輪機(jī)概論 第4章 柴油機(jī)的工作系統(tǒng)

1、輪機(jī)概論輪機(jī)概論4.1燃油系統(tǒng)燃油系統(tǒng)4.2潤滑系統(tǒng)潤滑系統(tǒng)4.3冷卻系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)4.4柴油機(jī)的操縱系統(tǒng)柴油機(jī)的操縱系統(tǒng)武漢理工大學(xué)航運(yùn)學(xué)院航海專業(yè)課程武漢理工大學(xué)航運(yùn)學(xué)院航海專業(yè)課程第二章第二章周宏基編制周宏基編制第四章第四章 柴油機(jī)的工作系統(tǒng)柴油機(jī)的工作系統(tǒng) 4.1 燃油系統(tǒng)燃油系統(tǒng)燃油系統(tǒng)包括：燃油的加裝、儲(chǔ)存、駁運(yùn)、凈化、加熱。加油通過甲板兩舷的燃油系統(tǒng)包括：燃油的加裝、儲(chǔ)存、駁運(yùn)、凈化、加熱。加油通過甲板兩舷的 國際標(biāo)準(zhǔn)加油法蘭加入油艙。國際標(biāo)準(zhǔn)加油法蘭加入油艙。1.1.燃油的供給、凈化和霧化系統(tǒng)燃油的供給、凈化和霧化系統(tǒng)1 1重油艙；重油艙；2 2駁運(yùn)泵；駁運(yùn)泵； 3 3粗濾器；粗

2、濾器；4 4重油沉淀柜；重油沉淀柜；5 5重油分油機(jī)；重油分油機(jī)； 6 6分油機(jī)加熱器；分油機(jī)加熱器；7 7重油日用柜；重油日用柜；8 8集油柜；集油柜；9 9粗濾器；粗濾器；1010燃油供燃油供給泵；給泵；1111霧化加熱器；霧化加熱器；1212細(xì)濾細(xì)濾器；器；1313主機(jī)噴油泵；主機(jī)噴油泵；1414輕油日輕油日用柜；用柜；1515輕重油轉(zhuǎn)換閥輕重油轉(zhuǎn)換閥2.2.燃油系統(tǒng)的維護(hù)管理燃油系統(tǒng)的維護(hù)管理( (1 1) )輪機(jī)長與船長協(xié)商后向公司提出加油申請(qǐng)。輪機(jī)長與船長協(xié)商后向公司提出加油申請(qǐng)。( (2 2) )加油艙和加油量，輪機(jī)長與大副商量以滿足吃水要求。加油艙和加油量，輪機(jī)長與大副商量以滿

3、足吃水要求。( (3 3) )主機(jī)在正常航行時(shí)使用重油，機(jī)動(dòng)航行時(shí)使用輕柴油。需要在離港和進(jìn)主機(jī)在正常航行時(shí)使用重油，機(jī)動(dòng)航行時(shí)使用輕柴油。需要在離港和進(jìn)港時(shí)更換燃油。一般在港時(shí)更換燃油。一般在進(jìn)港機(jī)動(dòng)航行前進(jìn)港機(jī)動(dòng)航行前1 1小時(shí)和離港正常航行后進(jìn)行換油操小時(shí)和離港正常航行后進(jìn)行換油操作。作。4.2 潤滑系統(tǒng)潤滑系統(tǒng)1.1.潤滑油的作用潤滑油的作用潤滑、冷卻、清潔、密封、防腐蝕、降低噪音。潤滑、冷卻、清潔、密封、防腐蝕、降低噪音。2.2.柴油機(jī)軸承潤滑柴油機(jī)軸承潤滑主軸承、連桿大端軸承、十字頭軸承、增壓器軸承。主軸承、連桿大端軸承、十字頭軸承、增壓器軸承。如果將曲軸箱的底部空間作為滑油循環(huán)柜

4、使用，則可省去滑油循環(huán)柜，稱為如果將曲軸箱的底部空間作為滑油循環(huán)柜使用，則可省去滑油循環(huán)柜，稱為濕式曲軸箱，而另設(shè)滑油循環(huán)柜的曲軸箱稱為干式曲軸箱。濕式曲軸箱，而另設(shè)滑油循環(huán)柜的曲軸箱稱為干式曲軸箱。(1)(1)飛濺潤滑：靠從連桿大端甩出并飛濺到飛濺潤滑：靠從連桿大端甩出并飛濺到氣缸壁上的潤滑油潤滑氣缸。用于筒狀活氣缸壁上的潤滑油潤滑氣缸。用于筒狀活塞柴油機(jī)。氣缸油和軸承油相同。塞柴油機(jī)。氣缸油和軸承油相同。(2)(2)注油潤滑：采用氣缸注油器和注油接頭，注油潤滑：采用氣缸注油器和注油接頭，將氣缸油通過氣缸壁上均布的注油孔噴注到氣將氣缸油通過氣缸壁上均布的注油孔噴注到氣缸表面進(jìn)行潤滑。用于十字

5、頭式柴油機(jī)的氣缸缸表面進(jìn)行潤滑。用于十字頭式柴油機(jī)的氣缸潤滑和某些筒狀活塞柴油機(jī)的輔助潤滑。氣缸潤滑和某些筒狀活塞柴油機(jī)的輔助潤滑。氣缸油軸承油使用不同的潤滑系統(tǒng)。油量可控制，油軸承油使用不同的潤滑系統(tǒng)。油量可控制，滑油不用收回?；筒挥檬栈亍飧鬃⒂推髯⒂徒宇^注油孔2.2.柴油機(jī)氣缸潤滑柴油機(jī)氣缸潤滑4.3 4.3 柴油機(jī)的冷卻系統(tǒng)柴油機(jī)的冷卻系統(tǒng)按冷卻介質(zhì)分類按冷卻介質(zhì)分類風(fēng)冷風(fēng)冷油冷油冷水冷水冷按工作特點(diǎn)分類按工作特點(diǎn)分類開式開式閉式閉式中央冷卻中央冷卻1.1.海水冷卻系統(tǒng)海水冷卻系統(tǒng)直接、開式。空冷直接、開式?？绽淦?、滑油、淡水等。器、滑油、淡水等。主機(jī)海水冷卻系統(tǒng)主機(jī)海水冷卻系統(tǒng)2.

6、2.淡水冷卻系統(tǒng)淡水冷卻系統(tǒng)間接、閉式。氣缸、氣缸蓋、活塞；增壓器和噴油器。間接、閉式。氣缸、氣缸蓋、活塞；增壓器和噴油器。主機(jī)淡水冷卻系統(tǒng)主機(jī)淡水冷卻系統(tǒng)膨脹水柜膨脹水柜使冷卻系統(tǒng)中的淡水受熱后有膨脹余地；使冷卻系統(tǒng)中的淡水受熱后有膨脹余地；向系統(tǒng)補(bǔ)水；向系統(tǒng)補(bǔ)水；使冷卻水泵有正吸高保證吸入；使冷卻水泵有正吸高保證吸入；排出系統(tǒng)空氣；排出系統(tǒng)空氣；投放化學(xué)藥劑對(duì)冷卻水進(jìn)行處理。投放化學(xué)藥劑對(duì)冷卻水進(jìn)行處理。板式冷卻器板式冷卻器應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例殼管式冷卻器殼管式冷卻器殼管式冷卻器4.4 柴油機(jī)的操縱系統(tǒng)柴油機(jī)的操縱系統(tǒng)操縱系統(tǒng)操縱系統(tǒng): :柴油機(jī)起動(dòng)、換向和調(diào)速。柴油機(jī)起動(dòng)、換向和調(diào)速。一、一

7、、柴油機(jī)柴油機(jī)的起動(dòng)裝置的起動(dòng)裝置 使靜止的柴油機(jī)借助外力轉(zhuǎn)動(dòng)起來，以便獲得第一個(gè)工作循環(huán)的條件，最使靜止的柴油機(jī)借助外力轉(zhuǎn)動(dòng)起來，以便獲得第一個(gè)工作循環(huán)的條件，最終使柴油機(jī)自行運(yùn)轉(zhuǎn)。終使柴油機(jī)自行運(yùn)轉(zhuǎn)。起動(dòng)轉(zhuǎn)速：起動(dòng)轉(zhuǎn)速：柴油機(jī)起動(dòng)所要求的最低轉(zhuǎn)速。柴油機(jī)起動(dòng)所要求的最低轉(zhuǎn)速。 起動(dòng)方式：人力起動(dòng)、機(jī)動(dòng)起動(dòng)、電動(dòng)起動(dòng)、壓縮空氣起動(dòng)等。起動(dòng)方式：人力起動(dòng)、機(jī)動(dòng)起動(dòng)、電動(dòng)起動(dòng)、壓縮空氣起動(dòng)等。壓縮空氣起動(dòng)：將壓縮空氣起動(dòng)：將壓縮空氣壓縮空氣(2.5-3.0MPa)(2.5-3.0MPa)按照柴油機(jī)的發(fā)火順序在膨脹沖程時(shí)按照柴油機(jī)的發(fā)火順序在膨脹沖程時(shí)引入氣缸，推動(dòng)活塞，使柴油機(jī)達(dá)到起動(dòng)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)

8、自行發(fā)火工作。引入氣缸，推動(dòng)活塞，使柴油機(jī)達(dá)到起動(dòng)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)自行發(fā)火工作。主要包括：空氣壓縮機(jī)、起動(dòng)空氣瓶、主起動(dòng)閥、空氣分配器、氣缸起動(dòng)主要包括：空氣壓縮機(jī)、起動(dòng)空氣瓶、主起動(dòng)閥、空氣分配器、氣缸起動(dòng)閥和起動(dòng)控制閥等。閥和起動(dòng)控制閥等?？諝馄靠諝馄靠諝鈮嚎s機(jī)空氣壓縮機(jī)控制屏控制屏使用壓縮空氣啟動(dòng)主機(jī)時(shí)應(yīng)注意的問題使用壓縮空氣啟動(dòng)主機(jī)時(shí)應(yīng)注意的問題( (1 1) )雖然空氣瓶、空壓機(jī)滿足要求，但在一定時(shí)間范圍內(nèi)其總的空氣量還有限雖然空氣瓶、空壓機(jī)滿足要求，但在一定時(shí)間范圍內(nèi)其總的空氣量還有限的。的。( (2 2) )不同的柴油機(jī)以及處于不同狀態(tài)的柴油機(jī)對(duì)最低啟動(dòng)壓力的要求不同。不同的柴油機(jī)以及

9、處于不同狀態(tài)的柴油機(jī)對(duì)最低啟動(dòng)壓力的要求不同。( (3 3) )在使用氣動(dòng)工具和用壓縮空氣做清掃時(shí)，消耗空氣量很大。在機(jī)動(dòng)航行時(shí)在使用氣動(dòng)工具和用壓縮空氣做清掃時(shí)，消耗空氣量很大。在機(jī)動(dòng)航行時(shí)不應(yīng)該使用，以免影響主機(jī)的機(jī)動(dòng)性能。不應(yīng)該使用，以免影響主機(jī)的機(jī)動(dòng)性能。( (4 4) )操縱主機(jī)時(shí)除了應(yīng)避免盲目地隨意頻繁起、停主機(jī)外，同時(shí)應(yīng)提高操縱水操縱主機(jī)時(shí)除了應(yīng)避免盲目地隨意頻繁起、停主機(jī)外，同時(shí)應(yīng)提高操縱水平，保持主機(jī)良好狀態(tài)和機(jī)動(dòng)性能。平，保持主機(jī)良好狀態(tài)和機(jī)動(dòng)性能。二、柴油機(jī)的換向裝置二、柴油機(jī)的換向裝置1.1.換向原理和方法換向原理和方法定距槳：改變旋轉(zhuǎn)方向定距槳：改變旋轉(zhuǎn)方向變距槳：改

10、變螺距角變距槳：改變螺距角柴油機(jī)轉(zhuǎn)向柴油機(jī)轉(zhuǎn)向軸系換向裝置軸系換向裝置船舶船舶換向方法換向方法為改變柴油機(jī)轉(zhuǎn)向設(shè)置的改變各凸輪為改變柴油機(jī)轉(zhuǎn)向設(shè)置的改變各凸輪(Cam)(Cam)相對(duì)曲軸位置的機(jī)構(gòu)稱為相對(duì)曲軸位置的機(jī)構(gòu)稱為換向機(jī)構(gòu)。換向機(jī)構(gòu)。四沖程柴油機(jī)：四沖程柴油機(jī)：空氣分配器空氣分配器凸輪凸輪噴油泵噴油泵凸輪凸輪進(jìn)、排氣閥凸輪進(jìn)、排氣閥凸輪二沖程柴油機(jī)：二沖程柴油機(jī)：彎流掃氣彎流掃氣 空氣分配器空氣分配器凸輪凸輪噴油泵噴油泵凸輪凸輪直流掃氣直流掃氣 空氣分配器空氣分配器凸輪凸輪噴油泵噴油泵凸輪凸輪排氣凸輪排氣凸輪 2.2.換向裝置換向裝置( (1 1) )雙凸輪換向雙凸輪換向2 2套凸輪套

11、凸輪(1(1套正車，套正車，1 1套倒車套倒車) )，換向時(shí)，換向時(shí)軸向移動(dòng)凸輪軸。軸向移動(dòng)凸輪軸。( (2 2) )單凸輪換向單凸輪換向 每個(gè)需要換向的設(shè)備設(shè)每個(gè)需要換向的設(shè)備設(shè)1 1個(gè)凸輪，具有對(duì)稱輪廓。換向時(shí)將個(gè)凸輪，具有對(duì)稱輪廓。換向時(shí)將凸輪軸相對(duì)曲凸輪軸相對(duì)曲軸轉(zhuǎn)過一定角度。軸轉(zhuǎn)過一定角度。雙凸輪的換向裝置雙凸輪的換向裝置 一般線型單凸輪換向原理一般線型單凸輪換向原理 三、柴油機(jī)的調(diào)速裝置三、柴油機(jī)的調(diào)速裝置1.1.柴油機(jī)調(diào)速的基本概念柴油機(jī)調(diào)速的基本概念柴油機(jī)的不同柴油機(jī)的不同轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速通過改變通過改變循環(huán)噴油量循環(huán)噴油量實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)。 改變油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，使柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)到規(guī)定的轉(zhuǎn)速

12、范圍內(nèi)稱為改變油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，使柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)到規(guī)定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)稱為柴油機(jī)柴油機(jī)調(diào)速。調(diào)速。為此而設(shè)的根據(jù)柴油機(jī)負(fù)荷變化自動(dòng)調(diào)節(jié)供油量的調(diào)速裝置，稱為為此而設(shè)的根據(jù)柴油機(jī)負(fù)荷變化自動(dòng)調(diào)節(jié)供油量的調(diào)速裝置，稱為調(diào)速調(diào)速器。器。(1)(1)主機(jī)：裝設(shè)全制式調(diào)速器，主機(jī)：裝設(shè)全制式調(diào)速器，以保證柴油機(jī)在設(shè)定轉(zhuǎn)速穩(wěn)定工作。以保證柴油機(jī)在設(shè)定轉(zhuǎn)速穩(wěn)定工作。(2)(2)發(fā)電柴油機(jī)：裝設(shè)定速調(diào)速器，發(fā)電柴油機(jī)：裝設(shè)定速調(diào)速器，負(fù)荷變化時(shí)能保證恒定的轉(zhuǎn)速，以保證發(fā)電負(fù)荷變化時(shí)能保證恒定的轉(zhuǎn)速，以保證發(fā)電機(jī)的電壓和頻率。機(jī)的電壓和頻率。2.2.調(diào)速器調(diào)速器( (1 1) )調(diào)速器種類調(diào)速器種類極限調(diào)速器極限調(diào)速

13、器：最高轉(zhuǎn)速不超過某一規(guī)定值。：最高轉(zhuǎn)速不超過某一規(guī)定值。定速調(diào)速器定速調(diào)速器：在預(yù)定轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。：在預(yù)定轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。雙制式調(diào)速器：維持最低轉(zhuǎn)速并可限制最高轉(zhuǎn)速。雙制式調(diào)速器：維持最低轉(zhuǎn)速并可限制最高轉(zhuǎn)速。全制式調(diào)速器：最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速到最高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，均能保持任一設(shè)定轉(zhuǎn)速。全制式調(diào)速器：最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速到最高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，均能保持任一設(shè)定轉(zhuǎn)速。機(jī)械式機(jī)械式液壓式液壓式電子式電子式(2)(2)調(diào)速器原理調(diào)速器原理機(jī)械調(diào)速器原理簡圖機(jī)械調(diào)速器原理簡圖( (1 1) ) 當(dāng)柴油機(jī)功率與外界負(fù)荷平衡時(shí)，柴油機(jī)在某一轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定工作，飛重產(chǎn)當(dāng)柴油機(jī)功率與外界負(fù)荷平衡時(shí)，柴油機(jī)在某一轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定工作，飛重產(chǎn)生

14、的離心力與彈簧的預(yù)緊力平衡，油量調(diào)節(jié)桿不動(dòng)。生的離心力與彈簧的預(yù)緊力平衡，油量調(diào)節(jié)桿不動(dòng)。(2)(2) 當(dāng)外界負(fù)荷減小時(shí)，柴油機(jī)發(fā)出的功率大于外界負(fù)荷，轉(zhuǎn)速升高，飛重產(chǎn)當(dāng)外界負(fù)荷減小時(shí)，柴油機(jī)發(fā)出的功率大于外界負(fù)荷，轉(zhuǎn)速升高，飛重產(chǎn)生的離心力大于彈簧的預(yù)緊力，滑動(dòng)套筒上移，調(diào)速彈簧被壓縮，油量調(diào)節(jié)桿生的離心力大于彈簧的預(yù)緊力，滑動(dòng)套筒上移，調(diào)速彈簧被壓縮，油量調(diào)節(jié)桿向減油方向移動(dòng)，轉(zhuǎn)速降低。但調(diào)節(jié)后的轉(zhuǎn)速比原轉(zhuǎn)速要稍高。向減油方向移動(dòng)，轉(zhuǎn)速降低。但調(diào)節(jié)后的轉(zhuǎn)速比原轉(zhuǎn)速要稍高。(3)(3) 當(dāng)外界負(fù)荷增大時(shí)，柴油機(jī)發(fā)出的功率小于外界負(fù)荷，轉(zhuǎn)速降低，飛重產(chǎn)當(dāng)外界負(fù)荷增大時(shí)，柴油機(jī)發(fā)出的功率小于外界

15、負(fù)荷，轉(zhuǎn)速降低，飛重產(chǎn)生的離心力小于彈簧的預(yù)緊力，滑動(dòng)套筒下移，調(diào)速彈簧被放松，油量調(diào)節(jié)桿生的離心力小于彈簧的預(yù)緊力，滑動(dòng)套筒下移，調(diào)速彈簧被放松，油量調(diào)節(jié)桿向加油方向移動(dòng)，轉(zhuǎn)速升高。但調(diào)節(jié)后的轉(zhuǎn)速比原轉(zhuǎn)速要稍低。向加油方向移動(dòng)，轉(zhuǎn)速升高。但調(diào)節(jié)后的轉(zhuǎn)速比原轉(zhuǎn)速要稍低。(4)(4)機(jī)械調(diào)速器的設(shè)定轉(zhuǎn)速取決于調(diào)速彈簧的預(yù)緊力，預(yù)緊力越大，設(shè)定轉(zhuǎn)速越機(jī)械調(diào)速器的設(shè)定轉(zhuǎn)速取決于調(diào)速彈簧的預(yù)緊力，預(yù)緊力越大，設(shè)定轉(zhuǎn)速越高，而彈簧的預(yù)緊力是通過調(diào)節(jié)螺釘加以調(diào)節(jié)。逆時(shí)針旋出螺釘，彈簧的預(yù)緊高，而彈簧的預(yù)緊力是通過調(diào)節(jié)螺釘加以調(diào)節(jié)。逆時(shí)針旋出螺釘，彈簧的預(yù)緊力降低，設(shè)定轉(zhuǎn)速下降；反之，順時(shí)針旋進(jìn)螺釘，彈簧的

16、預(yù)緊力增加，設(shè)定轉(zhuǎn)力降低，設(shè)定轉(zhuǎn)速下降；反之，順時(shí)針旋進(jìn)螺釘，彈簧的預(yù)緊力增加，設(shè)定轉(zhuǎn)速升高。速升高。四、柴油機(jī)的操縱系統(tǒng)四、柴油機(jī)的操縱系統(tǒng)(1)(1)能迅速而準(zhǔn)確地執(zhí)行起動(dòng)、換向、變速和超速保護(hù)等動(dòng)作，并滿足船舶規(guī)范能迅速而準(zhǔn)確地執(zhí)行起動(dòng)、換向、變速和超速保護(hù)等動(dòng)作，并滿足船舶規(guī)范的相應(yīng)要求。的相應(yīng)要求。(2)(2)有必要的連鎖裝置，以免誤操作和事故。有必要的連鎖裝置，以免誤操作和事故。(3)(3)有必要的監(jiān)視儀表和安全與報(bào)警裝置。有必要的監(jiān)視儀表和安全與報(bào)警裝置。(4)(4)操縱系統(tǒng)中的零部件必須靈活可靠，不易損壞。操縱系統(tǒng)中的零部件必須靈活可靠，不易損壞。(5)(5)操作、調(diào)節(jié)方便，維

17、護(hù)簡單。操作、調(diào)節(jié)方便，維護(hù)簡單。(6)(6)便于實(shí)現(xiàn)遙控和自動(dòng)控制。便于實(shí)現(xiàn)遙控和自動(dòng)控制。2.2.操縱系統(tǒng)的類型操縱系統(tǒng)的類型(1)(1)按操縱部位和操縱方式分類按操縱部位和操縱方式分類機(jī)旁手動(dòng)操縱機(jī)旁手動(dòng)操縱(Local control)(Local control)：機(jī)旁操縱臺(tái)機(jī)旁操縱臺(tái)機(jī)艙集控室控制機(jī)艙集控室控制(ECR control)(ECR control)：機(jī)艙控制室機(jī)艙控制室駕駛室控制駕駛室控制(BR control)(BR control)：駕駛室控制臺(tái)駕駛室控制臺(tái)優(yōu)先級(jí)：優(yōu)先級(jí)：機(jī)旁機(jī)旁 集控室集控室 駕駛室駕駛室遙控遙控(2)(2)按操縱系統(tǒng)使用的能源和工質(zhì)分類按操縱系統(tǒng)使用的能源和工質(zhì)分類電動(dòng)式、氣動(dòng)式、液力式、混合式、微型計(jì)算機(jī)。電動(dòng)式、氣動(dòng)式、液力式、混合式、微型計(jì)算機(jī)。(3)(3)操縱系統(tǒng)的功能操縱系統(tǒng)的功能基本