船用柴油机主要系统介绍-燃油,滑油,冷却

第五章柴油机系统

第一节燃油系统

一、作用和组成

燃油系统是柴油机重要的动力系统之一，其作用是把符合使用要求的燃油畅通无阻地输送到喷油泵入口端。该系统通常由五个基本环节组成：加装和测量、贮存、驳运、净化处理、供给。

燃油的加装是通过船上甲板两舷装设的燃油注入法兰接头进行的。这样，从两舷均可将轻、重燃油直接注入油舱。注入管应有防止超压设施。如安全阀作为防止超压设备，则该阀的溢油应排至溢油舱或其他安全处所。注入接头必须高出甲板平面，并加盖板密封，以防风浪天甲板上浪时海水灌入油舱。燃油的测量可以通过各燃油舱柜的测量孔进行，若燃油舱柜装有测深仪表的话，也可以通过测深仪表,然后对照舱容表进行。

加装的燃油贮存在燃油舱柜中。对于重油舱，一般还装设加热盘管，以加热重油，保持其流动性，便于驳油。

燃油系统中还装设有调驳阀箱和驳运泵，用于各油舱柜间驳油。

从油舱柜中驳出的燃油在进机使用前必须经过净化系统净化。燃油净化系统包括燃油的加热、沉淀、过滤和离心分离。图5-1示出了目前大多数船舶使用的重质燃油净化系统。

图5-1 重质燃油净化系统

1-调驳阀箱；2-沉淀油柜燃油进口；3-高位报警；3-低位报警；4-温度传感器；5-沉淀油柜；6、16-水位传感器；7-供油泵；

8-滤器；9-气动恒压阀；9’-流量调节器；10-温度控制器；11、12-分油机；13-连接管；14-日用柜溢油管；15-日用油柜从图可以看出，通过调驳阀箱1，燃油被驳运泵从油舱送入沉淀油柜5，每次补油量限制在液位传感器3与3之间，自动调节蒸汽流量的加温系统加速油的沉淀分离并且可使沉淀油柜提供给供油泵7的油温变化幅度很小。供油泵后设气动恒压阀9和流量控制阀9’，以确保平稳地向分油机输送燃油，有利于提高净化质量。燃油进入分油机前，通过分油机加热器加温，加热温度由温度控制器10控制，使进入分油机的燃油温度几乎保持恒定。系统设有既能与主分油机串联也能并联的备用分油机，还设有备用供油泵，提高了系统的可靠性。分油机所分的净油进入日用油柜15，日用油柜设溢流管。在船舶正常航行的情况下，分油机的分油量将比柴油机的消耗量大一些，故在吸入口接近日用油柜低部设有溢流管，可使日用油柜低部温度较低、杂质和水含量较多的燃油引回沉淀柜，既实现循环分离提高分离效果，又使分油机起停次数减少，延长分油机使用寿命。沉淀柜和日用柜都设有水位传感器6、16，以提醒及时放残。

燃油经净化后，便可通过燃油供给系统送给船舶柴油机。近年来由于高粘度劣质燃油的

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使用，其预热温度大大提高。为避免在使用高（700mm2/s）重油时因预热温度过高而汽化，出现了一种加压式燃油系统。如图5-2所示，在日用燃油柜与燃油循环油路之间增设一台输送泵，保证柴油机喷油泵进口处的燃油压力为800kPa（循环泵出口压力为1Mpa），循环油路（回路）中压力为400kPa，防止燃油系统在高预热温度（如150℃）时发生汽化和空泡现象。

图5-2 加压式燃油供给系统

二、主要设备与作用

1．重油驳运泵

重油驳运泵的作用是将任一重油舱中的重油驳至重油沉淀柜中进行沉淀澄清处理；在各重油舱之间相互驳运；特殊情况下可把重油舱中的重油驳至舷外。驳运泵一般使用齿轮泵或螺杆泵。

2．重油的净化处理设备

重油的净化通常采用沉淀、分离和滤清等净化处理措施。

沉淀需在专设的沉淀柜（沉淀柜应设置两个）中进行，按有关规定至少沉淀12h。为

提高净化效果，沉淀柜中的重油应预热至50℃～60℃，并可酌情加入泥渣分散剂和疏水剂，以使油中悬浮杂质易于沉淀。沉淀柜应定期放水排污。

滤清由系统这的多个粗、细滤器来完成。

净化处理的核心环节是离心分离，其主要设备是离心分油机。关于离心分油机，将在第四节具体介绍。

3．雾化加热器和加热温度的控制

重油使用前的预热处理是保证柴油机正常运转的重要措施，通常采用分段预热的办法。按有关规定应采用饱和蒸汽作加热源。预热蒸汽压力不应超过0.8Mpa（相当于饱和蒸汽温度175℃），以防重油中的焦炭析出沉淀在加热器中。

雾化加热器是一个重要的预热设备。根据良好雾化的要求，重油进入喷油泵时其粘度应降低到12mm2/S～25mm2/S范围内。在根据此雾化粘度确定雾化加热器的预热温度时，还应再提高10℃～15℃，以抵偿喷油压力及散热对粘度的影响。为避免加热后迅速积垢，预热温度不得超过150℃。

通常，在雾化加热器出口装设燃油粘度发讯器（图5-2中未示出）测量燃油粘度的变化，

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并通过某种调节机构（如气动薄膜调节阀）调节蒸汽阀的开度，保证燃油粘度与设定的雾化粘度相符。

三、燃油系统的维护管理

1．燃油的加装和测量、贮存

加装燃油是一项十分重要的工作，作业时应特别细心。根据船上存油的牌号和数量，考虑下一航次的运输任务，由轮机长提出加油数量和规格，经与船长商定后，提出加油申请，电告公司主管部门。公司批复后，和船舶代理联系具体加油事宜。

加油前应掌握各油舱确实的存油品种和数量，尽量并舱，使新旧油分舱存放。加油油舱和数量确定后，再与大副商定，确保船舶的平衡。二管轮检查装油管系，正确开关阀门，堵好甲板出水孔，对可能发生渗漏的地方重点检查。

正式开泵装油前，二管轮应检查供油方的供油质量和数量，记取流量计读数，用验水膏检查油中含水情况。供油和受油双方规定好联系信号，以船方为主，双方均应切实执行。同时与供油方确定好供油速度。

装油中，在油气可能扩散到的区域应禁止吸烟和明火作业。泵开动后，立即倾听油流声响和透气管的出气情况，确认油已进入预定的舱位。装油人员要坚守岗位，严格执行操作规程，掌握装油进度，防止跑、冒、漏。

停止装油时，应关好有关阀门。拆除输油软管时，应事先用盲板将管口封好或采取其它有效措施，防直管内存油倒流入海。重新测量各舱柜存油数量，并核对供方加油实际数量，索取油样并当场封好，以备发现问题时有据可查。

除加装燃油时需测量油舱外，每航次开始和结束都要实测油舱燃油存量，并予以记录。测量时要注意船舶前后吃水差，对照舱容表计算。

在燃油的贮存中应注意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不可混舱，必要时需进行试验。

当两种不同的油混兑使用时，最大的问题是它们的不相容性，当混兑后发生不相容情况时，往往会发生化学反应，大量沥青质、淤渣析出，造成堵塞和主机燃烧不良，大量冒黑烟。严重时会引起柴油机运行困难。

2．燃油加热温度的选择

对燃油（尤其是重油）进行加热是一项十分重要的工作。海船上大多用蒸汽加热，为确保安全规定使用饱和蒸汽。加热温度随使用粘度要求而异，一般采用分段加热法。燃油舱中加热是为了便于驳运，因此应确保油管出口附近燃油不发生凝固为原则，将油舱加热至15-20O C，出口附近为35-40O C即可。在沉淀柜中，要加热到50-70O C（要比闪点低一定温度）以提高沉淀效果。为了提高分离效果，分油温度不能太低，也不能太高，对于重油，最高温度不准超过98O C。在日用油柜中，重油温度应保持在70-80O C。为使喷入气缸中的燃油应有合适的温度以确保燃烧完善，对喷油泵前的燃油加热十分重要。对中低速柴油机而言，雾化加热器的加热温度应使重油粘度降至12 mm2/S -25 mm2/S。考虑到压力增高会使粘度增大，以及经管路到喷油器有温度降，加热温度应再提高10-15 O C，一般加热到100-150 O C。

以上各处的加热温度可以通过蒸汽量来调节。

3．确保燃油清洁

主要是在营运中认真掌握好沉淀、分离、过滤等净化环节。定期对沉淀柜和日用油柜进行排污放水，保证油柜清洁，定期清洗燃油滤器。特别是风浪天，要增加放残和燃油滤器的清洗次数。可根据燃油流经滤器前后的压力差来判断滤器的工作情况：若压差增大超过正常值，表明滤器已变脏堵塞，需立即清洗；若无压差或压力差变小，则表明滤网破损或滤芯装配不对，需立即拆卸检查。

4．系统放气

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燃油系统中容易积气，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。油柜上都有透气管，燃油供给系统又是封闭系统，在正常运转中一般不会有空气进入燃油供给系统。系统中的气大部分是清洗滤器时和维修管路时进入，也可能在停机过程中，由喷油泵偶件间隙进入。因此，清洗完滤器和管路后应注意充油驱气。

5．换油时的正确操作

当船舶需要较长时间的停泊或燃油管系中某些设备需要拆卸时，应在柴油机停车前改用轻柴油，以便把管系和设备中的重油冲净。此外，当柴油机处于机动操纵状态时，为使柴油机具有机动性能（特别是起动性能），最好也使用轻柴油，而船舶正常航行后应使用重油，以提高经济性。这种在柴油机运行中进行的轻、重油转换操作称为换油。换油操作的基本原则是防止油温突变，以避免喷油泵柱塞卡紧或咬死。由重油换为轻油时：首先关闭燃油雾化加热器的加热阀，关掉粘度计，随后切断燃料油，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。由于稀释粘度比油温下降得快，所以不需再加温。最后燃油管道、低压燃油输送泵、燃油雾化加热器、回油管充满柴油，以供下次起动。由轻油换为重油时：首先，必须将燃料油日用柜加热至使用状态，同时略为开启燃油雾化加热器使柴油温度上升至40℃以上，随后再切断柴油，接通燃料油。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。

近年来推出的船舶中、低速柴油机，在燃油系统中都采用了能够使燃油经过喷油泵，喷油器循环流动的设计。在正常使用时，厂家要求使用重油这一种单一燃料，除非柴油机预计停车较长时间，否则不必换用轻油。

第二节低质燃油的使用和降速运行

低质燃油泛指品质低劣、使用困难、价格低廉的船用燃料油（俗称重油）。通常，低质燃油即指前述的“中间燃料油”及“残渣油”。船舶柴油机使用的低质燃油（重油）多为“中间燃料油”，其最粘滞者质量最差者可称为重质燃料油。目前，随着石油炼制工艺的发展，低质燃油的品质正在逐年下降，对柴油机提出了愈加苛刻的要求。

一、低质燃油的特点

低质燃油有下列突出特点。

（1）密度大。劣质油密度可高达0.94g/cm3～1.06g/cm3 。由此造成燃油净化和雾化

困难，同时油滴燃烧时易产生热裂，导致机件结炭增多。

（2）粘度高。低质油粘度约在50mm2/s～2000mm2/s之间。由此造成燃油贮存、输送、净化和雾化的困难。

（3）成分复杂。低质油含有较多的水分、灰分和硫、钒、钠、硅、残炭等杂质。油中的杂质加剧了柴油机燃烧室部件和喷油设备元件的腐蚀和磨损。表5-1示出国际内燃机学会（CIMAC）发表的K55燃料油的技术条件。

表5-1K55燃料油技术条件

（4）发火性差。低质油CN值很低（一般为25左右）。滞燃期τi长，燃烧持续期长，排气温度t r值偏高，且因燃烧不完全，其b e和烟度均有所增加。

二、低质燃油的使用

1．使用低质燃油的意义

低质燃油的使用是船用柴油机发展中的一项重要技术成就。使用这种燃油可以大幅度降

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低船舶营运成本，同时可以合理使用石油资源。自70年代以来，由于柴油机燃油大幅度涨价，燃油费用支出约占船舶营运成本的50%，使船用柴油机使用低质燃油成为一项普遍采用的技术。目前，不但船用低速柴油主机使用低质燃油，而且船用中速柴油机（主机和发电柴油机）也使用低质燃油。

2．柴油机使用低质燃油后出现的技术问题

使用低质燃油时，如果处理不当则会导致以下不良后果：

（1）影响喷油设备正常工作。增加喷油设备的机械负荷和热负荷，引起喷油设备偶件过度磨损、腐蚀、喷孔结炭、变形等故障。

（2）恶化燃烧性能。低质燃油雾化困难，自燃性差，使燃烧性能恶化，最高爆发压力降低：后燃严重，排气温度增高，排气烟度增加，缸内结炭严重。

（3）损坏主要部件。低质燃油中的灰分、机械杂质、结炭以及燃油裂化使用的含硅、铝的催化剂等，都会使缸套和活塞部件发生异常颗粒磨损：低质燃油中的高硫分和高钠、钒含量所产生的低温腐蚀与高温腐蚀将使缸套、轴承、排气阀与阀座、涡轮增压器等发生严重的腐蚀磨损，加剧部件损坏。

4）加速曲轴箱内滑油变质。含硫氧化物的燃气漏入曲轴箱，将使曲轴箱滑油迅速变质并腐蚀有关轴承。

三、使用低质燃油时的管理技术要点

1．低质燃油的预处理

预处理指低质燃油进入喷油泵之前所进行的预热、净化、添加有关添加剂等技术措施。预处理的目的是改善低质燃油的贮存、驳运和使用性能，以满足柴油机工作的需要。

1）预热

采用分级预热方案保证低质燃油在输送、净化和雾化等环节中的不同使用要求。预热温度应以满足其粘度要求为准，因而对不同粘度的低质燃油，其预热温度不同。表5-2示出燃油系统中各部位的预热温度。如重油贮存柜中的预热温度以泵出为准约为30℃～38℃；为保证雾化质量要求，喷油泵处的燃油粘度应为12 mm2/S～25 mm2/S，据此可从重油的粘温曲线上查出相应的预热温度值。按我国有关规定，燃油预热应使用饱和蒸汽（蒸汽压力不应超过0.8Mpa）作为预热热源以防重油中的焦炭析出沉淀在加热器中。在小型船舶上也可采用电加热。目前船用柴油机使用的低质燃油其雾化加热温度的上限为150℃。为防止预热温度高使燃油汽化中断供油，在近代船用柴油机中采用加压式燃油系统（提高燃油输送泵压力达1.6Mpa）。

表5-2 预热温度推荐值

2）净化

燃油的净化包括沉淀、滤清和分离。沉淀应在沉淀柜中沉淀12h，并在柜底定期排污

以达初步净化的目的。滤清是燃油净化的重要环节，由分布在燃油系统中的粗、细滤器完成。在喷油器入口处还可设置高压缝隙式滤器，对燃油进行最后滤清。离心分油是净化燃油的主

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要有效手段，当净化低质燃油时应使用两台分油机串联布置（第一级为分水机，第二级为分杂机），并正确选择比重环、分油预热温度、排渣时间以及最佳分油量（30%～50%标定分油量），以确保分油质量。对于密度大于991kg/m的劣质燃油，建议使用α-LAVAL FOPX燃油分离系统分离。

3)添加剂

在低质燃油中加入各种添加剂以改善低质燃油的有关性能.如表5-3所示。

表5-3低质燃油使用的添加剂

4）乳化

在燃油中掺水并使之成为油包水的乳化液，可改善低质燃油的燃烧性能，减少缸内结炭。燃油乳化可采用均质器，它可以使油中的水和杂质颗粒细化与均质化，以改善燃烧，减轻磨损。但此项均质技术因各种杂质颗粒在燃烧中的聚合而加速磨损，未能广泛使用。

2．柴油机的运行管理

1）燃油管理

加强对低质燃油质量的检查（如加油时留样、送检等），尤其应防止不同牌号的燃油或相同牌号而不同港口的燃油混舱，以避免两种油品中悬浮的沥青分发生凝聚而生成油泥沉淀物，即所谓燃油的不相容性。此时燃油变质产生大量油泥物，影响柴油机正常工作，如供油管路堵塞、分油机油泥过多、喷油设备咬死、排气冒黑烟等。在船舶机动操纵时，应换用柴油。

2）喷油设备的调整

适当增大喷油提前角，保证在上止点附近发火以及最高爆发压力的数值及相位正常；适当提高喷油器启阀压力以保证雾化质量；注意喷油器雾化质量。

3）气缸润滑

选用碱性气缸油以中和硫酸。气缸油的总碱值（TBN）应与燃油的硫分相适应，并酌情增大气缸油注油率。

4）冷却水温度的调节

注意调节并控制各冷却部位的冷却温度。防止因过热引起高温腐蚀以及因过冷而引起低温腐蚀。在低负荷运转时应适当提高进气温度和淡水冷却温度。

5）增压系统、换气系统的管理

排气阀与阀座易因高温腐蚀而迅速损坏，废气涡轮增压器的喷管环、工作叶轮以及压气机叶轮等易发生结炭堵塞、烧损、腐蚀，应定时检查与清洗；空冷器、扫气箱与气口易发生污染、堵塞，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、活塞环槽表面的硬度，以改善其耐磨性，改进喷油器头部结构，加强冷却效果以防喷孔周围结炭。十字头式柴油机气缸下部装有横隔板，改进活塞杆填料函的结构并加强管理，以防燃烧产物落入曲轴箱使滑油变质。

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四、降速运行及其优化调整

近廿年来，多数营运中的船舶（如油轮、矿砂船、散装船等大型船舶）出于货运市场与船舶营运成本等多方面因素的考虑，大多采用降速运行的节能（油）措施。按不同船舶及货源情况选用（75-80）%n b（标定转速）作为长期运转转速（相应运转功率约为（40-50）% P b）。此时船舶航速虽相应降低，但降低幅度不大，而主机燃油耗量降低幅度较大。如上例，航速降低约20%而主机油耗量降低达50%。因而采用降速运行是降低营运成本的一项行之有效的技术措施。

但由于柴油机长期处于低负荷运行，偏离其最佳工况太多，必然使柴油机燃烧恶化，故障较多，如磨损加剧、缸内大量结碳等。使柴油机的有效油耗率b e增加，可靠性降低。为改善柴油机低负荷运转时的运转性能，使降速运行节能技术更加完善，通常，在采取降速运行时，均对柴油机进行相应的优化调整措施。这些优化调整措施主要有：

1．适当增大气缸压缩比，如在船用大端处加调整垫片。保证压缩终点良好的热状态。

2．适当增大喷油提前角，保证足够高的最高爆发压力。

3．采用小喷孔节能型喷油器（孔径减小，孔数稍有增多，但总流通面积降低），提高启阀压力等以提高雾化质量。

4．适当减少气缸油注油量，除可减少气缸油消耗外，尚可降低缸内积碳与结焦现象。

5．保证缸套、喷油器等正常冷却，调整空冷器后增压空气温度，防止因过分冷却而产生低温腐蚀。

6．改善增压与扫气系统。如适当减少喷管环通流面积，以提高增压器转速，调整气阀定时等。

7．加强对柴油机的维护管理，如酌情缩短吊缸周期，加强对增压器的维护与保养等。

第三节分油机

船舶柴油机所用的燃油和滑油在进机使用前必须经过净化处理，除去之中的水分和杂质。净化的好坏对柴油机工作的可靠性和使用寿命影响极大。分油机是船舶净化燃油和滑油必不可少的关键设备。

一、分油机的基本工作原理和种类

在混有水和杂质的油中，机械杂质的密度最大，油的密度最小，水的密度介于二者之间。油在沉淀柜中存放一定的时间能使机械杂质和水分沉淀分离，但速度极慢。目前船上主要靠离心式分油机来净化燃油和滑油。其工作原理是：让需净化的油进入分油机中作高速旋转，密度较大的水滴和机械杂质所受的离心力最大，被甩向外周，水被引出，杂质则定期清除（排渣）；密度较小的油所受离心力较小，便向里流动，从靠近转轴的出口流出，油从而得到净化。由于杂质、水分所受的离心惯性力比自身的重力大几千倍，因此，离心式分油机具有净化时间短、流量大和效果好的优点。

分油机根据用途不同可分为分水机(purifier)和分杂机(clarifier)。当待分油中所含水分较多时，使用分水机，分离油中的水分及杂质；当待分油中所含水分较少时，使用分杂机，分离出的杂质和少量水分从排渣口排出。

分油机的核心部件是分离筒，其结构如图5—3所示。分离筒本体2由立轴带动高速旋转（一般转速为6000-8000r/min），分离筒内有若干不锈钢分离盘3，盘厚约0.4-1.5mm，盘的间距约0.5—1.0mm，迭套在盘架10上。盘架与分离筒底盘12、本体2间彼此有销固定，一起旋转。分离盘呈伞状，其中心角2α在60—100o之间。分水机的分离盘靠外边缘附近开有若干分配孔11。

分水机分油前应将一部分热水（来自热水压力柜）经进油口注入分离筒（参见图5—

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第五章柴油机系统157

（a）），使之在筒内外周形成水封区，然后使待净化的油经分油机进油泵供至进油管7，进入分离筒后流向下部，再经盘架10的分配孔进入分离盘间，被分离盘分成若干层的油随分离筒一起高速转动。由于外周已形成一圈水封，故能防止油从出口跑掉。当从油中分出水时，它将挤兑原来的水封水，使之经顶盖8和分离筒盖5、重力环9间的环形空间，从出水口排出。油中的机械杂质将穿过水封区被甩聚在分离筒内壁上；净油则连续地经过盘架和顶盖间的环形通道流至出油口，流出分油机。

图5—3 分离筒简图

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13-厚顶盖14-分杂盘15-盘架（无孔）

水封区由油水分界面决定，若油水分界面向内（转轴中心）移动进入分离盘组件，水封区将太厚，则造成分离盘组件阻塞，被油携带的若干水滴和细小杂质将分离不出而随油一起排出分离筒，降低了分离效果。若分界面向外移

动，一方面会降低从水中分离油的效果，从而造

成水中带油，另一方面有可能破坏水封，造成燃

油由出水口流出，即出水口跑油。油水分界面的

位置由重力环的内径确定。选择重力环的原则

是：在不破坏水封的前提下，应尽量选用内径大

一些的重力环。一般在分油机的说明书中都附有

选择重力环的图表。

分杂机主要用来分离机械杂质，它没有出水

口，使用时也不必引入水封水。

分水机和分杂机主要结构相同，差别只是：

（1）分水机盘架有一圈分配孔，分杂机无孔；

（2）分水机有重力环和出油口、出水口，分杂

机只有出油口，不需要重力环。因此，二者只需更改个别元件即可互换。例如以（b）图中的无孔盘架15代替（a）图中的有孔盘架10，以（b）图中的厚顶盖13和分杂盘14代替（a）图中的分水机顶盖8和重力环9，就可以将分水机改装

图5—4 自动排渣分油机主要结构

1-油进口；4-净油出口；5-水出口；6-排渣口；10-水封水/置换水进口；15-开启水进口；16-密封工作水进口；A-马达；B-立轴；C-分离筒本体；D-蜗轮机构；E-摩擦离合器；F-弹性联轴器

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为分杂机。

二、分油机的结构和工作过程

分油机的类型很多，但基本结构和工作过程大同小异。现以α—LA V AL WHPX 型自

动排渣分油机为例加以说明。图5—4 示出了其主要结构。分油机机体下部安装着分离筒的传动机构。分离筒由马达（A ）经摩擦离合器（E ）、涡轮机构（D ）驱动，以较高速度旋转。

图5—5 所示为该分油机分离筒和自动排渣系统的结构。这种分油机由分水机改为分杂机只须将重力环改为分杂盘即可。分离筒本体（J ）和筒盖（F ）用大锁紧环紧把在一起。筒内安装配油器（D ）、配油锥体（VV ）和分离盘组（G ），待分油流过配油器、配油锥体，在分离盘组内进行分离。分离盘最上端为顶盘（E ），其颈部与液位环（C ）形成油腔（aa ），向心泵（U ）将油腔中的净油泵出分离筒。分出的水沿分离盘组的外缘上升，经顶盘流至油腔上部的水腔（a ）溢过重力环（AA ）由向心水泵（T ）泵出。分出的渣朝筒内四周运动，汇集在分离盘组外缘的渣空间（ii ），通过排渣口（I ）定时排出。重力环或分杂盘被小锁紧圈（B ）固定在分离筒盖上，此锁紧圈也构成小腔的上盖。其自动排渣系统主要由滑动底盘图5—5 分离筒和自动排渣系统

A-带翅套筒；a-水腔；AA-重力环或分杂盘；aa-油腔；B-小锁紧圈（带油腔盖）；C-液位环；D-配油器；

E-顶盘；F-筒盖；G-分离盘组；H-大锁紧圈；I-排渣口；ii-渣空间；J-筒本体；K-滑动底盘；L-滑动圈；M 1 、M 2-外泄孔；N-定量环；O-弹簧；P 1-开启工作水进口；P 2-密封和补偿水进口；Q-油进口；R-净油出口；S-水出口；T-向心水泵；U-向心油泵；V-进口管；VV-配油锥体；W-筒盖密封环；X-泄水阀；Y 1-开启水腔；Y 2-密封水腔；Z-配水盘；ZZ-弹簧座；10-水封水/置换水进口

第五章柴油机系统159

（K），滑动圈（L），配水盘（Z）及工作水系统等组成。

该分油机的工作过程可以自动控制也可以手动控制，具体叙述如下：

1．当要进行分油作业时，起动分油机，待达到额定转速后，水阀（16）打开，密封和补偿水进口（P2）进水，密封水经配水盘进入滑动底盘下部的密封水腔（Y2）。由于此时在弹簧（O）的作用下，滑动圈将泄水阀（X）关闭，密封水腔形成密封状态。在分离筒高速运转的情况下，滑动底盘下方的压力大于上方的压力，从而使滑动底盘紧压在分离筒盖上，使其保持密封，以进行分油作业。

2．分离筒密封好后，便可开启进水口（10）进水封水（若分杂可免此项作业）。待分离筒水封好后（一般以出水口（5）有少量水流出为准），便可进油。进行正常分油作业。若在分油过程中，密封水有少量泄漏，水阀（16）便打开，从密封和补偿水进口（P2）进水进行补偿。

3．当要排渣时，进油口（1）停止进油，进水口（10）进置换水，进行分离筒内部冲洗和赶油，以利排渣和减少排渣时油的损失。然后水阀（15）打开，开启工作水进口（P2）进水，经配水盘进入开启水腔（Y1），直至滑动圈上部开启水压力大于下部弹簧（O）弹力。此时滑动圈向下移动，打开泄水阀（X），使滑动底盘下部密封水腔的密封水泄出。滑动底盘此时在其上部的压力作用下迅速下落，打开排渣口排渣。

排渣完毕后，若需继续分油作业，可重复上述动作1和2。若需停机，便可直接停机。

目前，大多数船舶上使用的自动排渣分油机的结构和工作过程与上述基本相同，且多与一个控制器联合使用。α—LA V AL FOPX 分油机结构和工作过程略有不同。其以流量控制盘代替分杂盘或重力环，与EPC400控制单元、水分传感器和排水阀等联合使用。分油机开启，分离筒密封后可直接进油，排渣时也无须停油，所分油的密度最大可达1013kg/m3。

三、分油机的运行管理

1．加热温度和分油量的确定

表5-4 不同油料加热温度范围及最大分油量

燃油或滑油在分离前，要经分油机加热器进行加热，降低粘度，扩大杂质、水与油的密度差，以提高分离效果。油温不能太高，以免水分蒸发，破坏油水分界面，造成跑油。加热温度取决于油的品质和水的沸点。分油机的分油量越小，分离效果越好。但对于燃油而言，分油量必须满足主机的耗油量，对于滑油而言，采用循环分离后，分油量越小，循环分离的

160 船舶柴油机

次数越少，因此，不能追求过小的分油量。一般说来，油的粘度越大，质量越差，加热温度应适当增高，分油量也应酌情减少。表5-4 给出了不同油料加热温度范围和建议的最大分油量占额定分油量的百分数，供参考。

2．选择最佳的工作方式

分油机在船上工作时，工作方式有三种：

单机工作：用一台分水机处理全部流量。

并联工作：两台分水机并联工作，各处理总流量的50%。

串联工作：两台分油机串联，前一台为分水机，后一台为分杂机，每台都要处理全部流量。这种方式效果最好，即使分水机油水分界面太靠内，分离效果差些，因后级还有分杂机，仍能保持教好得分杂效果。

3．操作要点

目前，全自动分油机在船舶上得到了越来越广泛的应用。现以WHPX型分油机为例来说明全自动分油机分油作业时的操作管理要点。这种分油机除配有一个EPC400控制单元，一些控制和检测辅助元件、分油机马达起动箱外，还配有供油泵和加热器等辅助设备，它们共同构成一个净化系统。

1）起动前的检查

在起动前除应检查分油机齿轮箱滑油油位、刹车装置、分离筒和摩擦离合器、各种阀件的开关位置是否符合要求外，还应检查加热器、空气气源是否正常，EPC400各设定参数是否符合要求。以上准备工作完成后，可以进行起动操作。

2）起动和运转

首先起动供油泵，起动分油机加热器，然后起动分油机。分油机加速过程约需5分钟，在次期间要注意观察分油机起动器上的电流表指针变化是否正常，应确保无不正常噪音或振动的发生。待分油机达到正常转速、油温加热到所要求温度后，便可按下控制单元上的程序开关按钮，进行分油作业。

分油期间应常注意出水口和排渣口是否跑油、滑油油位、日用油柜和沉淀油柜油位、高置水箱水位、分油机和供油泵的运转情况等。注意分油机各种故障报警，消除警报并排除故障。

3）排渣

当运行到选定的时间时，由程序自动引发进行排渣，排完渣后又恢复正常分油作业。

4）停止分油机运转

当需要停止分油时，只要再次按下程序开关按钮，分油机便自动先完成排渣，然后自动停止分油机，并将其起动开关锁住3min，即在停机后3min内分油机不能再起动。然后人工关闭分油机加热器，当油温下降后再停供油泵。

由上可见，全自动分油机需要人工起动的设备依起动的先后顺序为供油泵、加热器和分油机，停止分油时的停止顺序与起动顺序相反，而且一定等油温下降后才能停止供油泵。

四、分油机常见故障

1．分离筒达不到规定转速

1）制动器未松开；2）摩擦离合器内混入油脂，摩擦片打滑或损坏；3）电动机或电气设备故障。

2．不能进油或分油过程断油

分油机供油泵一般为齿轮泵，它不能供油的原因通常有以下几类。第一类是由于泵或管路的问题不能产生足够低的吸入压力，原因是：1）油泵传动齿轮锥销折断；2）泵严重磨损，间隙太大；3）泵转速太低；4）吸入管漏气；5）油柜用空。

160

第五章柴油机系统161

第二类原因是泵吸入压力过低。属于这类的原因有：6）油柜油位太低；7）供油泵前滤器堵塞或管路不通；8）油温太低、粘度太大。

3．出水口跑油

第一类情况是水封未能建立或受到破坏：1）起动时水封水未加或加得太少；2）进油阀开得太猛，水封被破坏；3）油温太高，水封水被蒸发，水封被破坏；4）转速不足使水封压力不够；5）分离盘片间脏堵

第二类情况是油水分界面外移至分离盘外。属于这类原因的有：6）重力环内径过大；7）油未加热至要求值，密度大。

4．排渣口跑油

这是由于排渣口未能封闭。排渣口跑油原因有以下几类：

第一类是滑动圈不能上移堵死密封水腔泄水口。原因是：1）分离筒上小孔M1、M2（见图5-）堵塞，不能泄水；2）滑动圈下方弹簧失效；3）滑动圈上方塑料堵头失严。

第二类原因是滑动底盘下部缺密封水，可能是：4）高置水箱无水；5）工作水系统管道或控制阀堵塞或严重漏泄；6）滑动底盘周向密封圈失效漏泄。

第三类原因是滑动底盘与分离筒盖不能贴紧，原因是：7）滑动底盘上端面主密封环失效；8）传动齿轮和轴承过度磨损使立轴下沉。

5．不能排渣

原因可能是缺少压下滑动圈的开启工作水，可能是：1）高置水箱无水；2）工作水系统管道或控制阀堵塞或严重漏泄；3）有关工作水孔脏堵不通；4）滑动圈周面密封圈失效。

6．出现异常振动或噪声

问题主要可能是：1）分离筒安装不正确、紧固件松动或与机盖、配水盘擦碰；2）传动机械因缺油或油质差而损坏；3）轴承过度磨损而立轴下沉；4）供油泵卡阻或损坏；5）摩擦离合器损坏或过度磨损，质量不均匀；6）排渣不净，分离筒内积渣不均。

第四节润滑系统

一、润滑系统的组成和作用

柴油机的滑油循环系统通常由气缸油润滑、曲轴箱强制润滑和曲轴箱油分油净化等系统组成。柴油机润滑系统的作用是保证供给柴油机动力装置各运动部件的润滑和冷却所需的润滑油。

曲轴箱强制润滑和曲轴箱油分油净化系统的主要组成设备有：

1．滑油泵

滑油泵常设有两台，其中一台备用。为保证滑油压力稳定和流动均匀，常采用螺杆式油泵。在泵的吸入端管上一般装有真空表，真空度不超过33.3Kpa（250mmHg）。泵的排出管上装有安全阀和调节压力、流量的旁通阀。

2．滤器

滑油泵的进口端和出口端分别设有粗、细滤器，滤器一般为双联式。装在进口端的一般为粗滤器（有时还用磁性粗滤器），装在泵出口端的为细滤器，其前后装有压力表。

3．滑油冷却器

滑油冷却器通常采用管壳式或板式热交换器。

4．滑油分油机

滑油分油机一般采用离心分离，它是曲轴箱油分油净化系统最重要的设备

关于气缸油润滑系统，将在本章第五节讲述。

柴油机中润滑有以下作用：

(1)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。

162 船舶柴油机

(2)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。

(3)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。

(4)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。

(5)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。

(6)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。

(7)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。

柴油机润滑系统的作用是保证供给柴油机动力装置各运动部件的润滑和冷却所需的润滑油。

二、润滑油的性能指标

润滑油的性能指标主要有粘度、粘度指数、闪点、凝点、残炭、灰分、酸值(总酸值与强酸值)、腐蚀性、抗氧化安定性、热氧化安定性、总碱值、抗乳化度、机械杂质和水分等十余种。这些指标均按国家规定的试验方法进行测定。它们基本上反映出滑油品质的优劣，在选择和使用滑油时有着重要作用。上述指标中有些与燃油性能指标相同，以下仅介绍滑油特有的一些指标。

1．粘度和粘度指数(VI)

粘度是滑油最重要的指标。它在很大程度上决定着两个摩擦表面间楔形油膜的形成。长期以来，国外广泛使用按滑油的粘度进行分类的SAE分类法，把发动机用滑油按粘度分成10个等级，如表5-5所示。ISO(The International Standardization Organization)把滑油按40℃时的运动粘度cSt(mm２／s)的数值分成18个等级：ISOＶＧ（Ｖiscosity Grade），如表5-6所示。

表5-5 滑油的SAE分类法

表5-6 ISO粘度分类表

162

第五章柴油机系统163

滑油的粘度随温度的升高而降低，这种性能称滑油的粘温特性。对于航行在不同季节和不同纬度的船舶，柴油机在冷车起动和正常运转时，滑油的工作温度不同，其粘度的大小也不相同，这对保证可靠的润滑影响极大。因而仅以测定温度下的粘度来判断滑油的品质还是不够的，还必须注意粘度随温度的变化规律。研究表明，不同滑油的粘温特性是不同的，如有的滑油温度每升高10℃，粘度能减小四分之三，有的滑油则减小不到一半。若滑油的粘度随温度变化程度小，它就能在比较大的温度范围内满足使用要求，这种滑油的粘温特性就好。

在国外，通常用粘度指数(VI)来说明滑油的粘温特性。它是通过与两种标准油相比较而得出的。

粘度指数的物理意义表明，粘度指数大者，则温度变化时其粘度变化小。一般，粘度指数在80以上者称高粘度指数，小于35者为低粘度指数，介于35～80之间者称中间粘度指数。最好的石蜡粘度指数可达124，加入增粘剂(后述)后可高达200以上。

我国曾用粘度比来评定粘温特性。它是该滑油在50℃和100℃时的运动粘度的比值。粘度比小，表示它在规定温度范围内粘度变化小，质量好。如已知滑油的粘度比，可由曲线法求出相应的粘度指数。

2 酸值和水溶性酸或碱

滑油中的酸可分为有机酸和无机酸两种。新鲜滑油中的有机酸来源有二：一是原存于石油中的精制时没有全部除去；二是有意识加入的呈酸性的抗氧、抗腐添加剂。使用中滑油的有机酸主要来自于自身氧化而产生的有机酸。有机酸含量少时，对金属无多大腐蚀作用，反而能增加滑油的油性以保持较好的边界润滑性能。当其含量较多时，它就会对一些轴承材料(有色金属及其合金，特别是铅)产生腐蚀作用。无机酸指硫酸，它对金属有强烈腐蚀作用，滑油中一般不允许有硫酸存在。新鲜滑油中可能含有的硫酸是在精制过程中经酸洗和中和后残留下来的；使用中的滑油由于含硫燃油的燃烧产物漏入曲轴箱而可能形成硫酸。

我国用“酸值”表示滑油中的有机酸含量，用“水溶性酸或碱”表示无机酸或强碱的有无。“酸值”用中和1 g滑油中的酸所需要的氢氧化钾毫克数来表示，单位为mgKOH/g。“水溶性酸”指能溶于水的无机酸(强酸)及低分子有机酸，这种酸几乎对所有金属都有腐蚀作用；水溶性碱是在油品加工时的碱洗剩余物或贮存中污染而生成的，它对铝有腐蚀作用。“水溶性酸或碱”只说明油品呈酸性或碱性，仅用于定性检查。

国外用总酸值TAN(Total Acid Number)表示有机酸和无机酸的总和，用强酸值SAN(Strong Acid Number)单独表示无机酸的含量。单位均为mgKOH/g。

3 抗乳化度

海水或淡水漏入滑油经搅拌后使滑油形成乳浊液并生成泡沫，这个过程叫乳化。乳浊液影响润滑性能，加速滑油变质，并在两相界面上吸附机械杂质，污损摩擦表面，加剧部件磨损。滑油的抗乳化度系指滑油在乳化后自动分层(油层和水层)所需的时间(以分计)，即滑油的破乳化时间。破乳时间短，抗乳化度就好，反之则差。

4 热氧化安定性和抗氧化安定性

这两个指标都用来衡量滑油在使用条件下抵抗空气氧化的能力。只是试验方法和应用对象不同。前者，属于薄油层在高温条件下氧化试验，用氧化形成漆膜所需时间(以分计)来表示。我国标准规定用“巴包克法”，系指在规定的高温250℃条件下，空气自由流过薄油层试验油，测定试验油由氧化而生成50%的漆状物所需时间(min)，用此时间来评定试验油的热氧化安定性。这种试验方法是模拟气缸壁上的油膜工作条件，适用于柴油机润滑油。抗氧化安全性属于较低温度条件下的厚油层氧化试验，用氧化后生成的沉淀物和酸值来表示。按我国规定系指在125℃条件下，向试验油中通入一定流速的空气或纯氧4 h或8 h，分别测定试验油氧化后生成的沉淀物(%)和酸值(mgKOH/g)。如氧化后沉淀物少、酸值小，则试验油

164 船舶柴油机

的抗氧化安定性好。这种试验方法模拟液压系统中滑油的工作条件，故用于液压油和透平油等品种。

5 腐蚀度

腐蚀度用来衡量高温条件下工作的滑油在与氧气充分接触时，对金属(铅)腐蚀的程度。它是柴油机润滑油的一个重要指标。现代柴油机中的铜、铅等合金轴承材料对腐蚀十分敏感，只要滑油中有少量酸就能严重腐蚀轴承。我国标准规定腐蚀度试验用“品克维奇法”，即把试验油加热到140℃，用特制的一定面积的金属片以每分钟15～16次的速度交替地浸在油中和露置在空气中，经过50 h后，测定金属片减少的重量(g/m２)。金属片减少重量越大，滑油的腐蚀性越强，品质越差。

6 碱值

碱值BN(Base Number)表示滑油碱性的高低。它的单位与酸值相同，也用mgKOH/g表示，但意义相反。碱值表示一克滑油中所含碱性物质相当于氢氧化钾的毫克数。天然矿物油本身无碱性，只有加入碱性添加剂后才呈现碱性。在使用过程中，由于添加剂的损耗，碱值会逐渐降低。

7 浮游性

浮游性表示含添加剂滑油清洗零件表面胶质炭渣，使之分散为小颗粒而悬浮携带的能力。通常是在专用试验机上在规定条件下进行一定时间的试验，然后根据活塞上的漆膜情况，按0至6七个级别进行评定。0级为活塞非常清洁，没有漆膜形成；6级为严重脏污，活塞完全为漆膜覆盖。

8 抗泡沫性

抗泡沫性表示在规定试验仪器内以专用泡沫头并通入一定数量的空气测量试验油的起泡体积和消泡时间。滑油在运转时受激烈搅动，使空气混入油中形成泡沫。泡沫过多，除损失滑油外，还会使油泵和轴承引起空泡腐蚀，润滑效能降低，造成轴承烧毁。

三、润滑油的质量等级

国外有些国家和有关学会曾经根据滑油的性能特点和工作状态把滑油分成若干质量等级。比较通用的是美国SAE、ASTM和API三方联合公布的一种质量分类方法，称为API分类法。这种分类方法按油品质量和适用机型特点把滑油分为CA、CB、CC和CD四个质量等级。

CA——轻载荷柴油机润滑油。燃用优质燃料并在温和到中等程度条件下运转的柴油机使用。在非增压和优质燃料条件下具有抗轴承腐蚀和防止高温生成沉淀物(漆膜、积炭)的性能。

CB——一般负载的柴油机润滑油。用于温和到中等条件下运转的柴油机。在非增压和使用含硫燃料时，具有抗轴承腐蚀和防高温下形成沉淀物的性能。

CC——中等负载柴油机润滑油。用于中等到苛刻条件下工作的高增压柴油机。具有防高温形成沉积物和防锈防腐蚀的性能。

CD——重载荷柴油机润滑油。用于增压、高速、高功率并要求能非常有效地抑制磨损和防止形成沉积物的柴油机。在使用各种质量燃油的增压柴油机中具有抗轴承腐蚀和防高温形成沉积物的性能。

API分类对柴油机滑油规定了严格的发动机试验方法和标准，滑油必须通过规定的评定项目并合格后，才算符合某一级别。

目前，这种分类法已经得到国际上的承认和使用。由于高增压柴油机的发展，使用CD 级油已不能满足要求。近年来又研制出比CD级更高的油品，但还未正式命名为CE级。此外，船用气缸油和大功率中速机两用油仍由各油公司自行研制，自行评定，尚无统一规格标准。

四、曲轴箱油强制润滑系统

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第五章柴油机系统165

曲轴箱油又叫柴油机油或系统油。通常，曲轴箱油润滑主要指对柴油机曲轴箱内各轴承的润滑，在筒形活塞式柴油机中它还兼作气缸润滑油(飞溅润滑)和活塞冷却液，在某些柴油机中它还用作液压控制油。这种润滑方式的最大特点是润滑油循环使用，因而它在使用中将逐渐污染变质。

1．对曲轴箱油的要求

柴油机曲轴箱油按使用条件不同有十字头式和筒形活塞式柴油机曲轴箱油两种。

在十字头式柴油机中的曲轴箱与气缸是隔开的，所以曲轴箱油的工作条件比较缓和。其正常消耗率约为0.1～0.3g/(kW·h)。它主要用来润滑各轴承和导板等，在某些柴油机中还用来冷却活塞或兼作操纵机构液压控制油使用。对这种油的要求如下：

(1)粘度和粘温性能曲轴箱油必须具有适宜的粘度，以保证油膜的建立。由于船用柴

油机经常在变工况下工作，环境温度变化也较大，所以要求它能在较宽的温度范围内可靠地工作，即具有较好的粘温特性。根据使用经验，这种油的粘度应采用100℃时为11 mm２／s～１４mm２／s(相当于SAE30)、粘度指数约80～95为宜。

(2)抗腐蚀性能抗腐蚀性能对轴瓦有重要意义。抗腐蚀差，可能引起轴承合金腐蚀或

铅锡和铅铟等镀层剥落。曲轴箱油必须加有抗氧抗腐添加剂。

(3)清净分散性油品能使炭粒或各种颗粒油泥等分散成微小粒子并悬浮在油中，以便

滤掉。

(4)抗氧化安定性曲轴箱油应具有在较高温度下抗氧化性能(冷却活塞)，轴承润滑用

曲轴箱油与空气接触机会多易氧化变质，要求抗氧化安定性好。通常，应控制油温不超过82℃，以控制氧化速度。

(5)其他如抗乳化性能、抗泡沫性能、闪点，等等。

筒形活塞式柴油机曲轴箱油除了润滑曲轴箱内各轴承外，还要兼作气缸润滑油使用，故其工作条件较十字头式柴油机曲轴箱油恶劣。其正常消耗率约为 1.07～1.6g/(kW·h)。它除应满足对十字头式柴油机曲轴箱油的全部要求外，尚应满足以下要求。

(1)高温工作时的清净性。在高温下能保证各种沉淀物不粘附在机件上而应悬浮在油中。

(2)热氧化安定性好。

(3)足够的碱性。要求能中和劣质燃油燃烧后生成的硫酸。一般要求TBN＝22mgKOH/g～

34mgKOH/g。

(4)粘度要求高。根据不同使用条件应分别具有相当于SAE20、SAE30、SAE40等级的滑

油。

综上所述，十字头式柴油机和筒形活塞式柴油机，曲轴箱油由于工作条件不同，因而要求的质量等级也不相同.

2．曲轴箱油系统的型式

曲轴箱油强制润滑系统组成型式依柴油机结构不同分为湿油底壳式和干油底壳式滑油系统。

(1)湿油底壳式滑油系统湿油底壳式滑油系统滑油存放在柴油机油底壳中，柴油机正常运转时，由其所带的滑油泵抽吸油底壳滑油，经滑油冷却器送至各润滑部位，润滑后流回油底壳，构成独立的润滑系统。此种滑油系统的特点是结构简单，柴油机带滑油泵，管路依附于机体上，油底壳存油量少。但该系统的缺点是油底壳中的滑油将经常受到燃烧室泄漏的高温燃气的污染，容易变质，故滑油的使用寿命短。这种系统经常用于小型柴油机动力装置。

（2）干油底壳式滑油系统干油底壳式滑油系统，滑油存放于单独设置的滑油循环舱（柜）中。有以下两种形式：①单泵系统。滑油循环舱（柜）设置于柴油机油底壳之下，滑油泵自其内吸油，经滑油冷却器冷却后送至各润滑部件，润滑后借助重力流回柴油机底部，

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最后流回滑油循环舱（柜）中。②双泵系统。该系统有两台滑油泵，其一台具有单泵系统中的吸油和泵送功能；另一台则专门用于抽吸柴油机油底壳中的滑油，将油泵至循环舱（柜）中。该系统的循环舱（柜）与管路布置不受柴油机位置限制，滑油不存于油底壳中，改善了滑油工作条件，延长了使用寿命，但需增加一台滑油泵。

在柴油机滑油系统中以单泵干底壳式滑油系统居多，其特点是储油量大，滑油沉淀与 净化处理方便，冷却充分和滑油使用寿命长。但其所占位置较大，管路较为复杂。此种系统适用于大、中型柴油机。

图5-6所示即为sulzer RTA 型低速机润滑系统。

图5-6 Sulzer RTA-T 系列柴油机曲柄箱油强制润滑系统

001-主机 002-循环油柜 003-滤器 004-滑油泵 005-滑油冷却器006-温度自动调节阀007-滑油滤器

008-十字头滑油泵 009-十字头滑油进口 010-滑油进口

这是一种典型的干式润滑系统。主滑油泵004自循环油柜吸油，分两路：一路经十字头滑油泵008将压力提高到1.1Mpa 通过十字头滑油进口009后送入十字头；另一路滑油压力为0.4Mpa 送至主轴承和推力轴承等处。各轴承润滑回油经油底壳流入循环油柜。

五、曲轴箱油净化系统

曲轴箱油净化系统在柴油机运转中可连续对滑油循环柜中的曲轴箱油进行分离净化处 理，排除曲轴箱油使用中混入的各种杂质和氧化沉淀物。图5-7系某大型柴油机曲轴箱油的净化系统。滑油分油机经污油吸入管2从滑油循环柜中吸入曲轴箱油，经加热器预热后送至分油机进行净化处理，净油重新返回循环柜。滑油中分离出的水分和污渣分别由14和15排出，污渣可由污油泵排出。对直链纯矿物曲轴箱油，其净化速率能保证在一天内净化油量

第五章柴油机系统167

为循环柜贮油量的2～3倍，对清净型曲轴箱油应为2～5倍为宜。

除上述净化措施外，尚可在停港期间把全部滑油泵至滑油处理柜中，再视情况进行有关处理，如预热、沉淀、放水、放残、投放添加剂等。处理完毕后再用分油机送回循环柜。如需进行水洗法处理，需在滑油分油机入口处加入相当于1%～2%滑油量的淡水进行净化。水洗法不仅可洗掉无机酸，而且还能浸湿小颗粒杂质使之便于分离。因某些滑油添加剂也溶于水，故对滑油水洗时，应征得供油厂商的同意。

对中、小型柴油机的曲轴箱油，因其油量有限，一般采用全部滑油换新法。

图5-7 曲柄箱油净化系统

1-滑油循环柜；2-污油吸管；3-泵；4-加热器；5-分油机；6-净油；7-滑油泵；8-滤器；9-冷却器；10-冷却水出口；

11-柴油机；12-冷水；13-工作水箱；14-水出口；15-污油出口；16-污油箱；17-加热管；18-污油泵出口

六、润滑系统的维护管理

1．正确选用滑油

根据要求合理地选用润滑油，并把质量合格的润滑油输送到各需润滑的部件，保证其正常运转。

2．确保滑油的工作压力

滑油的工作压力应按说明书规定进行调节。一般应保持在0.15Mpa～0.4Mpa。滑油的压力应高于海水和淡水压力，以防止冷却泄漏时冷却液漏入滑油中。滑油的压力可由滑油泵的旁通阀来调节。

滑油的压力过高时，滑油会向四处飞溅，接合面易漏油，在曲轴箱中容易受热氧化变质，也增加了滑油的消耗。滑油压力过低时，将会因轴承供油不足而使机件磨损增强，严重时，会发生重大机损事故和安全事故。

3．确保滑油的工作温度

滑油温度过低，粘度增大，摩擦阻力损失增大，同时滑油泵耗功增加；滑油温度过高，粘度降低，润滑性能变差，零部件磨损增大，同时滑油易氧化变质。

通常，滑油进口温度应保持40℃～55℃（中高速机取上限）；最高温度不允许超过65℃（中高速机为70℃～90℃）；进出口温差一般为10℃～15℃。滑油的温度一般可通过滑油冷却器的旁通阀来调节。

4．保证正常的工作油位

168 船舶柴油机

经常检查循环柜油位，保证正常油位。油位过低，滑油温度将会升高，容易使滑油在曲轴箱中挥发。另外，在单位时间滑油的循环次数过多，油中杂质无法在循环油柜中充分沉淀，均加速滑油氧化变质，严重时将有断油危险。油位过高，将可能造成溢油危险。

运转中油位突然降低，可能是油底壳或管系泄漏引起；油位突然升高，则可能是冷却系统中的水漏入所致。

5．备车和停车时的管理

①备车时应对滑油柜加温，使滑油温度预热到38℃左右，以便杂质分离和防止油泥沉淀在管壁上，并可减轻滑油泵的负荷。加热后即可开动滑油泵，使滑油在系统中循环，防止柴油机启动时干摩擦。

②停车后，应继续让系统运转20min左右，使发动机各润滑表面继续得到冷却。

6．定期检查和清洗滑油滤器和冷却器检查滑油冷却器的冷却水管，防止其被海水

腐蚀烂穿，清洗冷却器以提高其冷却效果。通常壳管式冷却器使用三氯乙烯溶液进行清洗；板式冷却器则用人工清洗。

在日常巡回检查中应经常检查滑油滤器的进出口压差，以防影响柴油机的正常运转。清洗滤器时可采用清洗剂或柴油浸泡、软刷清除污垢和压缩空气吹净等，切勿损伤其零件。对于自动反冲洗滤器应按说明书要求拆装和用专用工具清洗。

7．滑油的检验

为了能及时掌握滑油变质规律以便相应采取有效的措施，需对曲轴箱油进行定期检验，通常有以下几种方法：

(1)经验法根据轮机人员的使用经验，通过对曲轴箱油的直观检查，如摸(粘性)、嗅(气味)、看(颜色)，以及检查滑油分油机中的沉积油泥，观察溅在曲轴箱壁面上的滑油颜色、活塞冷却腔内的积炭等，可大致定性判断滑油的变质情况。

(2)油渍试验法(Oil spot tests) 这种方法把待检滑油滴在特殊试纸上，待该油滴干燥后，根据其扩散状况和颜色的变化与提供的标准图像(或新油的扩散和颜色)比较，可大致判断滑油的变质情况。如油渍中心黑点较小，颜色较浅，四周黄色油渍较大，则表明滑油仍可使用；如黑色较大，且黑褐色均匀无颗粒，则表示滑油已变质。

(3)化验法。化验法可对滑油进行定量分析。根据使用要求可分为船上简易化验和实验室化验两种。 船上简易化验可在船舶现场进行现场化验，所使用的化验设备(Onboard test kit)均由油品供应商提供。应根据其规定的方法进行化验，可得到诸如粘度、水分、盐分、总碱值、强酸值、不溶物等性能指标的数值。从而可较准确地及时判断滑油的变质情况。 实验室化验应由轮机人员在船舶上取出油样，送交陆地实验室(通常为油品供应商)进行定量化验分析，轮机员可根据化验分析单进行综合分析并决定处理措施。通常，化验分析单上已有对滑油的分析结论及相应的处理措施。 曲轴箱油应在使用中每隔3～４个月取油样化验一次。所取油样应有代表性，一般应在滑油分油机前取样，而且最好在进港前运转中取样。取样时应使用专用取样瓶并放掉二倍于取样旋塞管路中的存油，以消除旋塞管路中的杂质。取样瓶应加以密封并注明使用累计小时等项参数。

目前，化验项目及各指标允许限值还没有统一标准，一般多由各油公司拟定。化验项目和允许各指标变化限值大致为：

(1)粘度使用中的滑油粘度可能降低(混入柴油)或增高(混入重油或自身氧化)。一般认为，滑油粘度变化不得超过初始值的25%或20%。

(2)总酸值滑油自身氧化和燃烧产物中的酸性产物漏入均使总酸值增高。总酸值的变化速度比其绝对值更为重要，因为它可以说明滑油是否有迅速恶化以及产生沉淀物和变黑的倾向。总酸值有一个缓变时期，缓变后期总酸值可能增加很快。通常，若总酸值变化迅速增高，则此值不允许超过2 5 mg KOH/g。若总酸值变化缓慢，则可允许高达4 mg KOH/g。但若

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第五章 柴油机系统 169

出现强酸值，则只允许总酸值达到2 5 mg KOH/g 。

(3)强酸值 燃烧产物中的酸性物质漏入将造成强酸值增加。正常使用的滑油不允许出现强酸值。如出现强酸值，应引起足够重视，立即查明原因，采取有效措施(如水洗等)。

(4)总碱值 滑油在使用中，随着碱性添加剂的消耗，总碱值逐渐减小。不允许总碱值为零或出现强酸值。

(5)水分 滑油中的水分系由冷却系统漏泄引起的。当水分超过0.5%时，应查明原因，同时用滑油分油机予以处理。

(6)盐分 海水漏入滑油会出现盐分，盐分具有腐蚀作用。应查明原因，采取处理措施。水洗法可排除盐分，但应考虑滑油中的添加剂是否溶于水。

(7)沉积不溶物 滑油中的沉积不溶物包括燃烧产物、磨屑、铁锈和氧化物等。这些污染物会使滑油粘度增加并生成泥渣。使用纯矿物滑油并具有连续分离净化设备的十字头式柴油机，沉积不溶物一般不超过0.5%，若超过1%说明滑油污染严重。使用添加剂滑油的筒形活塞式柴油机，其滑油的沉积不溶物允许高达3%，因为此种滑油具有悬浮携带固体微粒的能力。

沉积不溶物中的氧化物溶于苯而不溶于正庚烷，因而分别用正庚烷和苯测量沉积不溶物的数量，其差值即为氧化物重量。一般沉积物多指正烷庚不溶物。

(8)闪点 燃油漏入将降低滑油闪点。一般，当闪点降低40℃或更多时，应查明原因。在分析以上化验指标时，应综合分析各指标的变化，不应只强调某一指标的变化。

第五节 气缸润滑

柴油机气缸润滑是一个复杂而重要的问题。在大型十字头式柴油机中，气缸润滑是一个独立的润滑系统，其润滑设备、滑油品质以及运转管理均需特殊考虑。在当代柴油机高强化、燃油劣质化的发展中，对气缸润滑提出了愈加苛刻的要求。

一、气缸润滑的工作条件

气缸润滑的特殊性首先在于高的工作温度。通常，气缸套上部表面温度约为180℃～220℃，缸套下部表面温度约为90℃～120℃，活塞环槽表面温度根据测量点位置和活塞顶的设计约在100℃～200℃之间。高温会降低滑油粘度，加快滑油氧化变质速度，并使缸壁上的部分油膜蒸发。

其次，活塞在往复运动时的速度在行程中部最大，在上、下止点处为零。因此只有在活塞行程中部才有可能实现液体动压润滑，而在上、下止点处则不可能。特别在上止点处，气缸中的温度最高，活塞环对缸壁的径向压力最大，即使滑油能承受住这里的高温，也只能保证边界润滑条件。

柴油机使用劣质燃油后对气缸润滑带来了新的

问题。这主要是由于劣质油的高硫分、高灰分、高

残炭值和沥青值引起的。如前所述，此时会对气缸

造成低温腐蚀、固体颗粒磨损、结炭增多以至引起

活塞环胶着和气口堵塞等故障。另外，活塞顶与环

带部分变形也使气缸润滑的难度增加。

由于上述原因，气缸套特别是它的上部，很难

形成连续完整的油膜，因而一般在气缸套的上部磨

损特别严重。图5-8示出一台二冲程直流扫气柴油机的气缸套磨损量随行程变化的规律。该柴油机使用劣质含硫燃油。上限曲线表示使用低碱性气缸油，下限曲线表示使用高碱性气缸油。由图可见，气缸套最大磨损量均发生在缸套上部。高碱性气缸油可大大降低缸套腐蚀量，上、下限曲线间的影线部分可认为系由酸性腐蚀所引起的磨损。

图5-8气缸套磨损量随行程变化规律

船舶柴油机复习资料

1．柴油机特性曲线：用曲线形式表现的柴油机性能指标和工作参数随运转工况变化的规律。2．扫气过量空气系数：每一循环中通过扫气口的全部扫气量与进气状态下充满气缸工作容积的理论容气量之比 3．封缸运行：航行时船舶柴油机的一个或一个以上的气缸发生了一时无法排除的故障，所采取的停止有故障气缸运转的措施。 4．12小时功率：柴油机允许连续运行12小时的最大有效功率。 5.有效燃油消耗率：每一千瓦有效功率每小时所消耗的燃油数量。 6．示功图：是气缸内工质压力随气缸容积或曲轴转角变化的图形。 7．燃烧过量空气系数：对于1kg燃料，实际供给的空气量与理论空气需要量之比。 8．敲缸：柴油机在运行中产生有规律性的不正常异音或敲击声的现象。 9．1小时功率：柴油机允许连续运行1小时的最大有效功率。（是超负荷功率，为持续功率的110%。） 10.平均有效压力：柴油机单位气缸工作容积每循环所作的有效功。 11.热机：把热能转换成机械能的动力机械。 12.内燃机：两次能量转化（即第一次燃料的化学能转化成热能，第二次热能转化成机械能）过程在同一机械设备的内部完成的热机。 13.外燃机： 14.柴油机：以柴油或劣质燃料油为燃料，压缩发火的往复式内燃机。 15.上止点：活塞在气缸中运动的最上端位置，也是活塞离曲轴中心线最远的位置。下止点 16.行程：活塞从上止点移动到丅止点间的位移，等于曲轴曲柄半径R的两倍。 17.气缸工作容积：活塞在气缸中从上止点移动到丅止点时扫过的容积。 18.压缩比：气缸总容积与压缩室容积之比值，也称几何压缩比。 19.气阀定时：进排气阀在上.丅止点前启闭的时刻称为气阀定时，通常气阀定时用距相应止点的曲轴转角表示。 20.气阀重叠角：同一气缸在上止点前后进气阀与排气阀同时开启的曲轴转角。（进排气阀相通，依靠废气流动惯性，利用新鲜空气将燃烧室内废气扫出气缸） 21.扫气：二冲程柴油机进气和排气几乎重叠在丅止点前后120-150曲轴转角内同时进行，用新气驱赶废气的过程。 22.直流扫气：气流在缸内的流动方向是自下而上的直线运动。（空气从气缸下部扫气口，沿气缸中心线上行驱赶废气从气缸盖排气阀排出气缸） 23.弯流扫气：扫气空气由下而上，然后由上而下清扫废气。 24.横流扫气：进排气口位于气缸中心线两侧，空气从进气口一侧沿气缸中心线向上，然后再燃烧室部位回转到排气口的另一侧，再沿中心线向下，把废气从排气口清扫出气缸。 25.回流扫气：进排气口在气缸下部同一侧，排气口在进气口上方，进气流沿活塞顶面向对侧的缸壁流动并沿缸壁向上流动，到气缸盖转向下流动，把废气从排气口中清扫出气缸。 26.增压：提高气缸进气压力的方法，使进入气缸的空气密度增加，从而增加喷入气缸的燃油量，提高柴油机平均有效压力和功率。 27.指示指标：以气缸内工作循环示功图为基础确定的一些列指标。只考虑缸内燃烧不完全及传热等方面的热损失，不考虑各运动副件存在的摩擦损失，评定缸内工作循环的完善程度。 28.有效指标：以柴油机输出轴得到的有效功为基础，考虑热损失，也考虑机械损失，是评定柴油机工作性能的最终指标。 29.平均指示压力：一个工作循环中每单位气缸工作容积的指示功。 30.指示功率：柴油机气缸内的工质在单位时间所做的指示功。 31.有效功率：从柴油机曲轴飞轮端传出的功率。

船舶发动机冷却系统

第六章冷却系统 第一节冷却系统的功用、组成和布置 一、冷却系统的功用 柴油机工作时的燃气温度高达1800℃左右，使与燃气直接接触的气缸盖、气缸套、活塞、气阀、喷油器等部件严重受热。严重的受热会造成： ①材料的机械性能下降，产生较大的热应力与变形，导致上述部件产生疲劳裂纹或塑性变形； ②破坏运动部件之间的正常间隙，引起过度磨损，甚至发生相互咬死或损坏事故； ③燃烧室周围部件温度过高，使进气温度升高，密度降低，从而减少进气量；增压 后的空气温度也会升高，并影响进气量； ④润滑油的温度也逐渐升高，粘度下降，不利于摩擦表面油膜的形成，甚至失去润 滑作用。 综上所述，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。 然而从能量利用观点来看，柴油机的冷却是一种能量损失，过分冷却将导致燃油滞燃期延长，产生爆燃和燃烧不完全，增加加散热损失；机件内外温度差过大，以致热应力超过材料本身的强度而产生裂纹，润滑油粘度变大而增加摩擦功的消耗；在燃用含硫量较高的重油时，将产生低温腐蚀，使缸套严重腐蚀等。 因此，在管理中应既不使柴油机因缺乏冷却而导致机件过热，也不使柴油机因过分冷却而造成不良后果，应有所兼顾。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。近代，从尽量减少冷却损失以充分利用燃烧能量出发，国内、外正在进行绝热发动机的研究，相应发展了一批耐高温的受热部件材料，如陶瓷材料等。 目前，柴油机的冷却方式分为强制液体冷却和风冷两种，绝大多数柴油机使用前者。 而液体冷却的介质通常有淡水、海水、滑油等三种。 淡水的水质稳定，传热效果好并可采用水处理解决其腐蚀和结垢的缺陷，因而它是目前使用最广泛的一种理想冷却介质； 海水的水源充裕但水质难以控制且其腐蚀和结垢问题比较突出，为减少腐蚀和结垢应限制海水的出口温度不应超过55℃； 滑油的比热小，传热效果较差，在高温状态易在冷却腔内产生结焦，但它不存在因漏泄而污染曲轴箱油的危险，因而适于作为活塞的冷却介质。 二、冷却系统的组成和布置 柴油机冷却系统一般是用海水强制冷却淡水和其它载热流体（如滑油、增压空气等）。在系统布置上，海水系统属开式循环，淡水及滑油等属于闭式循环，两者组成的冷却系统称“闭式冷却系统”。 （一）开式循环冷却系统

柴油机的燃油系统

柴油机的燃油系统 1．商用车发动机增压式共轨喷射系统及关键技术的研究 随着未来排放法规（美国2010年及欧6排放标准）在重型商用车柴油机上的实施，以共轨喷射系统替代目前尚在许多场合使用的单体泵或泵喷嘴系统的趋势将进一步加快，而废气再循环（EGR）在所有重要的燃烧过程中的应用推动了共轨喷射系统方案的实施。由此产生的发动机对部分负荷时最高喷油压力的需求只能由带蓄压器的喷射系统采用液力方式才能有效地实现。 Bosch公司的产品系列以共轨系统（CRS）的2种变型来支持高负荷运转工况的燃烧过程设计。CRSN3.3系统提供了可挑选的柔性多次喷射自由度，它可用于采用高增压压力和高EGR率的燃烧过程。目前，喷油压力为220～250 MPa的产品分级可满足匹配特殊发动机的需求。 CRSN4.2增压式共轨喷射系统能提供可选择喷油开始时喷油速率的柔性功能，故能降低对氮氧化物（NOx）敏感的特性曲线场范围内的NOx形成。在与传统共轨喷射系统相同的喷油压力下，增压式共轨喷射系统生成NOx较少有利于降低高负荷运转工况下的燃油耗。此外，还能减少发动机在进气增压和废气流冷却方面的费用。 在发动机采用增压式共轨喷射系统进行全面优化时，实际行驶循环的燃油耗最多能降低3.5％。预测表明，在4年使用期内，欧洲长途运输由此而削减的二氧化碳（CO2）排放高达200 t，并能节省10 000欧元的燃油成本。 （1）系统设计 增压式共轨系统的基本结构具有以下众所周知的共轨系统部件及功能：（1）高压泵供应燃油；（2）共轨储存压力，并将燃油分配到各个气缸；（3）喷油器喷射燃油。 与传统共轨系统的最大区别是系统中产生压力的功能被分成两级：高压泵作为产生压力的第1级，将燃油压缩到25～90 MPa范围；第2级由集成在喷油器中的增压装置，即1个阶梯型柱塞，将燃油增压到额定喷油压力210 MPa，而增压装置由其自身的电磁阀来控制。 这种带增压装置的系统配置对于开发先进的发动机方案具有以下优点：（1）柔性和高液力效率的喷油特性曲线可优化高负荷运转工况的燃油耗；（2）共轨压力≤90 MPa的预喷射和后喷射降低了油束的动量，减小了燃油对气缸工作表面的浸湿及对发动机机油的稀释；（3）将喷油器中少数几个零件上承受最高压力的份额降至最少程度，而高压泵、共轨和高压油管最多只需按90 MPa压力来设计。 避免发动机机油掺入燃油是尽可能延长排气后处理装置使用寿命的重要环节，因此，增压式共轨系统将通常商用车上采用发动机机油润滑的高压泵传动机构改成燃油润滑的传动机构。 共轨选用与重型柴油机一样长度的结构型式，与紧凑型结构相比，它具有许多优点：（1）高压油管的变型数目减少了30%；（2）高压油管结构紧凑；（3）减小了共轨 高压油管 喷油器中的压力波动；（4）因共轨和高压油管的连接刚度好，降低了振动加速度。 （2）增压式共轨系统中的喷油器 由于对其提出的任务和要求不同，商用车发动机用的第4代喷油器与老产品有所不同。这主要体现在功能及设计方面，故在形式上考虑采用增压式喷油器，并缩小了最初采用电执行器行使原来喷射及控制功能的喷油器（包括喷油器中的构件）尺寸，使其只占普通商用车发动机共轨系统喷油器的一小部分，为扩展功能范围提供了空间。

第一章_船舶动力装置系统_第一节_燃油系统

第一章船舶动力装置系统 现代船舶动力装置，按推进装置的形式，可分为5大类： （1）·柴油机推进动力装置；（2）·汽油机推进动力装置；（3）·燃气轮机推进动力装置；（4）·核动力推进动力装置；（5）·联合动力推进装置。 现代民用船舶中，所采用的动力装置系统绝大多数是柴油机动力装置，因此，本书主要介绍以柴油机为动力装置的船舶，图1－1为船舶柴油机动力装置系统燃油供应系统原理图。 图1－1 柴油机动力装置系统燃油供应系统原理图 柴油机燃油系统包括三大功能系统，分别是输送、日用和净化。 1）油输送系统 燃油输送系统是为了实现船上各燃油舱柜间驳运及注入排出而设计的，所以，系统应包括燃油舱柜、输送泵、通岸接头和相应的管子和阀件。通过管路的正确连接和阀件的正确设置，实现规格书所要求的注入、调拨和溢流等功能。 设计前，要认真阅读规格书和规范的有关章节，落实本系统所涉及的舱柜和设备所要求的输送功能。 设计时，应注意如下几个方面： a.规格书无特殊要求，注入管应直接注入至各储油舱，再通过输送泵送至各日用柜和沉淀柜，各种油类的注入总管应设有安全阀，泄油至溢流舱，泄油管配液流视察器； b.所有用泵注入的燃油舱柜都要有不小于注入管直径的溢流管，溢流至相应的溢流舱或储油舱，具体规定见各船级社规范，溢流管要配液流视察器； c.从日用柜至沉淀柜的溢流，在日用柜哪的管子上都要开透气孔以防止虹吸作用，两柜的连接管处要有液流视察器。 d.装在日用柜和沉淀壁上低于液面的阀，有的船级社规范对其材料有具体的规定，选阀时应予以注意。 e.一般情况下输送系统的介质，温度和压力都是较低的，所以系统的管材选用III级管即可。

柴油机燃油喷射系统的工作原理及故障诊断

柴油机燃油喷射系统的工作原理及故障诊断 一、柴油机的工作原理 柴油发动机是一种压燃式发动机，压燃式发动机吸入气缸的是纯净的空气，并被压缩到很高的温度，柴油经喷射装置以高压喷入气缸并与高温空气混合着火燃烧，对外作功，从而将化学能转变为机械能。柴油发动机的优点是：燃油消耗低，较低的有害废气排放。柴油发动机有四冲程也有二冲程的，汽车使用的柴油机多为四冲程。 柴油机工作循环（四冲程） 第一冲程活塞由上死点向下运动，将空气经打开的进气门吸入气缸，故而称之为进气冲程； 第二冲程活塞由下死点向上运动，进、排气门关闭，气缸内的空气以14：1—24：1的压缩比被压缩，空气升温至800℃，在压缩行程结束时，喷油器以接近1500巴的压力将柴油喷入气缸。该冲程称之为压缩冲程。 第三冲程在一定的发火延迟后，雾化的燃油与空气混合自行发火燃烧，气缸内空气压力迅速升高，推动活塞下行对外作功。该冲程称之为作功冲程。 第四冲程活塞向上运动，排气门打开，燃烧的废气被子排出气缸。该冲程称之为排气冲程。 二、发动机的构造 发动机由：机体、曲柄连杆机构、配气机构、供给系、冷却系、润滑系、起动系组成。 三、燃油喷射系的工作过程 1、功用：按照柴油机的工作顺利及负荷的新变化，将清洁的柴油定时、定量、定压 并以一定的空间状态雾化喷入燃烧室。 2、组成：由低压油路与高压油路两大部分组成。 低压油路：由燃油箱、滤清器、输油泵、低压油管等组成； 高压油路：由喷油泵、高压油管、喷油器等组成。 3、燃油供给路线：柴油从燃油箱内被吸出，经油管进入输油泵，输油泵以一定的压 力将柴油压送到柴油滤清器，经滤清器过滤后的清洁柴油输入到喷油泵，再经喷

柴油机冷却水系统处理

柴油机冷却水系统处理 【摘要】柴油机是柴油车的心脏，在车辆行驶过程中有相当重要的作用，为使柴油机在合适的温度下能够安全有效的工作，对于冷却水系统就显得格外重要。本文对柴油机冷却水在检修、清洗及防腐步骤进行论述。 【关键词】柴油机冷却水系统清洗防腐 柴油机冷却系统的主要功能是用来控制发动机的工作、温度和驱散多余的热能（含润滑系统的散热），系统的好坏对发动机的工作和使用寿命有直接关系，因此，日常检查和清洗及防腐就显得尤为重要。 1 冷却水系统的防腐保护 冷却水必须仔细处理、保存和检测，以避免腐蚀或形成沉淀，从而使热传导效率降低。因此要进行对冷却水处理。 1.1 处理步骤 （1）清理冷却水系统。（2）注满带防腐剂的无离子水或蒸馏水。（3）对冷却水系统和状况进行定期检查。遵守以上规定，会使冷却水引起的故障降至最低。 1.2 冷却水系统的清洁处理 （1）在防腐处理前，必须除去系统中的石灰沉淀层、铁锈和油泥，以改善热传导和确保防腐剂对表面进行保护的均匀性。（2）清洁处理应包括油泥酸洗除锈和清洗水垢。（3）水乳清洁剂和弱碱性清洁剂一样可以用于除油污过程。（4）不得使用含有易燃物的预混合清洁剂，通常采用氨基酸、柠檬酸、酒石酸为主，这些易溶于水，不会散发有害蒸汽，清洁剂不直接使用，要溶于水后再加入系统中。（5）清洗时不必拆卸发动机零件，水在发动机循环才能达到最佳效果。（6）清洁可使不良配合的结合处或有缺陷的垫片部位渗漏更明显，因此在净化过程中应进行检查，在清洁后的24小时要检查润滑系统的含酸量（机油）。 2 未净化的水 （1）建议使用无离子水或蒸馏水作为冷却水，由于硬度较低，这种冷却水还具有相当的腐蚀性p （1）加满清洁的自来水，原有的水可以放掉，将水加热到60℃在发动机中连续循环，按规定剂量加入除油化学剂在规定周期循环清洁化学制剂。（2）冷却水系统必须在无压力状态下检查并排除任何泄露，放掉系统中的水再加满清洁的自来水，将水循环两小时后放掉。 4.2 酸洗除锈

船用柴油机

上海国际海事信息与文献网发布时间:2007-03-20 浏览:3123 【摘要】从船用柴油机的市场、产品、技术等方面介绍了柴油机的现状及发展动向。论述当前国外气缸直径160 mm以上，单机功率大于1000 kW的大功率低速、中速、高速柴油机的总体技术水平、技术发展概况，特别是在提高可靠性、改善其低工况特性、降低其排放和智能柴油机等方面进行阐述，并预测今后的发展趋势。 0 引言 柴油机因其功率范围大、效率高、能耗低、使用维修方便而优于蒸汽机、燃气轮机等，在民用船舶和中小型舰艇推进装置中确立了主导地位。船用柴油机的整体结构及其零部件结构不断改进，特别是电子技术、自动控制技术在柴油机上的应用，使其各项技术指标不断创新，市场上已有一批性能好、油耗低、功率范围大、废气排放符合法定标准、可靠性高的产品。 柴油机相对汽油机的最大优点在于高压缩比。这使最大功率、热效率提高，油耗降低；发动机坚固、耐用，寿命变长。但柴油机缺点在于比功率低于汽油机，对空气利用率低，摩擦损失大。 1 低速柴油机 低速柴油机由于性能优良、可靠性好、使用维护方便、能燃用劣质燃油等优点，已成为大型油船、大型干散货船、大型集装箱船的主要动力。最新型低速柴油机在许多方面趋于一致。即结构方面，采用非冷却式喷油器、可变喷油定时油泵、长尺寸连杆、液压驱动式排气门、单气门直流扫气、定压增压、高效涡轮增压器；性能方面，平均有效压力不断提高，增加活塞平均速度，改进零部件结构，增加强度，保持原有的低燃油消耗水平，使单缸功率不断增大，使用寿命延长。电子液压控制系统取代传统的机械式的凸轮驱动机构，简化柴油机设计，降低成本，优化运行控制。近年来，其爆发压力从8 MPa上升到16 MPa，燃油消耗率从208g/(kw·h)降至155g/(kw·h)左右。 目前世界船用低速柴油机市场仍被MAN B&W、Wartsila-New Sulzer和日本三菱重工三大公司垄断，以生产总功率来说，分别约占57％、33％和10％。 MAN B&W公司通过提高气缸平均有效压力和活塞平均速度来提高单缸功率。为使MC系列柴油机的NOx排放量降低，采用提高压缩比和可导致平稳燃烧的喷射系统等措施。 为了在减少NOx排放时不影响燃油消耗率，在设计时应考虑采用增加喷射压力、压缩比、燃烧压力、增压器效率等措施。MAN B&W 6L60MC型柴油机是世界上第一台正式投入使用的“智能化”主机，其燃油喷射和排气阀控制均通过电子计算机完成，达到了低油耗、NOx低排放的目标。 Wartsila-New Sulzer公司通过重组后，在开发、设计和制造能力方面骤然大增。RTA系列低速柴油机为该公司20世纪80年代开发，至今近20年来该公司通过提高平均有效压力、增加活塞平均速度，探索达到更大功率的可能性。 通过增大行程／缸径比，探索提高推进效率的方法；通过提高最大燃烧压力和可变燃油正

船用柴油机主要系统介绍-燃油-滑油-冷却

第五章柴油机系统 第一节燃油系统 一、作用和组成 燃油系统是柴油机重要的动力系统之一，其作用是把符合使用要求的燃油畅通无阻地输送到喷油泵入口端。该系统通常由五个基本环节组成：加装和测量、贮存、驳运、净化处理、供给。 燃油的加装是通过船上甲板两舷装设的燃油注入法兰接头进行的。这样，从两舷均可将轻、重燃油直接注入油舱。注入管应有防止超压设施。如安全阀作为防止超压设备，则该阀的溢油应排至溢油舱或其他安全处所。注入接头必须高出甲板平面，并加盖板密封，以防风浪天甲板上浪时海水灌入油舱。燃油的测量可以通过各燃油舱柜的测量孔进行，若燃油舱柜装有测深仪表的话，也可以通过测深仪表,然后对照舱容表进行。 加装的燃油贮存在燃油舱柜中。对于重油舱，一般还装设加热盘管，以加热重油，保持其流动性，便于驳油。 燃油系统中还装设有调驳阀箱和驳运泵，用于各油舱柜间驳油。 从油舱柜中驳出的燃油在进机使用前必须经过净化系统净化。燃油净化系统包括燃油的加热、沉淀、过滤和离心分离。图5-1示出了目前大多数船舶使用的重质燃油净化系统。 图5-1 重质燃油净化系统 1-调驳阀箱；2-沉淀油柜燃油进口；3-高位报警；3-低位报警；4-温度传感器；5-沉淀油柜；6、16-水位传感器；7-供油泵； 8-滤器；9-气动恒压阀；9’-流量调节器；10-温度控制器；11、12-分油机；13-连接管；14-日用柜溢油管；15-日用油柜从图可以看出，通过调驳阀箱1，燃油被驳运泵从油舱送入沉淀油柜5，每次补油量限制在液位传感器3与3之间，自动调节蒸汽流量的加温系统加速油的沉淀分离并且可使沉淀油柜

提供给供油泵7的油温变化幅度很小。供油泵后设气动恒压阀9和流量控制阀9’，以确保平稳地向分油机输送燃油，有利于提高净化质量。燃油进入分油机前，通过分油机加热器加温，加热温度由温度控制器10控制，使进入分油机的燃油温度几乎保持恒定。系统设有既能与主分油机串联也能并联的备用分油机，还设有备用供油泵，提高了系统的可靠性。分油机所分的净油进入日用油柜15，日用油柜设溢流管。在船舶正常航行的情况下，分油机的分油量将比柴油机的消耗量大一些，故在吸入口接近日用油柜低部设有溢流管，可使日用油柜低部温度较低、杂质和水含量较多的燃油引回沉淀柜，既实现循环分离提高分离效果，又使分油机起停次数减少，延长分油机使用寿命。沉淀柜和日用柜都设有水位传感器6、16，以提醒及时放残。 燃油经净化后，便可通过燃油供给系统送给船舶柴油机。近年来由于高粘度劣质燃油的使用，其预热温度大大提高。为避免在使用高（700mm2/s）重油时因预热温度过高而汽化，出现了一种加压式燃油系统。如图5-2所示，在日用燃油柜与燃油循环油路之间增设一台输送泵，保证柴油机喷油泵进口处的燃油压力为800kPa（循环泵出口压力为1Mpa），循环油路（回路）中压力为400kPa，防止燃油系统在高预热温度（如150℃）时发生汽化和空泡现象。 图5-2 加压式燃油供给系统 二、主要设备与作用 1．重油驳运泵 重油驳运泵的作用是将任一重油舱中的重油驳至重油沉淀柜中进行沉淀澄清处理；在各

柴油机冷却水系统

30. 冷却水系统 说明 冷却水系统…………………………………………………………第30-191页 工作卡 30 101-01冷却水恒温阀…………………………………………第30-193页 30 102-02冷却水泵的检修和更换………………………………第30-195页 备件图页 高温冷却水泵,顺时针方向……………………………………….图页号1 3010 高温冷却水泵,逆时针方向……………………………………….图页号1 3010 低温循环系统的冷却水恒温阀 手动越控………………………………………………………图页号1 3012 高温循环系统的冷却水恒温阀 手动越控………………………………………………………图页号1 3012 高温冷却水管……………………………………………………..图页号1 3016 发布号TOC_1 30 第30-189页

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冷却水系统 本柴油机只设计为淡水冷却，因此冷却水系统必须是中央/闭式冷却系统。 本柴油机设计几乎是无管子的，即水在前端 箱和气缸组件内部的水腔、水道中流动。所有大的管接头均设在前端箱中。在柴油机后端，供应齿轮箱滑油冷却器的淡水应由船厂连接上。 发布号1 30 A1-01 第30-191页

本柴油机的高、低温冷却水系统配有机带Array 高、低温淡水泵。为加强备用泵的自动启动功能，系统内设置了双作用式止回阀。 淡水泵安装在柴油机前端箱中，由曲轴通过齿轮系驱动。 泵的轴承由柴油机的滑油系统供油自动进行润滑。 控制高、低温冷却水系统的恒温元件也置于前端箱中。 增压空气冷却器分为二级，第一级由高温冷却水系统进行冷却，从增压器出来的高温空气传给冷却水的热量有可能较多地回收。第二级由低温冷却水系统进行冷却，使进入柴油机的空气温度得到进一步的降低。 在北极高寒地区航行时，直接从甲板进入的空气温度低，可采用一种调节系统来控制空气冷却器的第二级冷却水流量，以提高低负 荷下的增压空气温度。

柴油机燃油系统的技术路线

柴油机燃油系统的技术路线 国Ⅳ排放，国内主流厂家比较认可SCR技术路线。预计国Ⅳ时代，高速物流用牵引车会采用SCR技术路线，而对于中短途载货车及自卸车将会采用EGR+DPF技术路线。 汽车排放是指从废气中排出的CO、HC＋NOx、PM等有害气体。为了抑制这些有害气体的产生，促使汽车生产厂家改进产品以降低这些有害气体的产生源头。目前世界上排放法规主要有三个体系，即欧洲、美国和日本的排放法规体系，其中欧洲标准是我国借鉴的汽车排放标准，所以下面重点介绍欧洲排放法规的要求。 A、欧洲排放标准

欧洲标准是由欧洲经济委员会（ECE）的排放法规和欧共体（EEC，即现在的欧盟EU）的排放指令共同加以实现的。排放法规由ECE 参与国自愿认可，排放指令是EEC或EU参与国强制实施的。汽车排放的欧洲法规（指令）标准1992年前已实施若干阶段，1992年之前为欧0阶段，具体实施时间及排放标准见表1。 欧0阶段：采用纯机械式的供油系统（燃油泵或柴油泵）和自然吸气技术。 欧Ⅰ阶段：在欧0发动机的机械供油系统（燃油泵）基础上，主要辅以废气涡轮增压技术。 欧Ⅱ阶段：在欧Ⅰ发动机平台上适当改进，主要辅以废气涡轮增压（水空）中冷技术或废气涡轮增压（空空）中冷技术，供油系统没有本质变化。 欧Ⅲ阶段：对欧II发动机平台进行重大升级，主要是供油系统发生了本质变化，实现了供油系统由机械式控制向电子控制的转化，主要技术路线包括电控泵喷嘴、电控高压共轨、电控单体泵和电控H泵+EGR。EGR（废气再循环）技术主要是针对有害气体（NOx）设置的排气净化装置，它将一部分排气循入进气管与新鲜空气混合后进入气缸燃烧，以增加混合气的热容量，降低燃烧时的最高温度，抑制NOx的生成。 欧Ⅳ阶段：在该阶段，PM与NOx的排放都做了进一步限制，其技术路线是在欧Ⅲ发动机基础上，供油系统没有本质变化，主要是采取一系列机内净化技术如提高供油系统的控制灵敏性和压力，燃烧室和进气等进一步优化，并综合使用机外净化（后处理）技术。机外净化（后处理）技术目前主要有两条技术路线：一种是SCR（选择性催化还原）技术，通过机内净化PM，机外催化还原；另一种是EGR （废气再循环）+DPF（微粒捕集器）+DOC（氧化催化转换器）技术，通过机内净化降低NOx，机外通过微粒捕捉器过滤PM。 欧Ⅴ阶段：在该阶段，对PM的要求与欧Ⅳ相同，仅对NOx的排放做了进一步限制。其技术路线在欧Ⅳ发动机基础上，根据欧Ⅳ阶段采取的技术路线的不同，进行相应的调整。采用SCR技术的发动机相对容易，只需要进行部分配件和电控参数上的局部调整，而采用EGR 技术的发动机则需要在管路上进行重新设计，改动较大。总之，在每一级的排放技术提升中，整个发动机都需要对进气系统、供油系统和排气后处理系统进行改进和优化。 国内排放实施时间 为了早日与世界接轨，我国正积极地实施更为严格的排放法规，特别是制定了中重型柴油车的排放标准，其实施步骤是： 2007年初引进欧Ⅲ标准，2010年引进欧Ⅳ标准 B、中国国Ⅲ排放技术之争 1. 国Ⅲ排放实施路线 从欧洲的发展看，欧Ⅱ到欧Ⅲ和欧Ⅲ到欧Ⅳ，不是一个量的进步方式，而是质的飞跃。发动机内从机械式喷油变为更加经济和高效率的电子喷油。在尾气处理上增加一些微粒捕集器、催化剂之类，进一步提高排放和燃烧效率。 目前，国内车用柴油机针对国Ⅲ排放标准实施的燃油系统技术路线主要有四种：电控泵喷嘴（EUI）、高压共轨（Common Rail）、电控单体泵（EUP）和电控直列泵（EIL）+EGR。在这四种技术路线中，德尔福在中国市场针对中轻型车推广共轨技术，针对重型车提供泵喷嘴和单体泵技术；博世在中国市场主推高压共轨系统；电装目前正在研发第3代、第4代共轨系统和为中国市场的共轨系统作适应性二次开发；而中国重汽则推出电控直列泵（EIL）+EGR，由于价格便宜（比共轨便宜1.5万元左右），一经推出就受到市场的追捧。但刚开始实行国Ⅲ的时候，市场上几乎一边倒都主推共轨技术，而重汽的电控直列泵（EIL）+EGR则被竞争对手戏称为“假国Ⅲ”。国内外柴油机燃油系统的技术路线之争都已经到了白日化阶段，现对各种路线做一个剖析。 （1）电控泵喷嘴技术（EUI） 在泵喷嘴系统中，电控油泵和喷油嘴之间没有管路连接，做成一体直接安装在气缸盖上，这样不占用更多的空间。每一个油泵都由顶置凸轮轴同时驱动气门和泵喷嘴，顶置凸轮轴必须具有极高的硬度和刚度以承受喷油器产生的高压。同时，凸轮轴的驱动系统也需要专门设计。电控泵喷嘴系统的优势在于系统结构紧凑，喷油嘴孔径非常小，所以燃油喷射压力非常高，形成优良的混合气，确保燃油雾化良好，燃烧效率很高，同时还可以精确控制喷油始点和喷油量，从而提高柴油机的动力性、燃油经济性，降低排放和改善NVH特性。目前，采用该项技术的车用柴油机可满足欧Ⅳ排放标准，峰值压力可达到2000bar。 该技术被沃尔沃、曼、依维柯、东风、陕汽等企业采用，另外，美国康明斯的全电控发动机应用的也是电控泵喷嘴技术，目前采用该技术的发动机全球保有量已经超过40万台，行驶里程达3000亿km，是久经考验的成熟产品。 （2）高压共轨技术（Common Rail） “CRDI”是英文Common Rail Direct Injection的缩写，意为高压共轨柴油直喷系统。该系统主要由高压油泵、喷油管、高压蓄压器（共轨）、喷油器、电控单元、传感器及执行器组成。在高压油泵、压力传感器和ECU组成的闭环系统中，喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开，由高压油泵把高压燃油输送到公共供油管，通过控制高压油泵电磁阀开启持续时间从而对公共供油管内的燃油压力实

船舶柴油机发展趋势

【摘要】从船用柴油机的市场、产品、技术等方面介绍了柴油机的现状及发展动向。论述当前国外气缸直径160 mm以上，单机功率大于1000 kW的大功率低速、中速、高速柴油机的总体技术水平、技术发展概况，特别是在提高、改善其低工况特性、降低其排放和智能柴油机等方面进行阐述，并预测今后的发展趋势。 0 引言 柴油机因其功率范围大、效率高、能耗低、使用维修方便而优于蒸汽机、燃气轮机等，在民用和中小型舰艇推进装置中确立了主导地位。船用柴油机的整体结构及其零部件结构不断改进，特别是电子技术、自动控制技术在柴油机上的应用，使其各项技术指标不断创新，市场上已有一批性能好、油耗低、功率范围大、废气排放符合法定标准、高的产品。 柴油机相对汽油机的最大优点在于高压缩比。这使最大功率、热效率提高，油耗降低；发动机坚固、耐用，寿命变长。但柴油机缺点在于比功率低于汽油机，对空气利用率低，摩擦损失大。 1 低速柴油机 低速柴油机由于性能优良、可靠性好、使用维护方便、能燃用劣质燃油等优点，已成为大型油船、大型干散货船、大型集装箱船的主要动力。最新型低速柴油机在许多方面趋于一致。即结构方面，采用非冷却式喷油器、可变喷油定时油泵、长尺寸连杆、液压驱动式排气门、单气门直流扫气、定压增压、高效涡轮增压器；性能方面，平均有效压力不断提高，增加活塞平均速度，改进零部件结构，增加强度，保持原有的低燃油消耗水平，使单缸功率不断增大，使用寿命延长。电子液压控制系统取代传统的机械式的凸轮驱动机构，简化柴油机设

计，降低成本，优化运行控制。近年来，其爆发压力从8 MPa上升到16 MPa，燃油消耗率从208g/(kw·h)降至155g/(kw·h)左右。 目前世界船用低速柴油机市场仍被MAN B&W、Wartsila-New Sulzer和日本三菱重工三大公司垄断，以生产总功率来说，分别约占57％、33％和10％。MAN B&W公司通过提高气缸平均有效压力和活塞平均速度来提高单缸功率。为使MC系列柴油机的NOx排放量降低，采用提高压缩比和可导致平稳燃烧的喷射系统等措施。 为了在减少NOx排放时不影响燃油消耗率，在设计时应考虑采用增加喷射压力、压缩比、燃烧压力、增压器效率等措施。MAN B&W 6L60MC型柴油机是世界上第一台正式投入使用的“智能化”主机，其燃油喷射和排气阀控制均通过电子完成，达到了低油耗、NOx低排放的目标。 Wartsila-New Sulzer公司通过重组后，在开发、设计和制造能力方面骤然大增。RTA系列低速柴油机为该公司20世纪80年代开发，至今近20年来该公司通过提高平均有效压力、增加活塞平均速度，探索达到更大功率的可能性。通过增大行程／缸径比，探索提高推进效率的方法；通过提高最大燃烧压力和可变燃油正时、排气正时，挖掘柴油机热效率潜力；采用新，改进零部件的设计，随负荷控制气缸冷却水和气缸润滑油，以求提高零部件的工作可靠性，增加柴油机的使用寿命；通过电子控制技术，达到柴油机运行的智能化。该公司研制的12RTA96C柴油机是目前世界上实际输出功率最大的柴油机。 随着世界重心转向日本和韩国，近年来日、韩两国的低速柴油机产量已超过世界产量的2／3，其中韩国低速柴油机年产量为735万kW，并呈进一步上升的趋势。从产品市场占有率来看，在以低速柴油机为推进动力的2000 t以上的上，MAN B&W公司和Wartsila-New Sulzer公司的低速柴油机产品占世界份额

柴油机高压共轨电控喷射系统介绍

柴油机高压共轨电控喷射系统介绍 一、共轨技术 在汽车柴油机中，高速运转使柴油喷射过程的时间只有千分之几秒，实验证明，在喷射过程中高压油管各处的压力是随时间和位置的不同而变化的。由于柴油的可压缩性和高压油管中柴油的压力波动，使实际的喷油状态与喷油泵所规定的柱塞供油规律有较大的差异。油管内的压力波动有时还会在主喷射之后，使高压油管内的压力再次上升，达到令喷油器的针阀开启的压力，将已经关闭的针阀又重新打开产生二次喷油现象，由于二次喷油不可能完全燃烧，于是增加了烟度和碳氢化合物（HC）的排放量，油耗增加。此外，每次喷射循环后高压油管内的残压都会发生变化，随之引起不稳定的喷射，尤其在低转速区域容易产生上述现象，严重时不仅喷油不均匀，而且会发生间歇性不喷射现象。为了解决柴油机这个燃油压力变化的缺陷，现代柴油机采用了一种称"共轨"的技术。 共轨技术是指高压油泵、压力传感器和ECU组成的闭环系统中，将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开的一种供油方式，由高压油泵把高压燃油输送到公共供油管，通过对公共供油管内的油压实现精确控制，使高压油管压力大小与发动机的转速无关，可以大幅度减小柴油机供油压力随发动机转速的变化，因此也就减少了传统柴油机的缺陷。ECU控制喷油器的喷油量，喷油量大小取决于燃油轨（公共供油管）压力和电磁阀开启时间的长短。共轨式喷油系统于二十世纪90 年代中后期才正式进入实用化阶段。高压共轨系统可实现在传统喷油系统中无法实现的功能，其优点有： a、共轨系统中的喷油压力柔性可调，对不同工况可确定所需的最佳喷射压力，从而优化柴油机综合性能。 b、可独立地柔性控制喷油正时，配合高的喷射压力（120Mpa～200MPa），可同时控制NOx和微粒（PM）在较小的数值内，以满足排放要求。 c、柔性控制喷油速率变化，实现理想喷油规律，容易实现预喷射和多次喷射，既可降低柴油机NO x，又能保证优良的动力性和经济性。 d、由电磁阀控制喷油，其控制精度较高，高压油路中不会出现气泡和残压为零的现象，因此在柴油机运转范围内，循环喷油量变动小，各缸供油不均匀可得到改善，从而减轻柴油机的振动和降低排放。 由于高压共轨系统具有以上的优点，现在国内外柴油机的研究机构均投入了很大的精力对其进行研究。比较成熟的系统有：德国BOSCH公司的CR系统、日本电装公司的ECD-U2系统、意大利的FIAT集团的unijet系统、英国的DELPHI DIESEL SYSTEMS公司的LDCR 系统等。 二、高压共轨电控燃油喷射系统及基本单元 高压共轨电控燃油喷射系统主要由电控单元、高压油泵、蓄压器(共轨管)、电控喷油器以及各种传感器等组成。低压燃油泵将燃油输入高压油泵，高压油泵将燃油加压送入高压油轨(蓄压器)，高压油轨中的压力由电控单元根据油轨压力传感器测量的油轨压力以及需要进行调节，高压油轨内的燃油经过高压油管，根据机器的运行状态，由电控单元从预设的map图中确定合适的喷油定时、喷油持续期由电液控制的电子喷油器将燃油喷入气缸。 1、高压油泵 高压油泵的供油量的设计准则是必须保证在任何情况下的柴油机的喷油量与控制油量之和的需求以及起动和加速时的油量变化的需求。由于共轨系统中喷油压力的产生于燃油喷射过程无关，且喷油正时也不由高压油泵的凸轮来保证，因此高压油泵的压油凸轮可以按照峰值扭矩最低、接触应力最小和最耐磨的设计原则来设计凸轮。

柴油机空调系统和冷却系统的关系

Analysis and simulation of mobile air conditioning system coupled with engine cooling system Zhao-gang Qi *,Jiang-ping Chen,Zhi-jiu Chen Institute of Refrigeration and Cryogenics,School of Mechanical Engineering,Shanghai Jiao Tong University, No.1954,Huashan Road,Shanghai 200030,PR China Received 19September 2005;received in revised form 28March 2006;accepted 8October 2006 Available online 6December 2006 Abstract Many components of the mobile air conditioning system and engine cooling system are closely interrelated and make up the vehicle climate control system.In the present paper,a vehicle climate control system model including air conditioning system and engine cooling system has been proposed under di?erent operational conditions.All the components have been modeled on the basis of experimental data.Based on the commercial software,a computer simulation procedure of the vehicle climate control system has been developed.The performance of the vehicle climate control system is simulated,and the calculational data have good agreement with experimental data.Furthermore,the vehicle climate control simulation results have been compared with an individual air conditioning system and engine cooling system.The in?uences between the mobile air conditioning system and the engine cooling system are discussed.ó2006Elsevier Ltd.All rights reserved. Keywords:Air conditioning system;Engine cooling system;Coupled analysis;Simulation;Comparison 1.Introduction A mobile air conditioning (MAC)system can supply drivers and passengers a safe and comfortable environ-ment.Perfect performance of the MAC is the target that automobile manufacturers pursue in the period of design and development.It is known very well that MAC can sup-ply cold capacity under summer operational conditions and waste heat of the engine is used to heat the passenger com-partment under winter operational conditions.For envi-ronmental factors,researches have been performed extensively to develop and improve the e?ciencies of MAC and engine cooling systems.Heat exchangers are the research emphasis of MAC and engine cooling systems.A lot of correlations,experiments and models about vari-ous heat exchangers have been proposed.Chang and Wang [1,2]and Chang et al.[3]developed thermal characteristics correlations related to the geometrical parameters of heat exchangers with louvered ?ns.Their correlations have good agreement with their and previous experimental data in a wide range of Reynolds numbers based on louver pitch.Nowadays,many advanced technologies have been applied to enhance the performance of the heat exchangers of MAC and engine cooling systems.For engineers and researchers,the simulation procedure [4]of MAC and engine cooling systems can save test cost and manpower considerably.Raman Ali [5]developed a computer pro-gram for the MAC refrigerant circuit.The MAC included a condenser and an evaporator cooled by fans,a ?xed power reciprocating compressor and a thermostatic expan-sion valve.The heat transfer processes of the condenser and evaporator were divided into three parts as liquid,two phase and gas phase.All the nonlinear algebraic equa-tions were solved by iterative procedures.Saiz Jabardo et al.[6]proposed a steady computer program for an auto-mobile air conditioning system.The authors implied that operational parameters such as compressor speed,return air temperature in the evaporator and condensing air tem-peratures have an obvious e?ect on the performance of a 0196-8904/$-see front matter ó2006Elsevier Ltd.All rights reserved.doi:10.1016/j.enconman.2006.10.005 * Corresponding author.Tel.:+862162933242;fax:+862162632601.E-mail address:qizhaogang@https://www.sodocs.net/doc/6c2923814.html, (Z.-g.Qi). https://www.sodocs.net/doc/6c2923814.html,/locate/enconman Energy Conversion and Management 48(2007) 1176–1184