发动机培训教材
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低速机（二冲程）
代表机型主要集中在3家： ➢ 德国的MAN-B&W公司的MC系列： ➢ K90MC，K80MC-C，L60MC，S60MC等 ➢ 芬 兰 的 Wartsila － Sulzer 的 RTA 系 列 ：
RTA96C，RT-flex60C ➢ 日本的UE系列（少量）。
2020/9/16
9
低速机（二冲程）
缸径：
500－980 mm
转速：
150－60 r/min
活塞平均速度： 8.0 m/s
平均有效压力： 1.7－1.8 MPa
气缸最大爆发压力：14－15.5MPa
单缸功率： 1200kW-6000kW
燃油消耗率: 170 g/kWh
2020/9/16
8
2.当前船用大中功率柴油机的主要性能指标
18
二、柴油机性能主要研究内容
2020/9/16
19
396SE84 280
16
165 110 1800 231 1.6 11.1 12.21
280 295 1000 210 1.98 9.67 19.15
170 110 1500 191 1.99 9.75 19.4
我国船用机现状：低速机全部引进，高速机基本引进，自行 开发部分中速机，强化指标与与油耗均与国外存在较大差距。
机型 技术参数
MTU20V 956 系列 (02 型)
缸径(mm)
230
单缸功率(kW)
195
转速(r/min)
1500
燃油消耗率 (g/kW.h) 230
平均有效压力 Pe (MPa) 1.68
活塞平均速度 Cm (m/s) 11.5
强化指标 Pe·Cm
19.32
MTU16V* 12VPA6- TBD620V
2.当前船用大中功率柴油机的主要性能指标
中速机（四冲程）
缸径：
210－480 mm
转速：
1150－500 r/min
活塞平均速度： 9.0 – 12 m/s
平均有效压力： 2.4－3.0 MPa
气缸最大爆发压力： 16－23 MPa
单缸功率：
200kW-1200kW
燃油消耗率: 175-195 g/kWh
柴油机性能
2020/9/16
1
主要内容
一、柴油机性能发展回顾及现状 二、柴油机性能主要研究内容 三、性能研究主要方法、手段及流程 四、提高、改善性能的部分方法措施
2020/9/16
2
一、柴油机性能发展回 顾及现状
2020/9/16
3
1. 性能发展史简要回顾
柴油机发展史上的里程碑事件
1893年，德国人狄赛尔发明首台煤粉驱动的柴油 机（压燃式）。
2020/9/16
5
1. 性能发展史简要回顾
上世纪70年代，电子计算机技术开始进入 柴油机领域，主要体现在两个方面： 1）伴随计算机技术的高速发展，对柴油机性能、 工作过程与系统匹配的大型仿真计算分析程 序的出现与发展。目前已从单一的性能仿真 计算到虚拟设计与数字化样机。
2020/9/16
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1. 性能发展史简要回顾
代表机型：MTU16V4000M90，MTU20V595TE90, MAN-B&W 18VP185, DeutzTBD620V16, Wartsila 16V170,20V200, Niigata 16V20FX等。
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2.当前船用大中功率柴油机的主要性能指标
我国已引进的几种典型舰船柴油机的主要技术参数
2020/9/16
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2.当前船用大中功率柴油机的主要性能指标
中速机（四冲程）
代表机型： ➢ MAN-B&W公司L21/31, L27/38, 48/60B, RK280等 ➢ Caterpillar AK系列：M25，M32，M43等 ➢ Wartsila公司: W26，W32，W38, W46 ➢ 日本 Niigada的V26FX，6L32FX, ➢ 韩国的HUNDAI H21/32, H25/33 ➢ 法国Pielstick的PC2－5及PA6 ➢ 德国MTU20V8000等
1927年，德国Bosch公司推出首批成熟的柴油喷油 泵，使柴油机以前所未有的速度在车用、船用及工 程机械领域获得广泛应用。
1905年，瑞士工程师A J Buch首先提出废气涡轮 增压概念，并于1911年在单缸机上试验成功。
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1. 性能发展史简要回顾
柴油机发展史上的里程碑事件 1925年，MAN公司等将废气涡轮增压首次应用于船 用柴油机，随后增压技术在船用机获得广泛应用。 中冷器的出现即中冷增压技术，使柴油机功率、性 能进一步提高。 上世纪70－80年代，是柴油机增压技术跨越式蓬 勃发展的年代，增压器的转换效率运行范围大幅提 高，同时推出各类改善提高柴油机性能的特殊增压 系统。
2）电子控制技术的应用，首先在燃油喷射系统 的应用（历经三代发展）： -位置控制（电子调速器） -时间控制（电控泵喷嘴） -压力与时间的柔性控制（电控共轨系统）。 在解决排放方面几乎起到不可取代的作用（欧 3标准以上）。目前已发展为整机电子管理系 统，并朝智能化方向发展。
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源自文库
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2.当前船用大中功率柴油机的主要性能指标
2020/9/16
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3.船用柴油机主要性能技术的发展趋势
➢单级高增压＋二级中冷+ 特殊可控增压系统
目的：提高功率密度，改善低工况性能
➢高效等压燃烧技术
目的：控制气缸燃烧压力、提高燃烧效率、改善排放
➢电控电喷技术（另有专题介绍）
目的：柔性控制，全工况性能优化，降低排放
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3.船用柴油机主要性能技术的发展趋势
海水回路 淡水回路
高、 低 温 水 二 级 中 冷
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3.船用柴油机主要性能技术的发展趋势
2020/9/16
等压高效燃烧示意图
16
3.船用柴油机主要性能技术的发展趋势
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气缸爆压的发展历程
17
3.船用柴油机主要性能技术的发展趋势
2020/9/16
燃油耗与Nox排放的发展历程
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2.当前船用大中功率柴油机的主要性能指标
高速机（四冲程）
缸径：
160－210 mm
转速：
2100－1650 r/min
活塞平均速度： 11.5 – 13.3 m/s
平均有效压力： 2.3－3.0 MPa
气缸最大爆发压力：17－20 MPa
单缸功率： 120kW-250kW
燃油消耗率: 195-215 g/kWh
代表机型主要集中在3家： ➢ 德国的MAN-B&W公司的MC系列： ➢ K90MC，K80MC-C，L60MC，S60MC等 ➢ 芬 兰 的 Wartsila － Sulzer 的 RTA 系 列 ：
RTA96C，RT-flex60C ➢ 日本的UE系列（少量）。
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低速机（二冲程）
缸径：
500－980 mm
转速：
150－60 r/min
活塞平均速度： 8.0 m/s
平均有效压力： 1.7－1.8 MPa
气缸最大爆发压力：14－15.5MPa
单缸功率： 1200kW-6000kW
燃油消耗率: 170 g/kWh
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2.当前船用大中功率柴油机的主要性能指标
18
二、柴油机性能主要研究内容
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396SE84 280
16
165 110 1800 231 1.6 11.1 12.21
280 295 1000 210 1.98 9.67 19.15
170 110 1500 191 1.99 9.75 19.4
我国船用机现状：低速机全部引进，高速机基本引进，自行 开发部分中速机，强化指标与与油耗均与国外存在较大差距。
机型 技术参数
MTU20V 956 系列 (02 型)
缸径(mm)
230
单缸功率(kW)
195
转速(r/min)
1500
燃油消耗率 (g/kW.h) 230
平均有效压力 Pe (MPa) 1.68
活塞平均速度 Cm (m/s) 11.5
强化指标 Pe·Cm
19.32
MTU16V* 12VPA6- TBD620V
2.当前船用大中功率柴油机的主要性能指标
中速机（四冲程）
缸径：
210－480 mm
转速：
1150－500 r/min
活塞平均速度： 9.0 – 12 m/s
平均有效压力： 2.4－3.0 MPa
气缸最大爆发压力： 16－23 MPa
单缸功率：
200kW-1200kW
燃油消耗率: 175-195 g/kWh
柴油机性能
2020/9/16
1
主要内容
一、柴油机性能发展回顾及现状 二、柴油机性能主要研究内容 三、性能研究主要方法、手段及流程 四、提高、改善性能的部分方法措施
2020/9/16
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一、柴油机性能发展回 顾及现状
2020/9/16
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1. 性能发展史简要回顾
柴油机发展史上的里程碑事件
1893年，德国人狄赛尔发明首台煤粉驱动的柴油 机（压燃式）。
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1. 性能发展史简要回顾
上世纪70年代，电子计算机技术开始进入 柴油机领域，主要体现在两个方面： 1）伴随计算机技术的高速发展，对柴油机性能、 工作过程与系统匹配的大型仿真计算分析程 序的出现与发展。目前已从单一的性能仿真 计算到虚拟设计与数字化样机。
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1. 性能发展史简要回顾
代表机型：MTU16V4000M90，MTU20V595TE90, MAN-B&W 18VP185, DeutzTBD620V16, Wartsila 16V170,20V200, Niigata 16V20FX等。
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2.当前船用大中功率柴油机的主要性能指标
我国已引进的几种典型舰船柴油机的主要技术参数
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2.当前船用大中功率柴油机的主要性能指标
中速机（四冲程）
代表机型： ➢ MAN-B&W公司L21/31, L27/38, 48/60B, RK280等 ➢ Caterpillar AK系列：M25，M32，M43等 ➢ Wartsila公司: W26，W32，W38, W46 ➢ 日本 Niigada的V26FX，6L32FX, ➢ 韩国的HUNDAI H21/32, H25/33 ➢ 法国Pielstick的PC2－5及PA6 ➢ 德国MTU20V8000等
1927年，德国Bosch公司推出首批成熟的柴油喷油 泵，使柴油机以前所未有的速度在车用、船用及工 程机械领域获得广泛应用。
1905年，瑞士工程师A J Buch首先提出废气涡轮 增压概念，并于1911年在单缸机上试验成功。
2020/9/16
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1. 性能发展史简要回顾
柴油机发展史上的里程碑事件 1925年，MAN公司等将废气涡轮增压首次应用于船 用柴油机，随后增压技术在船用机获得广泛应用。 中冷器的出现即中冷增压技术，使柴油机功率、性 能进一步提高。 上世纪70－80年代，是柴油机增压技术跨越式蓬 勃发展的年代，增压器的转换效率运行范围大幅提 高，同时推出各类改善提高柴油机性能的特殊增压 系统。
2）电子控制技术的应用，首先在燃油喷射系统 的应用（历经三代发展）： -位置控制（电子调速器） -时间控制（电控泵喷嘴） -压力与时间的柔性控制（电控共轨系统）。 在解决排放方面几乎起到不可取代的作用（欧 3标准以上）。目前已发展为整机电子管理系 统，并朝智能化方向发展。
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源自文库
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2.当前船用大中功率柴油机的主要性能指标
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3.船用柴油机主要性能技术的发展趋势
➢单级高增压＋二级中冷+ 特殊可控增压系统
目的：提高功率密度，改善低工况性能
➢高效等压燃烧技术
目的：控制气缸燃烧压力、提高燃烧效率、改善排放
➢电控电喷技术（另有专题介绍）
目的：柔性控制，全工况性能优化，降低排放
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3.船用柴油机主要性能技术的发展趋势
海水回路 淡水回路
高、 低 温 水 二 级 中 冷
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3.船用柴油机主要性能技术的发展趋势
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等压高效燃烧示意图
16
3.船用柴油机主要性能技术的发展趋势
2020/9/16
气缸爆压的发展历程
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3.船用柴油机主要性能技术的发展趋势
2020/9/16
燃油耗与Nox排放的发展历程
2020/9/16
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2.当前船用大中功率柴油机的主要性能指标
高速机（四冲程）
缸径：
160－210 mm
转速：
2100－1650 r/min
活塞平均速度： 11.5 – 13.3 m/s
平均有效压力： 2.3－3.0 MPa
气缸最大爆发压力：17－20 MPa
单缸功率： 120kW-250kW
燃油消耗率: 195-215 g/kWh