武漢理工-輪機工程-船舶柴油機-主動力推進裝置lecture2

復習回顧基本知識點和概念

非增壓四沖程基本工作原理

二沖程柴油機的基本工作原理二沖程柴油機VS四沖程柴油機9/2/20231chapter1船舶柴油機概述本課次主要內(nèi)容柴油機的增壓船舶柴油機的分類船舶柴油機的總體結構船舶柴油機的主要技術指標9/2/20232chapter1船舶柴油機概述柴油機的增壓增壓的概念增壓的好處增壓的類型 機械增壓

廢氣渦輪增壓復合增壓9/2/20233chapter1船舶柴油機概述用增加進氣壓力來提高功率的方法稱為柴油機的增壓柴油機的增壓9/2/20234chapter1船舶柴油機概述二沖程柴油機增壓的特點

增壓空氣先進掃氣箱，經(jīng)掃氣口進氣缸往往設有輔助壓氣機(?)9/2/20235chapter1船舶柴油機概述增壓與非增壓的比較9/2/20236chapter1船舶柴油機概述增壓柴油機的特點氣閥重疊角加大-這是為了利用壓力空氣來趕走殘存在缸內(nèi)的廢氣。加強“燃燒室掃氣”；同時降低燃燒家組件以及其它有關機件的溫度，提高柴油機的工作可靠性。噴油提前角減小，因為增壓后．燃油燃燒滯燃期縮短。減小噴油提前角可防止柴油機工作粗暴。9/2/20237chapter1船舶柴油機概述9/2/20238chapter1船舶柴油機概述9/2/20239chapter1船舶柴油機概述9/2/202310chapter1船舶柴油機概述9/2/202311chapter1船舶柴油機概述1.1柴油機的基本概念-基本結構固定件運動件配氣系統(tǒng)燃油系統(tǒng)潤滑系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)起動系統(tǒng)調(diào)速裝置9/2/202312chapter1船舶柴油機概述1.6船舶柴油機的類型與分類按工作循環(huán)分：四沖程和二沖程按進氣方式分：增壓非增壓1.7~2.5按轉速分：≤300r/min低速機(Cm≤6m/s)300<n≤1000r/min中速機(6m/s≤Cm≤9m/s)≥1000r/min高速機(Cm≥9m/s)按結構特點分：筒形活塞十字頭式柴油機按氣缸排列分：直列式，V型按轉向分(從飛輪端往自由端)：順時鐘(右旋)、逆時鐘(左旋)按柴油機能否反轉分：可逆轉柴油機按動力裝置的布置分：左機右機9/2/202313chapter1船舶柴油機概述低速柴油機的特點經(jīng)濟性最佳（熱效率達到55%，155g/KWh）柴油機的轉速很低（直接配螺旋槳）船用低速柴油機功率大（二沖程大缸徑）結構簡單、工作可靠可燃用劣質(zhì)燃料9/2/202314chapter1船舶柴油機概述中速柴油機的特點重量輕，尺寸小可選擇最佳螺旋槳轉速可以多臺柴油機聯(lián)用油耗率比低速機略高壽命比低速機略短管理麻煩9/2/202315chapter1船舶柴油機概述ExhaustValve：排氣閥FuelInjector：噴油器CylinderLiner：Piston:Turbocharger:Entablature:FuelPump:SuffingBoxCamshaftCorssheadConnectingrodCrankshaftBedplateTieBolts9/2/202316chapter1船舶柴油機概述MANB&WL16/24柴油機9/2/202317chapter1船舶柴油機概述9/2/202318chapter1船舶柴油機概述9/2/202319chapter1船舶柴油機概述9/2/202320chapter1船舶柴油機概述船舶柴油機的型號我國船用柴油機型號9/2/202321chapter1船舶柴油機概述船舶柴油機的型號Sulzer

柴油機MANB&W柴油機9/2/202322chapter1船舶柴油機概述Chapter1柴油機的基本知識1.1柴油機的基本概念1.2四沖程柴油機的工作原理1.3柴油機的理論循環(huán)與實際循環(huán)1.4二沖程柴油機的工作原理1.5柴油機增壓的概念1.6柴油機的類型和分類1.7船舶柴油機的主要技術指標1.8船舶柴油機的發(fā)展9/2/202323chapter1船舶柴油機概述船舶柴油機的主要技術指標動力性指標：對外作功能力的指標經(jīng)濟性指標：柴油機的燃油消耗和潤滑油消耗排氣污染指標：排放重量和外形尺寸指標：評價柴油機結構緊湊性和金屬材料利用率9/2/202324chapter1船舶柴油機概述動力性指標有效功率：從柴油機曲軸飛輪端傳出的功率稱為有效功率（指示功率減去機械損失功率所剩的功率）平均有效壓力：柴油機在每一工作循環(huán)每單位氣缸工作容積所作的有效功轉速和活塞平均速度升功率：每升氣缸工作容積發(fā)出的有效功率。單位活塞面積功率：衡量燃燒室組件熱負荷的尺度。1小時功率：柴油機允許連續(xù)運轉1小時的最大功率。持續(xù)功率：柴油機允許長期運轉的最大功率。最高轉速最低穩(wěn)定轉速9/2/202325chapter1船舶柴油機概述經(jīng)濟性指標燃油消耗率（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標和有效指標高速機：212~215g/KWh中速機：197~235g/KWh低速機：169~190g/KWh0.5~4g/KWh9/2/202326chapter1船舶柴油機概述重量和外形尺寸指標比重量（單位功率重量）單位體積功率

式中：Ne----與標定功率V-----柴油機外廓體積

9/2/202327chapter1船舶柴油機概述排放污染指標柴油機的有害排放物：船舶柴油機的排放受到國際海事組織公約的限制排放物中速機g/(kW.h)低速機g/(kW.h)NOX1217CO1.61.6HC0.50.5CO2660660SO24.2×%S4.2×%S9/2/202328chapter1船舶柴油機概述Chapter1柴油機的基本知識1.1柴油機的基本概念1.2四沖程柴油機的工作原理1.3柴油機的理論循環(huán)與實際循環(huán)1.4二沖程柴油機的工作原理1.5柴油機增壓的概念1.6柴油機的類型和分類1.7船舶柴油機的主要技術指標1.8船舶柴油機的發(fā)展9/2/202329chapter1船舶柴油機概述1.8船舶柴油機的發(fā)展1776年瓦特蒸汽機1876年，德國人奧托第一次提出四沖程循環(huán)原理，發(fā)明了電點火的四沖程煤氣機(14%)1880年，英國的D.clerk和J.Robson，以及德國人K.Benz等成功地開發(fā)了二沖程內(nèi)燃機1892年德國工程師RudolfDiesel申請了壓縮發(fā)火內(nèi)燃機專利1897年在MAN公司制成第一臺實際使用的柴油機(壓燃式、空氣噴射、定壓燃燒)，其效率因可采用較大的壓縮比而比煤氣機有顯著提高1904年柴油機首次用于船舶推進裝置(29.4kw，260r/min)。1927年在柴油機上正式使用了由R.Bosch發(fā)明的噴油泵(回油孔式)一噴油器噴射系統(tǒng)，代替了原需用7MPa壓縮空氣噴油的空氣噴射系統(tǒng)．實現(xiàn)了混合燃燒。1926年瑞士人A．JBachi設計了一臺廢氣禍輪增壓柴油機.9/2/202330chapter1船舶柴油機概述1.8船舶柴油機的發(fā)展提高經(jīng)濟性的研究，包括燃燒、增壓、低摩擦、低磨損等的研究；智能化技術提高可靠性和全壽命經(jīng)濟性電子技術在柴油機中的運用自動遙測監(jiān)控系統(tǒng)柴油機的研發(fā)采用虛擬技術代用清潔燃料研究和低排放技術的實施9/2/202331chapter1船舶柴油機概述提高經(jīng)濟性的研究的措施提高最高爆發(fā)壓力Pmax及提高Pmax和平均有均壓力Pe的比值采用定壓渦輪增壓系統(tǒng)和高效率廢氣渦輪增壓器提高行程缸徑比S/D、降低柴油機轉速增大壓縮