柴油机工作原理(简单版)PPT课件

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1、27.10.2020,.,1,柴油机Marine diesel engine,27.10.2020,.,2,第一节 柴油机的工作原理,一、柴油机的基本概念 二、柴油机基本结构参数 三、柴油机工作原理 四、二冲程柴油机的换气形式 五、增压柴油机 六、柴油机的分类,27.10.2020,.,3,一、柴油机的基本概念,工作原理,工作原理,(Thermal /heat Engine),(Internal combustion engine),(External combustion engine),(Steam engine),(Steam turbine engine),(Gasoline engi

2、ne),(Gas turbine engine),(Diesel engine),27.10.2020,.,4,第一章 柴油机的基本知识,第一节 柴油机工作原理 第二节 柴油机热力循环 第三节 柴油机性能指标 第四节 提高有效功率和经济性的途径,27.10.2020,.,5,主推进装置,主推进装置由船舶主机,轴系和螺旋桨组成 船舶主推进装置通常由主机的类型分类 柴油机动力装置 蒸汽动力装置,主柴油机,传动轴系,螺旋桨,舵,27.10.2020,.,6,功率：70000KW L：25M H：13M B：7M,27.10.2020,.,7,27.10.2020,.,8,燃气轮机工作原理,gas t

3、urbine engine,27.10.2020,.,9,蒸汽轮机工作原理,Steam turbine engine,27.10.2020,.,10,柴油机的定义,使用挥发性较差的柴油或劣质燃料油作燃料； 采用内部混合法形成可燃混合气； (工质？) 缸内燃烧采用压缩式发火。,柴油机的优点,1 经济性好。 2 功率范围宽广 3 尺寸小，重量轻 4 机动性好，适应船舶航行的各种工况要求,柴油机的缺点,振动和噪音 工作条件恶劣,柴油机是一种压缩发火的往复式内燃机。,(Compression ignition),27.10.2020,.,11,柴油机与汽油机区别,27.10.2020,.,12,大型低

4、速船舶柴油机,27.10.2020,.,13,27.10.2020,.,14,1 气缸直径(Bore):汽缸内径，简称缸径D。 2 曲柄半径(Crank Radius) 3 上止点(TDC)：活塞在气缸中运动到最上端，即离曲轴中心线最远时的位置。 4 下止点(BDC)：活塞在气缸中运动到最下端，即离曲轴中心线最近时的位置。 5 冲程(Stroke)：又称行程。活塞在上、下止点间的运行距离。它等于曲柄回转半径的两倍，即S2R。 6 压缩室容积Vc：活塞位于上止点时，活塞顶与气缸盖底面之间的气缸容积，又称燃烧室容积。 7 气缸工作容积Vs：活塞从上止点到下止点所扫过的气缸容积。 8 气缸总容积Va

5、：活塞位于下止点时，活塞顶以上的全部气缸容积，它是压缩室容积和工作容积之和。 9 压缩比：气缸总容积与压缩室容积的比值。常以表示。,二、柴油机的基本结构参数,Compression ratio,27.10.2020,.,15,压缩比 (Compression ratio),小型高速机大型低速机 非增压增压 四冲程二冲程 柴油机汽油机,1.经济性： 经济性提高， 12 对经济性影响 2.机械负荷： 的增加-压缩压力 Pz 机械负荷 磨损加剧， 限制其上限。当代船用柴油机提 高到22。 3.燃烧和起动：保证冷车起动，不能太低，限制其下限。,27.10.2020,.,16,25期 1 柴油机下止点是

6、指_。 A气缸的最低位置 B活塞离曲轴中心线的最远位置 C工作空间的最低位置 D活塞离曲轴中心线的最近位置 27期 1 柴油机下止点是指 。 A气缸的最低位置 B曲柄处于最低位置 C工作空间的最低位置D活塞离曲轴中心线的最近位置 28期 3活塞在气缸内从上止点到下止点所扫过的容积称为 。 A燃烧室容积B气缸总容积C气缸工作容积D存气容积 29期 1 在内燃机中柴油机的本质特征是： A 用柴油做燃 B外部混合 C内部燃烧D压缩发火 30期 1.不同机型压缩比的大小,一般地说： A. 增压度越高,压缩比越大 B. 小型高速机的压缩比较低速机的小 C. 现代新型低速柴油机的压缩比越来越大 D. 二冲

7、程柴油机比四冲程机压缩比大 32期 1.柴油机压缩比不能过低，其下限应能保证： A 压缩终了时气缸内空气温度应高于柴油的自燃点 B冷车起动可靠与低负荷运转稳定 C最高爆发压力正常 D燃烧室有足够的油气混合空间 34期 1. 通常,高速柴油机的压缩比一般比低速机的大些,其主要原因是 A. 经济性要求 B. 起动性能要求 C. 结构特点 D. A+B,27.10.2020,.,17,36期 1. 柴油机与汽油机同属内燃机,它们在工作中的不同主要是： I.使用燃料不同 II.发火方式不同 III.内部燃烧不同 IV.燃油与空气混合方式不同 V.供油系统不同 VI.低温起动性不同 A. II+III+

8、IV+VI B. I+II+IV+V C. II+IV+V+VI D. I+III+V+VI 37期 1. 在下列装置中,属于内燃机的是： I.燃气轮机 II. 蒸汽轮机 III.煤气机 IV.汽油机 V.柴油机 VI.蒸汽机 A. II+III+IV+VI B. I+III+IV+V C. II+IV+V+VI D. I+III+V+VI 38期 1. 大型低速柴油机曾采取限制或降低压缩比的目的是： A. 限制机械负荷 B. 限制曲轴最大扭矩 C. 限制往复惯性力 D. 限制离心惯性力 40期 1. 在内燃机中柴油机的本质特征是： A. 内部燃烧 B. 压缩发火 C. 使用柴油做燃料 D.

9、用途不同 43期 1. 柴油机下止点是指_。 A. 气缸的最低位置B. 工作空间的最低位置 C. 曲柄处于最低位置D. 活塞离曲轴中心线的最近位置 44期 1、当活塞将扫、排气口全部关闭时的气缸总容积与压缩容积之比称为: A、名义压缩比 B、几何压缩比 C、有效压缩比 D、行程失效系数 45期 1.关于活塞行程的错误认识是_. A.活塞在上下止点间的运行距离 B.等于曲柄半径的两倍 C.等于主轴颈中心线到曲柄销中心线距离的两倍 D.等于主轴颈中心线到曲柄销中心线间距离,27.10.2020,.,18,27.10.2020,.,19,27.10.2020,.,20,27.10.2020,.,21

10、,三、柴油机工作原理,1、基本工作原理 2、四冲程柴油机及工作原理3、二冲程柴油机及工作原理,27.10.2020,.,22,1、基本工作原理,进气,压缩,燃烧,喷入燃油,膨胀做功,排气,27.10.2020,.,23,2、 四冲程柴油机 定义：用活塞的四个行程完成一个工作循环的柴油机。 四冲程柴油机完成一个工作循环，活塞上下运动四次，曲轴转2圈，凸轮轴转1圈。,27.10.2020,.,24,四冲程柴油机的工作原理,1)进气行程：进气阀上止点之前开，下止点之后关。曲轴转角220-250 2）压缩行程：压力到达3-6MPa，温度600-700.曲轴转角140-160压缩终点的压力和温度用pc和

11、tc 3）燃烧和膨胀行程：由于猛烈燃烧压力达到5-8MPa，甚至13MPa以上，温度1400-1800。这个时候产生最大的压力和温度用pz和tz表示 4)排气行程：靠汽缸内外压力差排出，曲轴转角230-260.,27.10.2020,.,25,四冲程柴油机的工作原理示意图,轮机英语的英语表述？,27.10.2020,.,26,27.10.2020,.,27,气阀定时和气阀重叠角,气阀重叠角： 同一气缸的进、排气阀 在上止点前后同时开启 的曲轴转角.增压（80-130）大于非增压（25-50）见课本表1-3 作用：提高换气质量，减少排气耗功，实现燃烧室扫气,气阀定时园图：用曲柄转角来表示进、排气

12、阀在上、下止点前后启闭的时刻，绘制在一个园图上。 进气提前角，进气滞后角，排气提前角，排气滞后角。,27.10.2020,.,28,27.10.2020,.,29,27.10.2020,.,30,3、二冲程柴油机,定义：若柴油机工作循环的四个过程是通过活塞的二个行程来实现，这种柴油机叫做二冲程柴油机 。 曲轴转360度，活塞上下运动2次，曲轴转1圈，凸轮轴转1圈。 1。换气-压缩行程，活塞由下止点向上止点运动。在上止点之前喷油。 2.膨胀-换气行程。由上向下。当排气口打开时压力0.5-0.6MPa温度600-800. 燃烧和膨胀行程曲轴转角90-120，换气过程占130-150，压缩行程占12

13、0,27.10.2020,.,31,二冲程柴油机工作原理图,27.10.2020,.,32,特点：只有压缩和膨胀行程，取消吸、排气行程,27.10.2020,.,33,s: 行程失效系数 s=气口高度/行程,27.10.2020,.,34,4、四冲程与二冲程柴油机的比较,1、二冲程柴油机的换气机构较简单，T短，掺混，二冲程柴油机的换气质量较四冲程机差,耗气量大。 2、二冲程柴油机回转比四冲程机均匀，飞轮小，功率大，二冲程机的热负荷比四冲程机高 3、相同功率条件下，二冲程的尺寸与重量比四冲程小 4、二冲程柴油机功率大，约为四冲程机的1.6倍1.7倍 5、同转速下，二冲程机凸轮转速高，喷油泵柱塞速

14、度快，喷油嘴热负荷高，易喷孔堵塞。,27.10.2020,.,35,二冲程机与四冲程机的比较： 四冲程机 二冲程机 一个循环 四个行程 二个行程 一个循环 720CA 360CA 功率 1 1.6倍1.7倍 回转均匀性 差 好 换气机构 复杂 简单 换气质量 好 差 换气过程 进、排气分开 进、排气同时 换气时间 长（450-510） 短（130-150） 换气流速 慢（压差小） 快（压差大） 热负荷 低 高 11自吸能力 有 无 12机械负荷 高 低 13噪音 大 小,27.10.2020,.,36,四、 二冲程柴油机的换气形式,弯流 横流 回流 半回流 直流 排气阀扫气口式 排气口扫气口式

15、,(loop),(uniflow),27.10.2020,.,37,横流扫气,扫气口与排气口布置在气缸下部圆周的两侧，排气口高于扫气口。 特点：扫气口与排气口水平和垂直方向均有倾斜角控制气流方向。,27.10.2020,.,38,回流扫气,排气口与扫气口均处于气缸的同一侧，排气口在扫气口的上方，其气口开启。,27.10.2020,.,39,半回流扫气 扫气口布置在排气口的下方及两侧 兼具两者特点,27.10.2020,.,40,直流扫气(uniflow),排气阀-扫气口（现代 船舶大型柴 油机的主要形式） 进气口在纵向和横向都 有倾斜角 ，保证气流形成气垫 排气阀的启闭由凸轮控制,27.10.2020,.,41,扫气口-排气口式二冲程柴油机,两个连杆 两个曲轴 进气和排气能力大 高度大，成本高 结构复杂 燃烧室在气缸套中部，热负荷高。,27.10.2020,.,42,27.10.2020,.,43,27.10.2020,.,44,弯流与直流的比较,27.10.2020,.,45,五、增压柴油机(原理),机械增压式,27.10.2020,.,46,四冲程废气涡轮增压式,27.10.2020,.,47,a-进气口(Scavenge port