模块二 柴油机的结构和主要零部件2
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柴油机的结构和主要部件:柴油机主要部件包括燃烧室部件(活塞、气缸、气缸盖)、曲柄连杆机构(十字头、连杆、曲轴、飞轮及轴承)、机架、机座和贯穿螺栓等。
这些部件构成柴油机的主体,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%。
活塞、连杆、曲轴等组成柴油机的运动件,其作用是把气缸内燃气所作的功以曲轴回转运动的形式输出。
气缸、气缸盖、机架、机座以及主轴承等组成柴油机的固定件,它们构成柴油机的工作循环空间和曲轴箱空间,并支承柴油机的所有其他机件和附属设备。
1.活塞1)活塞的作用活塞的主要功用是与气缸、气缸盖等组成封闭的燃烧室空间;承受气缸内气体压力,并将其通过连杆传递到曲轴;在筒形活塞式柴油机中,还要承受连杆倾斜时产生的侧推力,起往复运动的导向作用;在二冲程柴油机中,还启闭气口,控制换气,活塞下部有时还用作扫气泵。
2)活塞的工作条件活塞的工作条件极为恶劣,它受到燃气高温、高压、烧蚀和腐蚀的作用,又是在高速运动、润滑不良并且冷却困难等情况下工作的。
它的热负荷和机械负荷很高,而活塞材料在高丑下力学性能又有所降低,故活塞在工作中易发生裂纹和变形。
(1)活塞受燃气压力、运动质量的往复惯性力以及连杆倾斜时产生的侧推力的周期性作用,并且这些机械负荷都具有冲击性。
(2)活塞顶部受到高温燃气的周期加热,热负荷很高,不仅使材料的强度降低,并产生较大的热变形和热应力,而且还受到燃气的化学侵蚀。
(3)活塞在侧推力作用和润滑不良的状态下作往复运动,摩擦损失功大,磨损严重。
周期性改变方向的侧推力使活塞在运动中撞击气缸套,引起活塞变形及气缸和气缸套振动。
(4)中高速柴油机中由于活塞的往复惯性力较大,会使柴油机振动加剧。
3)对活塞的要求根据活塞的作用和工作条件,要求活塞具有足够的强度和刚度、密封可靠、散热和冷却效果好、摩擦损失小、有良好的耐磨性和小的线膨胀系数。
对中、高速柴油机还要求重量轻。
第二章柴油机结构及主要部件柴油机是一种内燃机,将柴油燃料转化为机械能。
它由许多不同的组成部分组成,每个部分都承担着特定的功能。
在这篇文章中,我们将重点介绍柴油机的结构及其主要部件。
一、柴油机的结构柴油机的主要结构主要包括以下几个方面:1.缸体和缸盖:缸体是柴油机的外壳,用来固定各个部件。
缸盖则是位于缸体顶部的覆盖物,它与缸体紧密密封,形成燃烧室。
2.活塞和活塞环:活塞是柴油机中最重要的部件之一、它在缸内的上下往复运动产生压力,将热能转化为机械能。
活塞环则是用来密封缸内和活塞之间的间隙,并防止润滑油进入燃烧室。
3.活塞连杆和曲轴:活塞连杆连接活塞和曲轴,将活塞的直线运动转化为曲轴的旋转运动。
曲轴则是柴油机功率输出的主要部件,它将活塞的运动转化为旋转力来驱动机器。
4.进气和排气系统:进气系统将空气引入燃烧室,而排气系统将燃烧产物排出机器。
进气系统通常包括进气管、增压器、空气滤清器和进气门等部件。
排气系统通常包括排气管、消音器和排气门等部件。
5.燃油系统:燃油系统将柴油燃料从燃油箱送入燃烧室,使其燃烧。
燃油系统通常包括燃油泵、喷油嘴和燃油滤清器等部件。
6.冷却系统:冷却系统用于控制柴油机的温度,防止过热。
它通常由水泵、散热器和风扇等部件组成。
7.润滑系统:润滑系统用于减少摩擦并降低部件之间的磨损。
它通常包括油泵、滤清器和油冷却器等部件。
二、柴油机的主要部件1.缸套:缸套是安装在缸体中的零件,用于提供活塞与缸体之间的密封。
它通常由耐磨材料制成,以承受极高的压力和摩擦。
2.调速器:调速器是用于控制柴油机运行速度的部件。
它通过调整柴油机燃料供给量来控制机器的转速。
3.凸轮轴:凸轮轴是柴油机中的重要部件之一,它用来控制气门的开启和关闭。
凸轮轴的形状决定了气门的开闭时间和程度。
4.滑动轴承:滑动轴承用于支撑曲轴和凸轮轴的旋转运动。
它通常由润滑油来减少摩擦和磨损。
5.节气门:节气门用于控制柴油机进气量的大小。
它通常由踏板或电子系统控制。
柴油机的结构和主要零部柴油机是一种内燃机,依靠压燃柴油燃料来产生动力。
它的结构主要包括柴油机本体和相关的附件。
下面将介绍柴油机的结构和主要零部件。
1.缸体和缸盖:柴油机的缸体用来容纳活塞、气缸套、活塞环等部件,同时起到固定和密封的作用。
缸盖则覆盖在缸体顶部,用来密封气缸并固定凸轮轴等部件。
2.活塞和曲轴:柴油机的活塞是位于缸体内上下往复运动的部件,它与曲轴通过连杆相连。
曲轴是柴油机的动力输出部件,通过活塞的上下运动将往复运动转换为旋转运动,驱动机械装置。
3.推进系统:柴油机的推进系统包括燃料喷油泵、喷油嘴和进气道等部件。
燃料喷油泵负责将柴油送入喷油嘴,喷油嘴将燃料雾化并喷入气缸,进气道则负责向气缸供应新鲜空气。
4.燃烧室:柴油机的燃烧室是燃料和空气混合后进行燃烧的地方。
燃料喷入燃烧室后,由于高温高压条件下的自燃所引发的压力孤立则推动活塞向下运动,从而产生动力。
5.冷却系统:柴油机的冷却系统负责将发动机产生的热量通过冷却剂散发出去,保持发动机的工作温度在正常范围内。
冷却系统包括散热器、水泵和风扇等部件。
6.润滑系统:柴油机的润滑系统用于减少摩擦和磨损,保持部件的良好运转。
润滑系统包括油泵、油滤器和油冷却器等部件,它们将润滑油供应给发动机各个部件,并及时将污染物过滤掉。
7.电气系统:柴油机的电气系统包括起动机、电池和点火系统等部件。
起动机负责启动发动机,电池提供起动电流,而点火系统则在燃料喷入气缸之前提供高电压来点燃混合气。
8.排气系统:柴油机的排气系统用于排出燃烧后产生的废气。
它包括排气管、消声器和氧传感器等部件,其中氧传感器用于监测废气中的氧气含量,以便进行燃烧调节。
以上是柴油机的主要结构和零部件。
柴油机凭借其高效率、高扭矩和经济性等特点,在各个领域都有广泛的应用,包括船舶、发电机、重型机械和汽车等。
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。
第二章 柴油机的总体结构及主要零部件因柴油机是一种往复式压缩发火的内燃机,所以其总体结构及主要零部件都是围绕完成此功能而设置的。
柴油机是推动船舶前进的根本动力设备,了解其结构组成及功能,做好维护管理工作是极其重要的。
统计表明,船用柴油机主要零部件发生的故障占柴油机故障总数的90%左右,而其中近一半的故障又集中发生在燃烧室部件上。
这些故障直接影响柴油机的技术性能指标,与航行安全密切相关。
第一节 柴油机的总体结构概述一、总体结构示意图,如图2-1所示。
二、柴油机的基本组成船用柴油机结构比较复杂,它由许多零件、机构和系统组成。
尽管各柴油机厂商制造的柴油机结构、型号各不相同,但他们在工作原理和总体结构上有很多共同之处。
柴油机主要由以下部件和系统组成:1.主要固定件柴油机的主要固定件由机座、机架、气缸体和气缸盖等组成。
中小型柴油机常将气缸空冷器机座曲轴 机架 十字头 缸套 活塞 活塞杆连杆大端轴承 图2-1 船用柴油机总体结构示意图体和机架做成一体称为机体,并用轻便的油底壳代替机座。
它们构成了柴油机的骨架,支撑着运动件和辅助系统。
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。
活塞的顶部、气缸套的内壁以及气缸盖的底部共同组成了燃烧室空间,既保证了柴油机工作过程的顺利进行,又将活塞的往复运动通过连杆转变为曲轴的回转运动,从而将燃气推动活塞的动力通过曲轴以回转的方式向外传递。
3.动力和辅助系统(1)起动系统起动系统是借助于外力带动曲轴回转,并使其达到一定的转速,由活塞压缩气缸内气体使其具有足够的温度和压力,以实现柴油机的第一次发火燃烧,由静止转入工作状态。
柴油机起动的方式大致有两种:一种是借助于外力矩使曲轴转动起来,如人力手摇起动、电机起动和气马达起动等;另一种是借助于加在活塞上的外力推动活塞使曲轴旋转起来,如压缩空气起动。
目前远洋船舶上的柴油机起动系统普遍采用压缩空气起动系统,它由空气压缩机、主空气瓶、主起动阀、空气分配器、起动控制阀和气缸起动阀组成。