第一章 柴油機(jī)基本知識(shí)

1、第一章第一章 柴油機(jī)的基本知識(shí)柴油機(jī)的基本知識(shí)第一節(jié) 柴油機(jī)的基本概念一、熱機(jī)的基本概念 熱力發(fā)動(dòng)機(jī)（熱機(jī)）：它是利用燃料的燃燒的燃燒熱能、原子能作為有效能源，把熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的動(dòng)力機(jī)械。基本工作原理：燃料在一個(gè)特設(shè)的裝置中燃燒，將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芤约訜峁べ|(zhì)，然后把工質(zhì)的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，這種具有兩次能量轉(zhuǎn)換的機(jī)械稱為熱機(jī)。 根據(jù)能量轉(zhuǎn)換場(chǎng)所的不同，可分為兩大類： 1.外燃機(jī)： 燃料的燃燒是在機(jī)器外部特設(shè)的鍋爐中進(jìn)行的，燃料燃燒時(shí)放出的熱能加熱水，使水變成蒸汽，再將蒸汽引入蒸汽機(jī)內(nèi)膨脹作功，推動(dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)。 如往復(fù)式蒸汽機(jī)、蒸汽輪機(jī)等。2. 內(nèi)燃機(jī): 燃油的燃燒是在機(jī)器內(nèi)部進(jìn)行，直接加熱空氣和

2、燃燒產(chǎn)物（即燃?xì)猓?，燃?xì)獗患訜岷髩毫蜏囟燃眲∩仙哂辛俗鞴Φ哪芰Γ瑥亩苿?dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)。 如柴油機(jī)、汽油機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)等。3. 內(nèi)燃機(jī)優(yōu)點(diǎn)： 內(nèi)燃機(jī)中，兩次能量轉(zhuǎn)換都發(fā)生在氣缸內(nèi)部，由于采用內(nèi)部燃燒，從能量轉(zhuǎn)換觀點(diǎn)看，內(nèi)燃機(jī)能量損失小，具有較高的熱效率。另外，在尺寸和重量等方面也均具有優(yōu)越性，因而在與外燃機(jī)的競(jìng)爭(zhēng)中處于有利地位。4。柴油機(jī)與汽油機(jī)比較 汽油機(jī)以汽油為燃料，缸內(nèi)燃燒為電火花塞點(diǎn)火式，外部混合方式。 柴油機(jī)以柴油為燃料，采用壓燃式燃燒，內(nèi)部混合方式。5。 船舶柴油機(jī)動(dòng)力裝置A。 汽油機(jī)特點(diǎn)： 工作柔和平穩(wěn)，噪音低，比容積小，比重量輕，所以在轎車和輕型車上占優(yōu)勢(shì)。但是：（1） 外部混合，

3、壓縮比不能太高，使經(jīng)濟(jì)性不能提高很大；（2） 汽油閃點(diǎn)低，儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中危險(xiǎn)性大。B。柴油機(jī)特點(diǎn)：（1）經(jīng)濟(jì)性好，熱效率最高；（2）機(jī)動(dòng)性好，啟動(dòng)方便；（3）功率范圍廣，單機(jī)功率1.145600kW,適用范圍廣；（4）尺寸小、重量輕；缺點(diǎn)：（1）存在機(jī)身振動(dòng)、扭振和噪聲；（2） 某些部件的工作條件惡劣。HD-MAN-B&W 6L50MCE第二節(jié) 柴油機(jī)的工作原理一、柴油機(jī)的基本構(gòu)造1。柴油機(jī)的基本組成 固定件，運(yùn)動(dòng)件，輔助機(jī)構(gòu)，輔助系統(tǒng)四部分。（1） 固定件：氣缸蓋、氣缸、機(jī)身（機(jī)架）、機(jī)座、軸承。 燃燒室的構(gòu)成：氣缸被氣缸蓋、活塞和缸套封閉為一個(gè)密封的空間，空氣、燃料的混合、燃燒、膨脹、作功在這

4、個(gè)空間內(nèi)完成。（2） 運(yùn)動(dòng)件：活塞組、連桿、曲軸。它們組成一個(gè)“曲柄-連桿”機(jī)構(gòu)，將活塞在氣缸內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。（3）輔助機(jī)構(gòu)：進(jìn)氣閥、排氣閥、凸輪軸及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、中間齒輪。（4）輔助系統(tǒng)：燃油系統(tǒng)：噴油泵、噴油器等；冷卻系統(tǒng)：防止燃燒室周圍部件燒壞；潤(rùn)滑系統(tǒng)：對(duì)相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件潤(rùn)滑，減少摩擦和熱量；操縱系統(tǒng)：?jiǎn)?dòng)、停車、換向、調(diào)速、報(bào)警等。2。基本術(shù)語(yǔ)1. 上止點(diǎn)（TDC）：活塞在氣缸中運(yùn)動(dòng)的最上端位置，也就是活塞離曲軸中心線最遠(yuǎn)的位置。 2. 下止點(diǎn)（BDC）：活塞在氣缸中運(yùn)動(dòng)的最下端位置，也就是活塞離曲軸中心線最近的位置。3. 活塞行程（S）：指活塞從上止點(diǎn)運(yùn)行到下止點(diǎn)間的直線

5、距離，簡(jiǎn)稱行程。S=2R 4. 氣缸直徑（D）：氣缸的內(nèi)徑，簡(jiǎn)稱缸徑。 5. 壓縮容積（Vc）：活塞在氣缸內(nèi)位于上止點(diǎn)時(shí)，在活塞頂上方的全部空間容積。 S/D3.0 短沖程機(jī) 3.0 S/D 3.5超長(zhǎng)沖程機(jī)6. 氣缸工作容積（Vs）：活塞在氣缸中從上止點(diǎn)運(yùn)行到下止點(diǎn)時(shí)所掃過(guò)的容積。7. 氣缸總?cè)莘e（Va）：活塞在氣缸內(nèi)位于下止點(diǎn)時(shí)，活塞頂以上的氣缸全部容積。8. 壓縮比（）：氣缸總?cè)莘eVa 與壓縮容積Vc 之比值，亦稱幾何壓縮比。Va=Vs+Vc=Va/Vc=（Vc+Vs）/Vc=1+Vs/Vc9?；钊骄俣菴m：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)活塞的平均速度，m/s。 Cm=2Sn/60=S n/30 采用壓

6、縮發(fā)火方式，使燃料在氣缸內(nèi)部燃燒，以高溫、高壓的燃?xì)夤べ|(zhì)在氣缸內(nèi)膨脹作功。燃油在柴油機(jī)氣缸中燃燒作功必須通過(guò)進(jìn)氣、壓縮、燃燒、膨脹和排氣五個(gè)過(guò)程。包括上述五個(gè)過(guò)程的周而復(fù)始的循環(huán)叫工作循環(huán)。一個(gè)工作循環(huán)在四個(gè)沖程完成 四沖程柴油機(jī)。一個(gè)工作循環(huán)在二個(gè)沖程完成 二沖程柴油機(jī)。二、四沖程柴油機(jī)的工作原理 燃油在柴油機(jī)氣缸中燃燒作功必須通過(guò)進(jìn)氣、壓縮、燃燒、膨脹和排氣五個(gè)過(guò)程。每一工作循環(huán)按活塞沖程分為四個(gè)階段：1。進(jìn)氣行程?；钊麖纳现裹c(diǎn)下行，進(jìn)氣閥a已打開(kāi)。由于活塞下行的抽吸作用，新鮮空氣充人氣缸。 為了能充入更多的空氣，進(jìn)氣閥一般在上止點(diǎn)前提前開(kāi)啟（曲柄位于點(diǎn)1），在下止點(diǎn)后延遲關(guān)閉（曲柄位于點(diǎn)

7、2），進(jìn)氣閥開(kāi)啟的延續(xù)角度1-2（圖中陰影線部分）約為220250。（1）減少進(jìn)氣阻力，加大氣閥通流面積，進(jìn)氣閥提前打開(kāi)，提前角：2030（2）減少排氣阻力，加大氣閥通流面積，進(jìn)排閥延遲關(guān)閉，延遲角：20402。壓縮行程?；钊麖南轮裹c(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)，自進(jìn)氣閥a關(guān)閉（曲柄到達(dá)點(diǎn)2）開(kāi)始?jí)嚎s一直到活寒到達(dá)上止點(diǎn)（曲柄到這點(diǎn)3）為止。 燃油的自燃溫度為210270，使壓縮終點(diǎn)時(shí)的壓力36MPa，溫度升至600700。 它需要外界輸入較大的能量，消耗有用功。3。燃燒和膨脹行程。壓縮行程快結(jié)束之前，提前噴油，噴油提前角：2030 活塞在上止點(diǎn)附近，由于燃油猛烈燃燒，使氣缸內(nèi)的壓力和溫度急劇升高，壓力約達(dá)58M

8、Pa，甚至13MPa以上，溫度約為14001800或更高些。 它對(duì)外作功。4。排氣行程?；钊上轮裹c(diǎn)上行時(shí)，廢氣靠氣缸內(nèi)外壓力差經(jīng)排氣閥排出。 在上一行程未，排氣閥提前開(kāi)啟，提前提前角：3545 排氣閥一直延遲到活塞到達(dá)上止點(diǎn)后（曲柄位于點(diǎn)6）才關(guān)閉，延遲角： 1020 排氣過(guò)程用曲軸轉(zhuǎn)角約為230260。5。定時(shí)圓圖 將四沖程柴油機(jī)的工作過(guò)程按曲柄所在位置及旋轉(zhuǎn)角度，依次畫在一個(gè)圓圖上，它反映柴油機(jī)各工作過(guò)程的次序和規(guī)律。6。進(jìn)排氣重疊角 在上止點(diǎn)附近，進(jìn)、排氣閥同時(shí)打開(kāi)的角度，u 有利于將氣缸內(nèi)的廢氣徹底清除；u 降低柴油機(jī)燃燒室部件的熱負(fù)荷（增壓柴油機(jī)）。三、二沖程柴油機(jī)的工作原理u取消

9、進(jìn)氣閥，代以缸套的進(jìn)氣口；u取消排氣閥，代以氣缸排氣口；u采用專設(shè)的掃氣泵（鼓風(fēng)機(jī)）。1。第一沖程壓縮?；钊闲?，先將遮閉進(jìn)氣口，再遮閉排氣口，然后壓縮缸內(nèi)的空氣，使壓力和溫度隨之升高。2。第二沖程燃燒、膨脹。燃油提前噴入，燃燒。活塞由上止點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)，燃燒仍在繼續(xù)猛烈地進(jìn)行，到點(diǎn)4才基本結(jié)束。高溫高壓的燃?xì)馀蛎浲苿?dòng)活塞下行作功。3。換氣過(guò)程進(jìn)排氣。（1）自由排氣：排氣口打開(kāi)，缸內(nèi)廢氣依靠壓差排入排氣管（4-5）；（2）強(qiáng)制排氣：掃氣口打開(kāi)，新鮮空氣在掃氣箱的壓力下進(jìn)入氣缸，同時(shí)清掃廢氣出氣缸，進(jìn)排氣同時(shí)進(jìn)行（5-6-7）（3）過(guò)后排氣：掃氣口關(guān)閉，在活塞的推動(dòng)下，部分新氣被擠出氣缸，應(yīng)盡量避免

10、。4。壓縮比 Va=Va-Vs=Vs+Vc-Vs =Vs(1-Vs/Vs)+Vc =Vs(1-s)+Vc111scsccsscaeVVVVVVVssse1111四、四沖程機(jī)與二沖程機(jī)比較二沖程機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：1。理論上二沖程的作功能力為四沖程的2倍，但由于二沖程機(jī)缸套上氣口的存在，使有效膨脹行程縮短，再加上換氣質(zhì)量差及掃氣泵消耗曲軸的有效功，使得二沖程機(jī)的功率約為四沖程的1.61.7倍；2。省去了氣閥及傳動(dòng)裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)、管理方便；3。二沖程機(jī)曲軸每一轉(zhuǎn)就有一個(gè)工作沖程，因而在相同工作條件下它的回轉(zhuǎn)要比四沖程機(jī)均勻，飛輪尺寸小，運(yùn)轉(zhuǎn)均勻；二沖程機(jī)的缺點(diǎn)：1。換氣時(shí)間短（換氣角度僅為四沖程機(jī)的1

11、/3）、新舊氣體易摻混，所以二沖程機(jī)換氣質(zhì)量較四沖程機(jī)差，耗氣量也大；2。需要掃氣泵，否則無(wú)法工作；3。工作頻繁，燃燒室周圍部件的熱負(fù)荷比四沖程的高，并給高增壓帶來(lái)困難。 總之，大型低速機(jī)都采用二沖程，其功率大，換氣質(zhì)量和零部件工作條件得到保證。 中速機(jī)和高速機(jī)多采用四沖程。五、增壓柴油機(jī)的工作原理 柴油機(jī)增壓的實(shí)質(zhì)：提高柴油機(jī)的進(jìn)氣壓力，使進(jìn)氣的密度增加，從而達(dá)到在同樣的氣缸容積中充進(jìn)更多的空氣量，以便噴入更多的燃油，作出更多的功來(lái)。1。機(jī)械增壓 由柴油機(jī)的曲軸通過(guò)增速齒輪帶動(dòng)增壓器旋轉(zhuǎn)，預(yù)先對(duì)新鮮空氣進(jìn)行壓縮。功率可提高20%70%，但由于增壓器要消耗曲軸的有效輸出功，則經(jīng)濟(jì)性下降，效率較

12、低，故目前已不采用；2。廢氣渦輪增壓 用柴油機(jī)氣缸排出的廢氣的能量在渦輪機(jī)中膨脹作功，由渦輪機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)，預(yù)先對(duì)新鮮空氣進(jìn)行壓縮。不消耗曲軸的有效輸出功，既能提高柴油機(jī)平均有效壓力pe和功率Pe，又可降低油耗率，提高柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性。 由于渦輪增壓器與柴油機(jī)之間沒(méi)有機(jī)械連接，增壓器轉(zhuǎn)速可充分提高，可大大減輕增壓器重量。六、增壓器結(jié)構(gòu)的改進(jìn)1。適當(dāng)?shù)販p少壓縮比，防止燃燒壓力過(guò)大；2。增壓后，噴油量增加，要求增大噴油壓力，加大噴孔直徑；3。適當(dāng)減少供油提前角，防止最大燃燒壓力；4。加大進(jìn)氣流通面積，減少進(jìn)氣阻力。增大氣閥重疊角，減低熱負(fù)荷；5。潤(rùn)滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)及主要運(yùn)動(dòng)部件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度都應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)

13、。第五節(jié) 柴油機(jī)的類型和分類一、按工作循環(huán)分有四沖程和二沖程柴油機(jī)。四沖程機(jī)因換氣質(zhì)量?jī)?yōu)于二沖程機(jī)而適應(yīng)于高轉(zhuǎn)速，但其單缸功率小、不宜在大功率中使用。 二沖程機(jī)單缸功率大、比重量較小，由于換氣質(zhì)量差，常用于低轉(zhuǎn)速大功率。二、 按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分 1. 筒形活塞柴油機(jī)與十字頭式柴油機(jī) 筒形活塞式柴油機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、輕便，發(fā)動(dòng)機(jī)高度較小。它的缺點(diǎn)是由于運(yùn)動(dòng)時(shí)有側(cè)推力，活塞與氣缸壁之間的磨損較大。目前高速及中速柴油機(jī)都采用這種構(gòu)造形式。 十字頭式柴油機(jī)的活塞不起導(dǎo)向作用而且與氣缸壁之間沒(méi)有側(cè)推力，它們之間間隙較大，磨損較小，不易擦傷或卡死。氣缸下部設(shè)一隔板，防止氣缸由于燃燒重油產(chǎn)生的臟油、煙灰和燃?xì)饬魅?/p>

14、曲軸箱，污染曲軸箱底的潤(rùn)滑油，并作為輔助的掃氣泵。缺點(diǎn)是柴油機(jī)高度和重量增大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。目前大型低速二沖程柴油機(jī)都采用十字頭式柴油機(jī)型式。2. 直列式與V型柴油機(jī) V型柴油機(jī)的氣缸夾角為90、60或45，其缸數(shù)可高達(dá)18甚至24。 采用V型結(jié)構(gòu)，縮短了氣缸間距和整機(jī)長(zhǎng)度，具有較高的單機(jī)功率和較小的比重量，通常多用于中、高速柴油機(jī)。3可反轉(zhuǎn)與不可反轉(zhuǎn)式柴油機(jī) 大型低速二沖程柴油機(jī)，通常皆具有倒轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。中速大功率柴油機(jī)作為船舶主機(jī)時(shí)多設(shè)計(jì)成可倒轉(zhuǎn)柴油機(jī)。高速大功率船用柴油機(jī)由于本身結(jié)構(gòu)緊湊，不易安裝倒轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，都設(shè)計(jì)成不可倒轉(zhuǎn)柴油機(jī)。4. 右旋柴油機(jī)和左旋柴油機(jī) 從船尾向船艏看（由功率輸出端向自由端

15、看），曲軸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)正車方向朝順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，稱“右旋”柴油機(jī)或稱“右型”柴油機(jī)。反之即為“左旋”。5左單列機(jī)和右單列機(jī) 由飛輪端向自由端看，排氣管位于氣缸中心線所在平面右側(cè)的為右單列柴油機(jī)； 排氣管位于左側(cè)的為左單列柴油機(jī)；三、按曲軸轉(zhuǎn)速分按曲軸轉(zhuǎn)速n將船舶柴油機(jī)分為低速、中速及高速機(jī)。低速柴油機(jī) n300 r/min中速柴油機(jī) 300n1000 r/min高速柴油機(jī) n1000 r/min。按活塞平均速度Cm劃分，其范圍為：低速柴油機(jī) Cm6 m/s中速柴油機(jī) Cm=69 m/s 高速柴油機(jī) Cm=9 m/s。 低速二沖程十字頭式柴油機(jī)的重量和尺度大，但壽命長(zhǎng)且經(jīng)濟(jì)可靠則是其突出的優(yōu)點(diǎn)，因而被

16、廣泛地用作海船主機(jī)。 中速柴油機(jī)大多為四沖筒形活塞式直列與V型柴油機(jī)。采用無(wú)十字頭式構(gòu)造。這種中、高速無(wú)十字頭式柴油機(jī)的壽命和工作可靠性較低速十字頭式柴油機(jī)為差，為此，在船上都設(shè)有備用輔機(jī)，以便保證船舶的安全航行。四、按進(jìn)氣方式分 非增壓柴油機(jī)，增壓無(wú)中冷柴油機(jī)和增壓帶中冷柴油機(jī)。五、按結(jié)構(gòu)參數(shù)分短行程 S/D2.5長(zhǎng)行程 2.5S/D3.0超長(zhǎng)行程 S/D3.0二、船用柴油機(jī)的發(fā)展1776年，瓦特發(fā)明蒸汽機(jī)；1876年，德國(guó)人奧托發(fā)明四沖程煤氣機(jī)；1880年，德國(guó)人Benz發(fā)明二沖程內(nèi)燃機(jī)；1897年，德國(guó)人Diesel發(fā)明柴油機(jī)；1904年，柴油機(jī)用于船舶推進(jìn)；1926年，瑞士人Bachi

17、發(fā)明了廢氣渦輪增壓器。三、現(xiàn)代柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1氣缸尺寸采用長(zhǎng)行程或超長(zhǎng)行程。2燃燒室部件普遍采用鉆孔冷卻結(jié)構(gòu)。3采用旋轉(zhuǎn)式排氣閥及液壓式氣閥傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。4噴油泵采用可變噴油正時(shí)（VIT）機(jī)構(gòu)。5采用薄壁軸承。6獨(dú)立的氣缸潤(rùn)滑系統(tǒng)。7曲軸上增設(shè)軸向減振器。8焊接曲軸。四、提高經(jīng)濟(jì)性的主要途徑1）用定壓渦輪增壓系統(tǒng)和高效率渦輪增壓器。2）增加行程缸徑比S/D。3）提高最高爆發(fā)壓力Pz和平均有效壓力pe之比。4）增大壓縮比。5）采用可變噴油正時(shí)（VIT）機(jī)構(gòu)。6）努力提高機(jī)械效率m。7）采用動(dòng)力渦輪系統(tǒng)（TCS系統(tǒng)）。8）軸帶發(fā)電機(jī)。9）柴油機(jī)廢熱再利用例如柴油機(jī)排氣、缸套冷卻水以及空冷器冷卻水熱量

18、的開(kāi)發(fā)與利用。10）減少?gòu)U氣排放。第二節(jié) 柴油機(jī)的熱力循環(huán)一、內(nèi)燃機(jī)的理論循環(huán)內(nèi)燃機(jī)的理論循環(huán)1簡(jiǎn)化假定： 1）工質(zhì)為理想氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的純空氣）。在整個(gè)循環(huán)中工質(zhì)的物理、化學(xué)性質(zhì)保持不變。 2）在整個(gè)循環(huán)中，工質(zhì)數(shù)量保持不變，不更換，故無(wú)進(jìn)、排氣過(guò)程及漏氣損失。 3）壓縮與膨脹過(guò)程為絕熱過(guò)程，與外界沒(méi)有熱交換，也不存在摩擦。 4）不考慮燃燒過(guò)程，用假想的定容放熱和定容或定壓加熱來(lái)代替實(shí)際的換氣和燃燒過(guò)程。2。理論循環(huán)1）等容加熱循環(huán)：等容循環(huán)也叫奧托循環(huán)，是各種汽油機(jī)、煤氣機(jī)的熱力學(xué)計(jì)算基礎(chǔ)（某些高速柴油機(jī)也近似按此循環(huán)工作）。2）等壓加熱循環(huán)：等壓循環(huán)也叫狄塞爾循環(huán)，早期的空氣噴射式柴油機(jī)

19、即近似按此循環(huán)工作。3）混合加熱循環(huán)：現(xiàn)代柴油機(jī)基本都是按混合加熱循環(huán)工作的。4）繼續(xù)膨脹混合加熱循環(huán)：使工質(zhì)進(jìn)一步膨脹到進(jìn)氣壓力，然后等壓放熱（渦輪增壓柴油機(jī)）。11111kkkt 2. 對(duì)理論循環(huán)的t 可得到以下結(jié)論： 1)壓縮比,壓力升高比,絕熱指數(shù)k，初膨脹比 循環(huán)熱效率t； 2)壓縮終點(diǎn)壓力pa，工質(zhì)吸入熱量gl，循環(huán)熱效率t，壓縮終點(diǎn)溫度Ta 平均壓力pt。tRTqpVWtalahthpQ1=Constant，Pz=Constant，等壓循環(huán)熱效率最高Q1=Constant，=Constant，等容循環(huán)熱效率最高二、柴油機(jī)的實(shí)際循環(huán)1工質(zhì)的影響：實(shí)際工質(zhì)是空氣和燃燒產(chǎn)物，成分的變化

20、、比熱的變化及在高溫下的分解等因素的影響，實(shí)際循環(huán)的作功能力和熱效率明顯下降。2燃燒損失：燃料的燃燒，存在著在膨脹中仍進(jìn)行燃燒的后燃現(xiàn)象和燃燒不完全現(xiàn)象。3氣缸壁的傳熱損失：缸內(nèi)工質(zhì)與缸壁之間均存在著復(fù)雜的熱交換過(guò)程，均為多變過(guò)程，總趨勢(shì)均向缸壁散熱。4換氣損失：換氣損失在柴油機(jī)的各項(xiàng)損失中影響較大，而且是不可避免的。5其它損失：如工質(zhì)漏泄損失、工質(zhì)的渦動(dòng)損失，以及因?qū)嶋H燃燒速度與活塞高速運(yùn)動(dòng)間的配合不當(dāng)而偏離理論的等壓加熱、等容加熱過(guò)程等。船用柴油機(jī)標(biāo)號(hào)一、國(guó)產(chǎn)船用柴油機(jī)12 VE 230 ZC 6 1356 ESDZ 43/82 A改進(jìn)型號(hào)氣缸直徑（cm）/活塞行程（cm）技術(shù)特征：E二沖

21、程（無(wú)E為四沖程）V氣缸排列（V型）Z增壓G高增壓C船用柴油機(jī)D可逆轉(zhuǎn)S十字頭氣缸直徑（mm）氣缸數(shù)二、西德MTU公司12 V 956 TB 81 6 R 493 TY 60 柴油機(jī)用途：6、7、8、9船用1機(jī)車用3、5固定動(dòng)力、發(fā)電機(jī)組4重型車輛技術(shù)特征：T渦輪增壓B渦輪增壓+中冷器+油冷活塞Y渦輪增壓+中冷器（活塞非冷卻單缸排量（升/100）氣缸排列氣缸數(shù)三、MAN-B&W公司6 L 60 MC/MCE 6 S 60 MC增壓型式：MC船用等壓增壓E 經(jīng)濟(jì)型缸徑（cm）沖程型式：L長(zhǎng)沖程S超長(zhǎng)沖程氣缸數(shù)四、日本三菱重工公司6 UEC 85/160 C 6 UET 52/90 D改進(jìn)型號(hào)氣缸

22、直徑（cm）/活塞行程（cm）技術(shù)特征：U二沖程，直流掃氣E廢氣渦輪增壓C十字頭式T中型、箱式活塞氣缸數(shù) 包括動(dòng)力性指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)、重量和外形尺寸指標(biāo)、排氣污染指標(biāo)等。 動(dòng)力性指標(biāo)包括：平均指示壓力pi、指示功率Pi、機(jī)械效率m、平均有效壓力pe和有效功率Pe； 經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)包括：指示耗油率gi、指示熱效率i、有效耗油率ge和有效熱效率e。 在動(dòng)力性指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)還可分為指示指標(biāo)與有效指標(biāo)。 指示指標(biāo)是以氣缸內(nèi)燃?xì)鈱?duì)活塞所作功為基礎(chǔ)的指標(biāo)。它只反映氣缸內(nèi)部工作過(guò)程進(jìn)行的完善程度。 第四節(jié)第四節(jié) 柴油機(jī)的主要性能指標(biāo)柴油機(jī)的主要性能指標(biāo) 有效指標(biāo)是以柴油機(jī)輸出軸上所得到的有效功為基礎(chǔ)的指標(biāo)。一

23、、動(dòng)力性指標(biāo)1。平均指示壓力pi 假定的一個(gè)不變的平均壓力，它推動(dòng)活塞在一個(gè)行程內(nèi)所作的功與一個(gè)工作循環(huán)的指示功Li相等。說(shuō)明柴油機(jī)的強(qiáng)化程度。因?yàn)?Li=piFpS (Nm)或（J）)(PaVLSFLphiuii式中： pi平均指示壓力 （Pa）； Fp活塞面積 （m2） S活塞行程 （m） Vh氣缸工作容積 （m3）影響pi的因素： 1）增壓度。在增壓柴油機(jī)中，pi受最大熱應(yīng)力的限制。 2）過(guò)量空氣系數(shù)值。在a 2以前，隨著a的增大，混合氣中氧氣成分加大，促進(jìn)了燃燒的改善，pi值也隨著的提高而提高。當(dāng)a2或更大時(shí)，使混合氣逐漸變稀，pi值將不再增加甚至反而下降。 3）工質(zhì)混合完善程度。柴油

24、機(jī)工質(zhì)混合的完善程度愈好，完全燃燒所需的值愈小，而pi值愈大。 4）換氣質(zhì)量。柴油機(jī)的換氣質(zhì)量愈好，氣缸中殘余廢氣愈少，燃燒速度愈高，pi值也愈大。 5）燃燒完善程度。燃燒完善程度愈好，pi值也就愈大。 6）負(fù)荷大小。當(dāng)負(fù)荷增大時(shí)，由于噴油量的增加，氣缸熱狀態(tài)改善，pi值就提高。 由于pi值直接表示了柴油機(jī)氣缸作功能力的大小，因此在多缸柴油機(jī)中，它是衡量各缸負(fù)荷均勻性的唯一可靠的參數(shù)。 2指示功率Pi 指示功率是指發(fā)動(dòng)機(jī)每單位時(shí)間內(nèi)作用于活塞上的指示功。因此，一個(gè)氣缸的指示功率為：式中：n柴油機(jī)轉(zhuǎn)速 （r/min） m每轉(zhuǎn)工作沖程數(shù)，四沖程m=1/2；二沖程m=1。則整臺(tái)柴油機(jī)的指示功率為式中

25、：i氣缸數(shù)； C氣缸常數(shù)，對(duì)法定單位 C=Vhm/60000。3. 有效功率Pe和機(jī)械損失功率Pm 從柴油機(jī)曲軸飛輪端處測(cè)量的功率稱為有效功率，用Pe表示。也可以說(shuō)是指示功率減去機(jī)械損失功率Pm所剩的功率，即： Pe=Pi-Pm。 機(jī)械損失功率Pm包括： 摩擦損失?？朔裼蜋C(jī)各相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件表面摩擦力所消耗的功率； 輔助機(jī)械所消耗的功率。噴油泵、注油器、空氣分配器、氣閥傳動(dòng)機(jī)械和輔助掃氣泵等； 泵氣損失。即進(jìn)、排氣過(guò)程中所引起的損失，這種損失只產(chǎn)生在非增壓四沖程柴油機(jī)中。)(60000)(60)/(60kWnmVpWnmVpsmNmnVpPhihihii)(60000kWinpCnmiVpPihii4機(jī)械效率m 是柴油機(jī)輸出軸端獲得的有效功率與氣缸內(nèi)發(fā)出的指示功率的比值，即：也可寫成：式中pm平均機(jī)械損失壓力。 故有效功率Pe也可由指示功率Pi和機(jī)械效率m求得，即：PePim 5平均有效壓力pe 平均有效壓力pe是一個(gè)假定不變的力，它推動(dòng)活塞在一個(gè)膨脹行程內(nèi)所作的功，與一個(gè)循環(huán)中曲軸所輸出的有效功相等。根據(jù)平均指示壓力pi與指示功率Pi的關(guān)系式，也可寫出平均有效壓力pe與有效功率Pe之間的關(guān)系式，即：二、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)二、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo) 1指示耗油率giimimiiemPPPPPPP1immpp1)(kWniCpPee)(PaCniPp