LESSON 13
船用中速柴油机（II）
活塞
活塞是筒状部件。头部厚实，筒壁逐渐减薄。燃烧室封闭在缸盖和活塞之间，且大部分有活塞顶包容。正因如此，活塞头的顶面是盆状的，或是环形空腔。活塞边缘开有避让坑以便当阀开启时避让气阀。活塞的冷却是通过滑油循环穿过活塞顶底面和环带内，或是特殊形状的通道实现的。最简单的方法是将油飞溅或喷射到活塞头底面。而较复杂的一种结构，包括一个为滑油循环流动而专门建造的冷却腔。在某些结构内，该冷却腔采取了在活塞头内铸造成盘管形式，将热从活塞环区传向外面。在另一种结构中，冷却腔是开启式的，其构造可使油向四周激烈飞溅。该种结构被称为“鸡尾振荡”，油的运动产生极好的传热。大功率柴油机的活塞通常做成两部分用螺栓固定在一起，形成精确成形的冷却腔。
活塞是用铝合金制成的，这是为了在高速运转时保持平衡并减轻重量。在其他的结构中，如果降低重量不是那么需要，它们可完全用铸铁制造。大功率上下组合式活塞，通常活塞头用耐热合金钢制成，活塞裙可用轻质合金或铸铁制成，二者用螺栓紧固。
活塞裙的销座内装有活塞销。一般来说，活塞销在销座和连杆小端内完全浮动。活塞销在端部的定位，可通过压板固定在销座孔外侧小凹槽中装入卡簧来定位。
轴承
主轴承的瓦背是钢制的，表面涂一层轴承合金，轴承合金可以是白合金、铜铅合金或是铝锡合金。轴瓦通常镀有一层铅或铟的薄镀层，提供一层抗腐蚀的保护层。它们位置固定，由机座或机架上的孔来定位。一对主轴瓦的外周边稍大于容纳它们的轴承座孔的内径，此差称为过盈。组件用螺栓上紧，使轴瓦与轴承座之间均匀接触。
连杆大端轴承的结构与主轴承的结构类似。轴瓦一般有定位的卡舌和油槽。这些油槽沿轴向轴瓦长度的中心和轴承座内的油槽相对应。通过这些油槽，输送油沿连杆向上润滑连杆小端，并冷却活塞。两片轴瓦由轴承盖固定在一起。轴瓦靠轴承座孔的精确度保持呈圆形。因此，将大端螺栓上紧至设计的拉力是很重要的。因为螺栓上得过紧或过松将导致轴承座孔失圆，合适的上紧度可通过拉力计来测量螺栓拉伸量，或使用扭力扳手，或专门的液压上紧装置来获得。
进排气阀
在工作冲程结束时，排气阀克服缸内压力开启。该压力比进气阀开启时克服的压力大许多。进一步说，一旦排气阀开启，排气压力有助于驱赶废气经排气阀排出。正是基于这种考虑，排气阀直径设计得比进气阀小的情况很常见。孔径小有助于冷却，这对经常出现热应力的排气阀很重要。进排气阀座常在运行中损坏，须经常与阀重新研配，排气阀更需如此，因为排气阀在高温下工作，且排气中可能含有炭颗粒，它们常隐匿在阀座下，产生点蚀。为了方便排气阀座的频繁研配，对设计成燃烧重油的柴油机，其排气阀封装于独立阀腔的情况很常见。（在这种情况下）排气阀可从缸头取下而不必拆卸整个缸头。在大型中速柴油机中，有时进排气阀均装在与缸头分离的阀腔中。
如果排气阀承受的热负荷均匀分配于阀上，排气阀两次研配的间隔可以延长。这可通过在柴油机工作时，让阀缓慢转动来实现。该动作由转阀器来完成，转阀器带有棘轮机构，棘轮机构由摇杆机构驱动，每次使阀转动一点。
阀的操纵机构
凸轮随动杆或顶头的动作由顶杆和摇臂传到阀。摇臂一端带有调节螺栓，通过它可以调节摇臂和气阀凸轮间的间隙（气阀间隙）。一定的气阀间隙对阀的良好工作非常重要。当阀保持关闭时，必须靠缸内气压保持阀落座。如果没间隙，气阀被顶开，使气体通过阀座漏泄并造成损害。另一方面，气阀间隙不能过大，因为阀被顶离阀座时受到摇臂敲击，当摇臂离开阀，阀落座时再次对阀座敲击，会对阀造成损害。
阀和构成阀驱动机构的组件一定会膨胀，致使气阀间隙在热态时和在冷态时不同。调定间隙时，必须为此留出裕量，且密切注意，间隙的调整和机器的温度一致。有些生产厂家给出了冷态时间隙，有些生产厂家给出了机器运转时合适的间隙值。

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喷油设备
有两种喷油系统正在使用，一种是共管系统，另一种是所谓的脉动泵系统（独立喷射系统）。在后一种系统中燃油由各缸的喷油泵定量和增压，而喷油泵定时开启，在适当时刻将燃油经喷油器喷入气缸。大多数中速机使用后一种喷油系统。
喷油泵
喷油泵柱塞由凸轮和驱动机构从动部（顶头）驱动，当从动部落在凸轮基圆上时，喷油泵柱塞在其行程底端，套筒进油口打开，使燃油进入环绕套筒的油槽，流入套筒内柱塞上部空间。随凸轮转动，柱塞升起，遮蔽进油口。此时，泵油作用开始，柱塞的进一步上行使燃油压力升高，致使燃油经排出阀到达喷油器。柱塞在其顶部圆柱形表面开有螺旋槽。柱塞绕其轴线不同角度的定位，确定了螺旋槽与进油口的相对位置，使柱塞顶部密封进油口与螺旋槽沟通间的行程增大或减少。
当螺旋槽与油口沟通时，柱塞上部高压的燃油释放到低压空间；（此时）虽柱塞继续上升，但泵油作用停止。所供燃油数量随柱塞（槽）偏斜位置所决定的有效行程长度而变。柱塞的偏斜位置由齿条和齿套控制，齿套是一个滑套，轴向开槽，以容柱塞末端突出块卡入。因此齿条的位置决定了供油量。提升螺钉位置将使喷油提前。
喷油器
燃油离开喷油泵排出阀后，经钢质高压油管送至喷油器。喷油泵产生的压力作用在针阀导向部分下环行部分。当作用在针阀上的油压产生的向上的力超过压缩弹簧施加的力时，针阀抬起。油压即可作用在整个针阀横截面上，针阀瞬间达到全开位置。燃油以高速由喷油器喷孔喷出，使其粉碎成细小的油滴，分散到燃烧室中。当喷油泵中油压因回流释放时，针阀在弹簧作用下立即重新落座。弹簧设定的开启压力十分重要，对中速机而言，该压力在20MPa（200大气压）左右。
喷油泵的出油阀对确保燃油喷射的干净利落起十分重要的作用。该出油阀既能像止回阀一样防止全部燃油从连接高压油泵与喷油器的高压油管返回，也能在设计上在其关闭时吸收少量燃油。这将使喷油器的油压更迅速地降低而不象其他情况那样，从而使喷射结束迅捷，有助于针阀快速落座，而不至引起喷孔处滴漏。这种作用通过针阀上形成的台肩来实现。该台肩与本体上孔之间的间隙是十分重要的尺寸，在研阀过程中必须保持该间隙。