柴油机机体结构详解

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柴油机的机体由汽缸盖、汽缸体、曲轴箱三部分组成。机体是柴油机的骨架，是其它零部件的安装基础。柴油机在工作时，机体部件承受着气体燃烧时的爆发压力、活塞运动时的侧向力、曲柄连杆运转时的倾覆力矩和曲轴轴系的不平衡力矩等。因此机体部件的可靠性和耐久性是发动机和机构正常运行的根本保证。    为此，机体从材质上通常选用高强度球墨铸铁，并且采用整体铸造方式来保证各种复杂型腔的形成。

   
    该型柴油机采用两列汽缸，V型对称布置的方式，每列十个汽缸，共二十个，V型夹角600°曲轴采用下部轴承螺栓悬吊固定的方式，这就要求固定螺栓必须要有很高的强度。该型机的汽缸体采用将所有缸体铸成一体的整体式。机体上部为V型，V型上平面开有汽缸孔、气门推杆孔、机油孔及冷却水出水孔等。

　　汽缸体的前端与前端盖连接，中间加垫片，形成正时齿轮室，内装正时齿轮即传动机构，而后端与联轴节相连，通过联轴节，与发电机轴相连。其下部与油底壳（油盘）连接，中间加垫片，形成曲轴箱，内装曲轴主轴承及机油粗滤网。其右侧装凸轮轴（用于带动，控制进气和排气门的开、关，以及柱塞式燃油喷射泵的动作）、轴套、燃油泵、机油泵、燃油滤清器及水过滤器等。

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(一)机 座
    机座位于柴油机的最底部，曲轴主轴颈坐落在机座上的主轴承座中。机座的主要功用是：支承机体、气缸盖、运动部件以及所有附属机件的全部重量；承受着燃气的爆发压力、各运动部件的惯性力、连接螺栓的预紧力等；收集或贮存从各摩擦表面漏出的润滑油，柴油机通过机座与船体上的底座固定。因此，要求机座不仅要具有足够的强度，而且更重要的是具有足够的刚度。因为机座的变形会直接影响运动部件的精确位置和良好的配合，将加速运动部件的磨损，导致柴油机不能正常工作。
    大型柴油机机座型式一般是整体方箱形结构，如图3-65(b)所示。



图3-65(a)是平底焊接结构机座的横剖面，



它是由上座板、纵向侧板、下座板、内横隔板、主轴承座等组成，各框形空间相通并设有输油孔。为了增加纵向刚度，增设中间侧板。为了减轻重量在横隔板上设有减重孔。贯穿螺栓的螺帽压紧在横梁下端边缘上。在底板上方设有滤网，避免落入油池的润滑油产生气泡和滤掉杂物。下座板可直接安装在机舱双层底的舱板上，不用另设基座。
    大连船用柴油机厂生产的L6OMC柴油机机座是由两侧的纵梁及带铸钢轴承座的焊接横梁组成。该机机座具有很高的刚性和较小的外形尺寸，其结构形状如图3-66所示。


    图3-67为整体铸铁机座，主要用在中小型柴油机中。图3-66(a)为6250柴油机机座的横剖面，



图3-66(b)为4140柴油机机座立体简图。



在机座上平面有与机体连接的螺孔，主轴承座设在横隔板上，横隔板上铸有加强筋条两侧有与船体基座相连接的支承，这种机座相对支承的重心较低。
    (二)油底壳
    油底壳是具有倒挂式或隧道式主轴承结构的柴油机所具有的部件。其主要功用是：封闭曲轴箱，防止脏物进入而污染滑油；收集和贮存(湿式)润滑油。常见的油底壳是钢板焊接或由铸铁、铝合金浇铸而成。
    油底壳结构比较简单，上边四周平面用螺钉与机体下平面相连接，在连接面间设有防漏垫。在油底壳上设有油标尺插孔、放油口、感温元件接口等。图3-68(a)为Z12V19OB型柴油机的油底壳，是由钢板焊接而成。



中间装有防泡板，用以消除润滑油落入油底壳时产生泡沫，影响润滑系统的正常工作。在底部还装有二排蛇形铜管，首尾两端与预热蒸汽系统相通，用以柴油机在低温起动前通入蒸汽，预热滑油，降低粘度减少摩擦阻力，使起动容易。图3-68(b)为135柴油机的油底壳，较深部分是为了保证润滑油具有一定深度，滑油泵的吸入口就设在这里。


    三、机体功用和结构
    (一)机体的功用
    机体是柴油机的骨架，大、中型柴油机机体由气缸体和机架两部分组成，小型柴油机和轻型大功率高速柴油机的机体由气缸体和曲轴箱组成。气缸体上面安装气缸盖；气缸体中装有气缸套，气缸套与气缸体间形成冷却水腔(湿式气缸套)，机体下平面与机座或油底壳相连，形成曲轴回转的封闭空间，在机体外部还安装有喷油泵、调速器、起动换向装置、配气和喷油泵的驱动机构、扫气箱、各种管路系统及其他辅助装置等。
    因此，机体承受着气体爆发压力，运动部件的侧推力、惯性力以及安装部件的紧固力等。这就要求机体具有足够的强度和刚度。一般，中小型铸造机体采用高强度铸铁，如HT21-40、HT28-48或合金铸铁。在高速轻型柴油机中往往采用铝合金铸造而成的机体。在大型低速柴油机中为了减轻重量，机体用钢板焊接而成。
    (二)机体结构
    在低速十字头式柴油机中，机架和气缸体是分开制作的。图3-69是L6OMC大型低速柴油机的机架和气缸体的立体简图，



机架形如“A”字，由钢板焊接而成。机架两侧设有道门孔，用以装修人员从此进入接近十字头、主轴承及曲柄销轴承等。机架内设有贯穿螺栓孔，用以通过贯穿螺栓把机座、机架、气缸体三者紧固成一体；机架内对每个气缸安装有十字头滑块的导板及一个开槽的冷却润滑油出口管(在该管内固定在十字头上的冷却润滑油出口管可以移动)。
    每个气缸的气缸体是单独制作的，各气缸体之间通过结合面由螺栓拉紧连接。每个气缸体有两个中心孔包住(封闭)气缸套，一个孔位于气缸体内的顶部，另一个是在气缸体内侧中间向下的位置上。气缸体的上部包着气缸套中部形成了冷却水腔，而其底部构成扫气空间(参看图3-82)。



气缸体底部的中心孔用来安装活塞杆填料函(参看图3-8l RL56型机的缸体部分)。



在气缸体排气侧有一圆形开孔，它与柴油机纵向的扫气总管相通。另外还有一个孔供冷却水管通入(图中未画)。气缸体另一侧布置有供清扫和检查冷却水腔的道口及门盖。
    图3-70(a)是6250型中速柴油机的机体横剖面。



机架与气缸体用高强度铸铁铸成一个整体。机体内装有气缸套，右上方设有安装凸轮轴的孔道，左侧内铸有冷却水总管。机体两侧设有道门孔供拆装或检查连杆和主轴承用，平时由道门封闭。该机为正置式主轴承型式，所以机体上没有主轴承座。图3-70(b)为4140型柴油机机体的立体简图。
    图3-71是L20/27型柴油机具有倒挂式主轴承座的箱式机体结构。