柴油机系统文件类型：PPT/Microsoft Powerpoint 文件大小：字节更多搜索：柴油机系统柴油机系统模块五柴油机系统重点:燃油系统的功用,组成,设备及管理,分油机的工作原理,结构,工作过程,常见故障,使用及运行管理.润滑油的作用,各项性能指标及意义,润滑油的质量等级,润滑油的添加剂及作用,润滑系统的功用,组成,设备及管理,曲轴箱油及气缸油的要求与选用,曲轴箱油的变质原因与检查.难点:分油机的工作原理及结构;润滑油的性能指标及意义,润滑油的添加剂及作用,气缸注油器的结构,工作原理及调整方法.主要内容单元一燃油系统单元二低质燃油的使用和降速航行单元三分油机单元四润滑系统单元五气缸润滑单元六冷却系统单元一燃油系统一,作用和组成1,系统的功用:为主,辅动力装置提供足够数量和符合质量要求的燃油.2,系统的组成:由燃油注入,贮存,驳运,净化和供给五大基本环节组成.1)注入,贮存和驳运根据《钢质海船建造和入级规范》:甲板两舷设置国际通用注入接头,并应有可靠的超压保护设施,当超过一定压力后自动将燃油引入溢油舱或其它安全处所,注入口应加盖板密封.燃油舱:双层底舱,左右边舱或高柜;通过燃油驳运泵(齿轮泵或螺杆泵)和调驳阀箱可能实现油舱间,油舱与沉淀柜间的调驳.2)净化处理环节燃油的净化处理包括:加热,沉淀,过滤,分离,其核心环节是分离净化.规范要求:沉淀柜至少2个,每个容量至少能供应主机36小时用油,重油在沉淀柜内至少要沉淀12以上,一般重柴油12-16小时,燃料油20-24小时,渣油36小时以上.3)燃油供给环节:由日用柜到主机的管系中,设置轻重油转换阀,粗滤器,流量计,低压输运泵,雾化加热器,细滤器,粘度计,然后油进入喷油泵,回油在缓冲器(阻尼)卸压后,经除气器后进入集油柜(回油柜).3.系统原理:重油从甲板注入阀重油储存柜粗滤器重油驳运泵重油沉淀柜细滤器加热器分油机重油日用柜集油柜低压输送泵雾化加热器双联细滤器喷油泵喷油器气缸二,主要设备及作用1.重油驳运泵:(1)将重油舱中的重油驳至重油沉淀柜;(2) 各重油舱之间的相互驳运;(3)将重油舱中的重油驳至舷外. 一般用齿轮泵或螺杆泵.2.重油净化处理设备:沉淀柜,分油机,滤器(1)重油沉淀柜:使重油初步沉淀,按有关规定至少沉淀12小时.加热至50-60℃.(2)分油机:(3)过滤器:驳运泵前能过滤粒度大于0.2~0.4mm的杂质,低压输油泵前能过滤粒度大于0.1~0.2mm的杂质,喷油泵前能过滤粒度大于0.05mm以上的杂质.滤器的过滤功能主要取决于滤芯,按其结构形式有网式,缝隙式和多孔填料式滤器.滤器形式:表面式—圆筒网式,一般做粗滤(需加热),通常滤器为双联或三联.缝隙式—层叠金属片,可做粗,细滤器,片距0.10-0.18mm.自动反冲洗滤器.3.雾化加热器和加热温度的控制预热压力<0.8-1Mpa,以防重油中焦碳析出预热温度<150℃,以防热器后迅速积垢,预热温度由雾化粘度确定.4. 集油柜:收集回油并驱除空气以利燃油的再使用.5.速闭阀 :根据规范要求,所有布置在双层底以上的油舱柜(日用柜,沉淀柜,高柜)均应安装速闭阀(快关直通截止伐),以便在火灾或危险时从机舱外快速切断油路.同时设置自闭式放泄阀.还必须设有透气管(所有油舱柜),溢油管,溢油观察镜等.燃油在舱柜中用蒸汽加热盘管加热,燃油进入分油机和高压油泵前分别在加热器中进行蒸汽加热,为防止燃油在管路输送中凝固,采用专用蒸汽保温伴随管.图5.1 直通快关截止阀1-钩子2-弹簧 3-滑板4-手轮5-固定板6-螺柱三,燃油系统的管理1,燃油的加装与测量(1),一般程序①申请:②加油前拟订加油方案:③与油驳联系:④加油与换舱:⑤核实加油量并签署收据:(2),加装油料过程中注意事项①加油时禁止机舱和甲板明火作业,禁止吸烟;②甲板上的疏水口应用木塞或水泥封住,注入口处应备有木屑和防漏桶;③消防水系统应处于随时可用状态;④合理使用内部通信设备;⑤增派值班人员注意测量油位并及时换舱;⑥先加轻油后装重油(共用同一注入管时);⑦当发现跑,冒,漏油事故时应立即报告并按溢油应变计划行动;⑧美国加油时应注意在注入口出或机舱应有加装燃油的操作程序和应急计划.例:发现海面上有油污时应:立即停止加油;报告轮机长/船长/轮机员;检查是否是本船行为,若是则按油污应急计划采取行动.2.燃油加热温度的选择加热温度随使用要求而异,一般采用分段加热法.重油舱加热至15-20℃,出口为35-40℃.沉淀柜加热至50-70℃.日用油柜预热至70-80℃.雾化加热器:雾化加热器的加热温度应使重油粘度降至12～25mm2/s.预热温度<150℃.3.确保燃油清洁定期对沉淀柜,日用油柜进行排污放水,定期清洗燃油滤器.一般,在滤器的进,出口两端安装有压力表,可以根据燃油流经滤器的压降来判断滤器的工作情况.若压降超过正常状况的数值,则表示滤器已经变脏而阻塞;若无压降或压降过低,则表示滤器滤网破损或滤芯装配不对.4.系统放气燃油系统工程中容易积气,往往聚集在系统的高处,系统有气后,供油压力波动,甚至无法供油而停车,系统中的气大部分是清洗燃油滤器时和拆装维修管路是进入.5.换油时的正确操作柴油机在运行中的轻,重油转换操作称换油.换油操作的基本原则是防止油温突变,以免喷油泵柱塞,喷油器针阀卡紧或咬死.重油轻油(进港换油):首先,截断雾化加热器蒸汽,将柴油机功率降低至额定功率的3/4,当喷油泵前重油温度降至75℃(但不能低于75℃)时,切断燃料油,同时接通柴油.在集油柜中使原来的燃料油和新注入的柴油逐步混合稀释,最后燃油管道,低压输送泵,燃油雾化加热器,回油管充满柴油,以供下次起动.轻油重油(出港换油):首先,将燃油日用油柜中的重油加热至使用温度,将柴油机功率降低至额定功率的3/4.然后,打开雾化加热器蒸汽加热柴油,手动控制雾化加热器,将柴油以每分钟2℃的速率升高到60～80℃(轻柴油的加热温度不能超过80℃,否则粘度过低,喷油泵,喷油器有损伤咬住的可能).切断柴油将重油接入.此后,温度继续以每分钟2℃的速率升高,直至正常工作时的温度(即要在消耗完系统内柴油的时间内将燃油温度加热至燃料油雾化要求的温度).思考题:1.燃烧系统的三大组成2.装油使应注意哪些事项单元二低质燃油的使用和降速航行一,低质燃油的特点1.密度大 0.94--1.06g/cm3,分油净化和燃油雾化困难,易产生结碳.2.粘度高可达700mm2/s,储存,输送,净化和雾化困难.3.成份复杂含有较多的水份,灰份,硫份,钒和钠等,加剧机件的腐蚀和磨损.4.发火性差十六烷值很低,发火性差,滞燃期长,燃烧不完全,排温升高,燃油消耗率增加.二,低质燃油的使用1.意义:降低营运成本,合理利用石油资源.2.危害:(1)影响喷油设备正常工作.(2)恶化燃烧性能(3)损坏主要部件(4)加速曲柄箱内的滑油变质.三,管理技术要点1.低质燃油的预处理指进入喷油泵之前的预热,净化,添加有关的添加剂等措施,以改善低质油的储存,驳运和使用性能.(1)预热采用分段预热保证低质燃油在输送,净化,雾化等环节中的使用要求.重油储存柜中的出口温度为30-38℃,喷油泵处燃油粘度为12～25mm2/s.有关规定:燃油预热应使用饱和蒸气压力<0.8Mpa,雾化加热温度<150℃.(2)净化沉淀柜沉淀12小时,滤清器,分离(密度大于0.991g/cm3应使用新型分油机)(3)添加剂以改善低质油性能.(4)乳化可改善燃烧性能,减少缸内结碳.2.柴油机的运行管理(1)燃油管理:加强质检,防不同牌号的同一油品以及不同加油港加装的同一牌号燃油的混舱.以免发生油泥沉淀物.(2)喷油设备的调整:增大供油提前角;适当提高启阀压力,保证雾化质量.(3)气缸注油:选用碱性气缸油,适当增加气缸注油率.(4)冷却水温度的调节防过热或过冷产生高,低温腐蚀,低负荷时适当增加进气和淡水温度.(5)增压系统,换气系统的管理排气阀,阀座因高温腐蚀而损坏,增压器的喷嘴环,工作叶轮以及压气机叶轮易产生结碳,堵塞,烧损,腐蚀,空冷器,扫气箱与气口发生污染.应定期检查与清洗.3.改进部件结构,提高摩擦表面的工作性能采用镀铬,氮化等工艺提高缸套,活塞环,环槽的表面硬度,提高耐磨性.改进喷油器头部结构,加强冷却效果以防喷孔周围结碳.十字头柴油机气缸下部装横隔板,防燃气漏入曲柄箱使滑油变质.四,降速运行及其优化调整降速航行:选用75—80%标定转速作为长期运转转速,相应功率约为40—50%标定功率.调整:1.适当提高压缩比,保证压缩终点良好的热状态.2.适当增加供油提前角,保证足够高的最高爆发压力.3.采用喷孔直径小的喷油器,提高启阀压力,提高雾化质量.4.适当降低气缸注油量,减少气缸积碳.5.保证缸套,喷油器正常冷却,防产生高,低温腐蚀.6.改善增压与扫气系统,如增加增压器的转速.7.加强对柴油机的维护管理,缩短吊缸周期等._思考题:1._ 使用低质燃油的管理技术要点有哪些单元三分油机一,分油机的基本工作原理和种类1.分离原理:利用机械杂质,水,油的密度不同,在作高速旋转时产生离心力不同实现油,水,杂的分离.2,分离筒基本构造:分离筒是分油机的核心部件.其由分离筒本体,有孔盘架,分离片组,颈盖分离筒盖,活动底盘,重力盘(比重环)等组成.分离筒在高速回转的立轴带动下旋转,转速一般在6000r/min以上,叠套在盘架上的带分配孔的分离盘(片)将待分离燃油分隔成若干层并随分离盘一起高速回转,这时分离筒内的燃油就会按油,水,杂质的不同密度分隔成三层,从而达到净化目的.分离盘:盘厚0.4~1.5mm,盘距0.5~1.0mm,盘呈锥形,中心角为60~100 .图5.2 分水离筒简图1-转动立轴 2-分离筒本体 3-分离盘 4-锁紧环5-分离筒盖 6-小锁紧环7-进油管 8-分水顶盖 9-重力环 10-盘架 11-分配孔 12-分离筒底盘3.种类:分水机,分杂机(1)分水机和分杂机在结构上的区别分水机:盘架有分配孔,有二个出口(一个出油口,一个出水口),带比重环,颈盖较大.分杂机:盘架无分配孔,只有一个出油口,不需设比重环,颈盖较厚.(2)分水机和分杂机在操作上的区别分水机:分油以前应先建立水封水,引油要慢,防冲破水封,它可单独使用,串联使用时应置于第一级.分杂机:不需水封水,引油要快,防杂质积聚在转轴附近,不可单独使用,串联使用时应置于第二级.二,影响杂质和水分离效果的因素1.通过分油机的油流量不宜过大.2.适当提高油的温度.3.分油机转速应较高.(5000-8000r/min)三,分油机比重环的选择在高速旋转的分离筒中,油和水必定分层,分界面为Y-Y.一般认为Y-Y在靠进分离盘的外边缘是适宜的.若油水分界面Y-Y向转轴中心移动太多,则L减小,小的水滴可能分离不出而随油一起排出,降低了分离效果.若Y-Y向外移动离开分离盘的圆周边缘,会造成水中有油,严重时会使出水口大量跑油.分界面处PO=PW,即ρO(D32—D12)=ρW(D32—D22) 可求出D2即比重环内径(出水口直径D2)可根据油的密度ρO来选择,ρO大,则D2小. 四,自动排渣分油机1.结构(见图)分离筒本体的壁上沿圆周均布着排渣口L,活动底盘可以上下移动,若在底盘和本体形成的空间内通过控制底盘启闭的工作水,在分离筒高速转动的情况下,由于工作水的作用半径大于被处理鸥的作用半径,加上水的密度大于油,故底盘下方的压力大于上方的压力,从而使分离筒保持密封,若把活动底盘下部空间的工作水放掉,则活动底盘下移,排渣口被打开.2.配水盘(1)作用:控制活动底盘下方的工作水.(2)结构:有三个孔:D孔:距转轴中心最远E孔:距转轴中心最近M孔:介于D孔和E孔之间,可通到分流圈上方,内管中的工作水只通D孔,外管中的工作水由A B E孔.3.自动排渣分油机的工作过程控制阀表盘上表有1,2,3,4四个位置,分别表示"开启","空位","密封","补偿".其工作过程如下:分油机不用时,控制阀应处于"2"空位位置,此时排渣口已经打开,活动底盘在最低位置,控制阀切断了通内,外接管的工作水,滑动圈上方的水已通过孔G放空,滑动圈在弹簧作用下上移,并用它上面的塑料堵头将装在分离筒本体上的导水套的通道F堵死.当要进行分油时,起动分油机,待达到额定转速后,将控制阀按逆时针方向转到位置3"密封".此时工作水经控制阀内小孔进入外接管,而内接管与控制阀上的指示管K接通.中等流量的水由外接管经导水座和配水盘的孔E进入分流圈中,在离心惯性力的作用下经本体上的孔N进入活动底盘的下部空间,使活动底盘上移,并封闭排渣口.随着工作水的不断进入,水环的内缘逐渐向转轴中心靠拢,在充满活动底盘的下部空间后,分流圈中的水环内缘先到达配水盘圆周上的孔D,并通过内接管从指示管K流出.这表示分离筒已密封好,此时应迅速将控制阀转到"补偿"位置4,并开始分油作业.密封位置3只是一个过渡位置,如指示管K出水后继续在该位置停留过久,分流圈内水环内缘会继续内移,以至进入M孔,压下滑动圈,使活动底盘重新落下而开启排渣口L."补偿"位置4是分油作业的位置.这时工作水经控制阀中小孔通入内接管和配水盘上的孔D.当水箱中的工作水位高度恰当时,分流圈内水环的内缘正好停留在D 孔附近,工作水的静压与水环离心力所产生的压力相平衡,因此水不能经孔D压入底盘下方.当底盘下方的水因蒸发和漏泄而减少时,工作水经孔D和N自动补给,以保持分离筒的有效密封.当要排渣时,先关闭分油机的进油阀,向分离筒充入水封水将油排光,再将控制阀转到"开启"位置1,此时工作水经控制阀中大孔与外接管和配水盘上的E孔相通.较大流量的工作水经E进入,使分流圈中水环内缘很快内移,水经M孔进入滑动圈上部空间.分离筒本体上虽有小孔G,但因孔径很小泄漏很慢,故工作水将充满滑动圈上部,克服弹簧力而将滑动圈压下,打开F通道,放掉活动底盘下部的工作水,底盘下移,开启排渣口L.排渣完毕后,将控制阀转到"空位"位置2,这时控制阀切断了全部工作水通道,残存在滑动圈上部的工作水经小孔G逐渐排出,滑动圈在弹簧作用下上移,重新封堵住通道F.如要继续分油,再经"密封" 位置3转到"补偿"位置4.上述过程归纳如下:自动排渣分油机的工作过程3-5S有排渣声大量水经E,M至动圈上方,开F,L断进开启1排渣水箱水位太高水会进M使F,L误开少量水京D,N补至动盘下进补偿补偿4正常分油至K出水即转4位,若久停水可进M,使F,L误开中量水由E,N通动盘下,关L,余水由D泄K泄K进密封3(过渡位)起动至转速正常后,排渣结束有"空位"转"补偿"G泄空水需5-6S滑动圈上方经G泄空,上行封F,L开断断空位2停车:排渣结束使用说明工作状态内管(通D)外管(通E)控制阀位置使用时刻五,分油机的管理1.提高分油机的分离效果(1)确定最佳加热温度加热的目的:降低油的粘度(447mm2/s以下),增大杂质,水与油的密度,提高分离效果.一般加热温度2.5%时,应选用TBN值为65--70的气缸油;S<2.5%TBN约为值为40;使用柴油时TBN约为值为10-14.为了检查运转中柴油机使用的气缸油碱性是否足够,可以对从气缸中刮下的残油(在活塞杆填料函取样)进行化学分析,若残油仍呈现一定碱性(TBN大于10),则说明气缸壁上的油膜有足够的碱性储备.若缸套表面上出现漆状沉积物,使铸铁缸套表面被腐蚀发暗(镀铬缸套则出现白班),则说明气缸油碱性过低.若缸套表面上出现大量的白色沉淀物,则说明气缸油碱性过高.2)气缸注油孔的数量与位置数量8-10个,沿缸壁均匀分配.位置: 低速机缸套的中上部; 高速机缸套的下部.3)注油定时的选择注油定时只有缸内压力地域注油中的油压时气缸油才能向缸内注油.短裙活塞曲轴转一转,有两次,一次是活塞上行到上止点附近,活塞下边缘打开了缸壁上的注油孔;另一次是活塞下行到下止点附近,缸内正在扫气.长裙活塞曲轴转一转,只有一次,即当缸内正在扫气时.通常20-40个行程注油一次.4)气缸注油率的确定气缸油的注油率(g/(kW·h))应当适宜.注油率太大,不但浪费而且会使活塞顶面,环带区,气口和排气阀处的沉积物增多,引起活塞环和排气阀粘着,使气流通道部分堵塞,多余的气缸油还会沉积在活塞下部空间,扫气箱和排气管中,导致扫气箱着火;注油率太少,则难以形成完整的油膜,而使活塞环与缸套磨损加剧和漏气增多,漏泄的燃气又会破坏缸壁上的油膜导致发生咬缸事故.注油率适当的特征:①缸套表面湿润,干净的黑色油膜②首环干燥,第二环半干,半湿,其余环湿润③环面光亮,倒角尚在.直流扫气注油率为0.6-0.8g/kW·h;弯流扫气注油率为1.0-1.3g/kW·h;筒状活塞注油率为1.3-2.0g/kW·h..5.气缸注油率的计算气缸注油率是按柴油机的标定功率计算的.当柴油机处于连续低负荷运转时,注油率绝不能低于该机标定注油率的40%.尽管采用注油率和适当的总碱值TBN可有效地控制活塞缸套的磨损,然而当所用燃油与润滑油配合不良时,仍会引起腐蚀和磨料磨损因此要用碱总值BT对磨损进行定量分析.磨合初期,为加速磨合,应采用纯矿物油或低碱性的气缸油.在任何条件下均不能使用高碱性的气缸油,否则会使磨合期加长.磨合期的气缸注油量应增大20-100%的注油量,且随负荷的增大逐渐减小注油量,当运行很长一段时间(1000～2000小时),才能减至正常值.磨合时采用含硫分超过1%的燃油对磨合是有利的,可使磨合时间缩短.6.气缸注油设备注油量的调节方式有"随转速调节(等速率调节)"与"随负荷调节"两种.随转速调节:注油量与柴油机转速成正比,一般用在B&W型柴油机上.随负荷调节:注油量随负荷变化而自动调节,用以RTA型柴油机上.7.气缸注油润滑的维护管理(1)注意注油器的油位,观察每个油管的泵油情况.(2)起动前,用手动泵动注油器.(3)注意排气温度,防破坏气缸油膜.(4)不同品种的气缸油不能混兑.(5)磨合初期,应采用纯矿物油或低碱性的气缸油,并增大注油率,正常运转后,选用高碱性的气缸油并降低注油率至正常.单元六冷却系统一,冷却的必要性1.保持受热件的工作温度不超过材料所允许的限值.保证在高温状态下受热件的强度.2.保证受热件的内外壁面温差适当,减少受热件的热应力.3.保证运动件(活塞与缸套)之间的正常间隙.4.保证活塞与缸套工作面上的滑油膜正常工作状态.二,冷却方式及介质1.冷却方式:(1)强制液体冷却 (2)自然风冷却2.冷却介质:(1)淡水(2)海水(3)机油(4)柴油三,冷却系统的组成和设备一般柴油机冷却系统是用淡水强制冷却柴油机,然后用海水强制冷却淡水.在系统布置上,前者属闭式循环,后者属开式系统,两者组成的冷却系统称闭式冷却系统.1.闭式淡水冷却系统(1) 淡水流动路线膨胀水箱①主机淡水冷却器淡水泵主机膨胀水箱②主机淡水泵淡水冷却器主机(2)系统组成缸套和气缸盖淡水系统活塞喷油器1)缸套冷却水系统(MAN-B&W MC型柴油机)①主机:膨胀水箱主淡水泵制淡水机淡水冷却器缸套水进口总管缸套缸盖增压器出水口总管膨胀水箱或空气分离器②副机:它与主机冷却水系统并联布置.在航行期间可以分别并列循环(此时开A 阀,关B阀),在港泊期间可用副机冷却水经管13给主机暖缸(此时关A阀,开B 阀).③主要设备A主淡水泵:设有两台,为离心泵.B膨胀水箱:其作用有:膨胀,使系统中的淡水受热后有膨胀的余地;补水,补充系统中因蒸发和漏泄而损失的水量;保证淡水泵有足够的吸入压头;排放系统中的空气;投药,可在此投化学药剂以对冷却水进行化学处理;加热,可对冷却水加热以暖缸(如在其中设置加热装置).2)活塞冷却系统3)喷油器冷却系统(3)闭式冷却系统的优缺点:①淡水含杂质和盐份较少②腐蚀性小,不易生成水垢③冷却水温度可自动调节,冷却水进出口温差小,从而减少了机件的热应力,并可提高柴油机的热效率④装置复杂,需两套独立的系统.2.开式海水系统开式海水系统是用海水做为冷却剂冷却淡水,滑油,增压空气和空气压缩机等.系统的基本组成是海底阀和大排量海水泵,进冷却器的海水温度不低于25℃.海底阀:高位位于空载水线下约300mm处,船舶进港使用.低位位于舱底(靠双层底附近),航行时使用海水海底阀海水滤器海水泵感温元件滑油冷却器空气冷却器活塞冷却器缸套水冷却器温度调节阀舷外3.中央冷却系统特点是使用不同工作温度的两个单独的淡水循环系统:高温的热淡水(约80℃～85℃)和低温的温淡水(约30℃～40℃)闭式系统.前者用于冷却主机,后者用于冷却高温淡水和各种冷却器.受热后的温淡水再在一个中央冷却器中由开式的海水系统进行冷却.中央冷却系统的优点:(1)可减少海水管系及中央冷却器的维修工作;(2)气缸冷却水温度稳定,不受工况变化的影响,可使柴油机始终在最佳冷却状态下运转;(3)淡水循环可多年保持清洁,维修工作量极少.中央冷却系统同时也存在以下缺点:增加了中央冷却器及其辅助设备与管系,因而投资费用较高;由于附加管系的阻力损失,使泵送耗功也有所增加.在近代建造的现代化船舶中,大多采用中央冷却系统.四,冷却水处理:为了防止柴油机冷却水腔结垢和避免腐蚀,必须进行冷却水处理.。