二沖程柴油機

1、一、概 述在本次實習的船舶為散貨船，在甲板上分別有錨機，絞纜機，救生艇等機械。在機艙中則有主機，鍋爐，油水分離器，發(fā)電機，應急發(fā)電機，分油機，空氣壓縮機，造水機等重要機器，當然還有各種泵，如離心泵，往復泵，齒輪泵等。對于各種重要機器，我們可以在機艙集控式對各機器的壓力等參數(shù)進行控制檢查。當然我們還有舵機房等，當在機艙集控室不能使用時我們可以進行各種手動操作。實習對于輪機工程專業(yè)技術的學生來說很重要的一個教學環(huán)節(jié)，將書本上的理論聯(lián)系到實際中去。機艙是船舶的動力輸出中心，但柴油機卻是機艙的心臟，它負責船舶的大部分動力輸出設備，為其提供能源，使其能正常運行。所以，機艙值班不僅僅能使船舶能正常的航行，

2、也是船舶安全航行的重要保障，尤其柴油機的正常運行更是其中的重點。在機艙中，大型的船舶設備很重要，但也不能忽視小型設備，如濾器，它能過濾燃油中的雜質，使設備能更好的運轉。雖說實習生很累，但實習這段期間卻是我們能更好的掌握各種設備各種技術各種理論使其能更好的融合在一起的黃金時光，這也是我們以后的基礎。初次上船，我們對所有機器都不熟悉，一個機器里能有很多設備，一個設備里又有各種功能，不過我們應該去了解他們，學習它們的作用，堅持不放過每一次的學習機會，使我們能掌握更多的知識。船舶柴油機是船舶中一種不可缺少的設備，它分有五大系統(tǒng)：燃油系統(tǒng)，滑油系統(tǒng)，空氣系統(tǒng)，淡水冷卻系統(tǒng)，海水冷卻系統(tǒng)。它有單杠，多缸柴

3、油機之分。同時又有二沖程，四沖程柴油機，其中，二沖程柴油機換氣質量不如四沖程柴油機，但二沖程柴油機功率比四沖程柴油機大。二、主機柴油機（一）二沖程柴油機 通過活塞的兩個沖程完成一個工作循環(huán)的柴油機稱為二沖程柴油機，油機完成一個工作循環(huán)曲軸只轉一圈，二沖程柴油機與四沖程柴油機基本結構相同，主要差異在配氣機構方面。二沖程柴油機沒有進氣閥，有的連排氣閥也沒有，而是在氣缸下部開設掃氣口及排氣口；或設掃氣口與排氣閥機構。并專門設置一個由運動件帶動的掃氣泵及貯存壓力空氣的掃氣箱，利用活塞與氣口的配合完成配氣，從而簡化了柴油機結，在四沖程柴油機中，活塞走四個沖程才完成一個工作循環(huán)，其中兩個沖程(進氣和排氣)

4、，活塞的功用相當于一個空氣泵。在二沖程柴油機中，曲軸每轉一轉，即活塞每兩個沖程就完成一個工作循環(huán)，而進氣和排氣過程是利用壓縮及工作過程的一部分來完成的，所以二沖程柴油機的活塞沒有空氣泵的作用，為了排除燃燒后的廢氣，并把新鮮空氣充滿氣缸，必須在柴油機上安裝專用的掃氣泵(增壓器)。(二）二沖程柴油機工作原理二沖程柴油機的一個工作循環(huán)是在曲軸旋轉一圈內完成的。即實現(xiàn)進氣、壓縮、膨脹和排氣這四個步驟是在°曲軸轉角內完成的。這種柴油機的壓縮和膨脹是一個比較完整的活塞行程，所以稱為二沖程柴油機。而進氣和排氣則是在膨脹過程結束和壓縮過程開始前的很短的時間內（先排氣、后進氣，并有進排氣重疊）完成的。

5、（1）掃氣及壓縮沖程： 排氣口關閉時，氣缸中的空氣就開始被壓縮。當壓縮至上止點前點時，噴油器將燃油噴入氣缸，與高溫高壓的空氣相混合，自行著火燃燒?；钊上轮裹c向上移動，活塞在遮住掃氣口之前，由掃氣泵供給儲存在掃氣箱內的空氣，通過掃氣口進入氣缸，氣缸中的殘存廢氣被進入氣缸的空氣通過排氣口掃出氣缸。活塞繼續(xù)上行，逐漸遮住掃氣口，當掃氣口完全關閉后（此時曲柄在點位置，空氣停止充人，排氣還在進行，這階段稱為“過后排氣階段”。排氣口關閉時（此時曲柄在點位置，氣缸中的空氣就開始被壓縮。當壓縮至上止點前點時，噴油器將燃油噴人氣缸，與高溫高壓的空氣相混合，隨即在上止點附近發(fā)火，自行著火燃燒。本沖程結束，并與前

6、一沖程形成一個完整的工作循環(huán)。 （2）燃燒膨脹及排氣沖程： 燃油在燃燒室內著火燃燒，生成高溫高壓燃氣?；钊谌細獾耐苿酉?，由上止點 向下運動，對外作功。（此時曲柄在點位置，此時燃氣膨脹作功結束，氣缸內大量廢氣靠自身高壓自由排氣，從排氣口排人到排氣管。）活塞下行直至排氣口打開，膨脹作功結束，氣缸內大量廢氣靠自身壓力從排氣口排入到排氣管。當氣缸內的壓力降至接近掃氣壓力時，下行活塞把掃氣口打開，掃氣空氣進入氣缸，同時把氣缸內的廢氣經(jīng)排氣口趕出氣缸?；钊\行到下止點，本沖程結束。（三）二沖程柴油機的示功圖其中ak線為掃氣過程,k點為掃氣終點，它取決于進氣孔和排氣閥關閉時刻。有的機型是排氣閥和進氣孔同時

7、關閉。有的排氣閥提前關閉。k-c線為壓縮過程，其中c'點為開始向氣缸噴油的時刻。在第二沖程中，c-m線為膨脹過程，其中c-z線為燃料劇烈燃燒壓力急劇上升階段，z點為最高燃燒壓力點，m點為排氣閥開始打開的時刻。這時燃燒產(chǎn)物便從氣缸經(jīng)排氣閥、排氣管排入大氣，壓力迅速下降，如m-n線所示，當氣缸內的壓力大約等于貯氣置室的壓力時，進氣孔才被打開(n點)，這時新鮮空氣應入氣缸進行掃氣過程，如n-a線所示。從二沖程柴油機的工作原理可知，在掃氣過程中，活塞不做有效功，相對這部分活塞行程容積Vn稱為損失容積，而活塞的實際工作容積為：而實際壓縮比為：幾何壓縮比與四沖程柴油機一樣為：掃氣過程容積損失的多少

8、通常用損失容積Vn對幾何工作容積Vh的比值表示：在二沖程柴油機中，y=1038% 。現(xiàn)代四沖程和二沖程發(fā)動機都成功的使用在各個領域，他們都有各自的特點，一般船用大型低速柴曲機中均采用二沖程發(fā)動機，而中、高速柴濁機采用四沖程發(fā)動機的居多。正相同的氣缸尺寸和轉速下，二沖程發(fā)功機的功率理應比四沖程發(fā)動機增加一倍，但實際上，由于掃氣容積的損失，充氣時間較短，廢氣清除困難以及驅動掃氣須要消耗一部分功率等原因，使二沖程發(fā)動機的功率只增加6070左右。二沖程發(fā)動機叫另一優(yōu)點是扭矩的均勻性比四沖程發(fā)動機好，因為它曲軸轉一轉完成一個工作循環(huán)。掃氣過程時間短是二沖程發(fā)動機的一大缺點，此外，二沖程發(fā)動機的活塞、氣缸

9、蓋、氣缸，氣閥的溫度都比四沖程發(fā)動機高。（四）二沖程柴油機的主要零部件:（1） 主要固定件:柴油機的主要固定件由機座、機架、氣缸和氣缸蓋等組成，它們構成了柴油機的骨架，支撐運動件和輔助系統(tǒng)。氣缸蓋是燃燒室的上蓋。除和氣缸套、活塞共同組成燃燒室外，在它上面還要安裝各種閥件。這些閥件有噴油器、氣缸起動閥、示功閥、安全閥、排氣閥(氣閥-氣口式二沖程柴油機)等。另外，對于設置進、排氣閥的氣缸蓋上還要布置進、排氣道和氣閥搖臂機構。（2） 主要運動件:柴油機的主要運動件由活塞、連桿組件及曲軸組成，還有十字頭組件?；钊c氣缸及氣缸蓋構成燃燒室，保證柴油機工作過程的進行，同時通過連桿將活塞的往復運動變?yōu)榍S的

10、回轉運動，使燃氣推動活塞的動力通過曲軸以回轉的方式向外輸出。十字頭組件是船用二沖程十字頭式柴油機的特有部件。它的主要作用是將活塞組件和連桿組件連接起來，把活塞的氣體力和慣性力傳給連桿，承受側推力并給活塞在氣缸中的運動導向。主要包括十字頭本體，十字頭滑塊和十字頭軸承（連桿小端軸承）等。（五）換氣方式:直流換氣結構：它的換氣是由上下的進、排氣兒完成的，故稱氣孔式直流換氣的二沖程柴油機。進、排氣孔的開啟和關閉分別由上、下活塞控制。工作時，兩個活塞在氣缸內作相對運動，燃燒室位于中部，兩個活塞通過連桿與上、下曲軸連接，兩曲軸通過齒輪輪連接，從一處對外輸出有效功。（六）二沖程柴油機的應用范圍：現(xiàn)在二沖程柴

11、油機基本用作大型船機，其它行業(yè)已很少使用。船用柴油機已是民用船舶、中小型艦艇和常規(guī)潛艇的主要動力。（七）優(yōu)缺點：1.優(yōu)點（1） 動力比四沖程柴油機好，因為它的壓縮比比四沖程柴油機高而且廢氣排放要好。（2）二沖程機因為比四沖程機減少了2個沖程，所以效率要比四沖程機高。（3）二沖程機多采用十字頭結構，因為活塞行程長，同樣功率所需要的爆炸壓力更低，對燃燒室部件機械要求降低。（4）活塞行程長，沖擊減小，震動減少。（5）扭矩的均勻性比四沖程柴油機好，因為它曲軸轉一轉完成一個工作循環(huán)。（6） 回轉較均勻（7） 結構較簡單2.缺點（1）二沖程柴油機油耗大，因為它的燃油利用率要低些，有相當一部分的油氣沒有燃燒

12、或燃燒不充分就被排放出去，所以尾氣中的碳氫化合物比四沖程的高好幾倍。（2）二沖程機器啟動所需要的缸數(shù)多。（3）掃氣過程時間短，掃氣不如四沖程機完全，造成對增壓器的依賴。（4）二沖程柴油機的活塞、氣缸蓋、氣缸、氣閥的溫度都比四沖程柴油機高許多。（5）換氣質量差、熱效率低（6）熱負荷較高 三、柴油機系統(tǒng)1、燃油系統(tǒng)：日用油柜、輸油泵、高壓油泵、高壓油管、噴油器以及連接管路、燃油粗細濾器、閥件等；2、潤滑系統(tǒng)：滑油循環(huán)油柜、滑油泵、滑油粗細濾器、滑油冷卻器、溫度調節(jié)閥、液流閥、安全閥、連接管路及內部管道、閥件等；3、冷卻系統(tǒng)：膨脹水柜、淡水泵、海水泵、海淡水濾器、淡水冷卻器、溫度調節(jié)閥、連接管路及冷

13、卻水腔、閥件等；4、啟動系統(tǒng)：空壓機、空氣瓶、手動控制閥、主啟動法、缸頭啟動閥、空氣分配器、分配器凸輪、連接管路、閥件等；(電動啟動：充電發(fā)電機、蓄電瓶、啟動馬達、等)5、增壓系統(tǒng)：增壓器、中冷器等；6、控制系統(tǒng)：低壓電原、控制屏、聲光報警器、壓力繼電器、壓力接觸器、溫度繼電器、溫度接觸器、溫度感溫泡、控制開關等；7、換向系統(tǒng)：四沖程柴油機采用拖動式雙凸輪（有頂升式和過度式），組成：空氣瓶、截止閥、減壓閥、操縱閥、換向油缸、換向油缸、換向拉桿、凸輪軸及正倒車凸輪；8、調速系統(tǒng)：調速器分為機械調速器、電子調速器、液壓調速器（雙反饋全制式液壓調速器和表盤式調速器）四、柴油機的故障及處理一、燃油路密

14、封不嚴檢查方法(1)低壓油路密封不嚴：當松開噴油泵放氣螺釘，用手油泵泵油，油中混有氣泡，如果持續(xù)泵油氣泡能排盡，說明輸油泵出口到噴油泵之間某處密封不嚴。這段油路內油壓高于大氣壓，其密封不嚴處在柴油機工作時只會漏油，不會進氣。應查出漏油處，給予修理。當手油泵泵油，而噴油泵放氣螺釘松開后沒有油流出或油中氣泡排不盡，說明油路內吸人了空氣，而空氣是從油箱至輸油泵進口這段油路內密封不嚴處吸入的。這段油路內其壓力低于大氣壓力，空氣極容易從不嚴處進入，引起柴油機自行滅火?？刹槌雒芊獠粐捞?，給予排除。柴油機工作無力甚至熄火，而且熄火后往往不好啟動。經(jīng)以上方法檢查油路正常，這有可能是輸油泵密封不良而引起泵油不良

15、或不泵油，可對輸油泵進行檢查。方法是擰松噴油泵放氣螺釘，并按下柴油機起動按鈕，若放油螺釘處向外噴油，說明輸油泵工作正常；若噴油不暢或不噴油，說明輸油泵有故障，應予以檢查排除。(2)高壓油路密封不嚴：某缸高壓油路中有氣體。氣體是從柴油機氣缸內沿噴油器開啟時，經(jīng)高壓油管和出油閥進入噴油泵以及到低壓油路。這種進氣過程緩慢，一般柴油機工作一段時間才會滅火。再次排除油路空氣后，工作一段時間又會滅火。造成這種故障的原因有兩個，一是出油閥密封不良；二是噴油器密封破壞。具體用下列方法逐一判斷檢查：出油閥偶件密封性的檢查：首先拆下噴油泵高壓油管接頭，將油門放在停車位置，用手油泵泵油，觀察是否從出油閥緊座往外溢油

16、，若有溢油說明出油閥密封不嚴；若沒有柴油溢出，則說明出憫密封良好。噴油器密封性檢查：拆下高壓油管噴油泵一端接頭螺母，將高壓油管接頭插入盛有柴油的容器中，然后用起動機帶動柴油機運轉，若高壓油管接頭處有氣泡排出，則說明噴油器密封不嚴，反之則說明噴油器密封良好。二、單缸柴油機氣門漏氣的車上檢查方法氣門漏氣會造成氣缸壓力不足，燃燒不良，冒黑煙，柴油機功率下降，燒壞氣門。檢查氣門漏氣的方法是：（1）排氣門漏氣的檢查方法：搖轉曲軸，同時注意觀察進氣門的運轉情況，在發(fā)現(xiàn)進氣門將開啟時，用手掌蓋嚴排氣管口，繼續(xù)搖轉曲軸直到進氣門關閉為止，可反復幾次，在此過程中，如手心有吸氣感覺，說明排氣門關閉不嚴而漏氣，應進

17、行修理。（2）進氣門漏氣的檢查方法：先拆下空氣濾清器，搖轉曲軸，當發(fā)現(xiàn)排氣門開啟時，用手按嚴進氣管口到排氣門將要關閉為止，也可反復進行多次，在此過程中，若手掌心有排氣感覺，說明進氣門關閉不嚴而漏氣，應該進行修理。三、水溫過高(即開鍋)故障檢查方法(1)可能產(chǎn)生的原因：冷卻系統(tǒng)水量不足；風扇皮帶過松或損壞；冷卻系統(tǒng)中水垢過多，引起散熱不良；水泵損壞；散熱器上有油污；負荷過重；供油時間過晚；節(jié)溫器失靈，冷卻水不能進行大循環(huán)。(2)查找故障原因的方法和步驟：根據(jù)柴油機故障診斷原則，先由簡單、表面的原因人手，檢查冷卻系統(tǒng)是否缺水、風扇帶松不松、散熱器上有無污物、負荷是否過重。這些項目檢查、調整后故障若

18、沒有排除，則可調整供油時間。拆下節(jié)溫器后，若故障仍然存在，則進一步檢查水泵，先打開水箱蓋觀察，若水箱內有翻動現(xiàn)象，說明水泵沒有損壞，最后再用清洗液清洗冷卻系統(tǒng)，使故障最終徹底排除。這樣根據(jù)故障診斷原則，一步一步地查找，可避免。五、船舶柴油機的開車和完車操作一、啟動前的準備： 1、 檢查主柴油機油底殼油位是否正常，不足時予以補充；2、 檢查調速器和透平油位，不足時予以補充；3、 檢查主機膨脹水柜水位，不足時予以補充；4 、確認盤車機在脫開狀態(tài)，否則不能啟動主機； 5、 檢查啟動空氣管路壓力應在18bar以上，并排放啟動系統(tǒng)中的冷凝水； 6、 開啟主機淡水預加熱器，并啟動循環(huán)泵，使高溫冷卻水進行預

19、熱循環(huán)保持淡水溫度在60以上；7、 本機型特別要求在啟動主機前，所有的蓋板和保護罩必須安裝固定在機器上，否則不能啟動機器；二、機旁手動啟動： 1、控制方式轉為機旁操作； ;2、檢查主機燃油、滑油、高低溫淡水、海水管路及發(fā)電機淡水冷卻系統(tǒng)的相關閥門是否打開，并啟動發(fā)電機淡水冷卻泵，及主機海水泵； 3、啟動主機預潤滑泵，檢查工作壓力為3.0Bar。4、打開主機啟動空氣系統(tǒng)的進口閥，同時檢查主機各系統(tǒng)有無漏泄； 5、檢查機旁儀表顯示屏情況，應顯示主機 stand by 狀態(tài)； 6、將燃油停車手柄置于停車位置，打開缸頭示功閥進行沖車檢查缸內情況，沖車后關閉示功考克； 7將然油停車手柄置于正常工作位置，按下啟動按鈕啟動主機。（初次啟動時，應手動控制停車手柄逐步加速，直至達到正常轉速。然后將手柄置于工作位置）；8. 仔細檢查主機運轉情況，并觀察機旁儀表指示是否正常，有無報警。 當確認工作狀態(tài)正?？赏ㄖ姍C員進行配電操作，并關閉啟動空氣進口閥；三、完車操作：1、將車鐘放置完車位置，檢查并確認主機燃油操縱桿已在停車位置。2、關掉啟動空氣系統(tǒng)、空氣閥、主啟動系統(tǒng)供氣閥及管路中間截止閥（鎖定主啟動閥，關閉操縱系統(tǒng)空氣及泄放管內殘氣）。3、停燃油系統(tǒng)低壓燃油輸送泵。4、停主機海水泵、關閉主機海水泵進中、出口控制閥。5、接上轉車機，檢查各缸示功