柴油機(jī)工作循環(huán)和主要性能指標(biāo)課件

2022/12/30chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能指標(biāo)1《船舶柴油機(jī)》

Marinedieselengine主講：余永華Email:yyhua@2022/12/29chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能2022/12/30chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能指標(biāo)2Chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)和主要性能指標(biāo)8.1柴油機(jī)的工作循環(huán)8.2柴油機(jī)的主要性能指標(biāo)8.3提高柴油機(jī)功率和經(jīng)濟(jì)性的措施8.4柴油機(jī)的熱平衡2022/12/29chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能2022/12/30chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能指標(biāo)38.2柴油機(jī)的主要性能指標(biāo)一、動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)指示指標(biāo)有效指標(biāo)動(dòng)力性pi－平均指示壓力pe－平均有效壓力Ni－指示功率Ne－有效功率經(jīng)濟(jì)性ηi－指示熱效率ηe－有效熱效率gi－指示燃油消耗率ge－有效燃油消耗率2022/12/29chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能2022/12/30chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能指標(biāo)48.2柴油機(jī)的主要性能指標(biāo)指示指標(biāo)與有效指標(biāo)的區(qū)別：指示指標(biāo)：以實(shí)測(cè)的示功圖所表示的一個(gè)循環(huán)所作的功－－指示功為基礎(chǔ)的（從示功圖求出來的），它們表征氣缸內(nèi)部工作情況，其優(yōu)劣取決于氣缸內(nèi)部實(shí)際工作循環(huán)進(jìn)行的完善程度（包括不完全燃燒、燃燒延遲、氣體泄漏、氣缸壁傳熱損失等）。有效指標(biāo)：以在柴油機(jī)輸出軸上所得到的有效功為基礎(chǔ)的，它扣除了柴油機(jī)內(nèi)的一切損失，其優(yōu)劣取決于工作循環(huán)進(jìn)行的完善程度外，還得取決于機(jī)械損失的大小，它是評(píng)定柴油機(jī)工作性能的最終指標(biāo)。2022/12/29chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能2022/12/30chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能指標(biāo)58.2柴油機(jī)的主要性能指標(biāo)（一）指示指標(biāo)1．平均指示壓力pi單位氣缸工作容積每一工作循環(huán)的指示功?？杀容^不同尺寸和類型柴油機(jī)的做功能力—強(qiáng)化程度pi值大：?jiǎn)挝还ぷ魅莘e的做功能力，工作容積利用程度大噴入的燃油量相同時(shí)，表明工作循環(huán)完善。所以評(píng)定柴油機(jī)工作循環(huán)動(dòng)力性的重要指標(biāo)。2022/12/29chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能2022/12/30chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能指標(biāo)68.2柴油機(jī)的主要性能指標(biāo)2．指示功率Ni柴油機(jī)氣缸內(nèi)的工質(zhì)在單位時(shí)間內(nèi)推動(dòng)活塞所作的指示功單個(gè)氣缸每工作循環(huán)所作的指示功：?jiǎn)蝹€(gè)氣缸的指示功率：整個(gè)柴油機(jī)的指示功率：m:每轉(zhuǎn)工作循環(huán)數(shù)，四沖程機(jī)m=1/2，二沖程機(jī)m=12022/12/29chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能2022/12/30chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能指標(biāo)78.2柴油機(jī)的主要性能指標(biāo)3．指示熱效率ηi和指示油耗率gi柴油機(jī)發(fā)出的指示功熱當(dāng)量與所消耗燃料的總發(fā)熱量的比值以一千瓦指示功率每小時(shí)消耗的燃油量2022/12/29chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能2022/12/30chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能指標(biāo)88.2柴油機(jī)的主要性能指標(biāo)（二）有效指標(biāo)1．有效功率Ne和機(jī)械效率mNe

：從柴油機(jī)曲軸輸出端傳出的功率（指示功率-機(jī)械損失功率Nm所剩的功率）Ne=Ni

-Nm

m：有效功率Ne與指示功率Ni之比值2022/12/29chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能2022/12/30chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能指標(biāo)98.2柴油機(jī)的主要性能指標(biāo)2．平均有效壓力pePe：柴油機(jī)在每一工作循環(huán)每單位氣缸工作容積所作的有效功。2022/12/29chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能2022/12/30chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能指標(biāo)108.2柴油機(jī)的主要性能指標(biāo)3．有效燃油消耗率ge和有效熱效率e

柴油機(jī)發(fā)出的有效功熱當(dāng)量與所消耗燃料的總發(fā)熱量的比值有效油耗率是指每一千瓦有效功率每小時(shí)所消耗的燃油量2022/12/29chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能2022/12/30chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能指標(biāo)11Chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)和主要性能指標(biāo)8.1柴油機(jī)的工作循環(huán)8.2柴油機(jī)的主要性能指標(biāo)8.3提高柴油機(jī)功率和經(jīng)濟(jì)性的措施8.4柴油機(jī)的熱平衡2022/12/29chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能2022/12/30chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能指標(biāo)128.3提高柴油機(jī)功率和經(jīng)濟(jì)性的措施前言燃油燃燒有效功熱損失機(jī)械損失排氣損失燃燒不完全損失散熱損失漏氣損失流動(dòng)阻力損失帶動(dòng)輔助機(jī)械損失摩擦損失泵氣損失熱量2022/12/29chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能2022/12/30chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能指標(biāo)138.3提高柴油機(jī)功率和經(jīng)濟(jì)性的措施一、提高強(qiáng)載度的主要措施具體措施有：(1)采用增壓技術(shù)和對(duì)增壓空氣進(jìn)行中冷。(2)改善燃油與空氣的混合。以便減小。(3)改善換氣過程，提高v。若不變即可多噴油燃燒，可提高pe。為提高作功頻率，可提高轉(zhuǎn)速或采用二沖程循環(huán)。2022/12/29chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能2022/12/30chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能指標(biāo)148.3提高柴油機(jī)功率和經(jīng)濟(jì)性的措施二、提高經(jīng)濟(jì)性的主要措施基本原則是減少各項(xiàng)損失，具體措施有：（1）提高循環(huán)熱效率（PIT）（2）采用長(zhǎng)行程，并適當(dāng)降低轉(zhuǎn)速（3）改善燃油的噴射、混合和燃燒。（4）采用新型高效率增壓器，優(yōu)化增壓系統(tǒng)（5）改善換氣過程提高v（6）減少散熱損失。（7）采用動(dòng)力渦輪。（8）提高m2022/12/29chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能2022/12/30chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能指標(biāo)15Chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)和主要性能指標(biāo)8.1柴油機(jī)的工作循環(huán)8.2柴油機(jī)的主要性能指標(biāo)8.3提高柴油機(jī)功率和經(jīng)濟(jì)性的措施8.4柴油機(jī)的熱平衡2022/12/29chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能2022/12/30chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能指標(biāo)168.4柴油機(jī)的熱平衡研究熱平衡的目的：（1）了解熱量分配情況，為提高柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性指明方向，也便于廢熱利用的研究。（2）為冷卻系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供原始數(shù)據(jù)，如冷卻水泵、冷卻器和廢熱鍋爐設(shè)計(jì)所需的原始數(shù)據(jù)等。（3）預(yù)估新型強(qiáng)化發(fā)動(dòng)機(jī)高溫零件的熱負(fù)荷是否過高。2022/12/29chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能2022/12/30chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能指標(biāo)178.4柴油機(jī)的熱平衡柴油機(jī)的熱平衡圖2022/12/29chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能2022/12/30chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能指標(biāo)188.4柴油機(jī)的熱平衡2022/12/29chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能2022/12/30chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能指標(biāo)19《船舶柴油機(jī)》

Marinedieselengine主講：余永華Email:yyhua@2022/12/29chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能2022/12/30chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能指標(biāo)20Chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)和主要性能指標(biāo)8.1柴油機(jī)的工作循環(huán)8.2柴油機(jī)的主要性能指標(biāo)8.3提高柴油機(jī)功率和經(jīng)濟(jì)性的措施8.4柴油機(jī)的熱平衡2022/12/29chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能2022/12/30chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能指標(biāo)218.2柴油機(jī)的主要性能指標(biāo)一、動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)指示指標(biāo)有效指標(biāo)動(dòng)力性pi－平均指示壓力pe－平均有效壓力Ni－指示功率Ne－有效功率經(jīng)濟(jì)性ηi－指示熱效率ηe－有效熱效率gi－指示燃油消耗率ge－有效燃油消耗率2022/12/29chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能2022/12/30chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能指標(biāo)228.2柴油機(jī)的主要性能指標(biāo)指示指標(biāo)與有效指標(biāo)的區(qū)別：指示指標(biāo)：以實(shí)測(cè)的示功圖所表示的一個(gè)循環(huán)所作的功－－指示功為基礎(chǔ)的（從示功圖求出來的），它們表征氣缸內(nèi)部工作情況，其優(yōu)劣取決于氣缸內(nèi)部實(shí)際工作循環(huán)進(jìn)行的完善程度（包括不完全燃燒、燃燒延遲、氣體泄漏、氣缸壁傳熱損失等）。有效指標(biāo)：以在柴油機(jī)輸出軸上所得到的有效功為基礎(chǔ)的，它扣除了柴油機(jī)內(nèi)的一切損失，其優(yōu)劣取決于工作循環(huán)進(jìn)行的完善程度外，還得取決于機(jī)械損失的大小，它是評(píng)定柴油機(jī)工作性能的最終指標(biāo)。2022/12/29chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能2022/12/30chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能指標(biāo)238.2柴油機(jī)的主要性能指標(biāo)（一）指示指標(biāo)1．平均指示壓力pi單位氣缸工作容積每一工作循環(huán)的指示功?？杀容^不同尺寸和類型柴油機(jī)的做功能力—強(qiáng)化程度pi值大：?jiǎn)挝还ぷ魅莘e的做功能力，工作容積利用程度大噴入的燃油量相同時(shí)，表明工作循環(huán)完善。所以評(píng)定柴油機(jī)工作循環(huán)動(dòng)力性的重要指標(biāo)。2022/12/29chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能2022/12/30chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能指標(biāo)248.2柴油機(jī)的主要性能指標(biāo)2．指示功率Ni柴油機(jī)氣缸內(nèi)的工質(zhì)在單位時(shí)間內(nèi)推動(dòng)活塞所作的指示功單個(gè)氣缸每工作循環(huán)所作的指示功：?jiǎn)蝹€(gè)氣缸的指示功率：整個(gè)柴油機(jī)的指示功率：m:每轉(zhuǎn)工作循環(huán)數(shù)，四沖程機(jī)m=1/2，二沖程機(jī)m=12022/12/29chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能2022/12/30chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能指標(biāo)258.2柴油機(jī)的主要性能指標(biāo)3．指示熱效率ηi和指示油耗率gi柴油機(jī)發(fā)出的指示功熱當(dāng)量與所消耗燃料的總發(fā)熱量的比值以一千瓦指示功率每小時(shí)消耗的燃油量2022/12/29chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能2022/12/30chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能指標(biāo)268.2柴油機(jī)的主要性能指標(biāo)（二）有效指標(biāo)1．有效功率Ne和機(jī)械效率mNe

：從柴油機(jī)曲軸輸出端傳出的功率（指示功率-機(jī)械損失功率Nm所剩的功率）Ne=Ni

-Nm

m：有效功率Ne與指示功率Ni之比值2022/12/29chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能2022/12/30chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能指標(biāo)278.2柴油機(jī)的主要性能指標(biāo)2．平均有效壓力pePe：柴油機(jī)在每一工作循環(huán)每單位氣缸工作容積所作的有效功。2022/12/29chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能2022/12/30chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能指標(biāo)288.2柴油機(jī)的主要性能指標(biāo)3．有效燃油消耗率ge和有效熱效率e

柴油機(jī)發(fā)出的有效功熱當(dāng)量與所消耗燃料的總發(fā)熱量的比值有效油耗率是指每一千瓦有效功率每小時(shí)所消耗的燃油量2022/12/29chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能2022/12/30chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能指標(biāo)29Chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)和主要性能指標(biāo)8.1柴油機(jī)的工作循環(huán)8.2柴油機(jī)的主要性能指標(biāo)8.3提高柴油機(jī)功率和經(jīng)濟(jì)性的措施8.4柴油機(jī)的熱平衡2022/12/29chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能2022/12/30chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能指標(biāo)308.3提高柴油機(jī)功率和經(jīng)濟(jì)性的措施前言燃油燃燒有效功熱損失機(jī)械損失排氣損失燃燒不完全損失散熱損失漏氣損失流動(dòng)阻力損失帶動(dòng)輔助機(jī)械損失摩擦損失泵氣損失熱量2022/12/29chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能2022/12/30chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能指標(biāo)318.3提高柴油機(jī)功率和經(jīng)濟(jì)性的措施一、提高強(qiáng)載度的主要措施具體措施有：(1)采用增壓技術(shù)和對(duì)增壓空氣進(jìn)行中冷。(2)改善燃油與空氣的混合。以便減小。(3)改善換氣過程，提高v。若不變即可多噴油燃燒，可提高pe。為提高作功頻率，可提高轉(zhuǎn)速或采用二沖程循環(huán)。2022/12/29chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能2022/12/30chapter8柴油機(jī)工作循環(huán)與性能指標(biāo)328.3提高柴油機(jī)功率和經(jīng)濟(jì)性的措施二、提高經(jīng)濟(jì)性的主要措施基本原則是減少各項(xiàng)損失，具體措施有：（1）提高循環(huán)熱效率（PIT）（2）采用長(zhǎng)行程，并適當(dāng)降低轉(zhuǎn)速（3）改善燃油的噴射、混合和燃燒。（4）采用