船用中速柴油机(I)

LESSON 12

船用中速柴油机（I）

所谓中速柴油机是指其运行转速在每分钟300到1200转之间的柴油机。这类柴油机目前全部是筒形活塞式，主要靠四冲程循环工作，大多数装有废气涡轮增压器和空气冷却器。在300~750kW的功率范围内，大多数生产厂家对气缸布置及气缸数合理化的结果，导致了6缸、8缸直列基本结构或6缸、8缸的V形形式。为了满足大功率的要求，比如说900kW，常采用8缸、12缸、16缸“V”形或双列柴油机。

气缸和曲轴箱

中速柴油机的气缸是水冷式的。每个汽缸体的孔内装有一个缸套，以便磨损时更换。冷却水直接与缸套的外表面接触，因此，缸套又称“湿缸套”。若干个缸套封闭在一个铸铁箱体内形成气刚体。冷却水套为所有气缸共用，但通常有分隔墙以确保每个缸套都能拥有适量的水量和水流。气缸体上装有几个道门，在检修发动机时，可以通过这些道门清洁和检查冷却水腔。

在另一种结构中，各缸装在单独的水套内。

机座上装有称作机架的铸件，形成曲轴箱，支撑气缸体。在许多结构中，气缸中气体压力在气缸盖上形成的反作用力，通过贯穿螺栓直接从气缸盖顶部传给主轴承。

小型发动机能造得比大型发动机更坚固，可以不用贯穿螺栓。此外，因铸件不是很大很重，机架和气缸体可制成一体。

对“V”形机而言，机架顶部倾斜成两个斜面，气缸体相互间以准确的角度安装其上。

无论是直列还是V形柴油机，通过其机架（曲轴箱）上的道门可对曲轴主轴承和连杆大端轴承进行维修保养。

曲轴

中速柴油机的曲轴几乎都是用一块钢整体锻造而成的。这个多拐曲轴的曲柄相互以一定的角度设置以给出柴油机“发火次序”。尽管中速柴油机的曲轴看起来很坚固，但它只有靠主轴承的支撑才能发挥其总强度。当不得不在机外处理曲轴时，应对其仔细支撑以免曲轴产生较大的弯矩。在柴油机中，重要的是保证支撑曲轴的轴承对中良好。

连杆

除极少数例外，中速柴油机采用筒形活塞，从而活塞和连杆在装入气缸之前就必须组装在一起。有一两种柴油机，其活塞和连杆能从气缸向下拉出，进入曲轴箱后从曲轴箱道门取出。然而，这种设计造成柴油机需要较高的高度，因此，活塞和连杆更多的时候是向上通过气缸套内孔拉出。柴油机有独立冷却水套时，整个气缸组件包括内部的活塞和连杆在内可以作为整体移出。机架上冷却水套的孔比气缸孔大得多，以便于连杆大端通过。

连杆大端是定距式的，或者是船用式的。在后一种设计中，大端轴承与杆身分开，连杆及轴承座之间，插入被称为压缩板的调隙片，调隙片表面研磨，其厚度可以选择以确保合适的压缩比。

缸套

缸套由细晶铁（孕育铸铁）制成，呈圆筒形，上部带凸肩，以便将其定位并固定于缸体或（冷却）水套中。紧挨凸肩下通常有黄铜的或者在某些机型中是耐热橡胶的闭合的（密封）环。缸套下端也装有橡胶环，以密封冷却水空间底端。这些环布置成既能防止水漏入曲轴箱，也能防止曲轴箱的油漏入冷却水套的形式。

缸套上部、在活塞顶环到达其行程顶部的地方，承受极大的磨损。这是因为，在该位置，活塞环运行停止并转向，很难在缸壁和活塞环间维持足够的油膜。而且活塞环在该位置时，气体压力最高，迫使其紧贴缸壁，再加上因反复燃烧使上部缸壁很热，易将油膜烧干。此外，因燃烧进行，形成了细微的炭粒，其中有些具有磨蚀性，经一段时间后，围绕着环积聚在活塞环槽内，形成了加剧磨损的条件。

显然，如缸壁上部合理冷却，将减轻磨损。缸套有时作成特殊的形状，以便有利于冷却的方式装入冷却水套而不损失强度。

新孔内面，专门制作设计，以便与活塞环磨合。其表面稍微有点粗糙，以利存油并促进磨合。有些缸套表面有镀铬层。该镀层有渗透性，能使表面存油。

阅读材料译文 主要部件的检查

活塞、活塞环和缸套

对活塞进行检查，确认无裂纹，无凸起，除活塞环槽外承载表面无其他沟槽。若缸壁接触表面划痕超过5%，则活塞不合适。

每道活塞环沿周向在四个位置量周向间隙，测量时，将活塞环压向环槽底面，用塞尺测量环顶面与环槽顶面间隙。该轴向间隙（天地间隙）应在0.00045~0.0015活塞直径范围内。

应检查活塞环，并确认无凸起、裂纹和沟痕。应测量活塞环搭口间隙，测量时，依次将各环塞入测量仪或放入缸套底部未磨损部分，并使用测深尺或活塞头确认活塞环对称放好。搭口间隙可通过塞尺测量环两端间隙得出。上部压缩环的搭口间隙应为缸径的0.004~0.006。

若活塞环搭口间隙过大，应检查活塞环厚度，若活塞环磨损过度，应换新。对新环也应测量搭口间隙，端不修锉至（最小）适当尺寸。

若活塞环天地间隙不合适，应对活塞环进行测量，查看是环还是环槽磨损。若是活塞环槽磨损，则应配大尺寸后环，活塞环槽光车，与新环相配。

缸套内表面应检查并测量，表面应无划痕、裂纹和凸台。若镀铬缸套表面已磨损，脱落斑块处应仔细检查。若表面明显划伤，对应活塞部位应仔细查看，以确认是否有燃气漏泄。

应用量缸表测量缸套磨损，分别在与曲轴中心线平行和垂直的位置，在第一道活塞环行程终点、缸孔中部、底部（此处通常无磨损）测取读数。

严重裂纹、划伤引起燃气漏泄的缸套应换新。若镀铬缸套镀层，应换新。

缸套磨损量不应超过0.004倍的缸径。若为镀铬缸套，允许磨损量依镀层厚度而定。

若缸套裂纹，过度磨损，表面拉伤，外部穴蚀，应换新。若第一道环行程终点已形成凸台，在换新环时，应用油石将凸台磨光。

曲轴和轴承

每次只应拆下主轴承的一个下瓦，其他的留在原处以给曲轴足够的支撑。

每个轴颈和轴销都应检查是否有凸台和沟槽。凸台是在轴瓦的油槽处形成的，如果高度不超过0.38mm（0.0015in），这是允许的，否则安装新瓦。沟槽是磨粒进入轴承把轴划伤产生的，如果有效轴承面积减少10%以上，应进行修整。

曲柄销的直径应用千分尺进行测量。应当在每个销长度方向选两个位置，在圆周方向选8或12个位置（即间隔30º或45º进行测量。曲柄销直径最大最小尺寸之差不应超过最大允许轴承间隙的1/4。

在曲轴仍装在柴油机上时，通常不可能用千分尺测量主轴颈的直径。然而某些测量可以通过特殊的桥规和塞尺进行。测量总是在水平面进行的，每次测量曲轴完成转动30º或45º的间隙。

如发生下列情况轴瓦应报废：

1. 轴承合金开裂或破碎；

2. 轴承表面沟槽超过轴承面积的10%；

3. 轴颈或轴销同轴承之间的接触弧小于140º，并且在弧段内的接触面积小于

90%；

4. 钢瓦背在座孔中磨损；

5. 轴承的瓦背同座孔间的接触面积小于90%。

每个轴承的“过盈”量都应测量。轴瓦和轴承盖按运转情况安装，螺母上紧到规定值并检查轴承座和轴承盖的间隙为零，然后放松螺母到手指上紧程度并测量轴承座和轴承盖每侧的间隙。读数之和就是“过盈”。对薄壁轴瓦，间隙通常应在0.0008~0.0018轴颈直径之间。

在确定“过盈”正确后，应检查轴承间隙。轴承盖和对应的一半轴瓦拆下，保留另一半在原位，把两根纯铅丝沿轴颈长度1/3和2/3的位置横放在轴颈上，把轴承盖和轴瓦装回并上紧到“过盈”间隙为零，然后把轴承盖和轴瓦拆下并用千分尺测量铅丝的厚度。只允许使用很软的纯铅丝，并且所选铅丝的直径要大于正常允许间隙，但不要超过允许间隙值两倍，这是很重要的。这个间隙应在制造厂家的极限范围之内。作为参考，对直径在200~400mm的曲轴，该间隙对于白合金轴承大约为0.1~0.2mm，对于铜-铅或铝-锡轴承约为0.25~0.4mm。