全负荷速度特性

二、超负荷速度特性和部分负荷速度特性 我国船用柴油机标准规定，船用柴油机的超负 荷功率为标定功率的110%(与之对应的转速为标 定转速的103%)，并且在12h运转期内允许超负荷 运转1 h。 测定超负荷特性时，首先使柴油机在标定转速 nb下稳定运行，然后，通过测功器来增加柴油机 的外负荷，并同时加大供油量，使之达到超负荷 功率和相应的转速。此时把喷油泵油量调节机构 固定，逐渐增加柴油机的外负荷，使柴油机在低 于超负荷功率对应转速的若干个不同的转速下稳 定运行，并测量、记录各转速下的各项柴油机性 能指标和工作参数。最后根据所测数据在坐标图 上标绘超负荷速度特性曲线，如图中曲线2所示。
（1）有效功率和指示功率 有效功率是通过原点，有一 定斜率的直线。 指示功率是一条近似平行于 有效功率的直线。 （2）机械效率 当有效功率等于0时候，机 械效率等于0；机械效率随 有效功率的增大而增大，增 大率随负荷的增大而减小， 在高负荷时，几乎看不出机 械效率随有效功率的变化而 变化。
图7－5柴油机负荷特性
（3）指示热效率 如前所述，指示热效率主要取决于过量空气系 数、混合气形成质量和燃烧质量。 由于过量空气系数随有效功率降低而增大，因 此指示热效率也随着有效功率的降低而增大，只 是当有效功率降低到某一较低值时，指示热效率 不再增大。 （4）有效指标（有效热效率和有效耗油率）
课题二 速度特性
油量调节机构固定，改变外负荷，在这种条件下测得 的柴油机性能指标和工作参数随转速变化的规律 ，分为：
项目6
Biblioteka Baidu负荷特性
在转速保持不变的情况下，柴油机的主要 性能指标和工作参数随负荷变化的规律。
柴油机负荷特性是指在转速保持不变的情况 下，柴油机的各项主要性能指标和工作参数随负 荷变化的规律。负荷特性是在试验台上或实船条 件下测取的。试验时，先将柴油机调定在标定转 速下稳定运转并保持转速不变，然后由小逐渐增 大柴油机负荷。在各负荷下分别测取柴油机的主 要性能指标和工作参数(be、tr、ηm、α、pk、pz、 Pi、Pe、ηi等)并绘制成曲线，即为负荷特性曲线。 对柴油机负荷特性的研究，在实船柴油机管理 中有着非常重大的意义。例如，发电副机和船舶 上装有全制式调速器的主机，在设定转速不变的 情况下，当负荷发生变化时其转速保持不变，可 认为这些柴油机是按负荷特性工作的。
标定功率指标准环境状况下，制造厂根据内燃机的用途和特 点规定的标定转速下的有效功率(kW)。国标中规定：标定功率 按不同用途分为：15 min功率；1 h功率；12 h功率；持续功率。 我国《钢质海船入级与建造规范》(1996年)规定持续功率作为 船用柴油机的标定功率。国外船用柴油机的最大持续运转功率 MCR(Maximun Continuous Ratings)即为标定功率。 速度特性试验前，柴油机要经过试车、磨合、调整和排除故 障，将配气、供油定时调至最佳值，各缸功率平衡，使柴油机 具有良好的技术状态，然后进行特性试验。试验时，要保持柴 油机稳定运转，冷却水、润滑油的压力、温度也要调整在最佳 状态。测定时，试验机先开空车，缓慢加速至标定转速nb，通 过测功器逐渐增加外负荷，同时通过调速器增加循环供油量， 使柴油机在标定转速nb下发出标定功率Pb。此时测量并记录相 应的各参数值。然后将油量调节机构与调速器分离并加以固定， 逐渐增大柴油机的外负荷，以降低柴油机转速，使柴油机在标 定转速nb和最低稳定转速nmin之间若干点上稳定运转。同时测 取并记录对应各转速下的各个参数。最后以各性能参数作为纵 坐标、转速为横坐标，将记录的参数(包括计算值)在坐标系中标 绘。绘出的曲线即全负荷速度特性曲线，如图中曲线3所示。
柴油机速度特性Pe－n和Me－n的关系
全负荷速度特性可表示为柴油机在不超 过标定供油量的条件下，各转速下所能发 出的最大功率。作为船舶推进柴油机(主柴 油机),在实际使用时考虑到航行条件和船舶 污底情况，为保证主机在各种运转条件下 均能长期可靠运转，主机都留有适当的功 率储备，即主机长期运转最大功率要低于 标定功率一个值。
1）全负荷速度特性 （在标定工况油格） 2）超负荷速度特性 （在超负荷工况油格）
（110%Pb,103nb ）
3）部分负荷速度特性 （在比标定油格小的油格）
Pe——n Me——n
测取特性应遵循相应标准 特性测取
环境标准
功率标准
一、1 全负荷速度特性(外特性) 将柴油机喷油泵油量调节机构固定在相当于标定转速 下发出标定功率的供油位置上，然后，通过调节试验负荷， 逐步改变柴油机的转速。在各个稳定转速下，测取对应的 pe、Me、Pe、be、tr、pk、nT等参数值。由此得到的性 能指标及工作参数随转速变化的规律即为全负荷速度特性， 亦称外特性。 全负荷速度特性的测量应遵循国家确定的统一试验标 准。一个是标准试验环境状况，一个是试验功率。 环境状况直接影响着柴油机的工作性能。我国国家标 准规定的标准环境为： 大气压力p0＝１００kPa（或750mmHg）,相对湿度 φ0＝３０％，环境温度T0＝２９８Ｋ或25℃，中冷器进 口冷却介质温度Tc0=298 Ｋ或25℃。 对于“无限航区”的船用内燃机其标准环境应遵循国 际船级协会(IACS)规定的环境状况： 大气压力p0＝１００kPa,相对湿度φ0＝6０％，环 境温度T0＝31８Ｋ或45℃，中冷器冷却介质进口温度Tex ＝305 Ｋ或32℃。
负荷特性一般是在标定转速下测取的。为了 更全面地了解柴油机特性，必要时可在低于标定 转速的若干不同转速下测取负荷特性。负荷特性 是标志柴油机动力性与经济性的基本特性。可用 于：比较不同柴油机的性能或评价同一柴油机的 结构设计改变或调整后的效果；标定柴油机的功 率；绘制万有特性曲线(柴油机各种性能参数相互 关系的综合特性曲线)。 柴油机按负荷特性工作时，意味着转速不变 而只改变喷油泵的循环供油量，即当外界负荷变 化时，柴油机改变循环供油量使输出功率改变。 因此，表征Pe和pe关系的公式可简化成Pe=Bpe， 而pe可认为只与循环供油量有关。图7-5是典型的 柴油机负荷特性，图中可看出各个性能参数随负 荷pe变化的规律。