船舶柴油机的结构课件

第二章 柴油机的结构及主要部件1A第一节 柴油机的 总体结构 固定件运动件换气系统燃油系统润滑系统冷却系统起动和控制系统2A3A4A5A6A第二节 活塞(piston)1、活塞的作用和工作条件2、活塞的构造3、活塞销4、活塞的冷却5、活塞环7A1活塞的作用和工作条件作用：作用：在保证密封的情况下，完成压缩和膨胀过程 组成运动机构，将力经连杆传递给曲轴；筒型机中承受侧推力，起滑块作用 在二冲程机中，启闭气口,起滑块作用。工作条件：工作条件：受燃气高温、高压、腐蚀、烧蚀作用 热负荷和机械负荷很高，容易发生裂纹和变形 磨擦与撞击，润滑困难，磨损严重 具有较大的惯性力，柴油机产生振动要求：8A活塞的作用和工作条件o要求：n强度高、刚度大;n密封可靠;散热性好、冷却效果好;n摩擦损失小、耐磨损;n中、高速柴油机还要求活塞重量轻。9A十字头式柴油机活塞-活塞头：耐热合金钢-活塞裙：耐磨铸铁-头和裙组装于活塞杆上-活塞杆由段钢制造-有四道活塞环-活塞内有冷却腔，振荡冷却-活塞杆内有插管-短裙S-MC-C活塞2、活塞的构造10A筒形活塞式柴油机活塞-由活塞头、活塞裙、活塞环 和活塞销组成（小机器头、裙一体制造）-头部用铸钢，裙部用球墨铸铁-头部有冷却腔-有两道压缩环和一道刮油环-裙部造得坚韧以承受侧推力-销孔两端切槽以适应变形11A12A13A14A3、活塞销o作用：筒形活塞中连接活塞和连杆小端 传递气体力和惯性力o工作条件：尺寸小、润滑条件也较差、受摩擦 和磨损o要求：足够的耐疲劳强度、抗冲击，耐磨损和 重量轻o材料：优质碳钢或低碳合金钢，表面渗碳淬火o结构形式：浮动式、固定式和半浮动式。15A4、活塞的冷却l冷却液的输送方式：筒形机在曲轴连杆机构中开通道 十字头机有套管式和铰链式机构l非冷却式活塞(径向散热型)热量主要通过活塞环传自气缸套并通过冷却水带走l冷却式活塞(轴向散热型)使用冷却介质(如淡水、滑油)对活塞顶内腔进行强制冷却16A5、活塞环（压缩环(气环)、刮油环）活塞环的工作条件和要求o活塞环的工作条件：n受到高温高压燃气的作用n十分复杂的运动n严重的摩擦和磨损n润滑条件较差n可能产生裂纹或折断o要求:n良好的密封性能，n耐磨，特别是抗熔着磨损的性能要高；n要有适当的弹性，n足够的强度和热稳定性。17Ao作用：密封、传热气环密封原理：本身弹性和气体压力高速柴油机装3道5道，低速柴油机装4道6道18A气环断面形式：a为矩形环 b为梯形环c为倒角环 d 扭曲环搭口形式直搭口 斜搭口 重叠搭口19A气环的泵油作用飞溅润滑 做回转运动的曲柄销轴承 把润滑油甩到气缸壁上20A油 环油环的结构、原理 单刃油环、双刃刮油环21A22A第三节 气缸(cylinder)作用、工作条件气缸的构造气缸套的磨损和穴蚀材料：灰铸铁（体）灰铸铁、耐磨合金铸铁或球墨铸铁（套）23A气缸的构造气缸体气缸套24A25A26A27A气缸套的磨损和穴蚀o气缸套的磨损 熔着磨损 磨料磨损 腐蚀磨损28A气缸套的穴蚀p在气缸套外表面冷却壁上出现光亮无沉淀物的蜂窝状小孔群损伤现象称为穴蚀o防止穴蚀的措施：n降低缸套振动n提高缸套抗穴蚀能力n冷却水腔结构合理，水流平顺n进行水处理以提高其消振性能等n管理中应控制冷却水温水压29A气缸盖的材料和构造o气缸盖的构造n大型低速柴油机气缸盖 n中速柴油机气缸盖 材料:铸铁、铸钢和锻钢第四节 气缸盖(cylinder head)作用、工作条件30A31A32A33A34A第五节 连杆(connecting rod)连杆的作用、工作条件和要求连杆的构造连杆螺栓35A连杆的作用、工作条件和要求）作用n将活塞上的气体压力和惯性力传给曲轴，n连接曲轴与活塞或十字头，n将活塞的往复运动变成曲轴的回转运动。）工作条件n运动复杂：小端随活塞作往复运动 大端随曲柄销作回转运动 杆身活塞销或十字头销摆动n受力复杂：气体力、惯性力、有冲击性n轴承摩擦和磨损36A连杆的作用、工作条件和要求）要求和材料o要求：耐疲劳、抗冲击，有足够的强度和刚度 连杆长度应尽量短 连杆轴承工作可靠、寿命长 加工容易，拆装维修方便o材料：中碳钢，优质碳钢或合金钢37A2连杆的构造o平切口式连杆o斜切口式连杆o主副连杆式连杆o船用大端连杆38A39A40A41A42A43A44A4.连杆螺栓(1)工作条件二冲程柴油机：只受到预紧力的作用（压）四冲程柴油机：预紧力和惯性力的作用（拉压）附加弯矩(2)材料：韧性好，强度高的优质碳钢或合金钢(3)结构：柔性结构、采用精细加工螺纹；断面变化处以及螺纹部采用大圆角过渡(4)安装必须严格按照说明书规定（安装预紧力的大小、预紧方法、预紧次序）45A第六节 曲轴(crankshaft)1曲轴的作用、工作条件和要求2曲轴的构造3 曲柄的排列46A曲轴的作用和工作条件1)曲轴的作用把活塞的往复运动变成回转运动；汇集各缸动力向外输出；带动柴油机的附属设备。2)曲轴的工作条件受力复杂应力集中严重附加应力很大轴颈磨损47A3)对曲轴的要求o疲劳强度高，工作安全可靠；o足够的刚性，变形小，轴承负荷均匀；o有足够的承压面积，保证轴承比压；o轴颈有良好的耐磨性，允许多次车削修复；o曲柄的布置要兼顾动力均匀、主轴承负荷低、平衡性好、扭转振动小、有利于增压系统的布置。48A曲轴的构造49A50A51A52A曲柄的排列o曲柄排列顺序：由自由端排起o曲柄的排列的原则：(1)动力输出要均匀(2)要避免相邻的两个缸连续发火：插入式发火(3)要使柴油机有良好的平衡性(4)要注意发火顺序对轴系扭转振动的影响。(5)在脉冲增压柴油机应防止排气互相干扰。53A第七节 主要固定件1.主要固定件的作用2.二冲程柴油机的主要固定件3.四冲程柴油机的主要固定件4.主轴承54A1.主要固定件的作用o构成了柴油机的主体，固定柴油机o安装运动部件的导承和支承气缸套、导板、主轴承等，o形成运动部件和传动部件的运行空间，o布置冷却、润滑和扫气的水、油、气空间o外部安装各种设备、系统55A2.二冲程柴油机主要固定件o机架o机座o贯穿螺栓n作用：把气缸体、机架和机座连在一起o改善受力状况o准确计算受力o提高了柴油机整体的刚度56A机座（bedplate)57A机架（frame)58A59A3.四冲程柴油机的主要固定件60A61A62A主轴承(main bearing)主轴承的工作条件和要求n作用：支承曲轴，保证曲轴的工作轴线 第一道主轴承起着曲轴轴向定位作用n工作条件:轴承负荷较大、摩擦磨损、滑油腐蚀主轴承的构造o正置式主轴承 o倒挂式主轴承o轴瓦63A64A65A66A67A68A69A