第1講-柴油機工作原理

1、船舶內(nèi)燃機使用與維修船舶內(nèi)燃機使用與維修授課教師：黃政授課教師：黃政內(nèi)燃機教研室內(nèi)燃機教研室本次課內(nèi)容本次課內(nèi)容課題一課題一 柴油機基礎(chǔ)知識柴油機基礎(chǔ)知識第一節(jié)第一節(jié) 柴油機的基本結(jié)構(gòu)柴油機的基本結(jié)構(gòu)標題：柴油機工作原理標題：柴油機工作原理目的與要求目的與要求 掌握柴油機的基本結(jié)構(gòu)和基本掌握柴油機的基本結(jié)構(gòu)和基本工作原理。工作原理。第一節(jié)第一節(jié) 柴油機的基本結(jié)構(gòu)柴油機的基本結(jié)構(gòu)一、柴油機的基本工作原理一、柴油機的基本工作原理二、柴油機的基本結(jié)構(gòu)二、柴油機的基本結(jié)構(gòu)三、柴油機的主要幾何名稱三、柴油機的主要幾何名稱一、柴油機的基本工作原理一、柴油機的基本工作原理1熱機熱機 柴油機是內(nèi)燃機的一種，而

2、內(nèi)燃機又是熱柴油機是內(nèi)燃機的一種，而內(nèi)燃機又是熱機的一種。所謂熱機是指把熱能轉(zhuǎn)換成機機的一種。所謂熱機是指把熱能轉(zhuǎn)換成機械能的動力機械。械能的動力機械。 蒸汽機與蒸汽輪機同屬外燃機。蒸汽機與蒸汽輪機同屬外燃機。 汽油機、柴油機以及燃氣輪機同屬內(nèi)燃機汽油機、柴油機以及燃氣輪機同屬內(nèi)燃機。 一、柴油機的基本工作原理一、柴油機的基本工作原理2內(nèi)燃機內(nèi)燃機 燃料在發(fā)動機的氣缸內(nèi)燃燒并直接利用燃燃料在發(fā)動機的氣缸內(nèi)燃燒并直接利用燃料燃燒產(chǎn)生的高溫高壓燃氣在氣缸中膨脹料燃燒產(chǎn)生的高溫高壓燃氣在氣缸中膨脹作功。作功。 汽油機使用揮發(fā)性好的汽油做燃料，采用汽油機使用揮發(fā)性好的汽油做燃料，采用外部混合法（汽油與

3、空氣在氣缸外部進氣外部混合法（汽油與空氣在氣缸外部進氣管中的汽化器進行混合）形成可燃混合氣管中的汽化器進行混合）形成可燃混合氣。缸內(nèi)燃燒為電點火式（電火花塞點火）。缸內(nèi)燃燒為電點火式（電火花塞點火）。一、柴油機的基本工作原理一、柴油機的基本工作原理2內(nèi)燃機內(nèi)燃機 這種工作特點使汽油機不能采用高壓縮比這種工作特點使汽油機不能采用高壓縮比，因而限制了汽油機的經(jīng)濟性不能大幅度，因而限制了汽油機的經(jīng)濟性不能大幅度提高，而且也不允許作為船用發(fā)動機使用提高，而且也不允許作為船用發(fā)動機使用（汽油的火災(zāi)危險性大）。但它廣泛應(yīng)用（汽油的火災(zāi)危險性大）。但它廣泛應(yīng)用于運輸車輛。于運輸車輛。一、柴油機的基本工作原理

4、一、柴油機的基本工作原理3柴油機柴油機 柴油機是一種壓縮發(fā)火的往復(fù)式內(nèi)燃機。柴油機是一種壓縮發(fā)火的往復(fù)式內(nèi)燃機。 柴油機每作一次功，必須經(jīng)過進氣、壓縮柴油機每作一次功，必須經(jīng)過進氣、壓縮、燃燒、膨脹和排氣五個過程才能實行，、燃燒、膨脹和排氣五個過程才能實行，進行了這五個過程就完成了一個工作循環(huán)進行了這五個過程就完成了一個工作循環(huán)。 一、柴油機的基本工作原理一、柴油機的基本工作原理3柴油機柴油機 根據(jù)英國勞氏船級社統(tǒng)計，根據(jù)英國勞氏船級社統(tǒng)計，1985年全世界年全世界制造的船舶中（制造的船舶中（2000t以上）以柴油機作為以上）以柴油機作為推進裝置者占推進裝置者占99.89，而到，而到1987年

5、年100為柴油機船。船用主機經(jīng)濟性、可靠性、為柴油機船。船用主機經(jīng)濟性、可靠性、壽命是第一位，尺寸、重量是第二位，低壽命是第一位，尺寸、重量是第二位，低速機適用作船用主機，大功率四沖程中速速機適用作船用主機，大功率四沖程中速機適用作滾裝船和集裝箱船，中、高速機機適用作滾裝船和集裝箱船，中、高速機適用作發(fā)電機組。適用作發(fā)電機組。 一、柴油機的基本工作原理一、柴油機的基本工作原理柴油機具有以下突出優(yōu)點：柴油機具有以下突出優(yōu)點： 經(jīng)濟性好。有效熱效率可達經(jīng)濟性好。有效熱效率可達50以上，以上，可使用廉價的重油，燃油費用低?？墒褂昧畠r的重油，燃油費用低。功率范圍寬廣，單機功率從功率范圍寬廣，單機功率從

6、0.6kW68520kW，適用的領(lǐng)域廣。，適用的領(lǐng)域廣。尺寸小，重量輕，有利于船舶機艙布置尺寸小，重量輕，有利于船舶機艙布置。機動性好。起動方便，加速性能好，有機動性好。起動方便，加速性能好，有較寬的轉(zhuǎn)速和負荷調(diào)節(jié)范圍，可直接反轉(zhuǎn)較寬的轉(zhuǎn)速和負荷調(diào)節(jié)范圍，可直接反轉(zhuǎn)，能適應(yīng)船舶航行的各種工況要求。，能適應(yīng)船舶航行的各種工況要求。一、柴油機的基本工作原理一、柴油機的基本工作原理柴油機也具有以下缺點：柴油機也具有以下缺點： 存在機身振動、軸系扭轉(zhuǎn)振動和噪音。存在機身振動、軸系扭轉(zhuǎn)振動和噪音。某些部件的工作條件惡劣，承受高溫、某些部件的工作條件惡劣，承受高溫、高壓并具有沖擊性負荷。高壓并具有沖擊性負

7、荷。一、柴油機的基本工作原理一、柴油機的基本工作原理4柴油機的發(fā)展趨勢柴油機的發(fā)展趨勢以節(jié)能為中心，充分兼顧到排放與可靠性以節(jié)能為中心，充分兼顧到排放與可靠性的要求：的要求：提高經(jīng)濟性的研究；提高經(jīng)濟性的研究；降低柴油機排放的研究；降低柴油機排放的研究；提高可靠性與耐久性的研究；提高可靠性與耐久性的研究；電子控制技術(shù)的研究；電子控制技術(shù)的研究；代用燃料的研究。代用燃料的研究。二、柴油機的基本結(jié)構(gòu)二、柴油機的基本結(jié)構(gòu)柴油機必須包括以下部件、系統(tǒng)和裝置：柴油機必須包括以下部件、系統(tǒng)和裝置：1、固定部件、固定部件 2、運動部件、運動部件3、配氣系統(tǒng)、配氣系統(tǒng) 4、燃油系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)5、潤滑系統(tǒng)、潤滑

8、系統(tǒng) 6、冷卻系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)7、起動系統(tǒng)、起動系統(tǒng) 8、調(diào)速裝置、調(diào)速裝置此外，船舶柴油機還設(shè)有換向裝置、并將起此外，船舶柴油機還設(shè)有換向裝置、并將起動、調(diào)速、換向和停車集中控制組成操縱系動、調(diào)速、換向和停車集中控制組成操縱系統(tǒng)。多數(shù)柴油機還設(shè)有增壓系統(tǒng)，用于進一統(tǒng)。多數(shù)柴油機還設(shè)有增壓系統(tǒng)，用于進一步提高柴油機作功能力。步提高柴油機作功能力。二、柴油機的基本結(jié)構(gòu)二、柴油機的基本結(jié)構(gòu)三、柴油機的主要幾何名稱三、柴油機的主要幾何名稱上止點（上止點（T.D.C.）下止點（下止點（B.D.C.） 行程（行程（S） 缸徑（缸徑（D）氣缸余隙容積（壓縮室容積氣缸余隙容積（壓縮室容積Vc） 余隙高度（頂隙

9、）余隙高度（頂隙） 氣缸工作容積（氣缸工作容積（Vh） 氣缸總?cè)莘e（氣缸總?cè)莘e（Va） ：VaVcVh 三、柴油機的主要幾何名稱三、柴油機的主要幾何名稱壓縮比（壓縮比（）：）：VaVc1VhVc 壓縮比壓縮比是柴油機主要性能參數(shù)之一，表示是柴油機主要性能參數(shù)之一，表示缸內(nèi)工質(zhì)被壓縮程度。缸內(nèi)工質(zhì)被壓縮程度。 愈大，被壓縮終點愈大，被壓縮終點的壓力、溫度愈高，柴油機易起動，熱效的壓力、溫度愈高，柴油機易起動，熱效率也高，率也高，過高使柴油機工作粗暴，機械負過高使柴油機工作粗暴，機械負荷過大，磨損加劇，消耗壓縮功增大，機荷過大，磨損加劇，消耗壓縮功增大，機械效率降低，輸出功率減小。械效率降低，輸出功率減小。 可通過改變可通過改變Vc來調(diào)節(jié)。來調(diào)節(jié)。 三、柴油機的主要幾何名稱三、柴油機的主要幾何名稱壓縮比