1、轮机概论柴油机的整体结构汽缸结构1 名词解释上止点活塞在汽缸中运动的最上端位置，也就是活塞离曲轴中心线最远的位置。下止点活塞在汽缸中运动的最下端位置，也就是活塞离曲轴中心线最近的位置。冲 程活塞从上止点运动到下止点或从下止点运动到上止点的直线距离。2 叙述四冲程柴油机工作原理答： 第一行程进气行程。活塞从上止点下行，进气阀被打开。由于汽缸容积不断增大，缸内压力下降，依靠大气与缸内压差，新鲜空气经气阀被吸入汽缸。第二行程压缩行程。活塞从下止点向上运动，自进气阀关闭开始压缩，一直到活塞到达上止点为止，缸内气体经压缩后压力增高到 36MPa,温度升至 600700，且在压缩后期由喷油器喷入汽缸内的燃
2、油与高温空气混合加热，并自行发火燃烧。第三行程燃烧和膨胀行程。活塞在上止点附近由于燃烧，使缸内压力和温度急剧升高，压力约达 58MPa，温度约为 14001600或更高。高温高压的燃气膨胀推动活塞下行做功。由于汽缸容积增大，压力下降约为 250450KPa，气温约为600700。第四行程排气行程。在上一行程末气阀开启时，活塞尚在下行，废气靠汽缸内外差经排气阀排出，当活塞由下止点向上行时，废气被活塞推出汽缸，此时的排气过程是在略高于大气压力且压力基本不变的情况下进行的。排气阀一直延迟到上止点后才关闭。绪论轮机：船舶动力装置、自动化系统及轮船上一切机械设备的总和。古老：2000 多年历史船舶 重要
3、便宜量大一、主动力装置1主机；2. 主锅炉；3. 推进器；4. 传动装置主机：能够发出推进动力的主发动机的一种“俗称” 。类型：船舶柴油机；其次是汽轮机。主锅炉：以汽轮机作为主机时，为汽轮机提供的高压过热蒸汽设备。推进器：螺旋桨。 固定螺距 非固定螺距（变距桨）二、辅动力装置1电站2发电机组：柴油机发电机组；辅汽轮发电机；轴带发电机。3配电盘4船用泵海水水 淡水污水输送各种液体 油 润滑油燃油5辅锅炉（柴油机船上） 、造水6甲板机械：舵机、起锅机、起货机、绞缆机、起艇机。7其他：制冷空调、冰机、空调机、空压机、防污染设备、自动化装置、船舶系统。CH1 热工基础知识工质：用来将热能转化为机械能的
4、各种流动介质。能源：概述：水能、风能、太阳能、原子能、潮汐能、生物能、热能。热机：内燃机：工作室内形成工质。柴油机、汽油机外燃机：工作室外部形成工质。蒸汽机、汽轮机CH2 船舶柴油机动力装置+概述：热机（定义 P7）内燃机柴油机一个工作循环，进气、压缩、喷油燃烧膨胀排除废气2.1 柴油机的结构、系统四冲程柴油机的结构三大机构、五大系统1 固定件：气缸盖、气缸套、机座（滑油盘） 、主轴承2 运动件：活塞、活塞销、连杆曲轴、飞轮3 配气机构：曲轮轴、曲轮、推杆、摇臂、气阀五大系统1 燃油系统2 润油系统3 冷却系统4 进排气系统5 操纵系统起动、换向、调速主要名词解释1 上（下）止（死）点：最高位
5、置：上死点；最低位置：下死点。2 冲程 Smm，活塞从上 下，或下 上直线 S=2R3 缸径 Dmm，公称4 压缩（燃烧）容积 Vc mm35工作容积 Vs mm3. Vs= SD246 气缸工作总容积：Va=Vc+Vs7 压缩： cscscaVV18 压缩、温度、压力Tc Pc600700。3045（kgf/cm 2）10 5Pa=3-4.5MPa9 爆炸压力温度：14001800Pt=（58MPa）50-8010 5Pa10正时（定时）11正时图四冲程柴油机工作原理（一个工作循环）2、四冲程柴油机的工作原理 四冲程柴油机和汽油机一样，每个工作循环也是由进气行程、压缩行程、做功行程和排气行程
6、组成。由于柴油机以柴油作燃料，与汽油相比，柴油自燃温度低、豁度大不易蒸发，因而柴油机采用压缩终点自燃着火，其工作过程及系统结构与汽油机有所不同，如图所示。进气行程进入汽缸的工质是纯空气。由于柴油机进气系统阻力较小，进气终点压力 Pa=(0.85-0.95)P0。比汽油机高。进气终点温度 Ta = 300-340K ，比汽油机低。压缩行程由于压缩的工质是纯空气，因此柴油机的压缩比比汽油机高（一般为16 一 22 ）。压缩终点的压力为 3000-50001KPa ，压缩终点的温度为 750-1000K ，大大超过柴油的自燃温度（约 52OK ）。做功行程当压缩行程接近终了时，在高压油泵作用下，将柴
7、油以 10MPa 左右的高压通过喷油器喷入汽缸燃烧室中，在很短的时间内与空气混合后立即自行发火燃烧。汽缸内气体的压力急速上升，最高达 5000-9000KPa ，最高温度达 1800-2000K 。由于柴油机是靠压缩自行着火燃烧，故称柴油机为压燃式发动机。排气行程柴油机的排气与汽油机基本相同，只是排气温度比汽油机低。一般 Tr = 700-900K 。对于单缸发动机来说，其转速不均匀，发动机工作不平稳，振动大。这是因为四个行程中只有一个行程是做功的，其他三个行程是消耗动力为做功做准备的行程。为了解决这个问题，飞轮必须具有足够大的转动惯量，这样又会导致整个发动机质量和尺寸增加。采用多缸发动机可以
8、弥补上述不足。现代汽车用多采用四缸、六缸和八缸发动机。 1 进气冲程（行程）目的：让气缸内充满新鲜的空气进气阀开，排气阀关，活塞自上而下气缸内形成真空，在大气压和缸内压差作用下，及活塞抽吸作用下。2 压缩冲程让柴油自行发火燃烧，空气具有足够高的温度，进、排气阀关闭。活塞自下而上，到上止点附近，压力 34.5MPa，温度 600700（304510 5Pa） （燃油自燃 210270）柴油喷入，混和加热，形成火种3 工作冲程（燃烧、膨胀）对外做工上止点附近：Pt=50-8010 5Pa 温度 14001800高温高压的燃气膨胀推动活塞下行做功，一直到排气阀开启。4 排气冲程气阀开启，活塞沿在下行
9、，废气靠汽缸内外压差经排气阀排出。特点：1只有第三冲程对外作工，多单缸机2曲轴转 2 周完成一个工作循环3曲轴转速：曲轮轴转速=2:1作业：1 名词解释：a.上（下）止点；b.冲程2 叙述四冲程柴油机的工作原理2.2 二冲程柴油机的结构、工作原理引子，问题提出改进：1）必须增压 机械增压废气、涡轮增压2）将进气阀改为进气口，有的机型将排气口也改为进气口。大型低速二冲程十字头式柴油机结构1 固定件：气缸盖、气缸体、机架、机座、主轴承、导板、扫气箱2 运动件：活塞、活塞杆、十字头、连杆、曲轴、飞轮气口一气阀式的配气机构曲轮轴、曲轮、链条、链轮、推杆、摇臂、排气阀五大系统：1 燃油系统2 润滑系统3
10、 冷却系统4 增压系统5 操纵系统二冲程柴油机的工作原理1、二冲程柴油机的工作原理 通过活塞的两个冲程完成一个工作循环的柴油机称为二冲程柴油机，油机完成一个工作循环曲轴只转一圈，与四冲程柴油机相比，它提高了作功 能力，在具体结构及工作原理方面也存在较大差异。 二冲程柴油机与四冲程柴油机基本结构相同，主要差异在配气机构方面。二冲 程柴油机没有进气阀，有的连排气阀也没有，而是在气缸下部开设扫气口及排气口； 或设扫气口与排气阀机构。并专门设置一个由运动件带动的扫气泵及贮存压力空气 的扫气箱，利用活塞与气口的配合完成配气，从而简化了柴油机结构。 图是二冲程柴油机工作原理图。扫气泵附设在柴油机的一侧，它
11、的 转子由柴油机带动。空气从泵的吸入吸入，经压缩后排出，储存在具有较大容积的 扫气箱中，并在其中保持一定的压力。现以图说明二冲程柴油机的工作 原理。 燃烧膨胀及排气冲程： 燃油在燃烧室内着火燃烧，生成高温高压燃气。活塞在燃气的推动下，由上止点 向下运动，对外作功。活塞下行直至排气口打开（此时曲柄在点位置，此时燃气 膨胀作功结束，气缸内大量废气靠自身高压自由排气，从排气口排人到排气管。 当气缸内压力降至接近扫气压力时（一般扫气箱中的扫气压力为 0 12，下行活塞把扫气口 3 打开（此时曲柄在点 4 的位置，扫气空气进入气缸， 同时把气缸内的废气经排气口赶出气缸。活塞运行到下止点，本冲程结束，但扫
12、气 过程一直持续到下一个冲程排气口关闭（此时曲柄在点位置为止。 4 342 第三篇船舶柴油机检修图二冲程柴油机工作原理示意图 扫气及压缩冲程： 活塞由下止点向上移动，活塞在遮住扫气口之前，由扫气泵供给储存在扫气箱 内的空气，通过扫气口进入气缸，气缸中的残存废气被进入气缸的空气通过排气口 扫出气缸。活塞继续上行，逐渐遮住扫气口，当扫气口完全关闭后（此时曲柄在点 位置，空气停止充人，排气还在进行，这阶段称为“过后排气阶段” 。排气口关闭时 （此时曲柄在点位置，气缸中的空气就开始被压缩。当压缩至上止点前点时， 喷油器将燃油喷人气缸，与高温高压的空气相混合，随即在上止点附近发火，自行着 火燃烧。本冲程
13、结束，并与前一冲程形成一个完整的工作循环。 二冲程柴油机示功图见图，其中，为喷油始点，为活塞上止点，为 燃烧终点。 二冲程柴油机与四冲程柴油机相比具有一些明显优点，当然也存在本身固有的 缺点。 以图 24 气口一气口式为例第一冲程：活塞自下而上，扫气压缩，当活塞处于下止点时，e、f 均开着，一边进气，一边排气，活塞向上运动。首先将 e 口关闭，随后 f 口也关闭，压缩开始，到上止点时，压力 3545kgf/cm2，温度 700800，同时有部分燃油喷入形成火种第二冲程：活塞自上而下，燃烧膨胀，排气扫气，冲程初燃油继续喷入，剧烈燃烧，Pz 6080kgf/cm2，Tz 16001800推动活塞向
14、下运动，对外作工。到下止点前，首先排气口 f 打开，自由排气，随后 e 口又打开，具有一定压力的新鲜空气，进入气缸，这时一边进气，一边排气。特点：1 曲轴转一转做一次工（一个工作循环）2 转动均匀3 曲轴转速比上曲轮轴转速为 1:14换气时间内，进、排气大部分为重叠，质量差。与四冲程机比较：优点：1. 同样条件 n、SD 一样，功率是四冲程机的 1.61.8 倍。2转动均匀。3结构简单，尤其是无气阀。 （无气阀柴油机一定是二冲程柴油机）缺点：1. 换气质量差，热效率比四冲程机低。2机械负荷、热负荷大。当前商船大多数采用大型低速二冲程十字头式柴油机。2.3 柴油机的换气与增压1二冲程机的换气形式
15、横流扫气弯流 回流扫气气流运动路线直流 气阀气口气口气口2四冲程机的配气机构进、排气阀3增压：把用增加进气压力来提高功率的方法称之为增压。办法：机械增压废气涡轮增压最有效的办法是增压2.4 柴油机的分类1 按工作循环特点四冲程机二冲程机2 按曲轴转速或活塞平均速度n(r/min) Sn2/60=Sn/30 M/s高速机 n1000r/min中速机 300-1000r/min低速机 70-300r/min高： 救生艇、应急消防泵中： 发电柴油机低： 主机（多数大型低速二冲程）3 按结构、筒状活塞式、十字头式4 按气缸排列：直、V5 按是否增压：增压、非增压6 是否能倒转：可倒转、不可倒转老师提问
16、：1 一台四缸二冲程机一个工作循环、曲轴转几转？ 1 转2 二冲程机由上止点向下止点运动工作内容？ 燃烧膨胀、排气扫气3 二冲程机的工作系统？ 燃油、润滑、冷却、增压、操纵4 以转速分 高速机 n1000r中速机 300-1000r低速机 70-300r2.5 柴油机的工作系统一、燃油系统发电柴油机轻柴油：应急发电机、救生艇、主机备车 机动航行船用燃油种类 重柴油：发电柴油机、 （个别船舶）重 油：主机正常航行时用（重油=重柴油+渣油）重油系统组成：注入、驳运、贮存、加热、净化（过滤、沉淀、分油机） 、供给甲板上注入口重油舱（40）过滤器重油驳运泵沉淀柜（60，24 小时去除水、杂质）分油机吸
17、入泵加热器（80）分油机（进一步去除水、杂质）排出泵日用油柜（70）轻重油转换阀低压泵加热器（110120）细滤器高压油泵喷油器雾化状态入气缸重油换成轻油：重油降温80 2/分 20 分30 分（提前一小时告诉机舱）二、润滑系统增压器、汽轮油 气缸油、专用、碱性曲柄箱油（机油）：油池、湿曲柄箱、干曲柄箱、循环油柜三、冷却系统1400180016001800主要受热元件：气缸盖、气缸套、活塞1 开式系统：海水2 闭式系统：淡水机器升温冷却海水5060淡水主机6070淡水冷却器海水3集中式冷却系统2.6 柴油机的操纵系统（起动、换向装置）一、起动装置造船规范要求：空气瓶贮量能够使主机冷态起动连续
18、12 次以上。压缩空气起动装置组成：空气机空气瓶出口阀截止阀 起动手柄控制阀 主起动阀空气分配、发火顺序气缸起动阀气缸二、换向装置前后 换向办法 变距桨角（推力、方向）后前 定距桨 主机与螺旋桨直接相连主机与螺旋桨间接相连换向操作程序前后：停车后前：停车 （换向操作的反向起动）换向：正时不变双凸轮 二套正、倒单凸轮需换向的凸轮四冲程机、直流二冲程、无气阀二冲程进气凸轮排 排气凸轮喷油 喷油 喷油分配器 分配器 分配器三、操纵系统控制柴油主机 机旁手动 主机舱集中控制室驾驶台遥控 机遥控：1. 人工备车2出现故障 降速 人工排除题：（港监常考）1 在主机可遥控的船舶上，有哪几处可操纵和遥控主机？
19、2 如何保证同一时间内只有一处可操纵主机，其他处于灯先显示？答：1. 有三处。2. 通常机舱集控室为主控站，驾驶台操纵作为辅控站，机旁操纵作为备用，主控站与辅控站的转换只能在主控站进行，机旁与辅控站的转换只能在机旁进行，这样就保证了同一时间内只有一处可操纵主机，其他处于灯先显示。2.7 柴油机的运转特性标定功率：是机械部门或有关单位对一台新制造出的柴油机，拟定一些条件，然后在试验台上试车时核定功率，即铭牌上的功率，柴油机在试验台上试车时，拟定附带条件称为标定（额定）工况，如环境温度 20，气压 760mmHg，相对湿度 50%，连续运转几小时等。速度特性：超负荷全负荷部分负荷推进特性：柴油主机
20、：要有最高转速、最低转速限制103%n 110%N H低速机 30%NH 1/3 （定速，货船一般都用大型低速二冲程柴油机）中高速机：4050%N H负荷特性发电柴油机限制特性：机械负荷、热负荷；等转矩限制；等排温限制题目1 起动方式哪几种？人力手摇起动（人力） 电动起动 （电力）压缩空气起动（气力）2 连续起动 12 次3 四冲程机需换向的曲轮？1）进气凸轮；2）喷油凸轮；3）排气凸轮；4）分配器凸轮4 主机遥控？2.8 柴油机的主要工作指标一、指示指标有效指标2.9 柴油机的运行管理开航前的备车工作一、轮机长、值班轮机员、机匠、电机员均要下机舱。二、再起动一台发电柴油机，二台并联运行。三、
21、对时钟、对车钟、对舵角。车钟记录微进一 微退一 备车前进一 后退一 停车前进二 后退二 完车前进三 后退三 定速四、暖机（暖缸） 、冷却（部件机器） 、滑油、燃油系统投入工作五、其它系统也应投入工作（如海水空气系统）六、转车：驾驶台同意，转车机 36 分/转七、冲车和试车冲车：压缩空气、不喷油；主动阀打开（将积油杂质、残水处冲出）试车：正、倒车、起动、低速、停车运行中的工作：加速要慢慢大风浪降速共振转速、超越题目船舶开航前备车的基本工作中包括暖机和油的加热，请说明进行这项工作的理由？答：（1）暖机后有利于燃油自燃，使柴油机容易起动。（2）经过暖机，在柴油机柴油机起动时，可减少活塞和气缸等受热零
22、件的热应力所引起的损坏。（3）暖机可减少燃油中硫成分对气缸和活塞头的低温腐蚀。（4）经过暖机，使润滑油分布均匀，减少磨损。有效油耗率、定义？单位？答：有效油耗率指每 1KW 有效功率每小时所消耗的燃油量 kg/(kwh)备车的主要工作？转车？目的？冲车？目的？试车？目的？题目不下机舱的人员驾驶员如何判断主机工作是否正常？答：1）看：排烟颜色：正常排烟色：淡灰或淡灰略带黄褐色不正常：冒黑烟，带火星（小型机）蓝烟，润滑油过多2）听：声音（喘气、尖锐）3）振动1.7 CH3 船舶推进装置（器和轴承）3.1 船舶推进装置的传动方式1 直接传动前后变距桨，主机不换向定距桨，主机换向2 间接传动还有离合器
23、、减速器前后 离合器恒速 同一方向带动轴带发电机3 Z 型传动（小型机）不需舵、不换向（360）3.2 轴系的组成尾轴、中间轴及轴承推力轴及推力轴承推力轴及推力轴承：螺旋桨推力尾轴中间轴推力环油膜推力块轴承座船体螺旋桨及特性3.3 各种航行条件下主机的工况一、船、机、桨三者能量的统一船：消耗能；机：供应能；桨：能的转换附体一船舶阻力 空气阻力单体（裸体）： 惯性水阻力摩擦阻力形状阻力兴波阻力提问：1 什么情况下，柴油主机需要换向？船舶由前进后退，直接传动固定桨2 什么情况下，柴油主机不需要换向？间接传动，离合器直接传动，变距桨3 轴系的组成：推力轴、中间轴、轴承、尾轴、推力轴承4 H、hp、h
24、 三者关系：Hp = H - h（m）进程 螺距 滑失5 船舶阻力？结论：主机刚倒转 4060%nH船已倒退 7080%nH港监考题：与四冲程柴油机相比，二冲程柴油机具有如下优点：A 功率大，体积小；B 运转均匀，起动容易；C 结构简单，维护保养方便；D 进、排气时间短，换气质量好；E 功率小，体积小。对操纵主机为柴油机的船舶应注意哪些事项？（1） 启动不要太频繁；（2） 从慢速到全速时，应缓慢地增加；（3） 柴油机起动性能好，在经过短时间的准备，准备后 1530 分钟，即可使用，但它的最低稳定转速较高，一般是标定转速的 30%，这对需要慢速操纵的船舶有一定影响。（4） 超负荷能力小，只允许短
25、时间超标定功率的 10%，转速不能超过 3%nH。提问：1 柴油机有功率储备配合？100%NeH 85%NeH 储备 15%NeH2 满载，中等载重，空载 （同一油门下）n1n3 前进三，后退，船还在前进主机已开出倒车，这时主机转速 4060%nH船已倒退，这时主机转速 7080%nHCH4 船用泵和油马达泵的用途：用来输送流体。没有泵，开不了船。船用泵分类：用途、工作原理、动力、材料、流体名称用途分：1. 通用泵：压载泵、舱底水泵、消防泵、淡水泵2. 动力装置用泵：高压油泵、输油泵、海水泵、淡水泵3. 辅机用泵：空压机冷却水泵、锅炉供水泵、燃油泵4. 专用泵：货油泵、打捞泵工作原理：活塞泵往
26、复泵 柱塞泵隔膜泵容积式泵 齿轮泵回转泵 慢杆泵叶片泵离心泵叶轮式泵 轴流泵旋涡泵喷射泵电磁泵动力分：电动泵、手动泵、蒸汽直动泵、汽轮泵泵的性能参数流量（排量） 、扬程（压头） 、功率、效率、转速1 流量：体积，升/秒，m 3/s m3/h质量：kg/s T/h2 扬程（压头）H，m 水柱30m4.2 容积式泵容积变化产生吸排，压力，吸，压力，排活塞泵、齿轮泵、螺折泵、叶洗泵、高压油泵（喷油泵）一、电动往复泵组成：曲轴连杆、活塞杆、活塞、泵缸（体） 、吸入阀、吸入管、排出阀、排出管、安全阀工作原理：1. 活塞上下运动，电动机减速齿轮曲轴转动连杆活塞杆活塞上下运动2先是抽除空气，压力，吸气，压力
27、，排气，真空，水上来一小段3充满水，水的吸排特点：1具有干吸（自吸）能力，泵起动前不必向泵灌水；2可以产生很高的压头，排出口附近应设安全阀；3理论上流量与压头无关；4流量不均匀；5转速不能太高，200300rpm；6不宜用来输送含固体杂质的流体；7结构复杂，易损件较多。柱塞泵 舵机上用泵的转向不变，排量太小，方向会变化二、齿轮泵：外齿轮泵、内齿轮泵外齿轮泵组成：主动轮、主动齿轮；从动轮、从动齿轮；泵容（体） 、端盖、安全阀工作原理：1. 密封空间的形成；2. 吸、排方向由转向决定；3，压力，吸，压力，排由于齿顶被泵壳二个端盖所包围，加上二个齿轮的啮合，形成左右二个不相通的工作空间。三、叶片泵组
28、成：泵壳、定子、转子、叶片配油盘上的吸油窗口；配油盘上的排油窗口。工作原理：作业：1 叙述电动往复泵的特点？2 外齿轮泵的组成及工作原理？4.3 叶轮式泵离心泵组成：泵轴、叶轮（带有叶瓣） 、泵壳、吸入接管、排出接管、填料箱工作原理：（1）预先充满水；（2）旋转离心力甩出；（3）中心位形成真空；（4）吸入；（5）不断排出。特点：1）没有干吸（自吸）能力；带有真空泵自吸；2）可以封闭起动，时间不能太久；3）Q 与 H 有关Q，H4.4 油马达电机与电动机油泵与油马达CH5 船舶甲板机械远海货轮的甲板机械舵机、锚机、起货机绞缆机、起艇机5.1 液压传动的组成1 动力部分：液压泵，产生高压油；2 执
29、行部分：液压油机械能往复运动，叫液压缸回转运动，叫油马达3 控制机构：各种控制阀（压力、流量、方向）控制阀4 辅助部分：油箱、过滤器、仪表、加热器、蓄能器5.2 液压舵机转船工作原理：舵转 P题目1 简述主机遥控系统应满足哪些要求？1） 主机遥控系统与手动操纵系统互相独立；2） 必须设有手动遥控转换装置，换向装置简单可靠；3） 必须设有各种安全装置；4） 必须设有程序控制装置，应满足操纵主机的各种程序。2船舶主机遥控系统通常采用（ ）调节系统A程序 B. 定值 C.积分 D.随动3有关主机遥控的问题下列何者说法正确？A主机遥控系统在使用前，轮机员无须作准备工作；B主机遥控系统的自动保护功能，在主机发生故障时，能自动排除；CA、B 的说法都正确；DA、B 的说法都不正确。
