船舶柴油机的基本知识
船舶柴油机重点复习资料
模块三燃油喷射与燃烧重点：喷油设备的工作原理、结构组成、检查调整、主要故障及管理。
难点：供油规律、喷油规律及影响因素，回油阀调节式喷油泵的检查与调整，燃烧过程、影响因素及控制措施。
对柴油机燃烧的要求可概括为及时（在上止点前后发火并燃烧完毕）、完全、平稳（燃烧过程柔和无敲缸现象）和空气利用率高。
影响燃烧的因素有：燃油品质及喷射、空气（数量与涡动）和压缩温度。
单元一燃油一、燃油的成分及组成碳燃油大量来自石油产品。
石油故称为烃类化合物氢提炼燃油工艺：蒸馏、裂化、催化裂化、加氢裂化。
常压蒸馏：（360-370°）可分离汽油、煤油、轻柴油、重柴油。
蒸馏减压蒸馏：（410°）分离出重柴油和润滑油。
脂肪烃自燃温度低，自燃性能好，易燃烧。
烃环烷烃自燃温度较脂肪烃高，自燃性能也比脂肪烃差。
芳香烃自燃温度最高，自燃性能差，易结碳，不宜作为燃料。
二、燃油的理化性能指标及其影响因素影响燃油燃烧性能指标（十六烷值、柴油指数、馏程、发热值、密度和粘度）；燃油的质量指标影响燃烧产物构成指标（硫分、灰分、沥青分、残炭值、钒和钠的含量）；影响燃油管理工作指标（粘度、密度、闪点、凝点、浊点、倾点、水分、机械杂质）。
1．十六烷值表示自燃性能的指标。
十六烷值越高，其自燃性能越好，但应适当。
十六烷值过低，会使燃烧过程粗暴，甚至在起动或低速运转时难以发火；十六烷值过高，易产生高温分解而生成游离碳，致使柴油机的排气冒黑烟。
通常高速柴油机使用的燃油十六烷值在40～60之间，中速机在35～50之间，低速机十六烷值应不低于25。
2．柴油指数3．馏程馏程就是在某一温度下燃油所能蒸发掉的百分数，它表明了燃油的蒸发性，也表明燃油轻重馏分的组成。
轻馏分的蒸发速度比重馏分快，能与空气较快混合，滞燃时间短，燃烧较快。
4．粘度粘度表示流体的内摩擦，即燃油流动时分子间阻力的大小。
燃油的粘度通常以动力粘度、运动粘度、条件粘度等表示。
接绝对粘度：动力粘度和运动粘度粘度恩氏粘度相对粘度雷氏粘度塞氏粘度燃油的粘度对于燃油的输送、过滤、雾化和燃烧有很大影响。
船舶柴油机的基本知识
冒黑烟
如果柴油机冒黑烟，可能是燃油 供应过多或空气供应不足。应检 查燃油供应系统和空气供应系统， 调整相关参数，使燃油和空气混 合比适当。
04
船舶柴油机的未来发展
高效能柴油机
高效能柴油机是指通过改进柴油机设计和制造工艺，提高柴油机的热效率和功率密度，从而降低燃油 消耗和减少温室气体排放的柴油机。
当需要停止柴油机时，应先逐渐降低转速， 然后关闭燃油供应，待机器完全停止运转后， 关闭电源。在停车过程中，应确保柴油机冷 却，避免突然停车导致机器过热。
运行和维护注意事项
监控运行状态
在柴油机运行过程中，应密切关注机器的运转状态、油温、水温、排气颜色等参数，确 保机器正常运转。
定期维护
为确保船舶柴油机的正常运行，应定期进行维护保养，包括更换润滑油、清洗滤清器等。 同时，应定期检查机器的各部件是否正常，预防潜在故障的发生。
高效能柴油机采用了一系列先进技术，如高压喷射、增压中冷、废气再循环等，以优化燃烧过程和提高 燃油利用率。
高效能柴油机在船舶动力领域具有广阔的应用前景，能够显著降低船舶运营成本和碳排放，提高船舶运 输的可持续性。
低排放柴油机
低排放柴油机是指通过采用清洁燃烧技术，降低柴油机废气中污染物排放 的柴油机。
船舶柴油机的工作原理
船舶柴油机的工作原理基于热力学原 理，通过柴油在气缸内的燃烧产生高 温高压气体，推动活塞往复运动，进 而带动曲轴转动，最终输出机械能。
柴油机工作循环包括进气、压缩、燃 烧、膨胀和排气五个过程，通过精密 设计的机构和控制系统，实现连续不 断的运转。
船舶柴油机的种类和特点
船舶柴油机按照转速和用途可以分为低速、中速和高速柴油机，每种柴油机有其特定的应用场景和特 点。
船舶柴油机的基本知识讲解
船舶柴油机的基本知识讲解
语言文字流畅，逻辑清晰
柴油机是船舶常用的动力主机，它是一种具有较高效率的内燃机，可
以将液态燃料的化学能转换为机械能。
柴油机拥有结构简单、可靠性高、
机械效率高、使用方便等优点，所以成为船舶的重要动力部件。
柴油机的基本构造主要由燃烧室、活塞和连杆、曲轴箱、机头部组成。
柴油机的工作原理是：活塞在曲轴箱中来回运动，每次运动吸入空气，在
燃烧室内经过燃料混合、点火燃烧、压缩排气等一系列动作，形成一个动
力周期。
柴油机的效率也很重要，它主要取决于气缸静压比、燃烧室容积、气
缸衬套和活塞等部件的设计参数。
柴油机的效率也受到气缸内的压力和温
度以及室外空气温度、湿度和气压的影响。
柴油机运转时，活塞机械能转换成热能，要升温，柴油机要冷却，这
时候就需要冷却系统，而柴油机的冷却系统主要分为水冷和气冷两种。
水
冷冷却系统的冷却效率高，但维护和保养费用也大，另外夏季水温较高时
也可能出现冷却效果未达到要求的情况；气冷冷却系统的解决方案比较简单，不仅维护费用低，而且不易受外界环境的影响，但效率较低。
船舶柴油机知识点梳理
上止点（1口0 是活塞在气缸中运动的最上端位置。
下止点（B.D.C）同上理。
行程（S）指活塞上止点到下止点的直线距离，是曲轴曲柄半径的两倍。
缸径（口）气缸内径。
气缸余隙容积（Vc）、气缸工作容积（Vs），气缸总容积（Va）、余隙高度Q页隙）。
柴油机理论循环（混合加热循环）：绝热压缩、定容加热、定压加热、绝热膨胀、定容放热。
混合加热循环理论热效率的相关因素：压缩比£、压力升高比入、绝热指数k （正相关）、初期膨胀比。
（负相关）。
实际循环的差异：工质的影响（成分、比热、分子数变化，高温分解）汽缸壁的传热损失、换气损失（膨胀损失功、泵气功工燃烧损失（后燃和不完全燃烧大泄漏损失（0.2%,气阀处可以防止，活塞环处无法避免）、其他损失。
活塞的四个行程：进气行程、压缩行程、膨胀行程和排气行程。
柴油机工作过程：进气、压缩、混合气形成,、着火、燃烧与放热、膨胀做功和排气等。
四冲程柴油机的进、排气阀的启闭都不正好在上下止点，开启持续角均大于180° CA （曲轴转角）。
气阀定时：进、排气阀在上下止点前后启闭的时刻。
进气提前角、进气滞后角、排气提前角、排气滞后角。
气阀重叠角：同一气缸的进、排气阀在上止点前后同时开启的曲轴转角。
（四冲程一定有，增压大于非增压）机械增压：压气泵由柴油机带动。
废气涡轮增压：废气送入涡轮机中，使涡轮机带动离心式压气机工作。
二冲程柴油机的换气形式：弯流（下到上，再上到下）、直流（直线下而上）。
弯流可分：横流、回流、半回流。
直流：排气阀、排气口。
横流：进排气口两侧分布。
回流：进排气口同侧，排气口在进气口上面。
半回流：进排气的分布没变，排气管中装有回转控制阀。
排气阀—-直流扫气：排气阀的启闭不受活塞运动限制，扫气效果较好。
弯流扫气的气流在缸内的流动路线长（通常大于2S）,新废气掺混且存在死角和气流短路现象，因而换气质量较差。
横流扫气中，进排气口两侧受热不同，容易变形。
但弯流扫气结构简单，方便维修。
第二章 船舶柴油机概述
第二章船舶柴油机概述（样章）【学习目标】掌握船舶柴油机的概念、基本组成、常用名词、基本工作原理、定时图、分类及型号。
第一节柴油机基本概念及应用一、柴油机的基本概念将热能转变为机械能的动力机械称为热力发动机，简称热机。
热机中的热能是通过燃料燃烧获得的，若燃料燃烧产生的热能发生在转变机械能的机器外部的热机，称为外燃机，汽轮机、蒸汽机属于内燃机；若燃料燃烧产生的热能发生在转变机械能的机器内部的热机，称为内燃机，柴油机、汽油机和煤气机属于内燃机。
柴油机是一种以柴油为燃料的压燃式往复运动内燃机。
柴油机是靠压缩发火的，这是区别于其他内燃机的本质特征。
柴油机如图1-1所示。
图1-1 柴油机二、柴油机的优缺点1、柴油机的优点（1）经济性好，燃油费用低；（2）功率范围大，适用领域广；（3）启动迅速、加速性能好、操作简便；（4）结构紧凑、尺寸小、重量轻；（5）可靠性好、寿命长、维修方便。
2、柴油机的缺点（1）机身振动大；（2）噪声较大；（3）某些部件承受高温、高压作用。
三、柴油机在船舶上的应用1、柴油机用作船舶主机利用柴油机输出的机械能驱动螺旋桨旋转，使螺旋桨产生推力，推进船舶航行。
对于中、高速柴油机，必须通过齿轮箱来减速和换向（螺旋桨正反转）。
2、柴油机用作船舶副机在有些内河船舶上，柴油机还可用作副机，如利用小型柴油机作为发电原动机，驱动发电机发电，为船舶辅助供电，如图1-2所示。
图1-2 柴油机用作发电原动机第二节柴油机基本组成及常用名词一、柴油机的基本组成柴油机由主要固定部件、主要运动部件和主要工作系统三大部分组成，如图1-3所示。
主要固定部件包括气缸盖、机体、气缸套、机座（油底壳）、主轴承等；主要运动部件包括活塞组件、连杆组件和曲轴飞轮组件；主要工作系统包括配气系统、燃油系统、润滑系统、冷却系统和操纵系统（起动、调速和换向）。
图1-3 柴油机基本组成二、柴油机常用名词柴油机常用名词如图1-4所示。
图1-4 柴油机常用名词柴油机常用名词的含义见表1-1。
1第一章船舶柴油机概述
第二次世界大战到20世纪50年代中后期，柴油机在此期间完 成了大缸径、焊接结构、废气涡轮增压以及使用劣质燃油等 四项重大技术成果，并逐步发展了船用低速柴油机系列。 废气涡轮增压技术在船用二冲程柴油机上的成功使用是船用 低速柴油机发展中的重要里程碑；是船用低速柴油机的第一 次飞跃，在与蒸汽动力装置的竞争中柴油机逐渐取得了领先 地位。 从20世纪60年代到70年代船用低速柴油机进入了黄金时期， 船用低速柴油机的性能参数大致范围为缸径D=600~1050mm； 行程S=1 000~1800mm，单缸有效功率达3000kW，单机组 达36000kW，耗油率为210g/kW· h，有效热效为40％。发展 顺序是增大机组功率，提高可靠性，提高经济性。 20世纪70年代的两次能源危机。石油产品价格大幅度上涨使 船舶柴油机的燃油费用支出一跃占总营运成本的40%~50%； 降低柴油机的燃油支出费用、提高柴油机经济性已成为第一 要求。 70年代末到80年代，各类柴油机均采用多种节能措施 降低油耗率，努力提高柴油机的有效热效率；
课时分配 7 9 6 10 10 8 10 5 5 4 6 4
先修课程 《工程热力学与传热学》、《流体力学》、 《工程力学》、《轮机工程材料》、《机械设 计基础》 教 材 孙培廷：船舶柴油机. 大连海事大学出版社， 2002年2月。 主要参考书 （1）钱耀南：船舶柴油机； 大连：大连海事大 学出版社， 1999年1月。 （2）杜荣铭：船舶柴油机（轮机员培训教材）. 大连：大连海事大学出版社，1999.11.
一、船舶柴油机概述
机械设备可分为动力机械和工作机械两大类。 1、动力机械：是将其他形式的能量，如热能、电能、风能等转 化为机械能. 2、工作机械：是利用机械能来完成所需的工作。 3、热能动力装置：机械能⇔热能 4、热机：把燃料燃烧的化学能转变为热能再转变为机械能输出。 热机在工作过程中需要完成两次能量转化过程。第一次能量转化 过程是将燃料的化学能通过燃烧转化为热能。第二次能量转化过 程是将热能通过工质膨胀转化为机械能。 燃烧的条件 ：可燃物、一定的温度、助燃物。 热机分为：内燃机、外燃机。 （1）内燃机：两次能量转化过程是在同一机械设备的内部完成的 机械。有汽油机、柴油机、燃气轮机。 特点：机械能量损失小，具有较高的热效率。 1）柴油机：是以柴油为燃料的内部混合压燃式内燃机。 2）汽油机：是以汽油为燃料的外部混合点燃式内燃机。 3）燃气轮机：是以燃气为燃料点燃式内燃机。
船舶柴油机的工作原理
船舶柴油机的工作原理引言概述：船舶柴油机是船舶主要的动力装置，它以柴油为燃料，通过内燃机原理将化学能转化为机械能。
本文将详细介绍船舶柴油机的工作原理，包括燃料供给系统、压缩系统、燃烧系统和排气系统。
一、燃料供给系统：1.1 燃油系统：船舶柴油机的燃油系统由燃油箱、燃油管路和燃油喷射装置组成。
燃油箱储存柴油，通过燃油泵将柴油送至燃油管路，再由喷射装置喷入燃烧室。
燃油系统需要保证燃油的供应稳定、压力适宜，以保证柴油机的正常运行。
1.2 空气供给系统：船舶柴油机的空气供给系统包括进气道、进气阀和增压器。
进气道将外部空气引入柴油机，进气阀控制空气的进出，增压器能够提高进气道中的空气压力，提高柴油机的效率。
空气供给系统需要保证足够的空气流动，以支持柴油机的燃烧过程。
1.3 冷却系统：船舶柴油机的冷却系统用于降低柴油机的温度，以保证其正常运行。
冷却系统包括水泵、散热器和冷却液。
水泵将冷却液循环输送至柴油机各个部件，散热器通过散热将冷却液中的热量散发出去。
冷却系统需要保持冷却液的循环流动，以保持柴油机的工作温度。
二、压缩系统：2.1 活塞与缸体：船舶柴油机的压缩系统由活塞和缸体组成。
活塞在缸体内往复运动，通过气门控制进入和排出缸体的气体。
活塞在上行过程中将空气压缩，增加其压力和温度。
2.2 气门系统：船舶柴油机的气门系统包括进气气门和排气气门。
进气气门控制空气的进入，排气气门控制燃烧产物的排出。
气门系统需要保证气门的开闭准确，以确保压缩系统的正常工作。
2.3 压缩比：船舶柴油机的压缩比是指活塞在下行过程中与上行过程中缸体容积的比值。
压缩比越高，压缩系统的效率越高，燃烧效果越好。
压缩比的选择需要综合考虑柴油机的功率需求和燃烧特性。
三、燃烧系统：3.1 喷油器：船舶柴油机的燃烧系统中的关键部件是喷油器。
喷油器将高压柴油喷射到燃烧室中，形成可燃混合物。
喷油器需要保证喷油的压力和喷油量准确，以保证燃烧的效果。
3.2 燃烧室：船舶柴油机的燃烧室是燃烧过程发生的地方。
船舶柴油机概述-PPT课件
更换磨损件
油液管理
及时更换磨损严重的部件，如气缸套、活 塞环等，以保证柴油机的正常运转。
合理选用和管理柴油机油和其他润滑油， 确保油液质量和清洁度。
船舶柴油机常见故障与排除
启动困难
检查启动电路、燃油喷射系统、气缸压力等， 确保正常启动条件。
运转异常
检查燃油喷射、气缸压力、排气系统等，找 出运转异常的原因并排除。
废气处理技术
应用SCR（选择性催化还原）技术， 降低氮氧化物排放。
船舶柴油机的发展趋势
高效能
追求更高的热效率和功率密度， 降低能耗。
低排放
降低氮氧化物、硫氧化物和颗粒物 等污染物排放。
智能化
实现远程监控、故障诊断和预测性 维护等功能。
船舶柴油机的未来展望
新能源应用
探索使用燃料电池、混合动力等 新能源技术，替代传统柴油动力。
燃料缓慢燃烧的阶段， 燃烧速度逐渐减缓。
燃烧结束后的阶段，剩 余的燃料继续燃烧。
船舶柴油机的性能指标
功率
表示柴油机在单位时间内所做 的功的大小。
转速
表示柴油机曲轴每分钟的转数 。
燃油消耗率
表示柴油机每输出单位功率所 消耗的燃油量。
排放性能
表示柴油机排放的废气中污染 物的含量和种类。
03
船舶柴油机的类型与结构
船舶柴油机概述-ppt课件
• 船舶柴油机简介 • 船舶柴油机的工作原理 • 船舶柴油机的类型与结构 • 船舶柴油机的应用与维护 • 船舶柴油机的发展趋势与展望
01
船舶柴油机简介
船舶柴油机的定义与特点
总结词
船舶柴油机是一种用于船舶推进的柴油发动机，具有高功率、高效率、可靠性和耐久性等特点。
船舶柴油机细碎知识
第一章1、现代柴油机的理论循环基本是一个C混合加热循环。
2、现代船用超长行程高增压柴油机的实际工作循环发展趋势是A等压加热循环。
3、在内燃机的三种理论循环中，当循环加热量与最高爆发压力限制条件相同情况下比较时，热效率最高的加热循环是B等压加热循环。
4、在内燃机的三种理论循环中，当循环加热量与压缩比相同条件下，热效率最高的加热循环是A等容加热循环。
5、废气涡轮增压柴油机的理论循环是一种D继续膨胀混合加热循环。
6、在柴油机实际循环的各项损失中不可避免或不可控制的且影响较大的一项损失是C换气损失。
7、柴油机实际循环中，在燃烧期间缸内工质的分解将使燃烧温度的变化是B降低。
9、柴油机实际循环的压缩过程是C多变过程，压缩初期气体吸热，压缩有期气体向外散热。
10、柴油机实际工作循环的压缩终点压力与理想循环绝热压缩终点压力在数值上C后者较大。
11、柴油机实际工作循环的膨胀过程基本是C多变过程，膨胀初期工质吸热，膨胀后期工质向外散热。
12、柴油机实际循环的膨胀终点温度与绝热膨胀终点温度相比的变化是C降低。
13、气缸内工质对活塞所作功比理想循环所作的功小，其原因之一是B循环中的压缩与膨胀过程是一个多变过程。
14、在内燃机理论循环分析中，以下C缸内工质是空气。
15、C等温加热循环不属于内燃机理论循环的加热循环。
16、关于提高柴油机理想循环热效率ηth的论述，下述D增大初期膨胀比ρ可提高ηth是错误的。
17、空气喷射式柴油机的理论循环基本属于A等压加热循环。
18、柴油机理论循环的热效率ηth通常随A①压缩比ε+③绝热指数κ+④行程缸径比S/D+⑤压力升高比λ参数而变化。
19、柴油机理论循环热效率ηth随①压力升高比λ+②初期膨胀比ρ+③压缩比ε+④绝热指数κ因素而变化。
20、柴油机理论循环热效率ηth随D①压缩比ε+③绝热指数κ+⑤压力升高比λ。
21、柴油机的实际循环与理论循环相比，实际循环热效率较低是由于存在A①工质不同差异+②气缸壁的传热损失+③燃烧损失+④换气损失+⑥漏气损失所引起的。
船舶柴油机的工作原理
船舶柴油机的工作原理引言概述：船舶柴油机是船舶主要的动力装置，其工作原理对于船舶的性能和效率至关重要。
了解船舶柴油机的工作原理可以匡助我们更好地理解船舶动力系统的运行机制，提高船舶的运输效率和安全性。
一、燃油喷射1.1 燃油喷射系统船舶柴油机的燃油喷射系统包括高压燃油泵、喷油器和燃油供应系统。
高压燃油泵将燃油从燃油箱中抽取出来，通过高压管路输送至喷油器，然后由喷油器将燃油喷射到气缸内，形成可燃混合气。
1.2 燃油喷射原理燃油喷射系统通过高压泵将燃油压力增加到很高的水平，然后由喷油器将燃油喷射到气缸内。
燃油喷射的时间和喷射量由控制系统控制，确保燃油喷射的准确性和及时性。
1.3 燃油喷射效果燃油喷射系统的效果直接影响船舶柴油机的燃烧效率和动力输出。
通过精确控制燃油喷射的时间和量，可以实现燃油的充分燃烧，提高燃油利用率，减少尾气排放。
二、压缩燃气2.1 压缩机构船舶柴油机的压缩机构由气缸、活塞和曲轴组成。
活塞在气缸内往复运动，通过曲轴的转动实现气缸的压缩和排气过程。
2.2 压缩原理压缩机构通过活塞的往复运动将气体压缩至高温高压状态，使其能够快速燃烧。
压缩比的大小直接影响燃烧效率和动力输出。
2.3 压缩效果压缩机构的效果主要体现在提高燃烧效率和动力输出。
通过合理设计气缸结构和活塞运动轨迹，可以实现高效的气体压缩，提高发动机的功率和效率。
三、点火燃烧3.1 点火系统船舶柴油机的点火系统主要包括高压点火线圈、火花塞和点火控制装置。
通过点火系统产生高压电流，使火花塞产生火花，点燃燃油混合气。
3.2 点火原理点火系统通过在气缸内产生火花点燃燃料，引起燃烧反应。
点火的时机和火花的强度由点火控制装置控制，确保燃料在适当的时机点燃。
3.3 点火效果点火系统的效果直接影响船舶柴油机的燃烧效率和工作稳定性。
通过精确控制点火时机和火花强度，可以实现燃料的快速燃烧，提高发动机的功率输出。
四、工作循环4.1 工作循环类型船舶柴油机的工作循环主要分为四冲程循环和两冲程循环两种类型。
船舶柴油机的工作原理
船舶柴油机的工作原理船舶柴油机是一种内燃机，用于为船只提供动力。
它的工作原理是将燃料（柴油）与空气混合后，在高温高压条件下发生燃烧，产生高温高压气体推动活塞运动，从而驱动曲轴旋转，最终将能量传递给船舶的推进装置。
一、柴油机的基本构造船舶柴油机主要由以下几个部份组成：1. 缸体和活塞：柴油机通常有多个气缸，每一个气缸内都有一个活塞。
活塞在缸体内上下运动，通过连杆与曲轴相连。
2. 曲轴：曲轴是柴油机的主要动力输出装置，它将活塞的上下运动转化为旋转运动，从而驱动船舶的推进装置。
3. 燃油系统：燃油系统负责将柴油从燃油箱送至燃烧室，并控制燃油的喷射量和喷射时间。
4. 进气系统：进气系统负责将空气引入燃烧室，与燃油混合后进行燃烧。
进气系统通常包括进气道、进气阀门和增压器等部件。
5. 排气系统：排气系统负责将燃烧后的废气排出柴油机，通常包括排气道、排气阀门和涡轮增压器等部件。
二、柴油机的工作过程船舶柴油机的工作过程通常分为四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、燃烧冲程和排气冲程。
1. 吸气冲程：活塞从上死点向下运动，进气阀门打开，柴油机内形成负压，进气道中的空气经过进气阀门进入气缸。
在活塞下行过程中，进气阀门关闭，减小进气阻力。
2. 压缩冲程：活塞从下死点向上运动，将进气阀门关闭，气缸内的空气被压缩，温度和压力逐渐升高。
3. 燃烧冲程：当活塞接近上死点时，燃油喷射系统将柴油喷入燃烧室，柴油与高温高压空气混合后发生燃烧，产生高温高压气体。
燃烧气体的膨胀推动活塞向下运动，驱动曲轴旋转。
4. 排气冲程：当活塞接近下死点时，排气阀门打开，废气通过排气道排出柴油机。
同时，活塞向上运动，清除燃烧室内的废气。
三、柴油机的工作原理船舶柴油机的工作原理是利用燃油的燃烧产生的高温高压气体推动活塞运动，从而驱动曲轴旋转，提供动力。
1. 燃油喷射：燃油系统将柴油从燃油箱送至喷油器中，喷油器根据控制系统的指令，将燃油以适当的压力和喷射时间喷入燃烧室。
船舶柴油机题库及答案
第一章柴油机的基本知识第一节柴油机的工作原理1.大型低速柴油机曾采取限制或降低压缩比的目的是（）。
A．限制机械负荷B．限制曲轴最大扭矩C．限制往复惯性力D．限制离心惯性力2.影响柴油机压缩终点温度T c和压力p c的因素主要是（）。
A．进气密度B．压缩比C．进气量D．缸径大小3.低速柴油机与高速柴油机在压缩比上的比较，一般规律是（）。
A．相等B．低速机较大C．高速机较大D．随机4.下列压缩比大小对柴油机影响的一个不正确论述是（）。
A．压缩比越小，启动性能越差B．压缩比增大，膨胀功增加C．压缩比增大，热效率增高D．压缩比越大，机械效率越高5.为了提高柴油机压缩压力，通常的做法是（）。
A．减少轴承盖间的调隙垫片B．增加轴承盖间的调隙垫片C．加厚连杆杆身与大端间的调整垫片D．减薄连杆杆身与大端间的调整垫片6.通常提高已有船用柴油机压缩比的措施是（）。
A．提高增压压力B．加大转速C．增大缸径D．增大连杆长度7.不同机型压缩比的大小，一般地说（）。
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8.柴油机的机型不同其压缩比不同，一般地说（）。
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大C．大型柴油机压缩比较大D．现代新型柴油机的压缩比较大9.柴油机的机型不同其压缩比不同，一般地说（）。
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大C．大型柴油机压缩比较大D．现代新型柴油机的压缩比较大10.在连杆杆身与大端上半轴承接合处增减垫片，下述哪一项变化是错误的（）。
A．压缩容积变化B．气缸总容积变化C．气缸工作容积变化D．压缩比变化11.在提高柴油机压缩比中的主要限制是（）。
A．限制机械负荷B．限制热负荷C．限制曲轴上的最大扭矩D．A＋B12.随着压缩比的提高，工质的压缩温度（），膨胀比（），热效率（），热效率的提高率（）。
船舶柴油机的基本知识
课题一船舶柴油机的基本知识目的要求：1．了解船舶柴油机的基本概念及优缺点。
2．掌握柴油机基本结构和主要系统.3．掌握柴油机主要结构参数。
4．掌握四、二冲程柴油机的工作原理。
5．比较四、二冲程柴油机工作原理与结构上的差别.6．了解船舶柴油机的基本分类和型号。
重点难点：1．柴油机与汽油机的区别.2．进排气重叠角、定时图.教学时数：4学时教学方法：多媒体讲授课外思考题：1．柴油机与汽油机有哪些区别？2．柴油机主要结构组成和作用。
3．压缩比ε意义及对柴油机工作性能有什么影响？4．四冲程柴油机各工作过程特征及特点。
5．二、四冲程换气在工作上原理及结构上有什么差别?6．四冲程柴油机进、排气为什么都要提前和滞后?气阀重叠角有何作用？课题一船舶柴油机的基本知识第一节柴油机的概述及发展趋势一、柴油机的概述1．热机热机是指把热能转换成机械能的动力机械。
蒸汽机、蒸汽轮机以及柴油机、汽油机等是热机中较典型的机型。
蒸汽机与蒸汽轮机同属外燃机.在该类机械中，燃烧（燃料的化学能转变成热能)发生在汽缸外部（锅炉），热能转变成机械能发生在汽缸内部。
此种机械由于热能需经某中间工质（水蒸气)传递，必然存在热损失，所以它的热效率不高，况且整个动力装置十分笨重。
在能源问题十分突出的当前，它无法与内燃机竞争，因而已经在船舶动力装置中消失。
2．内燃机汽油机、柴油机以及燃气轮机同属内燃机.虽然它们的机械运动形式（往复、回转）不同,但具有相同的工作特点──都是燃料在发动机的气缸内燃烧并直接利用燃料燃烧产生的高温高压燃气在气缸中膨胀作功。
从能量转换观点，此类机械能量损失小，具有较高的热效率。
另外，在尺寸和重量等方面也具有明显优势，因而在与外燃机竞争中已经取得明显的领先地位。
在内燃机中根据所用燃料不同，可大致分为汽油机、煤气机、柴油机和燃气轮机.它们都具有内燃机的共同特点，但又都具有各自的工作特点。
由于这些各自不同的特点使它们在工作原理、工作经济性以及使用范围上均存在一定差异。
船舶柴油机的工作原理
船舶柴油机的工作原理船舶柴油机是一种内燃机，通过燃烧柴油燃料来产生动力，驱动船舶进行推进。
它是船舶的主要动力装置之一，具有高效率、可靠性和经济性的特点。
本文将详细介绍船舶柴油机的工作原理。
一、基本构造船舶柴油机由气缸、活塞、连杆、曲轴、气门、燃油系统、冷却系统、润滑系统等组成。
1. 气缸和活塞：船舶柴油机通常具有多个气缸，每个气缸内安装有活塞。
气缸是燃烧室，活塞在气缸内上下运动，通过连杆与曲轴相连，将燃烧产生的能量转化为机械能。
2. 连杆和曲轴：连杆连接活塞和曲轴，将活塞的上下运动转化为曲轴的旋转运动。
曲轴是船舶柴油机的主要动力输出轴，通过传动装置将能量传递给推进装置。
3. 气门：气门是控制燃油进入和废气排出的装置。
船舶柴油机通常具有进气门和排气门，它们的开启和关闭由凸轮轴控制。
4. 燃油系统：燃油系统负责将柴油燃料从燃油箱输送到燃烧室。
燃油系统包括燃油泵、喷油器和燃油滤清器等组件。
5. 冷却系统：冷却系统用于降低船舶柴油机的温度，防止过热。
冷却系统通常由水泵、散热器和水箱组成。
6. 润滑系统：润滑系统负责给船舶柴油机的各个运动部件提供润滑油，减少摩擦和磨损。
润滑系统包括油泵、油滤器和油冷却器等组件。
二、工作过程船舶柴油机的工作过程主要包括进气、压缩、燃烧和排气四个阶段。
1. 进气：当活塞向下运动时，气缸内的气门打开，新鲜空气通过进气道进入气缸。
进气道内通常安装有空气滤清器，用于过滤空气中的杂质。
2. 压缩：当活塞向上运动时，气门关闭，气缸内的空气被压缩。
这个过程使得气缸内的压力和温度升高。
3. 燃烧：当活塞接近顶点时，燃油喷射系统将柴油燃料喷入气缸，与压缩空气混合。
在高温高压的条件下，燃油发生自燃，产生爆炸燃烧。
燃烧产生的高温高压气体推动活塞向下运动，同时驱动曲轴旋转。
4. 排气：当活塞再次接近底点时，排气门打开，燃烧产生的废气通过排气道排出气缸。
废气中含有大量的热能，可以通过热交换器回收利用。
船舶柴油机的工作原理
船舶柴油机的工作原理引言概述：船舶柴油机是船舶上常用的主要动力装置，它通过燃烧柴油来产生动力，驱动船舶前进。
了解船舶柴油机的工作原理对于船舶工程师和船员来说至关重要。
本文将详细介绍船舶柴油机的工作原理。
一、柴油机的工作循环1.1 压缩阶段：柴油机的工作循环始于压缩阶段，活塞向上运动，将气缸内的空气压缩至极限压力。
1.2 进气阶段：活塞下行时，进气门打开，新鲜空气通过进气门进入气缸。
1.3 压缩点火阶段：进气阀关闭后，柴油喷射器喷射燃油到气缸内，燃油与高温高压的空气混合并点燃，推动活塞向下运动。
二、燃油喷射系统2.1 燃油供应：柴油机的燃油系统通过燃油泵将燃油从燃油箱送至喷油器。
2.2 压力喷射：在压缩点火阶段，喷油器对燃油进行高压喷射，确保燃油与空气充分混合。
2.3 定时喷射：喷油器能够根据活塞位置和转速来精确控制燃油的喷射时间，确保燃烧效率。
三、点火系统3.1 点火装置：柴油机通常采用高压电弧点火系统，通过点燃燃油与空气混合物来产生爆炸推动活塞运动。
3.2 点火控制：点火系统能够根据活塞位置和转速来控制点火时机，确保燃烧效率和动力输出。
3.3 点火传感器：点火系统还配备有传感器，监测燃烧过程，确保点火正常。
四、冷却系统4.1 散热器：柴油机需要通过冷却系统来散热，通常采用水冷系统，通过循环水来吸收和散发热量。
4.2 冷却风扇：柴油机还配备有冷却风扇，通过风扇的转动来增加散热效果。
4.3 温度控制：冷却系统还配备有温度传感器和控制阀，能够自动调节冷却水的流量和温度，确保柴油机正常运行。
五、排气系统5.1 排气管道：柴油机的排气系统通过排气管道将燃烧后的废气排出船舶。
5.2 排气涡轮增压：某些大型船舶柴油机还配备有排气涡轮增压器，通过废气的动能来增加进气压力，提高发动机效率。
5.3 排气净化：为了减少废气对环境的污染，柴油机的排气系统还配备有排气净化设备，如颗粒捕集器和氮氧化物还原装置。
结论：船舶柴油机的工作原理是一个复杂的系统工程，涉及到压缩、燃烧、点火、冷却和排气等多个方面。
船舶柴油机主推进动力装置832第一章柴油机的基本知识22
第一章柴油机的基本知识考点1 柴油机的工作参数22题1．最高爆发压力p z燃烧过程中气缸内工质的最高压力称最高爆发压力p z。
p z是柴油机周期性变化的机械负荷的主要外力，它引起各受力部件的应力和变形，造成疲劳破坏、磨损和振动。
2．排气温度t r非增压柴油机的排气温度指排气管内废气的平均温度，增压柴油机的排气温度指气缸盖排气道出口处废气的平均温度。
在船舶上通常用排气温度衡量热负荷的大小。
通常船用柴油机排气温度的最高值应低于550℃。
3．活塞平均速度C m在曲轴一转两个行程中活塞运动的平均值称为活塞平均速度Vm。
如果柴油机的转速为n（r/min），活塞的行程为S（m），当曲轴转一转时活塞移动两个行程长度2S （m）。
提高C m可以提高柴油机的功率，但零件的机械负荷、热负荷同时增加，机件的磨损也相应增加，因而靠提高Vm来提高功率是有限的。
4．行程缸径比S/D行程缸径比是柴油机的主要结构参数之一。
S/D在不同条件下影响不同，在活塞平均速度C m及缸径为D定值的条件下，S/D对柴油机的影响有：（1）影响柴油机的尺寸和重量。
S/D增大，则柴油机的宽度、高度及重量均相应增加。
（2）影响柴油机负荷。
缸内气体压力不直接受S/D的影响，但最大往复惯性力将随S/D的增加而减小。
（3）影响热负荷。
S/D增大，气缸散热面积增大，热负荷将减小，同时影响燃烧室各部件的传热量分配比例。
（4）影响混合气形成。
S/D增大，燃烧室余隙高度增大，对混合气形成有利。
（5）影响扫气效果。
S/D增大，因气流在缸内流动路线长将降低扫气效果，但此影响随扫气形式不同各异。
如对直流扫气的影响较小，允许使用较大的S/D值，而对弯流扫气的影响较大，其使用的S/D通常不高于2.2。
（6）影响曲轴刚度。
S/D增大使曲柄半径变大，曲轴轴径的重叠度降低，曲轴刚度下降。
（7）影响轴系的振动性能。
S/D增大，轴系的纵振及扭振固有频率降低，容易产生不允许的纵振和扭振。
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课题一船舶柴油机的基本知识目的要求：1．了解船舶柴油机的基本概念及优缺点。
2．掌握柴油机基本结构和主要系统。
3．掌握柴油机主要结构参数。
4．掌握四、二冲程柴油机的工作原理。
5．比较四、二冲程柴油机工作原理与结构上的差别。
6．了解船舶柴油机的基本分类和型号。
重点难点：1．柴油机与汽油机的区别。
2．进排气重叠角、定时图。
教学时数：4学时教学方法：多媒体讲授课外思考题：1．柴油机与汽油机有哪些区别？2．柴油机主要结构组成和作用。
3．压缩比ε意义及对柴油机工作性能有什么影响？4．四冲程柴油机各工作过程特征及特点。
5．二、四冲程换气在工作上原理及结构上有什么差别？6．四冲程柴油机进、排气为什么都要提前和滞后？气阀重叠角有何作用？课题一船舶柴油机的基本知识第一节柴油机的概述及发展趋势一、柴油机的概述1．热机热机是指把热能转换成机械能的动力机械。
蒸汽机、蒸汽轮机以及柴油机、汽油机等是热机中较典型的机型。
蒸汽机与蒸汽轮机同属外燃机。
在该类机械中，燃烧（燃料的化学能转变成热能）发生在汽缸外部（锅炉），热能转变成机械能发生在汽缸内部。
此种机械由于热能需经某中间工质（水蒸气）传递，必然存在热损失，所以它的热效率不高，况且整个动力装置十分笨重。
在能源问题十分突出的当前，它无法与内燃机竞争，因而已经在船舶动力装置中消失。
2．内燃机汽油机、柴油机以及燃气轮机同属内燃机。
虽然它们的机械运动形式（往复、回转）不同，但具有相同的工作特点──都是燃料在发动机的气缸内燃烧并直接利用燃料燃烧产生的高温高压燃气在气缸中膨胀作功。
从能量转换观点，此类机械能量损失小，具有较高的热效率。
另外，在尺寸和重量等方面也具有明显优势，因而在与外燃机竞争中已经取得明显的领先地位。
在内燃机中根据所用燃料不同，可大致分为汽油机、煤气机、柴油机和燃气轮机。
它们都具有内燃机的共同特点，但又都具有各自的工作特点。
由于这些各自不同的特点使它们在工作原理、工作经济性以及使用范围上均存在一定差异。
如汽油机使用挥发性好的汽油做燃料，采用外部混合法（汽油与空气在气缸外部进气管中的汽化器进行混合）形成可燃混合气。
缸内燃烧为电点火式（电火花塞点火）。
这种工作特点使汽油机不能采用高压缩比，因而限制了汽油机的经济性不能大幅度提高，而且也不允许作为船用发动机使用（汽油的火灾危险性大）。
但它广泛应用于运输车辆。
3．柴油机柴油机是一种压缩发火的往复式内燃机。
它使用挥发性较差的柴油或劣质燃料油做燃料。
采用内部混合法（燃油与空气的混合发生在气缸内部）形成可燃混合气；缸内燃烧采用压缩式（靠缸内空气压缩形成的高温自行发火）。
这种工作特点使柴油机在热机领域内具有最高的热效率（已达到55％左右），而且允许作为船用发动机使用。
因而，柴油机在工程界应用十分广泛。
尤其在船用发动机中，柴油机已经取得了绝对领先地位。
根据英国劳氏船级社统计，1985年全世界制造的船舶中（2000t以上）以柴油机作为推进装置者占99.89％，而到1987年100％为柴油机船。
船用主机经济性、可靠性、寿命是第一位，尺寸、重量是第二位，低速机适用作船用主机，大功率四冲程中速机适用作滚装船和集装箱船，中、高速机适用作发电机组。
柴油机通常具有以下突出优点：（1）经济性好。
有效热效率可达50％以上，可使用廉价的重油，燃油费用低。
（2）功率范围宽广，单机功率从0.6kW～45600kW，适用的领域广。
（3）尺寸小，重量轻，有利于船舶机舱布置。
（4）机动性好。
起动方便，加速性能好，有较宽的转速和负荷调节范围，可直接反转，能适应船舶航行的各种工况要求。
同时，柴油机也具有以下缺点：（1）存在机身振动、轴系扭转振动和噪音。
（2）某些部件的工作条件恶劣，承受高温、高压并具有冲击性负荷。
二、现代船用柴油机的发展趋势经过近几十年尤其是近十年的发展，现代船用柴油机已经发展到一个较高的技术水平。
今后，随着生产力的发展，将会对船用柴油机提出更高的要求，船舶柴油机也将继续发展改进。
当前柴油机的发展可以概括为：以节能为中心，充分兼顾到排放与可靠性的要求，全面提高柴油机性能。
根据此发展目标，今后的研究趋势大致为：1）提高经济性的研究，包括燃烧、增压、低磨损等的研究；2）降低柴油机的排放的研究，排放是现代柴油机面临的严重挑战，随着对船舶柴油机排放控制的限制，使得经济性的提高更加困难，这也是船舶柴油机发展中的新课题；3）提高可靠性与耐久性的研究；4）电子控制技术的研究；5）代用燃料的研究。
1．现代船用柴油机提高经济性的主要措施现代船用大型低速柴油机近十多年在提高经济性方面取得的成效超过了过去几十年。
各种节能措施相继出现并日趋完善，这些措施主要有：1）采用定压涡轮增压系统和高效率废气涡轮增压器。
2）增大行程缸径比S／D。
3）提高最高爆发压力p z与平均有效压力p e之比p z／p e。
4）增大压缩比ε。
5）采用可变喷油定时（VIT）机构。
6）降低摩擦损失功提高机械效率ηm。
7）采用动力涡轮系统（TCS）。
8）轴带发电机（PTO）。
9）柴油机废热再利用。
10）改进喷射与燃烧技术。
2．现代船用低速柴油机的结构特点1）燃烧室部件普遍采用钻孔冷却结构。
2）采用旋转式排气阀及液压式气阀传动机构。
3）喷油泵采用可变喷油定时（VIT）机构。
4）采用薄壁轴承。
5）采用独立的气缸润滑系统。
6）曲轴上增设轴向减振器。
7）焊接曲轴。
第二节柴油机的基本结构一、柴油机的基本工作原理柴油机是一种压缩发火的往复式内燃机。
它的基本工作原理是使燃油直接在发动机的气缸中燃烧，将燃油的化学能转变成热能，从而生成高温高压的燃气，因燃气膨胀，推动活塞运动，通过曲柄连杆对外做功，将热能转变为机械能。
柴油机必须经过进气、压缩、燃烧、膨胀和排气五个过程才能完成了一个工作循环。
然后不断重复进行这些过程，使柴油机持续工作。
二、柴油机的基本结构（教材图1-1）图1-l 柴油机的基本结构组成l-气缸盖；2-活塞；3-气缸套；4-心活塞销；5-连杆；6-连杆螺栓；7-曲轴；8-机座；9-主轴承；10-机体；11-凸轮轴；12-喷油泵；13-顶杆；14-进气管；15-摇臂；16-过气阀；17-高压油管；18-喷油器；19-排气阀；20-气阀弹簧；21-排气管（1）固定部件主要由气缸盖、气缸套、机体、机座、主轴承等构成柴油机本体和运动件的支承，并和有关运动部件配合构成柴油机的工作空间。
（2）运动部件主要由活塞、活塞销、连杆，连杆螺栓、曲轴等组成。
它们与固定部件配合完成空气压缩及热能到机械能的转换。
（3）配气系统它包括进气系统和排气系统。
进气系统主要由空气滤清器、进气管件、气缸盖内的进气道、进气阀、气阀弹簧、摇臂、顶杆、凸轮轴和凸轮轴传动机构等所组成，用来在规定的时间内向气缸内充入足够的新鲜空气。
排气系统主要由排气阀、气阀弹簧、摇臂、顶杆、凸轮轴和传动机构以及排气管、排气消音器等组成。
用来在规定时间内将气缸内作功后的废气排入大气。
（4）燃油系统它包括供应和喷射两个系统。
前者由日用油柜、燃油滤清器，输油泵等组成，后者由喷油泵、高压油管和喷油器组成。
其功用是供给柴油机燃烧作功所需的燃油。
（5）润滑系统主要作用是润滑摩擦表面，以减少机件的磨损，延长使用寿命，降低摩擦功率损失，提高机械效率。
（6）冷却系统主要作用是维持柴油机受热零部件在合适的温度状态下工作。
（7）起动系统柴油机本身无自行起动能力。
起动系统的任务就是使柴油机从停车状态发动起来。
（8）调速装置调速装置的作用是使柴油机能按外界阻力矩的变化而自动改变喷油泵的喷油量，从而使柴油机在选定转速下稳定运转。
此外，船舶柴油机还设有换向装置，并将起动、调速、换向和停车集中控制组成操纵系统。
多数柴油机还设有增压系统，用于进一步提高柴油机作功能力。
三、柴油机的基本结构参数（教材图1-2）（1）气缸直径D：气缸套的名义内径。
（2）曲柄半径R：曲轴的曲柄销中心与主轴颈中心间的距离。
（3）上止点（TDC）：活塞在气缸中运动的最上端位置，也就是活塞离曲轴中心线最远的位置。
（4）下止点（BDC）：活塞在气缸中运动的最下端位置，也就是活塞离曲轴中心线最近的位置。
（5）冲程（S），又称行程：活塞从上止点移动到下止点间的直线距离。
它等于曲轴曲柄半径R的两倍（S＝2R）。
活塞移动一个行程，相当于曲轴转动180°（曲轴转角）。
（6）气缸余隙容积（压缩室容积V c）：活塞在气缸内上止点时，活塞顶上的全部空间（活塞顶、气缸盖底面与气缸套表面之间所包围的空间）容积。
（7）余隙高度（顶隙）：上止点时活塞最高顶面与气缸盖底平面之垂直距离。
（8）气缸工作容积（V h）：活塞在气缸中从上止点移动到下止点时所扫过的容积。
（9）气缸总容积（V a）：活塞在气缸内位于下止点时，活塞顶以上的气缸全部容积，亦称气缸最大容积。
V a＝V c＋V h（10）压缩比（ε）：气缸总容积与压缩室容积之比值，亦称几何压缩比。
ε＝V a／V c＝1＋V h／V c图l-2 柴油机的主要几何名称压缩比ε是柴油机主要性能参数之一，表示缸内工质被压缩程度。
ε愈大，被压缩终点的压力、温度愈高，柴油机易起动，热效率也高，ε过高使柴油机工作粗暴，机械负荷过大，磨损加剧，消耗压缩功增大，机械效率降低，输出功率减小。
ε可通过改变V c来调节。
柴油机压缩比约为12～22。
中、高速机压缩比高于低速机。
低速机：13～15，中速机：14～17，高速机：15～22，增压机：11～14（低散热少，增压后P c、T c相应高）。
当气缸直径与活塞冲程确定后，气缸工作容积V h也随着确定了，所以若要调整压缩比，可通过改变压缩容积V c来实现。
第三节柴油机的工作原理一、四冲程柴油机工作原理（教材图1-3）若柴油机工作循环的进气、压缩、燃烧、膨胀和排气五个过程是通过四个冲程（即曲轴回转两周）来完成的，这种柴油机就叫四冲程柴油机。
第一冲程──进气冲程这一冲程的任务是使气缸内充满新鲜空气。
活塞由上止点下行，进气阀已打开，由于气缸容积不断增大，缸内压力下降，依靠气缸内外的气压差作用，新鲜空气通过进气阀被吸入气缸。
由于受流阻等影响，在进气过程的大部分时间里，气缸内压力低于大气压力，到下止点时，缸内气压的为0.08～0.95Mpa，温度约为30～70℃。
这时，排气阀和喷油器均关闭。
为了使柴油机作功更完善，必须在进气过程尽可能多吸入新鲜空气。
进气阀开启始点至上上点的曲柄转角叫做进气提前角。
下止点到进气阀关闭位置的曲柄转角叫做进气延迟角（利用惯性进气）。
整个进气过程所占的总角度约为220～250°CA。
第二冲程──压缩冲程这一冲程的任务是压缩第一冲程吸入的空气，提高空气的温度与压力，为柴油机燃烧及膨胀作功创造条件。
活塞从下止点向上运动，自进气阀关闭开始压缩，一直到活塞到达上止点为止。