海船培訓(xùn)課件1.1

船舶動(dòng)力裝置中華人民共和國海船船員適任考試培訓(xùn)教材目錄一二第一章柴油機(jī)及其附屬設(shè)備的性能評估第二章主柴油機(jī)及其附屬設(shè)備的使用與管理三四第三章船舶主推進(jìn)動(dòng)力裝置的工況配合及管理第四章電控噴射柴油機(jī)五第五章典型液壓系統(tǒng)六七第六章制冷與空調(diào)系統(tǒng)的操作和維護(hù)第七章

船用蒸汽鍋爐第一章柴油機(jī)及其附屬設(shè)備的性能評估4節(jié)柴油機(jī)的進(jìn)排氣性能評3節(jié)柴油機(jī)的燃油噴射與霧化性能評估2節(jié)柴油機(jī)的起動(dòng)狀態(tài)評估1節(jié)柴油機(jī)的燃燒狀況分析與評估第一節(jié)柴油機(jī)的燃燒狀況分析與評估一、影響柴油機(jī)燃燒過程的主要因素1.燃燒過程的主要影響因素：大氣壓力、柴油機(jī)轉(zhuǎn)速、船舶吃水、平均指示壓力、壓縮壓力、最高爆發(fā)壓力、噴油泵齒條刻度、排氣壓力、排氣溫度、掃氣壓力、掃氣溫度、廢氣渦輪增壓器轉(zhuǎn)速、廢氣排出增壓器的背壓、空氣在壓氣機(jī)進(jìn)口的溫度、空氣流經(jīng)空氣濾器的壓差、空氣流經(jīng)空氣冷卻器的壓差及空氣和冷卻水在空氣冷卻器前后的溫度等。2.需要按照ISO標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境進(jìn)行修正的性能參數(shù)：目的：與臺(tái)架或試航時(shí)測得的數(shù)值進(jìn)行比較。包括最高爆發(fā)壓力、柴油機(jī)的排氣溫度、柴油機(jī)的壓縮壓力及有效燃油消耗率等。第一節(jié)柴油機(jī)的燃燒狀況分析與評估二、柴油機(jī)燃燒過程參數(shù)測取時(shí)的注意事項(xiàng)1.測取示功圖時(shí)的注意事項(xiàng)使用前應(yīng)對示功器進(jìn)行檢查和保養(yǎng)，選好彈簧和柱塞參數(shù)穩(wěn)定；選擇適宜的海況和氣象條件；示功器安裝前，先打開示功閥吹凈通路中的積炭及雜質(zhì)；示功器安裝后，先在記錄紙上畫出大氣壓力線；測取滿意后，應(yīng)注明日期、缸號、轉(zhuǎn)速、排溫、油門格數(shù)、彈簧比例每缸測取兩個(gè)，測取5~6個(gè)示功圖后拆下示功器進(jìn)行冷卻測量完畢，對示功器進(jìn)行徹底清潔和保養(yǎng)。第一節(jié)柴油機(jī)的燃燒狀況分析與評估二、柴油機(jī)燃燒過程參數(shù)測取時(shí)的注意事項(xiàng)2.測取壓力時(shí)的注意事項(xiàng)（1）普通壓力測量準(zhǔn)確性和測量范圍，定期校驗(yàn)（2）爆壓測量三種方式：電子示功裝置，直接在顯示屏上讀取爆壓表，直接讀取爆壓值示功圖，則應(yīng)根據(jù)示功器彈簧的比例選取對應(yīng)的比例尺正確量取讀數(shù)。3.測取溫度時(shí)的注意事項(xiàng)（1）常規(guī)溫度的測量準(zhǔn)確性和測量范圍，定期校驗(yàn)（2）排煙測量排溫表和溫度傳感器，定期校驗(yàn)，保證準(zhǔn)確性。第一節(jié)柴油機(jī)的燃燒狀況分析與評估三、柴油機(jī)示功圖的類型、測量、特點(diǎn)和應(yīng)用

根據(jù)測量的不同目的和任務(wù)，用示功器可測取完整的：p-V示功圖p-V轉(zhuǎn)角示功圖不發(fā)火的純壓縮示功圖梳形示功圖弱彈簧示功圖p-φ展開示功圖——可用電子示功器測取可用機(jī)械示功器測取p-V示功圖用來計(jì)算柴油機(jī)平均指示壓力、指示功率；調(diào)整各缸負(fù)荷的均勻性；量取最高燃燒壓力；判斷各缸燃燒情況等。第一節(jié)柴油機(jī)的燃燒狀況分析與評估三、柴油機(jī)示功圖的類型、測量、特點(diǎn)和應(yīng)用p-V轉(zhuǎn)角示功圖p-V轉(zhuǎn)角示功圖調(diào)整曲柄式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的小曲柄使其超前所測氣缸的曲柄82°左右，在此情況下可測得p-V轉(zhuǎn)角示功圖。此時(shí)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)小活塞的運(yùn)動(dòng)速度較大，則可用較快的小活塞運(yùn)動(dòng)速度反映較快的壓力變化，從而將上死點(diǎn)附近的燃燒曲線在橫坐標(biāo)方向放寬，以利于分析研究柴油機(jī)燃燒過程的情況。示功圖已經(jīng)失去原形，不能用于計(jì)算柴油機(jī)功率，只能用來分析燃燒過程的進(jìn)行情況在杠桿式和凸輪式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上較難畫出轉(zhuǎn)角示功圖。第一節(jié)柴油機(jī)的燃燒狀況分析與評估三、柴油機(jī)示功圖的類型、測量、特點(diǎn)和應(yīng)用第一節(jié)柴油機(jī)的燃燒狀況分析與評估三、柴油機(jī)示功圖的類型、測量、特點(diǎn)和應(yīng)用弱彈簧示功圖在用機(jī)械示功器測取p-V示功圖時(shí)，由于所用彈簧較硬，致使進(jìn)、排氣過程的微小壓力變化反映不出來，所以四沖程柴油機(jī)示功圖的進(jìn)、排氣被重合為一條線，二沖程柴油機(jī)示功圖的尾部掃氣過程也被重合為一條線。為了研究和檢查掃氣過程，·常給示功器換上軟彈簧和1／1標(biāo)準(zhǔn)小活塞。這樣，可把p-V示功圖的尾部放大測繪出來。這種圖形稱為弱彈簧示功圖。第一節(jié)柴油機(jī)的燃燒狀況分析與評估三、柴油機(jī)示功圖的類型、測量、特點(diǎn)和應(yīng)用第一節(jié)柴油機(jī)的燃燒狀況分析與評估三、柴油機(jī)示功圖的類型、測量、特點(diǎn)和應(yīng)用手拉展開示功圖用于不能測取轉(zhuǎn)角示功圖的柴油機(jī)上，研究燃燒過程和判斷發(fā)火時(shí)刻的早晚第一節(jié)柴油機(jī)的燃燒狀況分析與評估三、柴油機(jī)示功圖的類型、測量、特點(diǎn)和應(yīng)用梳形示功圖為了檢查壓縮終點(diǎn)壓力pc和最高燃燒壓力pz，用手慢慢拉動(dòng)示功器轉(zhuǎn)筒，可測繪出多條壓縮壓力線(在該缸單獨(dú)停油時(shí))或最高燃燒壓力線。第一節(jié)柴油機(jī)的燃燒狀況分析與評估三、柴油機(jī)示功圖的類型、測量、特點(diǎn)和應(yīng)用p-φ展開示功圖由氣電示功器和電子示功器測得用于：計(jì)算柴油機(jī)的指示功率評估燃燒和與掃氣過程經(jīng)過適當(dāng)計(jì)算、整理可算得滯燃期長短壓力升高率燃燒放熱規(guī)律測定發(fā)火角測取pz和pC第一節(jié)柴油機(jī)的燃燒狀況分析與評估三、柴油機(jī)示功圖的類型、測量、特點(diǎn)和應(yīng)用第一節(jié)柴油機(jī)的燃燒狀況分析與評估三、柴油機(jī)示功圖的類型、測量、特點(diǎn)和應(yīng)用純壓縮示功圖這種示功圖是在停油狀態(tài)下測取，用以分析氣缸壓縮情況，及判斷傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)狀態(tài)的正確與否。為正常的純壓縮示功圖。圖中壓縮過程的曲線上升之后，又從最高壓縮壓力點(diǎn)C回降下來，膨脹曲線會(huì)比壓縮曲線稍低一些。第一節(jié)柴油機(jī)的燃燒狀況分析與評估三、柴油機(jī)示功圖的類型、測量、特點(diǎn)和應(yīng)用第一節(jié)柴油機(jī)的燃燒狀況分析與評估三、柴油機(jī)示功圖的類型、測量、特點(diǎn)和應(yīng)用示功圖的用途確定柴油機(jī)指示功率；判斷各缸負(fù)荷（功率）的均勻性；確定柴油機(jī)的最高爆壓和壓縮壓力；評估柴油機(jī)缸內(nèi)工作過程的完善程度：如研究燃燒過程、換氣過程及計(jì)算缸內(nèi)溫度等第一節(jié)柴油機(jī)的燃燒狀況分析與評估三、柴油機(jī)示功圖的類型、測量、特點(diǎn)和應(yīng)用（1）工作過程曲線比較圓滑，曲線過渡處無銳角或突變形狀；（2）工作過程各主要特性點(diǎn)的數(shù)值應(yīng)符合說明書的規(guī)定，如最高燃燒壓力pz、壓縮壓力pc等；（3）工作曲線無異常的波動(dòng)（4）示功圖的尾部形狀應(yīng)符合不同掃氣型式的正常軌跡。2.正常示功圖的特征正常示功圖左圖二沖程機(jī)正常示功圖在缺乏正常示功圖的情況下，可根據(jù)上述各點(diǎn)并參照柴油機(jī)說明書規(guī)定的各主要熱力參數(shù)值進(jìn)行比較，若發(fā)現(xiàn)示功圖上某些熱力參數(shù)不正常，必須查明原因，根據(jù)說明書上的要求進(jìn)行調(diào)整。一般經(jīng)調(diào)整后，各缸的有關(guān)熱力參數(shù)的不均勻度應(yīng)滿足我國的有關(guān)規(guī)定的要求。MANB&WK/L-MC柴油機(jī)示功圖MANB&WS-MC柴油機(jī)示功圖工作參數(shù)不均勻度（%）壓縮壓力pc≤±5最高爆發(fā)壓力pz≤±5平均指示壓力pi≤±5排氣溫度Tr≤±5不均勻度=〔最大(最小)值－各缸平均值〕/各缸平均值×100%各缸排氣溫度差＜10~20℃，燃燒壓力差＜0.15~0.2MPa。四、利用示功圖對柴油機(jī)狀態(tài)進(jìn)行評估和故障診斷1.畸形示功圖1）示功器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)不正常引起的畸形示功圖傳動(dòng)機(jī)構(gòu)定時(shí)超前傳動(dòng)機(jī)構(gòu)定時(shí)滯后

★判斷2）示功器故障引起的畸形示功圖示功器轉(zhuǎn)筒繩索太長或太短示功圖太長示功器小活塞卡緊示功閥漏氣3）氣缸工作過程不正常所產(chǎn)生的畸形示功圖燃燒過早燃燒過晚噴油器噴孔部分堵塞氣缸內(nèi)空氣量不足掃氣過程不正常☆使用最高壓力表來測取pc和pz示功器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)定時(shí)超前的畸形示功圖壓縮線低于正常線膨脹線高于正常線整個(gè)示功圖變胖（超前角度越大，圖就越胖）示功器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)定時(shí)滯后的畸形示功圖壓縮線高于正常線膨脹線低于正常線整個(gè)示功圖變瘦（滯前角度越大，圖越瘦）采用純壓縮圖判斷定時(shí)的變化對示功圖的形狀影響很大：每相差1°CA，pi相差約5.5%。正常傳動(dòng)機(jī)構(gòu)定時(shí)超前傳動(dòng)機(jī)構(gòu)定時(shí)滯后示功器轉(zhuǎn)筒繩索太長或太短以上是：膨脹行程時(shí)，使轉(zhuǎn)筒彈簧拉緊，壓縮行程時(shí)使轉(zhuǎn)筒彈簧放松時(shí)的情況在使用中，由此故障產(chǎn)生為畸形圖有時(shí)較難判斷（尤其在示功圖局部缺少一段）此時(shí)可用檢查各缸示功圖的長度加以判斷。應(yīng)保證各缸示功圖的長度一致。示功圖頭部切去一部分，示功圖變短。示功圖尾部切去一部分，示功圖變短。原因：轉(zhuǎn)筒彈簧太軟、轉(zhuǎn)筒的慣性作用示功器機(jī)構(gòu)間隙大等。示功圖太長示功器小活塞卡緊示功圖曲線波動(dòng)壓縮線降低膨脹線升高，呈階梯形波動(dòng)—示功圖面積增大最高爆發(fā)壓力降低壓縮線長度的相當(dāng)大的一部分與大氣壓力線平行用手拉示功圖也有類似的波動(dòng)現(xiàn)象大氣壓力線升高，且不為直線示功閥漏氣的畸形示功圖示功圖畸形特點(diǎn)在噴油過早的情況下，滯燃期延長。氣缸內(nèi)的壓力突然急劇上升（嚴(yán)重的是，引起爆燃而敲缸）；燃燒壓力pz值超過正常值，即示功圖高度增加。示功圖變得尖瘦，排氣溫度較低。三個(gè)主要畸形特點(diǎn)燃燒過早的原因：換油：當(dāng)由劣質(zhì)燃油改燒輕質(zhì)燃油時(shí)，如未調(diào)整（減小）噴油定時(shí)噴油泵噴油定時(shí)提前噴油器的調(diào)節(jié)螺釘松動(dòng)或噴油器彈簧折斷而造成噴油器啟閥壓力太低（1）燃燒太早示功圖表示燃燒提前。(2)燃燒壓力pz高于正常值，示功圖頭部尖瘦;膨脹曲線要比正常低燃燒太早引起的畸形示功圖示功圖畸形特點(diǎn)

在噴油過晚的情況下，供油提前角太小，而燃油的滯燃期變化不大，在上止點(diǎn)附近燃燒的燃油量不多，致使燃燒滯后，燃燒不完全，產(chǎn)生后燃，排氣溫度

t

r升高，燃燒壓力p

z降低。這時(shí)所測的示功圖矮胖，它具有以下畸形特點(diǎn)產(chǎn)生燃燒過晚的原因：換油（改用劣質(zhì)燃油而未調(diào)節(jié)定時(shí)）噴油泵噴油定時(shí)太晚。漏油（如針閥、噴油泵柱塞偶件等）；噴油器啟閥壓力太高（示功圖頭部有波動(dòng)）或縫隙式濾器部分堵塞；噴油器閥座漏泄（霧化不良，混合不佳，造成后燃—注意與示功器小活塞卡緊時(shí)的示功圖的區(qū)別）（2）燃燒太晚示功圖爆發(fā)壓力pz明顯降低（2）p-V示功圖和轉(zhuǎn)角示功圖的頭部明顯圓滑；表示燃燒過程后移；（3）膨脹線較高，表示發(fā)生后燃；（4）發(fā)火點(diǎn)A延后，而且A點(diǎn)位于上止點(diǎn)后純壓縮線壓力開始下降時(shí)。燃燒太晚引起的畸形示功圖噴油器漏油時(shí)的示功圖膨脹線上部有鋸齒形，鋸齒向上膨脹線高于正常最高爆發(fā)壓力降低造成后燃，排溫升高示功圖面積減小噴油泵漏油時(shí)的示功圖膨脹線比正常低示功圖面積減小，功率降低最高爆發(fā)壓力降低⑴泵油壓力下降，噴油延后，造成后燃，排溫升高；⑵因漏油使噴入缸內(nèi)油量減少，功率降低，使排溫降低；★綜合之，排氣溫度降低。（3）噴油器噴孔部分堵塞最高爆發(fā)壓力降低噴油定時(shí)不變，發(fā)火點(diǎn)也基本不變頭部膨脹線波動(dòng)膨脹線升高噴油器噴孔部分堵塞時(shí)的示功圖燃燒太晚與噴油孔部分堵塞示功圖區(qū)別頭部發(fā)火點(diǎn)燃燒太晚圓滑無波動(dòng)后移噴油孔部分堵塞有波動(dòng)基本不變（4）氣缸漏氣時(shí)的示功圖最高爆發(fā)壓力和壓縮壓力均降低示功圖面積減小壓縮線與膨脹線均降低排氣溫度升高氣缸漏氣：活塞環(huán)磨損，排氣閥漏氣等掃氣空氣不足：氣口堵塞，增壓器進(jìn)口濾網(wǎng)堵塞、中冷器堵塞、增壓器污染等；排氣系統(tǒng)堵塞；環(huán)境狀態(tài)變化：大氣壓力、溫度變化等可以測純壓縮圖，計(jì)算壓縮壓力與掃氣壓力之比值并與試航報(bào)告標(biāo)準(zhǔn)比值比較來進(jìn)行判斷。缸內(nèi)空氣不足的原因（5）掃氣過程不正常掃氣口部分堵塞時(shí)的弱彈簧示功圖排氣口部分堵塞時(shí)的弱彈簧示功圖1.平均指示壓力的計(jì)算方法五、基于P-V示功圖對柴油機(jī)做工能力的計(jì)算

pi=hi／M（MPa）M—示功彈簧比例，mm／MPa在p-V示功圖中，示功圖高度表示壓力，其平均高度可換算為平均指示壓力。船上一般有如下兩種計(jì)算方法。（1）面積儀法：面積儀測出示功圖的面積fmm2，除以示功圖長Lmm，即得示功圖平均高度

hi=f／Lmm測量時(shí)勻速拉動(dòng)，不要太慢，兩次誤差不能超過

“1”（2）十等分法Y0和Y10距上下止點(diǎn)L/402.柴油機(jī)功率的計(jì)算（1）指示功率的計(jì)算Pi=C·pi·n·i，C=Vs﹡m/60000氣缸常數(shù)，說明書可查到，也可以計(jì)算出來Vs---工作容積m---工作行程數(shù)n---柴油機(jī)轉(zhuǎn)速

i---缸數(shù)（2）有效功率的計(jì)算pe=pi﹡ηm，ηm----機(jī)械效率根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，

pe=pi-1bar有效功率：Pe=C·pe·n·i3.有效燃油消耗率的計(jì)算（1）柴油機(jī)的燃油消耗率

B：柴油機(jī)每小時(shí)燃油消耗量kg/hPe：主機(jī)有效功率kW2S------155~225