柴油机的结构和主要部

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1、第三章柴油机的结构和主要部件主讲：梁榕辉本章内容第一节柴油机的总体结构第二节燃烧室部件第三节曲柄连杆机构第四节柴油机的主要固定件10/7/20212第一节柴油机的总体结构主要固定机件主要运动机件配气机构、进排气系统燃油供给系统润滑系统冷却系统起动、操纵控制系统1-110/7/20213主要固定机件10/7/20214主要运动机件10/7/20215配气机构、进排气系统10/7/20216燃油供给系统10/7/20217润滑系统10/7/20218冷却系统10/7/20219起动、操纵和控制系统10/7/202110二

2、、船舶柴油机的典型结构市场的主导产品：二冲程低速船舶主机是MANB&W公司的生产的MC系列柴油机和瑞士公司生产的SULZEBRTA系列。四冲程中速柴油机是MANB&W、Mak、Wärtsilä等公司的产品。10/7/202111MANB&W公司的S50MC-C型柴油机焊接机座、焊接机架，铸造缸体。双贯穿螺栓联结机座、机架和缸体——最明显特征；链传动凸轮轴；液压驱动排气阀；瘦型缸套，水套冷却；气缸单排润滑；缸盖钻孔水冷；活塞头油冷，供油采用套管结构；进气恒压增压；直流扫气；十字头结构，双侧导滑板；半组合式曲轴，薄壁轴瓦；可

3、选择遥控操纵或机旁操纵。10/7/202112MANB&W公司的S50MC-C柴油机为大型集装箱船设计制造的。1982年投入市场，20多年仍在不断发展和改进。应用了经验、新技术、新材料，已成为最多被选用的船舶主机。发展目标是紧凑型。在提高输出功率10%的前提下改善可靠性、减轻重量10%、缩短长度10%。行程/缸径比4；Pmax=15MPa；大轴径曲轴增强了刚度、加大了轴承的承载面积并在相同的轴承负荷下缩短了曲轴长度；短连杆降低了整机高度，整机重量下降。10/7/202113Wärtsilä公司L32型大功率中速柴油机32

4、系列柴油机是以燃烧技术上的最新成就研发的四冲程中速船用柴油机。有6L、7L、8L、9L、12V、14V、16V、18V共8个机型，额定单缸功率为500kw，其中额定转速为750r/min和720//r/min，主要用于船舶推进主机和辅机，可在无限航区运用，并满足IMO和NOx排放的要求。该机为整铸机体，全纤维锻造曲轴独立气缸冷却水套，组合活塞，带有火焰环的汽缸套，电子调速器，高效增压器，两级中间空气冷却器。极佳的经济性、长维修周期和高寿命使该机广泛用于全球船舶领域中。10/7/202114新型智能型柴油机YMD-RT-f

5、lex58T-BRT-flex58T-B智能型柴油机取消凸轮轴系统及其传动机构。增设了供油单元、共轨平台和WECS9500控制系统。应用共轨技术，实现下述功能的电子控制：·燃油喷射·排气阀启闭·柴油机起动RT-flex58T-B智能型柴油机优越性：·节能：特别是在部分负荷时；·环保：无烟运行；减少废气排放；·平衡：可以精确控制各个气缸燃烧压力，燃烧温度，及排气温度，平衡热负荷和机械负荷·低速运转稳定；·灵活选择运行模式。10/7/202115第二节燃烧室部件燃烧室部件是柴油机中最重要的部件。燃烧室的概念：它包括：活塞组

6、件气缸组件气缸盖组件10/7/202116一、燃烧室部件承受的负荷及结构特点柴油机中承受负荷最大、工作条件最恶劣的部件。受燃气高温、高压、腐蚀作用，活塞的惯性力、摩擦、敲击、侧推力振动冷却水腐蚀、穴蚀P3710/7/202117机械负荷机械负荷是指：承受燃烧压力、惯性力、振动冲击的强烈程度。来源：气缸盖和气缸套：气体压力、安装预紧力活塞：气体压力、往复惯性力、侧推力敲击等振动冲击。特点：周期交变、冲击性10/7/202118机械负荷rσ触火面压应力max水冷面拉应力min水冷面压应力0安装预紧力引起的负荷气体力引起的机械

7、应力——高频应力与最高爆发压力成正比与部件壁厚成反比气缸套应力如右图示：气缸盖底部和活塞顶部产生弯矩触火面拉应力max10/7/202119热负荷热负荷是指机械零件承受温度、热流量、热应力的强烈程度。热危害：材料机械性能降低、承载能力降低受热部件膨胀、变形；正常工作间隙改变滑油变质、结焦、蒸发、烧掉零件烧蚀、疲劳破坏10/7/202120活塞低频热应力的产生工作时燃气与冷却液的温差产生热应力上侧为压应力，产生高温蠕变；下侧为拉应力。停车后活塞顶变冷产生很大的残余拉应力而导致裂纹的产生。这种应力发生于从停车到起动、运

8、转，再到停车的过程中，每变化一次周期较长，频率低。10/7/202121燃烧室部件的结构特点现代柴油机燃烧室部件承受的负荷已到了材料的极限。要降低机械负荷应采用厚壁要降低热负荷应采用薄壁解决方法“薄壁强背”热区很薄——薄壁——减少热应力冷区很厚——强背——减少机械应力常用钻孔冷却的结构10/7/202122二、活塞