第1講-柴油機(jī)工作原理

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

2、內(nèi)燃機(jī)又是熱柴油機(jī)是內(nèi)燃機(jī)的一種，而內(nèi)燃機(jī)又是熱機(jī)的一種。所謂熱機(jī)是指把熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)機(jī)的一種。所謂熱機(jī)是指把熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的動力機(jī)械。械能的動力機(jī)械。 蒸汽機(jī)與蒸汽輪機(jī)同屬外燃機(jī)。蒸汽機(jī)與蒸汽輪機(jī)同屬外燃機(jī)。 汽油機(jī)、柴油機(jī)以及燃?xì)廨啓C(jī)同屬內(nèi)燃機(jī)汽油機(jī)、柴油機(jī)以及燃?xì)廨啓C(jī)同屬內(nèi)燃機(jī)。 一、柴油機(jī)的基本工作原理一、柴油機(jī)的基本工作原理2內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī) 燃料在發(fā)動機(jī)的氣缸內(nèi)燃燒并直接利用燃燃料在發(fā)動機(jī)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?xì)庠跉飧字信蛎浟先紵a(chǎn)生的高溫高壓燃?xì)庠跉飧字信蛎涀鞴?。作功?汽油機(jī)使用揮發(fā)性好的汽油做燃料，采用汽油機(jī)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(jìn)氣外部混合法（汽油與空氣在氣缸外部進(jìn)氣管中的汽化器進(jìn)行混合）形成可燃混合氣管中的汽化器進(jìn)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(jī)的基本工作原理一、柴油機(jī)的基本工作原理2內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī) 這種工作特點使汽油機(jī)不能采用高壓縮比這種工作特點使汽油機(jī)不能采用高壓縮比，因而限制了汽油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性不能大幅度，因而限制了汽油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性不能大幅度提高，而且也不允許作為船用發(fā)動機(jī)使用提高，而且也不允許作為船用發(fā)動機(jī)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(jī)的基本工作原理

4、一、柴油機(jī)的基本工作原理3柴油機(jī)柴油機(jī) 柴油機(jī)是一種壓縮發(fā)火的往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)。柴油機(jī)是一種壓縮發(fā)火的往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)。 柴油機(jī)每作一次功，必須經(jīng)過進(jìn)氣、壓縮柴油機(jī)每作一次功，必須經(jīng)過進(jìn)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(jìn)行了這五個過程就完成了一個工作循環(huán)進(jìn)行了這五個過程就完成了一個工作循環(huán)。 一、柴油機(jī)的基本工作原理一、柴油機(jī)的基本工作原理3柴油機(jī)柴油機(jī) 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(jī)作為以上）以柴油機(jī)作為推進(jìn)裝置者占推進(jìn)裝置者占99.89，而到，而到1987年

5、年100為柴油機(jī)船。船用主機(jī)經(jīng)濟(jì)性、可靠性、為柴油機(jī)船。船用主機(jī)經(jīng)濟(jì)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(jī)適用作船用主機(jī)，大功率四沖程中速速機(jī)適用作船用主機(jī)，大功率四沖程中速機(jī)適用作滾裝船和集裝箱船，中、高速機(jī)機(jī)適用作滾裝船和集裝箱船，中、高速機(jī)適用作發(fā)電機(jī)組。適用作發(fā)電機(jī)組。 一、柴油機(jī)的基本工作原理一、柴油機(jī)的基本工作原理柴油機(jī)具有以下突出優(yōu)點：柴油機(jī)具有以下突出優(yōu)點： 經(jīng)濟(jì)性好。有效熱效率可達(dá)經(jīng)濟(jì)性好。有效熱效率可達(dá)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(jī)功率從功率范圍寬廣，單機(jī)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(jī)艙布置尺寸小，重量輕，有利于船舶機(jī)艙布置。機(jī)動性好。起動方便，加速性能好，有機(jī)動性好。起動方便，加速性能好，有較寬的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍，可直接反轉(zhuǎn)較寬的轉(zhuǎn)速和負(fù)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(jī)的基本工作原理一、柴油機(jī)的基本工作原理柴油機(jī)也具有以下缺點：柴油機(jī)也具有以下缺點： 存在機(jī)身振動、軸系扭轉(zhuǎn)振動和噪音。存在機(jī)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(fù)荷。高壓并具有沖擊性負(fù)

7、荷。一、柴油機(jī)的基本工作原理一、柴油機(jī)的基本工作原理4柴油機(jī)的發(fā)展趨勢柴油機(jī)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(jì)性的研究；提高經(jīng)濟(jì)性的研究；降低柴油機(jī)排放的研究；降低柴油機(jī)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(jī)的基本結(jié)構(gòu)二、柴油機(jī)的基本結(jié)構(gòu)柴油機(jī)必須包括以下部件、系統(tǒng)和裝置：柴油機(jī)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(jī)還設(shè)有換向裝置、并將起此外，船舶柴油機(jī)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(jī)還設(shè)有增壓系統(tǒng)，用于進(jìn)一統(tǒng)。多數(shù)柴油機(jī)還設(shè)有增壓系統(tǒng)，用于進(jìn)一步提高柴油機(jī)作功能力。步提高柴油機(jī)作功能力。二、柴油機(jī)的基本結(jié)構(gòu)二、柴油機(jī)的基本結(jié)構(gòu)三、柴油機(jī)的主要幾何名稱三、柴油機(jī)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(jī)的主要幾何名稱三、柴油機(jī)的主要幾何名稱壓縮比（壓縮比（）：）：VaVc1VhVc 壓縮比壓縮比是柴油機(jī)主要性能參數(shù)之一，表示是柴油機(jī)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(jī)易起動，熱效的壓力、溫度愈高，柴油機(jī)易起動，熱效率也高，率也高，過高使柴油機(jī)工作粗暴，機(jī)械負(fù)過高使柴油機(jī)工作粗暴，機(jī)械負(fù)荷過大，磨損加劇，消耗壓縮功增大，機(jī)荷過大，磨損加劇，消耗壓縮功增大，機(jī)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(jī)的主要幾何名稱三、柴油機(jī)的主要幾何名稱壓縮比