船舶柴油机的结构
船舶用柴油发动机的结构与原理
四冲程柴油机工作原理
进气行程 220～２５０℃Ａ
压缩行程 燃烧和膨胀行程 排气行程
140°～160℃Ａ ｐz=5～8MPa
ｐｃ=3 ～6 MPa；
ｔz=1400～1800 ℃
ｔｃ= 600 ～700 ℃
柴油发动机
结构与原理
一、原动机
原动机的概述
热机
外燃机 内燃机
蒸汽机 蒸汽轮机 柴油机 汽油机 燃气轮机
原动机的概述
定义： 即带动机械设备运转的原始动力设备。
工作原理： 燃料通过燃烧，将化学能转为热
能以加工热工质，然后将这种具有热 能的工质导入发动机，把工质的热能 变为机械能。
二、柴油机工作原理及特点
• 多网纹小平台工艺使工件表面形成众多且 较密集的螺纹网络，造成许多诸油沟槽， 增强了蓄油能力。由于这些网纹沟槽相互 贯通及储油槽油压的作用，大大减少了油 膜中断的机率，从而明显改善了供油状况 和油膜分布状况；
• 小平台因网纹相互隔开，不可能形成连续 较大面积的干摩擦或边界摩擦区半干摩擦 区，大大降低熔着磨损扩大化的机率
气缸盖
作用：密封气缸的上平面，与活塞顶共同形成燃烧室 结构多样
YC4D
YC4E YC4G
YC6J
YC6A
YC6G
四气门结构的缸盖
气缸垫
气缸垫 1）.作用：保证缸体与缸盖间的密封，防止漏水、漏气、窜油 。 2）.材料：有弹性、耐热性、耐压性 3）.安装时注意方向 4）.分类：
气缸盖组件装配要点
柴油机的工作原理简述
●做功行程
当活塞压缩到上止 点，喷油器向燃烧室喷 入雾状柴油，油雾与压 缩空气充分混合，形成 高温高压的燃气，并开 始自行着火燃烧，混合 汽膨胀做功，推动活塞 向下运动，从而推动曲 轴转动，对外输出功。
MAN B W 船舶二冲程柴油机结构图解
上紧力
W = Ap A � 油压拉伸器的受压面积 p � 上紧油压 �90MPa�
W = 〔π(2202-1252)/4 ×90〕 = 2316728.2 N
MS29 凸轮、凸轮轴�Cam & Camshaft�
凸轮轴
燃油凸轮
排气凸轮
示功凸轮
法兰联轴器
尾端凸轮轴
排气凸轮
法兰联轴器、喷由凸轮、排气凸轮 红套在凸轮轴上。 示功凸轮的两部分由螺栓上紧。
起动阀的安装位置
起动空气
起动阀安装孔
起动空气
起动阀阀座部分漏气检测用示温涂料
MS22 贯穿螺栓�Stay Bolt�
单根贯穿螺栓 MC主机
双根贯穿螺栓 MC-C主机
贯穿螺栓上紧时的伸长量
λ= WL/AE
λ � 伸长量
W � 载荷�上紧力�
A � 轴的横截面积
E � 弹性系数
2.06×105
L � 长度
锻造流向
自由锻 锻造流向断裂
曲拐�曲柄销+曲柄��铸钢/锻钢
曲柄销
曲柄 �曲臂�
CGF锻造
锻造流向连续
曲轴的分类 半组合型�Semi Built Type��将曲轴轴颈红套在曲拐上。 组合型�Fully Built Type��将曲轴轴颈、曲柄销红套在曲拐上。 一体型�Solid Type��所有气缸的主轴颈、曲拐制作为一体的曲轴�无红套� 特别是能够保证锻造流向连续的锻造方法�C.G.F.�Continuous Grain Flow�锻造法。 在神户制钢被称作RR锻造。该锻造方法制作的曲轴比自由锻制造的曲轴评价强度高15%。
扬程�Lift�检出装置
Cylinder Air 气缸空气方式�旧方式�
船舶柴油机的工作原理
船舶柴油机的工作原理船舶柴油机是一种常用的动力装置，用于驱动船舶的运行。
它采用柴油作为燃料，通过内燃机的工作原理将化学能转化为机械能，从而驱动船舶前进。
本文将详细介绍船舶柴油机的工作原理。
一、船舶柴油机的基本构造船舶柴油机由多个主要部件组成，包括气缸、活塞、曲轴、燃油系统、冷却系统和润滑系统等。
其中，气缸是柴油机的核心部件，用于容纳燃烧室。
活塞则在气缸内上下运动，通过连杆与曲轴相连，将往复运动转化为旋转运动。
燃油系统负责将燃油喷入燃烧室，冷却系统用于散热，润滑系统则提供润滑油，减少摩擦。
二、船舶柴油机的工作循环船舶柴油机的工作循环主要包括四个过程：吸气、压缩、燃烧和排气。
1. 吸气过程：活塞向下运动，气缸内形成负压，进气门打开，将新鲜空气吸入气缸。
2. 压缩过程：活塞向上运动，将进入气缸的空气压缩，使气体温度升高。
3. 燃烧过程：当活塞接近顶死点时，燃油被喷入燃烧室，与高温高压的空气混合，发生自燃反应，释放出大量的热能。
4. 排气过程：活塞再次向下运动，废气通过排气门排出气缸，同时进气门关闭。
三、船舶柴油机的燃油系统船舶柴油机的燃油系统由燃油箱、燃油泵、喷油器等组成。
燃油首先从燃油箱中通过燃油管路输送至燃油泵，燃油泵将燃油加压后送至喷油器。
喷油器根据活塞的位置和速度，将精确计量的燃油喷入燃烧室，形成可燃混合气。
四、船舶柴油机的冷却系统船舶柴油机的冷却系统主要通过水冷方式进行。
冷却水从船舶外部吸入，经过冷却器散热后，再通过水泵送入柴油机的冷却道路，冷却柴油机各个部件，吸收热量，保持柴油机的运行温度在适宜范围内。
五、船舶柴油机的润滑系统船舶柴油机的润滑系统主要目的是减少各部件之间的摩擦和磨损，提高机械效率和使用寿命。
润滑油通过油泵供给给各个部件，形成润滑膜，减少金属表面的直接接触，降低摩擦和磨损。
六、船舶柴油机的工作原理总结船舶柴油机的工作原理可以总结为以下几点：1. 吸气：活塞向下运动，气缸内形成负压，进气门打开，吸入新鲜空气。
船舶柴油机结构与实操
船舶柴油机结构与实操1.柴油机本体：柴油机本体是船舶柴油机的主要部分，它由气缸体、缸盖、活塞、曲轴等部分组成。
柴油机通过内燃可燃的柴油与外界空气混合、压缩和燃烧，以产生动力。
2.燃油供给系统：燃油供给系统负责将柴油从燃油舱输送到柴油机内燃烧的部分。
燃油供给系统包括燃油舱、燃油泵、燃油喷射器等部分。
燃油泵负责将柴油从燃油舱抽取，并通过高压将其送入喷射器，喷射器将燃油雾化后喷射到柴油机内进行燃烧。
3.冷却系统：冷却系统用于散热，以保持柴油机的工作温度。
冷却系统包括水泵、水箱、散热器等部分。
水泵负责将冷却水送入柴油机中循环，将产生的热量带走。
4.润滑系统：润滑系统用于减少摩擦，保持柴油机各部件之间的正常运行。
润滑系统包括润滑油箱、润滑泵、滤油器等部分。
润滑油泵负责将润滑油送入各处，滤油器起到过滤润滑油的作用。
5.预热系统：预热系统用于提供冷启动时所需的高温。
预热系统包括预热塞、预热线圈等部分。
预热塞通过加热火柴油机内的空气，将其温度提高到一定程度，以方便冷启动。
1.启动柴油机前的准备工作：在启动柴油机前，需要检查燃油和润滑油的供给情况，确保其充足。
同时，还要检查其他部件的运行状态，确保其正常。
2.启动柴油机：柴油机通常由启动电机启动。
先将油门推到最小位置，然后将启动电机启动，待柴油机启动后，逐渐将油门拉开至适当位置。
3.调整柴油机的运行状态：启动柴油机后，可以通过调整油门开度和喷射器压力等参数，来调整柴油机的运行状态。
一般来说，根据航行需要，可以调整柴油机的转速和功率。
4.柴油机的停机：当完成航行任务或需要停机维护时，需要逐渐减小柴油机的负载，并将油门拉到最小位置，最后关闭柴油机，同时关闭燃油和润滑油的供给。
在实操船舶柴油机时，需要注意以下几个方面：1.定期检查和维护：船舶柴油机是重要的船舶动力装置，需要定期进行检查和维护，以保证其正常运行。
在使用过程中，要注意定期更换燃油和润滑油，并及时清理和更换过滤器。
船舶柴油机教材_第二章 结构
第二章柴油机的结构及主要部件柴油机的主要部件是指燃烧室部件(活塞、气缸、气缸盖)、曲柄连杆机构(十字头、连杆、曲轴和轴承)、机架、机座和贯穿螺栓等部件。
这些部件构成柴油机的主体，它们工作得好坏不但直接影响柴油机的技术性能指标，而且还和安全航行密切相关。
统计表明，船用柴油机主要部件发生的故障占柴油机故障总数的90%左右，其中燃烧室部件故障约占故障总数的50%。
因此，轮机管理人员应该深入了解主要部件，这是降低柴油机故障发生率的重要一环。
第一节柴油机的总体结构一．柴油机的基本组成船舶柴油机的结构比较复杂，它是由许多机构和系统组成。
尽管各种柴油机的结构、型号各异，但从工作原理和总体结构上则有很多共同之处。
柴油机主要由以下机构和系统组成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，对于中小型柴油机常将气缸体和机架做成一体称为机体，并省去机座代之以轻便的油底壳。
它们构成了柴油机的骨架，支撑运动件和辅助系统。
2．主要运动件柴油机的主要运动件由活塞、连杆组件及曲轴组成，对于大型低速柴油机还有十字头组件。
活塞与气缸及气缸盖构成燃烧室，保证柴油机工作过程的进行，同时通过连杆将活塞的往复运动变为曲轴的回转运动，使燃气推动活塞的动力通过曲轴以回转的方式向外输出。
3．配气机构及换气系统配气机构由进排气阀、气阀传动机构、凸轮轴及凸轮轴传动机构组成。
进排气系统由空气滤器、进排气管和消音器组成，对于增压柴油机还有增压器及空冷器。
它们的作用是按照工作循环的需要，定时地向气缸内供应充足、清洁的新鲜空气，并将燃烧后的废气排出气缸。
4．燃油系统燃油系统由燃油供给系统和燃油喷射系统组成。
燃油供给系统是把符合使用要求的燃油畅通无阻地输送到喷油泵入口端。
该系统通常由加装和测量、贮存、驳运、净化处理、供给五个基本环节组成。
燃油喷射系统由喷油泵、喷油器和高压油管组成，其作用是定时、定量地向燃烧室内喷入雾化良好燃油，保证燃烧过程的进行。
第一章_船舶动力装置系统_第一节_燃油系统
第一章船舶动力装置系统现代船舶动力装置，按推进装置的形式，可分为5大类：（1）·柴油机推进动力装置；（2）·汽油机推进动力装置；（3）·燃气轮机推进动力装置；（4）·核动力推进动力装置；（5）·联合动力推进装置。
现代民用船舶中，所采用的动力装置系统绝大多数是柴油机动力装置，因此，本书主要介绍以柴油机为动力装置的船舶，图1－1为船舶柴油机动力装置系统燃油供应系统原理图。
图1－1 柴油机动力装置系统燃油供应系统原理图柴油机燃油系统包括三大功能系统，分别是输送、日用和净化。
1）油输送系统燃油输送系统是为了实现船上各燃油舱柜间驳运及注入排出而设计的，所以，系统应包括燃油舱柜、输送泵、通岸接头和相应的管子和阀件。
通过管路的正确连接和阀件的正确设置，实现规格书所要求的注入、调拨和溢流等功能。
设计前，要认真阅读规格书和规范的有关章节，落实本系统所涉及的舱柜和设备所要求的输送功能。
设计时，应注意如下几个方面：a.规格书无特殊要求，注入管应直接注入至各储油舱，再通过输送泵送至各日用柜和沉淀柜，各种油类的注入总管应设有安全阀，泄油至溢流舱，泄油管配液流视察器；b.所有用泵注入的燃油舱柜都要有不小于注入管直径的溢流管，溢流至相应的溢流舱或储油舱，具体规定见各船级社规范，溢流管要配液流视察器；c.从日用柜至沉淀柜的溢流，在日用柜哪的管子上都要开透气孔以防止虹吸作用，两柜的连接管处要有液流视察器。
d.装在日用柜和沉淀壁上低于液面的阀，有的船级社规范对其材料有具体的规定，选阀时应予以注意。
e.一般情况下输送系统的介质，温度和压力都是较低的，所以系统的管材选用III级管即可。
f.通岸接头处要配有温度计、压力表和取样考克。
g.燃油输送泵和柴油输送泵互为备用时，两泵进口与出口的连通管中，双联盲板法兰要设在截止阀柴油侧。
2）燃油日用系统燃油日用系统是为主机、辅机、锅炉等烧油设备能正常服务而设计的系统，主要内容是根据设备的要求，配置适当的油柜、油泵、加热器、滤器和阀件、管子等，保证所供给的燃油在数量、质量、温度和压力等各方面都能满足设备正常运行的要求。
船舶柴油机原理和结构
MAN-B&W船舶柴油机原理和结构(仅供参考)编写：蒋爱民2006年7月第一章柴油机概述柴油机基本工作原理柴油机是内燃机的一种，是一种把燃油的热能转变为机械能的动力机械，柴油机也是一种热机。
柴油机的基本工作原理是：依靠活塞的运动对来自外界的新鲜空气进行压缩，使得气缸内空气的温度和压力大大提高。
此时，通过喷油器，将柴油以雾化的形式直接喷入气缸内，雾化的柴油遇到高温、高压的压缩空气，立即发火燃烧（柴油不是靠外界火源点火，而是在高温条件下自行发火，燃油的自燃温度是210~270℃）。
柴油燃烧产生高温、高压的燃气，燃气（工质）在气缸内膨胀推动活塞作往复运动，这样将燃油的热能转变为机械能。
活塞的往复运动通过曲柄连杆机构，推动曲轴不断旋转，这样，将往复运动转化为旋转运动。
当然，如果曲轴通过轴系连接到螺旋桨，就能推动螺旋桨转动，螺旋桨转动产生的推力就能使船舶前进；如果曲轴或与曲轴连接的轴系连接发电机就能够发电。
总之，柴油机完成能量的转换必须经过进气、压缩、燃烧、膨胀和排气五个过程才能实现，由这五个过程组成的全部热力循环过程叫工作过程。
包括进气、压缩、膨胀、排气等工作过程的周而复始的循环叫工作循环。
图1 柴油机工作过程示意图比较：内燃机与外燃机柴油机与汽油机、双燃料发动机发火方式常用术语上止点TDC：活塞在气缸内运动时能到达的最上端位置。
下止点BDC：活塞在气缸内运动时能到达的最下端位置。
活塞在最高位置(或最低位置)时，曲轴上的曲柄销也运转到最高位置(或最低位置)，这时活塞头，十字头，曲柄销，曲轴中心线都在同一个垂直平面内。
行程S：指活塞从上止点移动到下止点间的直线距离。
它等于曲轴曲柄半径的两倍。
活塞移动一个行程，相当于曲轴转动180度。
缸径D：气缸的内径压缩室容积VC：活塞在气缸内上止点时，活塞顶上的全部空间（活塞顶、缸盖底部与气缸套内表面所包围的空间）容积，亦称气缸余隙容积。
气缸工作容积V h：活塞在气缸内从上止点移动到下止点时所扫过的容积。
船舶柴油机的工作原理
船舶柴油机的工作原理船舶柴油机是船舶主要的动力装置，它采用柴油作为燃料，通过内燃机的工作原理将燃料转化为机械能，推动船舶前进。
下面将详细介绍船舶柴油机的工作原理。
1. 柴油机的基本构造船舶柴油机由气缸、活塞、曲轴、连杆、气门、喷油器等部件组成。
气缸是柴油机的主要工作部件，活塞在气缸内作往复运动，通过连杆与曲轴相连，将活塞的直线运动转化为曲轴的旋转运动。
气门控制燃气进出气缸，喷油器负责将燃油喷入气缸进行燃烧。
2. 工作循环船舶柴油机采用的是四冲程循环工作原理，包括进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程和排气冲程。
- 进气冲程：活塞下行，气门打开，进气门打开，外界空气进入气缸，同时柴油喷油器关闭。
- 压缩冲程：活塞上行，气门关闭，压缩空气，提高气缸内的压力和温度。
- 燃烧冲程：活塞上行至顶死点，柴油喷油器喷出燃油，与高温高压的压缩空气混合，发生自燃燃烧，释放出大量的热能。
- 排气冲程：活塞下行至底死点，气门打开，废气排出气缸。
3. 燃油喷射系统船舶柴油机的燃油喷射系统主要由燃油泵和喷油器组成。
燃油泵将燃油从燃油箱中抽取，通过高压油管输送到喷油器，喷油器负责将燃油喷入气缸进行燃烧。
喷油器的喷油量、喷油时间和喷油角度可以通过调整喷油器的参数来控制，以实现燃油的合理喷射。
4. 点火系统船舶柴油机采用的是压燃式点火系统，即通过高温高压的压缩空气使燃油自燃燃烧，无需点火器。
点火系统主要包括火花塞、点火线圈和点火控制装置。
火花塞用于点燃混合气，点火线圈提供高压电流，点火控制装置控制点火的时机和顺序。
5. 冷却系统船舶柴油机的冷却系统主要通过循环水冷却的方式来降低发动机的温度。
冷却水通过水泵循环流动，经过发动机散热器散热，将发动机产生的热量带走，保持发动机的工作温度在合适的范围内。
6. 润滑系统船舶柴油机的润滑系统主要用于减少发动机各部件之间的磨擦和磨损，延长使用寿命。
润滑系统包括润滑油泵、滤油器、润滑油冷却器等部件，润滑油通过润滑油泵输送到发动机各部件，形成一层润滑膜，减少磨擦。
1第一章船舶柴油机概述
第二次世界大战到20世纪50年代中后期，柴油机在此期间完 成了大缸径、焊接结构、废气涡轮增压以及使用劣质燃油等 四项重大技术成果，并逐步发展了船用低速柴油机系列。 废气涡轮增压技术在船用二冲程柴油机上的成功使用是船用 低速柴油机发展中的重要里程碑；是船用低速柴油机的第一 次飞跃，在与蒸汽动力装置的竞争中柴油机逐渐取得了领先 地位。 从20世纪60年代到70年代船用低速柴油机进入了黄金时期， 船用低速柴油机的性能参数大致范围为缸径D=600~1050mm； 行程S=1 000~1800mm，单缸有效功率达3000kW，单机组 达36000kW，耗油率为210g/kW· h，有效热效为40％。发展 顺序是增大机组功率，提高可靠性，提高经济性。 20世纪70年代的两次能源危机。石油产品价格大幅度上涨使 船舶柴油机的燃油费用支出一跃占总营运成本的40%~50%； 降低柴油机的燃油支出费用、提高柴油机经济性已成为第一 要求。 70年代末到80年代，各类柴油机均采用多种节能措施 降低油耗率，努力提高柴油机的有效热效率；
课时分配 7 9 6 10 10 8 10 5 5 4 6 4
先修课程 《工程热力学与传热学》、《流体力学》、 《工程力学》、《轮机工程材料》、《机械设 计基础》 教 材 孙培廷：船舶柴油机. 大连海事大学出版社， 2002年2月。 主要参考书 （1）钱耀南：船舶柴油机； 大连：大连海事大 学出版社， 1999年1月。 （2）杜荣铭：船舶柴油机（轮机员培训教材）. 大连：大连海事大学出版社，1999.11.
一、船舶柴油机概述
机械设备可分为动力机械和工作机械两大类。 1、动力机械：是将其他形式的能量，如热能、电能、风能等转 化为机械能. 2、工作机械：是利用机械能来完成所需的工作。 3、热能动力装置：机械能⇔热能 4、热机：把燃料燃烧的化学能转变为热能再转变为机械能输出。 热机在工作过程中需要完成两次能量转化过程。第一次能量转化 过程是将燃料的化学能通过燃烧转化为热能。第二次能量转化过 程是将热能通过工质膨胀转化为机械能。 燃烧的条件 ：可燃物、一定的温度、助燃物。 热机分为：内燃机、外燃机。 （1）内燃机：两次能量转化过程是在同一机械设备的内部完成的 机械。有汽油机、柴油机、燃气轮机。 特点：机械能量损失小，具有较高的热效率。 1）柴油机：是以柴油为燃料的内部混合压燃式内燃机。 2）汽油机：是以汽油为燃料的外部混合点燃式内燃机。 3）燃气轮机：是以燃气为燃料点燃式内燃机。
船舶柴油机的工作原理
船舶柴油机的工作原理船舶柴油机是船舶主要的动力装置，它通过将燃油燃烧产生的能量转化为机械能，驱动船舶前进。
下面将详细介绍船舶柴油机的工作原理。
一、柴油机的基本组成船舶柴油机由气缸、活塞、曲轴、燃油系统、进气系统、排气系统、润滑系统和冷却系统等组成。
1. 气缸和活塞：船舶柴油机通常由多个气缸组成，每个气缸内安装一个活塞。
活塞在气缸内做往复运动，将燃油燃烧产生的能量转化为机械能。
2. 曲轴：曲轴连接活塞和推动轴，将活塞的往复运动转化为旋转运动，驱动船舶前进。
3. 燃油系统：燃油系统负责将燃油供给到气缸中进行燃烧。
燃油系统包括燃油箱、燃油滤清器、燃油泵和喷油器等。
4. 进气系统：进气系统负责将空气引入气缸，与燃油混合后进行燃烧。
进气系统包括进气管道、进气滤清器和增压器等。
5. 排气系统：排气系统负责将燃烧后的废气排出船舶。
排气系统包括排气管道和排气涡轮增压器等。
6. 润滑系统：润滑系统负责给机械部件提供润滑油，减少摩擦和磨损。
润滑系统包括润滑油箱、润滑油泵和润滑油滤清器等。
7. 冷却系统：冷却系统负责保持柴油机的工作温度。
冷却系统包括冷却水箱、水泵和散热器等。
二、柴油机的工作过程船舶柴油机的工作过程可以分为四个循环：进气循环、压缩循环、燃烧循环和排气循环。
1. 进气循环：在进气循环中，活塞下行，气缸内的空气通过进气门进入气缸。
进气门在活塞下行过程中打开，然后在活塞上行过程中关闭。
2. 压缩循环：在压缩循环中，活塞上行，将进入气缸的空气压缩。
压缩过程使空气的温度和压力升高。
3. 燃烧循环：在燃烧循环中，活塞上行到达顶点时，喷油器向气缸内喷入燃油。
燃油与高温高压的空气混合并燃烧，产生高温高压的燃烧气体，推动活塞下行。
4. 排气循环：在排气循环中，活塞下行，将燃烧后的废气排出气缸。
排气门在活塞下行过程中打开，然后在活塞上行过程中关闭。
三、柴油机的工作原理船舶柴油机的工作原理可以概括为燃油的燃烧过程。
具体工作原理如下：1. 进气过程：在进气循环中，进气门打开，活塞下行，气缸内的空气通过进气门进入气缸。
船舶柴油机概述-PPT课件
更换磨损件
油液管理
及时更换磨损严重的部件，如气缸套、活 塞环等，以保证柴油机的正常运转。
合理选用和管理柴油机油和其他润滑油， 确保油液质量和清洁度。
船舶柴油机常见故障与排除
启动困难
检查启动电路、燃油喷射系统、气缸压力等， 确保正常启动条件。
运转异常
检查燃油喷射、气缸压力、排气系统等，找 出运转异常的原因并排除。
废气处理技术
应用SCR（选择性催化还原）技术， 降低氮氧化物排放。
船舶柴油机的发展趋势
高效能
追求更高的热效率和功率密度， 降低能耗。
低排放
降低氮氧化物、硫氧化物和颗粒物 等污染物排放。
智能化
实现远程监控、故障诊断和预测性 维护等功能。
船舶柴油机的未来展望
新能源应用
探索使用燃料电池、混合动力等 新能源技术，替代传统柴油动力。
燃料缓慢燃烧的阶段， 燃烧速度逐渐减缓。
燃烧结束后的阶段，剩 余的燃料继续燃烧。
船舶柴油机的性能指标
功率
表示柴油机在单位时间内所做 的功的大小。
转速
表示柴油机曲轴每分钟的转数 。
燃油消耗率
表示柴油机每输出单位功率所 消耗的燃油量。
排放性能
表示柴油机排放的废气中污染 物的含量和种类。
03
船舶柴油机的类型与结构
船舶柴油机概述-ppt课件
• 船舶柴油机简介 • 船舶柴油机的工作原理 • 船舶柴油机的类型与结构 • 船舶柴油机的应用与维护 • 船舶柴油机的发展趋势与展望
01
船舶柴油机简介
船舶柴油机的定义与特点
总结词
船舶柴油机是一种用于船舶推进的柴油发动机，具有高功率、高效率、可靠性和耐久性等特点。
船舶柴油机的工作原理
船舶柴油机的工作原理船舶柴油机是一种内燃机，将燃油转化为机械能来驱动船舶的推进系统。
它是船舶主要的动力装置，具有高效、可靠和经济等特点。
本文将详细介绍船舶柴油机的工作原理。
一、船舶柴油机的结构船舶柴油机主要由气缸、活塞、曲轴、气门、燃油系统、润滑系统和冷却系统等组成。
其中，气缸是发动机的核心部件，活塞在气缸内做往复运动，通过连杆与曲轴相连，将活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动。
气门则控制着燃气进出气缸的时机。
二、船舶柴油机的工作过程船舶柴油机的工作过程主要包括进气、压缩、燃烧和排气四个过程。
1. 进气过程：在进气冲程，活塞向下运动，气缸内的气门打开，新鲜空气通过进气道进入气缸。
同时，燃油喷射泵将燃油喷入气缸中。
2. 压缩过程：在压缩冲程，活塞向上运动，气门关闭，将进入气缸的空气与燃油压缩，使其温度和压力升高。
3. 燃烧过程：在燃烧冲程，活塞接近上止点时，燃油喷射泵喷射的燃油被点火系统点燃，形成高温高压的燃气。
燃气的能量推动活塞向下运动，驱动曲轴旋转。
4. 排气过程：在排气冲程，活塞向上运动，气门打开，将燃烧后的废气排出气缸。
三、船舶柴油机的燃油系统船舶柴油机的燃油系统主要由燃油箱、燃油滤清器、燃油泵、喷油器和喷油嘴等组成。
1. 燃油供给：燃油从燃油箱中通过燃油滤清器过滤后，由燃油泵供给到喷油器。
2. 喷油器：喷油器是将燃油喷射到气缸中的关键部件。
它能根据发动机的工作状态和负荷要求，控制燃油的喷射量和喷射时机。
3. 喷油嘴：喷油嘴是喷油器的一部份，负责将高压燃油喷射到气缸中，并与进入气缸的空气混合。
四、船舶柴油机的润滑系统船舶柴油机的润滑系统主要目的是减少磨擦和磨损，保持发动机各部件的正常工作状态。
润滑系统由润滑油箱、润滑油泵、滤清器和润滑油冷却器等组成。
1. 润滑油供给：润滑油从润滑油箱中经过滤清器过滤后，由润滑油泵供给到发动机各部件。
2. 润滑油冷却：润滑油冷却器通过冷却介质（如海水或者冷却水）将润滑油的温度降低，以保持润滑油的性能和稳定性。
第一节 柴油机的结构特点
1. 长行程和超长行程
S/D对二冲程柴油机的换气品质影响较大,在弯流扫 气的二冲程柴油机上, S/D过大则换气质量恶化, S/D较 小换气质量较好。 目前大型低速二冲程柴油机由于采用长行程或超长行 程(S/D达到4.65)，以改善燃油经济性，直流扫气已成 为唯一可选择的换气形式。
S/D增加，使柴油机高度、宽度、重量都增加。
S-MC-C活塞
钻 孔 冷 却
防磨环(Anti-polish Ring)
船用大端连杆
三、十字头式柴油机的结构特点
特点：活塞的高度一般较小，活塞杆与气缸中心线重合，活塞与 活塞杆相连，活塞杆下端通过十字头上的十字头销与连杆的小端相 连接。十字头的滑块在导板之间滑动。 活塞上下运动时的导向作用主要由十字头承担，侧推力产生在滑 块与导板之间。 活塞不起导向作用，与气缸套壁之间没有侧推力，它们之间间隙
较大，磨损较小，不易擦伤或卡死。
活塞杆只作垂直方向的直线运动，可以在气缸下部设一隔板，把 气缸和曲轴箱空间隔开-填料函，防止气缸中的燃烧产物污染润滑 油。 缺点：柴油机高度和重量增大，结构复杂。 目前大型低速二冲程柴油机都采用十字头式柴油机形式。
结构特点
①采用低置活塞环组，远离燃气区，使 燃烧产物不易漏入摩擦面，改善工作和润 滑条件，大大减轻磨损。 ②提高活塞顶岸高度，使气缸盖与气缸 套接合面降低，缸套热负荷降低，主要热 负荷由强度较高的钢制气缸盖承受。 ③采用短连杆结构，降低柴油机高度， 减轻柴油机重量。 ④轴承采用薄壁轴瓦结构，采用抗疲劳 能力高的高锡铝轴承合金材料。 ⑤曲轴设计上采用加大主轴颈和曲柄销 颈的方法，并减少轴颈长度，提高刚度。 S50MC-C型柴油机的行程/缸径比达到 了4.0，最高燃烧压力达到15MPa。
柴油机拆装检修时可对气缸单元进行整体拆装，便于维
船舶柴油机的工作原理
船舶柴油机的工作原理船舶柴油机是一种内燃机，用于为船只提供动力。
它的工作原理是将燃料（柴油）与空气混合后，在高温高压条件下发生燃烧，产生高温高压气体推动活塞运动，从而驱动曲轴旋转，最终将能量传递给船舶的推进装置。
一、柴油机的基本构造船舶柴油机主要由以下几个部份组成：1. 缸体和活塞：柴油机通常有多个气缸，每一个气缸内都有一个活塞。
活塞在缸体内上下运动，通过连杆与曲轴相连。
2. 曲轴：曲轴是柴油机的主要动力输出装置，它将活塞的上下运动转化为旋转运动，从而驱动船舶的推进装置。
3. 燃油系统：燃油系统负责将柴油从燃油箱送至燃烧室，并控制燃油的喷射量和喷射时间。
4. 进气系统：进气系统负责将空气引入燃烧室，与燃油混合后进行燃烧。
进气系统通常包括进气道、进气阀门和增压器等部件。
5. 排气系统：排气系统负责将燃烧后的废气排出柴油机，通常包括排气道、排气阀门和涡轮增压器等部件。
二、柴油机的工作过程船舶柴油机的工作过程通常分为四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、燃烧冲程和排气冲程。
1. 吸气冲程：活塞从上死点向下运动，进气阀门打开，柴油机内形成负压，进气道中的空气经过进气阀门进入气缸。
在活塞下行过程中，进气阀门关闭，减小进气阻力。
2. 压缩冲程：活塞从下死点向上运动，将进气阀门关闭，气缸内的空气被压缩，温度和压力逐渐升高。
3. 燃烧冲程：当活塞接近上死点时，燃油喷射系统将柴油喷入燃烧室，柴油与高温高压空气混合后发生燃烧，产生高温高压气体。
燃烧气体的膨胀推动活塞向下运动，驱动曲轴旋转。
4. 排气冲程：当活塞接近下死点时，排气阀门打开，废气通过排气道排出柴油机。
同时，活塞向上运动，清除燃烧室内的废气。
三、柴油机的工作原理船舶柴油机的工作原理是利用燃油的燃烧产生的高温高压气体推动活塞运动，从而驱动曲轴旋转，提供动力。
1. 燃油喷射：燃油系统将柴油从燃油箱送至喷油器中，喷油器根据控制系统的指令，将燃油以适当的压力和喷射时间喷入燃烧室。
船舶柴油机的工作原理
船舶柴油机的工作原理船舶柴油机是船舶主要的动力装置，它通过将燃油燃烧产生的热能转化为机械能，推动船舶前进。
了解船舶柴油机的工作原理对于航海人员和船舶工程师来说至关重要。
本文将详细介绍船舶柴油机的工作原理，包括柴油机的构造、燃油系统、冷却系统、润滑系统以及工作循环等方面。
一、柴油机的构造船舶柴油机由以下几个主要部分组成：1. 缸体和缸盖：柴油机的缸体和缸盖是由高强度的铸铁或铸钢制成，用于容纳活塞和气缸套。
2. 活塞：活塞是柴油机的关键部件之一，它在缸内上下运动，通过连杆将燃烧产生的能量传递给曲轴。
3. 曲轴：曲轴是柴油机的主轴，它将活塞的线性运动转化为旋转运动，并输出给传动系统。
4. 连杆：连杆连接活塞和曲轴，将活塞的上下运动转化为曲轴的旋转运动。
5. 燃油喷射系统：燃油喷射系统负责将燃油喷射到气缸中，形成可燃混合气体。
6. 冷却系统：冷却系统通过循环冷却水来控制柴油机的温度，防止过热。
7. 润滑系统：润滑系统负责给柴油机各个运动部件提供润滑油，减少摩擦和磨损。
二、燃油系统船舶柴油机的燃油系统主要由燃油供给系统和喷油系统组成。
1. 燃油供给系统：燃油供给系统包括燃油箱、燃油泵和燃油滤清器等组件。
燃油从燃油箱经过燃油泵被送至喷油器。
2. 喷油系统：喷油系统主要由喷油泵、喷油嘴和喷油定时器等组成。
喷油泵将燃油加压，并通过喷油嘴将高压燃油喷射到气缸中，形成可燃混合气体。
三、冷却系统船舶柴油机的冷却系统通过循环冷却水来控制柴油机的温度，防止过热。
1. 冷却水泵：冷却水泵负责将冷却水从冷却水箱抽取，并通过冷却水管路循环送至柴油机各个部位。
2. 散热器：散热器通过散热片将冷却水中的热量散发到周围空气中，从而降低冷却水的温度。
3. 温度控制装置：温度控制装置用于监测冷却水的温度，并根据需要调节冷却水的循环量，以保持柴油机的适宜工作温度。
四、润滑系统船舶柴油机的润滑系统负责给柴油机各个运动部件提供润滑油，减少摩擦和磨损。
船舶柴油机的结构
船舶柴油机的结构首先，气缸体是船舶柴油机的核心部分，它通常由铸铁或钢制成。
气缸体分为多个气缸，每个气缸内插有一个活塞并配有气缸盖。
气缸体内部有爆炸室和点火装置，可用于将柴油燃烧产生的能量转化为机械能。
其次，曲轴箱是连接气缸体和曲轴的部分。
曲轴箱内部装有润滑油，可以起到润滑曲轴和连杆的作用。
曲轴箱还可以消除柴油机在运转过程中产生的振动和噪音。
活塞是气缸内上下移动的部件，它可以将燃烧产生的能量转移到连杆上。
活塞表面有多个活塞环，用于密封活塞与气缸壁之间的空隙，防止气缸内部的高压燃气泄漏。
连杆连接活塞和曲轴，将活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动。
连杆通常是由高强度合金钢制成，具有足够的强度和刚性，以承受高压燃气的冲击力。
凸轮轴是控制气门开闭的主要部件，位于气缸体的顶部。
凸轮轴上配有凸轮，当凸轮与推杆接触时，可以使气门开启或关闭。
凸轮轴的转速和凸轮形状可以根据船舶运行的需求进行调整。
曲轴是柴油机的主轴，位于曲轴箱内部。
它由多个曲轴片组成，与连杆相连。
曲轴可以将连杆的上下运动转化为旋转运动，驱动船舶航行。
气门系统负责控制燃气进入和排出爆炸室。
气门由气门座、气门杆和气门弹簧组成，当凸轮轴上的凸轮旋转时，气门会被抬起或压下，实现进气和排气。
喷油系统用于将燃油喷入爆炸室，实现燃烧。
喷油系统通常由高压燃油泵、喷油器和喷油管路组成。
高压燃油泵可以将柴油压力增加到高于燃气所需压力，喷油器则将喷油量和喷油时间控制在合适的范围内。
润滑系统用于润滑和冷却船舶柴油机的各个部件，减少摩擦和磨损。
润滑系统通常包括润滑油泵、滤清器、冷却器和油箱。
润滑油泵将润滑油从油箱中抽取并送至需要润滑的部位，滤清器用于去除润滑油中的杂质，冷却器则通过循环冷却润滑油并控制其温度。
总结起来，船舶柴油机的结构包括气缸体、曲轴箱、活塞、连杆、凸轮轴、曲轴、气门系统、喷油系统和润滑系统。
这些部件协同工作，将燃料的化学能转化为机械能，推动船舶前进。
船舶柴油机的工作原理
船舶柴油机的工作原理船舶柴油机是一种内燃机，通过燃烧柴油燃料来产生动力，驱动船舶进行推进。
它是船舶的主要动力装置之一，具有高效率、可靠性和经济性的特点。
本文将详细介绍船舶柴油机的工作原理。
一、基本构造船舶柴油机由气缸、活塞、连杆、曲轴、气门、燃油系统、冷却系统、润滑系统等组成。
1. 气缸和活塞：船舶柴油机通常具有多个气缸，每个气缸内安装有活塞。
气缸是燃烧室，活塞在气缸内上下运动，通过连杆与曲轴相连，将燃烧产生的能量转化为机械能。
2. 连杆和曲轴：连杆连接活塞和曲轴，将活塞的上下运动转化为曲轴的旋转运动。
曲轴是船舶柴油机的主要动力输出轴，通过传动装置将能量传递给推进装置。
3. 气门：气门是控制燃油进入和废气排出的装置。
船舶柴油机通常具有进气门和排气门，它们的开启和关闭由凸轮轴控制。
4. 燃油系统：燃油系统负责将柴油燃料从燃油箱输送到燃烧室。
燃油系统包括燃油泵、喷油器和燃油滤清器等组件。
5. 冷却系统：冷却系统用于降低船舶柴油机的温度，防止过热。
冷却系统通常由水泵、散热器和水箱组成。
6. 润滑系统：润滑系统负责给船舶柴油机的各个运动部件提供润滑油，减少摩擦和磨损。
润滑系统包括油泵、油滤器和油冷却器等组件。
二、工作过程船舶柴油机的工作过程主要包括进气、压缩、燃烧和排气四个阶段。
1. 进气：当活塞向下运动时，气缸内的气门打开，新鲜空气通过进气道进入气缸。
进气道内通常安装有空气滤清器，用于过滤空气中的杂质。
2. 压缩：当活塞向上运动时，气门关闭，气缸内的空气被压缩。
这个过程使得气缸内的压力和温度升高。
3. 燃烧：当活塞接近顶点时，燃油喷射系统将柴油燃料喷入气缸，与压缩空气混合。
在高温高压的条件下，燃油发生自燃，产生爆炸燃烧。
燃烧产生的高温高压气体推动活塞向下运动，同时驱动曲轴旋转。
4. 排气：当活塞再次接近底点时，排气门打开，燃烧产生的废气通过排气道排出气缸。
废气中含有大量的热能，可以通过热交换器回收利用。
船舶柴油机运动件组成及工作原理
船舶柴油机运动件组成及工作原理船舶柴油机是船舶动力的主要来源之一，是一种能耗低、效率高、噪音小的动力装置。
它的核心部件是运动件，由曲轴、连杆、活塞组成。
运动件在柴油机内部的运动是引起燃油燃烧、能量转换和动力输出的主要工作原理。
本文将详细介绍船舶柴油机运动件的组成和工作原理。
一、组成1.曲轴：是柴油机的主要动力传递轴，也是耐受扭矩和弯曲载荷的关键部件。
它是由多根轴承支撑的大型轴类零件。
曲轴是通过连杆和活塞传递发动机的动力，同时曲轴上的偏心块可以驱动凸轮轴，使各个汽缸的气门按照要求的时序开启和关闭。
2.连杆：连接活塞和曲轴的部件，它通过活塞销与活塞连接，通过曲轴销与曲轴连接。
连杆的作用是将活塞的直线运动转换为曲轴的旋转运动，将活塞的动力传递给曲轴。
3.活塞：是柴油机内部的运动部件，它通过曲轴相互协作产生柴油机的动力输出。
活塞的作用是将燃烧产生的高温高压气体转变为机械能，推动连杆进行往复运动，完成柴油机的工作。
二、工作原理柴油机的工作过程主要由进气、压缩、燃烧、排汽四个过程组成。
曲轴、连杆和活塞在柴油机内发生如下运动：1.进气过程当活塞向下运动时，活塞内下端缸腔内的燃油喷嘴向汽缸内喷射空气，使压缩空气被输送到汽缸内。
此时，吸气门已经打开，进气道内充满空气，在活塞下行时，汽缸内的压力也会降低，吸气门随即关闭。
当液体燃料被喷入汽缸内时，经过瞬间高温高压的压缩空气，燃料就燃烧出来，产生高温高压的燃气，从而使活塞推动连杆转动曲轴，完成动力输出。
2.压缩过程压缩过程是指进气行程结束后，活塞向上运动，将喷入汽缸的混合气压缩至一定压力，从而使燃料在燃烧时释放更多的能量。
3.燃烧过程在压缩与加热的作用下，燃料会被点燃并燃烧，燃气通过发动机排气口排出。
活塞下行开始排放废气，同时吸气门逐渐打开，进行第二个进气过程。
以上四个过程交替进行，从而实现船舶柴油机的高效工作。
曲轴、连杆和活塞是船舶柴油机内部动力输出关键部件。
运动不仅仅是单纯的动作，更是转化和传递能量的完美过程。
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气缸的构造
气缸体 气缸套
Antip o lishing Ring
Water Distribution Ring
Chrome - Ceramic Piston Ring
Pressurized Skirt Lubric ation
Nodular Iron Skirt Low Fric tion Design
作用、工作条件 气缸大型低速柴油机气缸盖 中速柴油机气缸盖
第五节 连杆(connecting rod)
１．连杆的作用、工作条件和要求 ２．连杆的构造 ３．连杆螺栓
连杆的作用、工作条件和要求
１）作用
将活塞上的气体压力和惯性力传给曲轴， 连接曲轴与活塞或十字头， 将活塞的往复运动变成曲轴的回转运动。
２）工作条件
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
受力复杂：气体力、惯性力、有冲击性 轴承摩擦和磨损
连杆的作用、工作条件和要求
３）要求和材料 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
材料：中碳钢，优质碳钢或合金钢
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
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
5、活塞环（压缩环(气环)、 刮油环）
活塞环的工作条件和要求
活塞环的工作条件： 受到高温高压燃气的 作用 十分复杂的运动 严重的摩擦和磨损 润滑条件较差 可能产生裂纹或折断
曲柄排列顺序：由自由端排起 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。
2 连杆的构造
• 平切口式连杆 • 斜切口式连杆 • 主副连杆式连杆 • 船用大端连杆
4. 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
受力复杂 应力集中严重 附加应力很大 轴颈磨损
疲劳强度高3，)对工曲作安轴全的可靠要；求
足够的刚性，变形小，轴承负荷均匀； 有足够的承压面积，保证轴承比压； 轴颈有良好的耐磨性，允许多次车削修复；
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。
曲轴的构造
曲柄的排列
3、活塞销
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
工作条件：尺寸小、润滑条件也较差、受摩擦 和磨损
要求：足够的耐疲劳强度、抗冲击，耐磨损和 重量轻
材料：优质碳钢或低碳合金钢，表面渗碳淬火 结构形式：浮动式、固定式和半浮动式。
4、活塞的冷却
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
第二章 柴油机的结构及主要部件
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
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
1活塞的作用和工作条件
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。
c为倒角环 d 扭曲环
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
油环
油环的结构、原理 单刃油环、双刃刮油环
ChromeCeramic
Chrome
Chrome
第三节 气缸(cylinder)
作用、工作条件
材料：灰铸铁（体）
灰铸铁、耐磨合金铸铁或球墨铸铁（套）
气缸的构造
气缸套的磨损和穴蚀
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
活塞的作用和工作条件
要求：
强度高、刚度大; 密封可靠;散热性好、冷却效果好; 摩擦损失小、耐磨损; 中、高速柴油机还要求活塞重量轻。
2、活塞的构造
S-MC-C活塞
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
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
气缸套的磨损和穴蚀
气缸套的磨损
熔着磨损 磨料磨损 腐蚀磨损
气缸套的穴蚀
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
防止穴蚀的措施：
降低缸套振动 提高缸套抗穴蚀能力 冷却水腔结构合理，水流平顺 进行水处理以提高其消振性能等 管理中应控制冷却水温水压
第四节 气缸盖(cylinder head)
要求: 良好的密封性能， 耐磨，特别是抗熔着磨 损的性能要高；
要有适当的弹性， 足够的强度和热稳定性。
气环
作用： 密封、传热
•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
气环
断面形式：
搭口形式
a为矩形环 b为梯形环 直搭口 斜搭口 重叠搭口
(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）
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
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