主机教案CH7特性.ppt

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1、船舶主推进装置——大管轮适任考试沈伟林CH.7柴油机特性本章考试题数7重要考点：1）三种特性概念和参数分析2）调速特性和限制特性§7.1概述运转工况：在不同条件下，柴油机运转的功率、转速的状况。分三类：发电机工况、螺旋桨工况和面工况1、发电机工况为了保持电网电压、电流和频率稳定，要求柴油机转速恒定，功率随电量而变化。特点：转速不变，功率变。2、螺旋桨工况DieselEnginen/P→Shaft→Propeller→Propellerpushforce→Shaft→Ship，不计损失，螺旋桨吸收P=柴油机发出P，此时n、P都变P∝n

2、³三次方正比。3、面工况n、P变化无一定规律，n—机械所需的n决定，P—机械所遇的阻力决定，（1）调距浆，n同，P不同；（2）Emergencyunits（exceptEmergencygenerator）：EmergencyFirepump，EmergencyAirCompressor，Lifeboatengine，柴油机转速一定，而要求有不同的P，或P一定而n变化。二、特性——柴油机有效性能指标和工作参数随运转工况变化的规律。性能指标如pe、Pe、ηe、Me等，工作参数如n、pz、pk、Tr、nk等Pe=cpeniPe∝pen如

3、pe不变，Pe随n变化————速度特性如n不变，改变pe来改变Pe——负荷特性如n和pe同时改变——————推进特性§7.2速度特性——喷油泵油量调节机构固定在某一位置，改变柴油机负荷，使柴油机转速变化，此时测得性能指标和工作参数随转速变化的规律。油量调节机构固定位置不同，每循环供油量不同，速度特性分为全负荷速度特性、超负荷速度特性和部分负荷速度特性。速度特性在本质上反映柴油机潜在的最大工作能力，只能在试验台上测。一、全负荷速度特性（外特性）油门刻度固定在标定供油位置（标定转速发出标定功率）下，调节试验负荷，逐步改变转速，此时测得性

4、能指标和工作参数与n的关系。国家统一试验标准：（1）、标准试验环境（2）、试验功率：用不同时间的标定功率如15min，1h，12h，持续功率等我国——持续功率作标定功率国外——最大持续运转功率MCR（MaximumContinuousRatings）二、部分负荷和超负荷速度特性超负荷速度特性：n为103%，对应P为110%，运转12h可以允许超1h。部分负荷速度特性：油门刻度低于标定油量位置所测的。三、参数分析——油门固定，供油系数不便，循环油量不变充量系数Φc——实际充气量，n↑，缸壁温度↑，进气量↓，Φc↓过量空气系数α——实际

5、进气量，非增压n↑，Φc↓，所以α↓；增压机由于n↑，增压度↑，空气密度γa↑，所以α↑。热效率ηi和pi随n↑而↑，n↓而↓。机械效率ηm非、低增压，n↑，ηm↓；高增压n↑，ηm↑。§7.3负荷特性——n不变，Pe随循环供油量↑而↑；——试验台和实船都可以测；——全制式调速器发电机热效率ηi和α随pe↑而↓机械效率ηm当pe=0时（空车）ηm=0；pe↑，ηm↑，高负荷时ηm基本不变。有效热效率ηe=ηiηm，pe↑ηm↑ηi↓低负荷时，pe↑ηm↑大，所以ηe↑；高负荷时，pe↑ηi↓大，所以ηe↓。所以ηe有一最大值，即be

6、、ge最小值。§7.4推进特性船机浆平衡，不计损失，机Pe.Me=浆PPMPFP∝KFn²MP∝Kmn²PP∝n³进程比λp=hp/DPPMP=VP/npDλp3<λp2<λp1浆每转一转实际产生的位移与浆直径D之比系泊工况：VP=0，λp=0，MP.FP最大nλp↑，KmKF↓PPMP↓曲线变平坦。二、参数分析充量系数Φc-——负荷对其影响很小n↑，缸壁温度↑，进气量↓，Φc↓过量空气系数α——供油量Δbi供气量ΔGa。Δbi∝pe∝n²，n↑ΔGa↓，所以n↑，α↓；增压机n↑，空气密度γa↑，所以α有所↑，总体上增压机比非增压

7、机α下降慢；指示热效率ηi∝α，n↑α↓ηi↓；机械效率ηm=1-Pm/Pi，n↑Pm↑Pi↓↓，Soηm↑；ηe有一最大值，即be、ge最小值。§7.5调速特性——只于调速器有关，而于机内部工作无关一条线上各点：调速器转速设定机构固定，改变负荷测得。两条线：改变调速器转速设定机构在不同位置测得。弹性反馈机构调速器，恒速调节，稳定调速率δ=0，调速特性曲线垂直与横坐标n。§7.6限制特性限制各n下最大有效功率，使机械负荷和热负荷不超出允许范围限制机械负荷—等转矩，从nb下降初期；限制热负荷—等排温，从nb下降后期。等转矩线2：直线P

8、21等排温线1：等α线—曲线3nbn二、船舶柴油机功率转速使用范围功率限制范围上限：限制特性—等转矩线1，等排温线2下限：最低负荷速度特性线4转速限制范围上限：标定工况调速特性线5下限：最低工作稳定n线Pe发电机：全负荷1最低运转稳定