武汉船舶职业技术学院《船舶内燃机使用和维修》课程教案.docx
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武汉船舶职业技术学院《船舶内燃机使用和维修》课程教案
武汉船舶职业技术学院《船舶内燃机使用及维修》课程教案
（课次：
20学时：
2）
（本课程适用专业：
轮机工程技术（船舶内燃机方向））
课题：
润滑原理和气缸润滑
教学目标：
知识目标：
熟悉润滑的基本知识，掌握气缸润滑的原理和结构。
能力目标：
能运用润滑的基本知识，认识大型低速柴油机气缸润滑的线路及设备。
教学重点：
润滑的基本知识，气缸润滑的线路和设备。
教学准备：
教学地点：
多媒体教室
教具：
多媒体课件
教材：
《船舶柴油机》，徐立华主编
教学方案的设计：
步骤一：
回顾和引入（5分钟）
Q:
喷油泵供油正时检查方法有哪些？
A:
冒油法、照光法、标记法、上行程法。
Q:
喷油正时调整的方法有哪些？
A:
转动凸轮法、升（降）柱塞法、升（降）套筒法。
Q:
喷油器要做哪些检查？
A:
启阀压力的检查、密封性的检查、雾化质量检查。
Q:
柴油机除了配气系统和燃油系统经外，还有哪些系统或装置？
A:
润滑系统、冷却系统、起动装配、调速装配等。
步骤二：
润滑的作用（10分钟）
⑴润滑作用；⑵冷却作用；⑶清洁作用；⑷密封作用；⑸防腐作用；⑹消振隔声作用。
步骤三：
润滑的分类（25分钟）
1、边界润滑：
靠边界油膜进行的润滑叫做边界润滑。
2、液体润滑：
两运动表面上被一层一定厚度的油膜完全隔开，由液膜的压力平衡外载荷，此时两运动表面不直接接触，摩擦只发生在液膜内部，使干摩擦变成液体摩擦。
⑴液体动压润滑
影响液体动压润滑的因素：
①摩擦表面的运动状态
②滑油粘度
③轴承负荷
④轴承间隙
⑤表面加工粗糙度
⑵液体静压润滑
3、混合润滑：
同时存在着液体润滑和边界润滑（称半液体润滑）或存在着干摩擦和边界润（称半干摩擦）都叫混合润滑。
步骤四：
润滑的方法（10分钟）
1、人工润滑
2、飞溅润滑
3、压力润滑
4、高压注油润滑
步骤五：
柴油机润滑油简介及品种（5分钟）
1、十字头式柴油机曲轴箱油
2、筒形活塞式柴油机曲轴箱油
3、汽轮机油
4、气缸油
步骤六：
气缸润滑的工作条件（5分钟）
工作高温高，活塞运动速度不均匀，使用劣质燃油带来的新问题。
步骤七：
气缸润滑方式（10分钟）
1、飞溅润滑
2、气缸注油润滑
步骤八：
气缸油的选择和使用（17分钟）
1、对气缸油的要求
⑴润滑性
⑵粘度及粘度指数
⑶洁净分散性
⑷中和性能
⑸抗氧化性
⑹其它:
燃烧后生成的灰分、密封性和储存稳定性等等。
2、气缸油的选择
选择气缸油时，一般应根据所使用燃油的硫分来选择气缸油的总碱值（TBN）。
根据使用经验：
使用高硫分（S＞2.5％）的燃油，气缸油的TBN应为65～70；S＜2.5％者，TBN约为40；使用船用柴油时，TBN约为10～14。
直接观察来判断：
若气缸油碱性较低，则在各注油点之间的缸套表面上出现漆状沉积物，使铸铁缸套表面被腐蚀发暗，镀铬缸套表面会出现白斑；若气缸油碱性过高，有可能出现由过量碱性添加剂所形成的大量灰白色沉淀物。
3、气缸注油孔的数量及位置
气缸注油孔的数量和油孔两侧人字形布油槽的形状对注油润滑有很大影响。
在正常情况下气缸注油孔（1～10个）沿缸套圆周均匀分布。
如油孔数太多易引起各注油孔注油不稳定。
气缸注油孔的位置因机型而异。
通常，近代大型柴油机注油孔多在缸套中上部（高位注油孔），而四冲程柴油机的注油孔多分布在缸套下部。
4、气缸油的注油定时
气缸注油率应该适当：
注油过大，不但浪费而且将使过剩的气缸油在活塞顶面、环槽和排气阀等处形成沉淀物，引起活塞环和排气阀粘着，环面不光亮并使气口和气阀通道因积炭堵塞而变窄，严重时将导致扫气箱着火；若注油率过小，则难以形成完整的油膜，使活塞环和气缸套磨损加剧，燃气漏泄严重，环面有磨痕，倒角消失导致拉缸事故发生。
通常：
直流扫气柴油机的推荐注油率约为（0.6～0.8）g／kW·h，而弯流扫气柴油机为（1～1.4）g／kw·h，筒形活塞式中速柴油机约为（1.3～2）g／kW·h。
较理想的缸内特征为：
缸壁表面湿润，干净；首环干燥，第二环半干，半湿，其余环湿润；环面光亮，倒角存在。
5、注油率的选择
注油定时应选择在活塞上行使注油点位于第一、二道活塞环之间时向缸内注油。
但现有的注油设备难以做到准确地定时向气缸注油。
实践证明，只有在缸内压力低于注油管中的油压时，气缸油才会注入缸内。
6、气缸注油设备
气缸注油的主要设备是注油器和注油接头。
步骤九：
课程小结（3分钟）
润滑的功用、分类和方法，气缸注油润滑的要求和注油率的选择。
武汉船舶职业技术学院《船舶内燃机使用及维修》课程教案
（课次：
21学时：
2）
（本课程适用专业：
轮机工程技术（船舶内燃机方向））
课题：
润滑系统和维护管理
教学目标：
知识目标：
掌握各种润滑系统类型、线路、特点及维护管理方法。
能力目标：
熟悉润滑系统的组成及设备，能对润滑系统进行维护管理。
教学重点：
润滑系统的线路和设备。
教学准备：
教学地点：
多媒体教室
教具：
多媒体课件
教材：
《船舶柴油机》，徐立华主编
教学方案的设计：
步骤一：
回顾和引入（3分钟）
Q:
润滑有哪些作用？
A:
⑴润滑作用；⑵冷却作用；⑶清洁作用；⑷密封作用；⑸防腐作用；⑹消振隔声作用。
Q:
润滑有哪几种类型？
A:
边界润滑、液体润滑和混合润滑。
Q:
润滑的方法有哪几种？
A:
人工润滑、飞溅润滑、压力润滑和高压注油润滑。
步骤二：
润滑系统的功用和组成（35分钟）
1、功用：
向柴油机各运动部件输送足量的、温度适宜的清洁滑油，保证运动件间的液体摩擦，减少零件的磨损和摩擦功的消耗。
2、型式及组成：
湿曲轴箱式润滑系统和干曲轴箱式润滑系统
3、湿曲轴箱式润滑系统
结构：
润滑系统设有专门的润滑油箱，油底壳起着循环油柜的作用。
润滑油泵直接从油底壳中把滑油送到各摩擦表面，经过润滑后的滑油全部流回油底壳中。
特点：
润滑系统比较简单，但润滑油和漏到曲轴箱中的燃气接触机会增多，容易使滑油变质；在强化柴油机中，油底壳中的润滑油会形成很多泡沫，滑油泵吸入泡沫就不能保证良好的润滑和工作的可靠性；在船舶摇摆较大时，滑油泵有时吸不上油，影响到润滑油供给的连续性。
另外，清洗和检查油底壳很不方便。
适用范围：
在小型柴油机用得比较普通，在中大型柴油机中很少采用。
讲解图5-4。
4、干曲轴箱式润滑系统
结构：
这种型式的润滑系统设有专门的滑油箱储存滑油，由油底壳或机座收集的滑油经循环油泵不断地抽出（或依靠重力）送至滑油箱；再由压力油泵把滑油箱中的滑油送到各摩擦表面。
特点：
能减少滑油和燃气的接触机会，防止滑油变质，曲轴箱的容积和高度可以减小；滑油积集于单独的循环油箱中，保证船舶摇摆倾斜时不会中断供油，同时便于滑油的检查和更换，放出滑油中的气泡；对于大型柴油机来说，便于工作人员进入曲轴箱内拆装或检查零件。
适用范围：
大、中型船舶柴油机广泛采用干曲轴箱式润滑系统。
系统组成：
通常由曲轴箱强制润滑系统，曲轴箱油分油净化系统和废气涡轮增压器润滑系统等组成。
讲解图5-5、图5-6、图5-7、图5-8。
步骤三：
润滑系统的主要设备（25分钟）
1、滑油泵（lubricationoilpump）
作用：
增加润滑油的压力。
结构形式：
一般采用齿轮泵。
2、滤器（strainer）
作用：
滑油滤器是用来清洗滑油中的金属磨屑、碎粒、灰尘、焦炭以及滑油在高温下受氧化而产生的胶状沉积物等杂质，保证柴油机运转部件间的良好润滑和延长滑油的使用寿命。
结构形式：
按照滤清方式滑油滤器可分为过滤式滤器和离心式滤器两种。
讲解图5-9。
3、滑油冷却器（lubeoilcooler）
结构形式：
船舶柴油机的滑油冷却器绝大多数都采用水冷式，按不同结构形状可分为管式、板式和螺旋铜管式三类。
步骤四：
润滑系统的故障和维护管理（24分钟）
1、润滑油变质
滑油变质原因很多，主要有混入外来物和滑油本身氧化两种。
2、润滑系统的维护管理
⑴滑油压力和温度调节。
⑵备车暖机。
⑶经常检查循环柜油位，保证正常油位。
⑷定期取油样化验分析。
⑸在航行中，应定期用分油机对曲轴箱油进行连续旁通分离。
⑹应定期检查和清洗滑油冷却器。
3、气缸润滑的维护管理
⑴应注意注油器的油位，观察每个油管的泵油情况。
⑵含硫燃油在柴油机低速运转时容易生成硫酸，停车后使用转车机使柴油机再回转一段时间，把残留在气缸中的气体放掉，以免腐蚀气缸。
柴油机经长期停车后起动时，应在转车的同时，用手泵动注油器，以保证气缸壁上有足够的油膜。
⑶保持正常的排气温度，最好不要超过400℃。
超过400℃时，气缸磨损率就要急剧增大。
⑷不能不经试验就混兑使用不同品种的气缸油，因为它们所含的添加剂往往不相同，当混兑使用时，不同添加剂之间可能发生化学反应，使滑油全部变质。
如果将这种滑油注入气缸表面，就会导致严重事故。
例如，某轮因混用两种气缸油，造成七个气缸全部咬缸，给安全运输和国家财产造成很大损失。
⑸如果原先用的是碱性气缸油，则在磨合期间最好改用精炼矿物油或用该柴油机的曲柄箱滑油。
步骤五：
课程小结（3分钟）
润滑系统的功用、组成和主要设备，润滑系统的维护管理。
武汉船舶职业技术学院《船舶内燃机使用及维修》课程教案
（课次：
22学时：
2）
（本课程适用专业：
轮机工程技术（船舶内燃机方向））
课题：
冷却系统
教学目标：
知识目标：
掌握冷却系统的功用、组成和布置和主要设备。
能力目标：
能运用冷却系统的知识，对冷却系统进行维护管理。
教学重点：
冷却系统的组成、布置及设备。
教学准备：
教学地点：
多媒体教室
教具：
多媒体课件
教材：
《船舶柴油机》，徐立华主编
教学方案的设计：
步骤一：
回顾和引入（3分钟）
Q:
润滑系统的功用是什么？
A:
向柴油机各运动部件输送足量的、温度适宜的清洁滑油，保证运动件间的液体摩擦，减少零件的磨损和摩擦功的消耗。
Q:
润滑系统有哪几种型式？
A:
湿式和干式。
Q:
润滑系统的主要设备有哪些？
A:
滑油泵、滤器和滑油冷却器。
步骤二：
冷却系统的功用（15分钟）
高温对机件的影响：
①材料的机械性能下降，产生较大的热应力和变形；
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；
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。
冷却的功用：
使柴油机受热机件，润滑、及增压后的空气保持在合适的工作温度，以保证柴油机可靠工作。
冷却方式：
分为强制液体冷却和风冷两种。
液体冷却的介质：
淡水、海水、滑油等三种。
步骤三：
冷却系统的组成和布置（25分钟）
1、开式循环冷却系统：
图6-1、图6-2
优点：
装置简单、维护方便，水源充裕。
缺点：
容易生成水垢，出水温度不得超过55℃。
2、闭式循环冷却系统：
图6-3
优点：
⑴腐蚀和结垢不严重，能保持机件良好的散热。
⑵出水温度可提高到75℃～90℃。
⑶传热损失小，可以提高工作循环的热效率。
缺点：
是整个系统较为复杂。
3、中央冷却系统：
高温的热淡水和低温的温淡水闭式系统。
前者用于冷却主机，后者用于冷却热淡水和各种冷却器。
受热后的温淡水在一个中央冷却器中由开式的海水系统进行冷却。
因此，只使用一个用海水作为冷却液的冷却器，简化了海水管系的布置。
优点：
⑴海水管系及中央冷却器的维修工作减至最低限度；
⑵气缸冷却水温度稳定，不受工况变化的影响，因而使柴油机始终在最佳冷却状态下运转；
⑶淡水循环可多年保持清洁，维修工作量极少。
缺点：
增加了中央冷却器及其辅助设备和管系，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。
步骤四：
水泵（waterpump）（3分钟）
离心式、往复泵。
步骤五：
膨胀水箱（expansiontank）（10分钟）
功用：
⑴提供淡水膨胀收缩的余地；⑵及时排出系统中的气体；⑶给系统补水；⑷保证了淡水泵具有一定的吸入压力；⑸水处理的投药处；⑹暖缸。
步骤六：
冷却器（cooler）（5分钟）
近年来出现了一些较新式的板式热交换器，但目前船舶柴油机上使用较广泛的仍是管式热交换器。
步骤七：
调温器（bypassvalve）（10分钟）
功用：
自动调节冷却水的温度。
常用的是波纹管调温器和蜡质调温器。
当水温较低时，使冷却水不去淡水冷却器冷却，只进行有利于提高进水温度的“小循环”；当水温升高到一定数值时，再使冷却水全部通过淡水冷却器，进行有利于降低进水温度的“大循环”；或者是一部分冷却水作大循环，另一部分作小循环，使冷却水汇合时得到适宜的进水温度。
步骤八：
维护和管理（15分钟）
⑴淡水泵出口压力应调整在正常工作范围。
⑵淡水温度应根据说明书的规定调整至正常工作范围。
⑶海水出口温度不应超过55℃。
⑷检查各缸冷却水的流动情况。
⑸注意膨胀水箱和淡水循环柜的水位变化。
⑹在进出港机动航行时，可关掉海水泵或控制其流量，以保证淡水温度不致波动过大。
⑺在备车时，应开动淡水泵进行冷却系统驱气。
在需要时，还应同时进行暖缸。
⑻平时应注意检查海底阀是否被杂物堵塞。
在寒冷地区航行时，应注意海水管系的管理，防止海底阀被冰块卡死。
步骤九：
课程小结（2分钟）
冷却系统的类型、组成和布置，冷却系统的设备。
课外作业：
（2分钟）
1、拟出图5-6柴油机曲轴箱油循环系统线路图。
2、拟出图6-3闭式循环冷却系统循环线路图。
3、冷却系统中淡水水温过高或过低对柴油机有何影响？
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