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第九章 柴油机特性及选型 第一节 概述 一、船舶柴油机的工况 二、柴油机特性及研究柴油机特性的目的 三、柴油机特性分类 一、船舶柴油机的工况 1.发电机工况 柴油机的发电机工况是转速不变而功率随时发生变化的工况 2.螺旋桨工况 柴油机发出的功率和其转速都是改变的。螺旋桨在工作时其吸收功率与转速的m次方成比例(Pp=cnm)。 3.其他工况 它的功率与转速之间没有一定的关系。 驱动调距桨的主机 驱动应急救火泵或应急空压机的柴油机 航行条件和运行状态发生变化时 二、柴油机特性及研究柴油机特性的目的 1.柴油机特性 柴油机特性：柴油机的主要性能指标和工作参数随运转工况变化的规律。 主要性能指标：平均有效压力pe、有效功率Pe、有效转柴矩Me、有效热效率ηe和有效油耗率ge等 工作参数： 转速n、增压压力pk、最高燃烧压力pz、最高排气温度tr、增压器转速nk和涡轮机出口温度tT等 2.研究柴油机特性的目的 (1)评价柴油机性能。 (2)确定柴油机工况。 (3)分析影响特性的因素，寻找改善发动机特性的途径， (4)检测柴油机的状态。 三、柴油机特性分类 Pe=cpeni 第一类 平均有效压力pe不变，有效功率Pe随转速n改变而变化。——速度特性。 第二类 柴油机运转的转速n保持恒定，通过改变平均有效压力pe来改变有效功率Pe。——负荷特性。 第三类 柴油机运行中平均有效压力pe和转速n同时改变。 第二节 柴油机特性 一、速度特性 二、负荷特性 三、推进特性 四、柴油机的限制特性 一、速度特性 速度特性: 将喷油泵油量调节机构固定在某一位置上，然后改变柴油机的负荷，使柴油机转速变化，测得的柴油机主要性能指标和工作参数随转速变化的规律 1 ．全负荷速度特性 2 ．超负荷速度特性的测量 3 ．部分负荷速度特性 1 ．全负荷速度特性 全负荷速度特性：将柴油机喷油泵油量调节机构固定在相当于标定转速下发出标定功率的供油位置上，然后，通过调节试验负荷，逐步改变柴油机的转速。由此得到的性能指标及工作参数随转速变化的规律。 1）标准试验环境状况 一般柴油机 大气压力p0=100kPa或750mmHg 相对湿度?0=30% 环境温度T0=298K或25℃ 中冷器进口冷却介质温度Tc0=298K或25℃。 标准试验环境状况 “无限航区”的船用内燃机(IACS) 大气压力px=100kPa 相对湿度?x=60% 环境温度Tx=318K或45℃ 中冷器冷却介质进口温度Tcx=305K或32℃。 2）标定功率 标定功率：指标准环境状况下，制造厂根据内燃机的用途和特点规定的在标定转速下的有效功率(kW)。 (1)15min功率； (2)1h功率； (3)12h功率； (4)持续功率。 船用柴油机以持续功率作为标定功率 国外船用柴油机 MCR（Maximun Continuous Ratings） 3）速度特性的测量 试验前的准备工作 （1） 柴油机具有良好的技术状态，然后进行特性试验。 （2） 试验时保持柴油机稳定运转各系统调整在最佳状态 功率贮备 主机长期运转最大功率要低于标定功率一个值。 柴油机的速度特性 2．超负荷速度特性 船用柴油机的超负荷功率 功率 标定功率的110% 转速 标定转速的103% 运转时间 在12h运转期内允许超负荷运转1h。 柴油机的速度特性 3）部分负荷速度特性 如果将喷油泵油量调节机构固定在小于标定功率油量的各个位置上，分别测得的柴油机的主要性能指标和工作参数随转速变化的关系。 可测得若干条柴油机部分负荷速度特性曲线 柴油机的速度特性 二、负荷特性 柴油机负荷特性: 在转速保持不变的情况下，柴油机的各项主要性能指标和工作参数随负荷变化的规律。 负荷特性是在试验台上或实船条件下测取的。 二、负荷特性 作用： ①比较不同柴油机的性能或评价同一柴油机的结构设计改变或调整后的效果； ②标定柴油机的功率； ③绘制万有特性曲线（柴油机各种性能参数相互关系的综合特性曲线） 三、推进特性 螺旋桨推力FP和转矩MP 与转速的关系 ＫＦ、Km与进程比λp的关系 进程比 进程比λp是指螺旋桨每转一转实际产生的位移与螺旋桨直径D之比， λp＝vp／npＤ＝hp／Ｄ 式中： hp——螺旋桨每一转的进程； vp——船速。 推力和转矩公式可写成 Ｆp=Ｃ1np2 Ｍp=C2np2 螺旋桨功率与转速的关系 Pp＝Ｃnp3 (kW) 柴油机的推进特性 Ｐe= Pp＝Ｃnp3（kW） 柴油机的推进特性 柴油机按照螺旋桨特性工作时，各性能指标和工作参数随转速(或负荷)变化的规律。 推进特性曲线 四、柴油机的限制特性 柴油机的限制特性 指限制柴油机在