石油钻井柴油机工培训课件.
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柴油机工培训课件
柴油机基本知识
一、柴油机概述 1、发动机分类 （1）风力发动机 （2）水力发动机 （3）电力发动机 （4）原子能发动机 （5）热力发动机
2、热力发动机 将燃料燃烧所释放出的热能转变成机械能 的发动机。 （1）外燃机 燃料在发动机外部燃烧的热机。 （2）内燃机 燃料在发动机内部燃烧的热机。 3、内燃机分类 （1）按燃料不同分为：柴油机、汽油机、天 然气机等。
转 过 1 圈 (270° ～ 360°) ，排气凸轮 顶起挺柱 进气门关闭，排气 门打开
凸轮轴
转 过 1/4 圈 (0° ～ 转过1/2圈 (90°～ 转过3/4圈 90°) ，进气凸轮 180°) (180°～270°) 顶起挺柱 进 气 门 打 开 ， 排 进排气门关闭 气门关闭 在压缩上止点前喷 入雾状燃油 进排气门关闭
3、多缸柴油机工作特点 （1）目的：解决单缸柴油机在运转中出现的冲 击载荷，提高柴油机运转的均匀性，减少磨损。 （2）发火（工作）间隔角：∮=720°÷I, I----柴油机气缸数目。 （3）发火顺序： 4缸 1—3—4—2 6缸 1—5—3—6—2—4 12V190 1-8-5-10-3-7-6-11-2-9-4-12 12V135 1-12-5-8-3-10-6-7-2-11-4-9
二、柴油机基本结构及功用 1、机体组件 组成：机体、气缸套、气缸盖、油底壳、 呼吸器等。 功用：柴油机骨架，起支承和固定作用。 2、曲柄连杆机构 组成：活塞组、连杆组、曲轴组等。 功用：柴油机主要运动件，实现从热能 到机械能转换的最基本部件。
3、配气机构及进排气系统 组成：凸轮轴、摇臂组件、气门组件、 空气滤清器、进排气管、消音器等。 功用：按照柴油机各缸工作顺序，定时 地打开或关闭进、排气门，使新鲜空气进 入气缸，并把燃烧后的废气排出气缸。 4、增压系统 组成：废气涡轮增压器、中冷器等。 功用：提高进气压力，增大空气密度， 提高柴油机功率。
4、柴油机主要性能指标 （1）12小时功率（额定功率） 允许柴油机连续运转12小时所能发出 的最大有效功率。 （2）持久功率 匀许柴油机长时间连续运转所能发出 的最的有效功率。 持久功率=额定功率×90%
油水管理
一、冷却水 1、冷却水质的要求 清洁的软化水，略呈碱性（PH=7~8.5） 2、硬水的软化 （1）将硬水煮沸，沉淀冷却后取用上部清 洁的水。 （2）加入软化剂 0.6g/L
3、乳化液的作用与配制 （1）作用：防锈、防腐、防垢，延长柴 油机使用寿命。 （2）配制方法 配方：5号机械油22%，石油硫磺钠 20%，蓖麻油钠皂12%~16%，苯骈三氮 唑，三基乙醇胺2%，水余量。 配制方法见《钻井柴油机工》P33页。
4、冬季用水 （1）低温预热 （2）短暂停车，注意跑温 （3）长期停车，必须放净冷却水（注意： 水泵、冷却器） （4）有条件可配制防冻液使用
（2）按工作过程不同分为：二冲程机、四 冲程机。 （3）按点火方式不同分为：压燃式、点燃 式。 （4）按机体结构型式分为：单缸机、多缸 机（V型、P型、L型等）。 （5）按转速分为：高速（1000r/min以上) 中速(600~1000r/min)、低速(600r/min以下）
4、内燃机名称 内燃机的名称一般按所采用的燃料命名。 5、内燃机的型号 （1）气缸数——气缸数目，用数字表示。 （2）机型系列——气缸直径(mm)，冲程数 目(E表示二冲程）。 （3）变型符号——该机型第几次变型产品。 （4）用途及结构特点符号——用字母表示 主要用途和不同结构特点。
(6)气缸总容积：活塞位于下止 点位置时，气缸内的容积Va
Va= Vc + Vh
(7)压缩比：气缸总容积与燃烧 室容积的比值ε ε= Va / Vc =（ Vc + Vh）/ Vc
=1+ Vh / Vc
(8)排量：多缸柴油机所有气缸 工作容积之和称为排量V V=i Vh 式中：i--气缸数目
2、四冲程柴油机工作原理 柴油机的工作过程，是按一定的规律将 燃料和空气送入气缸，使之在气缸内不 断着火燃烧放出热能这一系列作为可以 分成四个过程，即进气、压缩、工作和 排气过程。完成这样 一个工作循环活塞要连 续运行四个冲程（曲轴 旋转两周）的柴油机称 之为四冲程柴油机。
进排气 门 喷油器
空 气
新 鲜 空 气 吸 入 气 气缸内空气被压缩，混合气着火燃烧，排出燃烧后的废气， 缸 压力增至4Mpa， 膨胀作功，气体 温 度 300~500℃ ， 温度升至 压 力 增 至 压 力 降 至 约 0.1 500~700℃，与燃 6~10Mpa ， 温 度 Mpa 油形成混合气 达1700~2000℃
四冲程柴油机工作原理示意图
表1-1 四冲程柴油机工作情况
Ⅰ进气行程 活 塞 Ⅱ压缩行程 Ⅲ膨胀行程 Ⅳ排气行程 从 上 止 点 向 下 止 从下止点向上止点 点运动 运动 被燃烧膨胀的气 从下止点向上止点 体推动,从上止点 运动 向下止点运动
曲 轴
转过第一个半圈 (0°～180°)
转 过 第 二 个 半 圈 转过第三个半圈 转 过 第 四 个 半 圈 (180°～360°) (360°～540°) (540°～720°)
三、柴油机工作原理 1、常用名词术语
（1）上止点：活塞顶面距曲轴中 心线最大距离时的位置。 （2）下止点：活塞顶面距曲轴中 心线最小距离时的位置。 （3）活塞行程：活塞运行在上、 下止点间的距离S。 （4） 燃烧室容积：当活塞位于上 止点位置时，活塞顶上面的空间 容积Vc。 （5）气缸工作容积：上、下止点 之间的气缸工作容积Vh 。 Vh=πD2s/4 式中：D--气缸直径，s--活塞行程
冰点℃ 酒精-水 甘油-水 乙二醇-水
-10 -20 -30
19.5 31.0 40.6
32 5百度文库 64
28.4 38.5 47.8
二、柴油 1、分类：轻柴油、重柴油。 2、特点：自燃点低、粘度大、性能稳定、 安全性好。 3、性能指标 （1）十六烷值 50左右 （2）馏程 170~380℃ （3）粘度 3~8 （4）凝点 指柴油失去流动性，出现结 晶成为固体时的温度。
柴油机基本知识
一、柴油机概述 1、发动机分类 （1）风力发动机 （2）水力发动机 （3）电力发动机 （4）原子能发动机 （5）热力发动机
2、热力发动机 将燃料燃烧所释放出的热能转变成机械能 的发动机。 （1）外燃机 燃料在发动机外部燃烧的热机。 （2）内燃机 燃料在发动机内部燃烧的热机。 3、内燃机分类 （1）按燃料不同分为：柴油机、汽油机、天 然气机等。
转 过 1 圈 (270° ～ 360°) ，排气凸轮 顶起挺柱 进气门关闭，排气 门打开
凸轮轴
转 过 1/4 圈 (0° ～ 转过1/2圈 (90°～ 转过3/4圈 90°) ，进气凸轮 180°) (180°～270°) 顶起挺柱 进 气 门 打 开 ， 排 进排气门关闭 气门关闭 在压缩上止点前喷 入雾状燃油 进排气门关闭
3、多缸柴油机工作特点 （1）目的：解决单缸柴油机在运转中出现的冲 击载荷，提高柴油机运转的均匀性，减少磨损。 （2）发火（工作）间隔角：∮=720°÷I, I----柴油机气缸数目。 （3）发火顺序： 4缸 1—3—4—2 6缸 1—5—3—6—2—4 12V190 1-8-5-10-3-7-6-11-2-9-4-12 12V135 1-12-5-8-3-10-6-7-2-11-4-9
二、柴油机基本结构及功用 1、机体组件 组成：机体、气缸套、气缸盖、油底壳、 呼吸器等。 功用：柴油机骨架，起支承和固定作用。 2、曲柄连杆机构 组成：活塞组、连杆组、曲轴组等。 功用：柴油机主要运动件，实现从热能 到机械能转换的最基本部件。
3、配气机构及进排气系统 组成：凸轮轴、摇臂组件、气门组件、 空气滤清器、进排气管、消音器等。 功用：按照柴油机各缸工作顺序，定时 地打开或关闭进、排气门，使新鲜空气进 入气缸，并把燃烧后的废气排出气缸。 4、增压系统 组成：废气涡轮增压器、中冷器等。 功用：提高进气压力，增大空气密度， 提高柴油机功率。
4、柴油机主要性能指标 （1）12小时功率（额定功率） 允许柴油机连续运转12小时所能发出 的最大有效功率。 （2）持久功率 匀许柴油机长时间连续运转所能发出 的最的有效功率。 持久功率=额定功率×90%
油水管理
一、冷却水 1、冷却水质的要求 清洁的软化水，略呈碱性（PH=7~8.5） 2、硬水的软化 （1）将硬水煮沸，沉淀冷却后取用上部清 洁的水。 （2）加入软化剂 0.6g/L
3、乳化液的作用与配制 （1）作用：防锈、防腐、防垢，延长柴 油机使用寿命。 （2）配制方法 配方：5号机械油22%，石油硫磺钠 20%，蓖麻油钠皂12%~16%，苯骈三氮 唑，三基乙醇胺2%，水余量。 配制方法见《钻井柴油机工》P33页。
4、冬季用水 （1）低温预热 （2）短暂停车，注意跑温 （3）长期停车，必须放净冷却水（注意： 水泵、冷却器） （4）有条件可配制防冻液使用
（2）按工作过程不同分为：二冲程机、四 冲程机。 （3）按点火方式不同分为：压燃式、点燃 式。 （4）按机体结构型式分为：单缸机、多缸 机（V型、P型、L型等）。 （5）按转速分为：高速（1000r/min以上) 中速(600~1000r/min)、低速(600r/min以下）
4、内燃机名称 内燃机的名称一般按所采用的燃料命名。 5、内燃机的型号 （1）气缸数——气缸数目，用数字表示。 （2）机型系列——气缸直径(mm)，冲程数 目(E表示二冲程）。 （3）变型符号——该机型第几次变型产品。 （4）用途及结构特点符号——用字母表示 主要用途和不同结构特点。
(6)气缸总容积：活塞位于下止 点位置时，气缸内的容积Va
Va= Vc + Vh
(7)压缩比：气缸总容积与燃烧 室容积的比值ε ε= Va / Vc =（ Vc + Vh）/ Vc
=1+ Vh / Vc
(8)排量：多缸柴油机所有气缸 工作容积之和称为排量V V=i Vh 式中：i--气缸数目
2、四冲程柴油机工作原理 柴油机的工作过程，是按一定的规律将 燃料和空气送入气缸，使之在气缸内不 断着火燃烧放出热能这一系列作为可以 分成四个过程，即进气、压缩、工作和 排气过程。完成这样 一个工作循环活塞要连 续运行四个冲程（曲轴 旋转两周）的柴油机称 之为四冲程柴油机。
进排气 门 喷油器
空 气
新 鲜 空 气 吸 入 气 气缸内空气被压缩，混合气着火燃烧，排出燃烧后的废气， 缸 压力增至4Mpa， 膨胀作功，气体 温 度 300~500℃ ， 温度升至 压 力 增 至 压 力 降 至 约 0.1 500~700℃，与燃 6~10Mpa ， 温 度 Mpa 油形成混合气 达1700~2000℃
四冲程柴油机工作原理示意图
表1-1 四冲程柴油机工作情况
Ⅰ进气行程 活 塞 Ⅱ压缩行程 Ⅲ膨胀行程 Ⅳ排气行程 从 上 止 点 向 下 止 从下止点向上止点 点运动 运动 被燃烧膨胀的气 从下止点向上止点 体推动,从上止点 运动 向下止点运动
曲 轴
转过第一个半圈 (0°～180°)
转 过 第 二 个 半 圈 转过第三个半圈 转 过 第 四 个 半 圈 (180°～360°) (360°～540°) (540°～720°)
三、柴油机工作原理 1、常用名词术语
（1）上止点：活塞顶面距曲轴中 心线最大距离时的位置。 （2）下止点：活塞顶面距曲轴中 心线最小距离时的位置。 （3）活塞行程：活塞运行在上、 下止点间的距离S。 （4） 燃烧室容积：当活塞位于上 止点位置时，活塞顶上面的空间 容积Vc。 （5）气缸工作容积：上、下止点 之间的气缸工作容积Vh 。 Vh=πD2s/4 式中：D--气缸直径，s--活塞行程
冰点℃ 酒精-水 甘油-水 乙二醇-水
-10 -20 -30
19.5 31.0 40.6
32 5百度文库 64
28.4 38.5 47.8
二、柴油 1、分类：轻柴油、重柴油。 2、特点：自燃点低、粘度大、性能稳定、 安全性好。 3、性能指标 （1）十六烷值 50左右 （2）馏程 170~380℃ （3）粘度 3~8 （4）凝点 指柴油失去流动性，出现结 晶成为固体时的温度。