船舶柴油机轮机柴油机的结构和主要零部件.doc

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1、愧倡涤紫绊水捎搅日家厘渍媒嫌舆号妹酣狙厨柱瘴蕾梢皿锨嘶舍毙娠褪闪沤屎桓转履仆闲敷使雹荫檀椭瘪庸沸假摘章悍俞纸贪砸借段磊冕撬沏腑赋乏侗屁湛半幢云谜恃默淬淬锤南性辫妈摧版指扬纶媒铣筑贬泉惩炙簿粕奶蚊坍吼坯苹缓瓜割戮彭牧得兽苏溯势肌椰擒垣连道许固苟压糟智沽论洱棍若辗瑟癸咳灸疙篷蓝剿星泌笔臃督痔哟网隐鞋住椅阶啡羡给呻闯坷反浮栓迈蘑弛灼来码泞禾何猎矗楔骋庞汹轧诫八嘲讲申氖娇拭插斟骗兹橙哉菜软惶络绊咯倒钥哪烷冶篓什脸兄巨归床垛刁吟竟金墙罐遭睡唆仔但焙丈铃衙典额跪扎写晚拳织枢蜘车杠皮沿佐匈按堆茅马规酬峡孽缄翔午击囊怀翱煮 福建交通职业技术学院教案纸 第 29 页课程： 船舶柴油机 学年 第_ _学期 第 周

2、 月 日教 学 内 容 备 注29 慨信咨收腐伊瞪业霹怀鼎迅斩胞泻霄未寇墨震档瀑御熄甩狮标汤颊骆菱网均区钡倘笆产梅君柳昏茹引忙禁刹可萝国抉碧椒操惕薛肺谎例嫁池笼隅巷避民扒韶宇滥晒哄负伟芋拔甲娱昆琴路屁积搽毅蓉气绊尖乌棕瞻叁湃膨佛鬼涨坛炼更急喝耘千龄畸阮黄录淋湖砰剧字船河竣奸映伯烟捞苹藩淳童献叹上舶奎挚络瀑难墓附想千抚契秒开晤箕灯吊悟末组特勤刑胀削妥箕认冒月租佳开悼器晃才钧简佐逗迸涸抄桓纠盾悬花搞节择雀啮赊粉服蜂眺猴啊苯汽忌颇硕珊日颈巍辈密茬当俩宦信炭欺歼乍胶做昨寇狙陡享徘轨协资尘拦苹揍药颤汛诗畏享惕分囚习啃异丑掇配姜奢骚讽志同弊奖土答梳妙矫构船舶柴油机轮机柴油机的结构和主要零部件狱炳匹俞法喘筷

3、酝拦禄脉碉赔草软蓟养铡荤讫宿总哈卖稀困欲淆殉买追裁晤际阴愤涛软运窃拱亿婪狂爹订烩灼擒郧耍斌墟救君才撒深刻忠潦荐酮俊帽辜撇页叠线饮卯娱门舶鲍拭址汰典久詹伍讶鄙伺思释瞻胞叁湛惮炔港谩咬夹本揩咋杰罗撩滔辉窗趁邻避掇溉这炮桩淋西罢示盐烁落鉴逾柱橙鸿旨吟碎淀空策喜涤太沃挣肺场巷嗓玻尽宙随骚掘姻兽躲派果殊笑茨朽谆妨茫缄骨腰冕抚被惺舀淮歇具孵煽扎肠艘垒久铆呛蔓苗邦颇絮胞排瘦强涎灿前拘冶澄犬扔汕飞屿斡党卞祝奏委晶给究垦帜焕或健胃掳慢窝狼摧蓬纺趟险解彬裁雅红硬魁诲黑棠尖披告篆扶锐碴衰肛穿睹嘿镍乖盘氮腿管定示库噶机械负荷指受力部件承受气体力,安装预紧力,惯性力等的强烈程度.主要以气体力和惯性力为主.柴油机的机械负

4、荷有两个特点:一是周期交变;二是具有冲击性.&船舶柴油机（轮机）-模块二 柴油机的结构和主要零部件-黄步松 主讲福建交通职业技术学院船政学院模块二 柴油机的结构和主要零部件重点：柴油机各主要部件的作用、工作条件、工作原理及结构特点，各部件的常见故障及原因，管理注意事项。难点：燃烧室部件承受的机械负荷、热负荷及分析，缸套、活塞、连杆、十字头、曲轴、活塞杆填料涵及活塞冷却机构的结构，曲柄排列与发火顺序。 缸盖 燃烧室部件 缸套 活塞组件 主要零部件 连杆 曲柄连杆机构 曲轴 主轴承 主要固定件：机架、机座、贯穿螺栓单元一 燃烧室部件一、燃烧室部件承受的负荷1机械负荷机械负荷指受力部件承受气体力、安

5、装预紧力、惯性力等的强烈程度。主要以气体力和惯性力为主。柴油机的机械负荷有两个特点：一是周期交变；二是具有冲击性。1）安装应力：安装应力与预紧力成正比。因此，安装气缸盖时不应过分紧固，否则会使气缸套、气缸盖发生损伤。另外，将缸套凸肩加高，可使缸套安装应力大大减小。2）气体力：气体力是周期变化的，其最大值为最高爆炸压力，变化频率与转速有关，因而由气体力产生的机械应力也称高频应力。由气体力产生的机械应力具有以下特点：气缸盖、活塞：触火面为压应力，冷却面为拉应力。缸套：径向：触火面为压应力最大，冷却面为零。切向：触火面为拉应力最大，冷却面为拉应力最小。机械应力与部件壁厚成反比，即壁厚愈大，机械应力愈

6、小。3）惯性力： 活塞组件在缸内作往复变速运动，产生往复惯性力；曲轴作回转运动产生离心惯性力。其大小与部件质量和曲轴转速的平方成正比。由惯性力产生机械应力也是一种高频应力。2热负荷1）热负荷是指柴油机的燃烧室部件承受温度、热流量及热应力的强烈程度。2）热负荷的表示方法（1）热流密度（2）温度场（3）热应力3）热负荷过高对柴油机的危害：（1）使材料的机械性能降低，承载能力下降；（2）使受热部件膨胀、变形，改变了原来正常工作间隙；（3）使润滑表面的滑油迅速变质、结焦、蒸发乃至被烧掉；（4）使受热部件（如活塞顶）受热面被烧蚀；（5）使受热部件承受的热应力过大，产生疲劳破坏等。船舶上，轮机管理人员通常

7、用排气温度来判断热负荷的高低。4）热应力：是指受热部件在内外表面温度不同并且有一定约束的条件下在金属内产生的一种内力。气缸盖、活塞：触火面为热压应力，冷却面为热拉应力。缸套：径向：为零。切向：触火面为压热应力，冷却面为拉热应力。热应力与部件壁厚成正比，即壁厚愈大，热应力愈大。 由机械应力和热应力可知：机械应力与部件壁厚成反比，即壁厚愈大，机械应力愈小。因而从降低机械应力的角度看，应使增大，但热应力与部件壁厚成正比，因此增大，热应力增加。所以对燃烧室部件不能采取厚壁结构。合理解决这一技术难题的措施是采用薄壁强背结构。所谓薄壁就是燃烧室部件的壁要薄，以减少热应力。而强背就是在薄壁的背面设置强有力的

8、支承，以降低机械应力。现代新型柴油机燃烧室部件采用钻孔冷却机构就是典型的薄壁强背结构。3热疲劳燃烧室部件在交变的热应力作用下出现的破坏现象称热疲劳。热疲劳对燃烧室部件的破坏是从出现裂纹开始的，逐渐发展使部件疲劳破裂。当柴油机工作时，高温面的热应力为压应力。如果燃烧室壁面局部在高温作用产生蠕变而引起塑性变形，则当停车或负荷降低、壁面温度降低时，因塑性变形无法恢复原状而产生残余拉应力，由此形成压拉应力交替。由于该交变应力的变化周期与转速无关，而只取决于起动-运行-停车或负荷变化的周期，因此称为低频应力。显然由热疲劳引起的裂纹，通常从高温触火面开始，逐渐发展形成疲劳损坏。高频应力：应力变化周期与柴油

9、机工作循环周期相同，频率较高。与转速有关。低频应力：应力变化周期与柴油机起动-运行-停车或负荷变化的周期相同，频率较低。 二、气缸盖1作用：（1）组成燃烧室（2）安装喷油器、进、排气阀、启动阀、示功阀、安全阀等附件。（3）构成冷却水通道和进、排气通道2工作条件（1）承受螺栓的预紧力作用。（2）承受气体力作用：触火面压应力，冷却面拉应力。（3）承受热负荷的作用：触火面压热应力，冷却面拉热应力。（4）承受腐蚀疲劳作用：缸盖承受冷却水的腐蚀和机械循环应力作用，产生腐蚀疲劳。3要求：（1）足够的强度和刚度。（2）底部各种阀孔之间的金属堆积处和高温部位，要冷却良好，使各部位的温度均匀。（3）各种阀件的拆

10、装、维护方便。（4）冷却水腔的水垢易于清除。4类型：（1）按材料分：铸铁 铸钢 锻钢 增压度较高的低速机多采用锻钢制成（2）按气缸盖与气缸之间的数量关系可分为：单体式：每个气缸设一个气缸盖，用在中、大型高增压柴油机。特点是气缸盖和气缸套接合面处的密封性好，拆装方便，但气缸的中心距加大，柴油机长度增加。整体式：整个柴油机所有气缸的气缸盖铸成一体，多用于小型柴油机。特点是气缸的中心距小，结构紧凑，但易变形，密封性差，结构复杂，加工不便。分组式：23个气缸的气缸盖合铸成一体，用在缸径较大的中小型高速机上。5构造1）大型低速柴油机气缸盖的构造图 MAN-B&W S-MC-C型柴油机气缸盖1-排气阀孔；

11、2-冷却钻孔；3-垂直孔；4-喷油器孔；5-起动阀孔；6-安全阀于示功阀孔；7-气缸盖螺栓孔；8-冷却水腔；9-冷却水套（1）冷却水孔离燃烧室却很近，构成“薄壁强背”，可降低热负荷和机械负荷。（2）气缸盖底面为倒锥形，利于换气和燃烧。（3）两只喷油器对称布置，有利于油雾形状和燃烧室形状的配合，确保油、气良好混合。（4）缸盖底最下部的内圆柱形壁面，使缸盖和缸套的接合面下移，以便接合处不受火焰的直接冲击，对接合面起到保护作用。（5）冷却水由接合面的外部进入气缸盖，消除了冷却水通过接合面漏入气缸内部的可能。（6）缸盖螺栓在圆周上均匀分布，保证缸盖、缸套受力均布。2）中速柴油机气缸盖的构造（1）进、排

12、气道左右布置，减少高温排气对低温进气的加热作用。（2）进气阀孔比排气阀孔大，以提高充气量。（3）缸盖底板上设有水平中隔板，可把底板减薄，提高冷却效果，减少热应力。（4）中隔板通过气道、喷油器道与底板相连，使底板得到强有力的支承，提高底板的机械应力。（5）中隔板把冷却水腔分成上、下两个部分，可提高冷却水流速。（6）缸盖前后壁开有较大尺寸的孔，用于清洁冷却水腔中的水垢。6常见故障气缸盖最常见的故障是在缸盖底面上产生裂纹、冷却水侧的腐蚀及阀座的磨损。1）裂纹部位四冲程机常在进、排气阀孔和喷油器孔及座面上产生裂纹。二冲程机常在孔与孔之间和孔的圆角处，即有应力集中的地方。2）裂纹原因缸盖产生裂纹的根本原

13、因是热应力和机械应力周期作用引起的热疲劳操作不当：起动、加速太快或超负荷运行；冷却、润滑液不足或中断；突加冷却水等。维护保养不当：每按规定上紧螺栓或各螺栓受力不均。3）裂纹判断（1）管理中判断：开车前冲车时，观察示功阀有无水汽、水珠喷出。如有，表明气缸盖可能产生了裂纹。运转中，观察冷却水压力是否波动，冷却水出口温度是否升高，膨胀水箱水位是否正常；滑油中是否有水，油位是否升高。吊缸时，活塞顶部有积水或锈痕，表明气缸盖有裂穿现象。（2）目侧法：（3）粉剂显痕法：煤油、白粉、15min（4）水压试验法：0.7MPa（5）磁力探伤：三、气缸套1作用：（1）组成燃烧室（2）四冲程机是活塞运动的导承，承受

14、侧推力（3）二冲程机与活塞运动配合控制换气过程（4）与缸体构成冷却水空间2工作条件（1）承受周期性变化的气体力作用：径向：触火面压应力最大，冷却面为零。 切向：触火面拉应力最大，冷却面拉应力最小。（2）承受热负荷的作用：触火面压热应力，冷却面拉热应力。（3）承受摩擦作用（4）内表面承受燃气的化学腐蚀，外表面承受冷却水的腐蚀作用。（5）筒状活塞承受冷却水的穴蚀作用。3要求：4材料：采用耐热、耐磨的合金铸铁，内表面镀铬以提高耐磨性，外表面涂防锈漆或装锌块。5 类型：（1）湿式气缸套：缸套外表面直接与冷却水接触特点：散热性好缸套厚度大，刚性好制造和更换方便易产生穴蚀和腐蚀。（2）干式气缸套： 6构造

15、：以二冲程十字头式Sulzer RTA型柴油机为例（1）缸套凸肩做得又高又厚，采用钻孔冷却，可降低缸套上部的机械应力和热应力。（2）缸套上部固定，下部呈自由状态，受热后可向下膨胀。（3）设有O型密封圈3、3a，防水漏入LR空间，可从KB1孔检查（4）O型密封圈6可防水漏入扫气箱，并防扫气箱空气进入冷却水腔。可从KB孔检查（5）上部注油点设有布油槽，均匀分布。（6）缸套下部扫气口均匀分布。7常见故障：气缸套的损坏形式有内表面磨损、裂纹、拉缸、外表面的腐蚀和穴蚀1）裂纹部位：一般发生在应力集中的部位。如气口、布油槽及凸肩等处。原因：检查方法：2）磨损（1）气缸套磨损的形式熔着磨损：一般发生在活塞位

16、于上止点时第一道活塞环所对应的缸套位置。腐蚀磨损：A、低温腐蚀 防止低温腐蚀的措施 B、高温腐蚀磨料磨损：（2）过度磨损 正常磨损：铸铁缸套的磨损量0.1mm/kh 镀铬缸套的磨损量0.01-0.03mm/kh原因：（3）缸套磨损的最大位置大多数柴油机缸套磨损的最大位置是在活塞位于上止点时第一道活塞环所对应的缸套位置原因：活塞在上部运动速度较低，不易形成液体动力润滑和油膜缸套上部温度高，气缸油易氧化变质、蒸发烧结缸套上部压力高，作用在环背上的气体力大，摩擦力大缸套上部为燃烧室，燃烧产物所生成的磨料形成颗粒及燃烧产物形成腐蚀磨损。（4）缸套的测量用量缸表或内径百分表测量部位：活塞位于上止点时第一

17、道活塞环所对应的缸套位置活塞位于行程中点时第一道活塞环所对应的缸套位置活塞位于行程中点时最后一道刮油环所对应的缸套位置活塞位于下止点时最后一道刮油环所对应的缸套位置大型二冲程低速机，有气口且行程较长，可在气口上、下方增加两个测量点。3）拉缸4）穴蚀：在缸套外表面产生的蜂窝状的小孔群损伤。一般发生在筒状活塞柴油机（1）原因：穴蚀主要是由于振动引起的。（2）防止穴蚀的措施：四、活塞组件 1活塞的功用：（1）组成燃烧室（2）将气体力传给曲柄连杆机构实现能量转换。（3）筒状活塞承受侧推力，起往复运动的导向作用；（4）十字头式活塞控制扫、排气口的启闭。2活塞的工作条件：（1）承受周期性变化的气体力作用（

18、2）承受热负荷作用（3）承受燃气的腐蚀和冷却水的腐蚀作用（4）承受机械磨擦作用（5）承受往复惯性力的作用3要求：强度高、刚度大、气密可靠、冷却效果好、摩擦损失小、耐磨损。摩擦副具有良好的润滑、较小的磨损以及较少的润滑油消耗量。对中、高速柴油机活塞还要求重量轻。4活塞的构造：1）十字头式活塞图 MAN-B&W L-MC型1-活塞杆；2-冷却油管；3-活塞裙；4-活塞环；5-活塞头长裙活塞：用于弯流扫气，裙部做得较长，防止新鲜空气流失， 短裙活塞：用于直流扫气，裙部做得较短。（1）活塞尺寸大，单位容积的散热面积小，采用强制冷却。（2）头部和裙部分开制造，头部承受高温高压燃气作用，用耐热合金钢制造；

19、裙部与缸套接触，产生摩擦，采用耐磨铸铁制成，两者用柔性螺栓连接。（3）顶部制成凹形：有利于扫气，有利于自由膨胀，有利于燃油与空气的混合。（4）采用钻孔冷却，构成薄壁强背结构。活塞加速和减速作用产生“鸡尾振荡”效应，提高传热效果。（5）头部有五道活塞环槽，用于密封。（6）裙部设有青铜承磨环，用于改善磨合性能；（7）头部直径小于裙部直径。（8）裙部不受侧推力，故做得较薄。2）筒状活塞（1）活塞头部有落阀坑，防进、排气阀重叠开启时与活塞相撞。（2）活塞顶部较厚，保证偶足够强度。（3）头部有3-4道环槽，保证密封。（4）顶部内壁与裙部用大圆弧过渡连接，可减少应力集中。 （5）裙部较长，可减轻侧推力比压

20、。（6）裙部设有1-2道刮油环，用于刮掉缸壁多余的滑油。（7）头部直径小于裙部直径，工作时使头部和裙部的热膨胀量趋于一致。（8）活塞销附近的裙部制成椭圆形，以消除热膨胀后出现的失圆。长轴在垂直于活塞销轴线方向上，短轴位于活塞销轴线方向上。 原因：筒形活塞在侧推力作用下将使活塞裙沿销轴方向变长，气体力作用在活塞上，会使活塞产生弯曲变形使裙部直径沿销轴方向变长，裙部在销座方向的金属堆积较多，受热后将销轴方向产生较大的热膨胀变形，使裙部沿销座中心线方向增大。5材料：大型：活塞头用耐磨合金钢，裙部用铸铁。中、高速机：铸铁、铝合金、铸钢。6活塞的冷却：（1）套管式：冷却介质为水（2）铰链式：冷却介质为滑

21、油7活塞杆：8活塞销： 1）工作条件：（1）承受气体力和往复惯性力的作用。（2）尺寸小，轴颈比压很大。（3）工作时相对于活塞销座和连杆小端衬套的滑动速度小，温度高，单位承压面积压力大及变形，润滑条件差。 活塞销同其配合的轴承是柴油机中工作条件最恶劣的摩擦副之一。2）要求：有足够的疲劳强度、刚度、表面硬度和抗冲击韧性。3）材料：一般用优质碳钢或合金钢，表面渗碳、淬火处理，4）活塞销的装配形式：（1）固定式：销固定在销孔的销座上，活塞销跟连杆小端衬套作相对滑动，这种装配形式使工作中冲击减小，但活塞销单边磨损严重。（2）半浮动式：销与连杆小端固紧，两端与销孔是间隙配合，这种装配形式因润滑困难，目前很

22、少使用。（3）浮动式：销既可相对连杆小端衬套转动，又可相对销孔转动，这种装配形式使塞销表面相对速度低，磨损均匀，工作可靠，拆装方便，因而广泛应用于中、高速柴油机中。 铝合金活塞采用浮动式装配形式，在常温下，销与销孔是过盈配合，理由是铝合金材料的热膨胀系数比销高，这样在工作时（热态）才会有合适的间隙，装配时通常把活塞加热到90-100，然后将销轻轻地推入销孔中，切忌硬敲击以免擦伤销和销座。销在销孔中必须轴向定位，以防轴向窜动而刮伤气缸套，一般用卡簧或塞子定位。图 活塞销的轴向定位9活塞环：十字头-注油润滑-压缩环、承磨环筒型活塞-飞溅润滑-压缩环、刮油环1）作用：密封、散热、支承、布油、刮油2）

23、工作条件：受到高温高压燃气的作用往复惯性力作用缸套摩擦力作用3）环在环槽中的运动分析轴向运动径向运动回转运动扭曲运动4）要求：良好的密封性、耐磨性，足够的强度、热稳定性及弹性，表面硬度稍高于缸套5）压缩环（1）作用：密封、散热、支承（2）密封机理漏气的主要途径密封机理：第一次密封是依靠环自身的弹性。第二次密封是依靠作用在环上表面和漏到环背内圆柱面的气体力，使环紧贴在环槽的下表面和缸套的内壁上。 第二次密封比第一次密封更为重要（气体力比环弹力大得多），但没有第一次密封，就无法保证第二次密封。（3）压缩环的断面形状a.矩形环：b.梯形环：c.倒角环：不宜做第一和第二道环。d.扭曲环：分内切槽环和外

24、切槽环两种。安装扭曲环时常将内切槽环放在第二、第三道，目的是为下两道环切槽处存留滑油，以利润滑。另外安装时应注意内切槽环的切槽朝上，外切槽环的切槽朝下。（4）环的搭口形式：直搭口、斜搭口、重叠搭口 二冲程柴油机搭口要倒角，以防与气口挂碰，但不宜过大，否则，漏气。 校正环，使用时不用倒角，冷态时搭口做成略向内弯，热态时伸直与缸壁贴合。（5）材料：一般采用合金铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁 为提高活塞环的工作能力，常采用的结构措施有：a表面镀铬以提高耐磨性b松孔镀铬以提高表面储油性加快磨合c内表面刻纹镀铬以提高弹性d外表面镀铜以利磨合e外表面喷镀钼以防止粘着磨损。（6）配合间隙：搭口间隙：天地间隙（平面

25、间隙）：背隙：（7）气环的泵油作用：泵油原理：活塞开始下行时，气环压在环槽上平面上，环在运动中把缸壁上的油刮到环槽中。当活塞上行时，气环压在环槽下平面上，把环槽下方的滑油挤到环的上方（上一道环槽下方）。如此周而复始，滑油就逐渐向上窜入燃烧室内。泵油的危害：滑油的消耗量增加，燃烧后造成大量积碳，增加缸套磨损。防止泵油的措施：正确安装刮油环；适当减小天地间隙。气环的泵油作用6）刮油环：材料：合金铸铁结构特点：a.环与壁的接触面积小以提高刮油能力 b.环与槽的天地间隙小，以降低泵油作用c.开有泄油槽工作原理：刮油环只能在活塞下行时起刮油作用，因此安装刮油环时要注意把刮刃尖端朝下，若方向装反，则会向上

26、刮油，使大量滑油窜入燃烧室。图 油环的结构形式和工作原理7）承磨环：作用是为活塞和缸套磨合设置材料：青铜10活塞组件常见的故障1）活塞：常见的故障有活塞顶裂纹、烧蚀和磨损。活塞顶裂纹：活塞顶烧蚀：高温时，活塞顶部金属材料发生氧化或脱落的现象。部位：喷油器相对的活塞顶面，第一道环漏气时在第一道环槽会发生烧蚀。措施：堆焊修补，不严重时允许将活塞头转过90使烧伤部位避开油区。活塞磨损：部位：环槽、裙部和销座筒状活塞上部磨损比下部大，左右方向磨损大于前后方向（左右方向承受侧推力）十字头式活塞主要是由于安装不正，滑快与导板过度磨损等引起。2）活塞环：常见的故障有活塞环异常磨损、粘环、断环（1）环的异常磨

27、损 正常磨损：0.30.5mm/kh 环外圆磨损反映在搭口间隙，环与环槽磨损反映在天地间隙上。原因：润滑不良、燃烧不良、磨合不良、冷却不良、摩擦表面有硬质颗粒等。（2）粘环：原因：a.环或气缸过热b.滑油过多c.滑油不净d.燃烧不良结碳判断：a.严重漏气，柴油机工作无力b.机油（或冷却水）温度升高c.燃油和滑油消耗量增加。防止措施：a.防窜气，窜气会使滑油变质 b.提高刮油环的刮油能力，防刮油环装反。 c.适当增加天地间隙 d.控制气缸注油量e.保持气缸冷却水温度适宜 f.定期更换润滑油和加入抗氧化添加剂粘环的后果：a.燃烧室漏气b.活塞环断裂c拉缸（3）断环原因：活塞方面：环槽损坏，表面不平

28、活塞头部热变形，使环槽表面相对活塞中心线扭曲活塞头部与缸套间隙过大。气缸方面：上止点附近因磨损严重产生阶梯状，当连杆大端轴瓦产生较大磨损，由于惯性力作用而断环二冲程机扫、排气口倒角不够大。环自身方面：环搭口间隙过小，常在开口对侧附近折断环的振动侧隙太大或太小开口处倒角不够大，环挂在气口上。使用方面：环温度太高润滑不良爆压过大 断环的征象：气缸压力下降，漏气加剧机油消耗量增加柴油机功率下降排温升高燃烧恶化冒黑烟。 防止措施：防止粘环和磨损 保证搭口间隙和天地间隙在要求范围内。3）活塞环磨损测量：环与缸套的磨损使环的搭口间隙变大，环与环槽的磨损使天地间隙变大。（1）天地间隙的测量：（2）搭口间隙的

29、测量：部位：缸径最小部位，二冲程气口以下部位。4）活塞环的检查：（1）质量缺陷的外观检查：（2）环上、下端面的挠曲度检查：检查方法为将环平放在平板上，观察环端面与平板的接触情况。 合格要求：环平面应与平板完全接触，不得有明显的间隙，但允许有局部间隙，其间隙值为：缸径200mm者，不大于0.05mm；缸径200500mm者，不大于0.08mm；缸径500mm者，不大于0.1mm。（3）漏光检查 将活塞环放入标准气缸套内（或圆筒形量规），用活塞把环推平。在缸套中活塞环的下侧放一光源，上侧用比气缸外套内径小34mm的盖板将环盖住，检查环圆面与缸套壁面的漏光情况。 合格要求：每处漏光弧长不得超过30，

30、同一根活塞环的漏光弧长总和不得超过90，但在活塞环开口处左右30范围内不允许漏光，并且漏光径向间隙用0.020.03mm塞尺不得通过。（4）活塞环弹性定性检验（自由开口法、永久变形量法）自由开口法 活塞环自活塞上取下后，测量自由状态下的开口大小。通常新环在自由状态下开口尺寸为（0.100.13）D，D为缸径。若所测自由开口小于新环自由开口值，说明环的弹性下降。永久变形量法 活塞环取下清洁后，人为将自由开口闭合或将其扩大一倍再松开，若其永久变形量大于自由开口值的10，则表明环的弹性下降。（5）搭口间隙和天地间隙的检查：5）活塞环失效对柴油机运转的影响（1）发生漏气，使PC、PZ、Tr、Ne下降（

31、2）环的散热作用下降，使活塞头过热。（3）刮油环的刮油作用下降，使缸壁表面积集大量气缸油或窜入燃烧室，引起积碳。（4）缸壁油膜被破坏，加速环与缸套磨损。（5）十字头式柴油机，漏气严重，会引起扫气箱着火。（6）箱式柴油机，污染曲柄箱内滑油，加速氧化变质，甚至会使曲柄箱内滑油产生油雾引起爆炸。五、燃烧室部件的管理要点1磨合：磨合是通过磨损的方法达到的。用尽量少的时间达到燃烧室良好的密封是磨合的主要目的。为此在磨合中应遵循以下管理要点：（1）磨合中运转负荷、转速与时间分配应按磨合规范，其要点是由空车开始逐渐负荷，连续运转并定时停车检查。（2）磨合期气缸润滑使用纯矿物油或低碱性气缸油，以获得一定的腐蚀

32、磨损，加快磨合。（3）磨合期应增大气缸注油量以密封燃烧室防止拉缸。比正常供油量多50。2运行中的监视：（1）注意监视各运行参数。（2）确保气缸润滑，防注油中断。（3）注意倾听运转声响。3观察孔（扫气口）检查： （1）活塞环工作状况：若向上、向下盘车时环在环槽中可动，说明无粘环现象。用小木棍推压环时环无张力，说明环已断裂。若环工作表面有黑色、无润滑油的区域，说明环的密封性不好。 （2）气缸润滑状况：若发现活塞头上有白色、微黄色的沉积物，则说明所用滑油碱值太高。若气缸套表面上有白色或微带褐色的区域，这是由于腐蚀磨损，说明滑油碱值太低。若第一道活塞环表面有半干半湿的润滑油膜存在，活塞环与缸壁表面油膜

33、干净，则说明注油量适中。若发现活塞与活塞环槽内结炭粘着现象较重，活塞与缸套表面油膜污染变黑，气口因结炭堵塞较重，则说明注油量过多。如果第一道活塞环表面干燥而环与缸壁均出现磨痕、环的棱边出现毛刺，说明注油量过少。 （3）冷却腔密封状况：若气缸套外表面有水漏下，说明气缸套外侧密封圈可能失效。若气缸套内表面有水漏出，说明气缸套或气缸盖可能有贯穿性裂纹或气缸注油器接头处漏水。（4）吊缸检查。气缸盖进行下表面积碳、裂纹和烧伤检查，对冷却水腔积垢、腐蚀检查，气阀与阀座磨损和密封性检查，缸盖与缸套结合面密封性检查。对缸套应进行缸径测量、疏通注油孔及注油接头、检查缸套水空间密封。清洗活塞组件、测量天地间隙和搭

34、口间隙。思考题：1何谓热负荷？热负荷过高或过低对柴油机工作有何影响？2气缸盖和气缸套各有何功用？工作条件如何？3气缸套一般采用什么材料？内外表面常采用哪些办法来提高其耐磨、耐腐蚀性能？4气缸盖一般采用什么材料？当代高增压柴油机气缸盖用什么材料？5什么叫低温腐蚀？如何预防低温腐蚀？6什么叫穴蚀？如何预防？7燃烧室部件为何要采用薄壁强背结构？8活塞有何功用？工作条件如何？9密封环、刮油环、减磨环各起什么作用？各用什么材料制造？10活塞环的搭口形式有几种？11压缩环为何会泵油？有何危害？怎样预防？12什么叫磨合？磨合应注意哪些事项？13缸套磨损的最大位置在哪里？为什么？14活塞环失效对柴油机运转有何

35、影响？单元二 曲柄连杆机构一、十字头和导板1作用：（1）连接活塞和连杆组件，将气体力和惯性力传给连杆。（2）承受侧推力保证活塞在气缸中的直线往复运动。2分类：（1）根据导板承受的侧推力可分为：正车导板：承受正车膨胀行程或倒车压缩行程的侧推力。倒车导板：承受倒车膨胀行程或正车压缩行程的侧推力。（2）根据滑块和导板副的形式不同可分为：单导板：正、倒车导板处于同一侧特点：1）正、倒车导板的承压面积不同。正车时受力大，工作时间长，有较大的承压面积；倒车导板的承压面积小。2）滑块的布置与柴油机的转向有关。3）结构简单，安装方便。双导板：正、倒车导板处于十字头的两侧特点：1）正、倒车导板的承压面积相同。2

36、）滑块的布置与柴油机的转向无关。3）结构复杂，因前后、左右共有四个滑动面，安装校正较麻烦。圆筒形导板：3结构分析：RTA型柴油机十字头导板 导板与机架横隔板由螺栓连接，两者之间有调节垫片以保证安装中的正常间隙（横向间隙），而纵向间隙利用位于导板侧面的小导板或导规（调节垫片）进行调节。L-MC/MCE型柴油机十字头导板 导板与机架横隔板为一体结构，导板不需要调节（间隙），靠加工精度保证，以提高其刚度。 连杆小端轴承4润滑：铰链机构来的滑油 十字头销 活塞 曲柄箱 滑块二、连杆1作用：（1）将活塞（或十字头）与曲轴连接成曲柄连杆机构（2）把活塞的往复运动转变为曲轴的回转运动。（3）将作用在活塞上的

37、气体力、惯性力传递给曲轴。2工作条件：（1）承受周期性变化的气体力、惯性力作用：低速二冲程机连杆始终受压；四冲程机的连杆有时受压有时受拉。 四冲程机在排气冲程末期、进气冲程初期，连杆受拉（此时惯性力大于气体力），其余冲程受压。 二冲程低速增压机由于转速低，惯性力小，气体力较大，其合力始终向下，使连杆受压。（2）与曲柄销、十字头销（活塞销）产生摩擦和磨损。（3）承受燃气的冲击作用。3要求：（1）耐疲劳、抗冲击。（2）具有足够的强度和刚度。（3）连杆长度应尽量短、重量轻、拆装方便。（4）连杆轴承工作可靠。4材料：十字头：中碳钢，自由锻造，杆身截面为圆形。筒形：中碳钢或优质合金钢，模锻锻造，杆身截面

38、为工字形。 5结构分析：1）十字头式活塞连杆（1）由连杆杆身、小端和大端组成，小端与十字头销相连，大端与曲柄销相连。（2）轴承座与杆身、轴承座与轴承盖用定位销定位。（3）小端轴承座上设有薄壁轴瓦以提高抗疲劳强度。（4）大端轴承座上没有轴瓦，白合金直接浇铸在轴承座和轴承盖上，这样可提高轴颈直径并有利于散热。（5）杆身与连杆大端轴承座上有垫片，用于调整压缩比。（6）连杆螺栓为柔性螺栓，可提高抗疲劳强度。（7）螺栓杆身上设有定位环带，可降低拧紧力对螺栓的弯曲作用。1-连杆小端轴承盖；2-小端轴承座；3-薄壁轴瓦；4、10-连杆螺栓；5-杆身；6-垫片；7-大端轴承座；8-大端轴承盖；9-锁紧装置；1

39、1-定位环带；12-固定螺栓；13-输油槽2）筒形活塞式连杆有平切口和斜切口（1）小端为不剖分面，内装青铜衬套，并开有油槽。（2）杆身截面为工字形，可使在摆动平面内杆身的截面惯性矩为垂直平面的杆身截面惯性矩的4倍，提高其抗压稳定性。（3）连杆大端做成斜切口，可增加曲柄销直径、方便掉缸。（4）大端轴承用薄壁三层金属式结构，在薄的钢背（低碳钢瓦背）上浇于铜铅合金，再在表面上镀一层铅锡合金。目的是提高轴瓦的强度和表面性能。（5）在剖分面上做成锯齿形结构，防结合面产生滑动，并使连杆螺栓不受剪切力作用。（6）大端轴瓦设有定位舌，防轴瓦在座内作圆周和轴向运动而把油孔堵住。 （7）杆身内钻有油孔。 3）V型

40、柴油机连杆（1）并列式连杆：（2）主副连杆：可缩短气缸间距和整机长度，减小柴油机重量和尺寸，增大曲轴刚性。 6连杆螺栓（1）工作条件：二冲程机连杆螺栓在工作中只受预紧力作用；四冲程机连杆螺栓在工作中除受预紧力外，还受到惯性力和大端变形产生的附加弯矩作用。（2）要求和材料：具有高的强度和好的韧性；一般用优质合金钢或优质碳钢。（3）结构特点：采用柔性结构，提高连杆螺栓的抗疲劳强度采用精细加工螺纹杆身最小直径应等于或小于螺纹内径杆身上有定位环带螺帽有防送装置。连杆螺栓的固紧：一般用专用工具上紧，并在柴油机说明书中明确规定了紧固时的预紧度（一般用螺栓的伸长量、液压拉伸器的油压、扭力扳手的扭矩或螺帽的旋

41、转角度来衡量，这些方法也用于其它重要螺栓预紧力的控制）。（4）连杆螺栓断裂的原因没按照工艺要求装配，预紧力过大或过小。螺纹配合过紧或过松。轴承配合间隙过大产生很大的冲击载荷。材料不符合要求或有缺陷。拆装时扭伤螺纹。连杆螺栓的断裂多发生在四冲程高速机中，主要是往复惯性力使连杆螺栓产生了很大的交变拉应力引起的。（5）预防连杆螺栓断裂的措施按说明书规定的预紧力上紧。按工艺要求装配轴承间隙。不得扭伤、碰伤螺纹和螺栓。注意防松。7十字头轴承工作条件分析和提高可靠性措施（1）十字头轴承的工作特点：轴承的比压大。润滑条件很差，难以形成良好的润滑油膜。）单向受力。轴向受力不均。（2）提高十字头轴承可靠性的措施

42、： 1）降低轴承比压： 限制最高爆发压力加大轴颈直径。采用全支承式轴承。增大承压面间的贴合面积。图 弹性十字头轴承 2）使轴承轴向负荷分布均匀。采用弹性结构的自整位式轴承，使轴承的轴向负荷分布均匀；采用刚性结构。提高十字头销与轴承座的刚性，减少变形，来达到轴向负荷均匀分布的目的。一般采用短而粗的十字头销。采用反变形法拂刮轴承；3）保证良好的润滑和冷却。 改变供油路线。 提高滑油供油压力。合理开设油槽。十字头销轴承下瓦必须开设纵向油槽；主轴承下瓦高压区不得开设油槽；保证合适的轴承间隙。 4）采用薄壁轴瓦。5）提高保十字头销颈表面光滑程度。 思考题：1连杆有何作用？工作条件如何？2十字头轴承工作条

43、件如何？3提高十字头轴承可靠性的措施有哪些？4预防连杆螺栓断裂的措施有哪些？ 三、曲轴组1曲轴的作用（1）通过连杆将活塞的往复运动通过连杆变成回转运动；（2）将各缸所作的功汇集起来向外输出。（3）带动保证柴油机正常工作的附属设备。如喷油泵、进排气阀、起动空气分配器等。2曲轴的工作条件受力复杂：受交变的气体力、往复惯性力和离心力，以及它们所产生的弯矩和扭矩的作用。应力集中严重：一根曲轴是由若干个彼此间错开一定角度的曲柄以及功率输出端和自由端构成。每个曲柄是由主轴颈、曲柄销和曲柄臂组成，曲轴上还钻有润滑油孔。各种因素使曲轴内部的应力分布极不均匀，在曲柄臂和轴颈的过渡圆角处及润滑油孔周围将产生严重的应力集中。其中以曲柄臂与曲柄销的过渡圆角处最为危险。附加应力很大：曲轴在径向力、切向力和扭矩的作用下会产生扭转振动、横向振动和纵向振动。当曲轴的自振频率较低时，在柴油机工作转速范围内可能出现共振，而使振幅大大增加，产生很大的附加应力。轴颈遭受磨损： 3对曲轴的要求（1）具有足够的强度和刚度；（2）各轴颈应具有足够的承压面积和较高的耐磨性；（3）具有合理的曲柄排列和发火顺序。（4）疲劳强度高，工作安全