柴油机工作原理(简单版)PPT课件

18.05.2020,.,1,柴油机Marinedieselengine,18.05.2020,.,2,第一节柴油机的工作原理,一、柴油机的基本概念二、柴油机基本结构参数三、柴油机工作原理四、二冲程柴油机的换气形式五、增压柴油机六、柴油机的分类,18.05.2020,.,3,一、柴油机的基本概念,工作原理,工作原理,(Thermal/heatEngine),(Internalcombustionengine),(Externalcombustionengine),(Steamengine),(Steamturbineengine),(Gasolineengine),(Gasturbineengine),(Dieselengine),18.05.2020,.,4,第一章柴油机的基本知识,第一节柴油机工作原理第二节柴油机热力循环第三节柴油机性能指标第四节提高有效功率和经济性的途径,18.05.2020,.,5,主推进装置,主推进装置由船舶主机,轴系和螺旋桨组成船舶主推进装置通常由主机的类型分类柴油机动力装置蒸汽动力装置,主柴油机,传动轴系,螺旋桨,舵,18.05.2020,.,6,功率：70000KWL：25MH：13MB：7M,18.05.2020,.,7,18.05.2020,.,8,燃气轮机工作原理,gasturbineengine,18.05.2020,.,9,蒸汽轮机工作原理,Steamturbineengine,18.05.2020,.,10,柴油机的定义,使用挥发性较差的柴油或劣质燃料油作燃料；采用内部混合法形成可燃混合气；(工质？)缸内燃烧采用压缩式发火。,柴油机的优点,1经济性好。2功率范围宽广3尺寸小，重量轻4机动性好，适应船舶航行的各种工况要求,柴油机的缺点,振动和噪音工作条件恶劣,柴油机是一种压缩发火的往复式内燃机。,(Compressionignition),18.05.2020,.,11,柴油机与汽油机区别,18.05.2020,.,12,大型低速船舶柴油机,18.05.2020,.,13,18.05.2020,.,14,1气缸直径(Bore):汽缸内径，简称缸径D。2曲柄半径(CrankRadius)3上止点(TDC)：活塞在气缸中运动到最上端，即离曲轴中心线最远时的位置。4下止点(BDC)：活塞在气缸中运动到最下端，即离曲轴中心线最近时的位置。5冲程(Stroke)：又称行程。活塞在上、下止点间的运行距离。它等于曲柄回转半径的两倍，即S2R。6压缩室容积Vc：活塞位于上止点时，活塞顶与气缸盖底面之间的气缸容积，又称燃烧室容积。7气缸工作容积Vs：活塞从上止点到下止点所扫过的气缸容积。8气缸总容积Va：活塞位于下止点时，活塞顶以上的全部气缸容积，它是压缩室容积和工作容积之和。9压缩比：气缸总容积与压缩室容积的比值。常以表示。,二、柴油机的基本结构参数,Compressionratio,18.05.2020,.,15,压缩比(Compressionratio),小型高速机大型低速机非增压增压四冲程二冲程柴油机汽油机,1.经济性：经济性提高，12对经济性影响2.机械负荷：的增加-压缩压力Pz机械负荷磨损加剧，限制其上限。当代船用柴油机提高到22。3.燃烧和起动：保证冷车起动，不能太低，限制其下限。,18.05.2020,.,16,25期1柴油机下止点是指_。A气缸的最低位置B活塞离曲轴中心线的最远位置C工作空间的最低位置D活塞离曲轴中心线的最近位置27期1柴油机下止点是指。A气缸的最低位置B曲柄处于最低位置C工作空间的最低位置D活塞离曲轴中心线的最近位置28期3活塞在气缸内从上止点到下止点所扫过的容积称为。A燃烧室容积B气缸总容积C气缸工作容积D存气容积29期1在内燃机中柴油机的本质特征是：A用柴油做燃B外部混合C内部燃烧D压缩发火30期1.不同机型压缩比的大小,一般地说：A.增压度越高,压缩比越大B.小型高速机的压缩比较低速机的小C.现代新型低速柴油机的压缩比越来越大D.二冲程柴油机比四冲程机压缩比大32期1.柴油机压缩比不能过低，其下限应能保证：A压缩终了时气缸内空气温度应高于柴油的自燃点B冷车起动可靠与低负荷运转稳定C最高爆发压力正常D燃烧室有足够的油气混合空间34期1.通常,高速柴油机的压缩比一般比低速机的大些,其主要原因是A.经济性要求B.起动性能要求C.结构特点D.A+B,18.05.2020,.,17,36期1.柴油机与汽油机同属内燃机,它们在工作中的不同主要是：I.使用燃料不同II.发火方式不同III.内部燃烧不同IV.燃油与空气混合方式不同V.供油系统不同VI.低温起动性不同A.II+III+IV+VIB.I+II+IV+VC.II+IV+V+VID.I+III+V+VI37期1.在下列装置中,属于内燃机的是：I.燃气轮机II.蒸汽轮机III.煤气机IV.汽油机V.柴油机VI.蒸汽机A.II+III+IV+VIB.I+III+IV+VC.II+IV+V+VID.I+III+V+VI38期1.大型低速柴油机曾采取限制或降低压缩比的目的是：A.限制机械负荷B.限制曲轴最大扭矩C.限制往复惯性力D.限制离心惯性力40期1.在内燃机中柴油机的本质特征是：A.内部燃烧B.压缩发火C.使用柴油做燃料D.用途不同43期1.柴油机下止点是指_。A.气缸的最低位置B.工作空间的最低位置C.曲柄处于最低位置D.活塞离曲轴中心线的最近位置44期1、当活塞将扫、排气口全部关闭时的气缸总容积与压缩容积之比称为:A、名义压缩比B、几何压缩比C、有效压缩比D、行程失效系数45期1.关于活塞行程的错误认识是_.A.活塞在上下止点间的运行距离B.等于曲柄半径的两倍C.等于主轴颈中心线到曲柄销中心线距离的两倍D.等于主轴颈中心线到曲柄销中心线间距离,18.05.2020,.,18,18.05.2020,.,19,18.05.2020,.,20,18.05.2020,.,21,三、柴油机工作原理,1、基本工作原理2、四冲程柴油机及工作原理3、二冲程柴油机及工作原理,18.05.2020,.,22,1、基本工作原理,进气,压缩,燃烧,喷入燃油,膨胀做功,排气,18.05.2020,.,23,2、四冲程柴油机定义：用活塞的四个行程完成一个工作循环的柴油机。四冲程柴油机完成一个工作循环，活塞上下运动四次，曲轴转2圈，凸轮轴转1圈。,18.05.2020,.,24,四冲程柴油机的工作原理,1)进气行程：进气阀上止点之前开，下止点之后关。曲轴转角220-2502）压缩行程：压力到达3-6MPa，温度600-700.曲轴转角140-160压缩终点的压力和温度用pc和tc3）燃烧和膨胀行程：由于猛烈燃烧压力达到5-8MPa，甚至13MPa以上，温度1400-1800。这个时候产生最大的压力和温度用pz和tz表示4)排气行程：靠汽缸内外压力差排出，曲轴转角230-260.,18.05.2020,.,25,四冲程柴油机的工作原理示意图,轮机英语的英语表述？,18.05.2020,.,26,18.05.2020,.,27,气阀定时和气阀重叠角,气阀重叠角：同一气缸的进、排气阀在上止点前后同时开启的曲轴转角.增压（80-130）大于非增压（25-50）见课本表1-3作用：提高换气质量，减少排气耗功，实现燃烧室扫气,气阀定时园图：用曲柄转角来表示进、排气阀在上、下止点前后启闭的时刻，绘制在一个园图上。进气提前角，进气滞后角，排气提前角，排气滞后角。,18.05.2020,.,28,18.05.2020,.,29,18.05.2020,.,30,3、二冲程柴油机,定义：若柴油机工作循环的四个过程是通过活塞的二个行程来实现，这种柴油机叫做二冲程柴油机。曲轴转360度，活塞上下运动2次，曲轴转1圈，凸轮轴转1圈。1。换气-压缩行程，活塞由下止点向上止点运动。在上止点之前喷油。2.膨胀-换气行程。由上向下。当排气口打开时压力0.5-0.6MPa温度600-800.燃烧和膨胀行程曲轴转角90-120，换气过程占130-150，压缩行程占120,18.05.2020,.,31,二冲程柴油机工作原理图,18.05.2020,.,32,特点：只有压缩和膨胀行程，取消吸、排气行程,18.05.2020,.,33,s:行程失效系数s=气口高度/行程,18.05.2020,.,34,4、四冲程与二冲程柴油机的比较,1、二冲程柴油机的换气机构较简单，T短，掺混，二冲程柴油机的换气质量较四冲程机差,耗气量大。2、二冲程柴油机回转比四冲程机均匀，飞轮小，功率大，二冲程机的热负荷比四冲程机高3、相同功率条件下，二冲程的尺寸与重量比四冲程小4、二冲程柴油机功率大，约为四冲程机的1.6倍1.7倍5、同转速下，二冲程机凸轮转速高，喷油泵柱塞速度快，喷油嘴热负荷高，易喷孔堵塞。,18.05.2020,.,35,二冲程机与四冲程机的比较：四冲程机二冲程机一个循环四个行程二个行程一个循环720CA360CA功率11.6倍1.7倍回转均匀性差好换气机构复杂简单换气质量好差换气过程进、排气分开进、排气同时换气时间长（450-510）短（130-150）换气流速慢（压差小）快（压差大）热负荷低高11自吸能力有无12机械负荷高低13噪音大小,18.05.2020,.,36,四、二冲程柴油机的换气形式,弯流横流回流半回流直流排气阀扫气口式排气口扫气口式,(loop),(uniflow),18.05.2020,.,37,横流扫气,扫气口与排气口布置在气缸下部圆周的两侧，排气口高于扫气口。特点：扫气口与排气口水平和垂直方向均有倾斜角控制气流方向。,18.05.2020,.,38,回流扫气,排气口与扫气口均处于气缸的同一侧，排气口在扫气口的上方，其气口开启。,18.05.2020,.,39,半回流扫气扫气口布置在排气口的下方及两侧兼具两者特点,18.05.2020,.,40,直流扫气(uniflow),排气阀-扫气口（现代船舶大型柴油机的主要形式）进气口在纵向和横向都有倾斜角，保证气流形成气垫排气阀的启闭由凸轮控制,18.05.2020,.,41,扫气口-排气口式二冲程柴油机,两个连杆两个曲轴进气和排气能力大高度大，成本高结构复杂燃烧室在气缸套中部，热负荷高。,18.05.2020,.,42,18.05.2020,.,43,18.05.2020,.,44,弯流与直流的比较,18.05.2020,.,45,五、增压柴油机(原理),机械增压式,18.05.2020,.,46,四冲程废气涡轮增压式,18.05.2020,.,47,a-进气口(Scavengeport),b-排气阀(Exhaustvalve),c-喷油器(Fuelinjector),d-涡轮机(Turbine),e-压气机(Compressor),f-进气道(Airinlet),g-出气管(Airpipe),h-扫气管(Scavengeairmanifold),i-扫气箱(Scavengeairbox),j-排气管(Exhaustmanifold),k-空冷器(Aircooler)教材无标示,k,18.05.2020,.,48,六、船舶柴油机的分类,按工作循环特点分：四冲程柴油机（用活塞的四个行程完成一个工作循环。高速小功率）和二冲程柴油机。（用活塞的两个行程完成一个工作循环。大功率）,18.05.2020,.,49,六、船舶柴油机的分类,按柴油机进气方式分：增压柴油机和非增压柴油机。Pk9m/s。高速柴油机在船上常用作应急发电机、应急救火泵、救生艇等的原动机，或作为河船、机帆船等小型船舶的主机。,18.05.2020,.,54,六、船舶柴油机的分类,按结构特点分：筒形活塞式柴油机（靠活塞下部的筒形裙来导向。适用高速及中速）和十字头式柴油机。（十字头导向，没有侧推力。适用大型低速二冲程柴油机）,18.05.2020,.,55,18.05.2020,.,56,18.05.2020,.,57,六、船舶柴油机的分类,按气缸排列分：直列型（单列式）柴油机和V型排列柴油机（常用于多缸数，功率小的中高速柴油机）。,18.05.2020,.,58,18.05.2020,.,59,18.05.2020,.,60,六、船舶柴油机的分类,按柴油机能否倒转分：可倒转式和不可倒转式。,18.05.2020,.,61,六、船舶柴油机的分类,按曲轴转向分：左旋柴油机机和右旋柴油机机。从船尾向船首（从功率输出端向自由端）看如果是顺时针为右旋，反之为左旋。,18.05.2020,.,62,六、船舶柴油机的分类,(8)按行程缸径比S/DS/D2.5短行程柴油机2.5S/D3.0长行程柴油机S/D3.0超长行程柴油机,18.05.2020,.,63,1.气缸采用长行程或超长行程2.燃烧室部件采用钻孔冷却3采用旋转式排气阀和液压式气阀传动结构4.可变喷油定时（VariableInjectionTiming）5.采用薄壁轴承6.采用气缸独立