船用柴油机工作原理
船舶柴油机的工作原理
船舶柴油机的工作原理引言概述：船舶柴油机是船舶主要的动力装置，它以柴油为燃料，通过内燃机原理将化学能转化为机械能。
本文将详细介绍船舶柴油机的工作原理，包括燃料供给系统、压缩系统、燃烧系统和排气系统。
一、燃料供给系统：1.1 燃油系统：船舶柴油机的燃油系统由燃油箱、燃油管路和燃油喷射装置组成。
燃油箱储存柴油，通过燃油泵将柴油送至燃油管路，再由喷射装置喷入燃烧室。
燃油系统需要保证燃油的供应稳定、压力适宜，以保证柴油机的正常运行。
1.2 空气供给系统：船舶柴油机的空气供给系统包括进气道、进气阀和增压器。
进气道将外部空气引入柴油机，进气阀控制空气的进出，增压器能够提高进气道中的空气压力，提高柴油机的效率。
空气供给系统需要保证足够的空气流动，以支持柴油机的燃烧过程。
1.3 冷却系统：船舶柴油机的冷却系统用于降低柴油机的温度，以保证其正常运行。
冷却系统包括水泵、散热器和冷却液。
水泵将冷却液循环输送至柴油机各个部件，散热器通过散热将冷却液中的热量散发出去。
冷却系统需要保持冷却液的循环流动，以保持柴油机的工作温度。
二、压缩系统：2.1 活塞与缸体：船舶柴油机的压缩系统由活塞和缸体组成。
活塞在缸体内往复运动，通过气门控制进入和排出缸体的气体。
活塞在上行过程中将空气压缩，增加其压力和温度。
2.2 气门系统：船舶柴油机的气门系统包括进气气门和排气气门。
进气气门控制空气的进入，排气气门控制燃烧产物的排出。
气门系统需要保证气门的开闭准确，以确保压缩系统的正常工作。
2.3 压缩比：船舶柴油机的压缩比是指活塞在下行过程中与上行过程中缸体容积的比值。
压缩比越高，压缩系统的效率越高，燃烧效果越好。
压缩比的选择需要综合考虑柴油机的功率需求和燃烧特性。
三、燃烧系统：3.1 喷油器：船舶柴油机的燃烧系统中的关键部件是喷油器。
喷油器将高压柴油喷射到燃烧室中，形成可燃混合物。
喷油器需要保证喷油的压力和喷油量准确，以保证燃烧的效果。
3.2 燃烧室：船舶柴油机的燃烧室是燃烧过程发生的地方。
船用柴油机的工作原理过程
船用柴油机的工作原理过程引言概述：船用柴油机是船舶主要的动力来源，其工作原理过程复杂且精密。
了解船用柴油机的工作原理过程对于船舶工程师和船员来说至关重要。
本文将详细介绍船用柴油机的工作原理过程，以帮助读者更好地理解船用柴油机的运行机制。
一、进气过程1.1 进气门打开船用柴油机在工作时，进气门会打开，使空气进入气缸。
1.2 压缩空气进入气缸的空气会被活塞向上压缩，增加空气密度和压力。
1.3 燃油喷入在压缩空气的同时，燃油会通过喷油器喷入气缸，与压缩空气混合。
二、压缩过程2.1 活塞向上运动压缩空气和燃油混合物会被活塞向上挤压，使其达到高温高压状态。
2.2 点火在压缩过程结束时，点火系统会引燃混合物，产生爆炸力推动活塞向下运动。
2.3 排气门关闭同时，排气门会关闭，防止燃烧产物逆流。
三、燃烧过程3.1 燃烧点火后，燃料和空气混合物会燃烧，释放热量和能量。
3.2 活塞推动曲轴燃烧产生的气体压力会推动活塞向下运动，带动曲轴旋转。
3.3 产生动力曲轴的旋转运动将机械能转换为动力，驱动船舶前进。
四、排气过程4.1 排气门开启燃烧结束后，排气门会打开，排放燃烧产物和废气。
4.2 活塞向上运动活塞会向上运动，将废气排出气缸。
4.3 清洁环境排气过程不仅排放废气，还可以通过废气处理系统清洁废气，保护环境。
五、循环过程5.1 连续循环船用柴油机的工作原理是一个连续的循环过程，不断地进行进气、压缩、燃烧和排气。
5.2 高效能柴油机的工作原理过程高效能、稳定可靠，是船舶动力系统的首选。
5.3 维护保养为了保持船用柴油机的正常运行，定期维护保养是必不可少的。
总结：船用柴油机的工作原理过程是一个复杂而精密的系统，包括进气、压缩、燃烧、排气和循环过程。
了解船用柴油机的工作原理有助于提高船舶工程师和船员对船用柴油机的操作技能和故障排除能力。
希望本文的介绍能够帮助读者更好地理解船用柴油机的工作原理过程。
船用柴油机的工作原理过程
船用柴油机的工作原理过程引言概述：船用柴油机是船舶上常用的动力装置，它通过燃烧柴油来产生动力，驱动船舶航行。
本文将详细介绍船用柴油机的工作原理过程，包括燃油喷射、压缩、燃烧、排气等五个部分。
一、燃油喷射1.1 燃油供给系统：船用柴油机的燃油供给系统包括燃油箱、燃油滤清器、燃油泵等组成。
燃油从燃油箱中经过滤清器过滤后，由燃油泵提供压力，送入喷油器。
1.2 喷油器：喷油器是船用柴油机中的关键部件，它通过控制喷油器的喷油量和喷油时间来实现燃油的喷射。
喷油器内部有喷孔，当燃油经过喷孔时，形成细小的燃油雾化，便于燃烧。
1.3 燃油喷射过程：当喷油器接收到来自燃油泵的高压燃油后，喷油器会根据控制信号控制喷油量和喷油时间，将燃油以一定的速率喷入燃烧室，与空气混合。
二、压缩2.1 活塞运动：船用柴油机中的活塞通过连杆与曲轴相连，当曲轴转动时，活塞上下运动。
活塞在上行过程中将空气吸入气缸，然后在下行过程中将空气压缩。
2.2 压缩比：压缩比是指活塞上行过程中压缩空气的程度，它与发动机的性能和燃烧效率有关。
船用柴油机通常具有较高的压缩比，以提高燃烧效率。
2.3 压缩过程：在活塞上行过程中，气缸内的空气被压缩，空气的温度和压力逐渐增加，形成高压高温的压缩空气。
三、燃烧3.1 点火：燃烧过程开始前，柴油机中的喷油器会在压缩空气中喷入一定量的燃油。
当压缩空气达到一定温度和压力时，燃油会自燃，引发燃烧过程。
3.2 燃烧过程：燃烧过程是指燃油与压缩空气混合后的自燃过程。
在燃烧过程中，燃油会迅速燃烧，释放出大量的热能，将热能转化为机械能，推动活塞运动。
3.3 燃烧产物：燃烧过程中，燃油和空气混合后产生的燃烧产物主要有二氧化碳、水蒸气和氮氧化物等。
四、排气4.1 排气阀门：船用柴油机中的排气阀门负责控制燃烧产物的排出。
当活塞下行时，排气阀门打开，将燃烧产物排出气缸。
4.2 排气过程：排气过程是指燃烧产物从气缸中排出的过程。
排气过程需要保证足够的排气时间，以确保燃烧产物充分排出，为下一个工作循环做准备。
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。
船用柴油机螺旋桨工作原理
船用柴油机螺旋桨工作原理
船用柴油机螺旋桨是船舶动力系统中的关键部件，它主要负责推动船舶前进。
其工作原理如下：
1. 燃油供给：柴油机通过燃油系统供给燃油。
燃油经过过滤和预热后，进入燃烧室。
2. 燃烧：在燃烧室内，燃油与空气混合并被点火。
点火后，燃油燃烧释放热能，产生高温、高压燃气。
3. 活塞运动：燃气的膨胀作用将柴油机的活塞向下推动，使曲轴转动。
曲轴通过连杆与活塞运动形成机械能。
4. 传动装置：机械能通过传动装置传送到螺旋桨轴上。
通常，螺旋桨轴与柴油机的曲轴相连。
5. 螺旋桨工作：螺旋桨通过轴的转动将机械能转化为推进力。
螺旋桨上的叶片形状和角度设计使其在水中产生推进力，推动船舶前进。
6. 螺旋桨调节：为了满足船舶各种航行需求，螺旋桨可以根据需要进行调节。
调节通常通过控制柴油机的转速或舵角来实现。
总之，船用柴油机螺旋桨通过柴油机的燃烧作用，将产生的机械能传递给螺旋桨轴，进而转化为推进力，从而推动船舶前进。
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。
船用柴油机的工作原理过程
船用柴油机的工作原理过程引言概述：船用柴油机是一种常见的船舶动力装置，它以柴油为燃料，通过内燃机的工作原理将化学能转化为机械能，推动船舶前进。
本文将详细介绍船用柴油机的工作原理过程，包括进气、压缩、燃烧、排气和冷却五个部分。
一、进气：1.1 空气进入：船用柴油机通过进气门将空气引入气缸内。
1.2 过滤处理：在空气进入气缸之前，需要通过空气滤清器进行过滤处理，以防止灰尘和杂质进入气缸，影响燃烧效果。
1.3 进气增压：为了提高燃烧效率，某些船用柴油机还配备了进气增压装置，通过增加进气压力，增加气缸内的空气密度。
二、压缩：2.1 活塞向上运动：活塞在曲轴的推动下向上运动，使气缸内的空气被压缩。
2.2 压缩比：柴油机的压缩比通常较高，一般在16:1到22:1之间，以确保燃烧效果良好。
2.3 温度升高：由于气体在被压缩的过程中，分子间的碰撞增加，使气体温度升高。
三、燃烧：3.1 燃油喷射：在活塞上行到达顶点时，燃油通过喷油器喷射到气缸内。
3.2 燃烧反应：燃油与压缩空气混合后，在高温高压的条件下发生燃烧反应，产生高压燃气。
3.3 驱动活塞：高压燃气推动活塞向下运动，通过连杆和曲轴传递动力。
四、排气：4.1 气缸底部开启排气门：当活塞下行到达底点时，气缸底部的排气门开启，将燃烧产生的废气排出。
4.2 废气排放：废气经过排气管道排出船舶外部，减少对环境的污染。
4.3 排气门关闭：当活塞下行到达底点后，排气门关闭，为下一个工作循环做准备。
五、冷却：5.1 冷却系统：船用柴油机配备了冷却系统，通过循环冷却剂（通常是水）降低发动机的温度。
5.2 散热：冷却剂流经发动机的散热器，在与外界空气接触的过程中散发热量。
5.3 保持适宜温度：冷却系统能够保持发动机在适宜的温度范围内运行，防止过热损坏。
结论：船用柴油机的工作原理过程包括进气、压缩、燃烧、排气和冷却五个部分。
在进气过程中，空气经过过滤处理和增压装置进入气缸；压缩过程中，活塞向上运动将空气压缩，提高燃烧效率；燃烧过程中，燃油喷射并与空气混合，产生高压燃气驱动活塞运动；排气过程中，废气经过排气门排出；冷却过程中，冷却系统降低发动机温度，保持适宜运行状态。
船舶柴油机增压器原理
船舶柴油机增压器原理
船舶柴油机增压器是一种常用的增压设备，用于提高柴油机的进气压力，从而增加燃烧室内的氧气浓度，进而提高燃烧效率和动力输出。
增压器主要由涡轮和增压器壳体组成。
当柴油机运转时，废气从排气歧管进入增压器，使涡轮叶片旋转。
叶片的旋转带动增压器壳体内的压缩机，使其旋转产生高压空气。
增压器壳体内的压缩机将高压空气通过进气管道送入柴油机的进气道，与进入柴油机的新鲜空气混合。
由于增压器提供的高压空气压力比大气压高，进气压力增加，使得进入燃烧室的空气密度增加。
这样，单位体积内的氧气分子数量也增加，提高了燃烧效率。
增压器的原理可以解释为：通过利用排气废气的能量，使涡轮转动以提供压缩机所需的动力，压缩机再将高压空气进一步送入柴油机，从而提高柴油机的进气压力，达到增压的目的。
需要注意的是，良好的增压器设计应考虑到柴油机的额定功率和应用环境，合理匹配增压器的排气量和效能，以确保在各种负荷下均能稳定工作。
此外，增压器还需要进行定期维护和保养，以确保其正常运行和延长使用寿命。
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船用柴油机是一种船舶上用的柴油机。
其工作原理如下：
一股新鲜空气被抽进或泵进发动机汽缸内，然后被运动的活塞压缩到很高的压力。
当空气被压缩时，其温度升高以致它能点燃喷射进汽缸的细雾状燃油。
燃油的燃烧给充进的空气增加更多的热量，引起膨胀并迫使发电机活塞对曲轴做功，曲轴依次地通过其他轴来驱动传船舶的螺旋桨。
两次燃油喷射之间的运行称为一个工作循环。
在四冲程柴油发动机中，这个循环需要由活塞四个不同的冲程来完成，即吸气、压缩、膨胀和排气。
如果我们把吸气和排气与压缩和膨胀结合起来，四冲程发动机就变成了两冲程发电机。
二冲程循环开始于活塞从其冲程的底部（既下止点）上升，此时汽缸边上进气口处于打开状态。
此时，排气阀也打开，新鲜空气充入汽缸，把上一冲程残留的废气通过打开的排气阀吹出去。
阀吹出去。
当活塞向上运行到其行程上午大约五分之一时，它就关闭进气口，同时排气阀也关闭，所以温度和压力都上升到很高的值。
当活塞到达其冲程的顶部（即上止点）时，燃油阀把细雾状的燃油喷射到汽缸内的高温空气中，燃油立即燃烧，热量使压力很快上升。
这样，膨胀的燃气迫使活塞在做功冲程中向下移动。
当活塞向下移动到行程的一半过一点的地方，排气阀打开，高温的燃气由于其自身的压力开始通过排气阀向外流出，该压力受
助于通过进气口进入的新鲜空气。
进气口是随着活塞的进一步下行而打开的。
然后，另一循环又开始了。
在二冲程发动机里，曲轴转一圈做一次做功冲程，而四冲程发动机，需要曲轴转二圈才做一次做功冲程，这就是为什么二冲程发动机在相同的尺寸下能够做大约两倍于四冲程发动机所做功的原因。
在当前实际使用中，具有相同缸径和相同转速的发动机，二冲程发动机输出的功率比四冲程发动机高出大约百分之八十。
这种发动机功率的增加，使得二冲程发动机作为大型船舶主机而得到广泛地应用。
船用柴油机和普通柴油机的区别有两点
其一，船用油一般碱值比较高。
由于船用燃油硫含量高，(一般在0.5%－3.5％范围内变化)因而要求润滑油必须有足够的碱保持性，以中和燃料燃烧后生成的酸性物质。
其二，船用油耐水性能好。
船在海上航行难免遇水污染，因而要求船用润滑油必须具有良好的抗乳化性能和分水性能，而陆用柴油机油则无此工况，也无此要求。
此外，船用油具有车用柴油机油的其它一切性能。
船用柴油机-正文
柴油机的热效率高、经济性好、起动容易、对各类船舶有很大适应性，问世以后很快就被用作船舶推进动力。
至20世纪50年代，在新建造的船舶中，柴油机几乎完全取代了蒸汽机。
船用柴油机已是民用船舶、中小型舰艇和常规潜艇的主要动力（见船舶动力装置）。
船用柴油机按其在船舶中的作用可分为主机和辅机。
主机用作船舶的推进动力，辅机用来带动发电机、空气压缩机或水泵等。
船用柴油机一般分为高速、中速和低速柴油机，表中列出3类柴油机的主要性能指标。
船用主机大部分时间是在满负荷情况下工作，有时在变负荷情况下运转。
船舶经常在颠簸中航行，所以船用柴油机应能在纵倾15°～25°和横倾15°～35°的条件下可靠工作。
大多数船舶采用增压柴油机（见内燃机增压），小功率非增压柴油机仅用在小艇上。
低速柴油机多数为二冲程机，中速柴油机多数为四冲程机，而高速柴油机则两者皆有。
船用二冲程柴油机的扫气形式有回流扫气、气口- 气门式直流扫气和对置活塞式气口扫气。
大功率中、低速柴油机广泛采用重油作为燃料，高速柴油机仍多用轻柴油。
低速柴油机直接驱动螺旋桨，为了使螺旋桨有高的推进效率，要求有较低的转速。
中、高速柴油机通过齿轮减速箱驱动螺旋桨，齿轮箱一般还装有倒顺车机构以实现螺旋桨逆转，但低速柴油机和部分中速柴油机本身可以自行逆转。
中、高速柴油机也有通过发电机 -电动机- 螺旋桨而实现电传动的。
当要求功率较大时也可采用多机并车，低速航行时可以只用一台主机工作，从而提高运行经济性和可靠性。
同船安装两台主机时，根据安装位置和螺旋桨的转向，分为左机和右机（见图）。
船用柴油机的主要发展趋势是：改进增压技术（二级增压、超高增压和补燃增压等）,以提高单机功率;改善燃烧过程、燃用低质燃油和利用废热，以提高经济性；提高可靠性和延长使用寿命;采用故障预报和监控,以实现柴油机自动化遥控。