第三章柴油机主要固定部件

第三章柴油机主要固定部件
【学习目标】
掌握机座、机体、气缸盖、气缸套、主轴承的功用、基本结构、安装要求和检查维护
柴油机主要固定部件包括机座、机体、气缸盖、气缸套、主轴承等，如图1-8所示。

它们构成柴油机的工作循环空间，并作为柴油机的其他部件和附属设备的安装基础。

第一节机座
一、机座的功用
机座的功用是，作为柴油机安装基础；承受柴油机重力和额外作用力；收集或储存滑油。

二、机座的基本结构
机座位于柴油机的底部，柴油机依靠机座安装在船体的基座上。

中小型柴油机机座的结构如图1-9所示，采用整体铸造结构形式，其上平面安装机体，与机体共同组成曲轴箱；横隔板上主轴承座孔安装主轴承，支撑曲轴；底部集中和储存滑油。

机座除承受柴油机重力和额外作用力外，还直接受到风浪等因素使船体变形所产生的拉伸、弯曲及扭曲等额外应力作用，因此，机座必须具有足够的刚度及强度，以免机座变形或损坏。

三、机座的维护
机座的检查：
（1）定期检查地脚螺栓紧固度，以免因垫块磨损、地脚螺栓松动而造成事故。

（2）及时清除地脚螺栓附近的污油水，以免影响地脚螺栓的紧固性。

（3）检查时，发现地脚螺栓松动，应进一步检查垫块配合是否正确、地脚螺栓的螺纹是否完好。

（4）检查机座及油底壳有无漏油现象。

三、机座的安装要求
机座的位置经校中定位后，采用地脚螺栓将机座及其间的垫块一并牢牢地固定在船体基座上，如图1-10所示。

机座的安装要求：
（1）机座上平面要水平。

机座上平面要保证水平，通过调整垫块不同楔入深度来调整机座垫块处的高度，从而调整机座上平面水平。

机座和底座之间两垫块的一面制成楔形（倾斜度小于或等于100︰1），其厚度在12～75mm之间。

（2）机座下平面与船体基座要结合紧密。

机座安装在船体基座上时，要紧密贴合，防止机座受力后变形过大，影响运动部件的对中。

垫块与机座及基座之间，以及垫块之间必须紧密接触，接触面积应在60%以上，并且接触斑点均匀。

垫块装入后，在自由状态下（地脚螺栓紧固前）接触面间用0.05 mm的塞尺不能插入。

（3）地脚螺栓要紧固。

采用手动工具或液压拉伸器，并按照说明书规定的预紧力和紧固顺序将地脚螺栓拧紧，并用小锤敲击检查地脚螺栓紧固程度，以声音清脆为合格。

（4）要使用配制的紧配螺栓。

为防止柴油机在运转时产生位移，配制了不可互换的紧配螺栓，且紧配螺栓不得少于4个，紧配螺栓通常安装在机座后端（飞轮端）。

第二节机体
一、机体的功用
机体的功用是，安装气缸套；与机座一起组成曲轴箱；安装凸轮轴、气缸盖、喷油泵等。

二、机体的基本结构
机体与机座以平面贴合，并用短螺栓及贯穿螺栓连接紧固。

中小型柴油机采用机体与机座为整体的结构形式，并采用倒置主轴承，并配以轻便的油底壳。

中小型柴油机的机体如图1-11所示。

机体上部圆孔为气缸孔，安装气缸套；顶面与气缸盖结合平面紧密贴合，并制有气缸盖螺栓孔；中部右侧为凸轮轴箱，圆孔中安装凸轮轴轴承，顶板面安装喷油泵；外侧有检修道门；下平面与机座上平面精密贴合，并垫有密封垫片，机体与机座螺栓连接紧固；上侧面设有进水总管，并设有检查冷却水腔结垢情况的盖板，盖板内侧设有保护机体和气缸套的防蚀锌板。

机体的维护：
（1）检查机体冷却水腔是否漏水。

（2）定期打开冷却水腔盖板，检查水腔内结垢情况和盖板内侧防蚀锌板状况，并及时清理水垢、更换锌板。

（3）检查机体是否产生裂纹。

（4）定期检查防爆门（设有防爆门的机体）启闭是否灵活（开启压力为0.02 MPa）。

第三节气缸套
一、气缸套的功用
气缸套的功用是，与气缸盖、活塞共同构成密闭的空间；作为活塞的导向面，引导活塞往复运动，并承受侧推力；将活塞组件及本身的热量传给冷却水。

二、气缸套的形式与基本结构
气缸套呈圆筒形，安装在机体上部的气缸孔中，并由气缸盖压紧固定。

气缸套形式有干式和湿式两种，如图1-12所示。

湿式气缸套的外表面直接与冷却水接触，冷却效果良好，制造方便，但其壁厚较大，而且必须有可靠的冷却水密封措施，柴油机广泛采用这种形式。

干式气缸套的外表面不与冷却水接触，气缸体内布置有冷却水腔，壁厚较小，节约材料，但加工要求较高，气缸孔和气缸套外表面均需要精密加工，以保证气缸套与气缸孔紧密贴合和良好的散热，只适用于小型柴油机。

气缸套的维护：
（1）柴油机运转时，要保证合适的冷却水温度，既要避免因水温过高而增加气缸套的热负荷，又要避免因水温过低而造成气缸套低温腐蚀。

（2）柴油机运转时，必须保持气缸套工作表面适当的润滑，并且要求滑油有一定的碱性。

（3）柴油机长期使用后，气缸套工作表面会出现磨损，应定期测量气缸套的圆度和圆柱度，必要时，予以修理或更换。

四、气缸套的常见损伤及预防
气缸套的常见损伤及预防：
（1）减少气缸套磨损。

正常情况下，铸铁气缸套的磨损速度较小，若磨损速度过大，则说明气缸套内发生了异常磨损。

柴油机使用时，应设法避免异常磨损，严禁在缺少滑油的情况下运行，定期检查滑油质量，更换超过使用期限的滑油；严禁柴油机长期超负荷运转；提高“三滤”（空气过滤器、滑油过滤器、燃油过滤器）的过滤质量，及时清洗滤器；保证燃烧过程正常，尽量避免形成积炭定期。

（2）避免气缸套穴蚀。

应在气缸体上安装防腐蚀锌板；在冷却水中加入缓蚀剂和防锈油；当活塞与气缸套过度磨损导致活塞与气缸套的间隙过大时，及时修理或更换。

（3）避免气缸套裂纹。

中小型柴油机气缸套很少产生裂纹，但在柴油机全负荷的工况下缺少冷却水而突然供给大量低温冷却水时，容易导致气缸套产生裂纹，在柴油机运行管理中应特别注意。

五、气缸套的检查与测量
1、检查气缸套
通常采用观察法检查气缸套的缺陷，即通过肉眼观察、手摸或借助放大镜，检查气缸套内外表面是否存在缺陷。

若气缸套工作表面出现蓝色或红色，则说明气缸套工作时温度过高，发生了熔着磨损；若气缸套工作表面出现纵向拉痕，则说明气缸套发生了磨粒磨损；若气缸套工作表面粗糙，则说明气缸套发生了腐蚀磨损；若气缸套外表面出现蜂窝状小孔群，则说明气缸套出现了穴蚀。

此外，应着重观察外形突变处和其他应力集中处是否有裂纹。

2、气缸套的测量
测量气缸套的内径，以了解气缸套的磨损情况。

采用内径百分表（量缸表）
进行测量，如图1-13所示。

测量前，要清洁气缸套内表面，以确保测量精度；调校测量量具，确保其读数准确；读取读数，计算气缸套的圆度和圆柱度，对照说明书，超过极限应予以修理或更换。

气缸套内径测量
X、Y-测量方向
第四节主轴承
一、主轴承的功用
主轴承的功用是，支撑曲轴；保证曲轴正确的工作轴线；减少曲轴转动时的摩擦、磨损；曲轴止推、定位，防止曲轴轴向窜动。

二、主轴承的形式与基本结构
主轴承通常为滑动轴承，即滑动式主轴承，主轴承由轴承座、轴承盖、轴瓦、螺栓等组成。

滑动式主轴承有正置式和倒挂式两种。

有机座的柴油机采用正置式主轴承，如图1-14所示。

没有机座的柴油机（倒置式机体）采用倒挂式主轴承，如图1-15所示。

三、主轴承的维护
主轴承的维护：
（1）正确选用滑油。

滑油质量对润滑作用效果影响很大，应按使用说明书规定选用滑油。

（2）柴油机起动前，先将曲轴盘转几周，使主轴承摩擦面得到初步润滑，再起动。

（3）确保滑油的供给状况良好。

柴油机起动时，若润滑系统压力过低，应立即停车，查明原因，排除故障。

滑油压力过低，会使主轴承间隙处流过的油量不足，散热少，使主轴承温度异常升高。

润滑系统压力必须达到规定要求。

（4）柴油机操作中，应尽量减少停车、起动的繁频程度。

一次起动中的磨损量往往是正常运转几小时的磨损量。

（5）避免柴油机长期超负荷运转。

主轴承许多缺陷都与柴油机负荷过大，
尤其是爆发压力过高有关。

（6）注意检查主轴承的工作状态。

运行中监视主轴承的声响和温度，在曲轴箱下部，若听到较大响声，则大多是因主轴承间隙太大，松动引起的；若曲轴箱壁温度升高，曲轴箱冒烟，很大可能是主轴承磨损异常，则应立即减速，待降温后停车，检查主轴承。

（7）定期检查调整主轴承间隙。

每工作1200～2000h，检查测量一次主轴承间隙，并在间隙值达到磨损极限之前，调整间隙或更换主轴承。

四、主轴承的常见损伤及预防
主轴承在工作中常见的损伤主要有过度磨损、咬粘烧熔、裂纹、腐蚀和划伤等。

主轴承常见损伤的预防：
（1）避免主轴承过度磨损。

主轴承的轴瓦采用较软的减磨合金材料，轴瓦是易损件，但要避免超过正常磨损速度。

要消除主轴承发生粘着磨损、魔粒磨损和腐蚀磨损的因素，以免主轴承过度磨损。

（2）防止主轴承烧熔咬粘。

主轴承严重发热，致使减磨合金层软化甚至熔化，俗称“烧瓦”，严重时，熔化合金甚至黏结在轴颈表面，抱住轴颈，使柴油机无法运转，这是柴油机的恶性损伤事故。

不要使柴油机长期超负荷工作；要保证滑油清洁，且滑油供应充足，不得中断；要保正轴颈与主轴承合适间隙。

（3）避免主轴承工作表面划伤。

主轴承的轴瓦工作表面有沿转动方向的粗细划痕，这是由滑油中硬质异粒造成的。

要保证润滑系统中滑油的过滤质量，滤除滑油中的硬质异粒，保持滑油清洁。

五、主轴承间隙的测量
主轴承间隙必须正确，若间隙小于安装间隙，则容易导致主轴承发热、烧蚀甚至咬粘；若间隙大于极限间隙，则会使轴与主轴承的冲击负荷加大，且滑油也容易流失，因此，柴油机使用期间，应确保主轴承间隙在说明书规定的安装间隙和极限间隙之间。

主轴承间隙的测量方法有塞尺测量法、压铅丝测量法和比较测量法。

采用塞尺测量法，不必拆掉主轴承盖，使用专用塞尺直接测量出主轴承的间隙，由于主轴承间隙为圆弧形，测量值小于实际值间隙，因此，应在实测值的基础上再加上0.05 mm的误差，适合于初步检查。

第五节气缸盖
一、气缸盖的功用
气缸盖的功用是，封闭气缸套顶部，与活塞、气缸套共同组成密闭的空间；将气缸套压紧在机体正确位置上，保证活塞正常运动；安装柴油机附件（如喷油器、气阀装置、气阀摇臂装置等）；布置进、排气道和冷却水道等，在小型高速柴油机的气缸盖中还布置涡流室或预燃室。

二、气缸盖的形式与基本结构
气缸盖孔腔、通道繁多，结构、形状比较复杂，如图1-16所示。

气缸盖的形式有单体式和整体式。

对于单体式气缸盖，每缸都有一个，制造容易，安装方便，密封性好，适用于大中型柴油机；对于整体式气缸盖，两个以上气缸（两缸或四缸）共一个，能缩小相邻两缸间的距离，可以缩短柴油机的长度，还可增强机体的刚度，适用于小型高速柴油机。

三、气缸盖的维护
气缸盖的维护：
（1）柴油机运行前，保证冷却水路畅通。

（2）柴油机运行时，要注意调节气缸盖的冷却水的温度，不使水温过高或过低。

（3）柴油机停车后，不能过早地停止冷却水循环。

（4）定期检查冷却水的水质，水处理用量要适当。

（5）定期检查冷却水腔和防腐锌块，清除水垢和铁锈。

（6）定期检查气阀的密封情况，并清除气道里的烟垢和杂质。

四、气缸盖的常见损伤及预防
气缸盖的常见损伤及预防：
（1）避免气缸盖裂纹。

气缸盖裂纹最易发生在各座孔之间（鼻梁区）。

柴油机长期在过高负荷下工作，或者工作状态由冷态突然变热，或者从热态突然变冷时，气缸盖都容易产生裂纹。

在柴油机操作和维护管理时，柴油机冷车起动或起动后加速不要过快；不要频繁起动、停车，或长时间超负荷运转；防止冷却水腔
结水垢、冷却不良或中断；不要向过热的气缸盖内突加冷却水。

在柴油机运行中，若出现膨胀水箱水位上下波动；冷却水温升高，淡水消耗量增加；膨胀水箱的透气管有气泡冒出和冷却水有油星；油底壳或滑油柜中滑油量异常增多，滑油迅速乳化变质等现象，则可以判断气缸盖可能存在穿透性裂纹。

（2）避免气缸盖翘曲变形。

气缸盖翘曲会使气缸盖各表面失去正确形状。

严重时，气缸盖底面与气缸套或机体贴合面不平，造成密封失效，引起漏气、漏水，柴油机甚至无法工作。

避免气缸盖翘曲，气缸盖螺栓预紧力要均匀，不要过大；柴油机不要长期超负荷或最高爆发压力不要过大。

（3）防止气缸盖贴合面漏气。

少量漏气时，冷却水中会出现气泡。

由于密封垫片材料不断硬化，气缸盖螺栓不断被加热伸长，泄漏会逐渐严重而引起漏气、漏水和漏油。

严重时燃气吹破密封垫片，会大量漏气，迫使柴油机停止工作。

防止气缸盖贴合面漏气，气缸盖螺栓预紧力要足够且均匀；更换老化或损坏的密封垫片；不要使柴油机负荷过大或工作粗暴。

五、气缸盖的拆装要求
气缸盖的拆装要求：
（1）拆卸气缸盖前，应在每个螺栓、螺母上做好标记。

（2）拆卸气缸盖时，按要求拧松气缸盖螺栓（或螺母），对单体式气缸盖，按十字交叉逐步拧松；对整体式气缸盖，按从外向外顺序十字交叉逐步拧松，以免气缸盖翘曲变形。

（3）拆下气缸盖后，应彻底清除底部积炭；仔细检查有无裂纹，对冷却水腔进行水压试验（试验压力为0.7 MPa）；用直尺和塞尺检查气缸盖底部安装面是否变形；采用压铅法测量燃烧室的压缩高度。

（4）安装气缸盖时，仔细清洁气缸盖底部与气缸套顶部的结合面、螺栓和螺母的接触面以及气缸盖与附件的接触面，以保证气缸良好的密封。

（5）按要求拧紧气缸盖螺栓（或螺母），对单体式气缸盖，按十字交叉逐步均匀拧紧；对整体式缸盖，按从内向外顺序十字交叉逐步均匀拧紧。

✧本章小结
机座、机体、气缸盖、气缸套、主轴承等是柴油机的基础部件，构成柴油机的工作循环空间，并安装柴油机其他部件和附属设备。

机座、机体和气缸盖用螺栓连接，通过地脚螺栓将机座固定连接在船体基座上；气缸套装在气缸体的气缸孔内，与活塞组件、气缸盖构成封闭的气缸空间；主轴承滑动支撑曲轴。

机体、气缸盖结构较复杂。

气缸套、主轴承与运动部件配合。

这些固定部件会出现连接松动、磨损、裂纹等故障，要做好检查维护，保证柴油机正常运行。

✧考试样题解析
例题1、整体铸造机座与（）共同组成曲轴箱。

A.机体
B.气缸盖
C.主轴承
D.气缸套
解析：答案为A。

整体铸造机座其上平面安装机体，与机体共同组成曲轴箱，因此，整体铸造机座与机体共同组成曲轴箱。

例题2、贯穿螺栓是紧固部件，它紧固的部件是（）。

A.气缸盖、机体
B.气缸盖、机座
C.机体、曲轴
D.机体、机座
解析：答案为D。

机体与机座以平面贴合，并用短螺栓及贯穿螺栓连接紧固，因此，贯穿螺栓的部件是机体、机座。

例题3、测量气缸套磨损的测量工具是（）。

A.塞尺
B.样板与塞尺
C.内径百分表
D.直钢尺
解析：答案为C。

测量气缸套的内径，可以了解气缸套的磨损情况，采用内径百分表（量缸表）进行测量，因此，测量气缸套磨损的测量工具是内径百分表。