工程培训
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赋值表
柴油机结构
转让单编号2.2
介绍
--Diesel发动机施工将涵盖所有发动机部件及其互动作为彻底了解紧急柴油发电机设计和操作的基础。在整个课程中，将参考Fairbanks Morse 38nd8-1 / 8（CGN）和通用电机16-645E5N LL（CVN）柴油机上发现的组件的具体设计。
课程主题学习目标
终端目标:
——2.0监督CVN、中广核应急柴油发电机的运行和维护。(JTI: B)
实现目标:
—2.3描述下列柴油机部件的结构:
一个曲轴总成。
b。气缸体
c.气缸盖总成
d。活塞总成
2.4描述以下柴油机部件的功能:
一个曲轴总成。
b。气缸体
c.气缸盖总成
d。活塞总成
2.5描述以下柴油机部件的运行情况:
一个曲轴总成。
b。气缸体
c.气缸盖总成
d。活塞总成
研究任务
1.阅读资料表2.2
2.概述信息表2.2使用课程2.2作为指南的启用目标。
3.回答学习问题。
研究的问题
1.油是如何冷却活塞底部的?
2.润滑油油底壳的两种类型是什么?
3.气缸套的三种不同类型是什么?
4.排气阀和进气阀是如何工作的?
信息表
柴油机结构
资料单编号2.2
介绍
--Diesel发动机施工将涵盖所有发动机部件及其互动作为彻底了解紧急柴油发电机设计和操作的基础。在整个课程中，将参考Fairbanks Morse 38nd8-1 / 8（CGN）和通用电机16-645E5N LL（CVN）柴油机上发现的组件的具体设计。
参考
(a) NAVEDTRA 10539，机工3
(b) NAVEDTRA 12149, 2号机工
信息
. cvn和cgn都广泛使用柴油发动机。柴油的主要用途是用于应急柴油发电机(EDGs)。柴油也可以在船上的所有小船上找到。尽管在小船上发现的推进柴油发动机比在edg中使用的庞然大物要小得多，但它们仍然在相同的基本原理和许多相同的部件上运行。
．CVN -有4个通用汽车16-645E5N LL发动机驱动4个2000千瓦发电机。两个发动机在船的前部，两个在船尾。所有的edg在JP-5上运行。柴油机由机务员组成的RA部门操作和维护。
．中广核- 2台费尔班克斯莫尔斯38ND8-1/8发动机驱动2台1000千瓦发电机。一个在船的前部，另一个在船尾。两款edg都在JP-5上运行。柴油机由机务员组成的A师操作和维护。
.Engine框架——房屋所有运动部件的柴油机引擎框架提供了配件的安装表面,存储润滑油,润滑油通道,夹克水、空气和燃油,还提供了一个安装面和燃料、空气、润滑油、水套线。
．汽缸体 - 汽缸块是框架的一部分，其支撑汽缸衬里和头部，有时将包括曲轴箱。汽缸块支撑曲轴，凸轮轴和润滑油，燃料，空气和夹套水冷却的通道，或者这些通道将附着在块上。
——整体结构-用于大多数小型高速柴油发动机，缸体是铸造的整体设计，包括曲轴箱。油套水、润滑油和空气通道与发动机缸体整体铸造。大多数欧盟发动机使用油底壳来储存润滑油。这些类型将在小船上发现。
——焊接钢板结构(Fairbanks Morse 38ND8-1/8和GM 16-645E5N LL) -用于较大的主推进发动机和柴油发电机，这种结构方法有助于减轻发动机重量。焊接钢板结构包括在主轴承或连杆轴承等受力区域焊接到铸件上的钢板。润滑油、夹套水、燃料和空气的通道将附在管线上，或由钢板形成。
．油底壳-油底壳用作大型柴油发动机润滑油的储油器。它们也是安装发动机缸体的基础。油底壳通常有某种类型的开口，称为曲轴箱盖，以便访问曲轴和轴承。有两种类型的污水坑:
——油库是曲轴箱和底座的一部分。油在润滑了柴油发动机的各个部件后，会通过重力流回到油底壳。在这种类型的系统中，压力泵直接从油底壳中抽油，并使油通过过滤设备和柴油机进行再循环。
——干油底壳-机油由润滑油扫气泵从曲轴箱下的捕集盘中泵出，并储存在甲板板下的单独油箱中。污水池还可以包括过滤器和过滤器。当发动机运转时，扫气泵将使捕集盘(干油底壳)保持空。油从单独的油底壳/油箱中抽出，通过附加的齿轮驱动压力泵在发动机中循环。然后，油将通过重力流回到捕集盘。
．端板-用于砌块的两端，以增加砌块的强度和刚度。端板也可用于安装齿轮表面用于驱动凸轮轴和附件。(见图2.2 - 1)
．端板盖-这些盖将提供齿轮驱动泵的安装表面。
．曲轴箱排气系统-大多数大型柴油机使用曲轴箱排气系统，将曲轴箱保持在轻微的真空下。真空的主要作用是防止漏油。第二个目的是清除可能在曲轴箱中积聚的爆炸性蒸汽。它们是四种曲轴箱疏散系统:
——空气喷射器系统 - 用于alcos，其中喷射器用于在曲轴箱上拉动真空。空气喷射器由来自涡轮充电器的空气供电。
——鼓风机系统(费尔班克斯莫尔斯)-一些二冲程循环使用扫气鼓风机在曲轴箱上绘制真空。
——涡轮系统(16-645E5N LL) -四冲程循环发动机使用进气，在曲轴箱上绘制真空。
——电机驱动曲轴箱真空泵。用于柯尔特-派尔斯蒂和一些ALCO发动机，其中真空泵从曲轴箱通过油分离器吸取蒸汽。这使得可用的油可以返回发动机的油箱，清洁的空气可以进入大气。
——大多数系统将使用某种类型的油分离系统，以帮助防止从曲轴箱拉出油。
．盖—盖用于关闭开口和盖住移动部件，如盖住阀头和阀门的阀盖，以及包裹住气箱的气箱盖。
——曲轴箱上的一些盖将被用作防爆盖。在曲轴箱爆炸的情况下，盖将打开以释放压力，然后在弹簧压力下重新复位。这可以防止氧气再次进入曲轴箱，从而导致另一次爆炸或火灾。
)任何类型的可疑曲轴箱爆炸后，至少30分钟内不能拆下盖子。
）在疑似曲轴箱爆炸后拆除任何封面时，必须通知Cheng或Reacter官员（包括Dipstick，也）。
按程序，一旦发生火灾，必须准备灭火设备并配备人员。
——在关键地点设有检查盖板供检查。
拆下气箱盖，检查气箱、活塞环、活塞、进气口和气缸套是否有污垢、油污、划痕和磨损。
)可以取下曲轴箱盖，检查曲轴、连杆和轴承是否有划痕和磨损。
拆下阀盖，检查阀门、喷油器和燃油跳线。
．气缸衬套 - 气缸套是一种可更换的孔，活塞骑行。这些可拆卸衬垫提供了一种更换孔的方式，而无需钻孔或更换块。有两种基本类型的衬里：
——干式衬套与具有整体水套(小型柴油发动机)的缸体一起使用，冷却水永远不会接触衬套。这种型号将松散地安装在发动机缸体上。
——湿衬垫有两种类型:
普通湿衬套-冷却水的水套或通道是由发动机缸体和衬套本身形成的。衬垫两端的橡胶o形圈将为冷却水通道提供必要的密封。
)水套式湿式衬管(Fairbanks Morse和16-645E5N LL)这种设计的衬管有自己的整体铸造或收缩配合衬管的冷却水套。(见图2.2 - 2)
——气缸套问题区域
）裂纹，破碎和扭曲的衬垫是由过热，腐蚀和安装不当引起的。这可能会导致活塞损坏。热点通常会在由无效的夹克水处理引起的衬垫墙上形成。
)划痕、刮痕和或加速磨损是由于润滑不良、油中污垢或进气空气造成的。
)衬套顶部的隆起是由于正常磨损而形成的，应予以清除。
．气缸盖(GM 16-645E5N LL) -盖住气缸盖顶部，封闭燃烧空间。它们被钻孔用于喷油器和阀门。将每个气缸盖固定在曲轴箱的气缸盖固定器上。头部由八个等距螺柱和螺母固定在气缸套上，总成由螃蟹牢牢地固定在曲轴箱中。
——通过对曲轴箱中的排水弯头和其配合孔对准来确保气缸盖的正确定位。曲轴箱已经在第二个圆筒的虹吸管中，从左岸的前部，第二个圆柱体从右岸的后部，当发动机水被排出时，从右岸的后部到虹吸水排放歧管。气缸盖由高强度铸铁合金制成，具有用于水和废气的特殊设计铸造通道。气缸底部的钻孔水孔与衬里的排水孔匹配。气缸盖中的排气通道与曲轴箱中的配合肘部一起，它通过水歧管传导排气歧管。
——井位于气缸盖的中心，用于应用单元注入器。为了保证喷油器在喷头上的正确定位，在喷头上设置了定位销配合孔。摇臂、排气阀、气门桥、气门导管、超速脱扣爪、喷油器等相关部件将组成一个完整的气缸盖总成。
——排污阀用于:
)点火前检查-发动机翻转，燃料齿条断开。检查是否有水或润滑油从排污阀中流出。这可能表明一个坏的汽缸套或缸盖。
)趋势分析读数——这是通过在发动机运行时将一个基尼指示器附加到排污阀上，这样你就可以获取压缩读数。
——气缸盖问题区
)气缸盖的裂纹可以发生在任何地方，但通常会发生在气缸盖的薄区域(阀门和喷油器之间)，那里会发生大量的应力。过热、向热发动机中加入冷水和扭矩不当是导致机头开裂的最常见原因。
)变形-变形可能是由气缸盖扭矩不当或发动机过热引起的。
)头部垫圈充气或头部安装不当可能导致燃烧或腐蚀。
．发动机支架-小船和一些小型发电机通常安装在振动支架上(通常是橡胶)。大多数大型柴油机是直接安装在船体上的。
。柴油发动机的部件 - 柴油发动机的移动部件提供控制燃烧所需的元件和燃烧变换到机械轴能量。主要移动部件是曲轴，活塞组件，连杆，凸轮轴，阀门，操作齿轮，飞轮，振动阻力和各种齿轮。
．曲轴-最大和最重要的所有运动部件。曲轴将活塞和连杆的往复运动转化为旋转运动，可用于驱动发电机、减速器等(见图2.2-3)。
——费尔班克斯莫尔斯-上部和下部曲轴的设计是将在气缸中产生的动力传输到垂直驱动齿轮和曲轴联轴器。止推轴承安装在垂直传动齿轮旁边，在缸体的每个横向垂直部件上安装滑动主轴承。主轴承和连杆轴承提供了精密加工的轴承表面。
——用于正时链传动的曲轴链轮固定在控制端上部曲轴上。空气启动分配器凸轮轴也固定在上部曲轴的控制端。在驱动端，鼓风机驱动齿轮是键控的，也用固定板固定在上部曲轴上。用于驱动调速器和附加泵的柔性泵驱动齿轮固定在控制端下部曲轴上。
——在驱动端，曲轴柔性联轴器的一半用螺栓固定在曲轴上的法兰上。这种柔性联轴器将发动机产生的动力传递给发电机。曲轴钻孔润滑(费尔班克斯莫尔斯)。他们通过跳线从主润滑油通道接收油。油通过主轴承，然后进入连杆轴承，然后通过连杆上的钻孔通道润滑活塞销。然后，油通过活塞销，并喷洒在活塞顶部的底部，以帮助冷却。油重力流回油底壳。
——GM 16-645E5N LL -曲轴是碳钢材料的下降锻造与感应硬化的主和曲柄销轴颈。在16缸发动机上，曲轴由两部分组成，其法兰用螺栓连接在一起。主要轴承轴颈直径为7-1/2"，曲轴销直径为6-1/2"。两半曲轴通过法兰连接在一起。配重提供稳定的运行和所有曲轴的动态平衡。
．连杆——连杆是曲轴和活塞之间的连接杆。连杆有一个眼睛在一端和另一端是分裂(连接到曲轴)。每一端将有某种类型的轴承表面。在大多数海军柴油发动机上有两种类型的连杆。(见图2.2 - 4)
——传统-用于对置活塞(费尔班克斯莫尔斯)，直线和V型发动机(当偏移)。这些管道将被钻取，以便润滑油通过。
．活塞销(腕销)-这些用来连接活塞和连杆。它们通常是空心的，以在减轻重量的情况下提供最大的强度。
——三种类型的活塞销
全浮动-由活塞销固定装置固定在活塞上
)半浮动式-在活塞的凸起处自由配合，并固定在连杆上
)固定销-是压入活塞的毂和浮动或移动在连杆上
活塞组件-吸收燃烧产生的压力并将其传递到连杆。大多数柴油发动机采用筒式活塞。
．筒式活塞结构
——冠是活塞的头部或顶部，它将接受燃烧的所有热量。皇冠是轻微的锥形，以允许膨胀引起的燃烧热。冠的下侧经常是肋提供额外的强度和增加冷却区域。顶部可能有不同的设计湍流或允许突出进入燃烧室。
——缸体(裙摆)承受曲轴作用产生的侧向推力，并使活塞在气缸中保持在适当的位置。裙边也有凹槽来承载所有的活塞环。
——环槽和陆地将保持和适当的空间的活塞环沿活塞的裙子。一些放油环的地方在活塞内部有排油孔。
——活塞凸台是加强的区域，在那里活塞销将适合允许连杆和活塞连接在一起。
——费尔班克斯·莫尔斯有一个筒式活塞。
．非常规活塞——一些柴油发动机制造商设计了具有不同冷却方法的活塞，以帮助减轻活塞的重量。
——冷却室——有些活塞可能有一个冷却室，在活塞顶下储存油，或在活塞顶下循环油，或在活塞环后面循环油。一些冷却室将有肋来帮助冷却。
——成分—为了减轻重量和保持强度，ALCO活塞采用铸铁顶盖螺栓固定在铝箱上。
．Trunion活塞(16-645E5N LL):活塞顶部和裙摆位于托架上，因此活塞可以在托架止推垫圈上旋转，并由一个扣环固定到位。大多数转子式活塞由活塞冷却泵冷却。
．活塞环—柴油机的活塞环对发动机的效率非常重要。它们有三个功能:密封燃烧空间、控制气缸壁的润滑和传递热量。根据活塞环的功能分为两种类型:压缩活塞环和控油活塞环。
——压缩环-有两个用途:它们密封燃烧空间，并将热量从活塞传递到气缸套。
)大多数密封圈由铸铁制成，有些可能有一种特殊的青铜嵌件，以便在密封圈磨损时帮助密封。
)端部切割不同，一些可能是方形，搭接，或对角切割。
环的数量会因发动机的设计而异。
)压缩环安装
安装前一定要检查对接间隙。
--环应交错180度与活塞毂不一致。
——油控制环-有两个用途。它们控制用于润滑气缸套壁的润滑剂，并防止过量的油进入燃烧空间。它们也将热量从活塞传递到气缸套。
)它们将由与压缩环相同类型的材料制成，但可能多达三块。
)环的数量和位置会因发动机的不同而有所不同。
)重要的是，油控制环的斜面边缘要正确安装，边缘要朝下。
——活塞环常见的问题
)环损坏最常是由于安装不当或配合不当造成的。
卡环最常见的原因是运行参数不正常(空载)。
活塞环过度磨损的原因与气缸磨损、油脏或进气脏以及操作温度不当等问题相同。
．GM 16-645E5N LL描述
——由一个铸铁合金活塞、四个压缩环和两个油控制环组成。与活塞组件一起使用的是一个十字轴式活塞托架，使活塞在发动机运行时能够旋转或浮动。载体通过活塞内部的一个扣环固定在活塞内的位置。高度抛光的活塞销应用在与轴承镶件接触的载体上，总成用螺栓固定在连杆的上端。
——活塞内部部件由活塞冷却油润滑和冷却。冷却油通过活塞载体上的钻孔通道导向，围绕活塞顶部区域循环，然后通过位于锥度的载体上的两个孔排出。
——在发动机运行过程中，活塞经过磷酸盐处理以辅助裙部润滑。这个过程腐蚀表面，并产生非金属，吸油，抗摩擦涂层，促进快速进入和减少后续磨损。
——活塞销由钢合金材料制成，外表面经过渗碳、研磨、研磨、抛光至镜面。销安装在连杆的顶部，并在载体的轴承镶件中振荡。两个螺栓穿过连杆上端，拧入活塞销。
．费尔班克斯莫尔斯38ND8-1/8描述
——活塞有三个压缩环，一个刮油环和一个泄油环。活塞销支承在活塞嵌件中。润滑油流过连杆，绕着连杆衬套的外槽，从排气处流入活塞顶。将连杆衬套压入连杆眼内。下面的连杆比上面的连杆长4英寸。所述螺栓首先通过连杆安装在上部曲轴上，并首先通过盖安装在下部曲轴上。
——每个连杆都用轴承座连接到曲轴上。这些轴承外壳是由铸铝制成的，并被钉在一起作为一个。壳体的一半用销钉钉入连杆盖，另一半与连杆配合。
凸轮轴-由曲轴驱动的带有偏心突起的轴，通过摇臂总成控制喷油器和气门的操作。(见图2.2 - 5)
．凸轮轴通常是一件结构，锻造低碳钢合金。凸轮经过碳化处理以提高硬度。
．凸轮轴上的凸轮由侧面和机头组成。
．凸轮轴常见的问题
——主要问题是由于缺少润滑油或润滑不当造成凸轮磨损。
——凸轮轴可能断裂，但这不是一种常见的情况。
．操作机构 - 操作机构（阀和喷射器）设计成将凸轮轴的旋转运动转换成往复运动以打开和关闭阀门和操作喷射器。操作阀门和喷射器的机构包括追随者，推杆，摇臂和阀桥。（见图2.2-6）
——凸轮从动件-大多数凸轮从动件是摇杆型的，在凸轮轴上，它们将凸轮的动作传递给推杆。
——推杆-一个中空的管，作为连接从动件和摇臂。
——摇臂-将推杆运动传递到阀门和喷油器。它们是铸钢或压钢结构，并安装在衬套上。
——阀桥-用作两个阀之间的连接装置，使两个阀可以由同一个摇臂同时操作。
．气门-用于控制四冲程循环柴油机的废气和进气的流量，以及二冲程循环柴油机(单作用发动机)的废气流量。在动力和压缩演化过程中，它们还密封了燃烧空间。阀门通过弹簧张力关闭，通过凸轮轴和摇臂组件打开。
——结构-进气阀是低碳钢，而排气阀使用铬钢或高镍合金钢。
——阀门的压力值通常为35脸的角度在45到45欧元之间。
．阀门导向器。阀门所处的顶部的可更换套筒。
．阀门阀座。可更换的缩小到适合于气缸盖的镶嵌件。大多数阀门阀座接地1/2小于阀门允许的膨胀。
．阀门弹簧 - 保持阀门紧密关闭。它们必须足够强大以快速关闭阀门并保持关闭。
阀门保持器——锁定阀门阀杆周围，使阀门保持在适当的位置。必须将保持器和阀门作为一个整体更换。
．飞轮-铸铁结构，具有足够的重量以限制速度的波动。飞轮在动力事件中储存能量，并在剩余事件中返回。为了做到这一点，飞轮:
——在所有负载下保持速度变化在期望的范围内
——限制负载突然变化时速度的增加和减少
——在低速或怠速运行时，有助于迫使活塞通过压缩事件
——通过环形齿轮为启动发动机提供杠杆或机械优势
．柴油机盘车装置-盘车装置是用来手动转动发动机的，用于检查、修理、定时，并在启动前检查柴油机的运动自由。
．减振器-不是总能使曲轴刚性，使其固有频率的一些高次谐波在操作范围内不会发生共振。因此，曲轴装有减振器，以防止危险振动的积累。通常它们是连接到曲轴在末端对飞轮。减振器通常是粘性填充或液压桨轮型。
．齿轮-用于发动机的曲轴，凸轮轴之间的定时，并用于驱动各种发动机附件(泵，鼓风机，平衡轴等)。
——柴油发动机中使用的大多数齿轮由铸铁制成，可以刺激或螺旋。
——齿轮的润滑通常是通过喷嘴，飞溅润滑，或在某些情况下，润滑油返回的底壳可能润滑齿轮。
.Diesel发动机轴承
．轴承是一种被加工的部件，它将负载的力从运动部件传递到静止部件。
——两种主要类型的轴承是旋转运动轴承和往复运动轴承。
——旋转运动轴承和衬套可以是轴颈轴承或推力轴承或两者的组合。
轴颈轴承提供垂直于旋转轴的支承。
)止推轴承沿旋转轴提供支撑。
一些轴承将为两种负载提供支持。
——轴承结构-柴油发动机轴承在不太有利的条件下运行，如波动载荷、高润滑油温度、润滑油污染和粘度变化。因此，轴承必须具有以下特点:
)良好的嵌入性
)高疲劳强度
)好适合
层间粘结良好
．衬套-通常用于柴油发动机的旋转运动，如曲轴和凸轮轴，或往复运动，如活塞销和摇臂衬套。大多数衬套由青铜或带有巴氏合金衬里的青铜制成。
——连杆和主轴承
)为便于安装，这些都是分成两半的。在现代柴油机中使用的轴承是精密型轴承，不需要安装到轴上。它们通常有润滑槽。
)现代柴油机中使用的轴承材料通常是四种材料中的一种。
-- -青铜或钢背Satco -背面要么是钢或青铜，轴承面是Satco(99%铅和1%锡)。
--三金属轴承-将有钢背，中间层青铜，和表面将由铅和锡基巴氏合金制成
--)铜和铅——如果它们有背面，通常会用钢、锡或镀铟来防止腐蚀。
--)铝合金——如果有背面，则用钢做，表面的锡含量为6%。
）轴承安装 - 重要的是安装轴承（顶部和底部）。同样重要的是，在安装前保持清洁和润滑轴承也很重要。轴承盖必须正确扭动，以确保适当的紧密性。
）轴承问题 - 轴承恰当地关心的几乎无限期。任何发动机轴承的最大敌人都是污垢和质量差的润滑。如果柴油发动机具有良好的润滑油质量管理计划，并且在指定的发动机参数（温度和压力）内运行，轴承将无限期地持续下去。
)曲轴偏转读数——偏转读数是确定发动机驱动对中和主轴承磨损的极好方法。当进行柴油检查时，当怀疑有问题时，在接地或碰撞时，以及在干坞期后，应根据计划的维护系统进行偏转读数。