柴油机配件的详细知识
柴油机主要机件详细教材
第二章柴油机主要机件第一节柴油机主要机件及其工作条件柴油机主要机件是指构成柴油机主体结构的零，部件。
主要机件是柴油机完成两次能量转换的依靠。
主要机件的技术状态对柴油机寿命和工作性能起决定性影响。
一、主要机件柴油机的主要机件组成如图1-1所示。
按各机件在工作中的功用，主要机件可分为燃烧室组件，曲柄连杆机构和支承联接组件。
它们各自作用与工作条件不一样，对维护管理要求也不同。
（一）燃烧室组件燃烧室组件包括气缸套，气缸盖和活塞组件。
它们共同构成密闭的气缸工作空间，是柴油机工质更换、燃气形成和膨胀作功的空间。
它们都承受高温、高压和腐蚀性燃气的直接、反复作用。
高压和高温对燃烧室各组件造成的危害较严重。
其中高温的作用较复杂，影响因素也多，故在实际管理中更应引起注意。
（二）曲柄连杆机构曲柄连杆机构包括连杆组件和曲轴组件，它们将活塞往复运动转变为曲轴回转运动，将作用于活塞的燃气压力转为转矩并由曲轴向外输出。
工作中，曲柄连杆机构的机件主要承受气体力及运动惯力所形成的机械负荷。
（三）支承联接组件。
支承联接组件主要有机座、主轴承、机体等。
它们形成柴油机的骨架、支承和安装运动机件、燃烧室组件以及柴油机各种系统设备。
机座为柴油机基础，曲轴通过主轴承安装于机座上。
机体、气缸套和缸盖都以机座作为安装基础。
机座通过垫块等将柴油机紧固于船体基座上。
机体下部与机座共同形成曲轴回转空间，上部安装气缸套、气缸盖。
两侧布置凸轮轴等各种设备。
支承联接组件中各机件，主要承受曲柄连杆机构传递的气体力、运动惯性力作用。
要保证其支承和联接机件的相互位置正确，管理中，要防止它们变形以及联接松动。
柴油机的主要机件也可以按工作时运动状态不同分为固定部件和运动部件两大类。
固定部件包括气缸盖、机体、机座和主轴承等不动的主要机件和它们的联接紧固件。
它们组成柴油机固定整体。
它们确定了柴油机外形轮廓。
它们的质量占柴油机总质量的70％左右。
为能在气体作用力、运动惯性力及联接紧固力等机械负荷作用下不变形、保证正确的支承与导程作用，它们应有足够刚度和强度。
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。
柴油机主要运动部件
第三章柴油机主要运动部件【学习目标】掌握活塞组件、连杆组件和曲轴飞轮组件等各部件的功用、基本结构、安 装要求及检查维护柴油机主要运动部件包括活塞组件、连杆组件和曲轴组件，常称为曲柄连杆机构，如图 1-17所示。
它们是完成柴油机工作循环和实现能量转换的重要部件。
第一节活寨组件活塞组件由活塞、活塞销和活塞环组成，如图1-18所示。
活塞环装在活塞的环槽内 活塞销装入活塞的销座孔内。
活寨组件在气缸内做往复直线运动。
活塞里t牛 逐杆组件图1-17主要运动部件1、2-气环3-油环4-卡簧5-活塞6-衬套7-连杆8-连杆轴承9-连杆轴承盖10-连杆螺栓11-开口销12-连杆螺母13-活塞销14-键15-曲轴16-螺栓 17-飞轮一、活塞1、活塞的功用活塞的功用是与气缸套、气缸盖共同构成密闭的气缸空间，并沿气缸作往复直线运 动，改变气缸容积，承受气体压力和侧推力。
2、活塞的基本结构活塞为筒形活塞，由活塞顶、头部、环槽、裙部、销座组成，如图1-19所示。
图1-19筒形活塞结构活塞顶通常为简单曲面，如做成浅凹坑，以适应喷油器喷出燃油形状；头部是活塞顶 到第一道环槽的一段圆柱体；环槽位于头部和裙部，头部有数道环槽，安装气环和油环， 而裙部有1〜2道环槽，安装油环，且油环环槽开有回油孔；裙部是头部以下的圆柱体，为 活塞运动导向，并承受侧推力；销座是群部内凸出部分，并制有圆孔，安装活塞销。
3、活塞的常见损伤及检查活塞常见缺陷有活塞环槽、群部及销座孔磨损，活塞顶烧蚀，裂纹或破损等。
活塞环卡黄活客 活塞销图1-18活寨组件<1）测量活塞裙部的磨损。
应在活塞裙部上、中、下三个位置，且每个位置分别测出纵、横方向直径，计算其圆度和圆柱度，如图1-20所示。
S-|0 ffljm横向纨向图1-20测量活塞裙部磨损<2）测量活塞与气缸的间隙。
可采用尺寸比较法和直接测量法，尺寸比较法是用气缸中、下部横向的最大直径减去活塞裙部横向的最小直径获得；直接测量法是用塞尺直接测出活塞群部与气缸的间隙，但很少使用。
第3章 柴油机的基本结构及部件
3.汽缸套外圆须精磨，汽缸体上的孔须珩磨。
缸套的润滑和冷却
润滑
飞溅润滑 注油润滑
冷却
闭式淡水循环冷却。冷却水由冷却水空间 的最低处进入，由最高处排出，以确保冷 却水充满冷却空间，避免形成气囊。
返回
气 缸 实例
返回
活 塞
作用
活塞的分类
活塞的结构 活塞的冷却
返回
作
用
和汽缸盖、汽缸一起形成燃烧室
曲柄的排列（1）
各缸发火间隔角应相等，以使柴油机动力输出均 匀。各缸发火间隔角应等于完成一个工作循环所 需要的曲轴转角度数除以气缸数目所得的商。因 此二冲程柴油机相邻发火的两个缸的曲柄夹角为 360o/i，四冲程柴油机为720o/i（i为柴油机气 缸数）。
应尽量避免相邻气缸连续发火，以减轻相邻气缸 间的主轴承负荷。
第三章 柴油机的基本结构及部件
第一节 机架、机座和贯穿螺栓
第二节 燃烧室部件 第三节 曲柄连杆机构 第四节 喷油设备 第五节 换气机构及增压
基本结构图1
基本结构图2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
返回
第一节 机座、机架和贯穿螺栓
机座 bedplate
机架 frame
贯穿螺栓
机 座
作用:
承担全机重量 承受气体力、惯性力与安装预紧力 集中与贮存滑油并形成密闭空间 安放曲轴，并留有曲柄回转空间。对基座的 基本要求是要有足够的刚度。
将气体产生得推力传给连杆
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活塞的分类
十字头式活塞
适用于二冲程柴油机
柴油机的结构和主要零部
7．常见故障
气缸套的损坏形式有内表面磨损、裂纹、拉缸、 外表面的腐蚀和穴蚀 1）裂纹 ①部位：一般发生在应力集中的部位。如气口、 布油槽及凸肩等处。 ②原因： ③检查方法：
2）磨损 （1）气缸套磨损的形式 ①熔着磨损：一般发生在活塞位于上止点时第一道活 塞环所对应的缸套位置。
②腐蚀磨损：A、低温腐蚀 防止低温腐蚀的措施 B、高温腐蚀
1单体式气缸盖
2整体式气缸盖
①单体式：每个气缸设一个气缸盖，用在中、大型高 增压柴油机。特点是气缸盖和气缸套接合面处的密封 性好，拆装方便，但气缸的中心距加大，柴油机长度 增加。
②整体式：整个柴油机所有气缸的气缸盖铸成一体， 多用于小型柴油机。特点是气缸的中心距小，结构紧 凑，但易变形，密封性差，结构复杂，加工不便。 ③分组式：2~3个气缸的气缸盖合铸成一体，用在缸 径较大的中小型高速机上。
③磨料磨损：
（2）过度磨损
正常磨损：铸铁缸套的磨损量＜0.1mm/kh 套的磨损量＜0.01--0.03mm/kh
原因：
镀铬缸
（3）缸套磨损的最大位置
大多数柴油机缸套磨损的最大位置是在活塞位于上止 点时第一道活塞环所对应的缸套位置：
原因：①活塞在上部运动速度较低，不易形成液体动 力润滑和油膜；
②缸套上部温度高，气缸油易氧化变质、蒸发烧结；
模块二 柴油机的结构和主要零部件
重点：柴油机各主要部件的作用、工作条件、 工作原理及结构特点，各部件的常见故障及原 因，管理注意事项。
难点：燃烧室部件承受的机械负荷、热负荷及 分析，缸套、活塞、连杆、十字头、曲轴、活 塞杆填料涵及活塞冷却机构的结构，曲柄排列 与发火顺序。
主要内容
单元一 燃烧室部件
1-活塞杆；2-冷 却油管；3-活 塞裙；4-活塞 环；5-活塞头
柴油机的结构和主要零部件分解课件
03
燃烧室的设计需要综合考虑燃料喷射、混合气形成、燃烧速度和排放等多个因 素，以达到最佳的性能表现。
柴油机的维护与保
04
养
定期检查与保养项目
燃油系统检查
冷却系检查
确保燃油系统清洁，无堵塞和泄漏，定期 更换燃油滤清器。
检查冷却液是否清洁，冷却系统无泄漏， 定期更换冷却液。
润滑系统检查
空气滤清器检查
凸轮轴
通过与气门挺杆的配合，控制气门的开启和 关闭时间。
排气门
控制排气通道的开启和关闭，保证废气排出 。
空气滤清器
过滤进入气缸的空气中的杂质和灰尘，保证 空气质量。
燃油系统
燃油箱
储存燃油。
燃油滤清器
过滤燃油中的杂质和水分，保 证燃油质量。
喷油器
将燃油喷入燃烧室，与空气混 合后燃烧。
输油泵
将燃油从燃油箱输送到喷油器 ，保证燃油供应。
检查机油是否清洁，油位是否正常，定期 更换机油和机油滤清器。
定期清洁或更换空气滤清器，确保进气系 统畅通。
主要零部件的更换周期
01
燃油滤清器
每行驶10000-20000公里更换一次 。
机油滤清器
每行驶5000-10000公里更换一次。
03
02
空气滤清器
每行驶5000-10000公里清洁或更换 一次。
柴油机的结构和主要零 部件分解课件
目录
• 柴油机概述 • 柴油机的主要零部件 • 柴油机的结构特点 • 柴油机的维护与保养
柴油机概述
01
柴油机的定义与特点
总结词
柴油机是一种以柴油为燃料的内燃机， 具有高效率、大功率和低油耗等特点。
VS
详细描述
柴油机的零部件保养
柴油机的零部件保养柴油机是现代工业化生产的必备设备，其高效、耐用的特性得到了广大用户的青睐。
而柴油机的零部件是保证机器正常工作的关键，其正确的保养对于延长机器使用寿命、降低维修成本非常关键。
本文将为大家介绍柴油机的零部件保养知识。
一、柴油机的滤清器柴油机的滤清器是一个非常重要的零部件，其主要功能是过滤柴油机燃油系统中的杂质、水分，防止杂质和水分损伤燃油系统，同时保证燃油的充分燃烧，提高柴油机的工作效率。
因此，在日常的使用中，必须要对滤清器进行定期更换和清洗，以确保其正常工作。
滤清器的更换周期一般是每5000公里或每三个月更换一次，如果遇到恶劣的工作环境，则需要更加频繁地维护。
在更换时，还需要注意选择合适的滤清器品牌和型号，以免出现不同品质的滤清器对机器造成负面影响。
二、柴油机的发动机油柴油机的发动机油也是一项非常重要的零部件，它可以润滑和冷却发动机，减少摩擦，延长发动机的使用寿命。
因此，在日常的使用中，必须要对发动机油进行定期更换和检查，以确保其正常工作。
发动机油的更换周期一般是每5000公里或每三个月更换一次，如果遇到恶劣的工作环境，则需要更加频繁地维护。
同时，在更换时，要注意选择适合柴油机型号的油品，以确保其充分润滑发动机，并保证柴油机的正常工作。
三、柴油机的冷却器柴油机的冷却系统是很重要的零部件，其主要功能是将柴油机的热量排放出来，保持柴油机的正常工作温度，保证柴油机的正常工作。
因此，在日常的使用中，必须要对冷却器进行定期清洗和检查，以确保其正常工作。
冷却器的清洁一般是每三个月左右进行一次，如果遇到恶劣的工作环境，则需要更加频繁地进行维护。
在清洁时，需要用专用的冷却水将冷却器中的杂质和沉淀物进行冲洗，以确保其正常工作。
同时，在维护后，要记得检查冷却液的冷却效果和颜色，以确保其正常工作。
四、柴油机的电瓶电瓶是柴油机电气系统中的核心部件，它提供了柴油机的启动电源。
因此，机主需要定期对电瓶进行检查和维护，以确保其正常工作。
柴油机结构结构分析与主要部件
4.连杆螺栓
1）工作条件：（1）二冲程机连杆螺栓工作中只 受预紧拉力作用；（2）四冲程机连杆螺栓工 作中受预紧拉力、惯性拉力（换气上止点附近 受力）、附加弯矩
2）断裂多发生于四冲程高速机，且多发于螺纹 部分，轮机员应特别重视
3）改善措施：用韧性好、强度高的优质碳钢或 合金钢制造；采用柔性结构提高抗疲劳强度 （增加长度，减小杆部直径，采用细螺纹；大 圆角过渡减小应力集中；螺栓与支撑面垂直减 小附加弯曲应力）
图2.2-51 RTA柴油机连杆
1-小端轴承盖；2--小端轴承座；3-小端轴承螺栓；4-杆身；5-大 端轴承螺栓；6-垫片；7-大端轴承座；8-大端轴承盖；
四、十字头式柴油机连杆和连杆轴承的结构特点
十字头式柴油机连杆也是由小端、杆身和 大端三部分组成。连杆杆身中部设有油孔，用 来将滑油从连杆小端轴承送至大端轴承润滑。 对应于不同类形的十字头，连杆小端也有两种 结构，一种是分岔式连杆小端（已淘汰），另 一种是全支撑式连杆小端（多用）。根据杆身 与大端轴承座是否分开分为车用大端和船用大 端 。车用大端结构简单、紧凑，目前在大型 船用低速柴油机中得到了广泛的应用
PN
PT
H
P
ML
β
T Nα
ω
PT FR
PN＇ T〃
T＇ N
PT＇ P＇
F
F
b
二、连杆的要求和材料
1.要求：耐疲劳、抗冲击，具有足够刚度 和强度；长度短、重量轻、便于拆装， 工作可靠，寿命长，杆身表面不能有细 小裂纹
2.材料：大型低速机多用中碳钢；中高速 强载机用优质碳钢或合金钢，圆形断面 或工字形断面（减轻重量，增大抗弯能 力，材料利用充分，多用）
d连杆工字形断面
e阶梯形切口是斜切口的一种变形，可以在满足 连杆的拆装的前提下使曲柄销轴承更粗，以减 小轴承负荷和保证曲轴的刚度
2 柴油机的结构和主要部件要点
2.2 柴油机的主要部件及检修2.2.1柴油机的结构特点2.2.1.1现代船用柴油机的结构特点1．气缸尺寸采用长行程或超长行程 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过大则换气品质恶化，S/D较小则换气品质较好。
2．燃烧室部件普遍采用钻孔冷却结构现代超长行程柴油机燃烧室部件的热负荷和机械负荷已达到相当高的程度，成为限制柴油机继续提高增压度的主要因素。
为了合理解决这一技术难题，普遍采用了钻孔冷却结构，这是一种最佳的“薄壁强背”结构形式。
3．采用旋转式排气阀及液压式气阀传动机构旋转式排气阀可使排气阀在启闭时有微小的圆周运动，可保证气阀密封面磨损均匀、贴合严密，提高了排气阀的可靠性。
液压式气阀传动机构改变了沿用几十年的机械式气阀传动机构，延长了气阀机构的使用寿命、减轻了排气阀的噪声，成为现代直流换气柴油机广泛采用的气阀及气阀传动机构。
4．喷油泵采用可变喷油定时（VIT）机构小缸径柴油机的VIT机构采用曲线斜槽柱塞，其喷油定时与喷油量的关系是固定的；大缸径柴油机的VIT机构采用升降套筒法调节喷油定时，而喷油量的调节则采用旋转柱塞法，其喷油定时与喷油量的关系是可变的。
5．采用薄壁轴瓦超长行程柴油机的十字头轴承和曲柄销轴承均承受着巨大的单向冲击性负荷，为了提高它们的可靠性，广泛使用了薄壁轴瓦。
6．独立的气缸润滑系统气缸注油量随负荷自动调整，注油定时电子控制，以保证气缸套可靠的润滑。
7．曲轴上增设轴向减振器超长行程柴油机的发展使曲轴轴向刚度变弱，容易产生轴向振动。
因而现代超长行程柴油机常在曲轴前端增设轴向减振器，以有效地消减曲轴的轴向振动。
8．焊接曲轴焊接曲轴是把单位曲柄通过焊接而组成一个整体的焊接型曲轴。
这是现代曲轴制造工艺中的一项重要成就。
目前这种曲轴已在长冲程大型低速机中应用。
典型题目:1.下面对现代低速柴油机结构特点的叙述中，（）不正确。
A．燃烧室部件钻孔冷却B．采用薄壁轴瓦C．曲轴上装轴向减振器D．采用铸造曲轴2. 采用（）来提高现代船用柴油机的经济性已不可取。
柴油机的结构和主要部件课件
MAN B&W公司的S50MC-C柴油机
为大型集装箱船设计制造的。1982年投入市场， 20多年仍在不断发展和改进。
应用了经验、新技术、新材料，已成为最多被选 用的船舶主机。
发展目标是紧凑型。在提高输出功率10%的前提 下改善可靠性、减轻重量10%、缩短长度10%。
行程/缸径比4；Pmax=15MPa；大轴径曲轴增强了 刚度、加大了轴承的承载面积并在相同的轴承负 荷下缩短了曲轴长度；短连杆降低了整机高度， 整机重量下降。
低频热应力的产生
工作时燃气与冷却液的温差产生热应力 上侧为压应力，产生高温蠕变； 下侧为拉应力。
停车后活塞顶变冷产生很大的残余拉 应力而导致活塞裂纹裂纹的产生。
这种应力发生于从停车到起动、运转， 再到停车的过程中，每变化一次周期 较长，频率低。
活塞顶的烧损
活塞顶部的材料有时会逐渐烧蚀，使顶部越来越 薄，强度变差。
该机为整铸机体，全纤维锻造曲轴 独立气缸冷却水套，组合活塞，带 有火焰环的汽缸套，电子调速器，高 效增压器，两级中间空气冷却器。
极佳的经济性、长维修周期和高寿 命使该机广泛用于全球船舶领域中。
新型智能型柴油机YMD-RT-flex58T-B
RT-flex58T-B智能型柴油机取消凸轮轴系统及其
气缸盖腐蚀疲劳
二冲程柴油机铸钢气缸盖在密封凸缘处冷却水侧 发生腐蚀疲劳裂纹。
冷却水中含有各种酸根离子和溶解氧将对金属发 生电化学腐蚀和氧化，金属晶界是首先被腐蚀和 氧化的部位。
这将导致被腐蚀的表面变得粗糙并产生应力集中， 使材料的疲劳强度显著下降。
又由于该气缸盖与气缸套的圆锥部分配合不良， 以及气缸盖螺栓的过分紧固，在柴油机运转时， 使密封凸缘冷却水侧产生较大的脉动机械应力。 从冷却水侧开始发生腐蚀疲劳裂纹。
第二章柴油机的总体结构及主要零部件
Pz
(2)气体力引起的机械应力
气缸盖 水冷面为拉应力 触火面为压应力
弯曲应力与缸盖底板半径的平方成正比， 与底板厚度的平方成反比
活塞 活塞顶板在最高燃烧压力作用下 产生很大的弯矩和弯曲应力 水冷面为拉应力 触火面为压应力
燃烧室部件中由气体压力而产生的机械应力 都和最高爆发压力成正比，与部件壁厚成反比
第二节 燃烧室部件
油 环
油环的结构、原理 单刃油环、双刃刮油环
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。
气环的泵油作用
第二节 燃烧室部件
承磨环
作用：专为十字头式活塞与气缸的磨合而设置
第二节 燃烧室部件
活塞杆填料函
作用 防止扫气空气和污油、污物漏入曲轴箱，以免加热和污染曲轴箱滑油，腐蚀曲轴与连杆等部件。 防止曲轴箱中的滑油进到扫气箱中，污染扫气空气
往复回转
活塞 (Piston)
连杆 (Connecting rod)
曲轴 (Crankshaft)
动力和辅助系统
起动系统 (Starting sys.)
燃油系统 (F.O sys)
润滑系统 (L.O sys)
冷却系统 (Cooling sys.)
操纵和控制系统
第一节 柴油机的概述
换气系统
曼/曼恩 B&W
气缸套穴蚀的主要原因：缸套振动
措施：在缸体上安装防腐蚀锌板，或水中加缓蚀剂和防锈油等。
第二节 燃烧室部件
气缸盖的构造
气缸盖的作用、工作条件及要求
气缸盖
气缸盖的类型
作用：组成燃烧室；安装各种阀件－喷油器、气缸起动阀、示功阀、安全阀、 排气阀（四冲程和直流扫气二冲程机）、进气阀（四冲程机）；四冲程机布置进、排气道和气阀摇臂机构 工作条件：受螺栓预紧力和缸套支撑反力作用；工作中受燃气高温、高压作用， 冷却水腔受水腐蚀；结构复杂、金属分布 不均匀而产生的应力集中，尤其是阀孔之间的 狭窄区域（鼻梁区）最恶劣 要求：足够的强度和刚度；良好的冷却；可靠的气封和水封；气缸盖上各种阀件的拆装、维护方便；冷却水腔的水垢容易清除。
船用柴油机构造及机件讲解
完整。受压面和各种道腔应分别符合规定的压力试验要求，各安装座孔尺寸、形状都应符 合精度要求。尤其是各个阀座孔与阀锥面应保持良好的密封状态。气缸直径在 400mm 以下 的气缸盖材料多用 HT400 之类的灰铸铁；400mm 以上者多用球墨铸铁，如 QT60—2 等。 不少大型低速柴油机采用铸钢缸盖或者采用铸铁——铸钢组合式缸盖。
二、气缸套的功用、工作条件和要求
（一）气缸套的功用
气缸套是一个圆筒形零件，置于机体的气缸体孔中，上由气缸盖压紧固定。活塞在其
内孔作往复运动，其外有冷却水冷却。
气缸套的功用有：
1．与缸盖、活塞共同构成气缸工作空间。
2．筒形活塞柴油机的气缸套承受活塞侧推力，成为活塞往复运动的导程。
3．将活塞组件及本身的热量传给冷却水，使之工作温度适当。
第二节 气缸盖和气缸套
一、气缸盖的功用、工况及要求 （一）气缸盖功用
气缸盖用螺栓紧固于机体顶部，成为柴油机的顶端部件，故俗称气缸头。其功用如下： l．封闭气缸套顶部，与活塞、缸套共同组成密闭的气缸工作空间。 2．将气缸套压紧于机体正确位置上，使活塞运动正常。 3．安装柴油机各种附件，如喷油器、进、排阀装置、气缸起动阀、示功阀、安全阀 以及气阀摇臂装置等等。 4．布置进、排气道，冷却水道等。在小型高速机的气缸盖中还布置涡流室或预燃室 等。因此气缸盖中孔腔、通道繁多，使其结构形状比较复杂。 （二）气缸盖的工况 工作中，气缸盖的底面就是燃烧室的顶壁，承受高温高压燃气所施加的机械负荷和热 负荷。同时受到紧固联接螺栓的安装预紧力以及冷却水和高温燃气的腐蚀作用。 1．热应力 气缸盖触火底面的工作温度随着柴油机的负荷增大和冷却条件变差而会升高。工作温 度在喷油器孔与气阀座孔之间的鼻梁区最高。缸盖底的触火面与触水面之间以及缸盖中央 与四周之间都存在着很大温差。据测量某柴油机在运行时排气阀座孔处温度达 430℃，最 大温差超过 200℃。又由于各部分厚度不均、形状复杂以及螺栓紧固的束缚，使热胀冷缩 受牵制严重而造成很大的热应力。热应力往往是缸盖裂纹的主要原因。热应力以 σT表示。 2．气体压力 燃气向上对缸盖的总作用力的中心在气缸盖中央。缸盖螺栓从四周压紧缸盖，故使缸 盖中央上拱弯曲。对缸盖底面板壁来讲，上拱变形使触火面受压、而触水面受拉。其作用 效应与热应力一样。气体产生的应力以σc表示。 3．安装应力 缸盖螺栓施于气缸盖的预紧力约为缸盖底面气体最高爆发力的数倍，以确保紧固密封 可靠。在预紧力及支承力作用下缸盖也有中央上拱弯曲的趋势，也使缸盖底壁触火侧受压 应力，而冷却水侧受拉应力。预紧应力与预紧力大小成正比，为静应力，以σj表示。在安 装不正确时将会出现很大数值。 4．腐蚀 冷却气缸盖等的冷却水通常是含有SO4--和CI-等酸根离子的电解质溶液。而缸盖冷却面 由于各种原因存在电位差。在电解质溶液中，电位较低的阳极将被腐蚀。例如：铸铁材料 中，铁比碳化铁的电位低；受拉伸应力和拉伸变形部位的电位也较压应力变形部位的电位 低；冷却水中含氧量少的部位的电位也低；这样这些部位的金属会受电化学腐蚀，在静应 力下，腐蚀使材料失落处呈现麻点，安装防蚀锌块能有效地减轻电化学腐蚀。而在脉动机 械应力下，麻点即成为应力集中处，成为疲劳裂纹源。在脉动应力和电化学腐蚀共同作用 时，使处于晶格滑移带受腐蚀，引起金属材料的抗疲劳强度显著下降，这种现象称为腐蚀 疲劳。高温燃气对气缸盖底面也有较强的化学腐蚀作用。 由上分析可见，气缸盖的工作条件是十分恶劣的。 （三）气缸盖的要求。 气缸盖是一个负荷严重而结构又十分复杂的重要机件。要求其有足够的强度、良好的 耐热性；同时材料还应具有良好的浇铸工艺性。 气缸盖的结构应有足够的刚性。触火面形状应符合图纸要求。有足够圆弧过度且光洁
柴油机配件的详细知识
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冷却系统
冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发 出去,保证发动机在最适宜的温度状态下工作。水冷发 动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、 节温器等组成。
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润滑系统
润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的 清洁润滑油,以实现液体摩擦,减小摩擦阻力，减轻机件 的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却。润滑系通常 由润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀门等组成。
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按照气缸数目分类
内燃机按照气缸数目不同可以分为单缸发动机和多缸 发动机。仅有一个气缸的发动机称为单缸发动机;有两 个以上气缸的发动机称为多缸发动机。如双缸、三缸 、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸等都是多缸发动 机。常用多缸发动机多采用四缸、六缸、八缸发动机 。
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燃料供给系统
柴油机燃料供给系的功用是把柴油和空气分别供入气 缸,在燃烧室内形成混合气并燃烧,最后将燃烧后的废气 排出。
燃油喷射式由空气供给系统、燃油供给系统和电子控 制系统组成。
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发动机分类
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发电机组产品知识
——发电机介绍
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发电机组最主要的部分其实还是发动机,然后是发电机,控 制系统和散热器等。
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发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。 定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其
第二章 柴油机结构及主要部件
气体压力引起的机械负荷
气缸盖 气缸套 活塞
惯性力引起的机械负荷 活塞
结论：
燃烧室部件由气体压力而产生的机械应力，都与 最高爆发压力成正比，因此柴油机在运转中不要 使燃烧压力过高，以免机械应力过大。 为抵御机械负荷影响，部件应有一定的厚度。
通常将最高(爆发)压力Pmax作为柴油机机械负荷的主要标志。
• 气缸盖底板的热应力：
• 气缸盖底板触火面受压，出水面受拉应力。
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船舶柴油机
热负荷分析-高温蠕变与热疲劳
几个概念：
受高温蠕变影响，压应力逐渐减小，
①蠕变：
最后出现拉应力，产生疲劳裂纹
• 金属材料在高温、高应力作用下，金属晶粒发生挤压 （或拉伸），产生的塑性变形。
②热疲劳：
• 燃烧室部件在交变的热应力作用下出现的破坏现象称 热疲劳。
温度场：利用受热部件中温度分布图，准确地表 示和评定热负荷，如右图所示。
船上轮机管理人员通常用柴油机排气温度，来判断热负荷的高低
船舶柴油机
热负荷过大的影响
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1）使材料的机械性能降低，承载能力下降； 2）使受热部件膨胀、变形，改变了原来正常工作间隙； 3）使润滑表面的滑油迅速变质、结焦、蒸发乃至被烧掉； 4）使有些部件（如活塞顶）受热面被烧蚀； 5）使受热部件承受的热应力过大，产生疲劳破坏等。
热疲劳裂纹：
• 柴油机运行时，触火面在高温下长期受压，产生了塑 性变形。当停车冷却后，已变形的触火面收缩受限，
产生拉应力。在长期启动、停车或负荷变化过程中，
应力交替变化，在触火面产生疲劳裂纹。
交变频率由启动－运转－停车的循环次数决定，频率
较低。——热疲劳裂纹由低频热应力引起。
第三章柴油机要紧固定部件
第三章柴油机要紧固定部件【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要紧固定部件包括机座、机体、气缸盖、气缸套、主轴承等，如图1-8所示。
它们组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。
图1-8 主要固定部件1-机座 2-机体 3-气缸套 4-气缸盖 5-主轴承第一节机座一、机座的功用机座的功用是，作为柴油机安装基础；经受柴油机重力和额外作使劲；搜集或贮存滑油。
二、机座的大体结构机座位于柴油机的底部，柴油机依托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，采纳整体铸造结构形式，其上平面安装机体，与机体一起组成曲轴箱；横隔板上主轴承座孔安装主轴承，支撑曲轴；底部集中和贮存滑油。
机座除经受柴油机重力和额外作使劲外，还直同意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，机座必需具有足够的刚度及强度，以避免机座变形或损坏。
图1-9 机座三、机座的保护机座的检查：（1）按期检查地脚螺栓紧固度，以避免因垫块磨损、地脚螺栓松动而造成事故。
（2）及时清除地脚螺栓周围的污油水，以避免阻碍地脚螺栓的紧固性。
（3）检查时，发觉地脚螺栓松动，应进一步检查垫块配合是不是正确、地脚螺栓的螺纹是不是完好。
（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，采纳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。
图1-10 机座与船体上基座连接机座的安装要求：（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，避免机座受力后变形过大，阻碍运动部件的对中。
柴油机部分零件工装夹具总结
柴油机部分零件工装夹具柴油机的主要机构组件一般包括：机体、曲柄连杆机构、配气机构、燃油系统、润滑系统、冷却系统、电器系统。
1.机体：是柴油机的骨架，由它来支撑和安装其它部件，包括：缸体、缸套、缸盖、缸垫、油底壳、飞轮壳、正时齿轮壳、前后脚。
即固定部件。
2. 曲柄连杆机构：是柴油机的主要运动件，它可以把燃料燃烧产生的能量，通过活塞，活塞销，连杆，曲轴、飞轮转变成机械能传出去。
包括曲轴、连杆、活塞、活塞销、活塞销卡簧、活塞销衬套、活塞环、主轴瓦、连杆瓦、止推轴承、曲轴前后油封、飞轮、减震器等。
即运动部件。
本文总结了柴油机的缸体、气缸盖、曲轴以及连杆的部分工装夹具，现总结如下：1.柴油机缸体(1)柴油机缸体的通用工装定位基准：粗铣底面以加工标线为粗基准，之后的顶底面加工则互为基准；精铣底面和加工底面的两个工艺定位孔时，选择气缸体顶面及缸孔孔口毛坯边加工工艺定位的销孔为基准。
工装设计：①以缸体顶面的三个缸孔定位，从2个缸孔夹紧缸孔下部平面；②由于不同的立式加工中心的主轴加工高度不同，所以工装设计要根据待加工设备的数据进行；③压紧机构设计不能高于喷油沟孔安装平面；④由于部分气缸体是龙门式结构，所以必须设计专用的压块拧紧套筒，工装要设计出定位（对于大型缸体有初定位，方便吊装）。
(2)气缸体夹具顶部设有钻模板其定位与夹紧方式与(1)所述基本相似。
但不同的是夹具顶部设有钻模板，缸体只能从前面推进去，因此两定位销必须位于支承面下，定位时通过偏心机构升销的方式实现该操作。
偏心机构如下图所示。
偏心机构(3)机体柔性加工线随行夹具机体加工随行夹具主要用于加工机体的主轴孔、主轴承座平面、主轴承螺旋孔、凸轮孔及机体底平面等。
其主要特点：①工序集中，在一个工位上实施对机体进行5面加工。
②在线测量，及时发现加工中的缺陷，有效保证加工过程中的加工精度。
③制造基准与设计基准重合。
以机体的主轴孔及止推面作为机体主要的加工基准加工其他面、孔，保证机体的加工精度。
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AVR输 出直流 电给励 磁定子
P2 -P3 -P4
A.V.R 主 定 子
励磁 E- (6) 转子 E+ (5) 和定 子 主 转 子
发动机分类
按照进气系统分类
内燃机按照进气系统是否采用增压方式可以分为自然 吸气(非增压)式发动机和强制进气(增压式)发动机
按照气缸排列方式分类
内燃机按照气缸排列方式不同可以分为单列式和双列 式。单列式发动机的各个气缸排成一列，一般是垂直 布置的，但为了降低高度，有时也把气缸布置成倾斜 的甚至水平的；双列式发动机把气缸排成两列，两列 之间的夹角<180°(一般为90°)称为V型发动机，若两 列之间的夹角=180°称为对置式发动机。
曲柄连杆机构
曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运 动零件。它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。在作 功行程中，活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动，通过连杆 转换成曲轴的旋转运动，并从曲轴对外输出动力。而在进气、 压缩和排气行程中，飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成 活塞的直线运动。
组成：由汽缸体、汽缸盖、活塞、连杆曲轴 和飞轮等机件组成。
起动系统
要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用 外力转动发动机的曲轴，使活塞作往复运动，气缸 内的可燃混合气燃烧膨胀作功，推动活塞向下运动 使曲轴旋转。发动机才能自行运转，工作循环才能 自动进行。因此，曲轴在外力作用下开始转动到发 动机开始自动地怠速运转的全过程，称为发动机的 起动。完成起动过程所需的装置，称为发动机的起 动系。 组成：由起动机及其附属装置组成
按照所用燃料分类
内燃机按照所使用燃料的不同可以分为汽油机和柴油 机。使用汽油为燃料的内燃机称为汽油机；使用柴油 机为燃料的内燃机称为柴油机。汽油机与柴油机比较 各有特点；汽油机转速高，质量小，噪音小，起动容 易，制造成本低；柴油机压缩比大，热效率高，经济 性能和排放性能都比汽油机好。
发电机组产品知识
配气机构
配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程， 定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空 气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。 配气机构大多采用顶置气门式配气机构，一般由气门 组、气门传动组和气门驱动组组成。
燃料供给系统
柴油机燃料供给系的功用是把柴油和空气分别供入气 缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的 废气排出。 燃油喷射式由空气供给系统、燃油供给系统和电子控 制系统组成。
发动机的基本构成
发动机是一种由许多机构和系统组 成的复杂机器。无论是四行程发动 机，还是二行程发动机；无论是单 缸发动机，还是多缸发动机。要完 成能量转换，实现工作循环，保证 长时间连续正常工作，都必须具备 以下一些机构和系统。
曲柄连杆机构 配气机构 燃料供给系 润滑系 冷却系 起动系
——发电机介绍
发电机组最主要的部分其实还是发动机，然后是发电机， 控制系统和散热器等。
发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。 定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其 他结构件组成。 转子由转子铁芯(或磁极、磁扼)绕组、护环、中心环、滑环、 风扇及转轴等部件组成。 由轴承及端盖将发电机的定子，转子连接组装起来，使转 子能在定子中旋转，做切割磁力线的运动，从而产生感应 电势，通过接线端子引出，接在回路中，便产生了电流。
按照气缸数目分类
内燃机按照气缸数目不同可以分为单缸发动机和多缸 发动机。仅有一个气缸的发动机称为单缸发动机；有 两个以上气缸的发动机称为多缸发动机。如双缸、三 缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸等都是多缸发 动机。常用多缸发动机多采用四缸、六缸、八缸发动 机。
按照冷却方式分类
内燃机按照冷却方式不同可以分为水冷发动机和风冷 发动机。水冷发动机是利用在气缸体和气缸盖冷却水 套中进行循环的冷却液作为冷却介质进行冷却的；而 风冷发动机是利用流动于气缸体与气缸盖外表面散热 片之间的空气作为冷却介质进行冷却的。水冷发动机 冷却均匀，工作可靠，冷却效果好，被广泛地应用。
柴油发电机工作原理
柴油机驱动发电机运转，将柴油的能量转化为电能。
在柴油机汽缸内，经过空气滤清器过滤后的洁净空气与喷油嘴喷射出 的高压雾化柴油 充分混合，在活塞上行的挤压下，体积缩小，温度迅 速升高，达到柴油的燃点。柴油被点燃，混合气体剧烈燃烧，体积迅 速膨胀，推动活塞下行，称为‘作功’。各汽缸按一定顺序依次作功， 作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量，从而带动 曲轴旋转。
65 1801 00 12 .3
ext command= 1 17:15 gen running 12/01/00 GE en stand-by
机房通风
谢谢！
9-10,11-12 从主定子来 的交流电源 和传感信号 （2相或3相 感应） 轴 承 轴
PMG提 供电源 给AVR （安装 时）
控制系统
控制系统基本性能
具有手动、自动、测试停机 -具有各种安全保护功能
-对运行中的各种故障进行记忆
-LED故障显示报警
Fuel Lev(%) E.Speed(RPM) Batt. (Volts)
冷却系统
冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发 出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。水冷 发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、 节温器等组成。
润滑系统
润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的 清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻 机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却。润滑系 通常由润滑油道、机油泵内燃机按照完成一个工作循环所需的行程数可分为四 行程内燃机和二行程内燃机。把曲轴转两圈(720°)， 活塞在气缸内上下往复运动四个行程，完成一个工作 循环的内燃机称为四行程内燃机；而把曲轴转一圈 (360°)，活塞在气缸内上下往复运动两个行程，完成 一个工作循环的内燃机称为二行程内燃机。