【知识】柴油机与螺旋桨特性(一)

【知识】柴油机与螺旋桨特性（一）

重点：柴油机特性的分类，速度特性和负荷特性。难点：推进特性和限制特性。

单元一概述

一、柴油机的工况1．发电机工况转速恒定2．螺旋桨工况N=Cn3 3．其它工况转速和扭矩之间没有一定的关系。

二、柴油机特性的分类1．柴油机特性柴油机的主要性能指

标和工作参数（如排气温度Tr、最高爆发压力pz、增压压力pk等）随运转工况变化的规律称为柴油机的特性。把这

种变化规律在坐标上用曲线的形式表示出来，这种曲线称为

柴油机的特性曲线。2．目的（1）评价柴油机的性能（2）确定柴油机工况（3）分析影响特性的因素（4）检测柴油机的状态

三、柴油机特性的分类Ne=Cpeni 1)速度特性pe不变，n改变2)负荷特性n不变，pe改3)推进特性n和pe均改变化

单元二速度特性

1．概念：将喷油泵油量调节杆固定在某一位置，改变柴油

机外负荷以改变其转速，测量各转速下的功率Ne、扭矩Me （或平均有效压力pe）、有效耗油率ge和排气温度Tr等随

转速的变化规律。根据喷油泵油量调节机构固定的位置不同，

有全负荷速度特性（亦称外特性）。部分负荷速度特性和超

负荷速度特性。2．全负荷速度特性（1）概念：将喷油泵油量调节杆固定在标定供油量位置，改变柴油机外负荷以改变

其转速，测量各转速下的功率Ne、扭矩Me（或平均有效压力pe）、有效耗油率ge和排气温度Tr等随转速的变化规律。（2）标准环境状况：（3）柴油机功率的标定：我国国家标

准规定了内燃机标定功率分为15分钟功率、1小时功率、12小时功率、持续功率四级。15分钟功率：柴油机允许连续运行15分钟的最大有效功率。商船不允许使用这么大的

功率。可作为军用车辆和舰艇的追击功率。1小时功率：柴油机允许连续运行1小时的最大有效功率。可作为商船的超

负荷功率。是最大持续功率的110％。1小时功率还可作为拖拉机、工程机械的最大使用功率。12小时功率：柴油机允许连续运行12小时的最大有效功率。可以作为拖拉机、工

程机械的正常使用功率。持续功率：柴油机允许长期连期运

行的最大有效功率。船舶柴油机就用它来标定功率，并同时

标定其相应转速。我们通常所说的标定功率就是指这种功率，

标定工况就是指这种功率及其相应转速。国外船用柴油机常

用的几种功率（工况）名称MCR：最大持续功率，同时标

有相应的转速。原含义相当于国家标准的持续功率标定工况，

是设计选配螺旋桨的依据。OR：超负荷功率工况。其功率

为MCR功率的110％。CSR：持续使用功率工况。船舶正

常持久使用的功率工况。CSR负荷定得比MCR小，留有一定的功率储备。CSR是船舶计划船期，油耗的主要依据。ERP：按推进特性的经济功率工况。ERG：按负荷特性的经济功率工况。（4）全负荷速度特性曲线的制取①起动柴油机，

逐步将转速升高到标定转速，热车再逐步增加负荷至标定功

率并使之在标定工况下稳定运转。②将供油拉杆（或齿条）

固定，使供油拉杆保持在标定工况供油量位置上。③以转速

为测量点，调节水力测功器以增加负荷，使柴油机在标定转

速和最低稳定转速之间的各个不同测量点上稳定运转。同时

测量并记录柴油机在各转速下的性能参数（Me、Pe、ge、Tr等），每个点测两次。④将记录的性能参数作为纵坐标，

以转速为横坐标绘制成曲线。

图9-2 6ESDZ75/160B型柴油机的全负荷速度特性3．超负荷速度特性我国船舶建造规范规定，柴油机的超负荷功率为

标定功率的110％（作为船舶主机此时的转速是103％标定转速）。并且在12h运转期内允许超负荷运转１小时。4．部分负荷速度特性

三、速度特性的参数分析柴油机按速度特性工作时，喷油

泵供油量调节结构固定在相应位置上，此时可认为喷油泵供

油系数变化不大，即循环供油量基本不变。此时有关参数的

变化规律如下：（1）n增加，充量系数φＣ降低。（2）n增

加，非增压机过量系数α降低（φＣ降低），而增压机α增加（进气密度增加）。（3）n增加，非增压机指示热效率ηｉ降低（与α成正比），而增压机ηｉ增加。（4）n增加，非增压机平均指示压力Pi降低（与ηｉ成正比），而增压机Pi增加。（5）n增加，非增压机和低增压机机械效率ηｍ降低

（ηm=1-Pm/Pi，n增加，Pm增大，而Pi降低），而高增压机ηｍ增加。（6）n增加，非增压机平均有效压力Pe（Me）降低，增压机P e（Me）增加。（7）n增加，非增压机和低增压机ηｅ降低，而高增压机ηｅ增加。通常最大ηe（be）发生在低于nb的某一转速。感谢阅读，这里是龙de船人