机工业务之学习模块四船用辅机2.

国家高职教育轮机工程技术专业教学资源库建设组《机工业务》子项目组2013年10月《机工业务》国家高职教育轮机工程技术专业教学资源库《机工业务》课程模块四船用辅机知识目标1．了解船舶辅助机械的种类、用途；2．了解各种船舶辅助机械的性能特点；3．熟悉各种船舶辅助机械的结构；4．熟悉各种船舶辅助机械的整个系统；5．掌握各种船舶辅助机械的日常维护保养知识。能力目标1．能正确使用专用工具拆装各种船舶辅助机械；2．能按照程序正确操作各种船舶辅助机械；3．能够分析并排除各种船舶辅助机械的一些简单故障障；4．能对各种船舶辅助机械相关部件进行简单检修。1．严谨细实的工作态度；2．良好的职业道德意识；3．创新意识和创新精神；4．优良的学风和团队协作精神。情感目标国家高职教育轮机工程技术专业教学资源库《机工业务》课程任务引入各种船舶从事运输生产或执行特定任务，经常航行于汹涛骇浪的海洋或急流险滩的江河里，它们怎么能顺利完成预定的任务？除了可靠的船舶本身结构与良好的船舶航行性能外、与船舶动力装置的正常运行密不可分。在船舶动力装置中，“船舶辅机”是指除了船舶主机以外的所有的辅助机械和设备。它们范围广泛，种类繁多，机型各异，大多安装在机舱里，其余则分散在甲板上。所有这些辅助机械和设备，它们在船舶动力装置中的地位，以及在船舶营运中所发挥的作用，都是十分重要和必不可少的。模块四船用辅机国家高职教育轮机工程技术专业教学资源库《机工业务》课程模块四船用辅机MarineAuxiliaryMachinery任务二操作与检修船用空压机与通风机任务一操作与检修船用泵任务三了解辅助锅炉任务四熟悉液压设备的基本知识任务五了解其它辅助机械的基本知识国家高职教育轮机工程技术专业教学资源库《机工业务》课程任务二操作与检修船用空压机与通风机船用空压机是保证主柴油机的起动、换向和发电柴油机的起动的主要设备；而船用通风机是把新鲜空气以较高流速的气流送至机舱，并进行合理的排气的设备。作为值班机工，必须熟悉船用空压机和船用通风机的相关知识，为能正确操作管理这类设备提供依据。任务引入国家高职教育轮机工程技术专业教学资源库《机工业务》课程任务二熟悉船用空气压缩机与通风机一熟悉船用空气压缩机二熟悉船用通风机国家高职教育轮机工程技术专业教学资源库《机工业务》课程一熟悉船用空气压缩机（一）、熟悉船用空压机基本知识（二）、掌握船用空压机的运行管理要点国家高职教育轮机工程技术专业教学资源库《机工业务》课程空气压缩机，简称空压机，是产生压缩空气的机械。压缩空气的用途：(1)供主机起动与换向；(2)起动发电柴油机；(3)为气动辅机(如舷梯升降机、救生艇起落装置等)或其他需要气源的设备，如压力水柜、气笛、离心泵自吸装置、气动控制系统、气动工具等供气；(4)检修工作中用来吹扫零部件、滤器等。（一）、熟悉船用空压机基本知识国家高职教育轮机工程技术专业教学资源库《机工业务》课程应急空压机辅(应急)空气瓶(1)发电柴油机发电机电站电动机主空压机主空气瓶(2)主柴油机一种压缩空气系统布置方案示意图减压站自控压力水柜杂用国家高职教育轮机工程技术专业教学资源库《机工业务》课程空压机分类：(1)按工作原理：容积式活塞式螺杆式离心式轴流式旋涡式动力式(5)按额定排气压力：低压：0.2-1.0MPa中压：1.0-10MPa高压：10-100MPa(3)活塞式按气缸布置形式：直列V型W型(2)按容积流量：微型：1m3/min小型：1-10m3/min中型：10-100m3/min大型：100m3/min(4)按冷却方式：风冷水冷国家高职教育轮机工程技术专业教学资源库《机工业务》课程几个重要概念：容积流量，也称排气量，是指在额定转速和额定排气压力工况下，单位时间所排送的相当于第1级吸气口前的吸气状态的空气体积。标准容积流量，是指换算到标准吸气状态和名义转速下的容积流量。在设计空压机和比较空压机的性能时使用。标准吸气状态，指压缩机吸气口前吸气温度为20℃，压力为0.101MPa，相对湿度为零，冷却水进口温度为15℃。名义转速，是由额定转速圆整出来的理想转速(按国标规定)。公称排气量，额定压力时的排气量。国家高职教育轮机工程技术专业教学资源库《机工业务》课程一、熟悉船用空压机基本结构和工作原理1、理论工作循环①气缸无余隙容积；②吸排气无压力损失和脉动；③吸气过程气体与缸壁无热交换；④无气体漏泄；⑤气体是理想气体。假设无能量、容积损失：活塞式压缩机的理论工作循环1-2：绝热压缩；1-2：多变压缩；1-2：等温压缩，压缩功最小。(一)熟悉空压机的工作原理国家高职教育轮机工程技术专业教学资源库《机工业务》课程2、实际工作循环①气缸无余隙容积；②吸排气有压力损失和脉动；③吸气过程气体与缸壁有热交换；④有气体漏泄；⑤实际气体。活塞式空压机的实际工作循环（1）余隙容积(Clearancevolume)余隙容积：活塞在上止点时，气缸内第一道活塞环以上包括气阀通道的残留容积。余隙容积可以防止：①活塞热膨胀或连杆轴承间隙增大等引起活塞撞击缸盖；②缸内有少量液体引起液击。国家高职教育轮机工程技术专业教学资源库《机工业务》课程中压级：0.09-0.14;（1）余隙容积(Clearancevolume)余隙容积：Vc吸气时，余隙容积中已被压缩的空气要膨胀(3－4)，吸气行程由4－1缩短到4－1，吸气容积由Vp减小到V，使容积流量降低了V。活塞式空压机的实际工作循环余隙容积的影响用容积系数v衡量：)/'(1/)'(/'ppppvVVVVVVV①v=0.65-0.9；②余隙容积Vc越大，v越小；③压力比pd/ps越大，v越小；Vc/Vp称为相对余隙容积，或余隙容积比。11sdpcvppVV低压级：0.07-0.12;高压级：0.11-0.16;国家高职教育轮机工程技术专业教学资源库《机工业务》课程（1）余隙容积(Clearancevolume)余隙高度hc：活塞上止点时与缸盖间的距离。活塞式空压机的实际工作循环①连杆小端轴承磨损hc②连杆大端轴承磨损③缸盖与缸体垫片加厚④缸体与曲轴箱垫片加厚余隙高度的测量方法：压铅丝法(Pressleadwire)。以下情况，hcor？123456781-缸盖2-垫片3-缸体4-活塞5-活塞销6-连杆7-曲轴8-曲轴箱国家高职教育轮机工程技术专业教学资源库《机工业务》课程（2）吸、排气阻力(Resistance)空气流经滤器、气阀及相应通道的阻力损失。活塞式空压机的实际工作循环缸内吸气压力要比吸气口压力ps低。吸气过程终了由于气流惯性影响，缸内压力p1会比吸入之初高些，活塞回行时，只有走过一段行程后，缸内压力才能够达到吸气口的压力ps，相当于有效排气容积又减少了V。阻力损失使容积流量减少的程度用压力系数p衡量：'''''''VVVVVp由于吸、排气阻力的影响，压缩机每转耗功将增加。第II级弹簧张力相对气体压力小，pIpII。国家高职教育轮机工程技术专业教学资源库《机工业务》课程（3）吸气预热(Preheat)压缩机工作一段时间后气阀、缸体及活塞温度升高，气体在吸入过程被加热，比容增大，使实际容积流量进一步减少，这部分损失是预热损失。预热损失在示功图上看不出来，它使压缩机容积流量减少的程度可用温度系数tt=0.90～0.95，随压力比的增高而减小。活塞式空压机的实际工作循环国家高职教育轮机工程技术专业教学资源库《机工业务》课程（4）泄漏(Leakage)泄漏损失是因吸排气阀、活塞环等密封不严而造成的容积流量损失，它可用气密系数l衡量。一般l=0.9～0.98。漏泄也造成功率损失。活塞式空压机的实际工作循环3、容积流量和输气系数活塞式空压机的理论容积流量是由第一级的气缸工作容积、缸数和转速所决定的，即：240/2SznDVtm3/sD-第一级气缸直径，m；S-活塞行程，m；n-转速，r/min；z-缸数。国家高职教育轮机工程技术专业教学资源库《机工业务》课程3、容积流量和输气系数由于余隙容积、吸排气阻力、吸气预热和漏泄的影响，实际容积流量Vs比理论容积流量Vt小，两者的比值用输气系数表示：ltpvtsVV压力比pd/ps增加减小。因为压力比升高则余隙容积损失和漏泄损失增加；而且机体温度也升高，引起预热损失加大。为维护输气系数不致降低：①减少气阀、活塞环等引起的漏泄损失；②及时清洗吸气滤器，减少吸气阻力损失；③保持气缸冷却良好；④压铅丝，检查余隙高度是否合乎设计要求。国家高职教育轮机工程技术专业教学资源库《机工业务》课程4、功率和效率功率效率指示功率Pi：用于压送气体的功率---理论功率：理论循环计算所需功率等温理论功率PT按等温理论循环计算指示效率i：理论功率/指示功率等温指示效率iT绝热理论功率Ps按绝热理论循环计算绝热指示效率is轴功率P：曲轴所得到的输入功率机械效率m：指示功率/轴功率---总效率：理论功率/轴功率等温效率T绝热效率sPTPSPiPisitsT水冷空压机常ηT为评价指标，风冷空压机以ηs为评价指标。国家高职教育轮机工程技术专业教学资源库《机工业务》课程5、多级压缩(Multi-stagecompression)活塞式空压机排出压力较高时采用多级压缩和中间冷却。A-吸入滤器B-一级吸入阀C-一级排出阀D-一级安全阀E-中间冷却器F-二级吸入阀G-二级排出阀H-后冷却器I-二级安全阀两级压缩气缸布置图单级与两级空压机理论工作循环国家高职教育轮机工程技术专业教学资源库《机工业务》课程采用多级压缩与中间冷却的好处：(1)降低排气温度，改善润滑条件。单级压缩在压力比大，压缩终点空气温度高：滑油粘度下降，使润滑条件恶化，加剧气缸磨损，密封性变差；还会引起滑油结焦、变质及裂化，容易导致气阀故障，甚至爆炸。采用多级压缩并设级间冷却，可降低排气温度，改善气缸的润滑条件。(2)提高输气系数。多级压缩每级压力比不超过6～7，减小了余隙容积的影响，提高v。(3)节省压缩耗功。多级压缩和中间冷却使实际压缩过程更接近等温过程，可减小功耗。(4)减轻主要部件的受力。多级压缩低压缸不承受高压，只有尺寸较小的高压缸承受高压，其活塞连杆组件最大承受压力可降至40%左右，相关部件不致过于笨重，轴承受力也可减轻和较为均衡。国家高职教育轮机工程技术专业教学资源库《机工业务》课程级数与各级压力比的确定：理论上弊端实际级数最省功原则：级数越多越省功。制造和维护成本高。水冷：2级风冷：3级压力比最省功原则：各级压力比相等。后级冷却差；后级相对余隙容积大。各级压力比逐渐略降。sdmmsmpppppp121n国家高职教育轮机工程技术专业教学资源库《机工业务》课程结合典型级差式空压机实例，介绍气阀、安全阀、润滑设备、冷却系统、液气分离装置等部件的结构、特点。(二)、熟悉空压机的基本结构国家高职教育轮机工程技术专业教学资源库《机工业务》课程TANABE田边-H631-空气滤清器2-一级气阀组件3-缸盖4-二级吸气阀5-一级安全阀6-液气分离器7-中间冷却器端盖8-密封圈9-管板10-中间冷却管束11-垫片12-缸体13-连杆螺栓14-曲轴箱道门15-连杆大端轴承16-曲轴箱17-连杆18、19-密封圈20-后冷却管束21-后冷却器端盖22-阀组件弹簧23-二级排气阀24-二级安全阀25-排气管26-连杆小端轴承27-活塞销28-卡簧29-二级密封环30-刮油环31-飞轮32-键33-锁紧螺栓34-垫圈35-油封36-轴承盖37-曲轴38-主轴承39-注油器40-滑油泵41、43-传动齿轮42-水泵44-活塞45-一级密封环国家高职教育轮机工程技术专业教学资源库《机工业务》课程TANABE田边-H631-空气滤清器2-一级气阀组件3-缸盖4-二级吸气阀5-一级安全阀6-液气分离器7-中间冷却器端盖8-密封圈9-管板10-中间冷却管束11-垫片12-缸体13-连杆螺栓14-