-二冲程柴油机全解

一、概述

在本次实习的船舶为散货船，在甲板上分别有锚机，绞缆机，救生艇等机械。在机舱中则有主机，锅炉，油水分离器，发电机，应急发电机，分油机，空气压缩机，造水机等重要机器，当然还有各种泵，如离心泵，往复泵，齿轮泵等。对于各种重要机器，我们可以在机舱集控式对各机器的压力等参数进行控制检查。当然我们还有舵机房等，当在机舱集控室不能使用时我们可以进行各种手动操作。实习对于轮机工程专业技术的学生来说很重要的一个教学环节，将书本上的理论联系到实际中去。机舱是船舶的动力输出中心，但柴油机却是机舱的心脏，它负责船舶的大部分动力输出设备，为其提供能源，使其能正常运行。所以，机舱值班不仅仅能使船舶能正常的航行，也是船舶安全航行的重要保障，尤其柴油机的正常运行更是其中的重点。在机舱中，大型的船舶设备很重要，但也不能忽视小型设备，如滤器，它能过滤燃油中的杂质，使设备能更好的运转。虽说实习生很累，但实习这段期间却是我们能更好的掌握各种设备各种技术各种理论使其能更好的融合在一起的黄金时光，这也是我们以后的基础。初次上船，我们对所有机器都不熟悉，一个机器里能有很多设备，一个设备里又有各种功能，不过我们应该去了解他们，学习它们的作用，坚持不放过每一次的学习机会，使我们能掌握更多的知识。

船舶柴油机是船舶中一种不可缺少的设备，它分有五大系统：燃油系统，滑油系统，空气系统，淡水冷却系统，海水冷却系统。它有单杠，多缸柴油机之分。同时又有二冲程，四冲程柴油机，其中，二冲程柴油机换气质量不如四冲程柴油机，但二冲程柴油机功率比四冲程柴油机大。

二、主机柴油机

（一）二冲程柴油机

通过活塞的两个冲程完成一个工作循环的柴油机称为二冲程柴油机，油机完成一个工作循环曲轴只转一圈，二冲程柴油机与四冲程柴油机基本结构相同，主要差异在配气机构方面。二冲程柴油机没有进气阀，有的连排气阀也没有，而是在气缸下部开设扫气口及排气口；或设扫气口与排气阀机构。并专门设置一个由运动件带动的扫气泵及贮存压力空气的扫气箱，利用活塞与气口的配合完成配气，从而简化了柴油机结，在四冲程柴油机中，活塞走四个冲程才完成一个工作循环，其中两个冲程(进气和排气)，活塞的功用相当于一个空气泵。在二冲程柴油机中，曲轴每转一转，即活塞每两个冲程就完成一个工作循环，而进气和排气过程是利用压缩及工作过程的一部分来完成的，所以二冲程柴油机的活塞没有空气泵的作用，为了排除燃烧后的废气，并把新鲜空气充满气缸，必须在柴油机上安装专用的扫气泵(增压器)。

(二）二冲程柴油机工作原理

二冲程柴油机的一个工作循环是在曲轴旋转一圈内完成的。即实现进气、压缩、膨胀和排气这四个步骤是在３６０°曲轴转角内完成的。这种柴油机的压缩和膨胀是一个比较完整的活塞行程，所以称为二冲程柴油机。而进气和排气则是在膨胀过程结束和压缩过程开始前的很短的时间内（先排气、后进气，并有进排气重叠）完成的。

（1）扫气及压缩冲程：

排气口关闭时，气缸中的空气就开始被压缩。当压缩至上止点前点时，喷油器将燃油喷入气缸，与高温高压的空气相混合，自行着火燃烧。

活塞由下止点向上移动，活塞在遮住扫气口之前，由扫气泵供给储存在扫气箱内的空气，通过扫气口进入气缸，气缸中的残存废气被进入气缸的空气通过排气口扫出气缸。活塞继续上行，逐渐遮住扫气口，当扫气口完全关闭后（此时曲柄在点位置，空气停止充人，排气还在进行，这阶段称为“过后排气阶段”。排气口关闭时（此时曲柄在点位置，气缸中的空气就开始被压缩。当压缩至上止点前点

时，喷油器将燃油喷人气缸，与高温高压的空气相混合，随即在上止点附近发火，自行着火燃烧。本冲程结束，并与前一冲程形成一个完整的工作循环。

（2）燃烧膨胀及排气冲程：

燃油在燃烧室内着火燃烧，生成高温高压燃气。活塞在燃气的推动下，由上止点向下运动，对外作功。（此时曲柄在点位置，此时燃气膨胀作功结束，气缸内大量废气靠自身高压自由排气，从排气口排人到排气管。）活塞下行直至排气口打开，膨胀作功结束，气缸内大量废气靠自身压力从排气口排入到排气管。当气缸内的压力降至接近扫气压力时，下行活塞把扫气口打开，扫气空气进入气缸，同时把气缸内的废气经排气口赶出气缸。活塞运行到下止点，本冲程结束。

（三）二冲程柴油机的示功图

其中a—k线为扫气过程,k点为扫气终点，它取决于进气孔和排气阀关闭时刻。有的机型是排气阀和进气孔同时关闭。有的排气阀提前关闭。k-c线为压缩过程，其中c'点为开始向气缸喷油的时刻。

在第二冲程中，c-m线为膨胀过程，其中c-z线为燃料剧烈燃烧压力急剧上升阶段，z点为最高燃烧压力点，m点为排气阀开始打开的时刻。这时燃烧产物便从气缸经排气阀、排气管排入大气，压力迅速下降，如m-n线所示，当气缸内的压力大约等于贮气置室的压力时，进气孔才被打开(n点)，这时新鲜空气应入气缸进行扫气过程，如n-a线所示。

从二冲程柴油机的工作原理可知，在扫气过程中，活塞不做有效功，相对这部分活塞行程容积Vn称为损失容积，而活塞的实际工作容积为：

而实际压缩比为：

几何压缩比与四冲程柴油机一样为：

扫气过程容积损失的多少通常用损失容积Vn对几何工作容积Vh的

比值表示：

在二冲程柴油机中，y=10～38% 。

现代四冲程和二冲程发动机都成功的使用在各个领域，他们都有各自的特点，一般船用大型低速柴曲机中均采用二冲程发动机，而中、高速柴浊机采用四冲程发动机的居多。

正相同的气缸尺寸和转速下，二冲程发功机的功率理应比四冲程发动机增加一倍，但实际上，由于扫气容积的损失，充气时间较短，废气清除困难以及驱动扫气须要消耗一部分功率等原因，使二冲程发动机的功率只增加60～70％左右。二冲程发动机叫另一优点是扭矩的均匀性比四冲程发动机好，因为它曲轴转一转完成一个工作循环。扫气过程时间短是二冲程发动机的一大缺点，此外，二冲程发动机的活塞、气缸盖、气缸，气阀的温度都比四冲程发动机高。

（四）二冲程柴油机的主要零部件:

（1）主要固定件:柴油机的主要固定件由机座、机架、气缸和气缸盖等组成，它