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第2章第1节 柴油机总论

第一节 柴油机总论 燃烧(燃料的化学能转变成热能)发生在汽缸外部(锅炉),热能转变成机械能发生在汽缸内部-两次能量转换不是发生在同一机械内部的动力机械 燃料在发动机的气缸内燃烧并直接利用燃料燃烧产生的高温高压燃气在气缸中膨胀作功。两次能量转换发生在同一机械内部 柴油机与汽油机比较 柴油机实例 柴油机实例 常用术语 (1)上止点(Top Dead Center) -TDC (2)下止点(Button BDC) (3)行程(S) (4)缸径(D) (5)气缸工作容积(Vs) (6)气缸总容积(Va) (7)气缸余隙容积(Vc) (8)余隙高度 (9)压缩比ε 压缩比为 气缸总容积与压缩室容积之比值。 (1)四冲程和二冲程柴油机 (3)低速、中速和高速柴油机 (4)筒状活塞式与十字头式柴油机 (5)直列式和V型柴油机 (6)右旋和左旋柴油机 (7)可逆转和不可逆转柴油机 (8)短行程、长行程、超长行程柴油机 2、柴油机的的分类 增压的概念 通过提高柴油机的进气压力,使进气密度增加,实现在同样的气缸容积中充入更多的空气量,以便喷入更多的燃油,提高柴油机的平均有效压力,从而提高柴油机单机功率的方法。 增压的目的 在不改变柴油机原有尺寸的前提下,提高柴油机的单机功率。 增压的形式(种类) 机械增压;废气涡轮增压;复合增压 (2)增压和非增压柴油机 Turbocharger Cylinder air Exhaust Gas Piston 增压:增加进气压力来提高功率和平均有效压力的方法 增压种类 机械增压 废气涡轮复合增压   低增压柴油机 pk≤0.17 MPa  中增压柴油机 pk =0.17-0.25 MPa  高增压柴油机 pk =0.25 - 0.35 MPa 超高增压柴油机 pk 0.35 MPa 增压柴油机参数 按照柴油机转速n (r/min)分类:  低速柴油机 n≤300 r/min  中速柴油机 300<n≤1000 r/min  高速柴油机 n>1000 r/min 按照活塞平均速度vm (m/s)分类:   低速柴油机 vm < 6 m/s   中速柴油机 6 ≤ vm < 9 m/s   高速柴油机 vm ≥9 m/s 直列式(小于12缸) 气缸中心线夹角 45/60/90度 曲轴刚度和安装限制 不超过12缸 比重量小 比重量大 V形(12-24缸) 自由端 输出端 从输出端向自由端看,正车是顺时针方向旋转-----右旋机 正车是逆时针方向旋转---左旋机 定距桨(FPP)-主机可逆转 (靠正反转实现船舶正倒航) 调距桨(CPP)-主机不可逆转 (靠改变螺距实现船舶正倒航) 驱动发电机的柴油机是定速不可逆转柴油机 带有正倒车离合装置-主机不可逆转 不带有正倒车离合装置-主机可逆转 S/D行程缸径比对柴油机性能有很大影响 S/D≤3.0(2.5) 短行程柴油机 3.0(2.5)<S/D ≤ 3.5(3.0) 长行程柴油机 S/D 3.5(3.0) 超长行程柴油机 3、船用柴油机的要求 ?(1). 可靠性和可维修性 ?(2). 经济性 ?(3). 机动性 ?(4). 重量和尺寸 ?(5). 续航力 (1). 可靠性和可维修性 Reliability and Maintainability 可靠性:动力装置在规定的条件下,在规定的时间内完成规定功能的能力.-安全航行的保证 可维修性:指已发生故障的动力装置,在规定的时间内,通过维修使之保持或恢复到使用条件下完成规定功能的能力。-可靠性的必要补充 (2). 经济性 Economic Performance 经济性:动力装置的花费占总费用的50%包括:燃油费、滑油费、折旧费及维护费等. ◆启航时间 (3). 机动性 Flexible Performance ◆起动开始到全功率所需的时间(加速性能) ◆换向所需时间和可连续起动次数 ◆紧急倒航所需时间(或船滑行距离) ◆最低稳定转速和转速限制区域 ◆启航时间 ?启航时间:启航命令开始,经过暖机、备车和冲试车,使发动机达到随时可用状态所需要的时间. 大型柴油机一般2小时左右 ?油(燃/滑油)、水(活塞/缸套冷却水)、气(压缩空气)、汽(锅炉加热蒸汽)等的准备时间的长短。 影响因素 ?发动机类型不同,其加速性能不同. ?运动部件质量惯性:中高速机优于低速机 ?运动部件热惯性:中高速机优于低速机 ?船舶阻力:阻力大,降低加速性能. ?螺旋浆形式:调距桨优于定距桨 ◆起动开始到全功率所需的时间(加速性能) 影响因素 ?主机在最低稳定转速时,由发出换向命令到主机以相反方向开始工作的时间。 ?

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