船、机、桨工况配合特性ppt课件

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1） 速度特性（外特性）
n 变， pe不变，由Ne = f（pe 、n ）知 : Ne ∝n ; Me = f ( pe ) = 常数。
Ne = Me ·n/9 . 55 = f ( n )
即 Ne 与 n成直线关系,如下图所示.
实际上有如下因素影响：
（1）每循环进气量与n 有关； 2）热态状与n 有关； （3）指示效率的变化；
所谓最佳配合点就是船、机、桨三者的能力都合 理、协调、充分发挥的工作配合点。
船、机、桨三者的合理配合，可使能量得到最佳 的转换。转换的理论基础就是能量守恒与转换定律， 即船、机、桨系统的相互平衡，这种平衡表现在两个 方面；运动的平衡关系和动力的平衡关系。这些关系 由它们三者各自的特性所决定。
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3、工况
V s —— 气缸工作容积 m3 。
对一给定的柴油机来讲， Vs、i、 τ为已知常数。因此， Ne是随 pe、 n而变 的函数：
Ne= f（pe 、n ）
2、 柴油机输出矩扭Me与PD之间的关系为：
Me 9.55
Ne n
（N-m）
式中： Me——柴油机的输出矩扭。
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3、柴油机运行规律与参数之间的关系： 1）n变， pe 不变。（即每一个工作循环的喷油量不变） 2）n变， pe也变。 3）n不变， pe 变。
m —— 指数。
一般排水量船舶M＝2，这个近似关系可以通过模型或实船试验求得。
系数AR与船体线型，与航行情况（装载、拖带、污底）等有关。
各
种
工
况
下
的பைடு நூலகம்
阻
力
曲
线
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二 柴油机的基本特性 概述
柴油机由于用途和使用
条件不同，它在实际运转中 的工作状况的变化可分成以
Ne
下三类：
（1）带动发电机的柴油机 转速恒定，沿兰线工作；
4、柴油机特性概念： 柴油机工作参数（ Ni， Ne，ηi，ηe，gi， ge，Me等）和变量Pe、n
之间的函数关系为称柴油机的特性。
5、柴油机特性分类： 柴油机工作参数（ Ni， Ne，ηi，ηe，gi， ge，Me等）随转速 n和随平均 有效压力Pe而变化的规律分别叫做柴油机的速度特性、负荷特性、调速特性、 推进特性、万有特性、减额功率输出特性、限制特性等。
底、螺旋桨表面损坏等。 上述变化将影响船、机、桨的配合，因此在设计、
管理时必须充分考虑。
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§6—2 船、机、桨的基本特性
一、船舶航行阻力特性
船体阻力是航速的函数，即：
R AR VSm
PE R VS
式中：R —— 船体的阻力； AR —— 系数； PE —— 船体有效马力；
VS —— 航速；
机的调速特性 柴油机带螺旋桨，必须有全制式调速器。 当调速器的弹簧处在不同位置时，有调速特性曲线1、2、3、4、等。 h1、h2、h3是柴油机在不同供油量时的外特性线。 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、为不同工况的推进线。
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3） 负荷特性 在某一固定不变的转速下，柴油机的性能参数随负荷pe变化的规律。
供油量
柴油主机
轴系及 传动设备
螺旋桨
桨对船影响 船对桨影响
螺旋桨 船速
船、桨对柴油机的影响 1
二、特性、配合与工况
1、特性
1）船体的特性 可用阻力——航速或有效功率——航 速特性曲线来描述； 2）主机的特性 可用转矩——转速或有效功率——转 速特性曲线来描述； 3）螺旋桨的特性 可用螺旋桨转矩——螺距比和进速 系数的关系；螺旋桨推力——螺距比和进速系数的关 系特性曲线来描述。
（ 4）每循环喷油量也与n 有关。 因此 pe 是变化的。
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外特性的定义 在速度特性线中，把柴油机在喷油量（即 pe）不变时，在各种转速 n下 的最大做功能力称为柴油机的外特性。
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1）最大功率特性—— 柴油机热负荷很高，一般作为船用主机的最大功率 或超额功率，持续使用时间不应超过（也不小于）1小时。线pe1。
§6—1 船、机、桨的基本概念
一、船、机、架三者的能量关系
船舶主机、螺旋桨和船体三者是一个能量的平衡系统。主机 是能量的发生器，螺旋桨为能量的转换器，后者将主机发出的旋 转能（扭矩）转换为推进能（推力）使船体运动。船体为能量的 需求者，螺旋桨的推进能用于克服船体的运动阻力。
机舱环境影响
海况、载况对 船舶航行的影响
柴油机怠速。线pe6。 5）最高转速限制线 ——
nmax=1.03nH 6）最底转速限制线——
柴油机最低稳定转速。 nmin。 7）额定转速——nH。
柴油机的工作范围： 在a—b—c—d—a所 围面积中。
nmin
nH nmax
MCR
c
b d
a
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2） 调速特性 在调速器作用下柴油机的功率、转矩与其转速的关系叫做柴油
所谓特性曲线，就是把船、机、桨三者随转速变化 的一些技术、经济参数，分别或集中地用图表示出来， 以了解它们的变化特点、配合关系和工作范围等。
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2、配合点
在某一工况下，船、机、桨三者的能量均相等的 点称为“配合点”，也叫“平衡点”。
在设计状态下的配合点叫“设计配合点”， “设 计配合点”通常是最佳配合点。
1）设计工况 船、机、桨三者的能量在设计状态点达到平衡。
2）变工况 由于船、机、桨的工作条件总是在不断变化，因
此，船舶在实际运行中常常偏离设计工况点，称为变 工况。影响工况的因素主要有以下几个：
（1）阻力的变化 如遇风浪、潮水、装载量变化等； （2）操纵的变化 如加速、减速、转弯、倒车等； （3）船、机、桨自身性能的变化 如主机变旧、船舶污
（2）带动螺旋桨的柴油机
转速和扭矩之间有规律关系， 沿绿线工作；
（3）车用柴油机，转速和 扭矩之间没有一定的关系，
转速取决于车速，扭矩取 决于装载量和路面阻力。
在阴影面内工作。
nmin
n nmax
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1、柴油机的输出功率
Ne
Pe
Vs n i τ 60
（w）
式中: n —— 曲轴每分钟转数 r/min； Pe—— 平均有效压力 Pa； τ—— 冲程系数，四中程 τ= 1/2，二冲程 τ=1； i —— 气缸数；
2）额定功率特性—— 柴油机热负荷和机械负荷好，一般作为船用主机的 常用功率，可长期持续使用。线pe2。
3）部分功率特性—— 指供油量固定在小于额定功率（如90％、75％、50％等） 供油量的各个速度特性。 线
pe3~pe5，船舶在实际运行 中常用这类曲线。
4）最底负荷特性 —— 最小喷油量, 以维持