(完整版)船舶柴油机知识点梳理
船舶柴油机第6章第2节
02
船舶柴油机的工作原理
船舶柴油机的工作循环
压缩冲程
压缩空气，提高空 气温度，为燃油燃 烧创造条件。
膨胀冲程
高温高压气体推动 活塞下行，对外输 出机械功。
进气冲程
吸入空气，为燃烧 做准备。
燃烧冲程
燃油与空气混合后 燃烧，释放出大量 热能。
排气冲程
排除燃烧后的废气， 为下一个工作循环 做准备。
船舶柴油机的燃烧过程
燃油消耗率
表示柴油机每千瓦小时消耗的燃 油量，单位为克/千瓦小时 （g/kW·h）。
排放性能
表示柴油机排放的废气中各成分 的含量，如一氧化碳（CO）、 氮氧化物（NOx）等。
03
船舶柴油机的结构与组成
船舶柴油机的总体结构
船舶柴油机主要由机座、机架、气缸、 曲轴、连杆、活塞等组成。
船舶柴油机通常采用四冲程工作循环， 即进气、压缩、做功和排气四个冲程。
检查冷却水泵、散热器等部件，确保冷却水 循环正常。
润滑系统故障
检查机油泵、机油滤清器等部件，确保润滑 良好。
机械故障
如气缸、活塞、曲轴等部件磨损或断裂，需 及时更换或修复。
05
船舶柴油机的发展趋势与 未来展望
高效节能技术的研发与应用
燃油喷射优化
通过改进燃油喷射系统， 提高燃油与空气的混合效 率，降低燃油消耗。
是排出气缸内的废气。
进排气系统的性能对船舶柴油 机的动力性、经济性和排放性
能都有重要影响。
进排气系统的维护保养对于保 证船舶柴油机的正常运转和延 长使用寿命具有重要意义。
船舶柴油机的燃油系统
燃油系统主要由油箱、输油泵、喷油泵、喷油器等组成。
燃油系统的性能对船舶柴油机的燃油消耗率和排放性能 有重要影响。
船舶柴油机重点复习资料
模块三燃油喷射与燃烧重点：喷油设备的工作原理、结构组成、检查调整、主要故障及管理。
难点：供油规律、喷油规律及影响因素，回油阀调节式喷油泵的检查与调整，燃烧过程、影响因素及控制措施。
对柴油机燃烧的要求可概括为及时（在上止点前后发火并燃烧完毕）、完全、平稳（燃烧过程柔和无敲缸现象）和空气利用率高。
影响燃烧的因素有：燃油品质及喷射、空气（数量与涡动）和压缩温度。
单元一燃油一、燃油的成分及组成碳燃油大量来自石油产品。
石油故称为烃类化合物氢提炼燃油工艺：蒸馏、裂化、催化裂化、加氢裂化。
常压蒸馏：（360-370°）可分离汽油、煤油、轻柴油、重柴油。
蒸馏减压蒸馏：（410°）分离出重柴油和润滑油。
脂肪烃自燃温度低，自燃性能好，易燃烧。
烃环烷烃自燃温度较脂肪烃高，自燃性能也比脂肪烃差。
芳香烃自燃温度最高，自燃性能差，易结碳，不宜作为燃料。
二、燃油的理化性能指标及其影响因素影响燃油燃烧性能指标（十六烷值、柴油指数、馏程、发热值、密度和粘度）；燃油的质量指标影响燃烧产物构成指标（硫分、灰分、沥青分、残炭值、钒和钠的含量）；影响燃油管理工作指标（粘度、密度、闪点、凝点、浊点、倾点、水分、机械杂质）。
1．十六烷值表示自燃性能的指标。
十六烷值越高，其自燃性能越好，但应适当。
十六烷值过低，会使燃烧过程粗暴，甚至在起动或低速运转时难以发火；十六烷值过高，易产生高温分解而生成游离碳，致使柴油机的排气冒黑烟。
通常高速柴油机使用的燃油十六烷值在40～60之间，中速机在35～50之间，低速机十六烷值应不低于25。
2．柴油指数3．馏程馏程就是在某一温度下燃油所能蒸发掉的百分数，它表明了燃油的蒸发性，也表明燃油轻重馏分的组成。
轻馏分的蒸发速度比重馏分快，能与空气较快混合，滞燃时间短，燃烧较快。
4．粘度粘度表示流体的内摩擦，即燃油流动时分子间阻力的大小。
燃油的粘度通常以动力粘度、运动粘度、条件粘度等表示。
接绝对粘度：动力粘度和运动粘度粘度恩氏粘度相对粘度雷氏粘度塞氏粘度燃油的粘度对于燃油的输送、过滤、雾化和燃烧有很大影响。
武理工船舶柴油机讲义第1章 柴油机基本工作原理
船舶柴油机讲义第一章船舶柴油机概述第一节柴油机的基本工作原理柴油机是以柴油作燃料的压燃式内燃机。
工作时，空气在气缸内被压缩而产生高温，使喷入的柴油自行着火燃烧，产生高温、高压的燃气，燃气膨胀推动活塞作功，将热能转变为机械功。
柴油机的工作循环由进气、压缩、喷油着火燃烧、膨胀作功和排气等过程组成。
这些过程可以由四冲程柴油机来实现，也可由二冲程柴油机来实现。
一、四冲程柴油机（非增压）的工作原理图1-1所示是四冲程柴油机的基本结构图。
工作时活塞作往复直线运动，曲轴作旋转运动。
活塞改变运动方向瞬时的位置称止点（死点），止点处的活塞瞬时运动速度为零。
离曲轴中心最远时的止点称上止点（T.D.C.），最近时的止点称下止点（B.D.C.）。
曲柄销中心与主轴颈中心之间的距离称曲柄半径R。
连杆大、小端中心间的距离称连杆长度L。
上、下止点间的距离称活塞行程（冲程）S。
活塞行程等于曲柄半径的两倍，即S=2R。
活塞在上、下止点间移动所扫过的容积称气缸工作容积V S 。
S D V S ⨯π=24（1-1） 式中，D 为气缸直径（缸径）。
活塞位于上止点时活塞顶与气缸盖之间的气缸容积，称燃烧室容积（压缩室容积、余隙容积）V C 。
气缸总容积V a 与燃烧室容积之比称压缩比ε。
cs c c s c a V V V V V V V +=+==ε1 （1-2） 用四个行程（曲轴回转两转）完成一个工作循环的柴油机称四冲程柴油机。
图1-2是四冲程柴油机的工作原理简图。
图的上部表示四个行程中活塞、连杆、曲轴及气阀的相对位置。
图的下部表示相对应的气缸内气体压力随气缸容积的变化情况，称p-V 示功图。
图1-2 四冲程柴油机工作原理图1．进气行程活塞从上止点下行，进气阀打开。
由于活塞下行的抽吸作用，新鲜空气充入气缸。
为了能充入更多的空气，进气阀一般在上止点前提前开启（曲柄位于点1），在下止点后延迟关闭（曲柄位于点2），气阀开启的延续角（图中阴影线部分）约为220˚～250˚CA。
《船舶柴油机》复习资料广东海洋大学
《船舶柴油机》课程复习题教材：船舶柴油机. 朱建元主编.北京：人民交通出版社, 2004一．概念题（180小题）1．由于柴油的粘度大、蒸发性差、要形成可燃混合气必须采用高压喷射的方式。
2．分隔式燃烧室的经济性比直喷式燃烧室差。
3． 闭式循环冷却系统中使用的冷却水，一般的江水、河水不可以使用。
4． 冷却水通过散热器的循环称为大循环。
5．柴油机的过量空气系数一定大于1。
6． 废气涡轮增压器中的喷嘴环属于涡轮部分，而不属于压气机部分。
7． 轻柴油的牌号是以其凝点温度命名的。
8． 有效燃油消耗率为发动机单位时间所作有效功所消耗的燃油质量。
9． 低速船用主机的启动方式为压缩空气启动方式10．发动机润滑方式是压力润滑、飞溅润滑和油脂润滑相结合的润滑方式。
11．两速式调速器的作用是稳定最低转速，限制最高转速。
12．船舶柴油机正常的冷却水出口温度范围为70～80℃。
13．调速器通过调节油量来控制转速。
14．对于全速调速器，发动机的转速取决于调速手柄的位置。
15．随着转速的提高，最佳供油提前角应该增大。
16. 内燃机的排量是指所有气缸工作容积总和。
17. 已知发动机标定工况的有效功率P e =92kW 、转速n=5800r/min ，则该工况发动机的转矩Me 为 151（N •m ）。
18. 机体的底平面位于曲轴轴线平面以下为龙门式机体。
19.发动机的外特性是指发动机全负荷的速度特性。
20.四行程发动机的配气凸轮轴转速是曲轴转速的21。
21．气门间隙是指发动机在冷态下，当气门处于关闭状态时，气门与传动件之间的间隙。
22．发动机的标定功率有15min 功率、1h 功率、12h 功率、持续功率，其中船用主机的标定功率为持续功率。
23.设气缸工作容积为S V ，燃烧室容积为c V ，气缸总容积a V ，则压缩比 的概念是C CS V VV+=ε。
24.已知发动机的有效燃油消耗率g e=300g/(kW•h),耗油量G f=22.2kg/h,有效功率P e（kW）为74.0（kW）。
船舶机电基础考点整理
绪论2.我们所说的船舶机电设备是指什么？主要包括哪几个部分？答：船舶机电是对船舶动力以及各种机电设备的总称。
主要包括船舶动力装置，船用泵及阀件，船舶甲板机械，船舶锅炉、船舶制冷和空气调节装置，船舶电气设备，船舶辅机电力拖动，船舶电站及电力系统。
3.什么是船舶动力装置？什么是船舶辅机？答：船舶动力装置是保证船舶正常航行、作业、停泊及船员、旅客工作和生活所必需的机械设备综合体。
船上除主机、主锅炉以外的机械，统称为船舶辅机。
第一章2.简述四冲程柴油机的工作原理？答：四冲程柴油机的工作分为四个过程：进气行程，活塞从上止点下行，进气阀打开，新鲜空气从进气阀进入气缸；压缩行程，活塞从下止点向上运动，进气阀关闭，活塞对气体进行压缩。
在压缩过程后期，燃油喷入气缸，与高温空气混合，并自行燃烧；燃烧和膨胀行程，燃油燃烧，气缸内压力和温度急剧上升，高温高压的燃气膨胀推动活塞下行而做功，膨胀持续到排气阀开启时候结束；排气行程，排气阀开启，靠内外压力差，将气缸内的废气排出，排气阀延迟到上止点后某一位置关闭。
3.什么叫二冲程柴油机？它与四冲程柴油机相比有什么不同？答：通过活塞的两个行程完成一个工作循环的柴油机叫做二冲程柴油机。
不同：二冲程柴油机完成一个工作循环只需要两个行程；相同条件下，二冲程柴油机的工作效率是四冲程柴油机的1.6~1.7倍；二冲程柴油机比四冲程柴油机回转均匀；二冲程柴油机换气质量差，热负荷比四冲程高。
7.简述压缩空气启动装置的组成和工作原理。
答：压缩空气启动装置主要由空气压缩机、空气瓶、主起动阀、空气分配器、气缸起动阀和起动控制阀等组成。
工作原理：利用一定压力（2.5~3.0MPa）的压缩空气，按柴油机的发火顺序在工作行程时引入气缸，代替燃气推动活塞，使柴油机达到起动转速，完成自行发火。
第二章2.简述往复泵的工作原理和性能特点。
答：工作原理，往复泵是一种容积式泵，依靠活塞或柱塞的往复运动，造成工作室容积的变化，腔室内外形成压差，从而抽吸并挤压液体，实现能量传递，达到对液体进行吸排的目的。
船舶柴油机使用及维护重点(船舶动力专业)
模块一 柴油机的基本知识1.柴油机的定义；柴油机是一种压缩发火的往复式内燃机。
柴油机使用挥发性较差的柴油或劣质燃油作燃料，采用内部混合法（燃油与空气的混合发生在气缸内部）形成可燃混合气，缸内燃烧靠缸内空气被压缩后形成的高温燃气自行发火。
通常柴油机具有一下突出优点：①具有较高的压缩比，因此热效率最高，可达55%，可燃用廉价的重油，经济性好； ②功率范围广，从0.6kw 至47000kw ，可以适应不同动力设备的需要；③尺寸小，比质量（kg/kw ）轻，便于机舱布置；④机动性好，启动方便，加速性能好，能直接反转，便于使用和管理；同时，柴油机也存在某些缺点：①存在着较强的机身振动、轴系扭转振动及噪声；②某些零部件的工作条件恶劣，高温、高压并有冲击性载荷。
2.压缩比的定义及意义，压缩比的计算；气缸总容积与压缩室容积的比值，也叫做几何压缩比。
其计算式为c h c h c c a V V V V V V V +=+==1ε。
压缩比是柴油机的主要性能参数之一，他表明压缩过程中进入缸内的空气被压缩的程度。
压缩比ε越大压缩终点的温度和压力就越高，对燃油的发火、柴油机的启动有利，而且热效率越高。
但压缩比过高会使柴油机工作粗暴，机件机械负荷增加，磨损加剧，因此柴油机要有合适的压缩比。
3.四冲程的柴油机进排气为什么都要提前和滞后，气阀重叠角有何作用？答：原因：四冲程柴油机进排气气阀提前开启与滞后关闭是为了将废气排出得干净并增加空气的吸入量，以利于燃 油的充分燃烧，另外还可减少强制排气时活塞的背压。
作用：当气阀重叠开启期间，进气管、气缸、排气管连通，此时废气因流动惯性，可避免废气到流入进气管内，同时还可抽吸新鲜空气进入气缸。
新鲜空气进入气缸后又将废气扫出，实现所谓燃烧室扫气，还可冷却燃烧室部件。
4.二冲程柴油机的两种换气形式及特点；形式：直流扫气和弯流扫气。
特点：直流扫气，扫气效果较好，而且排气阀与进气口可以同时关闭，也可提前关闭；应用广泛。
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。
船舶柴油机复习资料(全)
船舶柴油机复习资料(全)1．柴油机特性曲线：用曲线形式表现的柴油机性能指标和工作参数随运转工况变化的规律。
2．扫气过量空气系数：每一循环中通过扫气口的全部扫气量与进气状态下充满气缸工作容积的理论容气量之比3．封缸运行：航行时船舶柴油机的一个或一个以上的气缸发生了一时无法排除的故障，所采取的停止有故障气缸运转的措施。
4．12小时功率：柴油机允许连续运行12小时的最大有效功率。
5.有效燃油消耗率：每一千瓦有效功率每小时所消耗的燃油数量。
6．示功图：是气缸内工质压力随气缸容积或曲轴转角变化的图形。
7．燃烧过量空气系数：对于1kg燃料，实际供给的空气量与理论空气需要量之比。
8．敲缸：柴油机在运行中产生有规律性的不正常异音或敲击声的现象。
10.9．1小时功率：柴油机允许连续运行1小时的最大有效功率。
（是超负荷功率，为持续功率的14.指示指标：以气缸内工作循环示功图为基础确定的一些列指标。
只考虑缸内燃烧不完全及传热等方面的热损失，不考虑各运动副件存在的摩擦损失，评定缸内工作循环的完善程度。
15.有效指标：以柴油机输出轴得到的有效功为基础，考虑热损失，也考虑机械损失，是评定柴油机工作性能的最终指标。
16.平均指示压力：一个工作循环中每单位气缸工作容积的指示功。
17.指示功率：柴油机气缸内的工质在单位时间所做的指示功。
18.有效功率：从柴油机曲轴飞轮端传出的功率。
19.机械损失功率：作用在活塞上指示功率传递到曲轴的过程中损失的功率。
20.活塞平均速度：曲轴一转两个行程中活塞运动速度的平均值。
21.机械负荷：柴油机部件承受最高燃烧压力，惯性力，振动冲击等强烈程度22.热负荷：柴油机燃烧室部件承受温度，热流量及热应力的强烈程度。
23.热疲劳：燃烧室部件在交变的热应力作用下出现的破坏现象。
24.薄壁强背：燃烧室部件的受热壁要薄，以减少热应力，强背就是在薄壁的设置强有力的支撑，以降低机械应力。
25.振荡冷却：活塞顶内腔设置大容积冷却空间，保持冷腔内冷却液只充满40%-60%，并以一定的循环速度流过，由于活塞运动的往复惯性力，使得冷却液在腔室中上下冲刷振荡，加强对活塞顶的冷却。