柴油机基本知识
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冷却系统：主要有淡水泵、海水泵、冷却管 路。
操纵系统：由起动装置、调速装置、换向装 置以及操纵机构等组成。
二、柴油机的典型结构
1．Wartsila 32ຫໍສະໝຸດ Baidu中速柴油机（氮氧化物排放低）
1）机体用球墨铸铁铸造（无机座），所有的 油水管路设置在机体之内
2）采用弹性底座（减轻船体振动） 3）曲轴整体锻造 4）倒挂式主轴承 5）铸钢活塞头和铸铁活塞裙分开制造，裙部
C．影响ε的因素：
①连杆大小端轴承严重磨损，使活塞组件下沉。 ②十字头销（活塞销）与曲柄销严重磨损。 ③活塞顶面、缸盖底面被烧蚀或积碳，使VC改 变。 ④船用大端杆身凸缘与大端轴承座之间的调整 垫片厚度。 ⑤缸盖底面密封垫片厚度。 ⑥连杆杆身发生弯曲。
D．ε的调整方法：
(1)增加或减小连杆长度：（增加船用大端垫 片或十字头式柴油机活塞杆与十字头间平面 或与活塞裙连接面间的垫片，可使活塞组件 升高，即hc减小，从而压缩比增大）；
2.MAN B&W公司的S 50MC-C 柴油机(市场份额最大）
1）属紧凑型（长度缩短10 ％，功率上升10％，重量 下降10％）
2）双贯穿螺栓
3）气缸结构紧凑（气缸体 与气缸套间取消冷却水腔）
4）凸轮轴和气缸体成一体 5）薄壁轴瓦（高锡铝合金，抗疲劳强度高）
6）主轴颈和曲柄销直径加大（增强曲轴刚度、 增大轴承承载面积、缩短长度）
④机动性好。
燃气轮机：245~350g/KWh
⑤可直接反转。
汽油机：245~350g/KWh
⑥存在振动，轴系扭转振动和噪音。
⑦燃烧室部件工作条件恶劣，承受高温高压与冲击负荷。
3．柴油机与汽油机的区别：
柴油机与汽油机虽然都是内燃机，但是它们在使用燃料、 可燃混合气形成、发火方式、性能及压缩比等方面均有区别。
热机
汽油机
内燃机 柴油机
燃料燃烧在气缸内部，效率高
燃汽轮机
煤气机
2．柴油机
（1）概念：是一种在气缸内进行两次能量转换压缩发火 的往复式内燃机。是热效率最高的一种内燃机。
（2）优缺点：
①经济性好，热效率高，可达50%，可燃用劣质油。
②功率范围广。
柴油机：155~270g/KWh
③尺寸小，重量轻。
汽轮机：435~1200g/KWh
模块一 柴油机基本知识
教学目标： 1、具有柴油机基本知识、基本工作原理的能力； 2、具有认识柴油机总体机构的能力； 3、具有分析柴油机性能指标、工作参数的能力。 重点：二冲程、四冲程柴油机的工作原理及性能比 较，分类、基本概念。 难点：定时圆图、各性能指标的理解。
主要内容
任务一 柴油机总体机构认识 任务二 柴油机工作原理 任务三 拓展性理论知识
汽油机
柴油机
使用燃料 油气混合方式 发火方式 压缩比 热效率
性能
汽油
柴油（重油）
外部 （化油器）
内部 （喷油器）
火花塞点火 小 （6-10） 低 15-40 %
压缩发火 大 （12-22） 高 30-55 %
低温起动性能好，工作柔和，低温起动性能差，工作粗暴，
噪音小
噪音大
二、柴油机的基本结构参数
（1）上止点（T.D.C.）： （2）下止点（B.D.C.）： （3）行程：即S=2R。 （4）气缸直径：D （5）气缸工作容积Vs： （6）燃烧室容积（余隙容积）VC： （7）气缸总容积Va： （8）余隙高度： （9）压缩比e： ε=Va/ VC=（Vs+ VC）/ VC=1+ Vs/ VC
4．按结构特点分类： （1）筒状活塞式：活塞起导向作用，缸壁承担 侧推力。
B．不同的机型ε特点：
①小型高速机的ε＞大型低速机。因小型高速 机气缸尺寸小，单位容积的散热面积大，允许 提高ε以增加热效率.
②非增压机的ε＞增压机。因增压机气缸进气 压力高，压缩终点压力和温度高，燃烧最高爆 炸压力和温度比非增压机高，为了降低机械负 荷和热负荷，ε要小些。
③四冲程机的ε＞二冲程机。 ④柴油机的ε＞汽油机。
7）短连杆（降低高度，改善十字头润滑条件）
8）低置活塞环组（活塞顶岸高度提高，改善环 工作性能，减轻磨损，降低气缸套与气缸盖结 合面）
9）S/D达到4，pmax达到15MPa
柴油机概述
一、柴油机的基本概念
1．热机
（1）概念：把热能转换成机械能的动力机械。
（2）种类：
蒸汽机
外燃机 汽轮机 燃料燃烧在气缸外部，效率低
一、船舶柴油机的总体结构
主要运动机件：主要有活塞组、十字头组、 连杆组和曲轴飞轮组。
主要固定机件：主要有机座、机架、气缸体、 扫气箱和气缸盖。
换气和增压系统：主要有增压器、中冷器、 气门机构、凸轮轴组和进排气管。
喷油系统：主要有喷油泵、凸轮轴组和喷油 器等。
滑油系统：主要有滑油泵、滑油冷却器、滑 油滤清器等。
A.压缩比ε表示缸内工质压缩程度，也就是活 塞从下止点运动到上止点时，把缸内空气压缩 了多少倍。
它是柴油机的一个重要结构参数，对柴油机的经济性、燃烧和
起动性能以及机械负荷等有重要的影响。 ε大说明缸内空气被压缩厉害，压缩终点的温 度和压力就高，有利于燃油的燃烧和柴油机的 起动，并可提高热效率。但ε过大，会使柴油 机PZ过高，工作粗暴，热负荷过大，降低可靠 性和缩短柴油机的寿命。ε过小，则压缩终点 的气体压力和温度过低，不利于燃烧，柴油机 起动困难耗油率增加，功率下降。
(2)增加或减小气缸垫床厚度：当增加时，压 缩比减小。
三、柴油机的类型
1．按工作循环分类：四冲程和二冲程柴油机。 2．按是否增压分类：增压和非增压柴油机。 3．按曲轴转速分类：高速、中速和低速机。 （1）低速柴油机：n<300r/min，Vm＜6m/s； （2）中速柴油机：n=300～1000r/min，Vm=69m/s； （3）高速柴油机：n>1000r/min，Vm＞9m/s。
设润滑装置改善润滑，环数量少
6）缸套的上部加高加厚，提高强度和刚度以 承受高的机械负荷和热负荷
7）缸套内上端装防磨环(anti-polish ring, 除去积炭，减轻磨损)
8）船用连杆大端（便于拆卸）
9）气缸盖多管道元件完成多项功能
10）脉冲增压和单管脉冲增压
11）冷却水系统分高温水和低温水，高温水 冷却气缸套、气缸盖、增压空气冷却器的 高温部分，低温水冷却增压空气冷却器的 低温部分及滑油冷却器
操纵系统：由起动装置、调速装置、换向装 置以及操纵机构等组成。
二、柴油机的典型结构
1．Wartsila 32ຫໍສະໝຸດ Baidu中速柴油机（氮氧化物排放低）
1）机体用球墨铸铁铸造（无机座），所有的 油水管路设置在机体之内
2）采用弹性底座（减轻船体振动） 3）曲轴整体锻造 4）倒挂式主轴承 5）铸钢活塞头和铸铁活塞裙分开制造，裙部
C．影响ε的因素：
①连杆大小端轴承严重磨损，使活塞组件下沉。 ②十字头销（活塞销）与曲柄销严重磨损。 ③活塞顶面、缸盖底面被烧蚀或积碳，使VC改 变。 ④船用大端杆身凸缘与大端轴承座之间的调整 垫片厚度。 ⑤缸盖底面密封垫片厚度。 ⑥连杆杆身发生弯曲。
D．ε的调整方法：
(1)增加或减小连杆长度：（增加船用大端垫 片或十字头式柴油机活塞杆与十字头间平面 或与活塞裙连接面间的垫片，可使活塞组件 升高，即hc减小，从而压缩比增大）；
2.MAN B&W公司的S 50MC-C 柴油机(市场份额最大）
1）属紧凑型（长度缩短10 ％，功率上升10％，重量 下降10％）
2）双贯穿螺栓
3）气缸结构紧凑（气缸体 与气缸套间取消冷却水腔）
4）凸轮轴和气缸体成一体 5）薄壁轴瓦（高锡铝合金，抗疲劳强度高）
6）主轴颈和曲柄销直径加大（增强曲轴刚度、 增大轴承承载面积、缩短长度）
④机动性好。
燃气轮机：245~350g/KWh
⑤可直接反转。
汽油机：245~350g/KWh
⑥存在振动，轴系扭转振动和噪音。
⑦燃烧室部件工作条件恶劣，承受高温高压与冲击负荷。
3．柴油机与汽油机的区别：
柴油机与汽油机虽然都是内燃机，但是它们在使用燃料、 可燃混合气形成、发火方式、性能及压缩比等方面均有区别。
热机
汽油机
内燃机 柴油机
燃料燃烧在气缸内部，效率高
燃汽轮机
煤气机
2．柴油机
（1）概念：是一种在气缸内进行两次能量转换压缩发火 的往复式内燃机。是热效率最高的一种内燃机。
（2）优缺点：
①经济性好，热效率高，可达50%，可燃用劣质油。
②功率范围广。
柴油机：155~270g/KWh
③尺寸小，重量轻。
汽轮机：435~1200g/KWh
模块一 柴油机基本知识
教学目标： 1、具有柴油机基本知识、基本工作原理的能力； 2、具有认识柴油机总体机构的能力； 3、具有分析柴油机性能指标、工作参数的能力。 重点：二冲程、四冲程柴油机的工作原理及性能比 较，分类、基本概念。 难点：定时圆图、各性能指标的理解。
主要内容
任务一 柴油机总体机构认识 任务二 柴油机工作原理 任务三 拓展性理论知识
汽油机
柴油机
使用燃料 油气混合方式 发火方式 压缩比 热效率
性能
汽油
柴油（重油）
外部 （化油器）
内部 （喷油器）
火花塞点火 小 （6-10） 低 15-40 %
压缩发火 大 （12-22） 高 30-55 %
低温起动性能好，工作柔和，低温起动性能差，工作粗暴，
噪音小
噪音大
二、柴油机的基本结构参数
（1）上止点（T.D.C.）： （2）下止点（B.D.C.）： （3）行程：即S=2R。 （4）气缸直径：D （5）气缸工作容积Vs： （6）燃烧室容积（余隙容积）VC： （7）气缸总容积Va： （8）余隙高度： （9）压缩比e： ε=Va/ VC=（Vs+ VC）/ VC=1+ Vs/ VC
4．按结构特点分类： （1）筒状活塞式：活塞起导向作用，缸壁承担 侧推力。
B．不同的机型ε特点：
①小型高速机的ε＞大型低速机。因小型高速 机气缸尺寸小，单位容积的散热面积大，允许 提高ε以增加热效率.
②非增压机的ε＞增压机。因增压机气缸进气 压力高，压缩终点压力和温度高，燃烧最高爆 炸压力和温度比非增压机高，为了降低机械负 荷和热负荷，ε要小些。
③四冲程机的ε＞二冲程机。 ④柴油机的ε＞汽油机。
7）短连杆（降低高度，改善十字头润滑条件）
8）低置活塞环组（活塞顶岸高度提高，改善环 工作性能，减轻磨损，降低气缸套与气缸盖结 合面）
9）S/D达到4，pmax达到15MPa
柴油机概述
一、柴油机的基本概念
1．热机
（1）概念：把热能转换成机械能的动力机械。
（2）种类：
蒸汽机
外燃机 汽轮机 燃料燃烧在气缸外部，效率低
一、船舶柴油机的总体结构
主要运动机件：主要有活塞组、十字头组、 连杆组和曲轴飞轮组。
主要固定机件：主要有机座、机架、气缸体、 扫气箱和气缸盖。
换气和增压系统：主要有增压器、中冷器、 气门机构、凸轮轴组和进排气管。
喷油系统：主要有喷油泵、凸轮轴组和喷油 器等。
滑油系统：主要有滑油泵、滑油冷却器、滑 油滤清器等。
A.压缩比ε表示缸内工质压缩程度，也就是活 塞从下止点运动到上止点时，把缸内空气压缩 了多少倍。
它是柴油机的一个重要结构参数，对柴油机的经济性、燃烧和
起动性能以及机械负荷等有重要的影响。 ε大说明缸内空气被压缩厉害，压缩终点的温 度和压力就高，有利于燃油的燃烧和柴油机的 起动，并可提高热效率。但ε过大，会使柴油 机PZ过高，工作粗暴，热负荷过大，降低可靠 性和缩短柴油机的寿命。ε过小，则压缩终点 的气体压力和温度过低，不利于燃烧，柴油机 起动困难耗油率增加，功率下降。
(2)增加或减小气缸垫床厚度：当增加时，压 缩比减小。
三、柴油机的类型
1．按工作循环分类：四冲程和二冲程柴油机。 2．按是否增压分类：增压和非增压柴油机。 3．按曲轴转速分类：高速、中速和低速机。 （1）低速柴油机：n<300r/min，Vm＜6m/s； （2）中速柴油机：n=300～1000r/min，Vm=69m/s； （3）高速柴油机：n>1000r/min，Vm＞9m/s。
设润滑装置改善润滑，环数量少
6）缸套的上部加高加厚，提高强度和刚度以 承受高的机械负荷和热负荷
7）缸套内上端装防磨环(anti-polish ring, 除去积炭，减轻磨损)
8）船用连杆大端（便于拆卸）
9）气缸盖多管道元件完成多项功能
10）脉冲增压和单管脉冲增压
11）冷却水系统分高温水和低温水，高温水 冷却气缸套、气缸盖、增压空气冷却器的 高温部分，低温水冷却增压空气冷却器的 低温部分及滑油冷却器