柴油机工作原理(简单版)

柴油机动力装置 蒸汽动力装置
主 柴 油 机
舵
2013年1月16日6时10分
螺旋桨
传动轴系
5
功率： 70000KW
L：25M
H：13M B：7M
2013年1月16日6时10分
6
2013年1月16日6时10分
7
燃气轮机工作原理
gas
turbine engine
2013年1月16日6时10分
2013年1月16日6时10分
23
四冲程柴油机的工作原理
1)进气行程：进气阀上止点之前开，下止点之后关。 曲轴转角220°-250° 2）压缩行程：压力到达3-6MPa，温度600-700℃. 曲轴转角140-160°压缩终点的压力和温度用pc和tc 3）燃烧和膨胀行程：由于猛烈燃烧压力达到58MPa，甚至13MPa以上，温度1400-1800℃。这 个时候产生最大的压力和温度用pz和tz表示 4)排气行程：靠汽缸内外压力差排出，曲轴转角 230-260°.
2、四冲程柴油机及工作原理 3、二冲程柴油机及工作原理
2013年1月16日6时10分
21
1、基本工作原理
喷入燃油
进气
压缩
燃烧
排气
膨胀做功
2013年1月16日6时10分
22
2、 四冲程柴油机
定义：用活塞的四个行程完成一个工作Baidu Nhomakorabea 环的柴油机。 四冲程柴油机完成一个工作循环，活塞上 下运动四次，曲轴转2圈，凸轮轴转1圈。
2013年1月16日6时10分 30
二冲程柴油机工作原理图
2013年1月16日6时10分
31
特点：只有压缩和膨胀行程，取消吸、排气行程
喷油器 扫气口 扫气泵
气缸盖
排气口 排气总管 活塞
气缸
扫气箱 连杆
曲轴箱
2013年1月16日6时10分 32
Vc (1 s ) Vh Vh e 1 (1 s ) Vc Vc
2013年1月16日6时10分
34
二冲程机与四冲程机的比较：
四冲程机 二冲程机
①一个循环 四个行程 二个行程 ②一个循环 720°CA 360°CA ③功率 1 1.6倍～1.7倍 ④回转均匀性 差 好 ⑤换气机构 复杂 简单 ⑥换气质量 好 差 ⑦换气过程 进、排气分开 进、排气同时 ⑧换气时间 长（450--510°） 短（130-150°） ⑨换气流速 慢（压差小） 快（压差大） ⑩热负荷 低 高 11自吸能力 有 无 12机械负荷 高 低 13噪音 大 小
8
Steam
turbine engine
蒸汽轮机工作原理
2013年1月16日6时10分
9
柴油机的定义
(Compression ignition)
柴油机是一种压缩发火的往复式内燃机。 使用挥发性较差的柴油或劣质燃料油作燃料； 采用内部混合法形成可燃混合气； (工质？) 缸内燃烧采用压缩式发火。 柴油机的优点
2013年1月16日6时10分 17
喷油器 气缸盖 排气管 排气阀 废气涡轮 增压器 扫气箱 机 十字头 导 板 曲轴箱 体
气缸套 活 塞
活塞杆
连 杆 曲 轴 机 座
2013年1月16日6时10分
18
2013年1月16日6时10分
19
2013年1月16日6时10分
20
三、柴油机工作原理
1、基本工作原理
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.增压（80-130°） 大 于 非 增 压 （ 25-50° ） 见课本表1-3 作用：提高换气质量，减少 排气耗功，实现燃烧室扫 气
2013年1月16日6时10分 27
合适
太小 进气少 惯性气少 排气慢 耗功多 排气少
太大 废气倒灌 新气损失 有用功损失 废气倒流
11
柴油或劣质燃油 新鲜空气 气缸内混合 压缩自行燃烧 0.30－0.55 有喷油器 12－22
2013年1月16日6时10分
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 最远时的位置。 4 下止点(BDC)：活塞在气缸中运动到最下端，即离曲轴中心线 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 容积，它是压缩室容积和工作容积之和。 9 压缩比ε：气缸总容积与压缩室容积的比值。常以ε表示。
蒸汽机
(Steam engine)
工作原理
外燃机 热机
(Thermal /heat Engine)
蒸汽轮机
(Steam turbine engine)
柴油机 内燃机 汽油机
(Diesel engine)
(Gasoline engine)
(Internal combustion engine)
燃气轮机
Compression ratio
2013年1月16日6时10分

Va Vc

Vc Vs Vc
1
VS VC
14
压缩比ε
1.经济性： ε
(Compression ratio)
机械负荷
经济性提高， ε﹥12 对经济性影响
2.机械负荷： ε的增加---﹥压缩压力 Pz
磨损加剧， 限制其上限。当代船用柴油机提 高到22。 3.燃烧和起动：保证冷车起动，不能太低，限制其下限。
2013年1月16日6时10分 16
36期 1. 柴油机与汽油机同属内燃机,它们在工作中的不同主要是： I.使用燃料不同 II.发火方式不同 III.内部燃烧不同 IV.燃油与空气混合方式不同 V.供油系统不同 VI.低温起动性不同 A. II+III+IV+VI √ I+II+IV+V C. II+IV+V+VI D. I+III+V+VI B. 37期 1. 在下列装置中,属于内燃机的是： I.燃气轮机 II. 蒸汽轮机 III.煤气机 IV.汽油机 V.柴油机 VI.蒸汽机 A. II+III+IV+VI B. I+III+IV+V C. II+IV+V+VI D. I+III+V+VI √ 38期 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 40期 1. 在内燃机中柴油机的本质特征是： A. 内部燃烧 B. 压缩发火 C. 使用柴油做燃料 D. 用途不同 √ 43期 1. 柴油机下止点是指______。 A. 气缸的最低位置 B. 工作空间的最低位置 √ 活塞离曲轴中心线的最近位置 C. 曲柄处于最低位置 D. 44期 1、当活塞将扫、排气口全部关闭时的气缸总容积与压缩容积之比称为: 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 √
小型高速机﹥大型低速机 非增压﹥增压 四冲程﹥二冲程 柴油机﹥汽油机
2013年1月16日6时10分 15
25期 1． 柴油机下止点是指______。 A．气缸的最低位置 B．活塞离曲轴中心线的最远位置 C．工作空间的最低位置 D．活塞离曲轴中心线的最近位置 √ 27期 1． 柴油机下止点是指 。 A．气缸的最低位置 B．曲柄处于最低位置 C．工作空间的最低位置 D．活塞离曲轴中心线的最近位置 √ 28期 3．活塞在气缸内从上止点到下止点所扫过的容积称为 。 A．燃烧室容积 B．气缸总容积 C．气缸工作容积 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 D．压缩发火 √ 30期 1.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 √ 现代新型低速柴油机的压缩比越来越大 C. D. 二冲程柴油机比四冲程机压缩比大 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

2013年1月16日6时10分
24
四冲程柴油机的工作原理示意图
轮机英语的 英语表述？
2013年1月16日6时10分 25
2013年1月16日6时10分
26
气阀定时和气阀重叠角
气阀定时园图：用曲柄转角来表示进、排气阀在上、 下止点前后启闭的时刻，绘制在一个园图上。 进气提前角，进气滞后角，排气提前角，排气滞后角。
Φ1 φ2 φ3 φ4
进气及时 多进气 （惯性） 排气及时 耗功小 多排气 （惯性）
2013年1月16日6时10分
28
2013年1月16日6时10分
29
3、二冲程柴油机
定义：若柴油机工作循环的四个过程是通过活塞的二个行程 来实现，这种柴油机叫做二冲程柴油机 。 曲轴转360度，活塞上下运动2次，曲轴转1圈，凸轮轴 转1圈。 1。换气-压缩行程，活塞由下止点向上止点运动。在上止点 之前喷油。 2.膨胀-换气行程。由上向下。当排气口打开时压力0.50.6MPa温度600-800. 燃烧和膨胀行程曲轴转角90-120°，换气过程占130-150°， 压缩行程占120°
2013年1月16日6时10分 35
四、 二冲程柴油机的换气形式
弯流
(loop)
横流 回流 半回流
直流
(uniflow)
排气阀—扫气口式
排气口—扫气口式
2013年1月16日6时10分 36
横流扫气
扫气口与排气口布置在气缸 下部圆周的两侧，排气口高 于扫气口。 特点：扫气口与排气口水平 和垂直方向均有倾斜角控制 气流方向。
2013年1月16日6时10分
37
回流扫气
排气口与扫气口均处 于气缸的同一侧，排 气口在扫气口的上方， 其气口开启。
2013年1月16日6时10分
38
半回流扫气
扫气口布置在排气口的下方及两侧 兼具两者特点
2013年1月16日6时10分
39
直流扫气(uniflow)
《柴油机》 Marine diesel engine
2013年1月16日6时10分
1
第一节 柴油机的工作原理
一、柴油机的基本概念 二、柴油机基本结构参数 三、柴油机工作原理 四、二冲程柴油机的换气形式 五、增压柴油机 六、柴油机的分类
2013年1月16日6时10分
2
一、柴油机的基本概念
(External combustion engine)
1 2 3 4 经济性好。 功率范围宽广 尺寸小，重量轻 机动性好，适应船舶航行的 各种工况要求
柴油机的缺点
振动和噪音 工作条件恶劣
2013年1月16日6时10分
10
柴油机与汽油机区别
柴油机 燃料 进气方式 混合气形成方式 点火方式 有效热效率 供油系统 压缩比
2013年1月16日6时10分
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
2013年1月16日6时10分
Φs: 行程失效系数 Φs=气口高度/行程
33
4、四冲程与二冲程柴油机的比较
1、二冲程柴油机的换气机构较简单，T短，掺混，二冲程 柴油机的换气质量较四冲程机差,耗气量大。 2、二冲程柴油机回转比四冲程机均匀，飞轮小，功率大， 二冲程机的热负荷比四冲程机高 3、相同功率条件下，二冲程的尺寸与重量比四冲程小 4、二冲程柴油机功率大，约为四冲程机的1.6倍～1.7倍 5、同转速下，二冲程机凸轮转速高，喷油泵柱塞速度快， 喷油嘴热负荷高，易喷孔堵塞。
(Gas turbine engine)
2013年1月16日6时10分
工作原理
3
第一章 柴油机的基本知识
第一节 第二节 第三节 第四节 柴油机工作原理 柴油机热力循环 柴油机性能指标 提高有效功率和经济性的途径
2013年1月16日6时10分
4
主推进装置
主推进装置由船舶主机,轴系和螺旋桨组成
船舶主推进装置通常由主机的类型分类