原動(dòng)機(jī)、救生艇機(jī)使用，或配以減速器作為船舶主機(jī)。二沖程柴油機(jī)是十字頭式低速機(jī)，作為船舶主機(jī)使用。(★★★★)進(jìn)氣、壓縮、燃燒、膨脹、排氣五個(gè)過程。這五個(gè)過程即為柴油機(jī)的一個(gè)基本工作循環(huán)。四沖程柴油機(jī)是指柴油機(jī)的一個(gè)基本工作循環(huán)是由四個(gè)沖程完成，曲軸轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)。基本結(jié)構(gòu)活塞頂部在氣缸中運(yùn)動(dòng)達(dá)到的氣缸最上位置稱為上止點(diǎn)活塞運(yùn)動(dòng)達(dá)到的氣缸最下位置稱為下止點(diǎn)活塞從上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)，或從下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)稱為一個(gè)沖程S=2R

S：沖程，R：曲柄半徑氣缸蓋上裝有進(jìn)氣閥、排氣閥、噴油器。氣缸中的活塞通過連桿和曲軸相連。工作過程船舶概論W?rtsil?6L38CylinderheadCrankshaftCylinderPistonConnectingrod缸頭，曲軸，氣缸，活塞，連桿工作原理(★★★★★)(1)進(jìn)氣沖程：活塞從上止點(diǎn)下行，進(jìn)氣閥打開，排氣閥關(guān)閉，新鮮空氣進(jìn)入氣缸，氣缸容積逐漸增大，缸內(nèi)壓力降低，新鮮空氣通過進(jìn)氣閥被吸入氣缸。進(jìn)氣閥在上止點(diǎn)前已經(jīng)提前打開，氣閥的開啟時(shí)刻用曲柄位置來表示。進(jìn)氣閥開啟后，直到活塞運(yùn)行到下止點(diǎn)之后關(guān)閉，進(jìn)氣持續(xù)220-250°曲軸轉(zhuǎn)角。第四沖程排氣(2)壓縮沖程：活塞從下止點(diǎn)上行，進(jìn)氣閥關(guān)閉，排氣閥關(guān)閉。氣缸內(nèi)新鮮空氣被壓縮，壓力升高到3-6MPa或更高，溫度達(dá)到600-700℃。燃油的自燃發(fā)火溫度一般為210-270℃。燃油在壓縮后期由噴油器噴入氣缸，與空氣混合、加熱、自行發(fā)火燃燒。壓縮過程持續(xù)140°-160°曲軸轉(zhuǎn)角。這一沖程中包括了進(jìn)氣的延時(shí)、空氣壓縮、燃油的噴入、燃油空氣混合及發(fā)火燃燒過程。第四沖程排氣(3)膨脹沖程：燃油猛烈燃燒，氣缸內(nèi)燃?xì)鈮毫?-8MPa，溫度1400-1800℃?；钊谏现裹c(diǎn)之后，高溫高壓的燃?xì)馀蛎浲苿?dòng)活塞下行做功。由于氣缸容積不斷增大，壓力開始降低，在上止點(diǎn)后的某一時(shí)刻，燃燒基本結(jié)束。氣缸中的壓力和溫度隨著燃?xì)獾呐蛎浝^續(xù)下降，直到排氣閥打開，膨脹結(jié)束。這時(shí)燃?xì)鈮毫ο陆抵?.25-0.45Mpa，溫度降至600-700℃。在這一沖程中，排氣閥是在活塞運(yùn)行到下止點(diǎn)之前就打開的，即膨脹過程是下止點(diǎn)之前就結(jié)束了。該行程持續(xù)120°-140°曲軸轉(zhuǎn)角。第四沖程排氣(4)排氣沖程：在膨脹沖程末期，活塞仍在下行，排氣閥開啟，進(jìn)氣閥關(guān)閉，氣缸內(nèi)的壓力和溫度迅速下降，廢氣通過排氣閥排出（靠氣缸內(nèi)外的壓力差）；當(dāng)活塞由下止點(diǎn)上行后，廢氣是靠活塞推出氣缸的，這時(shí)的排氣過程是在高于大氣壓力并且壓力基本保持不變的情況下進(jìn)行的。排氣閥一直延遲到上止點(diǎn)之后才關(guān)閉。該行程持續(xù)230°-260°曲軸轉(zhuǎn)角。第四沖程排氣在每個(gè)工作循環(huán)中，只有第三個(gè)沖程是做功的，完成了燃油從化學(xué)能轉(zhuǎn)變成熱能，又從熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的兩次能量轉(zhuǎn)換。其他三個(gè)沖程都是為這個(gè)工作沖程服務(wù)的，而且都需要供給能量，以保證活塞的正常運(yùn)行。所以柴油機(jī)一般都要做成多缸的，這樣進(jìn)氣、壓縮、排氣沖程的能量可由其他正在工作的氣缸供給。但如果是單缸的柴油機(jī)，就要通過飛輪在工作沖程時(shí)儲(chǔ)存部分能量來供給其余三個(gè)沖程船舶概論氣閥正時(shí)圓圖正時(shí)：進(jìn)排氣閥在上、下止點(diǎn)前后的啟閉時(shí)刻叫做氣閥正時(shí)，用曲柄轉(zhuǎn)角表示氣閥正時(shí)的圓圖叫做氣閥正時(shí)圓圖。進(jìn)、排氣閥開啟大于180°曲柄轉(zhuǎn)角。進(jìn)氣閥：上止點(diǎn)前打開，下止點(diǎn)后關(guān)閉。氣閥重疊角：進(jìn)氣閥和排氣閥在上止點(diǎn)前后的一段時(shí)間內(nèi)是同時(shí)開啟的，這個(gè)同時(shí)開啟的曲柄轉(zhuǎn)角稱為氣閥重疊角。氣閥正時(shí)排氣閥：下止點(diǎn)前打開，上止點(diǎn)后關(guān)閉。目的：充分進(jìn)新氣。目的：少耗功，充分排廢氣。二、二沖程柴油機(jī)工作原理燃燒膨脹做功的沖程必不可少，壓縮以滿足燃油自行發(fā)火燃燒的過程也必需，而進(jìn)氣和排氣是燃燒和做功的輔助過程，只要能在很短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行完成，就可在兩個(gè)沖程內(nèi)完成一個(gè)工作循環(huán)。四沖程柴油機(jī)進(jìn)氣需要一個(gè)沖程，進(jìn)氣也是由于活塞下行，氣缸內(nèi)壓力降低，空氣被吸入氣缸。沒有了這個(gè)沖程的二沖程柴油機(jī)的進(jìn)氣，就要使空氣提高一定壓力，才能使空氣進(jìn)入氣缸。因此，二沖程柴油機(jī)就要在進(jìn)氣系統(tǒng)設(shè)置增壓器或鼓風(fēng)機(jī)、掃氣泵來滿足提高進(jìn)氣壓力的要求。排氣也需要由進(jìn)氣去清掃才能排的干凈。二沖程柴油機(jī)把一個(gè)工作循環(huán)的五個(gè)過程在兩個(gè)沖程內(nèi)完成。1.換氣—

壓縮沖程2.膨脹—換氣沖程船舶概論新鮮空氣通過氣缸下部的進(jìn)氣口a進(jìn)入氣缸，而廢氣則通過氣缸蓋上的排氣閥b排出氣缸。在進(jìn)、排氣管道上分別安裝了離心式壓氣機(jī)e和廢氣渦輪機(jī)d（兩者組合成廢氣渦輪增壓器），廢氣渦輪從廢氣中獲得能量而帶動(dòng)壓氣機(jī)一起轉(zhuǎn)動(dòng)。新鮮空氣則從大氣通過吸入口f吸入壓氣機(jī)，經(jīng)壓縮后壓力和溫度升高，然后由管路g經(jīng)冷卻器k冷卻后導(dǎo)入掃氣箱i，準(zhǔn)備進(jìn)入氣缸。dabe吸入口f管路gkicj根據(jù)氣缸蓋上有無(wú)進(jìn)氣閥，區(qū)別二沖程和四沖程柴油機(jī)船舶概論（1）燃燒膨脹及排氣沖程：燃油在燃燒室內(nèi)發(fā)火燃燒，生成高溫高壓燃?xì)??；钊谌細(xì)獾耐苿?dòng)下，由上止點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)，對(duì)外做功。當(dāng)活塞下行還沒有打開進(jìn)氣口a之前，排氣閥b首先被氣閥機(jī)構(gòu)打開（曲柄在點(diǎn)1），此時(shí)膨脹做功結(jié)束，氣缸內(nèi)廢氣靠自身高壓自由排氣，并經(jīng)排氣閥和排氣管j進(jìn)入廢氣渦輪機(jī)d中。當(dāng)活塞繼續(xù)下行使氣缸內(nèi)的壓力降低到接近于掃氣壓力時(shí)，活塞將掃氣口a打開（曲柄在點(diǎn)2），等待在掃氣口外邊的增壓空氣即進(jìn)入氣缸，并把廢氣掃出?；钊\(yùn)行到下止點(diǎn)，本沖程結(jié)束，但掃氣過程一直持續(xù)到下一個(gè)沖程排氣口關(guān)閉（曲柄在點(diǎn)4）為止。（2）掃氣及壓縮沖程：當(dāng)活塞由下止點(diǎn)上行，掃氣箱內(nèi)空氣通過掃氣口進(jìn)入氣缸，氣缸中的殘存廢氣被進(jìn)入氣缸中的空氣通過排氣閥掃出氣缸?；钊^續(xù)上行，掃氣口a被關(guān)閉（曲柄在點(diǎn)3），空氣停止進(jìn)入，排氣還在進(jìn)行，這個(gè)階段稱為“過后排氣”。接著排氣閥關(guān)閉（曲柄在點(diǎn)4），換氣過程結(jié)束，氣缸中的空氣就開始被壓縮。當(dāng)壓縮至上止點(diǎn)前某一點(diǎn)時(shí)，噴油器將燃油噴入氣缸，與高溫高壓的空氣相混合，隨即在上止點(diǎn)附近發(fā)火燃燒，本沖程結(jié)束。三、二沖程柴油機(jī)的換氣1.換氣過程的特點(diǎn)(1)換氣過程只占沖程的一部分，不大于130-150°曲柄轉(zhuǎn)角。(2)新鮮空氣和廢氣摻混，使部分新鮮空氣隨廢氣排出。(3)進(jìn)氣沒有自吸能力，要靠掃氣泵或輔助鼓風(fēng)機(jī)。2.換氣過程：以新鮮空氣驅(qū)趕并置換廢氣的過程。I：自由排氣。Ⅱ：強(qiáng)制排氣和掃氣。Ⅲ：過后排氣。二沖程柴油機(jī)比四沖程柴油機(jī)的換氣質(zhì)量要差，而且當(dāng)掃氣泵或鼓風(fēng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，就會(huì)喪失工作能力，如果是作為船舶主機(jī)就會(huì)使船舶失去動(dòng)力。船舶概論3.基本換氣形式好的換氣形式就是能夠減少氣體摻混，避免過后排氣損失，同時(shí)廢氣排得干凈，新氣進(jìn)得充分。為此，要求氣體在氣缸中有最合理的流動(dòng)路線。根據(jù)氣流在氣缸中流動(dòng)方向不同，二沖程柴油機(jī)的換氣形式可分為彎流(掃氣空氣由下而上，然后由上而下清掃廢氣)和直流(氣流在氣缸內(nèi)呈直線由下而上清掃廢氣)兩大類。彎流又分為橫流、半回流和回流三種形式，其氣缸蓋上沒有進(jìn)、排氣閥，只有掃氣口和排氣口。橫流彎流半回流換氣形式回流直流1．（簡(jiǎn)單）橫流缸蓋上沒有進(jìn)、排氣閥，掃、排氣口分別布置在氣缸兩側(cè)，排氣口高于掃氣口。橫向、縱向均有傾斜角以控制氣流方向防止新鮮空氣流失。缸套下部易變形。2．回流掃氣：

缸蓋上沒有進(jìn)、排氣閥，掃、排氣口分別布置在氣缸同一側(cè)，排氣口高于掃氣口，掃氣口向下傾斜，活塞制成凹頂。3．半回流（新橫流）掃氣兼有橫流和回流掃氣的特點(diǎn)。缸蓋上沒有進(jìn)、排氣閥，進(jìn)氣口布置在排氣口同側(cè)的下方及兩側(cè)，在排氣管中裝有回轉(zhuǎn)控制閥。4．直流掃氣

（1）特點(diǎn)：缸蓋上設(shè)有排氣閥，掃氣口均勻分布在氣缸下部一周，掃氣口有水平和垂直方向傾斜。

（2）優(yōu)缺點(diǎn)：

①設(shè)有排氣閥，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，管理麻煩。噴油器布置困難。

②氣體流動(dòng)路線短，阻力小，換氣質(zhì)量好。

③缸套下部受熱均勻，不會(huì)變形，活塞與缸套間磨損均勻（因掃氣壓力均勻作用在活塞外圓上）。

④掃氣口總寬度比彎流式大，流通能力強(qiáng)。

⑤排氣閥正時(shí)可調(diào)（排氣凸輪控制或電子控制），可避免過后排氣損失。二沖程機(jī)換氣質(zhì)量從好到壞依次為：直流橫流半回流回流

彎流掃氣柴油機(jī)氣流在缸內(nèi)流動(dòng)路線長(zhǎng)（通常大于2S），新氣與廢氣易摻混且存在死角與氣流短路現(xiàn)象，因而換氣質(zhì)量較差。直流掃氣則相反，氣流在缸內(nèi)流動(dòng)路線短（約為S）,新氣和廢氣不易摻混，因而換氣質(zhì)量較好。同時(shí)缸套下方受熱均勻，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修較困難。隨著現(xiàn)代船用大型柴油機(jī)行程缸徑比S/D的增加，長(zhǎng)沖程S/D＞2.5和超長(zhǎng)沖程S/D＞3.0。彎流掃氣適用S/D<2.2。

直流掃氣（氣口-氣閥直流）成為現(xiàn)代船用大型柴油機(jī)的主要換氣型式。四沖程(4S)、二沖程(2S)柴油機(jī)對(duì)比(★★★★★)1.1個(gè)工作循環(huán)內(nèi)，4S機(jī)曲柄轉(zhuǎn)2轉(zhuǎn)，2S機(jī)曲柄轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)。2.相同工作條件下，2S機(jī)功率約為4S機(jī)的1.6-1.8倍。3.2S機(jī)比4S機(jī)回轉(zhuǎn)均勻，可使用較小的飛輪。4.2S機(jī)比4S機(jī)換氣質(zhì)量差。5.2S機(jī)比4S機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，管理方便，便于維護(hù)保養(yǎng)。6.2S機(jī)可以使用劣質(zhì)燃油，動(dòng)力、經(jīng)濟(jì)性好。7.2S機(jī)用作主機(jī)，4S機(jī)可用作主機(jī)或發(fā)電柴油機(jī)。8.2S機(jī)工作循環(huán)比四沖程多一倍，所以2S機(jī)的熱負(fù)荷比4S機(jī)高。船舶概論四、柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作系統(tǒng)船舶概論筒狀活塞式十字頭式筒形活塞式：用活塞銷連接活塞和連桿，適用于中小型中高速不可逆轉(zhuǎn)柴油機(jī)；十字頭式：用十字頭連接活塞和連桿，大型低速可逆轉(zhuǎn)柴油機(jī)。直列機(jī)采用一列布置，一般不超過12缸；V型機(jī)，兩列缸中心線夾角呈V型布置，通常12缸以上，用于中高速柴油機(jī)。船舶概論燃燒室部件(活塞、氣缸、氣缸蓋)支承聯(lián)接組件(機(jī)座、主軸承、機(jī)體)曲柄連桿機(jī)構(gòu)(連桿組件和曲軸組件)主要部件主要固定件燃油系統(tǒng)主要運(yùn)動(dòng)件配氣機(jī)構(gòu)及換氣系統(tǒng)潤(rùn)滑系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)啟動(dòng)及控制系統(tǒng)柴油機(jī)結(jié)構(gòu)船舶概論氣缸套氣缸體機(jī)架機(jī)座主軸承貫穿螺栓氣缸體大型低速柴油機(jī)中小型柴油機(jī)機(jī)座/油底殼主軸承貫穿螺栓機(jī)體氣缸蓋氣缸蓋1.主要固定件柴油機(jī)的主要固定件由機(jī)座、機(jī)架、氣缸和氣缸蓋等組成，對(duì)于中小型柴油機(jī)常將氣缸體和機(jī)架做成一體，稱為機(jī)體，并省去機(jī)座，代之以輕便的油底殼。連桿組件曲軸十字頭組件活塞中小型柴油機(jī)大型低速柴油機(jī)作用：將活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)變?yōu)榍S的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使燃?xì)馔苿?dòng)活塞的動(dòng)力通過曲軸以回轉(zhuǎn)的方式向外輸出。作用：連接活塞桿與連桿；將燃?xì)鈮毫突钊麘T性力傳給連桿；承受側(cè)推力，導(dǎo)向。2.主要運(yùn)動(dòng)件柴油機(jī)的主要運(yùn)動(dòng)件由活塞、連桿組件及曲軸組成。對(duì)于大型柴油機(jī)還有十字頭組件。配氣機(jī)構(gòu)：進(jìn)排氣閥氣閥傳動(dòng)機(jī)構(gòu)凸輪軸凸輪軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)排氣系統(tǒng)：空氣濾器進(jìn)排氣管消音器組成增壓器及空冷器（對(duì)于增壓柴油機(jī)）作用：定時(shí)向氣缸內(nèi)供應(yīng)充足、清潔的新鮮空氣，并將燃燒后的廢氣排出氣缸。3.配氣機(jī)構(gòu)及換氣系統(tǒng)凸輪軸及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（1）凸輪軸凸輪軸是柴油機(jī)中非常重要的傳動(dòng)軸，柴油機(jī)排氣閥的啟閉、噴油泵和空氣分配器的驅(qū)動(dòng)都是通過凸輪軸進(jìn)行的。1-凸輪軸；2-鏈輪；3-推力盤；4-燃油凸輪；5-排氣閥凸輪；6注油孔蓋（2）凸輪軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)凸輪軸由柴油機(jī)的曲軸帶動(dòng)，一般采用齒輪傳動(dòng)或鏈傳動(dòng)。有凸輪控制的機(jī)構(gòu)每個(gè)工作循環(huán)動(dòng)作一次。由于四沖程柴油機(jī)曲軸回轉(zhuǎn)兩周完成一個(gè)工作循環(huán)，因此其凸輪軸與曲軸的轉(zhuǎn)速比應(yīng)該是1：2。同理，二沖程柴油機(jī)則應(yīng)該是1：1。作用：把符合使用要求的燃油暢通無(wú)阻地輸送到噴油泵入口端作用：定時(shí)、定量地向燃燒室內(nèi)噴入霧化良好的燃油由燃油供給系統(tǒng)和燃油噴射系統(tǒng)組成4.燃油系統(tǒng)（Fueloilsystem）燃油：輕柴油、重油。燃油供給系統(tǒng)包括：燃油的加裝（注入）和測(cè)量、儲(chǔ)存、駁運(yùn)、凈化、供給。加油通過甲板兩舷的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)加油法蘭加入油艙。燃油噴射系統(tǒng)包括：噴油泵、噴油器和高壓油管。為了節(jié)省能源和降低營(yíng)運(yùn)費(fèi)用，船舶中、低速柴油機(jī)幾乎都能燃用重油。有些船舶主機(jī)在正常航行時(shí)使用重油，機(jī)動(dòng)航行時(shí)使用輕柴油。重油系統(tǒng)設(shè)有集油柜或混油桶。在換油期間，混油桶能使主機(jī)的回油和供油泵送來的油混合，避免燃油黏度、溫度突變。筒內(nèi)上部應(yīng)充有一定量的壓縮空氣，目的是利用氣墊來起緩沖作用，確保燃油壓力平穩(wěn)和連續(xù)的供應(yīng)給柴油機(jī)。另外混油桶里的油會(huì)分解出氣泡，隨著氣體集聚，桶內(nèi)壓力會(huì)上升，放氣閥能自動(dòng)打開除油氣，壓力降后自動(dòng)關(guān)閉?，F(xiàn)代大型柴油機(jī)一般采用加壓式燃油供給系統(tǒng)，目的是防止因加熱溫度過高而汽化。燃油在使用前必須經(jīng)過預(yù)熱和凈化處理，以降低黏度和除去其中的水分及雜質(zhì)。在船舶上對(duì)燃油進(jìn)行凈化處理的主要手段是過濾、離心分離和沉淀。重油在供給柴油機(jī)使用前，還要經(jīng)過霧化加熱器。通常由燃油粘度控制器根據(jù)重油的粘度，通過蒸汽流量調(diào)節(jié)閥控制送入加熱器的蒸汽量，使重油粘度保持所需要的數(shù)值。船舶概論燃油噴射系統(tǒng)由噴油泵、噴油器和高壓油管組成。油泵工作時(shí)，柱塞在凸輪作用下向上運(yùn)動(dòng)，關(guān)閉套筒上回油孔，燃油被柱塞壓縮產(chǎn)生高壓，吸油閥在油壓作用下關(guān)閉，燃油進(jìn)入噴油器噴入氣缸霧化燃燒。當(dāng)拉動(dòng)油門齒條時(shí)，齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)柱塞轉(zhuǎn)動(dòng)，改變柱塞斜槽和套筒回油孔相對(duì)位置，改變噴油量。6S35MC型柴油機(jī)噴油泵油泵上蓋的泄壓閥作用是將燃油泄壓。泄壓閥上部通入壓縮空氣管，當(dāng)主機(jī)應(yīng)急停車或停車時(shí)，空氣管內(nèi)通入壓縮空氣(控制空氣)，泄壓閥將吸油閥頂開，從而使油泵柱塞無(wú)法壓縮燃油，主機(jī)停車。作用：將清潔的潤(rùn)滑油送至柴油機(jī)的各運(yùn)動(dòng)件摩擦表面，起到減磨、冷卻、清潔、密封和防銹作用。對(duì)于大型低速二沖程柴油機(jī)通常由氣缸注油系統(tǒng)和曲軸箱油系統(tǒng)兩部分組成，而對(duì)于中小型柴油機(jī)只有曲軸箱油系統(tǒng)，也稱之為機(jī)油系統(tǒng)。5.潤(rùn)滑系統(tǒng)（Lubricationsystem）通常潤(rùn)滑柴油機(jī)主軸承、連桿大端軸承和十字頭軸承的潤(rùn)滑油，由主滑油泵從滑油循環(huán)柜中吸出，潤(rùn)滑各軸承后經(jīng)由曲軸箱返回到循環(huán)柜。如果將曲軸箱的底部空間作為滑油循環(huán)柜使用，則可省去滑油循環(huán)柜，稱為濕式曲軸箱，主要用于小型高速柴油機(jī)；而另設(shè)滑油循環(huán)柜的曲軸箱稱為干式曲軸箱，主要用于大型低速柴油機(jī)。柴油機(jī)氣缸潤(rùn)滑(1)飛濺潤(rùn)滑：靠從連桿大端甩出并飛濺到氣缸壁上的潤(rùn)滑油潤(rùn)滑氣缸。用于筒狀活塞柴油機(jī)。氣缸油和軸承油相同。(2)注油潤(rùn)滑：采用氣缸注油器和注油接頭，將氣缸油通過氣缸壁上均布的注油孔噴注到氣缸表面進(jìn)行潤(rùn)滑。用于十字頭式柴油機(jī)的氣缸潤(rùn)滑和某些筒狀活塞柴油機(jī)的輔助潤(rùn)滑。氣缸油軸承油使用不同的潤(rùn)滑系統(tǒng)。油量可控制，滑油不用收回。氣缸注油器注油接頭注油孔曲軸箱滑油的凈化為了保持潤(rùn)滑油的質(zhì)量，除設(shè)濾器外，還要設(shè)滑油分油機(jī)連續(xù)對(duì)潤(rùn)滑油進(jìn)行凈化處理。小型柴油機(jī)，不單獨(dú)設(shè)凈化系統(tǒng)，滑油變質(zhì)后全部更換。有的發(fā)電柴油機(jī)，利用主機(jī)滑油分離的間隙進(jìn)行滑油分離處理以提高滑油的利用率。淡水/滑油柴油機(jī)海水作用：將受熱零部件所吸收的熱傳導(dǎo)出去6.冷卻系統(tǒng)（Coolingsystem）冷卻系統(tǒng)由泵、冷卻器和調(diào)溫器等組成。船舶柴油機(jī)通常以淡水和滑油為冷卻劑在機(jī)內(nèi)流動(dòng)，將受熱零部件所吸收的熱傳遞出去，保證零部件有正常的工作溫度。而淡水和滑油本身被海水冷卻。三種冷卻系統(tǒng)：海水冷卻系統(tǒng)、淡水冷卻系統(tǒng)、中央冷卻系統(tǒng)。1.海水冷卻系統(tǒng)直接、開式。大氣冷凝器、滑油、淡水等。主機(jī)海水冷卻系統(tǒng)船舶概論2.淡水冷卻系統(tǒng)間接、閉式，設(shè)有高位膨脹水柜。氣缸、氣缸蓋、活塞；增壓器和噴油器。①使冷卻系統(tǒng)中的淡水受熱后有膨脹余地；②向系統(tǒng)補(bǔ)水；③使冷卻水泵有正吸高保證吸入；④排出系統(tǒng)空氣；⑤投放化學(xué)藥劑對(duì)冷卻水進(jìn)行處理。3.中央冷卻系統(tǒng)①高溫淡水：柴油機(jī)，如氣缸套，亦稱為主機(jī)缸套水；②低溫淡水：其它冷卻器和設(shè)備。優(yōu)點(diǎn)：減少容易腐蝕和贓污的海水管路并且冷卻水溫不受環(huán)境影響。中央冷卻系統(tǒng)是近代新型的一種柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)，由一個(gè)海水系統(tǒng)和兩個(gè)單獨(dú)的淡水系統(tǒng)組成，分別為高溫淡水系統(tǒng)和低溫淡水系統(tǒng)。越來越多船上使用溫控器、溫度傳感器和電動(dòng)溫控閥組成調(diào)溫器。柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，要求冷卻水溫能維持在一定范圍。然而冷卻水溫是隨柴油機(jī)的負(fù)荷大小和轉(zhuǎn)速高低而變化的，要想維持恒溫，必須隨時(shí)調(diào)節(jié)冷卻水的進(jìn)口溫度。具體方法是根據(jù)冷卻水出機(jī)溫度的變化，不斷調(diào)節(jié)冷卻水進(jìn)口處“冷水”與“熱水”的混合比例，從而調(diào)節(jié)冷卻水的進(jìn)口溫度，達(dá)到控制冷卻水溫的目的。為了滿足船舶機(jī)動(dòng)操作的要求，設(shè)置使啟動(dòng)、換向和調(diào)速等裝置聯(lián)合動(dòng)作的操縱機(jī)構(gòu)。7.啟動(dòng)和控制系統(tǒng)（操縱系統(tǒng)）柴油機(jī)的操縱系統(tǒng)包括使柴油機(jī)從停車狀態(tài)進(jìn)入工作狀態(tài)的起動(dòng)裝置；改變曲軸旋轉(zhuǎn)方向的換向裝置；根據(jù)外界負(fù)荷大小自動(dòng)改變噴油量的調(diào)速裝置等。操縱系統(tǒng)的功能除了實(shí)現(xiàn)起動(dòng)、換向、調(diào)速和停車，還包括重復(fù)起動(dòng)、慢轉(zhuǎn)起動(dòng)、負(fù)荷程序、應(yīng)急停車、臨界轉(zhuǎn)速避讓、故障降速或停車、連鎖和安全保護(hù)等功能。（1）柴油機(jī)的啟動(dòng)系統(tǒng)定義：是使靜止的柴油機(jī)借助外力帶動(dòng)曲軸回轉(zhuǎn)，并使其達(dá)到一定的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)的第一次發(fā)火燃燒，以便獲得第一個(gè)工作循環(huán)的條件，最終使柴油機(jī)自行運(yùn)轉(zhuǎn)。啟動(dòng)轉(zhuǎn)速：柴油機(jī)起動(dòng)所要求的最低轉(zhuǎn)速。啟動(dòng)方式：人力啟動(dòng)、電動(dòng)啟動(dòng)、氣動(dòng)馬達(dá)啟動(dòng)（借助于外力矩使曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)起來）和壓縮空氣啟動(dòng)（借助于加在活塞上的外力推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)使曲軸旋轉(zhuǎn)起來）等。壓縮空氣啟動(dòng)裝置的基本組成和工作原理壓縮空氣啟動(dòng)：將壓縮空氣(2.5-3.0MPa)按照柴油機(jī)的發(fā)火順序在膨脹沖程時(shí)引入氣缸，推動(dòng)活塞，使柴油機(jī)達(dá)到啟動(dòng)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)自行發(fā)火工作。主要包括：空氣壓縮機(jī)、啟動(dòng)空氣瓶、主啟動(dòng)閥、空氣分配器、氣缸啟動(dòng)閥和啟動(dòng)控制閥等。對(duì)壓縮空氣啟動(dòng)系統(tǒng)的要求(1)空氣瓶：用于啟動(dòng)主機(jī)的空氣瓶至少要有2個(gè)。其總?cè)萘吭诓谎a(bǔ)充空氣的情況下，對(duì)可換向的主機(jī)連續(xù)啟動(dòng)12次，對(duì)不能換向的主機(jī)能連續(xù)啟動(dòng)6次。(2)空壓機(jī)：用于啟動(dòng)主機(jī)的空氣壓縮機(jī)至少應(yīng)有2臺(tái)。其總的充氣能力應(yīng)能在1小時(shí)以內(nèi)，將空氣瓶從大氣壓力充至空氣瓶使用的上限壓力。（2）柴油機(jī)的換向裝置換向原理和方法定距槳：改變旋轉(zhuǎn)方向變距槳：改變螺距角柴油機(jī)轉(zhuǎn)向軸系換向裝置換向方法為改變柴油機(jī)轉(zhuǎn)向設(shè)置的改變各凸輪相對(duì)曲軸位置的機(jī)構(gòu)稱為換向機(jī)構(gòu)。換向裝置(1)雙凸輪換向2套凸輪(1套正車，1套倒車)，換向時(shí)軸向移動(dòng)凸輪軸。(2)單凸輪換向每個(gè)需要換向的設(shè)備設(shè)1個(gè)凸輪，具有對(duì)稱輪廓。換向時(shí)將凸輪軸相對(duì)曲軸轉(zhuǎn)過一定角度。雙凸輪的換向裝置一般線型單凸輪換向原理MANB&W公司的無(wú)差動(dòng)換向裝置船舶換向裝置的作用是改變螺旋槳軸向推力的方向，使船舶前進(jìn)或者倒退。船舶換向的方法主要有以下四種：1、直接換向主機(jī)曲軸經(jīng)軸系直接與螺旋槳相聯(lián)，通過主機(jī)本身?yè)Q向改變曲軸轉(zhuǎn)向，使螺旋槳軸向推力向后或向前。大、中型船舶廣泛采用這種換向方法。采用直接換向的柴油機(jī)，均采用壓縮空氣起動(dòng)。換向前后可能需改變空氣分配器、噴油泵和進(jìn)、排氣閥的凸輪與曲軸相對(duì)位置。2、間接換向主機(jī)曲軸轉(zhuǎn)向不變，通過主機(jī)與螺旋槳之間的換向裝置（倒順車離合器或齒輪箱），操縱螺旋槳正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，使船舶前進(jìn)或后退。一般用于小型船舶。3、Z型推進(jìn)裝置換向主機(jī)曲軸轉(zhuǎn)向不變，通過渦輪蝸桿傳動(dòng)裝置和軸系帶動(dòng)螺旋槳作水平回轉(zhuǎn)，螺旋槳軸可繞垂直軸360°回轉(zhuǎn)，又稱懸掛式螺旋槳裝置。Z型換向裝置操縱靈活，回轉(zhuǎn)性能好，還能省去舵設(shè)備，軸系和螺旋槳不必進(jìn)塢拆裝修理。但其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜且傳遞功率受限，多用在換向較頻繁的港口作業(yè)船和拖輪上。4、可調(diào)螺距槳裝置換向其槳葉螺旋面與槳轂可作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過轉(zhuǎn)動(dòng)槳葉來達(dá)到改變螺距的目的。其主機(jī)的曲軸轉(zhuǎn)向不變。螺距越大，在相同轉(zhuǎn)速下推力越大；螺距為0時(shí)，螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不產(chǎn)生推力；當(dāng)螺距為負(fù)值時(shí)，船舶即能倒退。可調(diào)螺距槳對(duì)船舶航行條件的適應(yīng)性強(qiáng)，機(jī)動(dòng)性高，動(dòng)力裝置經(jīng)濟(jì)性好。但構(gòu)造較復(fù)雜，制造工藝要求高。適用于運(yùn)行工況較多，機(jī)動(dòng)性要求較高的船舶。（3）柴油機(jī)的調(diào)速裝置柴油機(jī)的不同轉(zhuǎn)速通過改變循環(huán)噴油量實(shí)現(xiàn)。改變油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，使柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)到規(guī)定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)稱為柴油機(jī)調(diào)速。為此而設(shè)的根據(jù)柴油機(jī)負(fù)荷變化自動(dòng)調(diào)節(jié)供油量的調(diào)速裝置，稱為調(diào)速器。(1)主機(jī)：裝設(shè)全制式調(diào)速器，以保證柴油機(jī)在設(shè)定轉(zhuǎn)速穩(wěn)定工作。(2)發(fā)電柴油機(jī)：裝設(shè)定速調(diào)速器，負(fù)荷變化時(shí)能保證恒定的轉(zhuǎn)速，以保證發(fā)電機(jī)的電壓和頻率。定速調(diào)速器：在預(yù)定轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。全制式調(diào)速器：最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速到最高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，均能保持任一設(shè)定轉(zhuǎn)速。分為：機(jī)械式、液壓式、電子式機(jī)械調(diào)速器：制造成本低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但輸出力矩小，性能較差。小型的、早期的柴油機(jī)上多有采用。液壓型調(diào)速器：性能較機(jī)械調(diào)速器好，輸出力矩大。廣泛應(yīng)用于70年代-90年代建造的大型船用主機(jī)中。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造要求高。電子調(diào)速器：80年代后期電子調(diào)速器開始在大型船用柴油機(jī)上的應(yīng)用逐漸多起來了。電子調(diào)速器的性能較前兩者更優(yōu)越，更適用于一些大型的、超大型的船舶上。機(jī)械離心式調(diào)速器是根據(jù)彈簧力和離心力相平衡進(jìn)行調(diào)速的，飛重離心力隨轉(zhuǎn)速變化，滑動(dòng)套筒移動(dòng)，壓縮或拉伸調(diào)速?gòu)椈伞９ぷ鲿r(shí)彈簧力將供油拉桿向循環(huán)供油量增加的方向移動(dòng)；離心力將供油拉桿向循環(huán)供油量減少的方向移動(dòng)；負(fù)荷增加，轉(zhuǎn)速降低，彈簧力大于離心力，供油量增加，轉(zhuǎn)速升高，離心力增加，達(dá)到平衡。MANB&W公司的ME系列電控柴油機(jī)，W?rtsil?公司的RT-flex型電控柴油機(jī)正在逐步取代傳統(tǒng)的機(jī)械控制式柴油機(jī)，成為船舶柴油機(jī)的主流機(jī)型。電控柴油機(jī)：將電子控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息處理技術(shù)綜合運(yùn)用于柴油機(jī)而形成的一種新型柴油機(jī)，又稱智能柴油機(jī)或電噴柴油機(jī)。電控柴油機(jī)取消了傳統(tǒng)柴油機(jī)的凸輪軸以及相關(guān)的機(jī)械控制零部件，將燃油噴射、氣閥啟閉以及柴油機(jī)的起動(dòng)、換向、停車、調(diào)速、氣缸潤(rùn)滑等功能全部由電子控制。五、電控柴油機(jī)第三代電控噴油系統(tǒng)：時(shí)間—壓力控制式，即電控共軌式噴油系統(tǒng)。摒棄了以往傳統(tǒng)使用的高壓油泵-高壓油管-噴油器脈動(dòng)供油的形式，代之用一個(gè)高壓油泵在柴油機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，以一定的速比連續(xù)將高壓燃油輸送到共軌管內(nèi)，高壓燃油再由共軌管送入各缸噴油器。高壓油泵并不直接控制噴油，而僅僅是向共軌管供油以維持所需的噴油壓力，并通過連續(xù)調(diào)節(jié)共軌管內(nèi)壓力來控制噴射壓力，采用壓力—時(shí)間式燃油計(jì)量原理，用高速電磁閥控制噴射過程。噴油壓力、噴油量及噴油定時(shí)由電控單元（ECU）靈活控制。RotatorCompressorbladeTurbinebladeCompressorTurbine廢氣渦輪增壓器（簡(jiǎn)稱增壓器、透平、T/C）六、柴油機(jī)的增壓Turbine:透平機(jī)、渦輪、渦輪機(jī)；Compressor:壓縮機(jī)、壓氣機(jī)；blade:刀片，葉片；廢氣渦輪增壓器分壓氣端和渦輪端。1.增壓的基本概念增壓：(★★)就是提高柴油機(jī)氣缸進(jìn)氣空氣的壓力，使空氣密度增加，從而增加進(jìn)入氣缸的空氣量。進(jìn)氣量的增加就可以相應(yīng)增加噴入氣缸的燃油量，也就使得在氣缸結(jié)構(gòu)尺寸、轉(zhuǎn)速等條件不變的情況下，提高氣缸平均有效壓力和柴油機(jī)功率。2.增壓的三種形式（根據(jù)驅(qū)動(dòng)增壓器所用的能量的不同）(1)機(jī)械增壓：直接用柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)。(2)廢氣渦輪增壓：(★★★)利用柴油機(jī)排出的廢氣驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)，由渦輪機(jī)帶動(dòng)壓氣機(jī)再增壓?？梢曰厥詹糠謴U氣能量，提高經(jīng)濟(jì)性。(3)復(fù)合增壓：是上兩種方式的結(jié)合。2.廢氣渦輪增壓的基本形式定壓渦輪增壓：進(jìn)入渦輪增壓器的廢氣壓力基本穩(wěn)定。氣缸的排氣管連接到排氣總管，渦輪則裝在排氣總管之后。由于排氣管容積足夠大，各缸排出的廢氣進(jìn)入其中后迅速膨脹、擴(kuò)散并穩(wěn)定下來，只引起微小的壓力波動(dòng)。排氣總管實(shí)際上成了一個(gè)集氣箱，具有穩(wěn)壓作用。優(yōu)點(diǎn)：渦輪工作穩(wěn)定、效率高。Turbocharger

Exhaustmanifold

★★★缺點(diǎn)：需設(shè)輔助鼓風(fēng)機(jī)/泵(Auxiliaryblower)，低負(fù)荷（進(jìn)出港、狹窄航道、江河）或剛起動(dòng)時(shí)的掃氣需要。定壓增壓只利用了廢氣能量中的定壓能，而沒有利用廢氣中的脈動(dòng)動(dòng)能。因此定壓渦輪增壓所能利用的廢氣能量就少，尤其是柴油機(jī)在低負(fù)荷時(shí)或啟動(dòng)時(shí)，因排氣管壓力低，廢氣的能量少，使渦輪發(fā)出的功率滿足不了壓氣機(jī)所需的功率。脈沖增壓：各缸排氣管分組后，與一個(gè)或幾個(gè)渦輪直接相連，渦輪進(jìn)氣壓力和流速高，壓力波動(dòng)（排氣管短而細(xì)，彎頭少，通道光滑，成流線型，渦輪靠近排氣口；廢氣壓力為脈動(dòng)狀態(tài)）。充分利用定壓能和脈沖能。可不設(shè)輔助鼓風(fēng)機(jī)/泵。缺點(diǎn)：渦輪在不穩(wěn)定工況下工作，效率較低，安裝布置要求嚴(yán)格

1)脈沖渦輪增壓主要用于低、中增壓系統(tǒng)。2)定壓增壓主要用于高增壓系統(tǒng)。當(dāng)前，增壓系統(tǒng)向定壓增壓發(fā)展。Cylinder

Turbocharger

提高有效功率和經(jīng)濟(jì)性的主要途徑一、船舶柴油機(jī)提高經(jīng)濟(jì)性的主要措施1、采用定壓渦輪增壓系統(tǒng)和高效率廢氣渦輪增壓2、增大行程缸徑比S/D3、提高最高爆發(fā)壓力與平均有效壓力之比4、增大壓縮比5、降低摩擦損耗、提高機(jī)械效率6、軸帶發(fā)電機(jī)7、柴油機(jī)廢熱再利用（廢氣渦輪發(fā)電機(jī)組，廢氣鍋爐，造水機(jī)）8、改進(jìn)噴射和燃燒技術(shù)（電噴柴油機(jī)，控制燃油噴射正時(shí)、噴油量、噴射速率、壓力及進(jìn)、排氣閥正時(shí)，實(shí)現(xiàn)各負(fù)荷下性能最優(yōu)）二、船舶柴油機(jī)提高功率的主要措施1、增壓2、提高柴油機(jī)的氣缸排量：增加氣缸數(shù)、增大氣缸直徑等。第二節(jié)機(jī)艙輔助機(jī)械按用途分為五類1.為船舶推進(jìn)裝置服務(wù)：（為主機(jī)服務(wù)）燃油供給泵、滑油泵、海水泵、淡水泵、空氣壓縮機(jī)、分油機(jī)等。2.為船舶航行與安全服務(wù)：舵機(jī)、系泊設(shè)備、吊艇機(jī)、消防泵、艙底水泵、壓載泵等。3.為貨運(yùn)服務(wù)：起貨機(jī)、通風(fēng)機(jī)、制冷裝置、貨油泵、洗艙泵等。4.為改善船員勞動(dòng)和生活條件服務(wù)：制冷及空調(diào)裝置、海水淡化裝置、飲水泵、衛(wèi)生水泵、熱水循環(huán)泵、通風(fēng)機(jī)、減搖裝置、船用鍋爐等。5.為防污染服務(wù)：油水分離器、生活污水處理裝置、焚燒爐、污油泵、污水泵等。

一、船用泵泵的功用和分類泵(Pump)：用來提高液體機(jī)械能(位能、動(dòng)能、壓力能)并輸送液體的設(shè)備。按工作原理分類（★★★）：容積式泵(Positivedisplacementpump)葉輪式泵(Impellerpump)噴射式泵(Ejectionpump)船上常按泵的功用命名：如：主冷卻海水泵、主機(jī)缸套水泵、滑油泵、燃油供給泵、駁運(yùn)泵、消防泵、壓載泵、鍋爐給水泵、鍋爐強(qiáng)制循環(huán)水泵等。船舶概論在泵的銘牌上，一般會(huì)標(biāo)識(shí)出以下主要性能參數(shù)，如下表所示。泵的性能參數(shù)性能參數(shù)：為了表征泵的性能和完善程度以便選用和比較，通常把流量、揚(yáng)程、轉(zhuǎn)速、功率、效率等稱為泵的性能參數(shù)。序號(hào)參數(shù)名稱表示方法單位1流量體積流量：Qm3/s或m3/h質(zhì)量流量：Gkg/s2揚(yáng)程Hm3排壓pdMPa4轉(zhuǎn)速nr/min5功率PeW6允許吸上真空度Hsm

泵的主要性能參數(shù)1.流量(Flow)：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)輸送流體的量。體積流量：用體積來度量所送液體量，用Q表示，單位m3/s，。質(zhì)量流量：用質(zhì)量來度量，用G表示，單位是kg/s。如用ρ表示液體的密度(kg/m3)，G=ρ·Qkg/s2.揚(yáng)程(Head)：?jiǎn)挝恢亓恳后w通過泵后所增加的機(jī)械能，單位m。包括位能、動(dòng)能、壓力能。銘牌上標(biāo)注額定揚(yáng)程，實(shí)際揚(yáng)程不一定等于額定揚(yáng)程。銘牌上標(biāo)注額定流量，實(shí)際流量不一定等于額定流量。泵的工作揚(yáng)程取決于管路特性，表示為：靜能頭阻力損失能頭工作揚(yáng)程取決于吸排液面的壓力差、高度差和管路阻力，與額定揚(yáng)程無(wú)關(guān)。(★)ps:泵的吸入口處壓力，pdr:吸入液面上的壓力；pd:泵的排出口處壓力，pdr:排出液面上的壓力；(★)pdrvdvspdpspsrzd

zzszpdr-psr

hs

hdH4.轉(zhuǎn)速(Revolution)：指泵軸每分鐘的回轉(zhuǎn)數(shù)，用n表示，r/min。5.功率和效率(Power,Efficiency)輸出功率(有效功率)：液體得到的功率。輸入功率(軸功率)：原動(dòng)機(jī)傳給泵軸的功率。效率：輸出功率和輸入功率之比。η=Pe/P(%)3.排壓(DischargePressure)：泵的排出壓力表示被送液體經(jīng)過泵后所具有的總壓力能。6.允許吸上真空度：泵工作時(shí)所允許的最大吸入真空度；是吸入性能好壞的重要標(biāo)志，真空度過高會(huì)發(fā)生汽蝕，造成泵不能正常工作。水泵的允許吸上真空度常用水柱高度表示，稱為允許吸上真空高度[Hs](m)。汽蝕：液體在一定溫度下，局部壓力下降至該溫度下的臨界壓力（一般接近汽化壓力）時(shí)，液體便產(chǎn)生氣泡。在水泵中產(chǎn)生氣泡和氣泡破裂使過流部件遭受到破壞的過程就是水泵的汽蝕過程。水泵產(chǎn)生汽蝕后除了使過流部件，如葉輪，局部在巨大沖擊的反復(fù)作用下，表面出現(xiàn)斑痕及裂紋，甚至呈海棉狀逐漸脫落，還會(huì)產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)，并導(dǎo)致泵的性能下降，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使泵中液體中斷，不能正常工作。1.容積式泵：通過運(yùn)動(dòng)部件的位移使泵工作空間容積周期性地發(fā)生變化來吸排液體。泵的結(jié)構(gòu)、原理、性能特點(diǎn)及管理要點(diǎn)：容積式泵分類：

根據(jù)運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)方式的不同：分為往復(fù)泵和回轉(zhuǎn)泵兩類。往復(fù)泵有活塞泵和柱塞泵；回轉(zhuǎn)泵有齒輪泵、螺桿泵、葉片泵和水環(huán)泵。2.葉輪式泵：依靠葉輪帶動(dòng)液體高速回轉(zhuǎn)而把機(jī)械能傳遞給所輸送的液體。離心泵軸流泵漩渦泵根據(jù)泵的葉輪和流道結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的不同3.噴射泵：通過噴射工作流體所產(chǎn)生的高速射流，吸引周圍流體，進(jìn)行動(dòng)量交換，把動(dòng)能傳給輸送的液體，再將動(dòng)能轉(zhuǎn)換為壓力能，從而達(dá)到輸送流體的目的。水噴射泵(Waterjetpump)蒸汽噴射泵(Steamjetpump)空氣噴射泵(Jetairpump/Airinducer)根據(jù)所用工作流體的不同：(1)往復(fù)泵的結(jié)構(gòu)和原理往復(fù)泵在活塞每一往復(fù)行程（曲軸每轉(zhuǎn)）中吸排液體的次數(shù)，稱為往復(fù)泵的作用數(shù)。有單作用泵、雙作用泵、三作用泵（三個(gè)單作用泵缸）和雙缸四作用泵等常用類型一、往復(fù)泵活塞1將泵缸2分隔成上、下兩個(gè)空間，泵缸上腔通左邊閥箱的小室，泵缸下腔通右邊閥箱的小室。單缸活塞式往復(fù)泵的工作原理(雙作用)1.活塞；2.泵缸；3.排出閥；4.吸入閥；5.排出閥；6.吸入閥當(dāng)活塞向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，泵缸下腔容積不斷增大，壓力降低，形成一定的真空度，與其相通的右邊閥箱的小室也形成一定的真空度，使排出閥3關(guān)閉，吸入室中的液體（泵剛起動(dòng)時(shí)為空氣）在大氣壓力的作用下頂開吸入閥4進(jìn)入泵缸下腔，即泵缸下腔吸入液體；與此同時(shí)，泵缸上腔的容積不斷減小，壓力升高，與其相通的左邊閥箱的小室內(nèi)壓力也升高，使吸入閥6關(guān)閉，排出閥5打開，液體（泵剛起動(dòng)時(shí)為空氣）經(jīng)排出管排出，即泵缸上腔排出液體。(2)往復(fù)泵的特點(diǎn)1.有較強(qiáng)的自吸能力。自吸能力，指泵靠自身即有抽出泵內(nèi)及吸入管路中的空氣，從而將液體從低于泵的地方吸入泵內(nèi)的能力。2.流量取決于泵的轉(zhuǎn)速、泵缸尺寸和作用數(shù)，與工作壓力無(wú)關(guān)。3.排壓P與泵的尺寸和轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)，主要取決于泵的密封性能、承載能力和原動(dòng)機(jī)功率等。上述幾點(diǎn)是容積式泵共同特點(diǎn)。(2)往復(fù)泵的特點(diǎn)此外，往復(fù)泵還有自身特點(diǎn)：4.往復(fù)泵流量不均勻，排壓波動(dòng)較大（活塞運(yùn)動(dòng)速度近似為v=rωsinβ，r曲柄連桿長(zhǎng)度、ω曲柄角速度、β曲柄轉(zhuǎn)角，所以流量也近似按正弦曲線規(guī)律。原因：活塞運(yùn)動(dòng)速度不均勻。常采用多作用往復(fù)泵或設(shè)排出空氣室）。5.轉(zhuǎn)速不宜太快，多在200~300r/min之間（受泵閥工作性能的限制以及流體和運(yùn)動(dòng)部件慣性的影響，轉(zhuǎn)速過高，泵閥遲滯造成的容積損失會(huì)增加，泵閥撞擊更為嚴(yán)重，產(chǎn)生噪聲和磨損等）。6.泵閥易磨損，對(duì)輸送液體的潔凈程度較敏感。7.結(jié)構(gòu)復(fù)雜，易損件多。由于往復(fù)泵結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)較高，維護(hù)管理不便，在船舶中的地位逐漸被離心泵所取代。但艙底水泵和油輪掃艙泵因容易吸入氣體，需要較強(qiáng)的自吸能力，仍會(huì)采用往復(fù)泵。(1)齒輪泵的結(jié)構(gòu)和原理外嚙合齒輪泵工作原理二、齒輪泵(2)齒輪泵的特點(diǎn)(1)有一定自吸能力，但因齒輪泵排氣時(shí)密封性差，不如往復(fù)泵；因內(nèi)部摩擦面多，啟動(dòng)前必須保證泵內(nèi)有油，防止干轉(zhuǎn)磨損并可改善密封性能。(2)理論流量與壓力無(wú)關(guān)，取決于由工作部件尺寸和轉(zhuǎn)速；流量連續(xù)，但有脈動(dòng)，齒數(shù)越少，流量脈動(dòng)率越大。(3)額定排出壓力與流量（轉(zhuǎn)速、尺寸）無(wú)關(guān)，取決于軸承的承載能力、泵的強(qiáng)度、電機(jī)容量、密封性能；為了防止泵工作壓力超過額定值，一般設(shè)安全閥。(4)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易損件少，可由電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng),高速回轉(zhuǎn)。(5)因摩擦面較多，故適用于排送具有潤(rùn)滑性的油類，不能輸送水和其他無(wú)潤(rùn)滑性的流體。;應(yīng)用：滑油泵、駁油泵、液壓系統(tǒng)輔泵等。大型油輪的貨油泵一般用離心式，如汽輪機(jī)離心式貨油泵。(3)齒輪泵的管理要點(diǎn)(1)注意泵的轉(zhuǎn)向,泵和電機(jī)對(duì)中良好;(2)不允許干轉(zhuǎn);(3)拆裝時(shí)注意不要損壞軸封;(4)啟動(dòng)前排出閥開足,防止壓力過高,電機(jī)過載

;(5)工作中,保證合適的油溫和黏度;(6)防止空氣進(jìn)入;(7)保證泵端面間隙,不要隨意更換不同材質(zhì)的密封墊;(8)泵前濾器應(yīng)定期清洗。（1）螺桿泵的結(jié)構(gòu)和原理螺桿泵是船上常用的回轉(zhuǎn)式容積泵，它利用螺桿的回轉(zhuǎn)來吸排液體。（它是利用相互嚙合的螺桿與襯套間容積的變化為流體增加能量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)液體吸排）1-下接頭；2-限位銷；3-定子；4-轉(zhuǎn)子；5-上接頭三、螺桿泵各嚙合螺桿之間以及螺桿與缸套間的間隙很小，在泵內(nèi)形成多個(gè)彼此分隔的容腔轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，下部容腔V增大，吸入液體，然后封閉。封閉容腔沿軸向推移，移到與排出腔相通時(shí)其容積減小，排出液體。新的吸入容腔又在吸入端形成。一個(gè)接一個(gè)的封閉容腔移動(dòng)，隨著螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，液體就不斷被吸入和排出。反轉(zhuǎn)，吸排方向相反。（2）螺桿泵的特點(diǎn)螺桿泵具有容積式泵的共同性能特點(diǎn)。它有自吸能力，其理論流量取決于運(yùn)動(dòng)部件的尺寸和轉(zhuǎn)速；所能產(chǎn)生的排出壓力與運(yùn)動(dòng)部件的尺寸和轉(zhuǎn)速無(wú)直接關(guān)系，主要受密封性能、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和原動(dòng)機(jī)功率的限制，應(yīng)設(shè)安全閥。此外，螺桿泵還有以下優(yōu)點(diǎn)：1.流量均勻，工作平穩(wěn)，噪聲和振動(dòng)很輕。2.吸入性能好。3.流量范圍大。4.三螺桿泵允許的工作壓力高。5.對(duì)所送液體攪動(dòng)少，水力損失很低。6.零部件少，重量和體積相對(duì)較小，磨損輕，維修工作很少，使用壽命長(zhǎng)。在船上，三螺桿泵常用作主機(jī)的滑油泵、燃油泵和舵機(jī)液壓泵。雙螺桿泵除用作各種油泵外，也可用作壓載泵、消防泵、衛(wèi)生水泵和鍋爐給水泵等。單螺桿泵多用作油水分離器的污水泵，焚燒爐的輸送泵、渣油泵、污油泵。（1）離心泵的結(jié)構(gòu)和原理離心泵用以產(chǎn)生吸排液體的主要部件是具有葉瓣的葉輪。當(dāng)葉輪回轉(zhuǎn)時(shí)，充滿在葉輪中的液體被帶動(dòng)做高速旋轉(zhuǎn)而獲得離心力，從進(jìn)口流向出口。四、離心泵單級(jí)蝸殼式離心泵1-葉輪(Impeller)2-葉片(Blade)3-泵殼(Shell)4-吸入接管(Inletconnection)5-擴(kuò)壓管(Diffuser)6-泵軸(Shaft)7-固定螺帽(Lockingnut)8-蝸室(Volutechamber)離心泵工作時(shí)，預(yù)先充滿在泵中的液體受葉片2的推壓，隨葉輪1一起回轉(zhuǎn)，產(chǎn)生離心力，從葉輪中心向四周甩出，于是在葉輪中心處形成低壓，液體便在吸入液面氣體壓力的作用下，由吸入接管4吸進(jìn)葉輪。從葉輪流出的液體，壓力和速度都比進(jìn)入葉輪時(shí)增大了許多，蝸殼將它們匯聚并平穩(wěn)地導(dǎo)向擴(kuò)壓管5。擴(kuò)壓管流道截面逐漸增大，液體流速降低，大部分動(dòng)能變?yōu)閴毫δ?，然后進(jìn)入排出管。葉輪不停地回轉(zhuǎn)，液體的吸排便連續(xù)地進(jìn)行。離心泵在恒定的轉(zhuǎn)速下，通過改變排出閥開度，測(cè)出泵在流量Q不同時(shí)對(duì)應(yīng)的揚(yáng)程H，軸功率P和必需的汽蝕余量Δhr，并算出泵在對(duì)應(yīng)工況下的效率η，繪成以流量Q為橫坐標(biāo)的曲線，即為泵的定速特性曲線。（2）定速特性曲線（2）定速特性曲線該泵向壓力水柜輸送清水，壓力水柜液面表壓0.1MPa，吸排液面高度差20米，管路阻力損失10米，泵的軸功率大約在

kw。181.船用離心泵都采用后彎葉片，隨著流量的增大，其工作揚(yáng)程降低。離心泵產(chǎn)生的最大排壓有限，故不必設(shè)安全閥。2.泵的軸功率隨流量增大而增加。泵流量為零時(shí)，其軸功率最小，僅為額定功率的35%-50%，這時(shí)泵的揚(yáng)程（亦稱封閉揚(yáng)程）也不是很高。離心泵關(guān)閉排出閥可降低電機(jī)啟動(dòng)電流，減小電網(wǎng)電壓的波動(dòng)。但封閉運(yùn)行，泵會(huì)發(fā)熱，封閉啟動(dòng)，但不允許長(zhǎng)時(shí)間封閉運(yùn)行。3.泵在額定工況附近工作時(shí)效率高。4.可通過排出閥開度調(diào)節(jié)流量，不可通過吸入閥改變流量。停泵步驟：離心泵停泵應(yīng)先封閉出口閥，以防止回閥失靈致使出水管壓力水倒灌進(jìn)泵內(nèi)，引起葉輪回轉(zhuǎn)，形成泵損壞。將出口閥關(guān)小，也可降低負(fù)荷，可減少停泵對(duì)電網(wǎng)的沖擊，然后再停止原動(dòng)機(jī)，最后關(guān)閉吸入閥。后彎式、徑向、前彎式葉輪主要原因：后彎的葉片與水的摩擦小，耗能低，能提高離心泵的工作效率。后彎式葉輪的特點(diǎn)是隨揚(yáng)程的增大，流量相應(yīng)減少。（3）離心泵的特點(diǎn)：①流量連續(xù)均勻，工作平穩(wěn)，流量容易調(diào)節(jié)；②轉(zhuǎn)速高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，造價(jià)低；③能與高速原動(dòng)機(jī)直接相連而無(wú)需減速機(jī)構(gòu)；④對(duì)雜質(zhì)不敏感，易損件少，能輸送多種液體；⑤本身無(wú)自吸能力；⑦流量隨工作揚(yáng)程而變。⑥泵的揚(yáng)程由轉(zhuǎn)速和葉輪外徑?jīng)Q定；不適合小流量、高揚(yáng)程水泵(循環(huán)水泵、冷卻水泵、凝水泵、給水泵、飲用水泵、衛(wèi)生水泵、壓載水泵、艙底水泵、消防水泵)；較大油船的貨油泵(貨油泵、主機(jī)滑油泵-特殊葉輪)大多使用離心泵；要求自吸的如壓載泵、艙底水泵、油船掃艙泵等，也使用自吸式離心泵或加設(shè)抽氣自吸裝置。不用做油水分離器的供水泵（單螺桿泵）。（4）離心泵應(yīng)用：噴嘴：將工作流體的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能。吸入室：流體進(jìn)行動(dòng)量交換，形成低壓，將被引射流體吸入?；旌鲜遥菏沽黧w充分進(jìn)行動(dòng)量交換。擴(kuò)壓管：降低流速，增加壓力；將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能。（1）噴射泵的結(jié)構(gòu)和工作原理五、噴射泵當(dāng)蒸汽經(jīng)過噴嘴（漸縮闊噴嘴）噴出時(shí)，此時(shí)的蒸汽經(jīng)過文丘里效應(yīng)的作用（過流斷面變小，流速增加），其流速將達(dá)到音速；隨后蒸氣流經(jīng)過空氣進(jìn)口區(qū)域時(shí)，依據(jù)伯努利效應(yīng)，氣流流速越大壓強(qiáng)越小，高速蒸汽射流將在吸入室附近造成一個(gè)低壓區(qū)；低壓會(huì)吸走空氣并繼續(xù)高速通過混合室，實(shí)現(xiàn)能量交換，并在擴(kuò)壓器中又通過減速增壓，克服出口壓力逐步排走。這就是蒸汽噴射泵抽真空的基本原理與過程。（2）噴射泵的特點(diǎn)(1)效率較低；(2)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積??；(3)無(wú)運(yùn)動(dòng)部件，工作可靠，壽命長(zhǎng)；(4)吸入性能好(自吸能力最強(qiáng))。(5)可運(yùn)送污濁液體。六、泵的自動(dòng)切換現(xiàn)代自動(dòng)化船舶機(jī)艙中的重要泵的自動(dòng)控制：雙泵冗余；組合起動(dòng)屏：特點(diǎn)---集中饋電，集中管理多種控制形式：自動(dòng)/手動(dòng)、機(jī)旁/遙控PLC控制，網(wǎng)絡(luò)通訊（現(xiàn)場(chǎng)總線）。需確保運(yùn)行的可靠性第1章第107頁(yè)泵的自動(dòng)切換控制原理基本相同，以主滑油泵為例主滑油泵控制線路M1M2出口壓力檢測(cè)主機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)滑油日用柜起動(dòng)器電氣故障機(jī)械故障起動(dòng)器電氣故障機(jī)械故障1#泵控制器2#泵控制器電源1電源2由起動(dòng)器控制單元、繼電-接觸器電路和主電路組成滑油泵三種情況下備用泵將會(huì)自動(dòng)切換起動(dòng)：運(yùn)行泵電動(dòng)機(jī)過載（或起動(dòng)失?。┻\(yùn)行泵電動(dòng)機(jī)突然失電運(yùn)行泵出口壓力下降，延時(shí)確認(rèn)自動(dòng)切換時(shí)產(chǎn)生聲光報(bào)警一、空氣壓縮機(jī)空氣壓縮機(jī)（簡(jiǎn)稱空壓機(jī)）是產(chǎn)生壓縮空氣的機(jī)械。在以柴油機(jī)為主機(jī)的船舶上，壓縮空氣的用途主要有以下幾方面：①主機(jī)啟動(dòng)與換向，主機(jī)的控制氣源；②發(fā)電柴油機(jī)啟動(dòng)；③為氣動(dòng)輔機(jī)（如舷梯升降機(jī)、救生艇起落裝置等）或其他需要?dú)庠吹脑O(shè)備，如壓力水柜、氣笛、離心泵自吸裝置、供油單元、分油機(jī)、自清濾器等供氣；④檢修工作中用來吹洗零部件、濾器、鍋爐煙道等，驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)工具，如為甲板敲銹用的氣錘提供空氣；⑤驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)防火風(fēng)閘和煙囪百葉窗，控制燃、滑油速閉閥的關(guān)閉動(dòng)作等。第二節(jié)船舶機(jī)艙常見輔助機(jī)械的用途單位時(shí)間內(nèi)排送的相當(dāng)于第1級(jí)吸氣狀態(tài)的空氣體積。(m3/s，m3/min，m3/h)公稱排氣量:空壓機(jī)的排氣量:分類額定排氣壓力(MPa)排氣量(m3/min)低壓0.2~1.0微型<1中壓1.0~10小型1~10高壓10~100中型10~100超高壓>100大型>100容積式壓縮機(jī)按結(jié)構(gòu)分為兩大類：往復(fù)式與旋轉(zhuǎn)式按工作原理分為：容積式和速度式速度式壓縮機(jī)按結(jié)構(gòu)分有：離心式和軸流式兩種多級(jí)壓縮與中間冷卻船用空壓機(jī)的排出壓力較高，一般在2.5—3.0MPa之間；采用單機(jī)壓縮，普通壓縮機(jī)根本無(wú)法達(dá)到25—30的壓縮比，必須采用多級(jí)壓縮才能完成。采用兩級(jí)壓縮后，每一級(jí)的壓比將不大于6。為提高空壓機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和輸氣量，通常都在級(jí)間中間冷卻。船用水冷空壓機(jī)多采用兩級(jí)壓縮；少數(shù)風(fēng)冷的船用空壓機(jī)采用三級(jí)壓縮。兩級(jí)壓縮機(jī)的中間壓力應(yīng)按最省功原則來定，每級(jí)的最佳壓比應(yīng)該是總壓比的平方根。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，由于后一級(jí)的余隙容積對(duì)輸氣系數(shù)的影響比較大，且冷卻效果也不如前一級(jí)，因此后一級(jí)總是比前一級(jí)稍小。1-濾器2-低壓級(jí)吸氣閥3-低壓級(jí)排氣閥4-低壓級(jí)安全閥5-中間冷卻器6-高壓級(jí)吸氣閥7-高壓級(jí)排氣閥8-后冷卻器9-高壓級(jí)安全閥二級(jí)壓縮空壓機(jī)工作原理采用多級(jí)壓縮和中間冷卻的目的：1.降低排氣溫度，改善潤(rùn)滑條件；2.提高輸氣系數(shù)；3.節(jié)省壓縮耗功；4.減小低壓缸工作部件的作用力。一級(jí)壓縮的理論循環(huán)是padfp，采用兩級(jí)壓縮，節(jié)省的壓縮功為cbdec與opmno之差。壓縮機(jī)的排氣溫度隨壓縮比的增加而升高，過高的排氣溫度會(huì)使?jié)櫥宛ざ冉档?，還會(huì)引起積碳，加劇磨損，容易導(dǎo)致氣閥故障，甚至引起爆炸。減小了余隙容積的影響，提高輸氣系數(shù)，吸氣容積由單級(jí)壓縮的pa增加為二級(jí)壓縮的oa?；钊娇諌簷C(jī)的自動(dòng)控制船舶空壓機(jī)多采用自動(dòng)控制，只有在應(yīng)急和檢修試車時(shí)才用手動(dòng)控制。（1）自動(dòng)啟停空壓機(jī)的啟停一般是由裝在空氣瓶上的壓力繼電器控制，通常設(shè)有兩個(gè)壓力繼電器分別控制兩臺(tái)空壓機(jī)，其接通和切斷值之差稱為幅差。例如一臺(tái)2.5MPa起動(dòng)，3.0MPa停車；另一臺(tái)則2.4MPa起動(dòng)，2.9MPa停車。當(dāng)船舶在進(jìn)、出港等用氣量大的場(chǎng)合，有時(shí)一臺(tái)空壓機(jī)工作無(wú)法不足以維持氣瓶壓力在2.5MPa以上時(shí)，當(dāng)空氣瓶壓力降至2.4MPa時(shí)，則另一臺(tái)空壓機(jī)自動(dòng)起動(dòng)投入工作。當(dāng)壓力上升至2.9MPa時(shí)，候補(bǔ)工作的空壓機(jī)首先停車，而優(yōu)先工作的空壓機(jī)則要等到壓力達(dá)到3.0MPa時(shí)才停車。壓力繼電器幅差過大會(huì)造成供氣壓力不足，幅差過小則會(huì)導(dǎo)致空壓機(jī)起停頻繁?？諌簷C(jī)的自動(dòng)控制不包括兩壓縮機(jī)的自動(dòng)切換，一般應(yīng)定期（每月）利用次序轉(zhuǎn)換裝置將兩個(gè)壓力繼電器與其所控制的空壓機(jī)的主、次關(guān)系互換。（2）自動(dòng)卸荷和泄放空壓機(jī)起動(dòng)時(shí)通常將電機(jī)線路接成星形，延時(shí)3~10秒后再切換成三角形，可使起動(dòng)電流減少為直接起動(dòng)的1/3，能減輕電站的負(fù)荷波動(dòng)。此外，還常用卸載電磁閥控制壓縮空氣使第一級(jí)吸氣閥常開，或?qū)⒏骷?jí)冷卻器的泄放電磁閥打開，實(shí)現(xiàn)卸載起動(dòng)。停車時(shí)能先卸載后停車，以減少壓縮機(jī)的振動(dòng)和沖擊。一般是通過定時(shí)器自動(dòng)控制卸載電磁閥的啟閉來實(shí)現(xiàn)的，也有用控制器，如PLC實(shí)現(xiàn)。有的自動(dòng)控制空壓機(jī)能定時(shí)（例如每2小時(shí)）將泄放電磁閥開啟一小段時(shí)間，泄放油和水。（3）冷卻水和滑油的自動(dòng)供給空壓機(jī)啟動(dòng)時(shí)供水電磁閥自動(dòng)打開供水，停車時(shí)關(guān)閉。低壓缸的滴油杯的供油由電磁閥控制，與壓縮機(jī)工作同步，高壓缸的潤(rùn)滑采用飛濺式。（4）自動(dòng)保護(hù)和報(bào)警電機(jī)過載保護(hù)——常用熱繼電器實(shí)現(xiàn)，同時(shí)還兼有電源缺相保護(hù)作用。過電流保護(hù)——常用空氣開關(guān)或過流繼電器實(shí)現(xiàn)。滑油低壓保護(hù)——壓力潤(rùn)滑的空壓機(jī)當(dāng)滑油壓力低于調(diào)定值時(shí)，油壓繼電器即斷電停機(jī)。由于啟動(dòng)時(shí)滑油泵建立油壓需一定時(shí)間，故有時(shí)間繼電器使低油壓保護(hù)延時(shí)動(dòng)作。排氣高溫保護(hù)——國(guó)標(biāo)規(guī)定空壓機(jī)后冷卻器出口應(yīng)備有小型易熔塞或設(shè)報(bào)警裝置，當(dāng)空氣溫度超過121℃時(shí)，應(yīng)發(fā)出報(bào)警（應(yīng)急空壓機(jī)除外）。有的機(jī)型代以冷卻水高溫保護(hù)，當(dāng)冷卻水溫超過設(shè)定值時(shí)，溫度繼電器動(dòng)作，使壓縮機(jī)停機(jī)。SPERREHV2/200型空壓機(jī)的工作系統(tǒng)主要包括空氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和滑油系統(tǒng)。電氣元件包括控制空壓機(jī)啟停的壓力開關(guān)、滑油壓力開關(guān)、排氣溫度開關(guān)、卸載/放殘電磁閥、冷卻水電磁閥、冷卻水流量開關(guān)。空氣系統(tǒng)：在中間冷卻器后方設(shè)有氣液分離器，將空氣中的滑油和水分（殘液）分離出一部分，向下流至低壓級(jí)放殘閥。該閥為浮球式自動(dòng)閥，液位升高開啟時(shí)，殘液在空氣壓力的驅(qū)動(dòng)下泄放。在后冷卻器后方設(shè)置一個(gè)旋風(fēng)式氣液分離器，被分離出的殘液經(jīng)高壓級(jí)放殘電磁閥12的控制泄放。在空壓機(jī)起動(dòng)和停車時(shí)，電磁閥12打開（會(huì)產(chǎn)生很大的氣流聲），這使得排氣壓力為大氣壓力，壓縮機(jī)所需功率很小，稱為空壓機(jī)的卸載。在壓縮空氣出口，設(shè)置止回閥7以防止空壓機(jī)停車時(shí)管路中的空氣倒流。冷卻系統(tǒng)：由船上的低溫淡水系統(tǒng)提供?？諌簷C(jī)工作時(shí)冷卻水電磁閥11開啟，冷卻水依次流經(jīng)后冷卻器、缸套、中間冷卻器和缸頭。如果冷卻水量不足，則冷卻水流量開關(guān)13控制壓縮機(jī)停車。冷卻水溫度可通過溫度計(jì)5觀察?；拖到y(tǒng)：采用壓力式潤(rùn)滑，機(jī)帶滑油泵從曲柄箱吸入滑油，提高滑油壓力后，經(jīng)濾器將滑油送至主軸承、連桿軸承和活塞等處進(jìn)行潤(rùn)滑。滑油系統(tǒng)裝設(shè)滑油壓力開關(guān)2以保證足夠的滑油壓力。二、離心式分油機(jī)1.分油機(jī)基本工作原理和種類船舶柴油機(jī)所用的燃油在使用前必須經(jīng)過凈化處理，除去其中的水分和雜質(zhì)。而柴油機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)在使用過程中應(yīng)循環(huán)凈化，除去其潤(rùn)滑過程中產(chǎn)生和進(jìn)入的各種雜質(zhì)。油料凈化中的核心環(huán)節(jié)是離心分離，最主要設(shè)備就是離心式分油機(jī)。分油機(jī)的作用：除去燃油或滑油中的水分和雜質(zhì)。分油機(jī)的工作原理：A.利用油、水分、機(jī)械雜質(zhì)不同的密度差B.污油進(jìn)入分油機(jī)作高速旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生離心力；密度不同，產(chǎn)生離心力不同C.機(jī)械雜質(zhì)甩在最外圍（定期排渣），其次是水（被引出），靠里是油。重力分離和離心分離的對(duì)比燃油在沉淀柜靜置，依靠本身的重力沉淀，則純油浮在最上層，水分在油下面，機(jī)械雜質(zhì)則在沉淀柜的底層。但需要時(shí)間長(zhǎng)，分離效果不好。高速旋轉(zhuǎn)的分離筒中離心力可比重力大幾千倍，可縮短凈化時(shí)間，提高凈化效果。分離筒：由立軸帶動(dòng)高速旋轉(zhuǎn)（一般轉(zhuǎn)速高于6000r/min）分類：1）分水機(jī)（purifier）：分離油中的水分及部分雜質(zhì)。盤架上有分配孔，有比重環(huán)、出水口、出油口。2）分雜機(jī)（clarifier）：只能分離雜質(zhì)（無(wú)分水功能）。盤架無(wú)孔，無(wú)比重環(huán)、出水口，只有出油口。分油機(jī)根據(jù)用途分為兩種，一種叫做分水機(jī)，主要用來分離兩種密度不同的液體（也能分離出大顆粒的雜質(zhì)）；另一種叫做分雜機(jī)，主要用來分離液體中的固體雜質(zhì)。分水機(jī)→分雜機(jī)：a.盤架→無(wú)分配孔盤架;b.將出水通道封死(分水機(jī)頸蓋和比重環(huán)→分雜機(jī)頸蓋和厚頸蓋)便可。這兩種分油機(jī)在結(jié)構(gòu)上的區(qū)別僅僅在于分離筒中的幾個(gè)部件，只要更換這些部件，即可互換使用。水封水：分油前應(yīng)將一部分水經(jīng)進(jìn)油口注入分離筒，直至從出水口有水流出為止，使之在筒內(nèi)外周形成水封區(qū)。這時(shí)引入的水叫水封水。然后使待凈化的油→進(jìn)油泵→進(jìn)油口→分離筒→流向下部→盤架的分配孔→分離盤間。被分離盤分成若干層的油隨分離筒一起高速轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)分離筒內(nèi)的燃油就會(huì)按油、水、雜質(zhì)的不同密度分隔成三層。由于外周已形成一圈水封，故能防止油從出口跑掉。分雜機(jī)沒有出水口，使用時(shí)也不必引入水封水建立水封。分水機(jī)油中分出的水：置換原來的水封水，使之經(jīng)頂蓋和分離筒蓋、重力環(huán)間的環(huán)形空間，由排水向心泵16經(jīng)出水管7排出。油中分出的機(jī)械雜質(zhì)：將穿過水封區(qū)被甩出聚在分離筒內(nèi)璧上，定期自動(dòng)或手動(dòng)由排渣孔11排出;凈油：則連續(xù)地經(jīng)過盤架和頂蓋間的環(huán)形通道，由排油向心泵排出。油水分界面：在分離筒內(nèi)油水因密度不同而分層必然形成油水分界的面（動(dòng)態(tài)平衡面，水側(cè)壓力大于油側(cè)壓力，分界面內(nèi)移；反之外移）。油水分界面為圓柱面。分界面以內(nèi)：為油空間分界面以外：為水和雜質(zhì)。油水分界面的位置直接影響燃油的分離質(zhì)量最佳位置：分離盤的外邊緣，從而使燃油能利用分離通道的全部長(zhǎng)度，達(dá)到最有效的分離目的。密度減小、粘度降低、流量減少、溫度升高分界面內(nèi)移密度增加、粘度增加、流量增大、溫度降低分界面外移油水分界面的位置由重力環(huán)的內(nèi)徑確定。內(nèi)徑增大，油水分界面外移，反之內(nèi)移。選擇重力環(huán)的原則：在不破壞水封的前提下應(yīng)盡量選用內(nèi)徑大的重力環(huán)。燃油密度越大，選用重力環(huán)的內(nèi)徑越小。D1——出油口直徑（mm）；D2——出水口直徑，同時(shí)是重力環(huán)的內(nèi)徑，可選；D3——油水分界面的直徑；E——分離狀態(tài)下水的密度與油的密度的比值。重力環(huán)影響（1）內(nèi)徑減小，則油水分界面內(nèi)移：被油攜帶的若干水滴和細(xì)小雜質(zhì)將分離不出，降低分離效果。（2）內(nèi)徑加大，則油水分界面外移：有可能破壞水封，造成出水口跑油。若直接用重油分油機(jī)分輕油會(huì)造成？分離效果差分雜盤式分油機(jī)由分雜盤8代替比重環(huán)。在分離筒后的排水管路上安裝排水電磁閥，其與分離筒內(nèi)的水空間相通，被分離出的水分可直接通過排水電磁閥排出，由分油機(jī)的控制器控制動(dòng)作。在分油機(jī)凈油出口裝設(shè)水分傳感器，連續(xù)檢測(cè)凈油中水的含量，檢測(cè)值被送到控制器中。隨著被分離油中水分的不斷被分離出并聚集在分離筒外圍，油水分界面逐漸向中心移動(dòng)，少量的水珠會(huì)隨凈油排出。水分傳感器檢測(cè)凈油中水分濃度的變化，當(dāng)檢測(cè)到凈油中水含量變化超過設(shè)定值時(shí)，由控制器發(fā)信號(hào)到排水閥，在不停止分油機(jī)的情況下，短時(shí)間打開排水閥，執(zhí)行排水操作，排出分離筒內(nèi)部水分。兩種分油機(jī)（有比重環(huán)和無(wú)比重環(huán)）被分離出并聚集在分離筒外圍的水分，在排渣期間，隨著分油機(jī)的排渣操作同雜質(zhì)一起被排出分離筒。分油機(jī)為了進(jìn)行排渣，在分離筒的下部安裝可上下移動(dòng)的滑動(dòng)底盤，如圖

(b)中15所示，當(dāng)滑動(dòng)底盤工作在上位時(shí)，排渣孔被關(guān)閉；當(dāng)滑動(dòng)底盤工作在下位時(shí)，排渣孔被打開，分油機(jī)進(jìn)行排渣。根據(jù)排渣孔被打開的持續(xù)時(shí)間不同，分油機(jī)每次排渣的程度也不同，可將自清排渣分油機(jī)的排渣方式分為全部排渣和部分排渣兩類；全排渣：每次排渣時(shí)將分離筒內(nèi)液體全部排空的排渣方式。排渣時(shí)，損失油和水，排渣前要停止分油，供置換水，縮短有效分油時(shí)間。部分排渣：僅排出分離筒部分液體的排渣方式。排渣時(shí)不用停油和供置換水，使分油機(jī)既能連續(xù)地分油又不損失燃油。根據(jù)排渣孔被打開實(shí)現(xiàn)方式的不同，可將分油機(jī)排渣分為自動(dòng)排渣方式和手動(dòng)排渣方式分油機(jī)兩種。自動(dòng)排渣式分油機(jī)有兩種排渣控制方式：定時(shí)式自動(dòng)排渣和觸發(fā)式自動(dòng)排渣。定時(shí)式自動(dòng)排渣是分油機(jī)常用的一種排渣控制方法，可根據(jù)不同的油品設(shè)定不同的排渣周期。一般來說滑油分油機(jī)的排渣時(shí)間間隔較長(zhǎng)，燃油分油機(jī)的排渣時(shí)間間隔較短。觸發(fā)式自動(dòng)排渣分油機(jī)是在定時(shí)式自動(dòng)排渣基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。一般以凈油中水含量的變化率為觸發(fā)對(duì)象，當(dāng)凈油中水含量的變化率超過某一設(shè)定值時(shí)，觸發(fā)排渣操作。2.分油機(jī)的運(yùn)行管理：加熱溫度和分油量的確定燃油或滑油在分離前，要經(jīng)分油機(jī)加熱器進(jìn)行加熱，降低粘度，擴(kuò)大雜質(zhì)、水與油的密度差，以提高分離效果。油溫不能太高，以免水分蒸發(fā)，破壞油水分界面，造成跑油。加熱溫度取決于油的品質(zhì)和水的沸點(diǎn)。分油機(jī)的分油量越小，分離效果越好。但對(duì)于燃油而言，分油量必須滿足主機(jī)的耗油量，不能追求過小的分油量。一般說來，油的黏度越大，質(zhì)量越差，加熱溫度應(yīng)適當(dāng)增高，分油量也應(yīng)酌情減少。分油機(jī)分離燃油時(shí)的分油量一般選擇額定分油量的1/2。分離滑油時(shí)的最佳分油量一般選擇額定分油量的1/3選擇最佳的工作方式工作方式：?jiǎn)螜C(jī)工作.并聯(lián)工作和串聯(lián)工作。（1）單機(jī)工作：用一臺(tái)分水機(jī)處理全部流量。（2）并聯(lián)工作：兩臺(tái)分水機(jī)并聯(lián)工作，各處理總流量的50%。（3）串聯(lián)工作：兩臺(tái)分油機(jī)串聯(lián)，前一臺(tái)為分水機(jī)，后一臺(tái)為分雜機(jī)，每臺(tái)都要處理全部流量。這種方式效果最好，即使分水機(jī)油水分界面太靠?jī)?nèi)（前級(jí)油中含水量多），分離效果差些，因后級(jí)還有分雜機(jī)，仍能保持較好的分離效果。全自動(dòng)分油機(jī):啟動(dòng)順序:供油泵,加熱器和分油機(jī)。

停止順序:與啟動(dòng)順序相反，且一定等油溫下降后才能停止供油泵。EPC-50分油機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)密封水/補(bǔ)償水SV16：托起活動(dòng)底盤，關(guān)閉排渣口開啟水SV15：開啟排渣口置換水SV10201-燃油進(jìn)口209-回油口220-凈油出口221,222-排渣口401-蒸汽進(jìn)口402-凝水出口371-淡水進(jìn)口501-壓縮空氣進(jìn)口PI-壓力表PT-壓力傳感器TT-溫度傳感器MT-水濃度監(jiān)測(cè)器ST-轉(zhuǎn)速傳感器SV-電磁閥S型分油機(jī)，水分傳感器不斷檢測(cè)凈油含水量，判斷油水分離界面狀態(tài)，水分超標(biāo)，進(jìn)行一次排水，最多可連續(xù)排水5次；在打開超過該次數(shù)后，水分含量仍高，則進(jìn)行一次排渣。在設(shè)定的分油時(shí)間（排渣間隔時(shí)間）到后，控制置換水配合排渣口打開對(duì)分離筒進(jìn)行沖洗和排渣。分油機(jī)在分油過程中,密封水會(huì)有所消耗,如不定時(shí)補(bǔ)充,造成活動(dòng)底盤打開排渣口,即出現(xiàn)跑油現(xiàn)象。EPC-50控制系統(tǒng)會(huì)控制補(bǔ)償水閥SV16每隔幾分鐘打開1秒,以達(dá)到對(duì)密封水的補(bǔ)償作用。一、輸入信號(hào)1）水分傳感器MT50EPC?50每6s檢測(cè)一次這個(gè)信號(hào)，并決定是排渣或排水。2）待分油壓力傳感器PT1裝在燃油加熱器出口，待分油控制閥V1的前端用于檢測(cè)循環(huán)輸送泵的出口壓力是否建立，是否可以進(jìn)行后續(xù)的分油操作判斷加熱器是否有油，是否可以進(jìn)行加熱控制傳感器采用擴(kuò)散硅（輸出4-20mA）控制器可根據(jù)其測(cè)量值判斷是否有斷流（過低壓力）或管路堵塞（壓力過高）3）待分油溫度傳感器TT1、TT2一個(gè)是送至EPC-50的燃油溫控系統(tǒng)的PI調(diào)節(jié)器，控制最佳分離效果所要求的燃油溫度值二個(gè)是送至EPC-50，有數(shù)字顯示窗顯示，同時(shí)檢測(cè)待分油溫度是否超過上下限，當(dāng)報(bào)警時(shí)實(shí)現(xiàn)報(bào)警和保護(hù)控制4）凈油出口壓力傳感器PT4

裝在分油機(jī)凈油出口，檢測(cè)出口背壓5）排水壓力傳感器PT5裝在分油機(jī)排水出口，檢測(cè)出口背壓出現(xiàn)超限時(shí)，可以判斷分離盤是否到位6）分油機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器ST磁脈沖檢測(cè)原理，當(dāng)有下列情況發(fā)生，分油會(huì)自動(dòng)停止并發(fā)出報(bào)警：轉(zhuǎn)速超高限轉(zhuǎn)速低于下限信號(hào)異常分油機(jī)啟動(dòng)后，在預(yù)定時(shí)間內(nèi)沒有達(dá)到預(yù)定轉(zhuǎn)速范圍在啟動(dòng)過程中檢測(cè)加速是否正常，運(yùn)轉(zhuǎn)過程中檢測(cè)轉(zhuǎn)速是否在正常范圍內(nèi)，在排渣過程中，檢測(cè)速度降（可設(shè)置，如300r/min），作為排渣反饋信號(hào)送給EPC-50。啟動(dòng)時(shí)分油機(jī)電動(dòng)機(jī)的電流變化：由大變?yōu)檎＃慌旁鼤r(shí)，電動(dòng)機(jī)的電流變化：先變大，后恢復(fù)正常二、輸出信號(hào)1）工作水閥組SV16控制補(bǔ)償水/密封水，在排渣口密封期間，斷續(xù)通電SV15控制開啟水（開啟水），與待分油共用同一個(gè)進(jìn)口，打開排渣口SV10置換水，排渣前打開，防止將凈油排出2）氣動(dòng)控制閥組SV1為進(jìn)油電磁閥，控制V1（氣動(dòng)三通閥，控制進(jìn)油，以及啟動(dòng)或排渣期間燃油返回沉淀柜），通電V1打開SV4凈油電磁閥，控制V4，通電V4關(guān)閉SV4排水電磁閥，控制V5，通電V5打開3）溫度控制輸出根據(jù)蒸汽加熱、電加熱、熱油加熱方式來輸出相應(yīng)的控制信號(hào)蒸汽加熱、熱油加熱方式時(shí)，EPC-50通過伺服機(jī)構(gòu)控制加熱介質(zhì)閥門的開度來調(diào)節(jié)加熱電加熱方式，需要配套相應(yīng)的電單元，實(shí)現(xiàn)溫度控制4）報(bào)警及繼電器控制輸出包括循環(huán)泵電機(jī)的啟?？刂品钟蜋C(jī)電機(jī)的啟?？刂七h(yuǎn)程狀態(tài)顯示報(bào)警用的觸點(diǎn)等

面板按鈕OP待分油加熱器按鈕程序起動(dòng)／停止按鈕須按復(fù)位按鈕才能撤消故障信號(hào)手動(dòng)排渣按鈕報(bào)警復(fù)位按鈕面板激活指示三、船用輔鍋爐1.鍋爐的作用(★★)蒸汽輪機(jī)動(dòng)力裝置船設(shè)主鍋爐：產(chǎn)生過熱蒸汽驅(qū)動(dòng)主汽輪機(jī)。柴油機(jī)動(dòng)力裝置船設(shè)輔鍋爐：產(chǎn)生飽和蒸汽驅(qū)動(dòng)蒸汽輔機(jī)、加熱燃油、滑油、空調(diào)