轮机概论 第4章 柴油机的工作系统

1、轮机概论轮机概论 4.1燃油系统燃油系统 4.2润滑系统润滑系统 4.3冷却系统冷却系统 4.4柴油机的操纵系统柴油机的操纵系统 武汉理工大学航运学院航海专业课程武汉理工大学航运学院航海专业课程第二章第二章 周宏基编制周宏基编制 第四章第四章 柴油机的工作系统柴油机的工作系统 4.1 燃油系统燃油系统 燃油系统包括：燃油的加装、储存、驳运、净化、加热。加油通过甲板两舷的燃油系统包括：燃油的加装、储存、驳运、净化、加热。加油通过甲板两舷的 国际标准加油法兰加入油舱。国际标准加油法兰加入油舱。 1.1.燃油的供给、净化和雾化系统燃油的供给、净化和雾化系统 1 1重油舱；重油舱；2 2驳运泵；驳运泵

2、； 3 3粗滤器；粗滤器； 4 4重油沉淀柜；重油沉淀柜；5 5重油分油机；重油分油机； 6 6分油机加热器；分油机加热器；7 7重油日用柜；重油日用柜； 8 8集油柜；集油柜；9 9粗滤器；粗滤器；1010燃油供燃油供 给泵；给泵；1111雾化加热器；雾化加热器；1212细滤细滤 器；器；1313主机喷油泵；主机喷油泵；1414轻油日轻油日 用柜；用柜；1515轻重油转换阀轻重油转换阀 2.2.燃油系统的维护管理燃油系统的维护管理 ( (1 1) )轮机长与船长协商后向公司提出加油申请。轮机长与船长协商后向公司提出加油申请。 ( (2 2) )加油舱和加油量，轮机长与大副商量以满足吃水要求。

3、加油舱和加油量，轮机长与大副商量以满足吃水要求。 ( (3 3) )主机在正常航行时使用重油，机动航行时使用轻柴油。需要在离港和进主机在正常航行时使用重油，机动航行时使用轻柴油。需要在离港和进 港时更换燃油。一般在港时更换燃油。一般在进港机动航行前进港机动航行前1 1小时和离港正常航行后进行换油操小时和离港正常航行后进行换油操 作。作。 4.2 润滑系统润滑系统 1.1.润滑油的作用润滑油的作用 润滑、冷却、清洁、密封、防腐蚀、降低噪音。润滑、冷却、清洁、密封、防腐蚀、降低噪音。 2.2.柴油机轴承润滑柴油机轴承润滑 主轴承、连杆大端轴承、十字头轴承、增压器轴承。主轴承、连杆大端轴承、十字头轴

4、承、增压器轴承。 如果将曲轴箱的底部空间作为滑油循环柜使用，则可省去滑油循环柜，称为如果将曲轴箱的底部空间作为滑油循环柜使用，则可省去滑油循环柜，称为 湿式曲轴箱，而另设滑油循环柜的曲轴箱称为干式曲轴箱。湿式曲轴箱，而另设滑油循环柜的曲轴箱称为干式曲轴箱。 (1)(1)飞溅润滑：靠从连杆大端甩出并飞溅到飞溅润滑：靠从连杆大端甩出并飞溅到 气缸壁上的润滑油润滑气缸。用于筒状活气缸壁上的润滑油润滑气缸。用于筒状活 塞柴油机。气缸油和轴承油相同。塞柴油机。气缸油和轴承油相同。 (2)(2)注油润滑：采用气缸注油器和注油接头，注油润滑：采用气缸注油器和注油接头， 将气缸油通过气缸壁上均布的注油孔喷注到

5、气将气缸油通过气缸壁上均布的注油孔喷注到气 缸表面进行润滑。用于十字头式柴油机的气缸缸表面进行润滑。用于十字头式柴油机的气缸 润滑和某些筒状活塞柴油机的辅助润滑。气缸润滑和某些筒状活塞柴油机的辅助润滑。气缸 油轴承油使用不同的润滑系统。油量可控制，油轴承油使用不同的润滑系统。油量可控制， 滑油不用收回。滑油不用收回。 气缸注 油器 注油接头 注油孔 2.2.柴油机气缸润滑柴油机气缸润滑 4.3 4.3 柴油机的冷却系统柴油机的冷却系统 按冷却介质分类按冷却介质分类 风冷风冷 油冷油冷 水冷水冷 按工作特点分类按工作特点分类 开式开式 闭式闭式 中央冷却中央冷却 1.1.海水冷却系统海水冷却系统

6、 直接、开式。空冷直接、开式。空冷 器、滑油、淡水等。器、滑油、淡水等。 主机海水冷却系统主机海水冷却系统 2.2.淡水冷却系统淡水冷却系统 间接、闭式。气缸、气缸盖、活塞；增压器和喷油器。间接、闭式。气缸、气缸盖、活塞；增压器和喷油器。 主机淡水冷却系统主机淡水冷却系统 膨胀水柜膨胀水柜 使冷却系统中的淡水受热后有膨胀余地；使冷却系统中的淡水受热后有膨胀余地； 向系统补水；向系统补水； 使冷却水泵有正吸高保证吸入；使冷却水泵有正吸高保证吸入； 排出系统空气；排出系统空气； 投放化学药剂对冷却水进行处理。投放化学药剂对冷却水进行处理。 板式冷却器板式冷却器 应用实例应用实例 壳管式冷却器壳管式

7、冷却器 壳管式冷却器 4.4 柴油机的操纵系统柴油机的操纵系统 操纵系统操纵系统: :柴油机起动、换向和调速。柴油机起动、换向和调速。 一、一、柴油机柴油机的起动装置的起动装置 使静止的柴油机借助外力转动起来，以便获得第一个工作循环的条件，最使静止的柴油机借助外力转动起来，以便获得第一个工作循环的条件，最 终使柴油机自行运转。终使柴油机自行运转。 起动转速：起动转速：柴油机起动所要求的最低转速。柴油机起动所要求的最低转速。 起动方式：人力起动、机动起动、电动起动、压缩空气起动等。起动方式：人力起动、机动起动、电动起动、压缩空气起动等。 压缩空气起动：将压缩空气起动：将压缩空气压缩空气(2.5-

8、3.0MPa)(2.5-3.0MPa)按照柴油机的发火顺序在膨胀冲程时按照柴油机的发火顺序在膨胀冲程时 引入气缸，推动活塞，使柴油机达到起动转速，实现自行发火工作。引入气缸，推动活塞，使柴油机达到起动转速，实现自行发火工作。 主要包括：空气压缩机、起动空气瓶、主起动阀、空气分配器、气缸起动主要包括：空气压缩机、起动空气瓶、主起动阀、空气分配器、气缸起动 阀和起动控制阀等。阀和起动控制阀等。 空气瓶空气瓶 空气压缩机空气压缩机 控制屏控制屏 使用压缩空气启动主机时应注意的问题使用压缩空气启动主机时应注意的问题 ( (1 1) )虽然空气瓶、空压机满足要求，但在一定时间范围内其总的空气量还有限虽然

9、空气瓶、空压机满足要求，但在一定时间范围内其总的空气量还有限 的。的。 ( (2 2) )不同的柴油机以及处于不同状态的柴油机对最低启动压力的要求不同。不同的柴油机以及处于不同状态的柴油机对最低启动压力的要求不同。 ( (3 3) )在使用气动工具和用压缩空气做清扫时，消耗空气量很大。在机动航行时在使用气动工具和用压缩空气做清扫时，消耗空气量很大。在机动航行时 不应该使用，以免影响主机的机动性能。不应该使用，以免影响主机的机动性能。 ( (4 4) )操纵主机时除了应避免盲目地随意频繁起、停主机外，同时应提高操纵水操纵主机时除了应避免盲目地随意频繁起、停主机外，同时应提高操纵水 平，保持主机良

10、好状态和机动性能。平，保持主机良好状态和机动性能。 二、柴油机的换向装置二、柴油机的换向装置 1.1.换向原理和方法换向原理和方法 定距桨：改变旋转方向定距桨：改变旋转方向 变距桨：改变螺距角变距桨：改变螺距角 柴油机转向柴油机转向 轴系换向装置轴系换向装置 船舶船舶换向方法换向方法 为改变柴油机转向设置的改变各凸轮为改变柴油机转向设置的改变各凸轮(Cam)(Cam)相对曲轴位置的机构称为相对曲轴位置的机构称为换向机构。换向机构。 四冲程柴油机：四冲程柴油机： 空气分配器空气分配器凸轮凸轮 喷油泵喷油泵凸轮凸轮 进、排气阀凸轮进、排气阀凸轮 二冲程柴油机：二冲程柴油机： 弯流扫气弯流扫气 空气

11、分配器空气分配器凸轮凸轮 喷油泵喷油泵凸轮凸轮 直流扫气直流扫气 空气分配器空气分配器凸轮凸轮 喷油泵喷油泵凸轮凸轮 排气凸轮排气凸轮 2.2.换向装置换向装置 ( (1 1) )双凸轮换向双凸轮换向 2 2套凸轮套凸轮(1(1套正车，套正车，1 1套倒车套倒车) )，换向时，换向时轴向移动凸轮轴。轴向移动凸轮轴。 ( (2 2) )单凸轮换向单凸轮换向 每个需要换向的设备设每个需要换向的设备设1 1个凸轮，具有对称轮廓。换向时将个凸轮，具有对称轮廓。换向时将凸轮轴相对曲凸轮轴相对曲 轴转过一定角度。轴转过一定角度。 双凸轮的换向装置双凸轮的换向装置 一般线型单凸轮换向原理一般线型单凸轮换向原

12、理 三、柴油机的调速装置三、柴油机的调速装置 1.1.柴油机调速的基本概念柴油机调速的基本概念 柴油机的不同柴油机的不同转速转速通过改变通过改变循环喷油量循环喷油量实现。实现。 改变油量调节机构，使柴油机的转速调节到规定的转速范围内称为改变油量调节机构，使柴油机的转速调节到规定的转速范围内称为柴油机柴油机 调速。调速。为此而设的根据柴油机负荷变化自动调节供油量的调速装置，称为为此而设的根据柴油机负荷变化自动调节供油量的调速装置，称为调速调速 器。器。 (1)(1)主机：装设全制式调速器，主机：装设全制式调速器，以保证柴油机在设定转速稳定工作。以保证柴油机在设定转速稳定工作。 (2)(2)发电柴

13、油机：装设定速调速器，发电柴油机：装设定速调速器，负荷变化时能保证恒定的转速，以保证发电负荷变化时能保证恒定的转速，以保证发电 机的电压和频率。机的电压和频率。 2.2.调速器调速器 ( (1 1) )调速器种类调速器种类 极限调速器极限调速器：最高转速不超过某一规定值。：最高转速不超过某一规定值。 定速调速器定速调速器：在预定转速下稳定运转。：在预定转速下稳定运转。 双制式调速器：维持最低转速并可限制最高转速。双制式调速器：维持最低转速并可限制最高转速。 全制式调速器：最低稳定转速到最高转速范围内，均能保持任一设定转速。全制式调速器：最低稳定转速到最高转速范围内，均能保持任一设定转速。 机械

14、式机械式 液压式液压式 电子式电子式 (2)(2)调速器原理调速器原理 机械调速器原理简图机械调速器原理简图 ( (1 1) ) 当柴油机功率与外界负荷平衡时，柴油机在某一转速下稳定工作，飞重产当柴油机功率与外界负荷平衡时，柴油机在某一转速下稳定工作，飞重产 生的离心力与弹簧的预紧力平衡，油量调节杆不动。生的离心力与弹簧的预紧力平衡，油量调节杆不动。 (2)(2) 当外界负荷减小时，柴油机发出的功率大于外界负荷，转速升高，飞重产当外界负荷减小时，柴油机发出的功率大于外界负荷，转速升高，飞重产 生的离心力大于弹簧的预紧力，滑动套筒上移，调速弹簧被压缩，油量调节杆生的离心力大于弹簧的预紧力，滑动套

15、筒上移，调速弹簧被压缩，油量调节杆 向减油方向移动，转速降低。但调节后的转速比原转速要稍高。向减油方向移动，转速降低。但调节后的转速比原转速要稍高。 (3)(3) 当外界负荷增大时，柴油机发出的功率小于外界负荷，转速降低，飞重产当外界负荷增大时，柴油机发出的功率小于外界负荷，转速降低，飞重产 生的离心力小于弹簧的预紧力，滑动套筒下移，调速弹簧被放松，油量调节杆生的离心力小于弹簧的预紧力，滑动套筒下移，调速弹簧被放松，油量调节杆 向加油方向移动，转速升高。但调节后的转速比原转速要稍低。向加油方向移动，转速升高。但调节后的转速比原转速要稍低。 (4)(4)机械调速器的设定转速取决于调速弹簧的预紧力

16、，预紧力越大，设定转速越机械调速器的设定转速取决于调速弹簧的预紧力，预紧力越大，设定转速越 高，而弹簧的预紧力是通过调节螺钉加以调节。逆时针旋出螺钉，弹簧的预紧高，而弹簧的预紧力是通过调节螺钉加以调节。逆时针旋出螺钉，弹簧的预紧 力降低，设定转速下降；反之，顺时针旋进螺钉，弹簧的预紧力增加，设定转力降低，设定转速下降；反之，顺时针旋进螺钉，弹簧的预紧力增加，设定转 速升高。速升高。 四、柴油机的操纵系统四、柴油机的操纵系统 (1)(1)能迅速而准确地执行起动、换向、变速和超速保护等动作，并满足船舶规范能迅速而准确地执行起动、换向、变速和超速保护等动作，并满足船舶规范 的相应要求。的相应要求。

17、(2)(2)有必要的连锁装置，以免误操作和事故。有必要的连锁装置，以免误操作和事故。 (3)(3)有必要的监视仪表和安全与报警装置。有必要的监视仪表和安全与报警装置。 (4)(4)操纵系统中的零部件必须灵活可靠，不易损坏。操纵系统中的零部件必须灵活可靠，不易损坏。 (5)(5)操作、调节方便，维护简单。操作、调节方便，维护简单。 (6)(6)便于实现遥控和自动控制。便于实现遥控和自动控制。 2.2.操纵系统的类型操纵系统的类型 (1)(1)按操纵部位和操纵方式分类按操纵部位和操纵方式分类 机旁手动操纵机旁手动操纵(Local control)(Local control)：机旁操纵台机旁操纵台 机舱集控室控制机舱集控室控制(ECR control)(ECR control)：机舱控制室机舱控制室 驾驶室控制驾驶室控制(BR control)(BR control)：驾驶室控制台驾驶室控制台 优先级：优先级：机旁机旁 集控室集控室 驾驶室驾驶室 遥控遥控 (2)(2)按操纵系统使用的能源和工质分类按操纵系统使用的能源和工质分类 电动式、气动式、液力式、混合式、微型计算机。电动式、气动式、液力式、混合式、微型计算机。 (3)(3)操纵系统的功能操纵系统的功能 基本功能：起动