船舶柴油机——气缸

1、1船舶柴油机轮机工程系2022年5月27日星期五第六节第六节 气缸（气缸（Cylinder）一、 气缸的功用及工作条件 二、气缸套的要求及材料 三、气缸套的种类 四、气缸套的定位与密封 五、气缸套的润滑和冷却六、结构形式 2船舶柴油机轮机工程系2022年5月27日星期五气缸=气缸套+气缸体气缸体气缸套3船舶柴油机轮机工程系2022年5月27日星期五气缸（Cylinder）4船舶柴油机轮机工程系2022年5月27日星期五中小型柴油机的机体机架与缸体制成一体5船舶柴油机轮机工程系2022年5月27日星期五二冲程柴油机气缸套二冲程柴油机气缸套6船舶柴油机轮机工程系2022年5月27日星期五第六节第六

2、节 气缸（气缸（Cylinder）一、一、 气缸的功用及工作条件气缸的功用及工作条件 二、气缸套的要求及材料 三、气缸套的种类 四、气缸套的定位与密封 五、气缸套的润滑和冷却六、结构形式 7船舶柴油机轮机工程系2022年5月27日星期五一、缸套的作用及工作条件一、缸套的作用及工作条件1. 作用：作用：构成燃烧室的机件之一；筒形机，引导活塞组往复运动并承受侧压力；二冲程机，气缸中下部设气口，布置气道；十字头机气缸下部作扫气泵空间；气缸外设置扫气箱、排气管、凸轮箱、增压器等。 2. 工作条件：工作条件：安装力和高温、高压燃气作用 较大机械应力和热应力变形；缸套内受燃气的高温和低温腐蚀，外受到冷却水

3、的腐蚀；活塞组在气缸套内的高速往复运动，引起摩擦和磨损；筒形活塞，受活塞组侧推力的撞击，产生变形和高频振动，引起穴蚀。当用贯穿螺栓把气缸体、机架和机座紧固到一起时，气缸体承受压力。8船舶柴油机轮机工程系2022年5月27日星期五第六节第六节 气缸（气缸（Cylinder）一、 气缸的功用及工作条件 二、二、气缸套的要求及材料气缸套的要求及材料 三、气缸套的种类 四、气缸套的定位与密封 五、气缸套的润滑和冷却六、结构形式 9船舶柴油机轮机工程系2022年5月27日星期五二、二、 气缸套的要求与材料气缸套的要求与材料 1. 要求：要求：足够的强度和刚度，良好的耐磨性和抗腐蚀能力，并对它进行良好的润

4、滑和冷却；在气缸套和气缸盖的结合面、气缸体和气缸套的结合面要有可靠的气封和水封。 2. 材料及处理：材料及处理：灰铸铁、耐磨合金（含硼、钡、钛、磷、妮等）铸铁和球墨铸铁。缸套内表面进行松孔镀铬、氮化、磷化、表面淬火、喷镀耐磨合金等工艺处理。 10船舶柴油机轮机工程系2022年5月27日星期五第六节第六节 气缸（气缸（Cylinder）一、 气缸的功用及工作条件 二、气缸套的要求及材料 三、三、气缸套的种类气缸套的种类 四、气缸套的定位与密封 五、气缸套的润滑和冷却六、结构形式 11船舶柴油机轮机工程系2022年5月27日星期五三、气缸套的种类1）湿式气缸套湿式气缸套优：外表面与水接触，冷却效果

5、好；制造方便；缺：壁厚较大，需可靠的冷却水密封。应用最广。2）干式缸套）干式缸套缸套外部镶套形成。降低气缸体高度，简化结构减轻重量，对超长行程尤其有利。用于新型低速机。外表面不与水接触，气缸体内布置水腔。优：缸套薄，省合金材料；缺：缸体内孔和缸套外表面需精密加工，保证紧密贴合，良好散热。用于批量生产小型机。3）带冷却水套式气缸套）带冷却水套式气缸套c）带冷却水套式气缸套12船舶柴油机轮机工程系2022年5月27日星期五缸套下部不冷却缸套下部不冷却010 Cooling jacket 022 Clamp034 Screw 046 Cylinder liner071 O-ring 083 Non-

6、return valve, complete095 O-ring 117 Cooling water connection129 Packing 142 Thrust piece154 Spring 166 Steel ball178 Valve housing 201 O-ring213 Pipe 225 Screw13船舶柴油机轮机工程系2022年5月27日星期五带冷却水套式缸套带冷却水套式缸套冷却水套14船舶柴油机轮机工程系2022年5月27日星期五气缸套发展历程气缸套发展历程随着柴油机强载度逐渐升高，气缸套的发展。早期低功率缸套凸肩加高、增厚+钻孔冷却15船舶柴油机轮机工程系2022年

7、5月27日星期五第六节第六节 气缸（气缸（Cylinder）一、 气缸的功用及工作条件 二、气缸套的要求及材料 三、气缸套的种类 四、四、气缸套的定位与密封气缸套的定位与密封 五、气缸套的润滑和冷却六、结构形式 16船舶柴油机轮机工程系2022年5月27日星期五四、气缸套的定位与密封四、气缸套的定位与密封轴向定位凸缘受热下部自由伸缩气封可加入紫铜垫片水封橡胶圈套在缸套外缘17船舶柴油机轮机工程系2022年5月27日星期五第六节第六节 气缸（气缸（Cylinder）一、 气缸的功用及工作条件 二、气缸套的要求及材料 三、气缸套的种类 四、气缸套的定位与密封 五、五、气缸套的润滑和冷却气缸套的润滑

8、和冷却六、结构形式 18船舶柴油机轮机工程系2022年5月27日星期五五、气缸套的润滑用于筒形机用于十字头机方式飞溅润滑注油润滑缸套上开有注油孔和注油槽注油孔位于活塞行至上止点时，1、2道环之间；注油槽布置成下八字形。19船舶柴油机轮机工程系2022年5月27日星期五有些二冲程机注油孔开在扫气口上方五、气缸套的润滑20船舶柴油机轮机工程系2022年5月27日星期五五、气缸套的冷却作用：降温；减热应力；防套内滑油结焦；保证活塞与缸套的间隙。冷却介质：淡水冷却水流路径：由下进入，向上流动，最高点排出；避免形成气囊，采用螺旋水道、钻孔冷却等。检漏孔设在两道密封圈之间，查漏。MAN-B&W-L

9、5864Sulzer ZA4021船舶柴油机轮机工程系2022年5月27日星期五第六节第六节 气缸（气缸（Cylinder）一、 气缸的功用及工作条件 二、气缸套的要求及材料 三、气缸套的种类 四、气缸套的定位与密封 五、气缸套的润滑和冷却六、六、结构形式结构形式 22船舶柴油机轮机工程系2022年5月27日星期五四冲程柴油机的气缸23船舶柴油机轮机工程系2022年5月27日星期五二冲程二冲程S-MC型型柴油机气缸柴油机气缸左为S-MC型，右为S-MC-C型。S-MC-C改进型结构特点：（右与左的区别）1）S-MC-C改进型，气缸体内无冷却水腔，避免了缸套下部的低温腐蚀。2）缸套与缸盖密封面降

10、低，密封面工作条件较好。3）进一步降低了缸体的高度24船舶柴油机轮机工程系2022年5月27日星期五 RTA钻孔冷却缸套钻孔冷却缸套结构特点：上部壁厚，刚度和强度高，气体压力作用的机械应力和变形均较小；受热内表面，沿圆周均匀斜钻许多冷却水孔，冷却效果很好，既降低内表面温度，又减小上部温差，减小热应力。上部与缸体间水密，靠缸套凸缘与气缸体支承凸缘肩的精确加工或加紫铜垫圈保证。下部采用23道“O”型密封圈进行密封，密封圈由耐油耐热橡胶（如丁睛橡胶）制成。25船舶柴油机轮机工程系2022年5月27日星期五MC型柴油机气缸套结构特点：凸肩上半部钻孔冷却，下半部外侧装有钢套6，形成冷却水腔5，见b）图。

11、缸套支承环带上均布着安装注油接头的钻孔，见a)图。缸套凸肩高，降低了气缸体的高度。缸套下部不用水冷却，使气缸套中、下部有较高的温度，消除该区域腐蚀磨损。新型低速柴油机均已采用凸肩很高、气缸套的下部不用水冷却的气缸套。如“干式”气缸体。S-MC-C .26船舶柴油机轮机工程系2022年5月27日星期五其 他 新型中速机越来越多采用在缸套顶部设置一只活塞清洁环（抗磨环、火焰环）。 作用：消除活塞头部积炭，防止活塞头部积炭摩擦缸套壁面，改善了缸套与活塞之间的润滑，从而可以提高pmax，并可以使机油耗降低。 27船舶柴油机轮机工程系2022年5月27日星期五S-MC-C型柴油机气缸套型柴油机气缸套 Piston