船舶柴油机的分类
船舶柴油机的分类
基础知识No Responses »二 122011柴油机自1897年问世以来，经过一个世纪的发展，其技术已经取得了很大进步并更趋完善，在动力机械中已占据极为重要的地位。
在船舶动力中也占统治地位。
目前，在所有的内河及沿海中、小型船舶中，都采用柴油机作为主机和辅机；在远洋民用船舶中，在2000t以上的船舶中，以柴油机作为主机的船舶占总艘数的98%以上，占总功率的96%以上。
一、柴油机的优点柴油机能在动力机械以及船舶动力装置中占据极为重要的地位，是因为它具有许多优越的条件。
与其它热机相比，它具有如下优点：（1）热效率高。
大型低速柴油机的有效效率已达到50％～53％，远远高于其他热机；而且柴油机在全工况范围内的热效率都较其它热机高。
热效率高，也就是燃料消耗量小；柴油机又能燃用重油，甚至劣质重油；而且柴油机在停车状态时不需要消耗燃料。
故燃料费用低，船舶的续航力大。
（2）功率范围大。
柴油机的单机功率自1至80080kW，因此其适应的领域宽广。
（3）机动性好。
正常起动只需3～5s，并能很快达到全负荷。
有宽广的转速和负荷范围，能适应船舶航行的各种要求，而且操作简便。
（4）尺寸小，重量轻。
柴油机不需要锅炉等大型附属设备，使柴油机动力装置的尺寸小、重量轻，特别适合于在交通运输等动力装置中应用。
（5）可直接反转。
柴油机可设计成直接反转的换向柴油机，而且倒车性能好，使装置结构简单。
二、柴油机的类型由于柴油机的应用广泛，因此，为满足各种不同的使用要求，柴油机的类型也就多种多样。
根据柴油机的各种不同特点以及不同的分类方法，船舶柴油机大体上有以下类型：（1）按工作循环分类。
有四冲程柴油机和二冲程柴油机。
（2）按进气方式分类。
有增压柴油机和非增压柴油机。
（3）按曲轴转速分类。
有高速、中速和低速柴油机。
高速柴油机：n>1000r/min；中速柴油机：n=300～1000r/min；低速柴油机：n<300r/min。
船舶柴油机型号解释
船舶柴油机是船舶上常用的动力装置，用于提供推进力和发电能力。
以下是对船舶柴油机型号的解释：
1. 型号命名规则：
船舶柴油机的型号通常由一系列字母和数字组成，这些字符代表了柴油机的特定属性和参数。
2. 编码含义：
-例如，"M"表示该柴油机属于MAN柴油机系列。
不同的制造商可能使用不同的字母来代表其品牌。
-数字通常表示柴油机的排量，以升为单位。
较大的数字通常表示更大的排量，即更大的功率输出。
例如，数字"8"表示柴油机的排量为8升。
-其他字符可能表示柴油机的特殊功能或配置。
例如，"F"可能表示涡轮增压（Turbocharged）或高压燃油喷射（Fuel Injection）技术。
3. 功率和应用：
柴油机型号中的排量数字通常与柴油机的功率输出相关。
较大的排量通常意味着更大的功率输出，适用于大型船舶和重型工作。
不同的型号和系列可能有不同的功率范围，以满足不同的船舶需求。
4. 手册和规格：
对于每个柴油机型号，制造商通常提供详细的技术手册和规格表，其中包含了有关柴油机的更多信息，例如最大功率、燃油消耗、排放标准等。
这些手册可以帮助用户选择适合其需求的柴油机型号。
总而言之，船舶柴油机型号通过字母和数字的组合来表示柴油机的品牌、排量和特殊配置。
了解柴油机型号有助于选择适合船舶需求的柴油机，并对其性能和参数有更好的理解。
船舶柴油机的工作原理
船舶柴油机的工作原理引言概述：船舶柴油机是船舶动力系统的核心部件，它以其高效、可靠的特点成为航海领域的主流动力装置。
本文将详细介绍船舶柴油机的工作原理，包括燃油供给系统、压缩系统、燃烧系统、冷却系统和排气系统五个部分。
一、燃油供给系统：1.1 燃油贮存：船舶柴油机通常采用燃油贮存系统，通过燃油贮存罐储存燃油，并通过燃油泵将燃油送至燃油滤清器。
1.2 燃油过滤：燃油滤清器用于过滤燃油中的杂质，确保燃油的清洁度，防止对柴油机零部件造成损害。
1.3 燃油喷射：燃油喷射系统通过喷油泵将高压燃油送入喷油嘴，喷油嘴将燃油雾化后喷入气缸，与压缩空气混合。
二、压缩系统：2.1 活塞压缩：柴油机的压缩系统由气缸、活塞和气缸盖组成。
当活塞下行时，气缸内的空气被压缩，提高其温度和压力。
2.2 气缸盖：气缸盖上设置了进气门和排气门，通过控制这两个门的开闭来实现气缸内空气的进出。
2.3 涡轮增压器：柴油机还可以配备涡轮增压器，通过利用排气气流驱动涡轮，增加进气压力，提高燃烧效率。
三、燃烧系统：3.1 点火：柴油机使用高压电弧点火系统，通过点火塞产生高压电弧点燃喷入气缸的燃油雾化物。
3.2 燃烧过程：燃油雾化物在气缸内与压缩空气混合后，由于高温高压条件下的自燃反应，产生爆发性燃烧，释放出大量热能。
3.3 燃烧效率：柴油机的燃烧效率高，主要原因是燃油雾化细小，与空气充分混合，燃烧更完全。
四、冷却系统：4.1 水冷系统：船舶柴油机通常采用水冷系统进行冷却，通过循环水冷却剂来吸收发动机产生的热量。
4.2 水泵：水泵负责将冷却液循环供给发动机，以保持发动机在适宜的工作温度范围内。
4.3 散热器：散热器通过将冷却液与外界空气进行换热，将发动机产生的热量散发出去。
五、排气系统：5.1 排气门：排气门负责排出燃烧产生的废气，保持气缸内的压力平衡。
5.2 涡轮增压器：涡轮增压器在排气系统中也起到重要作用，通过利用废气驱动涡轮，减少废气排放。
船舶柴油机的基本知识
冒黑烟
如果柴油机冒黑烟，可能是燃油 供应过多或空气供应不足。应检 查燃油供应系统和空气供应系统， 调整相关参数，使燃油和空气混 合比适当。
04
船舶柴油机的未来发展
高效能柴油机
高效能柴油机是指通过改进柴油机设计和制造工艺，提高柴油机的热效率和功率密度，从而降低燃油 消耗和减少温室气体排放的柴油机。
当需要停止柴油机时，应先逐渐降低转速， 然后关闭燃油供应，待机器完全停止运转后， 关闭电源。在停车过程中，应确保柴油机冷 却，避免突然停车导致机器过热。
运行和维护注意事项
监控运行状态
在柴油机运行过程中，应密切关注机器的运转状态、油温、水温、排气颜色等参数，确 保机器正常运转。
定期维护
为确保船舶柴油机的正常运行，应定期进行维护保养，包括更换润滑油、清洗滤清器等。 同时，应定期检查机器的各部件是否正常，预防潜在故障的发生。
高效能柴油机采用了一系列先进技术，如高压喷射、增压中冷、废气再循环等，以优化燃烧过程和提高 燃油利用率。
高效能柴油机在船舶动力领域具有广阔的应用前景，能够显著降低船舶运营成本和碳排放，提高船舶运 输的可持续性。
低排放柴油机
低排放柴油机是指通过采用清洁燃烧技术，降低柴油机废气中污染物排放 的柴油机。
船舶柴油机的工作原理
船舶柴油机的工作原理基于热力学原 理，通过柴油在气缸内的燃烧产生高 温高压气体，推动活塞往复运动，进 而带动曲轴转动，最终输出机械能。
柴油机工作循环包括进气、压缩、燃 烧、膨胀和排气五个过程，通过精密 设计的机构和控制系统，实现连续不 断的运转。
船舶柴油机的种类和特点
船舶柴油机按照转速和用途可以分为低速、中速和高速柴油机，每种柴油机有其特定的应用场景和特 点。
大型船舶柴油机尺寸
大型船舶柴油机尺寸大型船舶柴油机尺寸可以根据不同类型和用途的船舶来划分。
下面我将按照大型客船、货船和油轮来详细介绍它们的柴油机尺寸。
一、大型客船柴油机尺寸：1. 超大型客船：- 主机数量：通常为4台至6台- 缸径：直径一般在750毫米至900毫米之间- 行程：行程通常在2000毫米至2400毫米之间- 净重：净重一般在1800吨至3000吨之间2. 大型客船：- 主机数量：通常为2台至4台- 缸径：直径一般在600毫米至750毫米之间- 行程：行程通常在1600毫米至2000毫米之间- 净重：净重一般在1000吨至1800吨之间3. 中型客船：- 主机数量：通常为1台至2台- 缸径：直径一般在400毫米至600毫米之间 - 行程：行程通常在1200毫米至1600毫米之间 - 净重：净重一般在500吨至1000吨之间二、货船柴油机尺寸：1. 超大型货轮：- 主机数量：通常为4台至6台- 缸径：直径一般在900毫米至1000毫米之间 - 行程：行程通常在2400毫米至2600毫米之间 - 净重：净重一般在3000吨至5000吨之间2. 大型货船：- 主机数量：通常为2台至4台- 缸径：直径一般在750毫米至900毫米之间 - 行程：行程通常在2000毫米至2400毫米之间 - 净重：净重一般在1800吨至3000吨之间3. 中型货船：- 主机数量：通常为1台至2台- 缸径：直径一般在600毫米至750毫米之间- 行程：行程通常在1600毫米至2000毫米之间 - 净重：净重一般在1000吨至1800吨之间三、油轮柴油机尺寸：1. 超大型油轮：- 主机数量：通常为4台至6台- 缸径：直径一般在900毫米至1000毫米之间 - 行程：行程通常在2400毫米至2600毫米之间 - 净重：净重一般在3000吨至5000吨之间2. 大型油轮：- 主机数量：通常为2台至4台- 缸径：直径一般在750毫米至900毫米之间 - 行程：行程通常在2000毫米至2400毫米之间 - 净重：净重一般在1800吨至3000吨之间3. 中型油轮：- 主机数量：通常为1台至2台- 缸径：直径一般在600毫米至750毫米之间 - 行程：行程通常在1600毫米至2000毫米之间- 净重：净重一般在1000吨至1800吨之间以上是大型客船、货船和油轮的柴油机尺寸，具体规格可能根据船舶设计和需求的不同而有所变化。
第二章 船舶柴油机概述
第二章船舶柴油机概述（样章）【学习目标】掌握船舶柴油机的概念、基本组成、常用名词、基本工作原理、定时图、分类及型号。
第一节柴油机基本概念及应用一、柴油机的基本概念将热能转变为机械能的动力机械称为热力发动机，简称热机。
热机中的热能是通过燃料燃烧获得的，若燃料燃烧产生的热能发生在转变机械能的机器外部的热机，称为外燃机，汽轮机、蒸汽机属于内燃机；若燃料燃烧产生的热能发生在转变机械能的机器内部的热机，称为内燃机，柴油机、汽油机和煤气机属于内燃机。
柴油机是一种以柴油为燃料的压燃式往复运动内燃机。
柴油机是靠压缩发火的，这是区别于其他内燃机的本质特征。
柴油机如图1-1所示。
图1-1 柴油机二、柴油机的优缺点1、柴油机的优点（1）经济性好，燃油费用低；（2）功率范围大，适用领域广；（3）启动迅速、加速性能好、操作简便；（4）结构紧凑、尺寸小、重量轻；（5）可靠性好、寿命长、维修方便。
2、柴油机的缺点（1）机身振动大；（2）噪声较大；（3）某些部件承受高温、高压作用。
三、柴油机在船舶上的应用1、柴油机用作船舶主机利用柴油机输出的机械能驱动螺旋桨旋转，使螺旋桨产生推力，推进船舶航行。
对于中、高速柴油机，必须通过齿轮箱来减速和换向（螺旋桨正反转）。
2、柴油机用作船舶副机在有些内河船舶上，柴油机还可用作副机，如利用小型柴油机作为发电原动机，驱动发电机发电，为船舶辅助供电，如图1-2所示。
图1-2 柴油机用作发电原动机第二节柴油机基本组成及常用名词一、柴油机的基本组成柴油机由主要固定部件、主要运动部件和主要工作系统三大部分组成，如图1-3所示。
主要固定部件包括气缸盖、机体、气缸套、机座（油底壳）、主轴承等；主要运动部件包括活塞组件、连杆组件和曲轴飞轮组件；主要工作系统包括配气系统、燃油系统、润滑系统、冷却系统和操纵系统（起动、调速和换向）。
图1-3 柴油机基本组成二、柴油机常用名词柴油机常用名词如图1-4所示。
图1-4 柴油机常用名词柴油机常用名词的含义见表1-1。
船用柴油机主要系统介绍-燃油,滑油,冷却
第五章柴油机系统第一节燃油系统一、作用和组成燃油系统是柴油机重要的动力系统之一，其作用是把符合使用要求的燃油畅通无阻地输送到喷油泵入口端。
该系统通常由五个基本环节组成：加装和测量、贮存、驳运、净化处理、供给。
燃油的加装是通过船上甲板两舷装设的燃油注入法兰接头进行的。
这样，从两舷均可将轻、重燃油直接注入油舱。
注入管应有防止超压设施。
如安全阀作为防止超压设备，则该阀的溢油应排至溢油舱或其他安全处所。
注入接头必须高出甲板平面，并加盖板密封，以防风浪天甲板上浪时海水灌入油舱。
燃油的测量可以通过各燃油舱柜的测量孔进行，若燃油舱柜装有测深仪表的话，也可以通过测深仪表,然后对照舱容表进行。
加装的燃油贮存在燃油舱柜中。
对于重油舱，一般还装设加热盘管，以加热重油，保持其流动性，便于驳油。
燃油系统中还装设有调驳阀箱和驳运泵，用于各油舱柜间驳油。
从油舱柜中驳出的燃油在进机使用前必须经过净化系统净化。
燃油净化系统包括燃油的加热、沉淀、过滤和离心分离。
图5-1示出了目前大多数船舶使用的重质燃油净化系统。
图5-1 重质燃油净化系统1-调驳阀箱；2-沉淀油柜燃油进口；3-高位报警；3-低位报警；4-温度传感器；5-沉淀油柜；6、16-水位传感器；7-供油泵；8-滤器；9-气动恒压阀；9’-流量调节器；10-温度控制器；11、12-分油机；13-连接管；14-日用柜溢油管；15-日用油柜从图可以看出，通过调驳阀箱1，燃油被驳运泵从油舱送入沉淀油柜5，每次补油量限制在液位传感器3与3之间，自动调节蒸汽流量的加温系统加速油的沉淀分离并且可使沉淀油柜提供给供油泵7的油温变化幅度很小。
供油泵后设气动恒压阀9和流量控制阀9’，以确保平稳地向分油机输送燃油，有利于提高净化质量。
燃油进入分油机前，通过分油机加热器加温，加热温度由温度控制器10控制，使进入分油机的燃油温度几乎保持恒定。
系统设有既能与主分油机串联也能并联的备用分油机，还设有备用供油泵，提高了系统的可靠性。
1第一章船舶柴油机概述
第二次世界大战到20世纪50年代中后期，柴油机在此期间完 成了大缸径、焊接结构、废气涡轮增压以及使用劣质燃油等 四项重大技术成果，并逐步发展了船用低速柴油机系列。 废气涡轮增压技术在船用二冲程柴油机上的成功使用是船用 低速柴油机发展中的重要里程碑；是船用低速柴油机的第一 次飞跃，在与蒸汽动力装置的竞争中柴油机逐渐取得了领先 地位。 从20世纪60年代到70年代船用低速柴油机进入了黄金时期， 船用低速柴油机的性能参数大致范围为缸径D=600~1050mm； 行程S=1 000~1800mm，单缸有效功率达3000kW，单机组 达36000kW，耗油率为210g/kW· h，有效热效为40％。发展 顺序是增大机组功率，提高可靠性，提高经济性。 20世纪70年代的两次能源危机。石油产品价格大幅度上涨使 船舶柴油机的燃油费用支出一跃占总营运成本的40%~50%； 降低柴油机的燃油支出费用、提高柴油机经济性已成为第一 要求。 70年代末到80年代，各类柴油机均采用多种节能措施 降低油耗率，努力提高柴油机的有效热效率；
课时分配 7 9 6 10 10 8 10 5 5 4 6 4
先修课程 《工程热力学与传热学》、《流体力学》、 《工程力学》、《轮机工程材料》、《机械设 计基础》 教 材 孙培廷：船舶柴油机. 大连海事大学出版社， 2002年2月。 主要参考书 （1）钱耀南：船舶柴油机； 大连：大连海事大 学出版社， 1999年1月。 （2）杜荣铭：船舶柴油机（轮机员培训教材）. 大连：大连海事大学出版社，1999.11.
一、船舶柴油机概述
机械设备可分为动力机械和工作机械两大类。 1、动力机械：是将其他形式的能量，如热能、电能、风能等转 化为机械能. 2、工作机械：是利用机械能来完成所需的工作。 3、热能动力装置：机械能⇔热能 4、热机：把燃料燃烧的化学能转变为热能再转变为机械能输出。 热机在工作过程中需要完成两次能量转化过程。第一次能量转化 过程是将燃料的化学能通过燃烧转化为热能。第二次能量转化过 程是将热能通过工质膨胀转化为机械能。 燃烧的条件 ：可燃物、一定的温度、助燃物。 热机分为：内燃机、外燃机。 （1）内燃机：两次能量转化过程是在同一机械设备的内部完成的 机械。有汽油机、柴油机、燃气轮机。 特点：机械能量损失小，具有较高的热效率。 1）柴油机：是以柴油为燃料的内部混合压燃式内燃机。 2）汽油机：是以汽油为燃料的外部混合点燃式内燃机。 3）燃气轮机：是以燃气为燃料点燃式内燃机。
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二122011
柴油机自1897年问世以来，经过一个世纪的发展，其技术已经取得了很大进步并更趋完善，在动力机械中已占据极为重要的地位。
在船舶动力中也占统治地位。
目前，在所有的内河及沿海中、小型船舶中，都采用柴油机作为主机和辅机；在远洋民用船舶中，在2000t以上的船舶中，以柴油机作为主机的船舶占总艘数的98%以上，占总功率的96%以上。
一、柴油机的优点
柴油机能在动力机械以及船舶动力装置中占据极为重要的地位，是因为它具有许多优越的条件。
与其它热机相比，它具有如下优点：
（1）热效率高。
大型低速柴油机的有效效率已达到50％～53％，远远高于其他热机；而且柴油机在全工况范围内的热效率都较其它热机高。
热效率高，也就是燃料消耗量小；柴油机又能燃用重油，甚至劣质重油；而且柴油机在停车状态时不需要消耗燃料。
故燃料费用低，船舶的续航力大。
（2）功率范围大。
柴油机的单机功率自1至80080kW，因此其适应的领域宽广。
（3）机动性好。
正常起动只需3～5s，并能很快达到全负荷。
有宽广的转速和负荷范围，能适应船舶航行的各种要求，而且操作简便。
（4）尺寸小，重量轻。
柴油机不需要锅炉等大型附属设备，使柴油机动力装置的尺寸小、重量轻，特别适合于在交通运输等动力装置中应用。
（5）可直接反转。
柴油机可设计成直接反转的换向柴油机，而且倒车性能好，使装置结构简单。
二、柴油机的类型
由于柴油机的应用广泛，因此，为满足各种不同的使用要求，柴油机的类型也就多种多样。
根据柴油机的各种不同特点以及不同的分类方法，船舶柴油机大体上有以下类型：
（1）按工作循环分类。
有四冲程柴油机和二冲程柴油机。
（2）按进气方式分类。
有增压柴油机和非增压柴油机。
（3）按曲轴转速分类。
有高速、中速和低速柴油机。
高速柴油机：n>1000r/min；中速柴油机：n=300～1000r/min；低速柴油机：n<300r/min。
（4）按柴油机结构特点分类。
有筒状活塞式和十字头式柴油机；有单列气缸和多列气缸式柴油机。
图1-3-1是筒状活塞和十字头式柴油机的构造示意图。
筒状活塞式柴油机的活塞直接与连杆连接，活塞往复运动的导向作用和工作过程中所产生的侧推力都是由活塞本身承担。
十字头式柴油机的活塞是通过活塞杆和十字头与连杆连接，活塞的导向作用和侧压力由十字头滑块与导板承担。
这两种柴油机各有其特点，十字头式柴油机由于活塞不起导向作用，同时与缸套之间没有侧推力N的作用，因而两者之间的磨损减小，擦伤和卡死的可能性减小。
此外，由于活塞杆只在垂直方向作直线运动，因而可在气缸下部加设一横隔板，把气缸与曲轴箱隔开，以免气缸中的污油、结炭或燃气漏入曲轴箱污染滑油。
这也为十字头机燃用劣质燃料创造了有利条件。
十字头式柴油机可靠性较筒形活塞式高。
但十字头机的重量和高度增大，结构也较复杂，不具备筒形活塞式柴油机体积小、重量轻、结构简单的优点。
因气缸排列方式的不同柴油机还可分为单列气缸和多列气缸式柴油机。
图1-3-2所示为气缸排成一列的直列式柴油机简图。
为了提高柴油机的单位长度的功率，扩大单机功率范围，以及降低柴油机的重量指标，也有将柴油机设计成如图1-3-3所示的V型，另外还有H型、辐射式或对置气缸式等多列气缸的形式。
在民用船舶柴油机中，主要是直列式和V型。
某些船舶的推进装置（如客轮）采用双机双桨推进装置。
在这种船舶上，由船艉向船艏看，布置在机舱右舷的柴油机为右旋柴油机，亦称右机；布置在机舱左舷的柴油机为左旋柴油机，亦称左机。
在这种动力装置中，为便于操纵管理，右机的操纵侧即凸轮轴侧布置在柴油机左侧（即内侧），而排气侧布置在其右侧；左机的操纵侧在柴油机的右侧（即内侧）。
单台布置的船舶主柴油机通常均为右旋柴油机。
（5）按柴油机排气管的位置分类。
有右或左单列柴油机。
由飞轮端向自由端看，排气管位于气缸中心线所在平面右侧的单列柴油机称为右单列柴油机；排气管位于气缸中心线所在平面左侧的单列柴油机称为左单列柴油机。
（6）按柴油机的转向分类。
由飞轮端（功率输出端）向自由端看，有顺时针方向和逆时针方向旋转的柴油机。
前者称右旋柴油机，后者称左旋柴油机。
4)Sulzer公司
5)大发公司
6)MaK公司
3．国产柴油机的命名方法
国产柴油机型号由数字和表征柴油机特征的汉语拼音字头组成。
但中小型柴油机的型号也有例外，此时应以产品说明书为准。
现将几种主要型号列于表1-3-1。
表1-3-1 国产柴油机命名代号的意义
如前所述，柴油机是将燃料的化学能转变为热能，并将热能转变为机械能的动力机械，而这种能量的转换是在柴油机的每一个工作循环中完成的。
因此，工作循环完成的情况将直接影响到能量转换的完善程度，而柴油机的主要性能指标则是表示工作循环完成情况的参数。
本章将对工作循环及工作过程进行分析和研究，从而了解影响柴油机性能的主要因素，掌握提高其性能的基本途径和具体措施。