柴油机的基本知识(教育教学)

1 柴油机的基本知识

考纲要求：

2.1.2 柴油机的性能指标

2.1.2.1柴油机的指示指标（指示指标的定义、平均指示压力和指示功率、指示效率和指示耗油率）

2.1.2.2柴油机的有效指标（有效指标定义、机械损失功率和机械效率、有效功率和平均有效压力、有效效率和有效耗油率）

2.1.2.3柴油机的工作参数：爆压、排温、活塞平均速度、行程缸径比（应该还包括压缩比和强化系数）

2.1.3 现代船用柴油机提高有效功率和经济性的主要途径

一、关于柴油机的指标

1、柴油机的指示指标：以示功图为基础，考虑缸内不完全燃烧及传热等方面的热损失，不考虑摩擦及轴带损失，用于评定缸内工作循环的完善程度。

2、柴油机的有效指标：以输出轴功为基础，考虑机械损失，评定工作性能的最终指标。

3、指示及有效压力：单位气缸容积的做功能力，代表循环的完善程度，体现动力性。

4、效率：注意效率的基本定义及效率与油耗率的关系。

典型题目：

1.能够有效提高柴油机平均指示压力的措施是

A.增大供油量

B.提高进气压力

C.提高喷油压力

D.增大过量空气系数b

2.目前，船用柴油机的机械效率为----%

A.50~70

B.60~80

C.70~87

D.70~92d

3.平均指示压力的大小主要取决于

A.转速的高低

B.负荷的大小

C.燃烧的早晚

D.燃烧压力的高低b

二、柴油机的工作参数

1、工作参数包括：爆压、排温、活塞平均速度、行程缸径比（应该还包括压缩比和强化系数），对这些参数的一般性范围要了解。

2、增压机与自然吸气发动机排温测点不同。

3、强化系数代表机械和热负荷两方面。

4、压缩比影响经济性、燃烧、启动和机械负荷。 典型题目：

1.通常，船用柴油机的排气温度最高值应为

A.小于550

B.600~700

C.800~900

D.大于1000a

2.各种柴油机中强化系数最高的是

A.低速机

B.二冲程中速机

C.四冲程中速机

D.高速机d

三、现代船用柴油机提高功率和经济性的主要途径 提高功率的途径：60000i n V p Ne s e τ=

1、主机采用定压涡轮增压系统和高压比高效率

废气涡轮增压器：当代增压器综合效率已达68~76%，显著降低油耗率。

2、增大行程缸径比S/D：一方面增大燃气的膨胀功；另一方面大幅度降低转速，从而明显提高螺旋桨效率。“低转速—长冲程化”，即降低柴油机设计转速，同时加长冲程，功率、活塞平均速度保持不变。这样不仅提高了ηp，而且柴油机自身的效率也提高了。如燃烧时间基本不变，则燃烧对应的曲柄转角减小 ，燃气能更充分膨胀，热效率提高；长冲程化，如压缩比不变，则燃烧室高度增大，有利于燃油的雾化混合燃烧；长行程机S/D>2.5，超长行程S/D >3.0；MAN B&W SMC-C机S/D=4.0，Sulzer RTA-T机S/D=4.17，最大的SMC-C机S/D=4.2；研究结果表明：油耗率随S/D的增加而逐步下降，但增大S/D使柴油机结构复杂，造价增加，因此S/D的增加有限。

3、提高最高爆发压力与平均有效压力之比p z/p e：可显著降低油耗率；大幅度提高最高爆发压力受到柴油机机械负荷的限制，即材料性能的限制，必须采取措施以保证柴油机的可靠性，目前p z已达18MPa。在保持p z不变时降低p e同样可降低油耗率，即柴油机降功率运行。

4、增大压缩比：压缩比ε=Va/Vc=1+Vs/Vc=〖1+S/h〗；物理意义：表明工作气体在气缸中被压缩