武汉理工-轮机工程-船舶柴油机-主动力推进装置lecture2.ppt

复习回顾n基本知识点和概念基本知识点和概念 n非增压四冲程基本工作原理非增压四冲程基本工作原理 n二冲程柴油机的基本工作原理二冲程柴油机的基本工作原理n二冲程柴油机二冲程柴油机 VS 四冲程柴油机四冲程柴油机3/26/20241chapter 1 船舶柴油机概述本课次主要内容本课次主要内容n柴油机的增压n船舶柴油机的分类 n船舶柴油机的总体结构 n船舶柴油机的主要技术指标 3/26/20242chapter 1 船舶柴油机概述柴油机的增压n增压的概念n增压的好处n增压的类型 机械增压 废气涡轮增压废气涡轮增压 复合增压3/26/20243chapter 1 船舶柴油机概述n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3/26/20244chapter 1 船舶柴油机概述二冲程柴油机增压的特点n增压空气先进扫气箱，经扫气口进气缸n往往设有辅助压气机(?)3/26/20245chapter 1 船舶柴油机概述增压与非增压的比较3/26/20246chapter 1 船舶柴油机概述增压柴油机的特点n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。n喷油提前角减小，因为增压后燃油燃烧滞燃期缩短。减小喷油提前角可防止柴油机工作粗暴。3/26/20247chapter 1 船舶柴油机概述3/26/20248chapter 1 船舶柴油机概述3/26/20249chapter 1 船舶柴油机概述3/26/202410chapter 1 船舶柴油机概述3/26/202411chapter 1 船舶柴油机概述1.1柴油机的基本概念-基本结构1.固定件2.运动件3.配气系统4.燃油系统5.润滑系统6.冷却系统7.起动系统8.调速装置3/26/202412chapter 1 船舶柴油机概述1.6 船舶柴油机的类型与分类1.按工作循环分：四冲程和二冲程2.按进气方式分：增压 非增压 1.72.53.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)4.按结构特点分：筒形活塞 十字头式柴油机5.按气缸排列分：直列式，V型6.按转向分(从飞轮端往自由端)：顺时钟(右旋)、逆时钟(左旋)7.按柴油机能否反转分：可逆转柴油机8.按动力装置的布置分：左机 右机3/26/202413chapter 1 船舶柴油机概述低速柴油机的特点n经济性最佳（热效率达到55%，155g/KWh）n柴油机的转速很低（直接配螺旋桨）n船用低速柴油机功率大（二冲程大缸径）n结构简单、工作可靠n可燃用劣质燃料3/26/202414chapter 1 船舶柴油机概述中速柴油机的特点n重量轻，尺寸小n可选择最佳螺旋桨转速n可以多台柴油机联用n油耗率比低速机略高n寿命比低速机略短n管理麻烦3/26/202415chapter 1 船舶柴油机概述Exhaust Valve：排气阀Fuel Injector：喷油器Cylinder Liner：Piston:Turbocharger:Entablature:Fuel Pump:Suffing BoxCamshaftCorssheadConnecting rodCrankshaftBedplateTie Bolts3/26/202416chapter 1 船舶柴油机概述MAN B&W L16/24柴油机3/26/202417chapter 1 船舶柴油机概述3/26/202418chapter 1 船舶柴油机概述3/26/202419chapter 1 船舶柴油机概述3/26/202420chapter 1 船舶柴油机概述船舶柴油机的型号n我国船用柴油机型号3/26/202421chapter 1 船舶柴油机概述船舶柴油机的型号nSulzer 柴油机nMAN B&W柴油机3/26/202422chapter 1 船舶柴油机概述Chapter 1 柴油机的基本知识n1.1柴油机的基本概念n1.2四冲程柴油机的工作原理n1.3柴油机的理论循环与实际循环n1.4二冲程柴油机的工作原理n1.5柴油机增压的概念n1.6柴油机的类型和分类n1.7 船舶柴油机的主要技术指标船舶柴油机的主要技术指标n1.8 船舶柴油机的发展3/26/202423chapter 1 船舶柴油机概述 船舶柴油机的主要技术指标n动力性指标：对外作功能力的指标n经济性指标：柴油机的燃油消耗和润滑油消耗n排气污染指标：排放n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3/26/202424chapter 1 船舶柴油机概述动力性指标n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）n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n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：柴油机允许长期运转的最大功率。最高转速最低稳定转速3/26/202425chapter 1 船舶柴油机概述经济性指标n燃油消耗率（g/KWh）指示燃油消耗率和有效燃油消耗率n滑油消耗率n指示指示指标和有效有效指标高速机：212215g/KWh中速机：197235g/KWh低速机：169190g/KWh0.54g/KWh3/26/202426chapter 1 船舶柴油机概述重量和外形尺寸指标n比重量（单位功率重量）n单位体积功率 式中：Ne-与标定功率 V-柴油机外廓体积 3/26/202427chapter 1 船舶柴油机概述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排放物中速机g/(kW.h)低速机g/(kW.h)NOX1217CO1.61.6HC0.50.5CO2660660SO24.2%S4.2%S3/26/202428chapter 1 船舶柴油机概述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 船舶柴油机的发展船舶柴油机的发展3/26/202429chapter 1 船舶柴油机概述1.8 船舶柴油机的发展n1776年瓦特蒸汽机n1876年，德国人奥托第一次提出四冲程循环原理，发明了电点火的四冲程煤气机(14%)n1880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n1892年德国工程师Rudolf Diesel申请了压缩发火内燃机专利n1897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n1904年柴油机首次用于船舶推进装置(29.4kw，260r/min)。n1927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。n1926年瑞士人AJ Bachi设计了一台废气祸轮增压柴油机.3/26/202430chapter 1 船舶柴油机概述1.8 船舶柴油机的发展n提高经济性的研究，包括燃烧、增压、低摩擦、低磨损等的研究；n智能化技术提高可靠性和全寿命经济性n电子技术在柴油机中的运用n自动遥测监控系统n柴油机的研发采用虚拟技术n代用清洁燃料研究和低排放技术的实施3/26/202431chapter 1 船舶柴油机概述提高经济性的研究的措施n提高最高爆发压力Pmax及提高Pmax和平均有均压力Pe的比值n采用定压涡轮增压系统和高效率废气涡轮增压器n提高行程缸径比S/D、降低柴油机转速n增大压缩比n采用可变喷油定时(VIT)机构n降低摩擦损失功提高机械效率n采用动力涡轮系统(TCS)n轴带发电机(PTO)n柴油机废热再利用n改进喷射与燃烧技术3/26/202432chapter 1 船舶柴油机概述课后作业：n直流扫气二冲程增压柴油机的基本工作原理n比较直流扫气与弯流扫气n比较增压/非增压柴油机3/26/202433chapter 1 船舶柴油机概述