柴油机的基本知识

第一章柴油机的基本知识第一节柴油机总论柴油机工作原理柴油机的性能指标S70ME-CWärtsilä46第一节柴油机总论一、柴油机的基本概念二、柴油机的分类三、在船舶动力装置中的地位及目前发展方向柴油机热机外燃机内燃机蒸汽轮机蒸汽机汽油机燃气轮机一、柴油机的基本概念热能转换成机械能的动力机械两次能量转化过程分别在不同的机械设备内部完成两次能量转换过程在同一机械设备中完成柴油机•使用挥发性较差的柴油或劣质燃料油作燃料；•采用内部混合法形成可燃混合气；•缸内燃烧采用压缩式发火。柴油机是一种压缩发火的往复式内燃机。柴油机的优点1经济性好。2功率范围宽广3尺寸小，重量轻4机动性好5适应船舶航行的各种工况要求柴油机的缺点振动和噪音工作条件恶劣柴油机与汽油机比较柴油机汽油机燃料柴油或劣质燃油汽油点火方式压缩自行燃烧电火花塞点燃混合气形成方式气缸内混合气缸外混合压缩比12－226－10有效热效率0.30－0.550.15－0.40常用术语(1)上止点(TDC)(2)下止点(BDC)(3)行程(S)(4)缸径(D)(5)气缸余隙容积(Vｃ)(8)气缸总容积(Ｖａ）(9)压缩比ε＝Va／Vc＝1＋Vs／Vc(6)余隙高度(顶隙)(7)气缸工作容积（Ｖｓ）VsVas上止点下止点Vc二、柴油机的分类6增压柴油机和非增压柴油机1、低速、中速和高速柴油机2筒形活塞式和十字头式柴油机3直列式和V型柴油机4右旋和左旋柴油机5可逆转和不可逆转柴油机低速、中速和高速柴油机低速柴油机ｎ≤300r/minVm＜６m/s中速柴油机300＜ｎ≤1,000r/minVm＝６m/s～９m/s高速柴油机n＞1,000r/minVm＞9m/s(a)筒形活塞式(b)十字头式柴油机(a)直列式(b)V型柴油机生产厂家机型及标号含义技术特征国产船用柴油机6ESDZ43/82B6——气缸数ESDZ——技术特征43/82——气缸直径（cm）/活塞行程（cm）B——改进型号E——二冲程S——十字头D——可逆转Z——增压MAN-B&W公司6L50MC/MCE6——气缸数L——冲程形式（L：长冲程，S：超长冲程）50——气缸直径（cm）MC/MCE——技术特征MC——船用等压增压E——经济型三、船舶柴油机的型号生产厂家机型及标号含义技术特征SULZER公司12RND90MC12——气缸数R、D——技术特征90——气缸直径（cm）N——改进代号（N：新型，M：改进型，A：变型）R——焊接结构、二冲程、十字头D——直接反转，有推力轴承L——长冲程T——直流扫气三菱重工公司6UEC85/160C6——气缸数UEC——技术特征85/160——气缸直径（cm）/活塞行程（cm）C——改进型号U——二冲程、直流扫气E——废气涡轮增压C——十字头式四、在船舶动力装置中的地位及目前发展方向在船舶动力装置中占绝对的主导地位，目前占98%以上的份额主要造机公司：低速机MANB&W公司Wärtsilä瑞士公司三菱公司（日本）中速机Wärtsilä瑞士公司MANB&W公司Mak1、船舶低速二冲程柴油机当前使用情况0.00%10.00%20.00%30.00%40.00%50.00%60.00%70.00%低速柴油机MANB&WWARTSILAMITSUBISHI0.00%5.00%10.00%15.00%20.00%25.00%30.00%35.00%40.00%中速柴油机MANB&WWARTSILAMAK其余几十家2、船舶四冲程柴油机当前使用情况五、船用柴油机的发展（一）、现代船用大型低速柴油机的结构特点1、采用定压涡轮增压系统和高效率废气涡轮增压器2、采用旋转式排气阀及液压式气阀传动机构3、提高最高燃烧压力pz与平均有效压力pe之比4、增大压缩比ε5、增大行程缸径比S/D6、燃烧室部件普遍采用钻孔冷却结构7、采用可变喷油定时（VIT)机构（variationalignitiontiming)8、采用薄壁轴承9、曲轴上增设轴向减振器10、焊接曲轴（二）、船舶柴油机的现状和发展趋势研究趋势为：（1）提高经济性的研究，包括燃烧、增压、低摩擦、低磨损等。（2）降低柴油机排放的研究。排放是现代柴油机面临的严重挑战，随着对船舶柴油机排放的限制，使得经济性的提高更加困难，这也是船舶柴油机发展中的新课题。（3）提高可靠性与耐久性的研究。（4）电子控制技术的研究。（5）代用燃料的研究