1.1 柴油机的特性

1.1.3.1 负荷特性的概念 1.1.3.2 万有特性
柴油机的特性
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负荷特性
柴油机负荷特性:
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。
柴油机的特性
柴油机负荷特性
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万有特性
能够表达三个或三个以上参数 间相互关系的曲线
柴油机在各种负荷下可 达到的最高转速
柴油机在各种负荷下可 能达到的最低转速
柴油机的特性
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1.1 柴油机的特性
1.1.1 柴油机的工况和运转特性的基本概念 1.1.2 柴油机的速度特性 1.1.3 负荷特性和万有特性 1.1.4 推进特性 1.1.5 柴油机限制特性和工作范围 1.1.6 调距桨
1.1 柴油机的特性
1.1.1 柴油机的工况和运转特性的基本概念 1.1.2 柴油机的速度特性 1.1.3 负荷特性和万有特性 1.1.4 推进特性 1.1.5 柴油机限制特性和工作范围 1.1.6 调距桨
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1.1.1 柴油机的工况和运转特性 的基本概念
1.1.1.1 柴油机的运转工况
柴油机的特性
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柴油机的限制特性
柴油机的限制特性
指限制柴油机在各种转速下的最大有效功率，使柴 油机的机械负荷和热负荷不超出为保证它可靠工作
而规定的允许范围。 限制因素
最高爆发压力pz、平均有效压力pe、曲轴转矩Me、 过量空气系数α、排气温度tr以及涡轮增压器转速n Ｔ等参数作为限制因素。其中较常用的是Me、α和 tr。
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可调螺距螺旋桨的结构
调距桨转叶机构 应急锁紧桨叶装置，
在应急情况下（例如液压系统失 灵），把桨叶固定在一定的正螺 距值，使调距桨变为定距桨
控制
双手柄控制，
两只操纵手柄分别地操纵主机转 速和螺旋桨螺距，
这种控制方式不但操作不方便， 图(a)为曲柄滑块式，图(b)为曲柄销槽式 很难把工况调到最佳，
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柴油机的速度特性
柴油机的特性
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1.1 柴油机的特性
1.1.1 柴油机的工况和运转特性的基本概念 1.1.2 柴油机的速度特性 1.1.3 负荷特性和万有特性 1.1.4 推进特性 1.1.5 柴油机限制特性和工作范围 1.1.6 调距桨
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1.1.3 负荷特性和万有特性
工作参数： 转速n、增压压力pk、最高燃烧压力pz、 最高排气温度tr、增压器转速nk和涡轮机出口温度tT 等
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柴油机特性及研究柴油机特性的目的
第一类
Pe=cpeni
平均有效压力pe不变，有效功率Pe随转速n改变而变化。 ——速度特性。
第二类
柴有油效机功运率转Pe的。转速n保持恒定，通过改变平均有效压力pe来改变 ——负荷特性。
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1.1.1.2 柴油机特性及研究柴油机特性的目的
柴油机的特性
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柴油机的运转工况
1.发电机工况
柴油机的发电机工况是转速不变而功率随时发生变化的工况
2.螺旋桨工况
柴油机发出的功率和其转速都是改变的。螺旋桨在工作时其 吸收功率与转速的m次方成比例(Pp=cnm)。
3.其他工况
它的功率与转速之间没有一定的关系。 驱动调距桨的主机 驱动应急救火泵或应急空压机的柴油机 航行条件和运行状态发生变化时
Pp＝Ｃnp3 (kW)
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柴油机的推进特性
Ｐe= Pp＝Ｃnp3（kW）
柴油机的推进特性
柴油机按照螺旋桨特性 工作时，各性能指标和 工作参数随转速(或负荷) 变化的规律。
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推进特性曲线
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1.1 柴油机的特性
1.1.1 柴油机的工况和运转特性的基本概念 1.1.2 柴油机的速度特性 1.1.3 负荷特性和万有特性 1.1.4 推进特性 1.1.5 柴油机限制特性和工作范围 1.1.6 调距桨
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1.1.6 可调螺距螺旋桨
1.1.6.1 可调螺距螺旋桨的结构 1.1.6.2 可调螺距螺旋桨的工作特性
柴油机的特性
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可调螺距螺旋桨的结构
(1)调距桨。 包括可转动的桨叶、桨毂和桨毂内部装设的转动桨叶的转叶机构
(2)传动轴。 一般由螺旋桨轴和配油轴组成，两者用套筒联轴器相连。 传动轴是中空的，其中装调距杆；
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柴油机的速度特性
柴油机的特性
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2．超负荷速度特性
船用柴油机的超负荷功率
功率 标定功率的110% 转速 标定转速的103%
运转时间
在12h运转期内允许超负荷运转1h。
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柴油机的速度特性
柴油机的特性
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3）部分负荷速度特性
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1.1.1 柴油机的工况和运转特性 的基本概念
1.1.1.1 柴油机的运转工况
1.1.1.2 柴油机特性及研究柴油机特性的目的
柴油机的特性
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柴油机特性及研究柴油机特性的目的
1.柴油机特性
柴油机特性：柴油机的主要性能指标和工作参数随 运转工况变化的规律。
主要性能指标：平均有效压力pe、有效功率Pe、有效 转柴矩Me、有效热效率ηe和有效油耗率ge等
第三类
柴油机运行中平均有效压力pe和转速n同时改变。 推进特性 调速特性 限制特性
柴油机的特性
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柴油机特性及研究柴油机特性的目的
2.研究柴油机特性的目的
(1)评价柴油机性能。 (2)确定柴油机工况。 (3)分析影响特性的因素，寻找改善发动机特性的途径， (4)检测柴油机的状态。
柴油机的特性
如果将喷油泵油量调节机构固定在小于标定功 率油量的各个位置上，分别测得的柴油机的主 要性能指标和工作参数随转速变化的关系。
可测得若干条柴油机部分负荷速度特性曲线
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柴油机的速度特性
柴油机的特性
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4、极限速度特性
如果在测量速度特性时，把喷油泵的调节机构 位置变动，使柴油机在相应的转速下发出的功 率达到最大可能值，这时测得柴油机的性能参 数随转速的变化关系，称为极限速度特性。
柴油机的特性
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柴油机的限制特性
1. 等转矩限制特性
柴油机在各种转速下的转矩值Me都等于或小于标定 转速和标定功率下的转矩Mb。
2.等排气温度限制特性
对热负荷的限制：过量空气系数α，工作循环平均 温度tm，平均排气温度tr
等排气温度限制特性：柴油机在各种转速下的排气 温度值tr都等于或小于标定转速和标定功率下的排 气温度tr
一般以转速n为横坐标，平均 有效压力pe(或扭矩T）为纵坐 标，绘出一些重要特性参数的 等值曲线。
其中最重要的就是燃油消耗率
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1.1 柴油机的特性
1.1.1 柴油机的工况和运转特性的基本概念 1.1.2 柴油机的速度特性 1.1.3 负荷特性和万有特性 1.1.4 推进特性 1.1.5 柴油机限制特性和工作范围 1.1.6 调距桨
(3)调距机构。 产生转动桨叶动力的伺服油缸、伺服活塞， 分配压力控制油给伺服油缸的配油器， 桨叶定位和桨叶位置的反馈装置 附属设备
(4)液压系统 油泵、控制阀（换向阀）、油箱和管件等组成。
(5)操纵系统 由操纵台、控制和指示系统组成
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可调螺距螺旋桨的结构
柴油机的特性
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柴油机的限制特性
柴油机的限制特性：
对机械负荷和热负荷 两个方面的限制
在期标以定转转矩速作为nb下主降要初限1.1.4 制参数
后期则以排气温度作 为主要限制参数。
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柴油机的工作范围
柴油机在各种转速下允 许达到的最大功率
柴油机在各种转速下的 最小功率
单手柄控制。
按螺旋桨螺距与主机转速的规定 关系来操纵螺旋桨和主机。这种 控制方式也称为联合控制
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1.1.6 可调螺距螺旋桨
1.1.6.1 可调螺距螺旋桨的结构 1.1.6.2 可调螺距螺旋桨的工作特性
柴油机的特性
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可调螺距螺旋桨的工作特性
由船舶阻力变化所引起的螺旋桨特性变化可用改变螺距比的方 法来补偿，也就是用改变螺距的方法去适应船舶工况的变化
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1.1 柴油机的特性
1.1.1 柴油机的工况和运转特性的基本概念 1.1.2 柴油机的速度特性 1.1.3 负荷特性和万有特性 1.1.4 推进特性 1.1.5 柴油机限制特性和工作范围 1.1.6 调距桨
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速度特性
速度特性: 将喷油泵油量调节机构固定在某一 位置上，然后改变柴油机的负荷，使柴油机转 速变化，测得的柴油机主要性能指标和工作参 数随转速变化的规律
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1.1.4 推进特性
螺旋桨推力FP和转矩MP 与转速的关系
ＫＦ、Km与进程比λp的关系
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进程比
进程比λp是指螺旋桨每转一转实际产生的位移与螺旋 桨直径D之比，
λp＝vp／npＤ＝hp 式中：
hp—— vp——船速。

Ｆp=Ｃ1np2 Ｍp=C2np2 螺旋桨功率与转速的关系
1 ．全负荷速度特性 2 ．超负荷速度特性的测量 3 ．部分负荷速度特性
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1 ．全负荷速度特性
全负荷速度特性：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。由此得到的性能指标及工作 参数随转速变化的规律。