海南科技职业学院轮机工程系海南科技职业学院轮机工程系

课程：主推进动力装置

课件内容：船舶柴油机

主讲人：李廷浪

海南科技职业学院

专业：轮机工程技术

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第一章 第一节 船舶柴油机的基本知识一、柴油机的基本概念

热机

外燃机

内燃机

蒸汽轮机

蒸汽机

柴油机

汽油机

燃气轮机蒸汽轮机（回转式外燃机）

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2 、汽油机与燃气轮机的比较

往复式 回转式

燃气轮机汽油机

回转式

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3 、柴油机与汽油机的比较• 柴油机的定义： 柴油机是以柴油或劣质燃料油为燃料，压缩发火的往复式内

燃机

•

柴油机 汽油机

燃料 燃油或劣质燃油 汽油

点火方式 压缩自行燃烧 电火花塞点燃

混合气形成方式 气缸内混合 气缸外混合

压缩比 12—22 6-10

有效热效率 0.35-0.55 0.15-0.40

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二、柴油机的工作原理

Vs

Va

s

上止点

下止点

Vc

一、柴油机基本参数(1) 上止点 (TDC) (2) 下止点 (BDC) (3) 行程 (S) S ＝ 2R(4) 缸径 (D) 气缸的内径。 (5) 气缸余隙容积 ( 压缩室容积， V

ｃ )

(6) 余隙高度 ( 顶隙 ) (7) 气缸工作容积 ( Ｖ s)(8) 气缸总容积 ( Ｖａ ) 　　　Ｖａ＝Ｖｓ＋Ｖｃ (9) 压缩比 (ε) 气缸总容积与压缩室 容积之比值

sv Ds 4

2

C

S

c

sc

c

a

VV

VVV

VV 1

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二、柴油机的类型

1 ．四冲程柴油机和二冲程柴油机

2 ．增压柴油机和非增压柴油机

3 ．低速、中速和高速柴油机低速柴油机ｎ≤３００ ｒ／ｍｉｎ

中速柴油机 ３００＜ｎ≤１ , ０００ ｒ／ｍｉｎ

高速柴油机 n ＞１ , ０００ｒ／ｍｉｎ

4 ．筒形活塞柴油机和十字头式柴油机

5 ．直列式和 V 型柴油机

6 ．右旋和左旋柴油机

7 ．可逆转和不可逆转柴油机

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1 、四冲程柴油机与二冲程柴油机的比较

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直列机 V 型机

2、直列机与 V型机的比较

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3 、筒形柴油机与十字头式柴油机的比较筒形活塞式 十字头式

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三、柴油机动力装置的主要特点

•柴油机的优点1 经济性好。2 功率范围宽广3 尺寸小，重量轻4 机动性好5 适应船舶航行的各种工况要求

柴油机的缺点

１　振动和噪音

２　工作条件恶劣

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四、四冲程柴油机的工作过程

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1 、第一行程——进气行程

• 空气进入气缸时相应的活塞行程。

• 进气持续角 Δθ ｉ，约为220℃ Ａ～２５０℃Ａ

• pa 小于 p0

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2 、第二行程——压缩行程

• 压缩行程 工质在气缸内被压缩时相应的活塞行程。

• φ ２ ３ 约为 140° ～ 160℃Ａ

• ｐｃ =3 MPa ～ 6 MPa ；

• ｔｃ = 600 ℃ ～ 700 ℃

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3 、第三行程——燃烧和膨胀行程

•燃烧和膨胀行程 工质在气缸内燃烧膨胀时相应的活塞行程。

•φ ３ ４ ５ =140° ～ 160℃ Ａ

•燃烧 ｐ z=5MPa ～ 8MPa ；

• ｔ z=1400 ℃ ～ 1800 ℃

•膨胀 ｐ b=250~450kPa

• ｔ b= 600 ℃ ～ 700 ℃

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4 、第四行程——排气行程

• 排气行程 废气从气缸内排出时相应的活塞行程。• 排气持续角 Δθ ｅ约为 230° ～ 260° 。• 略高于大气压力 ( 约 1.05 至 1.1 大气压 )

• 每个工作循环中只有第三行程 ( 膨胀行程 ) 是作功的，其它三个行程都是为膨胀行程服务的，都需要外界供给能量

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5 、气阀定时和气阀重叠角

•气阀定时 进、排气阀 在上、下止点前后启闭的时刻•作用：

• 提高换气质量• 减少排气耗功• 实现燃烧室扫气

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6 、船舶四冲程柴油机

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五、二冲程柴油机工作原理

•活塞在两个行程完成一个工作循环的柴油机叫做二冲程柴油机1 二冲程柴油机工作过程2 二冲程柴油机的换气形式3 四冲程与二冲程柴油机的比较

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1 、二冲程柴油机

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2 、二冲程柴油机定时圆图

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3 、二冲程柴油机的换气形式

• 弯流

• 横流

• 回流

• 半回流

•直流

• 排气阀—扫气口式

• 排气口—扫气口式

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六、四冲程与二冲程柴油机的比较

•二冲程柴油机功率大，约为四冲程机的 1.6 倍～1.8 倍。

•二冲程柴油机回转比四冲程机均匀•二冲程柴油机的换气机构较简单•二冲程柴油机的换气质量较四冲程机差•二冲程机的热负荷比四冲程机高

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