第三节 柴油机的性能指标和工作参数
柴油发电机基本参数
柴油发电机基本参数1.功率：柴油发电机的功率是其最重要的参数之一、功率通常以千瓦（kW）或千伏安（kVA）为单位进行表示。
功率大小取决于柴油发动机的容量和发电机的电功率输出。
2.频率：柴油发电机的频率是指电流周期的重复频率，通常以赫兹（Hz）为单位表示。
在大多数国家和地区，电网的标准频率为50Hz或60Hz。
3.电压：柴油发电机的电压是指电能输出的电压大小。
通常以伏特（V）为单位表示。
电压取决于发电机的设计和所需应用的电压标准。
4.燃料消耗率：燃料消耗率是指柴油发动机在运行时所需的柴油燃料的消耗量。
燃料消耗率通常以每小时消耗的升数（l/h）或每单位功率消耗的升数（l/kWh）为单位进行表示。
5.效率：柴油发电机的效率是指将燃料转化为电能的比率。
效率通常以百分比表示。
高效的柴油发电机能够提供更大的电能输出，同时降低燃料消耗和运行成本。
6.噪音水平：柴油发电机在运行时会产生一定的噪音。
噪音水平通常以分贝（dB）为单位进行表示。
低噪音柴油发电机适用于需要在噪音敏感区域进行运行的应用，如住宅区和商业区。
7.维护周期：柴油发电机通常需要定期维护和保养，以确保其正常运行和延长使用寿命。
维护周期是指多久需要对柴油发电机进行一次维护。
维护周期的长短取决于柴油发电机的设计和运行条件。
8.自动化程度：柴油发电机可用于手动操作或自动化操作。
自动化程度是指柴油发电机能否实现自动启动、停机、切换和监测等功能。
高度自动化的柴油发电机可以减少人力和操作成本。
9.控制系统：柴油发电机通常配备控制系统来管理其运行和维护。
控制系统可以监测柴油发动机的状态、调节电能输出和执行故障诊断。
先进的控制系统能够提高柴油发电机的可靠性和安全性。
10.发电机类型：柴油发电机可根据其发电机类型进行分类。
常见的发电机类型包括无刷同步发电机、刷式发电机和交流异步发电机等。
不同类型的发电机具有不同的电功率输出和效率。
以上是柴油发电机的基本参数。
这些参数的选择和配置取决于具体的应用需求，如建筑工地、农场、工厂或住宅等。
柴油机工作循环和主要性能指标
柴油机的工作循环和主要性能指标柴油机是将燃油的化学能转变为热能并将热能转变为机械能的动力机械，而这种能量的转换是在柴油机的每一个工作循环中完成的。
因此，工作循环完成的情况将直接影响到能量转换的完善程度，而柴油机的主要性能指标则是表示工作循环完成情况的参数。
对工作循环及工作过程进行分析和研究，可以了解影响柴油机性能的主要因素，掌握提高其性能的基本途径和具体措施。
柴油机的工作循环一．柴油机的两种示功图研究柴油机汽缸内的工作过程，首先要用仪表测量出能正确反映汽缸内实际情况的实验数据。
最常见的是测量汽缸的压力。
因为容易测量且测得工质压力后，利用热力学的基本公式，还能求出工质温度、内能、计算焓、功和热量等热力参数，这样就可以去分析各循环了。
***表示奇怪内工质压力变化的图形称为示功图。
其中包括p-V示功图和p-∮示功图两种形式，现结合柴油机的实际情况加以说明。
1．p-V示功图：汽缸内的工质压力随汽缸容积变化的图形叫p-V示功图，又称压力-容积图，也可看做压力与活塞位置的函数关系。
该图上曲线保围的面积相当于工质在一个循环内对活塞作的功，因此，习惯上称为示功图。
2．p-∮示功图：汽缸内的工质压力随曲柄转角变化的图形叫p-∮示功图。
P-V示功图不适于研究燃烧过程，因为燃烧过程发生在上止点附近，此时活塞运动速度（相当于汽缸容积变化速率）很慢，难以从p-V图上看出这一区间内压力变化的特点。
瑞以曲柄转角为横坐标就清楚了，这等于把上止点附近的压力变化图形展开，故又称展开示功图，在柴油机的性能研究中得到广泛的应用。
二．柴油机的理想循环在柴油机中，为了连续实现燃料化学能——热能——机械能的转换，需不断重复由进气、压缩、膨胀、燃烧和排气五个过程的循环，其时间进行情况十分复杂。
为了能用热力学的基本理论和公式分析研究柴油机的循环，需将实际循环理想化和抽象化。
基于热力学基本理论建立起来的柴油机循环称为理想循环并对它作了如下几点假定：（1）工质为理想气体：其分子量与比热同纯空气在物理标准状态时的相同。
柴油机工作循环和主要性能指标
2018/11/9
chapter 8 柴油机工作循环与性能指标
26
8.1 柴油机的工作循环
4）完全燃烧1kg燃料生成的燃烧产物数量 完全燃烧生成的产物： CO2 , H 2O, N 2和过乘的O2 燃烧后缸内气体按kmol计的数量增加： 一般约为3～4%。
2018/11/9
chapter 8 柴油机工作循环与性能指标
2018/11/9 chapter 8 柴油机工作循环与性能指标 9
四冲程柴油机的实际循环
P z't z1 zt z z2 l c 't c c' c1 n=n1 d1 TDC
2018/11/9
理论循环 实际循环 n=k n=k2 n=n2 n=k1 b1 5
时间损失 后燃损失 换气损失
n=k
BDC V
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chapter 8 柴油机工作循环与性能指标
19
8.1 柴油机的工作循环
压缩比对柴油机的影响 （1）在一定范围内提高，可使经济性提高，但 过高反而可能使经济性下降 （2）机械负荷限制了的上限 （3）从燃油的可靠自燃，良好燃烧和保证冷起 动来看，不能太低。
柴油机拆装和修理后，应注意保证达到说明书规定的压缩比。
换气质量好： s ,s ,k
2018/11/9 chapter 8 柴油机工作循环与性能指标 18
8.1 柴油机的工作循环
2．压缩过程 与理想压缩过程的差别： （1）它的开始和终止不是在活塞止点处。 （2）不是绝热过程，气体与缸壁有复杂的热交换。 （3）工质不是理想气体，而是实际空气与残余废气 的混合物 实际压缩过程的多变指数是变化的，主要和压缩过程 中的散热情况有关：气体向缸壁散热多，n1值小，反 之则n1值大。 (低速小于高速，增压小于非增压)
第三节柴油机的性能指标和工作参数(精)
缸工作容积所作的有效功,p e。
p e =P e /Cni
p e =p i ηm
2平均机械损失压力p m
p m =P m /Cni
p e =p i -p m
目前船用柴油机的平均有效压力p e的范围如下表
所示。机型
p e (bar非增压~9.2四冲程
增压~30非增压~7.0
位气缸工作容积的指示功。
3平均指示压力p i的影响因素:循环供油量或负荷
大小,燃烧质量。
4平均指示压力p i的数值范围
机型
p i (bar非增压~11.2四冲程
增压~37.5非增压~9.5
二冲程增压~20.3
2指示功率P i
1指示功率是指柴油机气缸内的工质在单位时间内
所作的指示功(kW。
柴油机的每个气缸每工作循环工质所作的指示功为
1定义1假定一个数值不变的压力作用在活塞
上,在一个膨胀行程内所作的功与一个工作循环的
指示功L i相等,
这个假想的压力就称为平均指示压
力。
图1-14
L i =p i ·A ·S ( N ·m或J
p i =L i /(A ·S =L i /V s (N/m 2
或P a
2定义2平均指示压力p i是一个工作循环中每单
第三节柴油机的性能指标和工作参数
柴油机的性能:动力性、经济性、运转性、可靠性
和耐久性
动力性和经济性指标:指示指标和有效指标两类
柴油机的工作参数:表征机械负荷、热负荷、基本
结构和强化程度等性能。
一、指示指标
指示指标:平均指示压力p i、指示功率P i、指示热
效率ηi和指示燃油消耗率b i。
柴油机的动力指标
柴油机的动力指标柴油机是一种利用柴油燃烧产生动力的内燃机。
它具有高效率、高功率、高扭矩、耐用可靠等特点，被广泛应用于汽车、船舶、发电机组等领域。
柴油机的动力指标是衡量其性能优劣的重要指标，包括功率、扭矩、燃油消耗率等。
功率是衡量柴油机性能的重要指标之一。
柴油机的功率直接影响着其使用效果和工作效率。
柴油机的功率由两个主要因素决定：排量和转速。
排量是指柴油机每个循环中进入和排出气体的总体积。
排量越大，柴油机每个循环中能够产生的功率就越大。
转速是指柴油机曲轴每分钟旋转的圈数，转速越高，柴油机每分钟能够产生的功率就越大。
因此，要提高柴油机的功率，可以采取增大排量或增加转速的方式。
扭矩是衡量柴油机输出力矩大小的指标。
扭矩是柴油机输出动力的主要来源，影响着柴油机的加速能力和牵引力。
柴油机的扭矩与排量和转速有关，与柴油的燃烧效率和燃烧室结构也密切相关。
增加柴油机的扭矩可以通过增大排量、改进燃烧室结构和提高燃烧效率等方式实现。
同时，柴油机的扭矩还受到涡轮增压器的影响，涡轮增压器可以提高柴油机的进气压力，从而增加燃烧室内的混合气压，提高燃烧效率，进而增加扭矩输出。
燃油消耗率也是评价柴油机性能的重要指标之一。
燃油消耗率是指柴油机在单位时间内消耗的燃油量。
燃油消耗率的大小直接影响着柴油机的经济性和环保性。
降低燃油消耗率可以采取多种措施，如提高柴油机的燃烧效率、减小摩擦损失、优化燃油喷射系统等。
柴油机的噪音和振动也是需要考虑的动力指标。
噪音和振动是柴油机工作时产生的副产品，对使用者和周围环境都会造成一定程度的干扰和影响。
降低柴油机的噪音和振动可以通过改进柴油机结构、优化燃烧过程、加强降噪和减振措施等方式来实现。
柴油机的动力指标包括功率、扭矩、燃油消耗率、噪音和振动等。
为了提高柴油机的性能，需要综合考虑这些指标，并采取相应的技术手段来优化柴油机的设计和工作方式。
只有在动力指标达到要求的前提下，柴油机才能更好地满足各个领域的需求，并发挥其优势和作用。
第三节发动机主要性能指标和特性
2.2 第三节： 发动机主要性能指标和特性 柴油机的负荷特性曲线分析
汽车工程系
从负荷特性曲线上可以看出，在接近全 负荷时，ge最低，因此，为了提高汽车 的燃料经济性，希望发动机经常处于ge 低，负荷又较大的经济负荷区运行。
汽、柴油机负荷特性曲线的比较 第三节： 发动机主要性能指标和特性
汽车工程系
3、发动机万有特性
第三节： 发动机主要性能指标和特性 根据万有特性，可以看出发动机在任 何转速与负荷运行时的经济性。最内 层的等耗油率曲线相当于最经济的区 域，曲线越向外，经济性越差。等耗 油率曲线的形状及分布情况对发动机 的使用经济性有重要影响。若等耗油 率曲线在横坐标方向较大，则表明发 动机在转速变化较大而负荷变化较小 的情况下工作时，经济性好；若在纵 坐标方向较长，则表示发动机在负荷 变化较大而转速变化范围不大的情况 下工作时，燃油消耗率较小。
柴油机速度特性曲线
测定柴油机速度特性时， 除保持油量调节拉杆位置 不变外，供油提前角调整 到最佳状态，水温、油温、 油压等也应保持正常稳定 状态，如图所示为油量调 节拉杆在全、中、小3个 位置时的特性曲线，全位 置曲线即为外特性曲线。
汽车工程系
第三节： 发动机主要性能指标和特性 由曲线可知发动机转矩Me 随发动机转速n增加而缓慢 增加，在中等转速范围内， Me随n增加而降低，这样柴 油机的转矩曲线比较平缓， 这对柴油机运转的稳定性和 克服超载能力是不利的。为 此，柴油机必须通过调速器 中的油量校正装置来改造柴 油机外特性转矩曲线。
汽车工程系
第三节： 发动机主要性能指标和特性
汽油机速度特性曲线分析 测定汽油机速度特性曲线时，除了保持节气门开度 不变之外，化油器、点火提前角均需调整到最佳状 态，水温、油温、油压等也均应保持正常稳定的状 态。从速度特性曲线上可看到发动机有效功率Pe 、 有效转矩Me 、有效燃油消耗率 g e 等随转速变化 的规律，如下图所示，为某汽油机节气门开度在 全开、中等开度和小开度3中状况时的特性曲线。
柴油机工作原理(简单版)PPT课件
Compression ratio
14.05.2020
1 Va VcVs
VS
Vc . Vc
VC
14
ε 压缩比 (Compression ratio)
1.经济性： ε 经济性提高， ε﹥12 对经济性影响
柴油机动力装置 蒸0
螺旋桨
传.动轴系
5
功率： 70000KW L：25M H：13M B：7M
14.05.2020
.
6
14.05.2020
.
7
燃气轮机工作原理
❖ gas turbine engine
14.05.2020
.
8
蒸汽轮机工作原理
❖ Steam turbine engine
最近时的位置。 ❖ 5 冲程(Stroke)：又称行程。活塞在上、下止点间的运行距离。
它等于曲柄回转半径的两倍，即S＝2R。 ❖ 6 压缩室容积Vc：活塞位于上止点时，活塞顶与气缸盖底面之
间的气缸容积，又称燃烧室容积。 ❖ 7 气缸工作容积Vs：活塞从上止点到下止点所扫过的气缸容积。 ❖ 8 气缸总容积Va：活塞位于下止点时，活塞顶以上的全部气缸
D．存气容积
29期 1． 在内燃机中柴油机的本质特征是：
A ．用柴油做燃 B．外部混合 C．内部燃烧 30期 1.不同机型压缩比的大小,一般地说：
√D．压缩发火
A. 增压度越高,压缩比越大
B. 小型高速机的压缩比较低速机的小
√C. 现代新型低速柴油机的压缩比越来越大
D. 二冲程柴油机比四冲程机压缩比大
14.05.2020
第一章 第三节 发动机主要性能指标及编号规则
14
本 节 小 结
1
发动机主要指标
动力性指标
经济学指标 运转性指标
2
发动机特性
发动机速度特性 发动机负荷特性
3
发动机编号规则
15
造厂选用适当符号表示。 例：6E430SDzZCz
12
例如： 12V135ZG表示12缸，v型，四冲 程，缸径135，水冷，增压，工 程机械用
1E65F表示单缸，两冲程，缸径 65mm，风冷，通用型
13
发动机型号编制举例 (1)EQ 6100—1型汽油机：表示二汽生产、六缸、四冲程、 缸径100mm、水冷、通用型、第一种变型产品。 (2)6120 Q柴油机：表示6缸、四冲程、缸径120mm、水冷、 车用。 (3)12V135Z柴油机：表示12缸、V形、四冲程、缸径135mm、 水冷、增压。
耐久性指标
主要零件磨损到不能继续正 常工作的极限时间
工艺性指标
制造和维修的方便程度
2
一、发动机主要性能指标
(1)、动力性指标：
指发动机有效转矩和有效功率两者之间关系。 1有效转矩Me: 通过输出轴对外输出的扭矩。 2有效功率Pe 通过输出轴对外输出的功率，其大小为：
Ttq n 2n 3 Pe Ttq 10 60 9550
第三节 发动机主要性能指标 特性及编号规则
1
2 3
发动机主要指标
发动机特性 发动机编号规则
1
本 节 展 开
发动机的主要性能指标
动力性指标
表征发动机作功能力大小
经济性指标
发动机热效率和燃油消耗率
环境性能指标
指发动机排放品质和噪声 水平
可靠性指标
规定条件下，正常持续工作 能力
第三节_柴油机的性能指标课件
船用柴油机的发展
.一、船舶柴油机的发展
1776年瓦特蒸汽机
1876年奥托四冲程煤气机 1880年D.Clerk／J.Robson／ K.Benz二冲程内燃机
1904年柴油机首次 用于船舶推进装置
1897年MAN公司 首次使用柴油机
1892年Rudolf Diesel 压缩发火内燃机
20世纪50年代中后期四项 重大技术：大缸径、焊接 结构、透平技术、劣质燃油 20世纪60、70年代 子控制技术的使用
1.6 转速和活塞平均速度
4Leabharlann 2. 柴油机的经济性指标5
经 济 性 指 标
指示油耗率gi 指示热效率ηi 有效油耗率ge 有效热效率ηe
柴油机性能指标两大类
6
ηm
指示指标（以气缸为基础）有效指标（以飞轮输出端为基础） 动力性 指标 经济性 pi－平均指示压力 Pi－指示功率 ηi－指示热效率 gi－指示燃油消耗率 pe－平均有效压力 Pe－有效功率 ηe－有效热效率 ge－有效燃油消耗率
机无进排气冲程，为零）。
1.3 机械效率ηm
2）机械效率ηm ηm=（ Pi - Pm ）/ Pi =1- Pm / Pi 从上式可知：Pm ↑→ ηm↓ 机械效率ηm影响因素： 负荷、转速、滑油温度、冷却水温、安装质量等。 对同一台柴油机而言： • n不变，负荷↑→ ηm ↑。柴油机空载运行，全部指示功消耗于摩擦 损失， ηm = 0。 •负荷不变，n↑→ 摩擦耗功↑→ ηm ↓ 通常柴油机出厂时，厂家以ηm—n 的形式给出ηm值，可根据使用转速和 负荷查出ηm。
22
• ε ↑→经济性↑ （ ε＞12影响减弱 ） ，但ε ↑ ↑ → Va ↓ 对雾化、燃烧不利 →经济性↓
柴油机知识点总结
柴油机知识点总结一、柴油机的基本原理柴油机是一种内燃机，利用柴油作为燃料，通过压缩空气使柴油自燃来产生动力。
其工作原理主要包括进气、压缩、喷油、燃烧和排气等步骤。
1. 进气：气缸活塞向下运动，使气缸容积增大，在此时进气门打开，使空气进入气缸中。
2. 压缩：气缸活塞向上运动，使得进入气缸中的空气被压缩，温度和压力随之升高。
3. 喷油：在压缩阶段，喷油泵将高压柴油喷射到气缸中，形成细小的柴油雾滴。
4. 燃烧：柴油雾滴在高压和高温的条件下，迅速燃烧，产生大量热能，推动活塞向下运动。
5. 排气：活塞运动到底死点时，排气门打开，排出燃烧后的废气。
二、柴油机的分类根据燃料供给方式、气缸排列方式和冷却方式等不同，柴油机主要可以分为以下几类：1. 柴油机根据燃料供给方式可分为常凸轴燃油喷射机、共轨式直喷柴油机等。
2. 根据气缸排列方式，可以分为直列式、V型柴油机等。
3. 根据冷却方式，可以分为水冷式和空冷式柴油机。
另外，根据用途的不同，柴油机还可以分为工业柴油机、船用柴油机和汽车柴油机等。
三、柴油机的结构和工作原理1. 柴油机的结构柴油机主要由气缸、活塞、进气系统、喷油系统、燃烧室、排气系统、曲轴连杆机构和冷却系统等部件组成。
2. 进气系统进气系统的主要作用是将外界空气引入气缸内进行压缩。
其主要部件包括进气管、进气门、进气歧管、增压器等。
3. 喷油系统喷油系统主要由高压油泵、喷油器和喷油管路等部件组成，其作用是对柴油进行高压喷射。
4. 燃烧室燃烧室是喷油器喷射柴油并燃烧产生动力的地方，其结构和燃烧室形式会影响到柴油发动机燃烧工作的效率和性能。
5. 排气系统排气系统主要由排气管、排气门、涡轮增压器等部件组成，其作用是将燃烧后的废气排出气缸。
6. 曲轴连杆机构曲轴连杆机构将气缸活塞的来回直线运动转换成曲轴的旋转运动，最终驱动车辆或机械设备。
7. 冷却系统冷却系统通过流体循环将柴油发动机产生的热量散发出去，以维持发动机正常工作温度。
柴油机的性能指标和工作参数
影响燃烧和起动性能： 影响燃烧和起动性能： 冷车起动时， 越小， 冷车起动时，ε越小， 起动和燃烧时需要的转速就越高， 起动和燃烧时需要的转速就越高， 此为下限限制
课堂练习
在转速、构造及功率相同下， 在转速、构造及功率相同下，二冲程机 热效率比四冲程机 A、高 B、低 C、相等 D、随机型而异 表征柴油机强化程度的参数是 A、柴油机的输出功率 B、柴油机的增压压力 C、柴油机的转速 D、活塞平均速度与平均有效压力的乘积
有效功率
定义 公式
从柴油机曲轴飞轮端传出的功率
Pe=Pi-Pm=Me·n/9550 机械损失功率： •摩擦损失功率 •拖动损失功率 •泵气损失功率
影响因素
有效热效率
定义 公式 意义
指曲轴有效功与所消耗的热量之比
ηe= ηi • ηm
评定柴油机经济性的重要指标
有效油耗率
定义 公式 意义
每一千瓦有效功率每小时所消耗的燃油量
三、柴油机工作参数
♦最高燃烧压力 ♦排气温度 ♦活塞平均速度 ♦行程缸径比 ♦强化系数 ♦压缩比
section3 performance index & working parameter of D.E
pz过大，使结构尺寸增大，柴油机笨重 过大，使结构尺寸增大， 过大，使螺栓预紧力增大， pz过大，使螺栓预紧力增大， 结合面比压大
指示功率
定义
柴油机汽缸内的工质单位时间内 所做的指示功
公式
（1）单缸：Pi=piVs*(nm/60) 单缸： =piVsnm/60(w) *nm/6000(kw)； =piVs*nm/6000(kw)； 整机： *nmi/6000(kw)； （2）整机： Pi= piVs*nmi/6000(kw)； 若负荷不均，则各缸的相加即得。 若负荷不均，则各缸的相加即得。
船用柴油机质量指标
船用柴油机质量指标船用柴油机作为船舶中非常重要的动力设备之一，其质量指标具有非常重要的意义。
船用柴油机的质量指标主要是指该设备的技术性能、经济性能、可靠性和环保性四个方面的指标。
一、技术性能指标技术性能指标是衡量船用柴油机质量的重要参数之一。
技术性能指标主要包括以下几个方面：（1）功率指标：船用柴油机的功率直接关系到其工作效率。
因此，船用柴油机的功率要达到满足船舶运行要求的水平。
（2）转速指标：船用柴油机的转速与功率、运行效率等密切相关。
为了满足船舶的行驶速度，船用柴油机的转速应该达到适当的水平。
（3）热效率指标：船用柴油机的热效率是指在燃油燃烧过程中能够转化为有效功率的比例。
热效率越高，则燃油的利用率也就越高。
（4）耗油量指标：耗油量直接关系到船舶的运营成本。
因此，船用柴油机的耗油量应该尽可能的减少。
二、经济性能指标经济性能指标是衡量船用柴油机质量的另一个重要参数。
经济性能指标主要包括以下几个方面：（1）燃油消耗量指标：船用柴油机的燃油消耗量要尽可能的减少，以减少船舶的运营成本。
（2）维护保养费用指标：船用柴油机的维护保养费用也是经济性能的重要指标。
维护保养费用越低，则船舶的运营成本就越低。
三、可靠性指标船舶的安全和稳定运行需要船用柴油机具有很高的可靠性。
可靠性指标主要包括以下几个方面：（1）运行稳定性指标：船用柴油机的运行稳定性是指其在运行过程中的稳定性能。
运行稳定性越高，则船用柴油机所带来的运营风险就越低。
（2）寿命指标：船用柴油机要能够长期稳定运行，具有较长的使用寿命，同时，在运行过程中设备的性能和可靠性都要能够维持在较高水平。
四、环保性指标随着环保要求的提高，船用柴油机的环保性能已经成为衡量质量的重要参数之一。
环保性能指标主要包括以下几个方面：（1）排放浓度指标：船用柴油机的废气排放浓度应该达到国家环保标准，并且随着环保要求的提高，需要不断提高其废气处理性能。
（2）噪声指标：船用柴油机的噪声应该达到国家规定的噪声标准，以减少对生物环境和人类健康的影响。
柴油机的主要工作指标
柴油机的主要工作指标评定柴油机的动力性和经济性，通常使用若干被称为柴油机性能指标的特性参数来表示，这些性能指标分为指示指标和有效指标两种。
一、指示指标和有效指标柴油机的指示指标主要有平均指示压力p i、指示功率P i、指示燃油消耗率g i和指示热效率ηi。
这些指标都是以示功图所表示的工作循环指示功为基础来确定的，它们只反映气缸内工质对活塞的作功能力和经济性。
有效指标则是以柴油机输出轴上所得到的有效功为基础的指标。
有效指标才是真正标志柴油机的作功能力和经济性的指标。
有效指标主要有有效功率P e、机械效率ηm、平均有效压力p e、燃油消耗率g e和有效热效率ηe。
二、指示指标的定义、公式1、平均指示压力p i平均指示压力是一个假定作用在活塞上的不变的平均压力，它推动活塞在一个行程内所作的功与一个工作循环的指示功L i相等。
P i(Pa)=L i(N.m)/F p S=L i/V hF p—活塞面积（m²） S—活塞行程（m） Vh—气缸工作容积（m³）平均指示压力可以说明柴油机的强化强度。
目前各类船用柴油机的平均指示压力的数值如下：四冲程非增压柴油机 P i=(0.65-1.05)x10³kPa四冲程增压柴油机 P i=(0.9-3.0)x10³kPa二冲程非增压柴油机 P i=(0.62-0.9)x10³kPa二冲程增压柴油机 P i=(0.9-2.0)x10³kPa2、指示功率Pi指示功率是指柴油机气缸内的工质在单位时间（s）内所作的指示功。
P i=p i V h×n.m/60(N.m/s)=p i V h nm/60(W)=P i V h nm/60000(KW)式中n－柴油机转速（r/min）m－每转工作冲程数，四冲程机m=1/2；二冲程机m=1。
整台柴油机的指示功率 P= P i V h nmi/60000=c.P i.n.i(kW)式中i—气缸数；c—气缸常数，对法定单位 c=V h m/60000。
柴油机的主要工作指标
柴油机的主要工作指标评定柴油机的动力性和经济性，通常使用若干被称为柴油机性能指标的特性参数来表示，这些性能指标分为指示指标和有效指标两种。
一、指示指标和有效指标柴油机的指示指标主要有平均指示压力p i、指示功率P i、指示燃油消耗率g i和指示热效率ηi。
这些指标都是以示功图所表示的工作循环指示功为基础来确定的，它们只反映气缸内工质对活塞的作功能力和经济性。
有效指标则是以柴油机输出轴上所得到的有效功为基础的指标。
有效指标才是真正标志柴油机的作功能力和经济性的指标。
有效指标主要有有效功率P e、机械效率ηm、平均有效压力p e、燃油消耗率g e和有效热效率ηe。
二、指示指标的定义、公式1、平均指示压力p i平均指示压力是一个假定作用在活塞上的不变的平均压力，它推动活塞在一个行程内所作的功与一个工作循环的指示功L i相等。
P i(Pa)=L i(N.m)/F p S=L i/V hF p—活塞面积（m²） S—活塞行程（m） Vh—气缸工作容积（m³）平均指示压力可以说明柴油机的强化强度。
目前各类船用柴油机的平均指示压力的数值如下：四冲程非增压柴油机 P i=(0.65-1.05)x10³kPa四冲程增压柴油机 P i=(0.9-3.0)x10³kPa二冲程非增压柴油机 P i=(0.62-0.9)x10³kPa二冲程增压柴油机 P i=(0.9-2.0)x10³kPa2、指示功率Pi指示功率是指柴油机气缸内的工质在单位时间（s）内所作的指示功。
P i=p i V h×n.m/60(N.m/s)=p i V h nm/60(W)=P i V h nm/60000(KW)式中n－柴油机转速（r/min）m－每转工作冲程数，四冲程机m=1/2；二冲程机m=1。
整台柴油机的指示功率 P= P i V h nmi/60000=c.P i.n.i(kW)式中i—气缸数；c—气缸常数，对法定单位 c=V h m/60000。
柴油机的技术参数
柴油机的技术参数柴油机是一种内燃机，采用柴油作为燃料进行燃烧，然后产生动力。
1.功率参数：柴油机的功率通常以马力或千瓦为单位进行表示。
功率决定了柴油机能够提供的动力大小。
通常，柴油机的功率与气缸数、缸径和活塞行程、燃烧室形状和压缩比等因素相关。
2. 转速参数：柴油机的转速通常以每分钟转数（rpm）为单位进行表示。
转速表示柴油机的旋转速度，也是决定功率大小的因素之一、通常情况下，柴油机的最大功率通常在一定的转速下达到。
3.排量参数：柴油机的排量通常以升或立方英寸为单位进行表示。
排量表示柴油机活塞在一个循环中从上止点到下止点的容积。
排量与气缸数、缸径和活塞行程等因素相关。
4.燃油消耗参数：柴油机的燃油消耗通常以每小时或每千瓦时消耗的柴油量为单位进行表示。
燃油消耗表示柴油机在单位时间内所需的燃油量，通常与功率和负荷有关。
5.效率参数：柴油机的效率通常以百分比表示，表示燃料燃烧提供的能量中多少能够被转化为有效的输出功率。
效率通常与柴油机的设计、燃烧室形状、压缩比和其他设计参数有关。
6.噪声参数：柴油机的噪声通常以分贝为单位进行表示。
噪声是柴油机在运行过程中产生的声音能量的度量。
柴油机的噪声通常与其功率大小、设计和材料有关。
除了以上技术参数，柴油机的其他参数还包括负荷特性、冷却系统、润滑系统、点火系统、喷油系统等。
这些参数都是评估柴油机性能和适用性的重要指标。
总结起来，柴油机的技术参数包括功率、转速、排量、燃油消耗、效率、噪声等。
这些参数直接影响柴油机的性能和使用效果，因此在选择柴油机时，应根据具体的需求和使用条件进行评估。
柴油机工作基本知识(简单版)
蒸汽动力装置
主 柴 油 机
舵
2020年8月10日6时17分
螺旋桨
传动轴系
5
功率： 70000KW L：25M H：13M B：7M
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6
2020年8月10日6时17分
7
燃气轮机工作原理
❖ gas turbine engine
2020年8月10日6时17分
32期 1.柴油机压缩比不能过低，其下限应能保证：
A ．压缩终了时气缸内空气温度应高于柴油的自燃点
√B．冷车起动可靠与低负荷运转稳定
C．最高爆发压力正常
D．燃烧室有足够的油气混合空间
34期 1. 通常,高速柴油机的压缩比一般比低速机的大些,其主要原因是
A. 经济性要求 √B. 起动性能要求 C. 结构特点 D. A+B
12－22
汽油机 汽油 混合气（油+气） 气缸外混合（雾化器） 电火花塞点燃 0.15－0.40 无喷油器 6－10
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11
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13
二、柴油机的基本结构参数
❖ 1 气缸直径(Bore):汽缸内径，简称缸径D。 ❖ 2 曲柄半径(Crank Radius) ❖ 3 上止点(TDC)：活塞在气缸中运动到最上端，即离曲轴中心线
A、名义压缩比 B、几何压缩比 √C、有效压缩比 D、行程失效系数 45期 1.关于活塞行程的错误认识是_______.
A.活塞在上下止点间的运行距离
B.等于曲柄半径的两倍
C.等于主轴颈中心线到曲柄销中心线距离的两倍
D√ .等于主轴颈中心线到曲柄销中心线间距离
2020年8月10日6时17分
柴油机的性能指标
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整台柴油机指示功率(1)
• Ｐｉ＝pｉVｓnmi/60,000（ｋＷ）
– ｐｉ—平均指示压力，Ｐａ或Ｎ／ｍ２； – Ｖｓ—气缸工作容积，ｍ３； – ｎ—柴油机的转速，ｒ／ｍｉｎ
– ｍ—每转工作行程数，
• 四冲程机m＝１／２， • 二冲程机ｍ＝１；
– ｉ—气缸数。
3 指示热效率ηｉ和指示油耗率ｂｉ
• 指示热效率为指示功的热当量与相应消 耗的燃料热量之比值
– ηｉ＝Ｗｉ/Ｑ吸入 – Ｗｉ—指示功，Ｊ； – Ｑ吸入—加入气缸内的总热量，Ｊ。
•
ｉ和B时
– ηｉ＝3,600Pi/BHｕ
– B——柴油机每小时油耗量，ｋｇ／ｈ；
– Ｈｕ—所用燃料低热值， – 通常取Ｈｕ＝42,700ｋＪ／ｋｇ；
• 2)
hi
1 ( y0 10
y10 2
y1
y2
y9 )
• pi=hi/M(MPa)
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ｐｉ的影响因素
(1)循环供油量(负荷) ，则ｐｉ，增压度，ｐｉ。 (2)过量空气系数α，缸内燃烧质量，ｐｉ; 但
当α，油气浓度,使ｐｉ 。 (3)工质混合完善程度，ｐｉ相应 。 (4)换气质量，ｐｉ。 (5)燃烧质量，ｐｉ。
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二、有效ห้องสมุดไป่ตู้标
• 有效指标是以在柴油机输出轴上所得到 的有效功为基础的，它既考虑热损失也 考虑机械损失，它是评定柴油机工作性 能的最终指标。
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第三节 柴油机的性能指标和工作参数
柴油机的性能：动力性、经济性、运转性、可靠性 和耐久性
动力性和经济性指标：指示指标和有效指标两类 柴油机的工作参数：表征机械负荷、热负荷、基本
结构和强化程度等性能。
一、指示指标 指示指标：平均指示压力 pi、指示功率 Pi、指示热
效率ηi 和指示燃油消耗率 bi。 1 平均指示压力 pi 1）定义 1 假定一个数值不变的压力作用在活塞 上，在一个膨胀行程内所作的功与一个工作循环的 指示功Ｌi 相等，这个假想的压力就称为平均指示压 力。
图１-14
Li＝pi·A·Ｓ
（ Ｎ·ｍ或Ｊ）
pi＝Ｌi／（A·Ｓ）＝Ｌi／Ｖs （Ｎ／ｍ２或 Pａ）
2）定义 2 平均指示压力ｐi 是一个工作循环中每单
位气缸工作容积的指示功。
3）平均指示压力ｐi 的影响因素：循环供油量或负荷 大小，燃烧质量。
4）平均指示压力ｐi 的数值范围
机 四冲程 二冲程
1-3-5
ηe
= We
/ Q吸入
=
Wi Q吸入
⋅ We Wi
= ηi
⋅ηm
１－１５）
ηe
=
3600Pe B ⋅ Hu
（１－１６）
两者之间的关系 ηｅ＝３６００/beHu
目前，船用柴油机的ｂｅ与ηｅ数值如下
机型 四 非增压 冲 程增 压
ηe
be (g /kW⋅ｈ） ηｍ
0.30～0.40 272～231 0.78～0.85
强化系数见表１－7。
各种机型的强化系数值
机型
低速机
中速机
四冲程
二冲程
pe（bar） pe·Vm
（bar·m／s）
11.5～18 75～147
14～30 120～282
9～11 66～85
表１－6 长(超长)行程
2.42～4.20
表１－7
高速机 14～22 123～343
6 压缩比ε (1)经济性 (2)机械负荷 (3)燃烧和起动
(6)影响曲轴刚度。
(7)影响轴系的振动性能。
船用柴油机的 S/D 值范围
各种机型的 S/D 值
机型
高速机
中速机
弯流
低速机 直流
S/D 0．9～1.25 1.0～1.8 1.71～2.05 1.88～2. 26
5 强化系数ｐｅ·Ｖｍ 强化系数ｐｅ·Ｖｍ用来表示柴油机所受热负荷和
机械负荷两方面的综合强烈程度。不同类型柴油机的
1-3-2
第一章 柴油机基本知识
1、有效功率 Pe 和机械效率ηm
1）有效功率：从柴油机曲轴飞轮端传出的功率称为
有效功率，P e。
P = Me⋅n e 9550 （ｋＷ）
（１-１２）
2）机械损失功率：指作用在活塞上的指示功率传递 到曲轴的过程中所损失的功率，Ｐｍ。
(1)摩擦损失功率： z 活塞、活塞环与气缸套间的摩擦损失约占
当柴油机空载运行时，ηm＝０。 z 如 pi 不变，当转速提高时，由于摩擦损失功率
增大，机械效率随之下降
2 燃油消耗率 be (ge)和有效热效率ηe
1) 燃油消耗率是指每一千瓦有效功率每小时所消耗 的燃油量，单位是 kg/（ｋＷ·ｈ），即: ｂｅ＝Ｂ／Ｐｅ或ｂｅ＝ｂi／ηｍ （１－１４）
2) 有效热效率ηｅ是指曲轴有效功与所消耗的热量 之比，即
机型 四 非增压 冲 程增 压 二 非增压 冲 程增 压
ηi 0.43～0.50 0.44～0.58 0.36～0.51 0.45～0.60
bi (g/kW⋅h) 204～163 195～147 238～170 192～143
二、有效指标
有效指标：平均有效压力 pe、有效功率 Pe、有效热 效率ηe、和有效油耗率 b e
1 最高燃烧压力 pｚ(最高爆发压力)
目前柴油机 pz 值的数据范围是： 非增压柴油机 pz＝６ＭＰａ～８ＭＰａ 增压低速二冲程柴油机 pz＝７ＭＰａ～１５ＭＰａ 增压中、高速柴油机 pz＝７ＭＰａ～１７ＭＰａ 2 排气温度 tｒ
柴油机的排气温度指排气管内废气的平均温度 船用柴油机排气温度的最高值应低于 550℃。 3 活塞平均速度Ｖｍ
在曲轴一转两个行程中活塞运动速度的平均值称活 塞平均速度Ｖｍ，即 Ｖｍ＝２Ｓｎ／６０＝Ｓｎ／３０（ｍ／ｓ）
1-3-4
第一章 柴油机基本知识
4 行程缸径比 S/D
S/D 对柴油机的影响有：
(1)影响柴油机的尺寸和重量。
(2)影响机械负荷。
(3)影响热负荷。
(4)影响混合气形成。
(5)影响扫气效果。
1）柴油机的指示热效率: 指示功的热当量与相应消 耗的燃料热量之比值，
ηi＝Ｗi/Ｑ吸入 ηi＝3,600Ｐi/ＢＨu 2）指示油耗率 bi 以一千瓦指示功率每小时消耗的燃 油量表示，即
bi＝B/Pi 3）两者之间的关系为
(kg/kW·h)
ηi
=
3600i bi Hu
4）船用柴油机的ηi 与ｂi 数据
55%～65% z 各轴承处的摩擦损失约占 35%～45%。 (2)拖动损失功率 (3)泵气损失功率 在非增压四冲程柴油机中进、排 气过程所消耗的功率。
3）机械效率：机械效率是有效功率Ｐｅ与指示功率 Pi 之比值，ηｍ。 ηｍ＝Pe／Pi＝（Pi－Pｍ）/Pi＝1－Pｍ／Pi
机械效率ηｍ的影响因素： z 转速不变，负荷增加时，机械效率将相应增加。
柴油机一个气缸的指示功率为
Ｐi＝ｐiＶs
nm 60
（Ｗ）
或
Ｐ′i＝
piVs nm 60,000
（ｋＷ）
整台柴油机指示功率为
Ｐi＝
piVs nmi 60,000
（ｋＷ）
（1－8）
2) 气缸常数: C=Ｖsｍ／60,000， 整台柴油机指示功率的公式可简化为
Ｐi＝Ｃｐiｎｉ（ｋＷ） 3 指示热效率ηi 和指示油耗率 bi（gi）
0.37～0.5 231～160 0.85～0.92
Hale Waihona Puke 二 非增压 冲 程增 压0.29～0.35 0.38～0.55
300～245 225～155
0.70～0.80 0.85～0.94
1-3-3
第一章 柴油机基本知识
3 平均有效压力ｐｅ
1）平均有效压力：柴油机在每一工作循环每单位气 缸工作容积所作的有效功，ｐｅ。
pe＝Pe/Ｃｎｉ pe＝ｐiηｍ 2）平均机械损失压力ｐｍ pm＝Pｍ/Ｃｎｉ
ｐｅ＝ｐi－ｐｍ
目前船用柴油机的平均有效压力ｐｅ的范围如下表
所示。
机 四冲程 二冲程
型 非增压 增压 非增压 增压
ｐｅ（bar） 6.0～9.2 8.0～30 5.0～7.0 7.0～18.0
三、柴油机的工作参数
型 非增压 增压 非增压 增压
ｐi（bar） 7.5～11.2 9.5～37.5 6.5～9.5 8.0～20.3
1-3-1
第一章 柴油机基本知识
2 指示功率Ｐi
1) 指示功率是指柴油机气缸内的工质在单位时间内 所作的指示功(kW)。
柴油机的每个气缸每工作循环工质所作的指示功为 Li＝ｐiＶs（Ｊ）