第三節(jié)柴油機的性能指標和工作參數

1、第三節(jié) 柴油機的性能指標和工作參數柴油機的性能:動力性、經濟性、運轉性、可靠性和耐久性動力性和經濟性指標:指示指標和有效指標兩類柴油機的工作參數:表征機械負荷、熱負荷、基本結構和強化程度等性能。一、指示指標指示指標:平均指示壓力 p i 、指示功率 P i 、指示熱效率i 和指示燃油消耗率 b i 。1平均指示壓力 p i1定義 1假定一個數值不變的壓力作用在活塞上,在一個膨脹行程內所作的功與一個工作循環(huán)的指示功L i 相等,這個假想的壓力就稱為平均指示壓力。 圖1-14 L i =p i ·A ·S ( N ·m或J p i =L i /(A ·S =

2、L i /V s (N/m 2或 P a2 定義 2平均指示壓力p i 是一個工作循環(huán)中每單位氣缸工作容積的指示功。3 平均指示壓力p i 的影響因素:循環(huán)供油量或負荷大小,燃燒質量。4平均指示壓力p i 的數值范圍機 型p i (bar 非增壓 11.2 四沖程2指示功率P i1 指示功率是指柴油機氣缸內的工質在單位時間內所作的指示功 (kW。柴油機的每個氣缸每工作循環(huán)工質所作的指示功為L i =p i V s (J柴油機一個氣缸的指示功率為P i =p i V s60nm (W 或 P i =000, 60p i nm V s(kW 整臺柴油機指示功率為P i =000, 60p i nm

3、i V s (kW (1-82 氣缸常數 : C=V s m/60,000,整臺柴油機指示功率的公式可簡化為P i =Cp i ni(kW3指示熱效率i 和指示油耗率 b i (g i 1 柴油機的指示熱效率 : 指示功的熱當量與相應消耗的燃料熱量之比值,i =W i /Q 吸入 i =3,600P i /BH u2指示油耗率 b i 以一千瓦指示功率每小時消耗的燃油量表示,即 b i =B/Pi (kg/kW·h3兩者之間的關系為 u H i b ii 3600=4船用柴油機的i 與b i 數據機 型i b i (g / kWh 非增壓 163 四沖程 增 壓 147 非增壓 17

4、0 二沖程 增 壓 143二、有效指標有效指標:平均有效壓力 p e 、有效功率 P e 、有效熱效率 e 、和有效油耗率 b e1、有效功率 P e 和機械效率 m1有效功率:從柴油機曲軸飛輪端傳出的功率稱為有效功率, P e。9550nM e e P =(kW (1-122機械損失功率:指作用在活塞上的指示功率傳遞到曲軸的過程中所損失的功率,P m 。 (1摩擦損失功率:z 活塞、活塞環(huán)與氣缸套間的摩擦損失約占55%65%z 各軸承處的摩擦損失約占 35%45%。 (2拖動損失功率 (3泵氣損失功率 在非增壓四沖程柴油機中進、 排氣過程所消耗的功率。3機械效率:機械效率是有效功率P e 與

5、指示功率P i 之比值,m 。m =P e /P i =(P i -P m /Pi =1-P m /P i機械效率m 的影響因素:z 轉速不變,負荷增加時,機械效率將相應增加。當柴油機空載運行時,m =0。z 如 p i 不變,當轉速提高時,由于摩擦損失功率增大,機械效率隨之下降2燃油消耗率 b e (ge 和有效熱效率e1 燃油消耗率是指每一千瓦有效功率每小時所消耗的燃油量,單位是 kg/(kW ·h,即 :b e =B/P e 或b e =b i /m (1-142 有效熱效率e 是指曲軸有效功與所消耗的熱量之比,即m i W W Q W e e i e i Q W =吸入 吸入

6、 / 1-15 ue e H B P =3600 (1-16 兩者之間的關系e =3600/be H u目前,船用柴油機的b e 與e 數值如下 機 型沖沖 3平均有效壓力p e1平均有效壓力:柴油機在每一工作循環(huán)每單位氣缸工作容積所作的有效功,p e 。 p e =P e /Cni p e =p i m2平均機械損失壓力p m p m =P m /Cnip e =p i -p m 目前船用柴油機的平均有效壓力p e 的范圍如下表所示。 機 型p e (bar 非增壓 9.2 四沖程三、柴油機的工作參數1最高燃燒壓力 p z (最高爆發(fā)壓力 目前柴油機 p z 值的數據范圍是:非增壓柴油機 p

7、 z =6MPa8MPa增壓低速二沖程柴油機 p z =7MPa15MPa增壓中、高速柴油機 p z =7MPa17MPa2排氣溫度 t r柴油機的排氣溫度指排氣管內廢氣的平均溫度船用柴油機排氣溫度的最高值應低于 550。3活塞平均速度V m在曲軸一轉兩個行程中活塞運動速度的平均值稱活塞平均速度V m ,即V m =2Sn/60=Sn/30(m/s4行程缸徑比 S/DS/D對柴油機的影響有: (1影響柴油機的尺寸和重量。 (2影響機械負荷。 (3影響熱負荷。 (4影響混合氣形成。 (5影響掃氣效果。 (6影響曲軸剛度。 (7影響軸系的振動性能。船用柴油機的 S/D值范圍各種機型的 S/D值 表1-6 低 速 機機型 高速機 中速機彎 流 直 流 長 (超長 行程 S/D 0. 92. 4.20 5強化系數p e ·V m強化系數p e ·V m 用來表示柴油機所受熱負荷和機械負荷兩方面的綜合強烈程度。 不同類型柴油機的強化系數見表1