柴油机特性及选型

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1、第七章柴油机特性及选型C7第一节概述一、船舶柴油机的工况二、柴油机特性分类一、船舶柴油机的工况柴油机在实际运转中的工作状况由其所带的负荷决定。其工况可分成以下三类：1、发电机工况为保证发电机发出的电压和频率稳定，要求副机在各种负荷下转速n不变，如图直线2所示。2、螺旋桨工况桨工作时吸收的功率Pp与转速的三次方成正比。要求主机按Pe＝cn3变化，如图1线。3、其他工况柴油机工作时，功率与转速均在变化。如驱动调距桨，消防泵等。变化的范围在图示阴影部分。二、柴油机特性及其分类第三类平均有效压力pe和转速n同时改变。如推进特性。Pe=cpeni

2、第一类平均有效压力pe不变，有效功率Pe随转速n改变而变化。——速度特性。第二类转速n保持恒定，通过改变平均有效压力pe来改变有效功率Pe。——负荷特性。1.柴油机特性柴油机的主要性能指标和工作参数随运转工况变化的规律称为柴油机特性。pe、Pe、Me、ηe和be等n、pk、pz、tr、nk和tT等2.柴油机特性分类第二节柴油机特性一、速度特性二、负荷特性三、推进特性四、柴油机限制特性一、速度特性的测量二、速度特性分类三、速度特性的参数分析将喷油泵油量调节机构固定在某一位置上，然后改变柴油机的负荷，使柴油机转速变化，在这种条件下测得的柴油

3、机主要性能指标和工作参数随转速变化的规律一、速度特性一、速度特性的测量1．标准试验环境状况2．标定功率3．速度特性的测量/1．标准试验环境状况一般柴油机大气压力p0=100kPa或750mmHg相对湿度0=30%环境温度T0=298K或25℃中冷器进口冷却介质温度Tc0=298K或25℃。“无限航区”的船用内燃机(IACS)大气压力px=100kPa相对湿度x=60%环境温度Tx=318K或45℃中冷器冷却介质进口温度Tcx=305K或32℃。2．标定功率标定功率指标准环境状况下，制造厂根据内燃机的用途和特点规定的在标定转速下的有效

4、功率(kW)。(1)15min功率；(2)1h功率；(3)12h功率；(4)持续功率。船用柴油机以持续功率作为标定功率国外船用柴油机MCR（MaximunContinuousRatings)速度特性的测量测量步骤1)试验机先开空车，缓慢加速至标定转速nb，2)通过测功器逐渐增加外负荷，使柴油机达到标定工况。3)将油量调节机构与调速器分离并加以固定，4)逐渐增大外负荷，以降低柴油机转速，调整到测量工况点。5)测取并记录对应各转速下的各个参数。6)绘出全负荷速度特性曲线。3．速度特性的测量试验前的准备工作1)柴油机具有良好的技术状态，然后进

5、行特性试验。2)试验时保持柴油机稳定运转各系统调整在最佳状态二、速度特性分类1．全负荷速度特性2．超负荷速度特性3．部分负荷速度特性/Pe——nMe——n1．全负荷速度特性全负荷速度特性将柴油机喷油泵油量调节机构固定在相当于标定转速下发出标定功率的供油位置上，然后，通过调节试验负荷，逐步改变柴油机的转速。由此得到的性能指标及工作参数随转速变化的规律。全负荷速度特性可表示为柴油机在不超过标定供油量的条件下，各转速下所能发出的最大功率。功率贮备主机长期运转最大功率要低于标定功率一个值。/2．超负荷速度特性船用柴油机的超负荷功率功率标定功率的

6、110%转速标定转速的103%运转时间在12h运转期内允许超负荷运转1h。超负荷速度特性超负荷特性的测定(1)使柴油机在标定转速nb下稳定运行，(2)增加柴油机的外负荷，使之达到超负荷功率和相应的转速。(3)把喷油泵油量调节机构固定(4)逐渐增加柴油机的外负荷，在低于超负荷功率对应转速下稳定运行，(5)并测量、记录各转速下的各项柴油机性能指标和工作参数。(6)最后根据所测数据在坐标图上标绘超负荷速度特性曲线。3．部分负荷速度特性部分负荷速度特性如果将喷油泵油量调节机构固定在小于标定功率油量的各个位置上，分别测得的柴油机的主要性能指标和工

7、作参数随转速变化的关系。可测得若干条柴油机部分负荷速度特性曲线。二、负荷特性发电机可认为是按负荷特性工作在转速保持不变的情况下，柴油机的各项主要性能指标和工作参数随负荷变化的规律。负荷特性是在试验台上或实船条件下测取的。负荷特性的测取三、推进特性1、推进特性:柴油机按照螺旋桨特性工作时，各性能指标和工作参数随转速(或负荷)变化的规律。2、柴油机按推进特性时功率与转速的关系机、桨总应能量平衡Pe＝PpMe＝Mp螺旋桨所需功率Pp可由Pp=Mpnp/9550来确定。可得出螺旋桨功率与转速的关系式:Pp=Cnp3(kW)Fp=KFρnp２D4

8、据螺旋桨理论：Mp=KMρnp２D5KFKM随进程比λp的增大而减小随进程比λp的减小而增大λp随航行阻力条件变化，阻力条件一定，λp不变λp不变，则KFKM不变，则有:Fp=C1np２Mp=C2np２装载