輪機(jī)概論-第2章-柴油機(jī)的基本知識(shí)課件

輪機(jī)概論2.1柴油機(jī)的基本概念2.2柴油機(jī)的工作原理2.3柴油機(jī)的主要性能指標(biāo)2.4柴油機(jī)的分類2.5柴油機(jī)在船舶上的應(yīng)用和發(fā)展武漢理工大學(xué)航運(yùn)學(xué)院航海專業(yè)課程第二章周宏基編制第二章柴油機(jī)的基本知識(shí)

輪機(jī)概論2.1柴油機(jī)的基本概念武漢理工大學(xué)航運(yùn)學(xué)院航海專業(yè)課2.1柴油機(jī)的基本概念一、熱機(jī)的概念

熱機(jī)是指把熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的動(dòng)力機(jī)械。典型的熱機(jī)柴油機(jī)汽油機(jī)燃?xì)廨啓C(jī)蒸汽機(jī)蒸汽輪機(jī)內(nèi)燃機(jī)外燃機(jī)2.1柴油機(jī)的基本概念一、熱機(jī)的概念典型的熱機(jī)柴油機(jī)汽油機(jī)燃二.柴油機(jī)與汽油機(jī)的比較

表2-1柴油機(jī)與汽油機(jī)的比較比較項(xiàng)目柴油機(jī)

汽油機(jī)

燃料（燃燒工質(zhì)）

柴油或劣質(zhì)燃油

汽油

點(diǎn)火方式

壓縮自行燃燒

電火花塞點(diǎn)燃

混合氣形成方式

氣缸內(nèi)混合

氣缸外混合

壓縮比12～226～10

有效熱效率0.30～0.550.15～0.40二.柴油機(jī)與汽油機(jī)的比較表2-1柴油機(jī)與汽油機(jī)的比較比2.2柴油機(jī)的基本組成及工作原理

一.柴油機(jī)的基本組成2.2柴油機(jī)的基本組成及工作原理一.柴油機(jī)的基本二.柴油機(jī)的常用術(shù)語(yǔ)

上止點(diǎn)下止點(diǎn)SVcVsVa1.上止點(diǎn)（T.D.C.）

2.下止點(diǎn)（B.D.C.）

3.活塞行程（S） 它等于曲軸曲柄半徑R的兩倍（S=2R）

4.氣缸直徑（D）

5.壓縮室容積（Vc）

6.氣缸工作容積（Vs） 活塞在氣缸中從上止點(diǎn)移動(dòng)到下止點(diǎn)所掃過(guò)的容積7.氣缸總?cè)莘e（Va），即

Va=Vs+Vc8.壓縮比（ε）氣缸總?cè)莘eVa與壓縮容積Vc之比值，亦稱幾何壓縮比，即：

ε==

二.柴油機(jī)的常用術(shù)語(yǔ)上下止點(diǎn)SVcVsVa1.上止點(diǎn)三.柴油機(jī)的工作原理1.四沖程柴油機(jī)工作原理

進(jìn)氣、壓縮、燃燒、膨脹、排氣五個(gè)過(guò)程。這五個(gè)過(guò)程構(gòu)成柴油機(jī)的一個(gè)基本工作循環(huán)。(1)進(jìn)氣沖程三.柴油機(jī)的工作原理1.四沖程柴油機(jī)工作原理(2)壓縮沖程(2)壓縮沖程(3)燃燒膨脹做功沖程(3)燃燒膨脹做功沖程(4)排氣沖程(4)排氣沖程一個(gè)工作循環(huán)，曲柄兩轉(zhuǎn)，四個(gè)沖程。2.四沖程柴油機(jī)的氣閥正時(shí)正時(shí)：進(jìn)排氣閥在上、下止點(diǎn)前后的啟閉時(shí)刻叫做氣閥正時(shí)，用曲柄轉(zhuǎn)角表示氣閥正時(shí)的圓圖叫做氣閥正時(shí)圓圖。進(jìn)、排氣閥開啟大于180曲柄轉(zhuǎn)角。進(jìn)氣閥：上止點(diǎn)前打開，下止點(diǎn)后關(guān)閉。氣閥重疊角：進(jìn)氣閥和排氣閥在上

止點(diǎn)

前后的一段時(shí)間內(nèi)是同

時(shí)開啟的，這個(gè)同時(shí)開啟的

曲柄轉(zhuǎn)角稱為氣閥重疊角。排氣閥：下止點(diǎn)前打開，上止點(diǎn)后關(guān)閉。目

的：充分進(jìn)新氣。目

的：少耗功，充分排廢氣。一個(gè)工作循環(huán)，曲柄兩轉(zhuǎn)，四個(gè)沖程。2.四沖程柴油機(jī)的氣閥正時(shí)3.二沖程柴油機(jī)工作原理

二沖程柴油機(jī)把一個(gè)工作循環(huán)的五個(gè)過(guò)程在兩個(gè)沖程內(nèi)完成。需設(shè)掃氣泵或鼓風(fēng)機(jī)提高進(jìn)氣壓力。1.換氣—

壓縮沖程2.膨脹—換氣沖程3.二沖程柴油機(jī)工作原理二沖程柴油機(jī)把一個(gè)工(1)換氣過(guò)程的特點(diǎn)①換氣過(guò)程只占沖程的一部分，不大于130-150曲柄轉(zhuǎn)角。②新鮮空氣和廢氣摻混，使部分新鮮空氣隨廢氣排出。③進(jìn)氣沒(méi)有自吸能力，要靠掃氣泵或輔助鼓風(fēng)機(jī)。(2)換氣過(guò)程I：自由排氣。Ⅱ：強(qiáng)制排氣和掃氣。Ⅲ：過(guò)后排氣。(1)換氣過(guò)程的特點(diǎn)①換氣過(guò)程只占沖程的一部分，不大于13(3)基本換氣形式換氣過(guò)程：以新鮮空氣驅(qū)趕并置換廢氣的過(guò)程。橫流掃氣直流掃氣(3)基本換氣形式換氣過(guò)程：以新鮮空氣驅(qū)趕并置換廢氣的過(guò)程。4.四沖程(4S)、二沖程(2S)柴油機(jī)對(duì)比（1）1個(gè)工作循環(huán)內(nèi)，4S機(jī)曲柄轉(zhuǎn)2轉(zhuǎn)，2S機(jī)曲柄轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)。（2）相同工作條件下，2S機(jī)功率約為4S機(jī)的1.6-1.7倍。（3）2S機(jī)比4S機(jī)回轉(zhuǎn)均勻。（4）2S機(jī)比4S機(jī)換氣質(zhì)量差。（5）2S機(jī)比4S機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，管理方便。（6）2S機(jī)可以使用劣質(zhì)燃油，動(dòng)力、經(jīng)濟(jì)性好。（7）2S機(jī)用作主機(jī)，4S機(jī)可用作主機(jī)或發(fā)電柴油機(jī)。4.四沖程(4S)、二沖程(2S)柴油機(jī)對(duì)比（1）1個(gè)工作循1.增壓的基本概念增壓：就是提高柴油機(jī)氣缸進(jìn)氣空氣的壓力，使空氣密度增加，從而增加進(jìn)入氣缸的空氣量。進(jìn)氣量的增加就可以相應(yīng)增加噴入氣缸的燃油量，也就使得在氣缸結(jié)構(gòu)尺寸、轉(zhuǎn)速等條件不變的情況下，提高柴油機(jī)功率。2.增壓的三種形式(1)機(jī)械增壓：直接用柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)。(2)廢氣增壓：利用柴油機(jī)排出的廢氣驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)，由渦輪機(jī)帶動(dòng)壓氣機(jī)再增壓。可以回收部分廢氣能量，提高經(jīng)濟(jì)性。(3)復(fù)合增壓：是上兩種方式的結(jié)合。四.柴油機(jī)的增壓1.增壓的基本概念增壓：就是提高柴油機(jī)氣缸進(jìn)氣空氣的壓力，使圖2-6廢氣渦輪增壓二沖程柴油機(jī)工作原理圖3.廢氣增壓工作原理圖2-6廢氣渦輪增壓二沖程柴油機(jī)工作原理圖3.廢氣增壓工廢氣渦輪增壓器廢氣渦輪增壓器4.廢氣增壓器的喘振問(wèn)題(1)喘振現(xiàn)象

當(dāng)增壓器的壓氣機(jī)在工作時(shí)，由于工況的偏離造成氣流產(chǎn)生強(qiáng)烈脈動(dòng)，并有氣體倒流，從而引起壓氣機(jī)工作不穩(wěn)定，導(dǎo)致壓氣機(jī)振動(dòng)，并發(fā)出異常聲響的現(xiàn)象。(2)喘振原因

根本上是由于壓氣機(jī)的實(shí)際流量小于該轉(zhuǎn)速下引起喘振的限制流量，造成氣流與葉片的強(qiáng)烈撞擊與脫離。①氣流通道堵塞。②增壓器和柴油機(jī)的運(yùn)行失配。③環(huán)境溫度變化。④各缸負(fù)荷嚴(yán)重不均。4.廢氣增壓器的喘振問(wèn)題(1)喘振現(xiàn)象當(dāng)增壓器的壓氣增壓器和柴油機(jī)的運(yùn)行失配的常見(jiàn)原因■船舶滿載、頂風(fēng)、污底時(shí)阻力增加，主機(jī)負(fù)荷加大，柴油機(jī)在低轉(zhuǎn)速高負(fù)荷下運(yùn)行易喘振，可降低油門消除。■在風(fēng)浪天氣發(fā)生飛車時(shí)，并聯(lián)和串聯(lián)增壓系統(tǒng)會(huì)發(fā)生喘振。單獨(dú)增壓系統(tǒng)，螺旋槳入水時(shí)也會(huì)喘振?！霾僮鞑划?dāng)，會(huì)造成柴油機(jī)和增壓器的暫時(shí)失配而發(fā)生喘振。如高速下停車、主機(jī)急速降速、加速過(guò)快時(shí)易喘振。增壓器和柴油機(jī)的運(yùn)行失配的常見(jiàn)原因■船舶滿載、頂風(fēng)、污底時(shí)2.3柴油機(jī)的主要工作指標(biāo)一.動(dòng)力性指標(biāo)柴油機(jī)的主要工作指標(biāo)：動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、運(yùn)轉(zhuǎn)性（冷車起動(dòng)、加速性、加載性和排放性）和耐久性、重量和外形尺寸等。1.平均指示壓力pi

平均指示壓力是氣缸中假定的一個(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)的指示功相等。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。整臺(tái)柴油機(jī)的指示功率有下面的表達(dá)式：

Pi=C·pi·n·i（kW）式中：i——?dú)飧讛?shù)；

C——?dú)飧壮?shù)，對(duì)法定單位C=Vh·m/60000。

n ——柴油機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）；

m——每轉(zhuǎn)工作行程數(shù)，四沖程機(jī)m=1/2，二沖程機(jī)m=1。2.3柴油機(jī)的主要工作指標(biāo)一.動(dòng)力性指標(biāo)柴油機(jī)的主要工作指3.有效功率Pe和機(jī)械損失功率Pm有效功率Pe：從柴油機(jī)曲軸飛輪端處測(cè)量的功率，又叫軸功率。機(jī)械損失功率Pm：能量傳遞過(guò)程中損失掉的功率，包括摩擦損失、泵氣損失和帶動(dòng)輔助機(jī)械所消耗的功率。所以，有效功率也就是指示功率減去機(jī)械損失功率Pm所剩的功率，即：Pe=Pi－Pm4.機(jī)械效率ηmηm=

==1－目前船用柴油機(jī)的機(jī)械效率為70%～92%。5.平均有效壓力pe

平均有效壓力是一個(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。3.有效功率Pe和機(jī)械損失功率Pm有效功率Pe：從柴油1.指示耗油率gi柴油機(jī)的指示耗油率gi表示單位指示功率每小時(shí)的耗油量，即：

gi=（kg/kW·h）式中：GT——柴油機(jī)每小時(shí)耗油量（kg/h）；

Pi——指示功率（kW）。二、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)2.指示熱效率ηi指示熱效率是柴油機(jī)的實(shí)際循環(huán)指示功與得到此指示功所消耗的燃料熱量之比值，即：

ηi==式中：Li ——指示功（J）；

Qi——為得到指示功Li所加入氣缸內(nèi)的總熱量（J）;Hu——所用燃料的低熱值＝42700

（kJ/kg）

1.指示耗油率gi二、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)2.指示熱效率ηi3.有效耗油率ge柴油機(jī)的有效耗油率ge表示單位有效功率每小時(shí)的耗油量，即：

ge=＝（kg/kW·h）4.有效熱效率ηeηe=ηi·ηm

=

3.有效耗油率ge4.有效熱效率ηeηe=ηi·η三、排氣污染指標(biāo)一氧化碳CO、碳?xì)浠衔颒C、氧化氮NOx和二氧化硫SO2

國(guó)際海事組織的《MARPOL73/78公約》中關(guān)于限制船舶柴油機(jī)排氣污染的最新附則（1999年12月31日開始實(shí)施），對(duì)船舶柴油機(jī)的排放規(guī)定如表2-2所示。表2-2船舶柴油機(jī)排放限制排放物中速機(jī)g/kW·h低速機(jī)g/kW·h排放物中速機(jī)g/kW·h低速機(jī)g/kW·hNOx1217CO2660660CO1.61.6SO24.2×%S4.2×%SHC0.50.5

表中S為燃油中的含硫量，且不得大于1.5%。三、排氣污染指標(biāo)一氧化碳CO、碳?xì)浠衔颒C、氧化氮NOx2.4柴油機(jī)的分類一.按工作循環(huán)分類1.筒狀活塞和十字頭式柴油機(jī)；2.直列式、V型式；

高速、中速和低速柴油機(jī)高速機(jī)：n>1000r/min中速機(jī)：300n<1000r/min低速機(jī)：n<300r/min筒狀活塞式十字頭式四沖程柴油機(jī)和二沖程柴油機(jī)二.按結(jié)構(gòu)分類三.按轉(zhuǎn)速分類2.4柴油機(jī)的分類一.按工作循環(huán)分類1.筒狀活塞和船用柴油機(jī)主要品牌MANB&W（德國(guó)）蘇爾壽（瑞士）瓦錫蘭（荷蘭）卡特彼勒（美國(guó)）YANMAR（日本）三菱重工（日本）船用柴油機(jī)主要品牌MANB&W（德國(guó)）蘇爾壽一、船舶柴油機(jī)的應(yīng)用

柴油機(jī)自上世紀(jì)初開始用于商船至今近百年來(lái)，由于其熱效率高、耗油量低、尺寸小、重量輕、起動(dòng)性能好、工作可靠、能適應(yīng)廣泛的功率和轉(zhuǎn)速范圍等優(yōu)點(diǎn)，因此獲得了巨大的發(fā)展。目前，它在大、中、小型船舶上和海軍艦艇上已被廣泛采用。

柴油機(jī)除了作為船舶推進(jìn)用的主機(jī)外，還可作為船舶發(fā)電用原動(dòng)機(jī)、應(yīng)急救火泵和應(yīng)急空壓機(jī)的原動(dòng)機(jī)以及救生艇用的推進(jìn)機(jī)械。船舶主機(jī)多采用低速二沖程十字頭式柴油機(jī)，現(xiàn)在也有一些采用大功率中速四沖程柴油機(jī)；發(fā)電用原動(dòng)機(jī)多采用中、高速機(jī)；其它則多采用高速機(jī)?？傊?，柴油機(jī)的類型很多，應(yīng)用于船舶上，一般應(yīng)根據(jù)船舶的大小、類型和用途等來(lái)選用。2.5柴油機(jī)在船舶上的應(yīng)用和發(fā)展一、船舶柴油機(jī)的應(yīng)用

柴油機(jī)自上世紀(jì)初開始用1.氣缸尺寸采用長(zhǎng)行程或超長(zhǎng)行程改善燃燒性能，提高經(jīng)濟(jì)性。2.燃燒室部件普遍采用鉆孔冷卻結(jié)構(gòu)加強(qiáng)冷卻效果，有利于提高增壓度。3.采用旋轉(zhuǎn)式排氣閥和液壓式氣閥傳動(dòng)機(jī)構(gòu)減低了排氣閥的噪音，延長(zhǎng)了氣閥機(jī)構(gòu)的使用壽命。4.噴油泵采用可變噴油定時(shí)（VIT）機(jī)構(gòu)、電子噴油等技術(shù)以便在不同的負(fù)荷段獲得良好的經(jīng)濟(jì)性、排放性。5.采用薄壁軸瓦作軸承以提高其工作可靠性6.采用獨(dú)立的氣缸潤(rùn)滑系統(tǒng)、電子注油系統(tǒng)氣缸注油量隨負(fù)荷自動(dòng)調(diào)整，以保證氣缸套的可靠潤(rùn)滑節(jié)省滑油消耗和防止結(jié)炭、活塞環(huán)斷裂、掃氣箱燃燒等故障。二、船舶柴油機(jī)的發(fā)展1.氣缸尺寸采用長(zhǎng)行程或超長(zhǎng)行程二、船舶柴油機(jī)的發(fā)展7.焊接曲軸這是現(xiàn)代曲軸制造工藝的一項(xiàng)重要成就，降低曲軸的成本、和廢品率。8.曲軸上增設(shè)軸向減振器以有效地消減曲軸的軸向振動(dòng)。9.智能化。

船用柴油機(jī)的發(fā)展可概括為：以節(jié)能為中心，充分兼顧到排放與可靠性的要求，全面提高柴油機(jī)的性能。7.焊接曲軸輪機(jī)概論2.1柴油機(jī)的基本概念2.2柴油機(jī)的工作原理2.3柴油機(jī)的主要性能指標(biāo)2.4柴油機(jī)的分類2.5柴油機(jī)在船舶上的應(yīng)用和發(fā)展武漢理工大學(xué)航運(yùn)學(xué)院航海專業(yè)課程第二章周宏基編制第二章柴油機(jī)的基本知識(shí)

輪機(jī)概論2.1柴油機(jī)的基本概念武漢理工大學(xué)航運(yùn)學(xué)院航海專業(yè)課2.1柴油機(jī)的基本概念一、熱機(jī)的概念

熱機(jī)是指把熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的動(dòng)力機(jī)械。典型的熱機(jī)柴油機(jī)汽油機(jī)燃?xì)廨啓C(jī)蒸汽機(jī)蒸汽輪機(jī)內(nèi)燃機(jī)外燃機(jī)2.1柴油機(jī)的基本概念一、熱機(jī)的概念典型的熱機(jī)柴油機(jī)汽油機(jī)燃二.柴油機(jī)與汽油機(jī)的比較

表2-1柴油機(jī)與汽油機(jī)的比較比較項(xiàng)目柴油機(jī)

汽油機(jī)

燃料（燃燒工質(zhì)）

柴油或劣質(zhì)燃油

汽油

點(diǎn)火方式

壓縮自行燃燒

電火花塞點(diǎn)燃

混合氣形成方式

氣缸內(nèi)混合

氣缸外混合

壓縮比12～226～10

有效熱效率0.30～0.550.15～0.40二.柴油機(jī)與汽油機(jī)的比較表2-1柴油機(jī)與汽油機(jī)的比較比2.2柴油機(jī)的基本組成及工作原理

一.柴油機(jī)的基本組成2.2柴油機(jī)的基本組成及工作原理一.柴油機(jī)的基本二.柴油機(jī)的常用術(shù)語(yǔ)

上止點(diǎn)下止點(diǎn)SVcVsVa1.上止點(diǎn)（T.D.C.）

2.下止點(diǎn)（B.D.C.）

3.活塞行程（S） 它等于曲軸曲柄半徑R的兩倍（S=2R）

4.氣缸直徑（D）

5.壓縮室容積（Vc）

6.氣缸工作容積（Vs） 活塞在氣缸中從上止點(diǎn)移動(dòng)到下止點(diǎn)所掃過(guò)的容積7.氣缸總?cè)莘e（Va），即

Va=Vs+Vc8.壓縮比（ε）氣缸總?cè)莘eVa與壓縮容積Vc之比值，亦稱幾何壓縮比，即：

ε==

二.柴油機(jī)的常用術(shù)語(yǔ)上下止點(diǎn)SVcVsVa1.上止點(diǎn)三.柴油機(jī)的工作原理1.四沖程柴油機(jī)工作原理

進(jìn)氣、壓縮、燃燒、膨脹、排氣五個(gè)過(guò)程。這五個(gè)過(guò)程構(gòu)成柴油機(jī)的一個(gè)基本工作循環(huán)。(1)進(jìn)氣沖程三.柴油機(jī)的工作原理1.四沖程柴油機(jī)工作原理(2)壓縮沖程(2)壓縮沖程(3)燃燒膨脹做功沖程(3)燃燒膨脹做功沖程(4)排氣沖程(4)排氣沖程一個(gè)工作循環(huán)，曲柄兩轉(zhuǎn)，四個(gè)沖程。2.四沖程柴油機(jī)的氣閥正時(shí)正時(shí)：進(jìn)排氣閥在上、下止點(diǎn)前后的啟閉時(shí)刻叫做氣閥正時(shí)，用曲柄轉(zhuǎn)角表示氣閥正時(shí)的圓圖叫做氣閥正時(shí)圓圖。進(jìn)、排氣閥開啟大于180曲柄轉(zhuǎn)角。進(jìn)氣閥：上止點(diǎn)前打開，下止點(diǎn)后關(guān)閉。氣閥重疊角：進(jìn)氣閥和排氣閥在上

止點(diǎn)

前后的一段時(shí)間內(nèi)是同

時(shí)開啟的，這個(gè)同時(shí)開啟的

曲柄轉(zhuǎn)角稱為氣閥重疊角。排氣閥：下止點(diǎn)前打開，上止點(diǎn)后關(guān)閉。目

的：充分進(jìn)新氣。目

的：少耗功，充分排廢氣。一個(gè)工作循環(huán)，曲柄兩轉(zhuǎn)，四個(gè)沖程。2.四沖程柴油機(jī)的氣閥正時(shí)3.二沖程柴油機(jī)工作原理

二沖程柴油機(jī)把一個(gè)工作循環(huán)的五個(gè)過(guò)程在兩個(gè)沖程內(nèi)完成。需設(shè)掃氣泵或鼓風(fēng)機(jī)提高進(jìn)氣壓力。1.換氣—

壓縮沖程2.膨脹—換氣沖程3.二沖程柴油機(jī)工作原理二沖程柴油機(jī)把一個(gè)工(1)換氣過(guò)程的特點(diǎn)①換氣過(guò)程只占沖程的一部分，不大于130-150曲柄轉(zhuǎn)角。②新鮮空氣和廢氣摻混，使部分新鮮空氣隨廢氣排出。③進(jìn)氣沒(méi)有自吸能力，要靠掃氣泵或輔助鼓風(fēng)機(jī)。(2)換氣過(guò)程I：自由排氣。Ⅱ：強(qiáng)制排氣和掃氣。Ⅲ：過(guò)后排氣。(1)換氣過(guò)程的特點(diǎn)①換氣過(guò)程只占沖程的一部分，不大于13(3)基本換氣形式換氣過(guò)程：以新鮮空氣驅(qū)趕并置換廢氣的過(guò)程。橫流掃氣直流掃氣(3)基本換氣形式換氣過(guò)程：以新鮮空氣驅(qū)趕并置換廢氣的過(guò)程。4.四沖程(4S)、二沖程(2S)柴油機(jī)對(duì)比（1）1個(gè)工作循環(huán)內(nèi)，4S機(jī)曲柄轉(zhuǎn)2轉(zhuǎn)，2S機(jī)曲柄轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)。（2）相同工作條件下，2S機(jī)功率約為4S機(jī)的1.6-1.7倍。（3）2S機(jī)比4S機(jī)回轉(zhuǎn)均勻。（4）2S機(jī)比4S機(jī)換氣質(zhì)量差。（5）2S機(jī)比4S機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，管理方便。（6）2S機(jī)可以使用劣質(zhì)燃油，動(dòng)力、經(jīng)濟(jì)性好。（7）2S機(jī)用作主機(jī)，4S機(jī)可用作主機(jī)或發(fā)電柴油機(jī)。4.四沖程(4S)、二沖程(2S)柴油機(jī)對(duì)比（1）1個(gè)工作循1.增壓的基本概念增壓：就是提高柴油機(jī)氣缸進(jìn)氣空氣的壓力，使空氣密度增加，從而增加進(jìn)入氣缸的空氣量。進(jìn)氣量的增加就可以相應(yīng)增加噴入氣缸的燃油量，也就使得在氣缸結(jié)構(gòu)尺寸、轉(zhuǎn)速等條件不變的情況下，提高柴油機(jī)功率。2.增壓的三種形式(1)機(jī)械增壓：直接用柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)。(2)廢氣增壓：利用柴油機(jī)排出的廢氣驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)，由渦輪機(jī)帶動(dòng)壓氣機(jī)再增壓?？梢曰厥詹糠謴U氣能量，提高經(jīng)濟(jì)性。(3)復(fù)合增壓：是上兩種方式的結(jié)合。四.柴油機(jī)的增壓1.增壓的基本概念增壓：就是提高柴油機(jī)氣缸進(jìn)氣空氣的壓力，使圖2-6廢氣渦輪增壓二沖程柴油機(jī)工作原理圖3.廢氣增壓工作原理圖2-6廢氣渦輪增壓二沖程柴油機(jī)工作原理圖3.廢氣增壓工廢氣渦輪增壓器廢氣渦輪增壓器4.廢氣增壓器的喘振問(wèn)題(1)喘振現(xiàn)象

當(dāng)增壓器的壓氣機(jī)在工作時(shí)，由于工況的偏離造成氣流產(chǎn)生強(qiáng)烈脈動(dòng)，并有氣體倒流，從而引起壓氣機(jī)工作不穩(wěn)定，導(dǎo)致壓氣機(jī)振動(dòng)，并發(fā)出異常聲響的現(xiàn)象。(2)喘振原因

根本上是由于壓氣機(jī)的實(shí)際流量小于該轉(zhuǎn)速下引起喘振的限制流量，造成氣流與葉片的強(qiáng)烈撞擊與脫離。①氣流通道堵塞。②增壓器和柴油機(jī)的運(yùn)行失配。③環(huán)境溫度變化。④各缸負(fù)荷嚴(yán)重不均。4.廢氣增壓器的喘振問(wèn)題(1)喘振現(xiàn)象當(dāng)增壓器的壓氣增壓器和柴油機(jī)的運(yùn)行失配的常見(jiàn)原因■船舶滿載、頂風(fēng)、污底時(shí)阻力增加，主機(jī)負(fù)荷加大，柴油機(jī)在低轉(zhuǎn)速高負(fù)荷下運(yùn)行易喘振，可降低油門消除?！鲈陲L(fēng)浪天氣發(fā)生飛車時(shí)，并聯(lián)和串聯(lián)增壓系統(tǒng)會(huì)發(fā)生喘振。單獨(dú)增壓系統(tǒng)，螺旋槳入水時(shí)也會(huì)喘振?！霾僮鞑划?dāng)，會(huì)造成柴油機(jī)和增壓器的暫時(shí)失配而發(fā)生喘振。如高速下停車、主機(jī)急速降速、加速過(guò)快時(shí)易喘振。增壓器和柴油機(jī)的運(yùn)行失配的常見(jiàn)原因■船舶滿載、頂風(fēng)、污底時(shí)2.3柴油機(jī)的主要工作指標(biāo)一.動(dòng)力性指標(biāo)柴油機(jī)的主要工作指標(biāo)：動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、運(yùn)轉(zhuǎn)性（冷車起動(dòng)、加速性、加載性和排放性）和耐久性、重量和外形尺寸等。1.平均指示壓力pi

平均指示壓力是氣缸中假定的一個(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)的指示功相等。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。整臺(tái)柴油機(jī)的指示功率有下面的表達(dá)式：

Pi=C·pi·n·i（kW）式中：i——?dú)飧讛?shù)；

C——?dú)飧壮?shù)，對(duì)法定單位C=Vh·m/60000。

n ——柴油機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）；

m——每轉(zhuǎn)工作行程數(shù)，四沖程機(jī)m=1/2，二沖程機(jī)m=1。2.3柴油機(jī)的主要工作指標(biāo)一.動(dòng)力性指標(biāo)柴油機(jī)的主要工作指3.有效功率Pe和機(jī)械損失功率Pm有效功率Pe：從柴油機(jī)曲軸飛輪端處測(cè)量的功率，又叫軸功率。機(jī)械損失功率Pm：能量傳遞過(guò)程中損失掉的功率，包括摩擦損失、泵氣損失和帶動(dòng)輔助機(jī)械所消耗的功率。所以，有效功率也就是指示功率減去機(jī)械損失功率Pm所剩的功率，即：Pe=Pi－Pm4.機(jī)械效率ηmηm=

==1－目前船用柴油機(jī)的機(jī)械效率為70%～92%。5.平均有效壓力pe

平均有效壓力是一個(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。3.有效功率Pe和機(jī)械損失功率Pm有效功率Pe：從柴油1.指示耗油率gi柴油機(jī)的指示耗油率gi表示單位指示功率每小時(shí)的耗油量，即：

gi=（kg/kW·h）式中：GT——柴油機(jī)每小時(shí)耗油量（kg/h）；

Pi——指示功率（kW）。二、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)2.指示熱效率ηi指示熱效率是柴油機(jī)的實(shí)際循環(huán)指示功與得到此指示功所消耗的燃料熱量之比值，即：

ηi==式中：Li ——指示功（J）；

Qi——為得到指示功Li所加入氣缸內(nèi)的總熱量（J）;Hu——所用燃料的低熱值＝42700

（kJ/kg）

1.指示耗油率gi二、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)2.指示熱效率ηi3.有效耗油率ge柴油機(jī)的有效耗油率ge表示單位有效功率每小時(shí)的耗油量，即：

ge=＝（kg/kW·h）4.有效熱效率ηeηe=ηi·ηm

=

3.有效耗油率ge4.有效熱效率ηeηe=ηi·η三、排氣污染指標(biāo)一氧化碳CO、碳?xì)浠衔颒C、氧化氮NOx和二氧化硫SO2

國(guó)際海事組織的《MARPOL73/78公約》中關(guān)于限制船舶柴油機(jī)排氣污染的最新附則（1999年12月31日開始實(shí)施），對(duì)船舶柴油機(jī)的排放規(guī)定如表2-2所示。表2-2船舶柴油機(jī)排放限制排放物中速機(jī)g/kW·h低速機(jī)g/kW·h排放物中速機(jī)g/kW·h低速機(jī)g/kW·hNOx1217CO2660660CO1.61.6SO24.2×%S4.2×%SHC0.5