船舶柴油机脉冲转换增压应用
小议船舶柴油机增压系统使用方法
一柴油机废气涡轮增压器构造柴油机排出的废气有一定的温度和压力。
废气中所含热量约点燃油燃烧放出热量的30%～40%。
废气涡轮增压器由废气涡轮和压气机两部分组成。
废气涡轮增压就是利用柴油机排出的废气吹动涡轮机，由涡轮机带动压气机工作。
因这种增压形式可以从废气中回收部分能量。
它不但提高了柴油机效率而且还提高了动力装置的经济性，从而获得广泛应用。
船用大、中用型柴油机均采用轴流式增压器。
轴流式增压器废气涡轮由涡轮进气箱、喷嘴环、工作叶轮、隔热墙、排气箱等组成。
进、排气箱内腔用水冷却。
压气机由进气消音器、进气箱、压气箱、压气机叶轮、扩压器、排气箱等组成。
轴承被压气机叶轮和涡轮机叶轮装在同一根轴的两端形成增压器的转子。
涡轮止推轴承承受转子的径向运动和轴向运动。
气封和油封阻止了燃气、空气和滑油泄漏。
二增压器轴承的维护管理增压器转速很高，轴承的工作好坏直接影响增压器的可靠性。
1.滚动轴承的维护管理由于滚动轴承采用自供油方式因此维护管理较简单，关键是应注意要保持润滑油和滚动轴承的干净清洁。
更换轴承零件不得弄脏，必须将所有备件和附属零件保护好。
新轴承在新装配前也必须要把轴承和轴承腔清洁干净，防止细小杂物进入减少轴承使用寿命。
润滑油按制造厂家认可的规定品牌,以及规定时间进行更换。
高增压高转速的增压器有部分要使用特殊的合成低摩擦润滑油，以利于降低热负荷。
要利用柴油机停车期间及时检查润滑油油质、油位，以及运转时从观察孔观察轴承组运转时的供油情况。
要定期查看齿轮泵的磨损、泄漏的情况。
同时滚动轴承总成必须按规定时间进行更换。
2.滑动轴承的维护管理滑动轴承由于采用外部供油方式，同时增压器转速很高，必须保证润滑油供给。
在高转速下，瞬时断油也会导致滑动轴承损伤、烧损。
因此,必须利用巡查时期检查润滑油柜液位高度、油品、油质状况。
在运转时应通过观察口观看润滑油流动状态，察看轴承滑油进口压力和进出口温度及温差在正常范国内，防止断滑油烧坏轴承，损伤增压器。
船舶柴油机教材_第二章 结构
第二章柴油机的结构及主要部件柴油机的主要部件是指燃烧室部件(活塞、气缸、气缸盖)、曲柄连杆机构(十字头、连杆、曲轴和轴承)、机架、机座和贯穿螺栓等部件。
这些部件构成柴油机的主体，它们工作得好坏不但直接影响柴油机的技术性能指标，而且还和安全航行密切相关。
统计表明，船用柴油机主要部件发生的故障占柴油机故障总数的90%左右，其中燃烧室部件故障约占故障总数的50%。
因此，轮机管理人员应该深入了解主要部件，这是降低柴油机故障发生率的重要一环。
第一节柴油机的总体结构一．柴油机的基本组成船舶柴油机的结构比较复杂，它是由许多机构和系统组成。
尽管各种柴油机的结构、型号各异，但从工作原理和总体结构上则有很多共同之处。
柴油机主要由以下机构和系统组成1．主要固定件柴油机的主要固定件由机座、机架、气缸和气缸盖等组成，对于中小型柴油机常将气缸体和机架做成一体称为机体，并省去机座代之以轻便的油底壳。
它们构成了柴油机的骨架，支撑运动件和辅助系统。
2．主要运动件柴油机的主要运动件由活塞、连杆组件及曲轴组成，对于大型低速柴油机还有十字头组件。
活塞与气缸及气缸盖构成燃烧室，保证柴油机工作过程的进行，同时通过连杆将活塞的往复运动变为曲轴的回转运动，使燃气推动活塞的动力通过曲轴以回转的方式向外输出。
3．配气机构及换气系统配气机构由进排气阀、气阀传动机构、凸轮轴及凸轮轴传动机构组成。
进排气系统由空气滤器、进排气管和消音器组成，对于增压柴油机还有增压器及空冷器。
它们的作用是按照工作循环的需要，定时地向气缸内供应充足、清洁的新鲜空气，并将燃烧后的废气排出气缸。
4．燃油系统燃油系统由燃油供给系统和燃油喷射系统组成。
燃油供给系统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。
该系统通常由加装和测量、贮存、驳运、净化处理、供给五个基本环节组成。
燃油喷射系统由喷油泵、喷油器和高压油管组成，其作用是定时、定量地向燃烧室内喷入雾化良好燃油，保证燃烧过程的进行。
船舶管系管理
2.法兰连接
法兰连接又称凸缘连接，是最可靠的连 接方法之一，适用范围较广，但外形尺 寸和重量都比螺纹接头大。 扁圆形法兰，这种连接易于拆装，用于 较小管径的管路 圆形法兰
3.夹布橡胶管式连接
将一段夹布橡胶管分别套于两根待连接 的管子外壁上，而后用金属夹子固定。 这种方式适用于低温、低压、小口径油 水管上。 其特点是结构简单，安装方便，有一定 的弹性，自由度大，且重量轻。但寿命 短，耐热耐压性差。
4)油管及油柜应避免设在锅炉、烟道、 蒸汽管及消声器的上方。如有困难， 则应采取有效措施，防止油类滴在上 述管路或设备的热表面上。 5)所有蒸汽管和温度较高的管路，应包 扎绝热材料，绝热层表面温度，一般 不应超过60℃。可拆接头及阀件处的 绝热材料应便于拆换。
二、管路的连接
1· 螺纹连接
螺纹连接通常用成品的螺纹接头作为连接 件；一般用于管径在150mm以下的管子 上，各种工质压力的管路均可使用， 为了便于管路变向，改变流道截面和拆 装检修，除直接螺纹连接外，还有450、 900、T型、十字型和活络接头等。
（1）阀杆不向外移动的闸阀：其优点是高 度尺寸较小，开启与关闭其高度均不改变。 缺点是当转动手轮时无法知道内部闸板位 置，需在阀的上部加设一套行程指示器。 其阀杆、螺纹在本体内与工质接触，易腐 蚀与损伤。 (2)阀杆向外移动的闸阀: 其优点是开启时阀杆向外伸出的高度即表 示了闸板的开启高度，且阀杆螺纹位于本 体外部，与工质不接触，容易加注润滑剂。 缺点是高度尺寸较大，并随闸板开启的增 大而增大。
3.平时管理：
1）保持管路外表面和内部清洁 2)注意管路接头处情况，发现漏泄及 时排除。 3)对润滑部位经常加注润滑油(脂)。 4)定时清洗滤器 5)注意管路支架，固紧装置的牢靠性， 防止松动造成事故。
柴油机相继增压故障切换过程的瞬态仿真
48卷 第3期(总第178期)中 国 造 船V o l .48 N o .3(Serial N o .178)2007年9月SH IPBU I LD I N G O F CH I NA Sep .2007文章编号:100024882(2007)0320100207 收稿日期:2006202224;修改稿收稿日期:2007206211 基金项目:柴油机相继增压新技术研究(项目编号:40101040103)柴油机相继增压故障切换过程的瞬态仿真王伟才, 王银燕, 冯永明(哈尔滨工程大学动力与能源工程学院,黑龙江 哈尔滨 150001)摘要建立了相继增压柴油机一维非定常流动的仿真程序,针对某船用相继增压柴油机空气阀和燃气阀异常开闭时的切换过程进行了多组模拟计算,并把计算与试验结果进行了对比,符合较好。
结果表明:空气阀和燃气阀同时打开时将使受控涡轮增压器压气机进入喘振区;燃气阀打开而空气阀延迟6s 以上打开时容易使得基本涡轮增压器压气机进入喘振区;燃气阀打开而空气阀打不开时将导致停机,两阀之间的定时对切换过程有很大的影响。
关 键 词:船舶、舰船工程;柴油机;相继增压;瞬态性能;船舶动力 中图分类号:U 664.121;T K 423.5 文献标识码:A1 引 言相继增压(STC )技术是解决船用高增压柴油机低工况问题的最为有效的方法之一。
近期开发的大功率高增压柴油机较多地采用相继增压技术,如M TU 20V 8000M 90、SE M T PA 6B STC 、W artsi 2la 18VW 26X 、N igata 16V 20FX 等。
然而相继增压系统需要通过控制阀的开闭来实现涡轮增压器的切换。
当控制系统遇到电子、机械等故障时,控制阀将出现异常开闭,从而引起涡轮增压器超速、增压压力下降、排温过高、甚至停机等现象。
柴油机发生故障时的瞬态过程,通常采用理论和试验相结合的方法来研究,这样可以避免一些具有破坏性的极限试验。
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。
柴油机的增压
柴油机的增压（一）增压的目的增压技术是提高柴油机功率最有效的措施之一，目前已广泛应用于船舶柴油机上。
pVnmi,eh根据： P, e60000可知，有效功率只与平均有效压力、气缸工作容积、柴油机转速、冲程系数及PpVnmeeh气缸数i等参数有关，故提高柴油机功率的措施，可以归纳为三个方面。
1．增加工作容积加大DiS、和，均能增加气缸工作容积，但这一措施会加大柴油机总重量和总尺寸，使造价增加，并给维修工作带来困难。
2．增加单位时间内的工作循环次数提高（或活塞平均速度）和采用二冲程柴油机（使=1），皆可增加单位时间内的工Cnmm作循环次数，但是，此措施会导致柴油机机械负荷和热负荷的增大，充气系数和机械效率,,vm的下降，使燃油燃烧恶化，影响柴油机工作可靠性和使用寿命。
3．提高平均有效压力P e由可知，要提高可通过提高机械效率或者提高平均指示压力来达到，P,P,,P,Peimemi但的变化范围很小，从减少机械损失来提高是有限的，所以的提高主要是依靠提高。
,,PPmmei由燃烧理论得知，增加每一工作循环的喷油量，能提高，但必须相应地增加气缸充气量，Pi以确保燃油完全燃烧。
在气缸容积不变的条件下，欲增加气缸充气量，必须增加进气密度，即先将空气进行压缩，然后使之进入气缸。
所谓增压，就是指通过提高柴油机进气压力来增加气缸的充气量。
这样，可以相应地增加喷入气缸的燃油量，提高柴油机平均有效压力，从而有效地提高柴油机功率。
（二）中冷的作用中冷即将经压缩的空气，在进入气缸前进行中间冷却，以降低进气温度，增大进气密度。
中冷配合增压，可进一步增大气缸充气量。
中冷器（即增压空气中间冷却器）往往以舷外水作为冷却介质。
提高进气压力的方法一般是用空气压缩机来完成。
通常把这一设备称为增压器，而把实现增压所设置的成套附件及管路系统称为增压系统。
根据驱动增压器不同的能量来源，增压系统通常可分为三类。
（一）机械增压系统增压器由柴油机直接驱动的增压系统称为机械增压系统。
船用柴油机脉冲增压器喘振且吸气口冒烟故障分析
一故障某日,靠泊时正常更换第5缸排气阀后离港,海上全速航行约6小时，主机两台增压器突然同时喘振且吸气口冒出大量黑烟,No.1增压器压气机吸气口黑烟很多,No.2增压器压气机吸气口黑烟明显较少。
当值轮机员一时不能判明原因，立即将主机转速降到DEAD SLOW,同时报告驾驶台和轮机长;轮机长立即赶到机舱，见No.1增压器喘振消失,No.2增压器仍然有轻微喘振。
根据经验,两台增压器同时突然喘振,一般不会是增压器故障,燃烧故障引起喘振的可能性更大。
检查柴油机,发现第5缸排烟温度低于其他缸;进一步检查见该缸排气阀不能关闭。
更换第5缸排气阀,故障排除,恢复航行。
二脉冲增压器压气机喘振时吸入口冒烟如所周知,柴油机废气增压器,包括废气涡轮和离心压气机两部分,且二者同轴。
正是因为二者同轴,废气涡轮产生的能量与离心压气机消耗的能量相等。
增压器喘振,实际是增压器的压气机喘振,是气流在压气机叶轮进口和扩压器叶片内强烈分离及其扩展引起的,是增压器固有特性。
通常,扩压器叶片内气流分离及其扩展引发喘振;叶轮进口处气流分离加剧喘振。
气流强烈分离的原因有二，都是废气涡轮产生的能量与离心压气机消耗的能量失衡:●压气机空气流量过小，消耗能量减少。
主要原因可能有:(排气定时混乱、排气阀漏气甚至不能关闭等致使)扫气过程缸内压力过高,扫气箱着火,增加空气通道阻塞(常见空冷器气路阻塞、口琴阀粘着等),空冷器冷却严重不良温度高导致压力高，等。
●废气涡轮转速(亦即压气机转速)过高,产生能量过大。
主要原因可能有:柴油机严重超负荷(缸内燃油过多因而燃烧不良)，缸内燃油后燃严重甚至排气(支)管内燃烧,排气管着火,等。
定压增压，进气通道设有限制气流单向流动的口琴阀,燃气不可能倒流至进气通道;而脉冲增压,进气通道没有口琴阀,燃气可能倒流至进气通道。
所以,压气机喘振时伴有空气吸入口冒烟,是脉冲增压特有的现象。
三故障原因和排除压气机喘振和吸入口冒烟，具体原因可能有：● 排气阀打不开●排气阀严重泄漏或根本不能关闭,●扫气箱着火，●排气道滤网结炭脏堵,等。
船舶柴油机(山东联盟)智慧树知到答案章节测试2023年烟台大学
第一章测试1.根据柴油机的基本工作原理，下列哪一种定义最准确（）。
A:柴油机是一种在气缸中进行二次能量转换的内燃机B:柴油机是一种压缩发火的回转式内燃机C:柴油机是一种往复式内燃机D:柴油机是一种压缩发火的往复式内燃机答案:D2.在工作循环结束后，留在气缸中残余废气最少的柴油机是（）。
A:直流扫气二冲程B:非增压四冲程C:弯流扫气二冲程D:增压四冲程答案:D3.发电用柴油机多用四冲程筒形活塞式柴油机主要是因为（）。
A:工作可靠B:功率大C:转速满足发电机要求D:结构简单答案:C4.在柴油机中对外做功的工质是（）。
A:可燃混合气B:燃油C:燃烧产物D:空气答案:C5.近代柴油机提高功率的主要途径是（）。
A:增加气缸数B:增大缸径C:增加转速D:提高增压度答案:D6.四冲程增压柴油机的实际进气始点是在（）。
A:上止点之后B:排气结束后C:上止点D:上止点之前答案:D7.现代船用大型二冲程柴油机换气形式向气口-气阀直流换气发展的主要原因是（）。
A:气阀可靠性高B:行程缸径比增加C:换气质量好D:结构简单答案:C8.柴油机上止点是指（）。
A:曲柄处于最低位置B:工作空间的最低位置C:气缸的中间位置D:活塞离曲轴中心线的最远位置答案:D9.根据柴油机工作原理，在一个工作循环中其工作过程次序必须是（）。
A:进气，压缩，燃烧，膨胀，排气B:进气，压缩，燃烧，排气，膨胀C:进气，燃烧，膨胀，压缩，排气D:进气，燃烧，排气，压缩，膨胀答案:A10.柴油机采用增压技术的主要目的是提高功率。
（）A:错B:对答案:B11.二冲程十字头柴油机气缸套的安装状态为上部固定，下部可自由膨胀。
（）A:对B:错答案:A12.在内燃机中柴油机的本质特征是燃烧完全。
（）A:对B:错答案:B13.V形柴油机的气缸中心夹角通常有90°、60°和30°。
（）A:错B:对答案:A14.下列关于四冲程柴油机工作特点的说法中正确的是（）。
船舶柴油机总复习模拟题二
船舶柴油机总复习模拟题二1.柴油机扫气箱灭火后，当机器尚未冷却之前，不能立即开启扫气箱门的主要原因是。
A．防扫气箱结垢 B．防扫气箱过冷 C．防扫气箱变形 D．防扫气箱发生二次着火2.柴油机全负荷运转后停车，不能立即打开曲轴箱门的主要原因是--。
A．防止人身灼伤 B．防曲轴箱内滑油溢出 C．防止异物进入曲轴箱 D．防曲轴箱爆炸3.柴油机运转中在气缸中部发生有规律的敲击声，可能的原因是--。
A．喷油器压缩弹簧断裂 B．曲柄销轴承偏磨 C．活塞与气缸间隙过大 D．十字头轴承间隙过大4.当发生由油雾燃烧而产生的烟囱冒火时，正确的应急处理措施是--。
A．降低柴油机负荷 B．停车检查 C．保持原负荷运转 D．A或B5.在对柴油主机进行紧急刹车操纵时，需要选择时机进行操纵的动作是--。
A．换向 B．刹车 C．停车 D．回车钟6.在四冲程中速柴油机中，气缸注油点位置一般应位于--。
A．上止点附近 B．三分之二行程处 C．下止点附近 D．下止点时第一、二道环之间的位置7.船用大型柴油机的气缸盖结构通常采用--。
A．钻孔冷却 B．厚壳结构 C．薄壁强背结构 D．A+C8.在柴油机长期运转之后发生的疲劳裂纹多是--。
A．扭转疲劳 B．弯曲裂纹 C．腐蚀疲劳裂纹 D．A+B9.十字头柴油机的正车导板在工作中承受的力是--。
A．正车膨胀行程，倒车压缩行程侧推力 B．正车膨胀行程，倒车膨胀行程侧推力C．正车压缩行程，倒车膨胀行程侧推力 D．正车压缩行程，倒车压缩行程侧推力10.在柴油机长期运转之后发生的疲劳裂纹多是--。
A．扭转疲劳 B．弯曲裂纹 C．腐蚀疲劳裂纹 D．A+B11.柴油机镀铬气缸套的正常磨损率一般应不大于--。
A．0．01-0．031mn／kh B．0．03-0．05mm／khC．0．05-0．08mm／kh D．0．08-0．1mm／kh12.在船舶使用的滑动式(单环式)推力轴承中推力块与推力环之间有一定间隙其目的是。
船舶柴油机脉冲转换增压应用
脉冲转换增压技术的简介
工作原理
脉冲转换增压技术利用柴油机排 气脉冲能量驱动涡轮增压器，实 现进气增压。通过调节涡轮增压 器的工作状态，实现进气压力的
动态调节。
技术特点
脉冲转换增压技术具有响应速度 快、控制精度高、可靠性高等优 点，能够适应船舶柴油机复杂多
变的工作环境。
应用范围
脉冲转换增压技术广泛应用于船 舶、发电机组、工程机械等领域， 为柴油机提供高效的增压解决方
控制策略
优化控制算法和策略，以 实现更精确的燃油喷射和 空气压缩控制。
成本与效益
评估脉冲转换增压技术的 制造成本、维护成本以及 所带来的燃油消耗和排放 减少的效益。
对未来研究的建议和展望
深入研究不同工况下脉冲转换增压技术的性能表 现，拓展其应用范围。
加强与船舶制造企业和研究机构的合作，推动该 技术的实际应用和产业化发展。
降低柴油机的燃油消耗和排放
减少燃油消耗
由于脉冲转换增压系统提高了柴油机 的功率和效率，使得柴油机在相同功 率输出下所需的燃油量减少，从而降 低了燃油消耗。
降低排放
增压后，柴油机燃烧更加充分，减少 了未燃烧的碳氢化合物和一氧化碳等 有害物质的排放，同时减少了颗粒物 排放，对环境保护具有积极意义。
提高柴油机的可靠性和耐久性
结果讨论
实验结果表明，脉冲转换增压系统能够利用柴油机进气过程中的压力波动，提高进气压力，增加气缸内的空气密 度和氧气含量，从而提高了柴油机的功率和燃油经济性。此外，由于进气压力的增加，柴油机内的燃烧更加充分， 排放污染物也相应减少。
实验结论和意义
实验结论
通过实验验证，证明了脉冲转换增压系统在船舶柴油机上的 应用效果显著，具有提高功率、燃油经济性和降低排放污染 物的作用。
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2018年12月27日00:46
脉冲增 压分组 原因
分组的原则
① 同组排气管所连各缸 的扫排气时期不相重 叠(或重叠较小) ② 脉冲增压适用于气缸 数为3的倍数的柴油机
2018年12月27日00:46
船舶柴油机
废气涡轮增压
1)
2)
即利用柴油机排出的废气来吹动涡轮，从 而带动增压器向气缸供气的增压方式
废气涡轮增压的优点
一般功率可提高20%~50%，高增压时为100%
废气能量利用好，柴油机的机械效率、热效率 可提高，经济性好
3)
降低排气噪声和烟度，减少环境污染
缺点 加速性能差； 热负荷较高 对大气温度和排气背压比较敏感
I.
II.
2)
中冷的作用：由于空气在增压器中被压缩时压力和温 度同时升高，影响了空气密度的增加和增压效果。因 此，在增压器后都设有中冷器。
增压度的定义：柴油机增压后标定功率与增压前标定功率之差 值与增压前标定功率的比值。它表示增压后功率增加的程度。 增压比的定义：πb= pk / po
I. II. III. IV.
1)
I.
废气能量可分为两部分：
一部分是废气由排出压力pb膨胀 到涡轮前pT的膨胀能E1 ，称为脉 冲能。为一种脉动的速度能，在 排气管中以压力波的形式出现； 另一部分是废气由压力pT膨胀到 大气压力p０的膨胀能为定压能E2。 结论：增压压力越低，脉冲动能所占 比重越大；增压压力越高，定压能越 大。即能量E1与E2的比值随增压压力 ps的不同而不同。ps越高，其比值越 低。
2018年12月27日00:46
1) 2) 3)
船舶柴油机
复合增压
既采用涡轮增压器，又采用机械驱 动式增压器，称为复合增压方式
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
船舶柴油机
2018年12月27日00:46
按照增压比b的高低
① b ≤l.5； pk ≤ 0.15MPa ② b =1.5~2.5； pk = 0.15~0.25MPa ③ b =2.5~3.5； pk = 0.25~0.35MPa ④ b >3.5 ； pk > 0.35MPa
降低空气温度，提高空气密度。 降低柴油机平均循环温度。 降低柴油机指示耗油率。 降低NOx等有害物质的排量displacement 新型柴油机采用了两级冷却（高温淡水冷却第一级，低温淡水冷 却第二级，能有效地利用废热，还可在低负荷或湿热航区时旁通 第二级冷却以增加进气温度-防止凝水产生，保证柴油机的良好工 作）
但是随着增压压力的提高，脉 冲动能所占的比例越来越小， 而且由于涡轮前废气压力恒等， 涡轮的效率较高，因而等压增 压在增压压力较高的柴油机中 得到广泛应用。
船舶柴油机
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脉冲涡轮增压系统
脉冲涡轮增压特点：是把涡轮增压器 尽量靠近气缸，排气管短而细并进行 分组，排气管中(涡轮前)的压力是波 动的 2) 能量利用特点：脉冲增压利用了部分 的脉冲动能E1(可利用40%~50% E1) 和定压能E2，故废气能量利用增高。 尤其在增压压力较低时，脉冲动能所 占比例增大，此时采用脉冲增压可使 废气能量得到更充分的利用。缺点是 涡轮工况不稳定，效率较低 3) 排气管分组 船舶柴油机
第三节 废气涡轮增压与增压系统
一．柴油机增压概述 二．柴油机废气能量分析 三．废气涡轮增压的两种基本方法 四．两种增压方式的比较 五．其它增压方法 六．废 气 涡 轮 增 压 系 统
船舶柴油机
2018年12月27日00:46
一、柴油机增压概述
1.
提高柴油机有效功率的途径
增压与中冷
2.
1)
增压方式
机械增压
1)
2)
增压器(压气机)由柴油机直接驱 动的增压方式 随着增压压力的提高，增压器所 消耗的功率也随之增大。当增压 压力达到某一值时，增压器消耗 的功率有可能大于柴油机增压的 增益功率，此时柴油机的有效功 率反而下降。因此机械增压只适 于增压压力pk＜(0.15~0.17)MPa 的低增压柴油机。
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2018年12月27日00:46
目前柴油机的增压情况
船舶大型低速二冲程柴油机：
pk = 0.25~0.30MPa，pe ≈1.5MPa；
大型中速柴油机
pk = 0.30~0.35MPa，pe =2.0~2.5MPa。
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二、柴油机废气能量分析
方法是提高柴油机进气密度，可以增加气缸充气量，使更多 的燃油完全燃烧，从而大幅度提高柴油机的功率。 进气密度的增加可以通过提高进气压力和降低进气温度来实 现。
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增压与中冷
1)
增压的定义：就是用提高气缸进气压力的方法，使进 入气缸空气密度增加，从而可以增加喷入气缸的燃油 量，以提高柴油机的平均指示压力和柴油机的平均有 效压力。
根据驱动增压器的能量不同
I. II. III.
机械增压 废气涡轮增压 复合增压
2)
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目前柴油机的增压情况
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按照b的高低
提高柴油机有效功率的途径
pe Vh n i m Pe C pe n i m D 2 i m pe 60000 8000
II.
2)
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三、废气涡轮增压的两种基本方式
1.
等压涡轮增压系统
2.
脉冲涡轮增压系统
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等压涡轮增压系统
1)
2) 3)
等压涡轮增压的特点：是把柴油机的所有气缸的 排气管都接到一根容量很大的总管上，总管能起 稳压箱的作用，尽管各气缸轮流排气，但进入涡 轮时气体压力的波动不大，基本上保持一恒定值， 故又称恒压涡轮增压或定压涡轮增压 能量利用特点：定压增压只利用了废气能量中的 定压能，而极少利用废气中的脉冲动能。 缺点：当柴油机处于低负荷或起动时性能差。须 另设辅助风机来满足低负荷时的需要。
1) 2)
根据有效功率Pe的计算公式：Pe ∝ D2Spenmi 可 知提高柴油机有效功率的途径是：
改变柴油机的结构参数i.D.s.m 提高柴油机的转速n。
柴油机转速增加可以增大柴油机作功频率，提高功率，但磨 损增加，柴油机寿命及可靠性降低。
3)
提高平均有效压力pe（燃油量-负荷和燃烧的质量）