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　　大连中远船务轮机工艺系列船舶的心脏——主机大连中远船务造船技术部机装技术室2010.03机械设备概述动力机械：将其他形式的能量（热能、电能、风能）转化为机械能；工作机械：利用机械能来完成所需要的工作；热机：把热能转换成机械能的动力机械，如蒸汽机，柴油机等；内燃机：热机的两次能量转化过程都是在同一机械设备的内部完成的机械（化学能→热能；热能→机械能）船舶柴油机的发展历程1876年，德国人奥拓（N.A.Otto）第一次提出了四冲程循环原理，并发明了电点火的四冲程煤气机；1880年，英国的D.Clerk和J.Robson，德国人K.Benz等成功开发了二冲程内燃机；1892年，德国工程师RudolfDiesel申请了压缩发火内燃机专利，并于1897年在MAN公司制造成第一台实际使用的柴油机；1904年，柴油机首次用于船舶推进装置；1926年，MAN公司制造了第一台船用废气涡轮增压柴油机，未能迅速推广；二战到20世纪50年代中后期，柴油机完成了大缸径、焊接结构、废气涡轮增压及使用劣质燃油等四项重大技术成果；20世纪60年代到70年代，船用低速柴油机进入了黄金时代；20世纪80年代，柴油机的电子控制技术得到了很大发展，2000年，Wartsilia瑞士公司推出了全电子控制的智能型柴油机；船舶主机的分类按转速分：高速机：转速大于1000rpm，主要用于小型船上，不可逆转，要与可逆转、可离合、带推力轴承的齿轮箱组合推动螺旋桨；中速机：转速300~1000rpm，通常用于渡船及滚装船；低速机：转速小于300rpm；*（rpm——RevolutionPerMinute）船舶主机的分类按工作循环分：四冲程机：一个工作循环包括进气、压缩、燃烧、排气，曲轴转两转720°，活塞运动四个行程完成一个工作循环；二冲程机：曲轴转一转360°，活塞运动两个行程（扫气及压缩和燃烧膨胀及排气）完成一个工作循环；船舶主机的分类四冲程柴油机工作原理船舶主机的分类二冲程柴油机工作原理按进气方式分：增压柴油机：在较高的压力下进气。废气涡轮增压，将柴油机排出的废气送入涡轮机中，使涡轮机高速回转来带动一离心式压气机工作，从而提高进入柴油机的空气压力以实现增压；非增压柴油机：在大气压力下进气；船舶主机的分类废气涡轮增压工作原理船舶主机的分类按结构特点分：筒形活塞式：活塞通过活塞销直接与连杆相连。结构简单、紧凑、轻便，高度小；运动时有侧推力，活塞与气缸间的磨损较大，一般应用于中高速机；十字头式：活塞设有活塞杆，通过十字头与连杆相连，并在气缸下部设有隔板将气缸与曲轴箱隔开。重量和高度增大，结构复杂；工作可靠，寿命长，一般应用于大型低速二冲程机；船舶主机的分类筒形活塞式和十字头式柴油机简图船舶主机的分类其他的分类方法：按气缸排列分：直列型（单列式）柴油机和V型排列柴油机；按柴油机能否倒转分：可倒转式和不可倒转式；按动力装置的布置分：左机和右机；船舶主机的分类直列型柴油机和V型排列柴油机简图柴油机的优缺点优点：经济性好，有效的热效率可达50%以上，可使用廉价的重油；功率范围广，单机功率为0.6~68000kw；尺寸小，重量轻，有利于船舶机舱的布置；机动性好，起动方便，加速性能好；可靠性高，寿命长，维修方便；柴油机的优缺点缺点：存在机身振动、轴系扭转振动；噪声大；某些部件的工作条件恶劣，承受高温、高压并具有冲击性负荷；柴油机的主要部件燃烧室部件（如活塞、气缸、气缸盖）；曲柄连杆机构（十字头、连杆、曲轴、轴承）；机架、基座和贯穿螺栓；柴油机的主要部件燃烧室部件（如活塞、气缸、气缸盖）柴油机的主要部件曲柄连杆机构（十字头、连杆、曲轴、轴承）柴油机的主要部件机架、基座和贯穿螺栓柴油机的基本组成主要固定件：由基座、机架、气缸和气缸盖等组成，他们构成了柴油机的骨架，支撑运动部件和辅助系统；主要运动部件：由活塞、连杆组件、曲轴及十字头组件（大型低速柴油机）组成。活塞、气缸及气缸盖构成了燃烧室，保证柴油机工作过程的进行，同时通过连杆将活塞的往复运动变为曲轴的回转运动，使燃气推动活塞的动力通过曲轴以回转的方式向外输出；配气机构及换气系统：由进排气阀、气阀传动机构、凸轮轴及凸轮轴传动机构组成。进排气系统由空气滤器、进排气管和消音器组成。其作用是按照工作循环的需要，定时的向气缸内供应充足、清洁的新鲜空气，并将燃烧后的废气排出气缸；柴油机的基本组成燃油系统：按柴油机的工作过程，在规定的时间内，定时、定量地向气缸喷入清洁雾化良好的燃油，与气缸内的空气形成均匀的混合气，使燃油有效的燃烧，将燃油的化学能转变为热能；润滑系统：作用是将清洁的润滑油送至柴油机的个运动件摩擦表面，起到减磨、冷却、清洁、密封和防锈作用保证柴油机的正常工作；冷却系统：为了保证柴油机可靠工作，必须对柴油机受热机件，滑油及增压后的空气等进行冷却，由泵，冷却器和温控器等组成；柴油机的基本组成——燃油系统燃油系统：由燃油供给系统和燃油喷射系统组成。燃油供给系统是把符合使用要求的燃油畅通无阻的输送到喷油泵的入口端。燃油喷射系统由喷油泵、喷油器和高压油管组成，其作用是定时、定量的向燃烧室喷入雾化良好的燃油，以保证燃烧过程的进行；该系统通常由5个基本环节组成：加装和测量，贮存、驳运、净化、供给。燃油供给（日用）系统燃油输送系统燃油净化系统柴油机的基本组成——润滑系统减磨作用：在相互运动表面保持一层油膜以减小摩擦，这是润滑的主要作用。冷却作用：带走两运动表面因摩擦而产生的热量以及外界传来的热量，保证工作表面的适当温度。清洁作用：冲洗运动表面的污物和金属磨粒以保持工作表面清洁。密封作用：产生的油膜同时可起到密封作用。如活塞与缸套间的油膜除起到润滑作用外，还有助于密封燃烧室空间。防腐作用：形成的油膜覆盖在金属表面使空气不能与金属表面接触，防止金属锈蚀。减轻噪音作用：形成的油膜可起到缓冲作用，避免两表面直接接触，减轻振动与噪音。传递动力作用：如推力轴承中推力环与推力块之间的动力油压。滑油日用系统滑油输送及分离系统柴油机的基本组成冷却系统：冷却系统的主要任务应是保证柴油机在最适宜的温度状态下工作，达到既能避免零件的损坏和减小其磨损，又能充分发出它的有效功率；中央冷却系统的基本特点是使用不同工作温度的两个单独的淡水循环系统：高温淡水（约80oC～85oC）和低温淡水（约30℃～40℃）闭式系统。前者用于冷却主机，后者用于冷却热淡水和各种冷却器。受热后的低温淡水在一个中央冷却器中由开式的海水系统进行冷却。海水冷却系统（开式循环）淡水冷却系统（闭式循环）柴油机的基本组成——起动和控制系统起动和控制系统：起动系统借助于外力带动曲轴回转，并使其达到一定的转速，实现柴油机的第一次着火燃烧，由静止转入工作状态。根据柴油机的不同，启动系统可分为两类：一类是借助于外力矩是曲轴转动起来，如人力手摇起动、电机起动和气马达起动；另一类是借助于加在活塞上的外力推动活塞运动使曲轴旋转起来，如压缩空气起动；控制系统是为了满足船舶机动操作的要求，设置的使起动、换向和调速装置各种装置联合动作的机构。柴油机的基本组成——起动和控制系统主机的吊装由于受船厂其中能力的限制，主机的吊装可分为两种方式：整机吊装：主机在机厂做完台架试验后，整机发往船厂，然后整机吊入机舱，安装；分块吊装：主机在机厂做完台架试验后，分解成2～3块发往船厂，然后由船厂分块吊入机舱，重新组装；整机吊装主机分块到厂主机分块方案主机分块方案主机阵营MANBW：MANBW柴油机公司有两个分部，一个在丹麦，一个在德国。德国地区主要从事设计和生产各种类型的四冲程柴油机和涡轮增压器。主要产品有MC与ME机。W?rtsil?：收购了Sulzer（瑞士），主要产品RTA和Flex机；Mitsubishi：日本三菱公司，主要产品，UEC和UET(U:直流扫气，E：废气涡轮增压，C十字头式，T：中型筒形活塞)世界两大船用柴油机生产企业MAN－BW和瓦锡兰－苏尔寿公司，如今主要从事产品的开发设计和专利、标准服务，向日、韩、中三个造船大国的生产企业提供产品图纸和技术咨询服务，收取生产许可费。ManBWMC-C**船舶主机的分类