2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,1,復習回顧,活塞組的管理與維護連桿組的管理與維護曲軸組的管理與維護軸瓦的管理與維護,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,2,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,3,主要固定件,氣缸套,氣缸體,機架,機座,主軸承,貫穿螺栓,氣缸,大型低速柴油機,中小型柴油機,機座/油底殼,主軸承,貫穿螺栓,機體,作用：構成兩個工作空間，支承機件和附屬設備,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,4,2.4柴油機的主要固定件,中小型柴油機機體與機座示意圖1-機座；2-機體；3-氣缸蓋,大型低速柴油機機體機座示意圖1-機座；2-機架；3-氣缸體；4-氣缸蓋；5-掃氣箱,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,5,2.4柴油機的主要固定件,工作條件氣體力和慣性力，承擔全部機件的重量。周期性變化的側推力所產生的傾覆力矩；慣性力的作用使它產生振動；多缸柴油機縱向受到空間力系和力矩作用；貫穿螺栓和連接螺栓的安裝應力；熱應力；水、油、氣的腐蝕。,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,6,2.4柴油機的主要固定件,要求足夠的剛度，使變形小，保證配合和精確的位置足夠的強度，避免運行中局部發生裂紋和損壞機架、機座要尺寸小、重量輕便于內部運動機件的拆裝和檢修各結合面、檢修道門要密封性好,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,7,2.4柴油機的主要固定件,機體機體=機架+掃氣箱+氣缸體,L-MC系列柴油機氣缸體、機架和機座連接1、10-螺釘；2-鎖緊墊片；3-保護架；4-下螺母；5-貫穿螺栓下面部分；6-連接套；7-貫穿螺栓上面部分；8-上螺母；9-保護罩；11-氣缸體；12-機架；13-機座,L-MC型柴油機機架1-上面板；2-導板；3-活塞冷卻油管插入孔；4-貫穿螺栓孔；5-橫向隔板；6-鏈條箱；7-檢修通道；8-側板；9-底板,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,8,2.4柴油機的主要固定件,機座（Bedplate）,L-MC型柴油機機座1、2-縱梁；3-橫梁；4-油底殼；A-功率輸出端；B-自由端,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,9,2.4柴油機的主要固定件,地腳螺栓有水平墊和垂直墊兩種（1：100）；采用球面螺母和球面墊或平面螺母與兩個球面墊如采用螺栓固定時，其緊配螺栓的數量一般不少于總數的15%,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,10,貫穿螺栓,S-MC-C型柴油機的雙貫穿螺栓,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,11,2.4柴油機的主要固定件,故障與維護嚴防曲軸箱爆炸要及時曲軸箱各壁面道門和密封蓋板漏泄定期檢查機座內、外表面，底腳螺栓貫穿螺栓按說明書的規定上緊，防止橫向振動,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,12,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,13,RotatingPiston(旋轉式活塞),SulzerZA40dieselengine,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,14,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,15,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,16,2.2.3氣缸（Cylinder）,氣缸：氣缸體和氣缸套組成氣缸體：單體式，分組式和整體式大尺寸單體式或分組式（制造、拆裝和維修方便）中小型整體式（減小尺寸和重量、增加剛度）在中小型柴油機中，氣缸體不僅做成整體，而且與機架或曲軸箱制成一體，稱為機體,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,17,2.2.3氣缸（Cylinder）,氣缸=氣缸套+氣缸體,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,18,2.2.3氣缸（Cylinder）,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,19,中小型柴油機的機體,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,20,Thereasonsformanufacturingthelinerseparately,Thelinercanbemanufacturedusingasuperiormaterialtothecylinderblock.Whilethecylinderblockismodefromagreycastiron,thelinerismanufacturedfromacastironalloyedwithchromium(鉻),vanadium（釩）andmolybdenum（鉬）.(castironcontainsgraphite,alubricant.Thealloyingelementshelpresistcorrosionandimprovethewearresistanceathightemperatures.)Thecylinderlinerwillwarewithuse,andthereforemayhavetobereplaced.Thecylinderjacketlaststhelifeofengine.Atworkingtemperature,thelinerisalothotterthanthejacket.Thelinerwillexpandmoreandisfreetoexpanddiametricallyandlengthwise.IfTheywerecastasonepiece,thenunacceptablethermalstresseswouldbesetup,causingfactureofthematerial.Lessriskofdefects.Themorecomplexthecasting,themoredifficulttoproduceahomogenous(純)castingwithlowresidualstresses.,Plstranslateabove!,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,21,2.2.3氣缸（Cylinder）,氣缸的功用氣缸工作條件氣缸套的要求及材料氣缸套的結構形式,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,22,氣缸的功用及工作條件,氣缸套的功用與缸蓋、活塞共同構成氣缸工作空間；筒形活塞柴油機的氣缸套承受活塞側推力，成為活塞往復運動的導程；將活塞組件及本身的熱量傳給冷卻水，使之工作溫度適當；二沖程柴油機的氣缸套布置有氣口，由活塞啟閉，實現配氣。,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,23,2.2.3氣缸（Cylinder）,氣缸的功用氣缸工作條件氣缸套的要求及材料氣缸套的結構形式,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,24,氣缸的功用及工作條件,氣缸套的工作條件高溫高壓燃氣直接作用,產生較大的機械應力與熱應力;與活塞高速滑動摩擦,產生摩擦和彎曲活塞對缸套的側推力，活塞撞擊;腐蝕,穴蝕；安裝預緊力。,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,25,2.2.3氣缸（Cylinder）,氣缸的功用氣缸工作條件氣缸套的要求及材料氣缸套的結構形式,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,26,2.2.3氣缸（Cylinder）,對氣缸套的要求強度剛度耐熱性能耐磨性能工作中良好的潤滑與冷卻一定的粗糙度,圓度和圓柱度精度可靠的氣封和水封,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,27,2.2.3氣缸（Cylinder）,氣缸套的材料常用材料有灰鑄鐵、耐磨合金（含硼、鋇、鈦、磷、鈮等）鑄鐵和球墨鑄鐵內表面鍍鉻、氮化、磷化、表面淬火、噴鍍耐磨合金等,提高耐磨性和抗腐蝕性。,筒狀活塞式柴油機為消除穴蝕損壞現象，增加剛性，減小活塞與氣缸套的配合間隙以減小振動，冷卻系統的正確設計。,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,28,2.2.3氣缸（Cylinder）,氣缸的功用氣缸工作條件氣缸套的要求及材料氣缸套的結構形式,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,29,氣缸套的的結構形式(冷卻形式),a)濕式氣缸套；b)干式氣缸套；c)帶冷卻水套式氣缸套,各自特點?,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,30,氣缸套的的結構形式(冷卻形式),干式特點：（適用于大批量生產的小型柴油機）優點：缸套可以很薄，節省材料缺點：缸套外表面與缸體內孔加工精度度高濕式特點：（應用最廣泛）優點：冷卻效果良好，制造方便；缺點：要求可靠的冷卻水密封冷卻水套式特點：避免缸體受冷卻水的腐蝕冷卻水腔布置合理，中下部溫度較高減少腐蝕磨損降低氣缸體高度，簡化結構減輕重量，對超長行程尤其有利,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,31,2.2.3氣缸（Cylinder）,強載度較高的柴油機氣缸套,早期低功率缸套,解決方法鉆孔冷卻,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,32,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,33,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,34,2.2.3氣缸（Cylinder）,缸套潤滑,二沖程柴油機的注油孔常開設在氣口的上方，沿圓周均布610個注油孔(P49)。,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,35,2.2.3氣缸（Cylinder）,缸套潤滑,某些燃用含硫量高的劣質燃油的筒狀活塞式柴油機，在缸套下部也有注油嘴接頭輔助潤滑,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,36,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,37,2.2.2氣缸套,010Coolingjacket022Clamp034Screw046Cylinderliner071O-ring083Non-returnvalve,complete095O-ring117Coolingwaterconnection129Packing142Thrustpiece154Spring166Steelball178Valvehousing201O-ring213Pipe225Screw,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,38,S-MC-C型柴油機氣缸套,PistonCleaningRing/AntiPolishingRing,缸套與氣缸蓋的密封面下移，改善密封面的工作條件和氣缸套的工作狀況設置一道活塞清潔環(直徑比氣缸套的內徑略小)，可以除去活塞頭部的積炭,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,39,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,40,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,41,2.2.3氣缸（回顧）,氣缸的功用氣缸工作條件氣缸套的要求及材料氣缸套的結構形式,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,42,2.2燃燒室部件,2.2.1燃燒室部件承受的負荷及結構特點2.2.2活塞組2.2.3氣缸2.2.4氣缸蓋2.2.5故障與維護管理,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,43,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,44,2.2.4氣缸蓋(CylinderHead),2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,45,2.2.4氣缸蓋(CylinderHead),氣缸蓋的類型氣缸蓋的功用氣缸蓋的工作條件氣缸蓋要求與材料典型氣缸蓋的結構,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,46,2.2.4氣缸蓋(CylinderHead),氣缸蓋的類型,1單體式氣缸蓋,2整體式氣缸蓋,3分組式氣缸蓋,?各有什么特點,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,47,不同類型氣缸蓋的特點,單體式氣缸蓋優點：密封性好；拆裝以及檢修均較方便缺點：氣缸中心距，柴油機長度和重量整體式氣缸蓋(缸徑150mm)優點：氣缸中心距小，結構緊湊，柴油機剛度缺點：易變形，密封性差，結構復雜加工不便。分組式氣缸蓋介于上述兩者之間,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,48,2.2.4氣缸蓋(CylinderHead),氣缸蓋的類型氣缸蓋的功用氣缸蓋的工作條件氣缸蓋要求與材料典型氣缸蓋的結構,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,49,氣缸蓋功用(Functions)密封，與缸套、活塞組成氣缸工作空間；將氣缸套壓緊于機體正確位置上，使活塞運動正常；安裝柴油機各種附件(氣缸起動閥,示功閥,安全閥,搖臂)；布置進、排氣道，冷卻水道等。,2.2.4氣缸蓋(CylinderHead),最復雜的零件,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,50,2.2.4氣缸蓋(CylinderHead/cover),氣缸蓋的類型氣缸蓋的功用氣缸蓋的工作條件氣缸蓋要求與材料典型氣缸蓋的結構,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,51,氣缸蓋工作條件(WorkingCondition)氣體壓力(高頻脈動機械應力)；安裝應力；熱應力；腐蝕。,2.2.4氣缸蓋(CylinderHead/cover),2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,52,2.2.4氣缸蓋(CylinderHead/cover),氣缸蓋的類型氣缸蓋的功用氣缸蓋的工作條件氣缸蓋要求與材料典型氣缸蓋的結構,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,53,氣缸蓋的要求(Requirements)足夠的強度,良好的耐熱性；材料還應具有良好的澆鑄性；足夠的剛性,受壓面和各種道腔應分別符合規定的壓力試驗要求;冷卻到位，使溫度合適閥件拆裝方便，維修方便。,2.2.4氣缸蓋(CylinderHead/cover),2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,54,2.2.4氣缸蓋(CylinderHead/cover),氣缸蓋的材料400mm以下灰鑄鐵,400mm以上球墨鑄鐵；大型低速柴油機采用鑄鋼或鑄鐵-鑄鋼組合式缸蓋,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,55,2.2.4氣缸蓋(CylinderHead/cover),氣缸蓋的類型氣缸蓋的功用氣缸蓋的工作條件氣缸蓋要求與材料典型氣缸蓋的結構,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,56,大型低速柴油機氣缸蓋的構造,1-排氣閥孔；2-冷卻鉆孔；3-垂直孔；4-噴油器孔；5-起動閥孔；6-安全閥和示功閥孔；7-氣缸蓋螺栓孔；8-冷卻水腔；9-冷卻水套,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,57,特點分析,薄壁強背錐形燃燒室有利于換氣和燃燒。對稱的噴油器有利于油霧化和燃燒室形狀的配合缸蓋和缸套的接合面下移使接合面不直接受火焰沖擊缸套冷卻水沿周向均布，冷卻均勻。,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,58,氣缸的密封,密封難度高溫、高壓氣缸蓋和氣缸體在螺栓之間的剛度并非均勻一致不同部位熱膨脹不同，密封面發生不均勻變形氣體壓力引起密封機件動態運動解決方法氣缸套頂面上車制出不同形狀的環槽氣缸蓋底面制出凸緣兩者之間安裝環形密封墊片,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,59,缸蓋的密封形式,密封墊片的材料應耐熱、耐腐蝕和抗壓，并且還應有足夠高的塑性與彈性,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,60,氣缸蓋螺栓的液壓固緊裝置,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,61,用于單個螺栓的液壓工具,A.拉伸接頭B.帶螺紋的工具C.帶孔螺釘D.液壓活塞E.圓柱F.密封圈G.隔離環H.撬棒I.氣缸螺母J.螺栓S.間隙U.用于塞尺測量的凹槽,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,62,組合式,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,63,中速機氣缸蓋結構,6300型柴油機氣缸蓋,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,64,Wrtsil32型柴油機氣缸蓋,1-冷卻腔；2-氣缸蓋；3-噴油器；4排氣閥孔；5-進氣閥孔；6-氣閥；7-閥座,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,65,Wartsila某一型號氣缸蓋,Thecylinderheadhasbeenredesignedtomaximizethermalefficiency(byincorporatingthelargestpossibleair/gaschannels).Theuseoffourcylinderheadstudsfacilitateseasymaintenance.Thevalvedesignguaranteesexcellentcomponentoperationalbehavior,especiallywithheavyfuel.Rigidityofthecylinderheaddesignensuresadequateanduniformsealingbetweencylinderheadandliner.Rigidityoftheconstructionallowsnodeformationofthevalveseatenvironment.Allconnectionstothecylinderheadareeasytoreachanddisconnect.,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,66,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,67,思考題,氣缸蓋工作條件惡劣主要原因是（）：氣體力使它產生彎曲變形；高溫燃氣使它產生熱應力；觸火面燃氣的腐蝕；水冷面的穴蝕；結構復雜產生的應力集中；氣缸蓋安裝預緊力,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,68,思考題,船用柴油機廣泛使用的單體式氣缸蓋的特點有氣缸蓋與氣缸套結合面的密封性好；剛性好；可縮小氣缸間距；拆裝維修方便；制造成品率高；易變形,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,69,思考題,氣缸蓋在機械應力和熱應力的作用下，拉伸應力出現在薄弱環節死角處冷卻水側觸火面側,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,70,2.2燃燒室部件,2.2.1燃燒室部件承受的負荷及結構特點2.2.2活塞組2.2.3氣缸2.2.4氣缸蓋2.2.5管理與維護,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,71,2.2.5管理與維護(managementandmaintenance),氣缸蓋的管理與維護（FailuresandReasons）氣缸套的管理與維護活塞的管理與維護,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,72,氣缸蓋的常見缺陷（1）,貼合面漏氣(leak)1.缸蓋螺栓預緊力不足或嚴重不均2.密封墊片裝反、老化或損壞3.貼合面有雜質在局部梗墊，或貼合面本身有損傷傷痕4.缸蓋底面或機體支承面變形，平面度誤差嚴重。,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,73,氣缸蓋的常見缺陷（1）,氣缸蓋翹曲(Warp)1缸蓋螺栓預緊力過大或嚴重不均；2柴油機長期超負荷或最高爆發壓力過大；3氣缸蓋制造加工殘余應力嚴重。,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,74,氣缸蓋的常見缺陷（3）,氣缸蓋裂紋(Crack)最易發生在各閥座孔與噴油器座孔之間1缸蓋材質不合要求，抗熱疲勞強度低。2制造缺陷。沒有消除殘余應力，局部結構應力集中嚴重等。3因結構不當或水垢嚴重，冷卻效果差。4柴油機使用、操作不當。如突然加大噴油量，突然向冷卻系統補充大量冷水或者頻繁起動，停車。,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,75,2.2.5管理與維護(managementandmaintenance),氣缸蓋的管理與維護（FailuresandReasons）氣缸套的管理與維護活塞的管理與維護,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,76,引起損壞的原因（Causes）,熱疲勞(Heatfatigue)“鼻梁區”熱疲勞裂紋（觸火面），發生蠕變，引起局部塑性變形，取決于“冷熱”循環次數的低循環疲勞機械疲勞(Mechanicalfatigue)底板內側表面裂紋（水冷面），閥孔尖角處應力集中嚴重,與發動機的累計轉數有關，稱高循環疲勞腐蝕疲勞(Corrosivefatigue)氣缸蓋在密封凸緣處冷卻水側容易發生腐蝕疲勞裂紋,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,77,2.2.5管理與維護(managementandmaintenance),氣缸蓋的管理與維護（FailuresandReasons）氣缸套的管理與維護活塞的管理與維護,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,78,氣缸蓋裂紋的檢測方法,(1)開車前沖車時，觀察示功閥有無水汽、水珠噴出。(2)運轉中，觀察冷卻水壓力，出口溫度是否升高，冷卻水柜水位是否正常，滑油中是否有水，油位是否升高。(3)煙囪是否冒白煙(4)吊缸時，活塞頂部有積水或銹痕，表明氣缸蓋有裂穿現象。可以采用滲透探傷和水壓試驗等方法檢驗,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,79,2.2.5管理與維護(managementandmaintenance),氣缸蓋的管理與維護（FailuresandReasons）氣缸套的管理與維護活塞的管理與維護,2020年5月17日6時14分,chapter1船舶柴油機概述,80,維護管理中應注意的事項,（1）在柴油機投入運行前，徹底清洗冷卻水腔，保