1柴油机的基本知识

1柴油机的基本知识考纲要求：2.1.2柴油机的性能指标2.1.2.1柴油机的指示指标（指示指标的定义、平均指示压力和指示功率、指示效率和指示耗油率）2.1.2.2柴油机的有效指标（有效指标定义、机械损失功率和机械效率、有效功率和平均有效压力、有效效率和有效耗油率）2.1.2.3柴油机的工作参数：爆压、排温、活塞平均速度、行程缸径比（应该还包括压缩比和强化系数）2.1.3现代船用柴油机提高有效功率和经济性的主要途径一、关于柴油机的指标1、柴油机的指示指标：以示功图为基础，考虑缸内不完全燃烧及传热等方面的热损失，不考虑摩擦及轴带损失，用于评定缸内工作循环的完善程度。2、柴油机的有效指标：以输出轴功为基础，考虑机械损失，评定工作性能的最终指标。3、指示及有效压力：单位气缸容积的做功能力，代表循环的完善程度，体现动力性。4、效率：注意效率的基本定义及效率与油耗率的关系。典型题目：1.能够有效提高柴油机平均指示压力的措施是A.增大供油量B.提高进气压力C.提高喷油压力D.增大过量空气系数b2.目前，船用柴油机的机械效率为----%A.50~70B.60~80C.70~87D.70~92d3.平均指示压力的大小主要取决于A.转速的高低B.负荷的大小C.燃烧的早晚D.燃烧压力的高低b二、柴油机的工作参数1、工作参数包括：爆压、排温、活塞平均速度、行程缸径比（应该还包括压缩比和强化系数），对这些参数的一般性范围要了解。2、增压机与自然吸气发动机排温测点不同。3、强化系数代表机械和热负荷两方面。4、压缩比影响经济性、燃烧、启动和机械负荷。典型题目：1.通常，船用柴油机的排气温度最高值应为A.小于550B.600~700C.800~900D.大于1000a2.各种柴油机中强化系数最高的是A.低速机B.二冲程中速机C.四冲程中速机D.高速机d三、现代船用柴油机提高功率和经济性的主要途径提高功率的途径（高pe、高转速、大排量）：60000inVpNese提高经济性的主要途径：1、主机采用定压涡轮增压系统和高压比高效率废气涡轮增压器：当代增压器综合效率已达68~76%，显著降低油耗率。2、增大行程缸径比S/D：一方面增大燃气的膨胀功；另一方面大幅度降低转速，从而明显提高螺旋桨效率。“低转速—长冲程化”，即降低柴油机设计转速，同时加长冲程，功率、活塞平均速度保持不变。这样不仅提高了ηp，而且柴油机自身的效率也提高了。如燃烧时间基本不变，则燃烧对应的曲柄转角减小，燃气能更充分膨胀，热效率提高；长冲程化，如压缩比不变，则燃烧室高度增大，有利于燃油的雾化混合燃烧；长行程机S/D2.5，超长行程S/D3.0；MANB&WSMC-C机S/D=4.0，SulzerRTA-T机S/D=4.17，最大的SMC-C机S/D=4.2；研究结果表明：油耗率随S/D的增加而逐步下降，但增大S/D使柴油机结构复杂，造价增加，因此S/D的增加有限。3、提高最高爆发压力与平均有效压力之比pz/pe：可显著降低油耗率；大幅度提高最高爆发压力受到柴油机机械负荷的限制，即材料性能的限制，必须采取措施以保证柴油机的可靠性，目前pz已达18MPa。在保持pz不变时降低pe同样可降低油耗率，即柴油机降功率运行。4、增大压缩比：压缩比ε=Va/Vc=1+Vs/Vc=〖1+S/h〗；物理意义：表明工作气体在气缸中被压缩的程度。其对柴油机热效率、机械负荷大小、起动性能均有影响。过去当增压度提高时，为了保证柴油机的可靠性（有足够的机械强度）pz不过分增高，不超过当时的设计水平，曾采取降低压缩比措施，从而牺牲了经济性。随着设计水平、材料性能的提高，pz设计值逐步增高，当代超长冲程机则继续提高压缩比，目前已达16~19，以进一步提高柴油机经济性。调整途径：减小余隙高度：增加连杆长度（十字头式柴油机可增加船用大端垫片或活塞杆平面垫片）；减少气缸垫床厚度（中小型四冲程柴油机）；几种机型ε大小比较（一般ε=12～22）：高速机低速机（前者F/V大散热快，起动困难，机械负荷不高）；[同等设计水平]非增压柴油机增压柴油机（增压柴油机进气压力大，为限制机械负荷pz）；5、改进喷射与燃烧技术：在部分负荷下提高pz以提高经济性，在高负荷时限制pz以保证柴油机可靠性。典型应用:VIT、电控、高压喷射、短促喷射等。6、降低摩擦损失功率提高机械效率：①采用短裙和超短裙活塞；②减少活塞环数量（低速机仅4环，高速机仅3环）。7、柴油机废热再利用：增压器、废气锅炉、动力涡轮、冷却水余热造水、制冷等。8、轴带发电机：当主机转速大于70%标定转速时，通过恒速齿轮传动装置保证发电机转速恒定或变频装置保证电网的电压与频率不变，虽不直接降低主机油耗率，但船舶动力装置的经济性得到提高。主要优点：①可使用油耗率低且燃用劣质燃油的主柴油机供应电力，从而提高动力装置经济性；②可节省滑油消耗，减少柴油机发电机数量和维修费用。典型题目:1.增大压缩比是为满足的需要。A.压缩发火B.保证雾化及燃烧C.燃油自燃点较高D.提高功率a2.增压中、高速柴油机的最高爆发压力已达到A.15mPaB.18mPaC.20mPaD.25mPab