第二章船舶柴油機(jī)主要固定件及檢修

復(fù)習(xí)回顧活塞組的管理與維護(hù)連桿組的管理與維護(hù)曲軸組的管理與維護(hù)軸瓦的管理與維護(hù)2023/2/51chapter1船舶柴油機(jī)概述2023/2/52chapter1船舶柴油機(jī)概述主要固定件氣缸套氣缸體機(jī)架機(jī)座主軸承貫穿螺栓氣缸大型低速柴油機(jī)中小型柴油機(jī)機(jī)座/油底殼主軸承貫穿螺栓機(jī)體作用：構(gòu)成兩個工作空間，支承機(jī)件和附屬設(shè)備2023/2/53chapter1船舶柴油機(jī)概述2.4柴油機(jī)的主要固定件中小型柴油機(jī)機(jī)體與機(jī)座示意圖1-機(jī)座；2-機(jī)體；3-氣缸蓋大型低速柴油機(jī)機(jī)體機(jī)座示意圖1-機(jī)座；2-機(jī)架；3-氣缸體；4-氣缸蓋；5-掃氣箱2023/2/54chapter1船舶柴油機(jī)概述2.4柴油機(jī)的主要固定件工作條件氣體力和慣性力，承擔(dān)全部機(jī)件的重量。周期性變化的側(cè)推力所產(chǎn)生的傾覆力矩；慣性力的作用使它產(chǎn)生振動；多缸柴油機(jī)縱向受到空間力系和力矩作用；貫穿螺栓和連接螺栓的安裝應(yīng)力；熱應(yīng)力；水、油、氣的腐蝕。2023/2/55chapter1船舶柴油機(jī)概述2.4柴油機(jī)的主要固定件要求足夠的剛度，使變形小，保證配合和精確的位置足夠的強(qiáng)度，避免運行中局部發(fā)生裂紋和損壞機(jī)架、機(jī)座要尺寸小、重量輕便于內(nèi)部運動機(jī)件的拆裝和檢修各結(jié)合面、檢修道門要密封性好2023/2/56chapter1船舶柴油機(jī)概述2.4柴油機(jī)的主要固定件機(jī)體機(jī)體=機(jī)架+掃氣箱+氣缸體

L-MC系列柴油機(jī)氣缸體、機(jī)架和機(jī)座連接1、10-螺釘；2-鎖緊墊片；3-保護(hù)架；4-下螺母；5-貫穿螺栓下面部分；6-連接套；7-貫穿螺栓上面部分；8-上螺母；9-保護(hù)罩；11-氣缸體；12-機(jī)架；13-機(jī)座

L-MC型柴油機(jī)機(jī)架1-上面板；2-導(dǎo)板；3-活塞冷卻油管插入孔；4-貫穿螺栓孔；5-橫向隔板；6-鏈條箱；7-檢修通道；8-側(cè)板；9-底板2023/2/57chapter1船舶柴油機(jī)概述2.4柴油機(jī)的主要固定件機(jī)座（Bedplate）L-MC型柴油機(jī)機(jī)座1、2-縱梁；3-橫梁；4-油底殼；A-功率輸出端；B-自由端2023/2/58chapter1船舶柴油機(jī)概述2.4柴油機(jī)的主要固定件地腳螺栓有水平墊和垂直墊兩種（1：100）；采用球面螺母和球面墊或平面螺母與兩個球面墊如采用螺栓固定時，其緊配螺栓的數(shù)量一般不少于總數(shù)的15%2023/2/59chapter1船舶柴油機(jī)概述貫穿螺栓S-MC-C型柴油機(jī)的雙貫穿螺栓2023/2/510chapter1船舶柴油機(jī)概述2.4柴油機(jī)的主要固定件故障與維護(hù)嚴(yán)防曲軸箱爆炸要及時曲軸箱各壁面道門和密封蓋板漏泄定期檢查機(jī)座內(nèi)、外表面，底腳螺栓貫穿螺栓按說明書的規(guī)定上緊，防止橫向振動2023/2/511chapter1船舶柴油機(jī)概述2023/2/512chapter1船舶柴油機(jī)概述2.2.3氣缸（Cylinder）氣缸：氣缸體和氣缸套組成氣缸體：單體式，分組式和整體式大尺寸—單體式或分組式（制造、拆裝和維修方便）中小型—整體式（減小尺寸和重量、增加剛度）在中小型柴油機(jī)中，氣缸體不僅做成整體，而且與機(jī)架或曲軸箱制成一體，稱為機(jī)體2023/2/513chapter1船舶柴油機(jī)概述2.2.3氣缸（Cylinder）氣缸=氣缸套+氣缸體2023/2/514chapter1船舶柴油機(jī)概述2.2.3氣缸（Cylinder）2023/2/515chapter1船舶柴油機(jī)概述中小型柴油機(jī)的機(jī)體2023/2/516chapter1船舶柴油機(jī)概述ThereasonsformanufacturingthelinerseparatelyThelinercanbemanufacturedusingasuperiormaterialtothecylinderblock.Whilethecylinderblockismodefromagreycastiron,thelinerismanufacturedfromacastironalloyedwithchromium(鉻),vanadium（釩）andmolybdenum（鉬）.(castironcontainsgraphite,alubricant.Thealloyingelementshelpresistcorrosionandimprovethewearresistanceathightemperatures.)Thecylinderlinerwillwarewithuse,andthereforemayhavetobereplaced.Thecylinderjacketlaststhelifeofengine.Atworkingtemperature,thelinerisalothotterthanthejacket.Thelinerwillexpandmoreandisfreetoexpanddiametricallyandlengthwise.IfTheywerecastasonepiece,thenunacceptablethermalstresseswouldbesetup,causingfactureofthematerial.Lessriskofdefects.Themorecomplexthecasting,themoredifficulttoproduceahomogenous(純)castingwithlowresidualstresses.Plstranslateabove!2023/2/517chapter1船舶柴油機(jī)概述2.2.3氣缸（Cylinder）氣缸的功用氣缸工作條件氣缸套的要求及材料氣缸套的結(jié)構(gòu)形式2023/2/518chapter1船舶柴油機(jī)概述氣缸的功用及工作條件氣缸套的功用與缸蓋、活塞共同構(gòu)成氣缸工作空間；筒形活塞柴油機(jī)的氣缸套承受活塞側(cè)推力，成為活塞往復(fù)運動的導(dǎo)程；將活塞組件及本身的熱量傳給冷卻水，使之工作溫度適當(dāng)；二沖程柴油機(jī)的氣缸套布置有氣口，由活塞啟閉，實現(xiàn)配氣。2023/2/519chapter1船舶柴油機(jī)概述2.2.3氣缸（Cylinder）氣缸的功用氣缸工作條件

氣缸套的要求及材料氣缸套的結(jié)構(gòu)形式2023/2/520chapter1船舶柴油機(jī)概述氣缸的功用及工作條件氣缸套的工作條件高溫高壓燃?xì)庵苯幼饔?產(chǎn)生較大的機(jī)械應(yīng)力與熱應(yīng)力;與活塞高速滑動摩擦,產(chǎn)生摩擦和彎曲活塞對缸套的側(cè)推力，活塞撞擊;腐蝕,穴蝕；安裝預(yù)緊力。2023/2/521chapter1船舶柴油機(jī)概述2.2.3氣缸（Cylinder）氣缸的功用氣缸工作條件氣缸套的要求及材料氣缸套的結(jié)構(gòu)形式2023/2/522chapter1船舶柴油機(jī)概述2.2.3氣缸（Cylinder）對氣缸套的要求強(qiáng)度剛度耐熱性能耐磨性能工作中良好的潤滑與冷卻一定的粗糙度,圓度和圓柱度精度可靠的氣封和水封2023/2/523chapter1船舶柴油機(jī)概述2.2.3氣缸（Cylinder）氣缸套的材料常用材料有灰鑄鐵、耐磨合金（含硼、鋇、鈦、磷、鈮等）鑄鐵和球墨鑄鐵內(nèi)表面鍍鉻、氮化、磷化、表面淬火、噴鍍耐磨合金等,提高耐磨性和抗腐蝕性。筒狀活塞式柴油機(jī)為消除穴蝕損壞現(xiàn)象，增加剛性，減小活塞與氣缸套的配合間隙以減小振動，冷卻系統(tǒng)的正確設(shè)計。2023/2/524chapter1船舶柴油機(jī)概述2.2.3氣缸（Cylinder）氣缸的功用氣缸工作條件氣缸套的要求及材料氣缸套的結(jié)構(gòu)形式2023/2/525chapter1船舶柴油機(jī)概述氣缸套的的結(jié)構(gòu)形式(冷卻形式)a)濕式氣缸套；b)干式氣缸套；c)帶冷卻水套式氣缸套

各自特點?2023/2/526chapter1船舶柴油機(jī)概述氣缸套的的結(jié)構(gòu)形式(冷卻形式)干式特點：（適用于大批量生產(chǎn)的小型柴油機(jī)）優(yōu)點：缸套可以很薄，節(jié)省材料缺點：缸套外表面與缸體內(nèi)孔加工精度度高濕式特點：（應(yīng)用最廣泛）優(yōu)點：冷卻效果良好，制造方便；缺點：要求可靠的冷卻水密封冷卻水套式特點：避免缸體受冷卻水的腐蝕冷卻水腔布置合理，中下部溫度較高減少腐蝕磨損降低氣缸體高度，簡化結(jié)構(gòu)減輕重量，對超長行程尤其有利

2023/2/527chapter1船舶柴油機(jī)概述2.2.3氣缸（Cylinder）強(qiáng)載度較高的柴油機(jī)氣缸套早期低功率缸套解決方法—鉆孔冷卻2023/2/528chapter1船舶柴油機(jī)概述2.2.3氣缸（Cylinder）缸套潤滑二沖程柴油機(jī)的注油孔常開設(shè)在氣口的上方，沿圓周均布6～10個注油孔(P49)。2023/2/529chapter1船舶柴油機(jī)概述2.2.3氣缸（Cylinder）缸套潤滑某些燃用含硫量高的劣質(zhì)燃油的筒狀活塞式柴油機(jī)，在缸套下部也有注油嘴接頭輔助潤滑2023/2/530chapter1船舶柴油機(jī)概述2023/2/531chapter1船舶柴油機(jī)概述2.2.2氣缸套010Coolingjacket022Clamp034Screw046Cylinderliner071O-ring083Non-returnvalve,complete095O-ring117Coolingwaterconnection129Packing142Thrustpiece154Spring166Steelball178Valvehousing201O-ring213Pipe225Screw2023/2/532chapter1船舶柴油機(jī)概述S-MC-C型柴油機(jī)氣缸套PistonCleaningRing/AntiPolishingRing缸套與氣缸蓋的密封面下移，改善密封面的工作條件和氣缸套的工作狀況設(shè)置一道活塞清潔環(huán)(直徑比氣缸套的內(nèi)徑略小)，可以除去活塞頭部的積炭2023/2/533chapter1船舶柴油機(jī)概述2.2.3氣缸（回顧）氣缸的功用氣缸工作條件氣缸套的要求及材料氣缸套的結(jié)構(gòu)形式2023/2/534chapter1船舶柴油機(jī)概述2.2燃燒室部件2.2.1燃燒室部件承受的負(fù)荷及結(jié)構(gòu)特點2.2.2活塞組2.2.3氣缸2.2.4氣缸蓋2.2.5故障與維護(hù)管理2023/2/535chapter1船舶柴油機(jī)概述2023/2/536chapter1船舶柴油機(jī)概述2.2.4氣缸蓋(CylinderHead)2023/2/537chapter1船舶柴油機(jī)概述2.2.4氣缸蓋(CylinderHead)氣缸蓋的類型氣缸蓋的功用氣缸蓋的工作條件氣缸蓋要求與材料典型氣缸蓋的結(jié)構(gòu)2023/2/538chapter1船舶柴油機(jī)概述2.2.4氣缸蓋(CylinderHead)氣缸蓋的類型1單體式氣缸蓋2整體式氣缸蓋3分組式氣缸蓋?各有什么特點2023/2/539chapter1船舶柴油機(jī)概述不同類型氣缸蓋的特點單體式氣缸蓋優(yōu)點：密封性好；拆裝以及檢修均較方便缺點：氣缸中心距↑，柴油機(jī)長度和重量↑整體式氣缸蓋(缸徑<150mm)優(yōu)點：氣缸中心距小，結(jié)構(gòu)緊湊，柴油機(jī)剛度↑缺點：易變形，密封性差，結(jié)構(gòu)復(fù)雜加工不便。分組式氣缸蓋介于上述兩者之間2023/2/540chapter1船舶柴油機(jī)概述2.2.4氣缸蓋(CylinderHead)氣缸蓋的類型氣缸蓋的功用氣缸蓋的工作條件氣缸蓋要求與材料典型氣缸蓋的結(jié)構(gòu)2023/2/541chapter1船舶柴油機(jī)概述氣缸蓋功用(Functions)密封，與缸套、活塞組成氣缸工作空間；將氣缸套壓緊于機(jī)體正確位置上，使活塞運動正常；安裝柴油機(jī)各種附件(氣缸起動閥,示功閥,安全閥,搖臂)；布置進(jìn)、排氣道，冷卻水道等。2.2.4氣缸蓋(CylinderHead)最復(fù)雜的零件2023/2/542chapter1船舶柴油機(jī)概述2.2.4氣缸蓋(CylinderHead/cover)氣缸蓋的類型氣缸蓋的功用氣缸蓋的工作條件氣缸蓋要求與材料典型氣缸蓋的結(jié)構(gòu)2023/2/543chapter1船舶柴油機(jī)概述氣缸蓋工作條件(WorkingCondition)氣體壓力(高頻脈動機(jī)械應(yīng)力)；安裝應(yīng)力；熱應(yīng)力；腐蝕。2.2.4氣缸蓋(CylinderHead/cover)2023/2/544chapter1船舶柴油機(jī)概述2.2.4氣缸蓋(CylinderHead/cover)氣缸蓋的類型氣缸蓋的功用氣缸蓋的工作條件氣缸蓋要求與材料典型氣缸蓋的結(jié)構(gòu)2023/2/545chapter1船舶柴油機(jī)概述氣缸蓋的要求(Requirements)足夠的強(qiáng)度,良好的耐熱性；材料還應(yīng)具有良好的澆鑄性；足夠的剛性,受壓面和各種道腔應(yīng)分別符合規(guī)定的壓力試驗要求;冷卻到位，使溫度合適閥件拆裝方便，維修方便。2.2.4氣缸蓋(CylinderHead/cover)2023/2/546chapter1船舶柴油機(jī)概述2.2.4氣缸蓋(CylinderHead/cover)氣缸蓋的材料400mm以下灰鑄鐵,400mm以上球墨鑄鐵；大型低速柴油機(jī)采用鑄鋼或鑄鐵-鑄鋼組合式缸蓋2023/2/547chapter1船舶柴油機(jī)概述2.2.4氣缸蓋(CylinderHead/cover)氣缸蓋的類型氣缸蓋的功用氣缸蓋的工作條件氣缸蓋要求與材料典型氣缸蓋的結(jié)構(gòu)2023/2/548chapter1船舶柴油機(jī)概述大型低速柴油機(jī)氣缸蓋的構(gòu)造1-排氣閥孔；2-冷卻鉆孔；3-垂直孔；4-噴油器孔；5-起動閥孔；6-安全閥和示功閥孔；7-氣缸蓋螺栓孔；8-冷卻水腔；9-冷卻水套2023/2/549chapter1船舶柴油機(jī)概述特點分析薄壁強(qiáng)背錐形燃燒室有利于換氣和燃燒。對稱的噴油器有利于油霧化和燃燒室形狀的配合缸蓋和缸套的接合面下移使接合面不直接受火焰沖擊缸套冷卻水沿周向均布，冷卻均勻。2023/2/550chapter1船舶柴油機(jī)概述氣缸的密封密封難度高溫、高壓氣缸蓋和氣缸體在螺栓之間的剛度并非均勻一致不同部位熱膨脹不同，密封面發(fā)生不均勻變形氣體壓力引起密封機(jī)件動態(tài)運動解決方法氣缸套頂面上車制出不同形狀的環(huán)槽氣缸蓋底面制出凸緣兩者之間安裝環(huán)形密封墊片2023/2/551chapter1船舶柴油機(jī)概述缸蓋的密封形式密封墊片的截面形狀缸蓋密封形式密封墊片的材料應(yīng)耐熱、耐腐蝕和抗壓，并且還應(yīng)有足夠高的塑性與彈性2023/2/552chapter1船舶柴油機(jī)概述氣缸蓋螺栓的液壓固緊裝置2023/2/553chapter1船舶柴油機(jī)概述用于單個螺栓的液壓工具A.拉伸接頭B.帶螺紋的工具C.帶孔螺釘D.液壓活塞E.圓柱F.密封圈G.隔離環(huán)H.撬棒I.氣缸螺母J.螺栓S.間隙U.用于塞尺測量的凹槽2023/2/554chapter1船舶柴油機(jī)概述組合式2023/2/555chapter1船舶柴油機(jī)概述中速機(jī)氣缸蓋結(jié)構(gòu)6300型柴油機(jī)氣缸蓋2023/2/556chapter1船舶柴油機(jī)概述W?rtsil?32型柴油機(jī)氣缸蓋1-冷卻腔；2-氣缸蓋；3-噴油器；4排氣閥孔；5-進(jìn)氣閥孔；6-氣閥；7-閥座2023/2/557chapter1船舶柴油機(jī)概述Wartsila某一型號氣缸蓋Thecylinderheadhasbeenredesignedtomaximizethermalefficiency(byincorporatingthelargestpossibleair/gaschannels).Theuseoffourcylinderheadstudsfacilitateseasymaintenance.Thevalvedesignguaranteesexcellentcomponentoperationalbehavior,especiallywithheavyfuel.Rigidityofthecylinderheaddesignensuresadequateanduniformsealingbetweencylinderheadandliner.Rigidityoftheconstructionallowsnodeformationofthevalveseatenvironment.Allconnectionstothecylinderheadareeasytoreachanddisconnect.2023/2/558chapter1船舶柴油機(jī)概述2023/2/559chapter1船舶柴油機(jī)概述思考題氣缸蓋工作條件惡劣主要原因是（）：氣體力使它產(chǎn)生彎曲變形；高溫燃?xì)馐顾a(chǎn)生熱應(yīng)力；觸火面燃?xì)獾母g；水冷面的穴蝕；結(jié)構(gòu)復(fù)雜產(chǎn)生的應(yīng)力集中；氣缸蓋安裝預(yù)緊力2023/2/560chapter1船舶柴油機(jī)概述思考題船用柴油機(jī)廣泛使用的單體式氣缸蓋的特點有氣缸蓋與氣缸套結(jié)合面的密封性好；剛性好；可縮小氣缸間距；拆裝維修方便；制造成品率高；易變形2023/2/561chapter1船舶柴油機(jī)概述思考題氣缸蓋在機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力的作用下，拉伸應(yīng)力出現(xiàn)在薄弱環(huán)節(jié)死角處冷卻水側(cè)觸火面?zhèn)?023/2/562chapter1船舶柴油機(jī)概述2.2燃燒室部件2.2.1燃燒室部件承受的負(fù)荷及結(jié)構(gòu)特點2.2.2活塞組2.2.3氣缸2.2.4氣缸蓋2.2.5管理與維護(hù)2023/2/563chapter1船舶柴油機(jī)概述2.2.5管理與維護(hù)(managementand

maintenance)氣缸蓋的管理與維護(hù)（FailuresandReasons）氣缸套的管理與維護(hù)活塞的管理與維護(hù)常見缺陷原因分析檢測方法維護(hù)管理2023/2/564chapter1船舶柴油機(jī)概述氣缸蓋的常見缺陷（1）貼合面漏氣(leak)1.缸蓋螺栓預(yù)緊力不足或嚴(yán)重不均2.密封墊片裝反、老化或損壞3.貼合面有雜質(zhì)在局部梗墊，或貼合面本身有損傷傷痕4.缸蓋底面或機(jī)體支承面變形，平面度誤差嚴(yán)重。2023/2/565chapter1船舶柴油機(jī)概述氣缸蓋的常見缺陷（1）氣缸蓋翹曲(Warp)1缸蓋螺栓預(yù)緊力過大或嚴(yán)重不均；2柴油機(jī)長期超負(fù)荷或最高爆發(fā)壓力過大；3氣缸蓋制造加工殘余應(yīng)力嚴(yán)重。2023/2/566chapter1船舶柴油機(jī)概述氣缸蓋的常見缺陷（3）氣缸蓋裂紋(Crack)

最易發(fā)生在各閥座孔與噴油器座孔之間1缸蓋材質(zhì)不合要求，抗熱疲勞強(qiáng)度低。2制造缺陷。沒有消除殘余應(yīng)力，局部結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中嚴(yán)重等。3因結(jié)構(gòu)不當(dāng)或水垢嚴(yán)重，冷卻效果差。4柴油機(jī)使用、操作不當(dāng)。如突然加大噴油量，突然向冷卻系統(tǒng)補(bǔ)充大量冷水或者頻繁起動，停車。2023/2/567chapter1船舶柴油機(jī)概述2.2.5管理與維護(hù)(managementand

maintenance)氣缸蓋的管理與維護(hù)（FailuresandReasons）氣缸套的管理與維護(hù)活塞的管理與維護(hù)常見缺陷原因分析檢測方法維護(hù)管理2023/2/568chapter1船舶柴油機(jī)概述引起損壞的原因（Causes）熱疲勞(Heatfatigue) “鼻梁區(qū)”熱疲勞裂紋（觸火面），發(fā)生蠕變，引起局部塑性變形，取決于“冷熱”循環(huán)次數(shù)的低循環(huán)疲勞機(jī)械疲勞(Mechanicalfatigue)

底板內(nèi)側(cè)表面裂紋（水冷面），閥孔尖角處應(yīng)力集中嚴(yán)重,與發(fā)動機(jī)的累計轉(zhuǎn)數(shù)有關(guān)，稱高循環(huán)疲勞腐蝕疲勞(Corrosivefatigue)

氣缸蓋在密封凸緣處冷卻水側(cè)容易發(fā)生腐蝕疲勞裂紋2023/2/569chapter1船舶柴油機(jī)概述2.2.5管理與維護(hù)(managementand

maintenance)氣缸蓋的管理與維護(hù)（FailuresandReasons）氣缸套的管理與維護(hù)活塞的管理與維護(hù)常見缺陷原因分析檢測方法維護(hù)管理2023/2/570chapter1船舶柴油機(jī)概述氣缸蓋裂紋的檢測方法(1)開車前沖車時，觀察示功閥有無水汽、水珠噴出。(2)運轉(zhuǎn)中，觀察冷卻水壓力，出口溫度是否升高，冷卻水柜水位是否正常，滑油中是否有水，油位是否升高。(3)煙囪是否冒白煙(4)吊缸時，活塞頂部有積水或銹痕，表明氣缸蓋有裂穿現(xiàn)象?？梢圆捎脻B透探傷和水壓試驗等方法檢驗2023/2/571chapter1船舶柴油機(jī)概述2.2.5管理與維護(hù)(managementand

maintenance)氣缸蓋的管理與維護(hù)（FailuresandReasons）氣缸套的管理與維護(hù)活塞的管理與維護(hù)常見缺陷原因分析檢測方法維護(hù)管理2023/2/572chapter1船舶柴油機(jī)概述維護(hù)管理中應(yīng)注意的事項（1）在柴油機(jī)投入運行前，徹底清洗冷卻水腔，保證水路暢通。（2）運轉(zhuǎn)中適時清除水垢和鐵