第二節(jié)柴油機(jī)特性

1、固定噴油泵油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，用改變負(fù)荷的固定噴油泵油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，用改變負(fù)荷的方法來改變柴油機(jī)轉(zhuǎn)速，這樣測得柴油機(jī)主方法來改變柴油機(jī)轉(zhuǎn)速，這樣測得柴油機(jī)主要性能指標(biāo)和工作參數(shù)隨轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律稱要性能指標(biāo)和工作參數(shù)隨轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律稱速度特性（外特性）。無法在船舶使用條件速度特性（外特性）。無法在船舶使用條件下測取，只能用實(shí)驗(yàn)法在柴油機(jī)試驗(yàn)臺上測下測取，只能用實(shí)驗(yàn)法在柴油機(jī)試驗(yàn)臺上測取，目的是了解柴油機(jī)所具有的潛力取，目的是了解柴油機(jī)所具有的潛力( (一一) ) 速度特性速度特性第二節(jié)第二節(jié) 柴油機(jī)特性柴油機(jī)特性一、全負(fù)荷速度特性（額定功率外特性）一、全負(fù)荷速度特性（額定功率外特性）1 1定義：噴油泵油

2、量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)固定在標(biāo)定工定義：噴油泵油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)固定在標(biāo)定工況下供油位置上，通過改變負(fù)荷來改變轉(zhuǎn)況下供油位置上，通過改變負(fù)荷來改變轉(zhuǎn)速，由此得到的性能指標(biāo)及工作參數(shù)隨轉(zhuǎn)速，由此得到的性能指標(biāo)及工作參數(shù)隨轉(zhuǎn)速變化的規(guī)律速變化的規(guī)律2 2試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)1 1）標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)環(huán)境狀況）標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)環(huán)境狀況2 2）試驗(yàn)功率）試驗(yàn)功率（1 1）標(biāo)定功率分：）標(biāo)定功率分：15min15min功率、功率、1h1h功率、功率、12h12h功率、持續(xù)功率功率、持續(xù)功率MCRMCR（2 2）我國規(guī)定持續(xù)功率作為標(biāo)定功率，國）我國規(guī)定持續(xù)功率作為標(biāo)定功率，國外用用外用用MCRMCR3 3該特性是柴油機(jī)不超標(biāo)定供油量的條件下該

3、特性是柴油機(jī)不超標(biāo)定供油量的條件下各轉(zhuǎn)速下所能發(fā)出的最大功率各轉(zhuǎn)速下所能發(fā)出的最大功率二、超負(fù)荷速度特性和部分負(fù)荷速度特性二、超負(fù)荷速度特性和部分負(fù)荷速度特性1 1超負(fù)荷速度特性超負(fù)荷速度特性1 1）噴油泵油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)固定在最大供油量）噴油泵油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)固定在最大供油量位置上，顯示柴油機(jī)在各轉(zhuǎn)速下可能達(dá)到位置上，顯示柴油機(jī)在各轉(zhuǎn)速下可能達(dá)到的最大功率的最大功率2 2）超負(fù)荷功率為）超負(fù)荷功率為110110P Pb b(103%n(103%nb b) )，且在，且在1212小時內(nèi)允許超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)小時內(nèi)允許超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)1 1小時，不允許冒小時，不允許冒黑煙黑煙2 2部分負(fù)荷速度特性部分負(fù)荷速度特性 噴

4、油泵油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)固定在比標(biāo)定功噴油泵油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)固定在比標(biāo)定功率油量小的各個位置上率油量小的各個位置上三參數(shù)分析三參數(shù)分析1 1充量系數(shù)充量系數(shù) c c隨轉(zhuǎn)速升高而減小隨轉(zhuǎn)速升高而減小2 2過量空氣系數(shù)過量空氣系數(shù)增壓機(jī)隨轉(zhuǎn)速升高而增壓機(jī)隨轉(zhuǎn)速升高而增大；非增壓機(jī)相反增大；非增壓機(jī)相反3 3指示效率指示效率i i與與變化一致變化一致4 4平均指示壓力平均指示壓力pipi 與與i i成正比成正比5 5機(jī)械效率機(jī)械效率m m高增壓機(jī)隨轉(zhuǎn)速升高高增壓機(jī)隨轉(zhuǎn)速升高而增大；非、低增壓機(jī)則相反而增大；非、低增壓機(jī)則相反6 6有效指標(biāo)有效指標(biāo)1 1）p pe e、M Me e、e e高增壓機(jī)隨轉(zhuǎn)速升高高增壓

5、機(jī)隨轉(zhuǎn)速升高而增大；非、低增壓機(jī)則相反而增大；非、低增壓機(jī)則相反2 2）P Pe e隨轉(zhuǎn)速升高而增大隨轉(zhuǎn)速升高而增大3 3）e e1/1/e e注：在柴油機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi)會出現(xiàn)注：在柴油機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi)會出現(xiàn)e e的最大值和的最大值和e e的最小值的最小值( (二二) )負(fù)荷特性負(fù)荷特性一、負(fù)荷特性一、負(fù)荷特性1 1定義：在柴油機(jī)速度保持不變時，柴油機(jī)定義：在柴油機(jī)速度保持不變時，柴油機(jī)的各項(xiàng)主要性能指標(biāo)和工作參數(shù)隨負(fù)荷變的各項(xiàng)主要性能指標(biāo)和工作參數(shù)隨負(fù)荷變化的規(guī)律化的規(guī)律2 2在試驗(yàn)臺上或?qū)嵈瑮l件下測取，發(fā)電柴油在試驗(yàn)臺上或?qū)嵈瑮l件下測取，發(fā)電柴油機(jī)必須測試。發(fā)電柴油機(jī)和裝有全制式調(diào)機(jī)必

6、須測試。發(fā)電柴油機(jī)和裝有全制式調(diào)速器的柴油主機(jī)在設(shè)定轉(zhuǎn)速不變時按此特速器的柴油主機(jī)在設(shè)定轉(zhuǎn)速不變時按此特性工作性工作二、負(fù)荷特性的參數(shù)分析二、負(fù)荷特性的參數(shù)分析1 1有效功率有效功率P Pe e和指示功率和指示功率P Pi i 隨負(fù)荷增大隨負(fù)荷增大而增大而增大2 2機(jī)械效率機(jī)械效率m m隨負(fù)荷增大而增大隨負(fù)荷增大而增大3 3指示熱效率指示熱效率i i、過量空氣系數(shù)、過量空氣系數(shù) 隨隨負(fù)荷增大而降低負(fù)荷增大而降低4 4有效熱效率有效熱效率e e、有效燃油消耗率、有效燃油消耗率bebe e e隨負(fù)荷增大而降低，隨負(fù)荷增大而降低， bebe與與e e成反比。成反比。低負(fù)荷下低負(fù)荷下e e降低，降低，

7、 bebe增大，并且負(fù)荷增大，并且負(fù)荷越低越明顯，這是柴油機(jī)的共性越低越明顯，這是柴油機(jī)的共性( (三三) )推進(jìn)特性推進(jìn)特性一、螺旋槳特性及特性曲線一、螺旋槳特性及特性曲線1 1螺旋槳特性螺旋槳特性F Fp p=K=KF Fnnp pD D4 4c c1 1 n np pM Mp p=K=KM Mnnp pD D5 5c c2 2 n np pP Pp p= M= Mp p * *n n 95509550c c n n3 3p p2 2特性參數(shù)、特性曲線特性參數(shù)、特性曲線1 1）進(jìn)程比）進(jìn)程比 P P（1 1）定義：螺旋槳每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)實(shí)際產(chǎn)生的）定義：螺旋槳每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)實(shí)際產(chǎn)生的位移與螺旋槳直徑之比

8、位移與螺旋槳直徑之比（2 2）公式：）公式：p=hp=hp p / D=V / D=VP P/(n/(n* *D D）（3 3）對定距槳，）對定距槳， pp取決于船舶航行工況。取決于船舶航行工況。隨著航行阻力的增加，隨著航行阻力的增加， pp減小，螺旋槳特減小，螺旋槳特性曲線變陡，性曲線變陡，K KF F、K KM M增大，增大，F(xiàn) FP P、M MP P增加，從而增加，從而與阻力增加相適應(yīng)，轉(zhuǎn)速、航速降至某一較與阻力增加相適應(yīng)，轉(zhuǎn)速、航速降至某一較低值后穩(wěn)定。當(dāng)?shù)椭岛蠓€(wěn)定。當(dāng)p p 0 0時，時， K KF F、K KM M達(dá)最大值，達(dá)最大值， F FP P、M MP P達(dá)最大值，這相當(dāng)于系

9、泊工況或船舶起達(dá)最大值，這相當(dāng)于系泊工況或船舶起航的情況。隨著航行阻力的減小，航的情況。隨著航行阻力的減小，pp增大，增大，槳特性曲線變平坦，槳特性曲線變平坦， K KF F、K KM M、 F FP P、M MP P 減小。減小。在在p p 1.01.0后，后， K KF F、K KM M先后為先后為0 02 2）螺距比）螺距比H H / / D D 調(diào)距槳隨調(diào)距槳隨H H/D/D增大螺旋槳特性曲線變陡增大螺旋槳特性曲線變陡二、柴油機(jī)推進(jìn)特性及推進(jìn)特性曲線二、柴油機(jī)推進(jìn)特性及推進(jìn)特性曲線1 1柴油機(jī)推進(jìn)特性：柴油機(jī)按螺旋槳特性工柴油機(jī)推進(jìn)特性：柴油機(jī)按螺旋槳特性工作時，各性能指標(biāo)和工作參數(shù)隨

10、轉(zhuǎn)速或負(fù)作時，各性能指標(biāo)和工作參數(shù)隨轉(zhuǎn)速或負(fù)荷變化的規(guī)律荷變化的規(guī)律2 2柴油機(jī)推進(jìn)特性是根據(jù)柴油機(jī)推進(jìn)特性是根據(jù)P Pe e=cn=cn3 3關(guān)系，在試關(guān)系，在試驗(yàn)臺上測定的驗(yàn)臺上測定的三、推進(jìn)特性參數(shù)分析三、推進(jìn)特性參數(shù)分析1 1充量系數(shù)充量系數(shù) c c隨轉(zhuǎn)速增加而下降隨轉(zhuǎn)速增加而下降2 2過量空氣系數(shù)過量空氣系數(shù)隨轉(zhuǎn)速增加而下降隨轉(zhuǎn)速增加而下降3 3指示效率指示效率i i隨轉(zhuǎn)速增加而下降隨轉(zhuǎn)速增加而下降4 4機(jī)械效率機(jī)械效率m m、指示功率、指示功率 P Pi i隨轉(zhuǎn)速增加隨轉(zhuǎn)速增加而增大而增大5 5有效油耗率有效油耗率e e、指示油耗率、指示油耗率i i i i隨隨轉(zhuǎn)速增加而增加；轉(zhuǎn)速

11、增加而增加； e e隨轉(zhuǎn)速增加先降后隨轉(zhuǎn)速增加先降后升，在升，在80809090n nb b時達(dá)最低值時達(dá)最低值( (四四) ) 調(diào)速特性調(diào)速特性柴油機(jī)的調(diào)速特性是調(diào)速器轉(zhuǎn)速設(shè)定機(jī)柴油機(jī)的調(diào)速特性是調(diào)速器轉(zhuǎn)速設(shè)定機(jī)構(gòu)固定在某位置時，當(dāng)外負(fù)荷從零到最大構(gòu)固定在某位置時，當(dāng)外負(fù)荷從零到最大值或相反過程的全部變化范圍內(nèi)，柴油機(jī)值或相反過程的全部變化范圍內(nèi)，柴油機(jī)的功率、扭矩或平均有效壓力與轉(zhuǎn)速之間的功率、扭矩或平均有效壓力與轉(zhuǎn)速之間的變化規(guī)律。調(diào)速特性與調(diào)速器的工作性的變化規(guī)律。調(diào)速特性與調(diào)速器的工作性能直接相關(guān)，具有彈性反饋機(jī)構(gòu)的調(diào)速器能直接相關(guān)，具有彈性反饋機(jī)構(gòu)的調(diào)速器調(diào)速特性曲線為垂直線，可由

12、多次改變調(diào)調(diào)速特性曲線為垂直線，可由多次改變調(diào)速器轉(zhuǎn)速設(shè)定機(jī)構(gòu)得到速器轉(zhuǎn)速設(shè)定機(jī)構(gòu)得到( (五五) )限制特性限制特性一、柴油機(jī)的限制特性一、柴油機(jī)的限制特性1 1定義：限制柴油機(jī)在各種轉(zhuǎn)速下的最大有效定義：限制柴油機(jī)在各種轉(zhuǎn)速下的最大有效功率，使柴油機(jī)的機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷不超功率，使柴油機(jī)的機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷不超出為保證它可靠工作而規(guī)定的允許范圍出為保證它可靠工作而規(guī)定的允許范圍2 2限制措施限制措施可限制最高爆發(fā)壓力可限制最高爆發(fā)壓力p pz z、平均有效壓力、平均有效壓力p pe e、曲軸轉(zhuǎn)矩曲軸轉(zhuǎn)矩MeMe、過量空氣系數(shù)、過量空氣系數(shù)、排氣溫度、排氣溫度t tr r以及渦輪增壓器轉(zhuǎn)速以及渦

13、輪增壓器轉(zhuǎn)速n n，其中較為常用的，其中較為常用的是是MeMe、和和t tr r1 1）等轉(zhuǎn)矩限制特性）等轉(zhuǎn)矩限制特性（1 1）目的：限制柴油機(jī)的機(jī)械負(fù)荷）目的：限制柴油機(jī)的機(jī)械負(fù)荷（2 2）要求：在各種轉(zhuǎn)速下的）要求：在各種轉(zhuǎn)速下的M Me e都不超都不超M Mb b以限制以限制曲軸上的扭應(yīng)力曲軸上的扭應(yīng)力（3 3）等轉(zhuǎn)矩限制特性曲線：過坐標(biāo)原點(diǎn)和標(biāo)）等轉(zhuǎn)矩限制特性曲線：過坐標(biāo)原點(diǎn)和標(biāo)定工況點(diǎn)、斜率為定工況點(diǎn)、斜率為P Pb b/n/nb b的直線的直線2 2）等排溫限制特性）等排溫限制特性（1 1）目的：限制柴油機(jī)的熱負(fù)荷）目的：限制柴油機(jī)的熱負(fù)荷（2 2）等）等限制特性要求：在各種轉(zhuǎn)速下

14、都限制特性要求：在各種轉(zhuǎn)速下都保持不小于保持不小于b b，但，但難以測定且保持困難以測定且保持困難，實(shí)際由難，實(shí)際由t tr r代替代替小結(jié)：柴油機(jī)在標(biāo)定轉(zhuǎn)速小結(jié)：柴油機(jī)在標(biāo)定轉(zhuǎn)速n nb b下降初期以轉(zhuǎn)下降初期以轉(zhuǎn)矩作為主要限制參數(shù)，后期則以排氣溫矩作為主要限制參數(shù)，后期則以排氣溫度作為主要限制參數(shù)度作為主要限制參數(shù)二、船舶柴油機(jī)功率和轉(zhuǎn)速使用范圍二、船舶柴油機(jī)功率和轉(zhuǎn)速使用范圍1.1.柴油機(jī)在各種轉(zhuǎn)速下允許達(dá)到的最大功率柴油機(jī)在各種轉(zhuǎn)速下允許達(dá)到的最大功率運(yùn)行船用柴油機(jī)由限制特性限制運(yùn)行船用柴油機(jī)由限制特性限制2.2.柴油機(jī)在各種轉(zhuǎn)速下的最小功率柴油機(jī)在各種轉(zhuǎn)速下的最小功率由最低負(fù)荷速度特性曲線限制由最低負(fù)荷速度特性曲線限制 3.3.柴油機(jī)在各種負(fù)荷下可達(dá)到的最高轉(zhuǎn)速柴油機(jī)在各種負(fù)荷下可達(dá)到的最高轉(zhuǎn)速標(biāo)定轉(zhuǎn)速或相應(yīng)的調(diào)速特性來限制標(biāo)定轉(zhuǎn)速或相應(yīng)的調(diào)速特性來限制4.4.柴油機(jī)在各種負(fù)荷下可能達(dá)到的最低轉(zhuǎn)速柴油機(jī)在各種負(fù)荷下可能達(dá)到的最低轉(zhuǎn)速船用柴油機(jī)按推進(jìn)特性工作時的最低穩(wěn)船用柴油機(jī)按推進(jìn)特性工作時的最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速限制最低轉(zhuǎn)速以防個別缸熄火定轉(zhuǎn)速限制最低轉(zhuǎn)速以防個別缸熄火1 1等排