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1、2021/5/13,武汉理工轮机工程船舶柴油机主动力推进装置lectu,1,复习回顾,基本知识点和概念 非增压四冲程基本工作原理 二冲程柴油机的基本工作原理 二冲程柴油机 VS 四冲程柴油机,2021/5/13,武汉理工轮机工程船舶柴油机主动力推进装置lectu,2,本课次主要内容,柴油机的增压 船舶柴油机的分类 船舶柴油机的总体结构 船舶柴油机的主要技术指标,2021/5/13,武汉理工轮机工程船舶柴油机主动力推进装置lectu,3,柴油机的增压,增压的概念 增压的好处 增压的类型 机械增压 废气涡轮增压 复合增压,2021/5/13,武汉理工轮机工程船舶柴油机主动力推进装置lectu,4,
2、用增加进气压力来提高功率的方法称为柴油机的增压,柴油机的增压,2021/5/13,武汉理工轮机工程船舶柴油机主动力推进装置lectu,5,二冲程柴油机增压的特点,增压空气先进扫气箱，经扫气口进气缸 往往设有辅助压气机 (?),2021/5/13,武汉理工轮机工程船舶柴油机主动力推进装置lectu,6,增压与非增压的比较,2021/5/13,武汉理工轮机工程船舶柴油机主动力推进装置lectu,7,增压柴油机的特点,气阀重叠角加大-这是为了利用压力空气来赶走残存在缸内的废气。加强“燃烧室扫气”；同时降低燃烧家组件以及其它有关机件的温度，提高柴油机的工作可靠性。 喷油提前角减小，因为增压后燃油燃烧滞
3、燃期缩短。减小喷油提前角可防止柴油机工作粗暴。,2021/5/13,武汉理工轮机工程船舶柴油机主动力推进装置lectu,8,2021/5/13,武汉理工轮机工程船舶柴油机主动力推进装置lectu,9,2021/5/13,武汉理工轮机工程船舶柴油机主动力推进装置lectu,10,2021/5/13,武汉理工轮机工程船舶柴油机主动力推进装置lectu,11,2021/5/13,武汉理工轮机工程船舶柴油机主动力推进装置lectu,12,1.1柴油机的基本概念-基本结构,固定件 运动件 配气系统 燃油系统 润滑系统 冷却系统 起动系统 调速装置,2021/5/13,武汉理工轮机工程船舶柴油机主动力推进
4、装置lectu,13,1.6 船舶柴油机的类型与分类,按工作循环分：四冲程和二冲程 按进气方式分：增压 非增压 1.72.5 按转速分：300r/min 低速机 (Cm 6m/s) 300n1000r/min 中速机 (6m/s Cm 9m/s) 1000r/min 高速机 (Cm 9m/s) 按结构特点分：筒形活塞 十字头式柴油机 按气缸排列分：直列式， V型 按转向分(从飞轮端往自由端)：顺时钟(右旋)、逆时钟(左旋) 按柴油机能否反转分：可逆转柴油机 按动力装置的布置分：左机 右机,2021/5/13,武汉理工轮机工程船舶柴油机主动力推进装置lectu,14,低速柴油机的特点,经济性最佳
5、（热效率达到55%，155g/KWh） 柴油机的转速很低（直接配螺旋桨） 船用低速柴油机功率大（二冲程大缸径） 结构简单、工作可靠 可燃用劣质燃料,2021/5/13,武汉理工轮机工程船舶柴油机主动力推进装置lectu,15,中速柴油机的特点,重量轻，尺寸小 可选择最佳螺旋桨转速 可以多台柴油机联用 油耗率比低速机略高 寿命比低速机略短 管理麻烦,2021/5/13,武汉理工轮机工程船舶柴油机主动力推进装置lectu,16,Exhaust Valve：排气阀 Fuel Injector：喷油器 Cylinder Liner： Piston: Turbocharger: Entablature:
6、 Fuel Pump: Suffing Box Camshaft Corsshead Connecting rod Crankshaft Bedplate Tie Bolts,2021/5/13,武汉理工轮机工程船舶柴油机主动力推进装置lectu,17,MAN B&W L16/24柴油机,2021/5/13,武汉理工轮机工程船舶柴油机主动力推进装置lectu,18,2021/5/13,武汉理工轮机工程船舶柴油机主动力推进装置lectu,19,2021/5/13,武汉理工轮机工程船舶柴油机主动力推进装置lectu,20,2021/5/13,武汉理工轮机工程船舶柴油机主动力推进装置lectu,21
7、,船舶柴油机的型号,我国船用柴油机型号,2021/5/13,武汉理工轮机工程船舶柴油机主动力推进装置lectu,22,船舶柴油机的型号,Sulzer 柴油机 MAN B&W柴油机,2021/5/13,武汉理工轮机工程船舶柴油机主动力推进装置lectu,23,Chapter 1 柴油机的基本知识,1.1柴油机的基本概念 1.2四冲程柴油机的工作原理 1.3柴油机的理论循环与实际循环 1.4二冲程柴油机的工作原理 1.5柴油机增压的概念 1.6柴油机的类型和分类 1.7 船舶柴油机的主要技术指标 1.8 船舶柴油机的发展,2021/5/13,武汉理工轮机工程船舶柴油机主动力推进装置lectu,24
8、,船舶柴油机的主要技术指标,动力性指标：对外作功能力的指标 经济性指标：柴油机的燃油消耗和润滑油消耗 排气污染指标：排放 重量和外形尺寸指标：评价柴油机结构紧凑性和金属材料利用率,2021/5/13,武汉理工轮机工程船舶柴油机主动力推进装置lectu,25,动力性指标,有效功率：从柴油机曲轴飞轮端传出的功率称为有效功率（指示功率减去机械损失功率所剩的功率） 平均有效压力：柴油机在每一工作循环每单位气缸工作容积所作的有效功 转速和活塞平均速度,升功率：每升气缸工作容积发出的有效功率。 单位活塞面积功率：衡量燃烧室组件热负荷的尺度。,1小时功率：柴油机允许连续运转1小时的最大功率。 持续功率：柴油
9、机允许长期运转的最大功率。,最高转速 最低稳定转速,2021/5/13,武汉理工轮机工程船舶柴油机主动力推进装置lectu,26,经济性指标,燃油消耗率（g/KWh） 指示燃油消耗率和有效燃油消耗率 滑油消耗率 指示指标和有效指标,高速机：212215g/KWh 中速机：197235g/KWh 低速机：169190g/KWh,0.54g/KWh,2021/5/13,武汉理工轮机工程船舶柴油机主动力推进装置lectu,27,重量和外形尺寸指标,比重量（单位功率重量） 单位体积功率,式中：Ne -与标定功率 V -柴油机外廓体积,2021/5/13,武汉理工轮机工程船舶柴油机主动力推进装置lect
10、u,28,排放污染指标,柴油机的有害排放物： 船舶柴油机的排放受到国际海事组织公约的限制,2021/5/13,武汉理工轮机工程船舶柴油机主动力推进装置lectu,29,Chapter 1 柴油机的基本知识,1.1柴油机的基本概念 1.2四冲程柴油机的工作原理 1.3柴油机的理论循环与实际循环 1.4二冲程柴油机的工作原理 1.5柴油机增压的概念 1.6柴油机的类型和分类 1.7 船舶柴油机的主要技术指标 1.8 船舶柴油机的发展,2021/5/13,武汉理工轮机工程船舶柴油机主动力推进装置lectu,30,1.8 船舶柴油机的发展,1776年瓦特蒸汽机 1876年，德国人奥托第一次提出四冲程循
11、环原理，发明了电点火的四冲程煤气机(14%) 1880年，英国的D.clerk和J.Robson，以及德国人K.Benz等成功地开发了二冲程内燃机 1892年德国工程师Rudolf Diesel申请了压缩发火内燃机专利 1897年在MAN公司制成第一台实际使用的柴油机(压燃式、空气喷射、定压燃烧)，其效率因可采用较大的压缩比而比煤气机有显著提高 1904年柴油机首次用于船舶推进装置(29.4kw，260r/min)。 1927年在柴油机上正式使用了由R.Bosch发明的喷油泵(回油孔式)一喷油器喷射系统，代替了原需用7MPa压缩空气喷油的空气喷射系统实现了混合燃烧。 1926年瑞士人AJ Ba
12、chi设计了一台废气祸轮增压柴油机.,2021/5/13,武汉理工轮机工程船舶柴油机主动力推进装置lectu,31,1.8 船舶柴油机的发展,提高经济性的研究，包括燃烧、增压、低摩擦、低磨损等的研究； 智能化技术提高可靠性和全寿命经济性 电子技术在柴油机中的运用 自动遥测监控系统 柴油机的研发采用虚拟技术 代用清洁燃料研究和低排放技术的实施,2021/5/13,武汉理工轮机工程船舶柴油机主动力推进装置lectu,32,提高经济性的研究的措施,提高最高爆发压力Pmax及提高Pmax和平均有均压力Pe的比值 采用定压涡轮增压系统和高效率废气涡轮增压器 提高行程缸径比S/D、降低柴油机转速 增大压缩比 采用可变喷油定时(VIT)机构 降低摩擦损失功提高机械效率 采用动力涡轮系统(TCS) 轴带发电机(PTO) 柴油机废热再利用 改进喷射与燃烧技术,2021/5/13,武汉理工轮机工程船舶柴油机主动力推进装置lectu,33,课后作业：,直流扫气二冲程增压柴油机的基本工作原理 比较直流扫气与弯流扫气 比较增压/非增压柴油机,
