船舶柴油机的基本知识讲解
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。
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。
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
船用柴油机船用柴油机是一种广泛使用于船只的内燃机，能够为船只提供动力。
本文将介绍船用柴油机的工作原理、特点、应用领域以及相关发展趋势。
一、船用柴油机的工作原理船用柴油机是一种内燃机，通过将柴油燃料与空气混合后，经过压缩和点火，从而产生高温高压的气体，驱动活塞运动，最终转化为机械能，提供船只的动力。
船用柴油机的工作原理可以概括为四个过程：进气、压缩、燃烧和排气。
在进气过程中，气缸内的活塞向下运动，使气缸内的空气通过气门进入气缸；在压缩过程中，活塞向上运动，将气缸内空气压缩；在燃烧过程中，燃油喷入气缸并点火，使燃油燃烧产生高温高压气体，驱动活塞运动；在排气过程中，废气通过排气门排出气缸。
这样循环不断重复，实现了发动机的连续工作。
二、船用柴油机的特点1. 高效：船用柴油机具有较高的热效率和机械效率，能将燃料的能量转化为动力输出，使船只拥有更好的性能和经济性。
2. 节能环保：船用柴油机燃烧过程中产生的废气相对较少，废气排放比较洁净，对环境污染较小；同时，船用柴油机的燃油消耗相对较低，能够实现节能目标。
3. 动力强劲：船用柴油机具有较高的功率和扭矩输出，能够满足船只在各种航行工况下的动力需求。
4. 可靠性好：船用柴油机具有结构简单、故障率低、使用寿命长等特点，能够在极端的船舶环境下稳定工作。
三、船用柴油机的应用领域船用柴油机广泛应用于各类船只，包括商船、客船、客货混合船、渔船、海洋工程船、军舰等。
根据船只的规模和用途不同，船用柴油机的功率、尺寸和性能也有所差异。
在商船领域，船用柴油机主要应用于集装箱船、散货船等，为船只提供稳定可靠的动力；在客船领域，船用柴油机被广泛应用于邮轮、客运船等，为乘客提供舒适的航行体验；在海洋工程领域，船用柴油机被用于海洋勘探、海上钻探等项目，为工作船只提供强大动力支持。
四、船用柴油机的发展趋势随着船舶行业的发展和环保意识的增强，船用柴油机也在不断发展和创新。
以下是船用柴油机的一些发展趋势：1. 清洁能源：为了减少船舶对环境的污染，船用柴油机逐渐向清洁能源过渡，采用LNG（液化天然气）等低碳燃料代替传统柴油，减少污染物排放。
船舶柴油机概述-PPT课件
更换磨损件
油液管理
及时更换磨损严重的部件，如气缸套、活 塞环等，以保证柴油机的正常运转。
合理选用和管理柴油机油和其他润滑油， 确保油液质量和清洁度。
船舶柴油机常见故障与排除
启动困难
检查启动电路、燃油喷射系统、气缸压力等， 确保正常启动条件。
运转异常
检查燃油喷射、气缸压力、排气系统等，找 出运转异常的原因并排除。
废气处理技术
应用SCR（选择性催化还原）技术， 降低氮氧化物排放。
船舶柴油机的发展趋势
高效能
追求更高的热效率和功率密度， 降低能耗。
低排放
降低氮氧化物、硫氧化物和颗粒物 等污染物排放。
智能化
实现远程监控、故障诊断和预测性 维护等功能。
船舶柴油机的未来展望
新能源应用
探索使用燃料电池、混合动力等 新能源技术，替代传统柴油动力。
燃料缓慢燃烧的阶段， 燃烧速度逐渐减缓。
燃烧结束后的阶段，剩 余的燃料继续燃烧。
船舶柴油机的性能指标
功率
表示柴油机在单位时间内所做 的功的大小。
转速
表示柴油机曲轴每分钟的转数 。
燃油消耗率
表示柴油机每输出单位功率所 消耗的燃油量。
排放性能
表示柴油机排放的废气中污染 物的含量和种类。
03
船舶柴油机的类型与结构
船舶柴油机概述-ppt课件
• 船舶柴油机简介 • 船舶柴油机的工作原理 • 船舶柴油机的类型与结构 • 船舶柴油机的应用与维护 • 船舶柴油机的发展趋势与展望
01
船舶柴油机简介
船舶柴油机的定义与特点
总结词
船舶柴油机是一种用于船舶推进的柴油发动机，具有高功率、高效率、可靠性和耐久性等特点。
船舶柴油机详解
第三章燃油喷射与燃烧柴油机的燃油喷射系统是柴油机最重要的系统之一，其主要功能是为柴油机缸内混合气的形成与燃烧提供所需的燃料。
它对柴油机的燃烧以及柴油机的动力性、经济性、可靠性、排放特性和起动性能等一系列性能指针具有直接的影响。
自柴油机诞生以来，柴油机的燃油喷射与燃烧一直受到人们的密切关注，对此进行了大量的研究。
现代测试技术与测试手段的发展与使用，把柴油机的燃油喷射与燃烧研究提高到一个崭新的阶段，使人们对柴油机燃烧过程有了更深刻的了解，推动了柴油机开发与制造技术的发展。
船舶柴油机目前使用的燃料主要有轻柴油、重柴油、重油及渣油等四类。
要使它们在缸内着火并燃烧并不困难，但要使其燃烧过程与活塞运动密切配合并获得较高的柴油机动力性及经济性却不是一件容易的事。
对柴油机燃烧的要求可大致概括为及时（在上止点前发火并迅速燃烧）、完全、平稳（燃烧过程柔和，无燃烧敲缸现象）和空气利用率高。
由于柴油机燃烧过程的进行时间极为短暂，通常为毫秒量级，而且燃油在燃烧之前必须经历燃油喷射、雾化并与空气混合成可燃混合气等一系列复杂的准备过程，才能最后以气态形式发火燃烧，这就要求燃油雾化、空气运动及燃烧室三者之间的合理匹配才能完成。
根据柴油机的压缩发火特点，欲完成一次缸内燃烧必须在压缩行程末期把燃油高压喷入气缸并与缸内的新鲜空气混合成可燃混合气（内部混合），然后在足够高的压缩温度下发火并燃烧。
由此可见，影响柴油机燃烧的基本因素有：燃油品质和喷射质量、缸内空气数量和运动状态以及压缩温度。
在柴油机设计与管理中为保证柴油机具有良好的燃烧质量，均应保证上述因素最佳匹配。
第一节燃油柴油机的燃油大多来自石油产品。
天然石油提炼燃油的工艺主要是蒸馏，其次是热裂化、催化裂化和加氢裂化。
蒸馏法是根据石油的不同组分有不同的沸点而在不同的温度下分馏出不同的油品。
常压蒸馏(称直馏)在360 ℃～370℃下进行，先后分馏出汽油、煤油、轻柴油和重柴油。
剩下的重油（馏分在350℃以上）再送入410℃下减压蒸馏，并先后分馏出重柴油和润滑油。
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船舶柴油机的基本知识讲解
语言文字流畅，逻辑清晰
柴油机是船舶常用的动力主机，它是一种具有较高效率的内燃机，可
以将液态燃料的化学能转换为机械能。
柴油机拥有结构简单、可靠性高、
机械效率高、使用方便等优点，所以成为船舶的重要动力部件。
柴油机的基本构造主要由燃烧室、活塞和连杆、曲轴箱、机头部组成。
柴油机的工作原理是：活塞在曲轴箱中来回运动，每次运动吸入空气，在
燃烧室内经过燃料混合、点火燃烧、压缩排气等一系列动作，形成一个动
力周期。
柴油机的效率也很重要，它主要取决于气缸静压比、燃烧室容积、气
缸衬套和活塞等部件的设计参数。
柴油机的效率也受到气缸内的压力和温
度以及室外空气温度、湿度和气压的影响。
柴油机运转时，活塞机械能转换成热能，要升温，柴油机要冷却，这
时候就需要冷却系统，而柴油机的冷却系统主要分为水冷和气冷两种。
水
冷冷却系统的冷却效率高，但维护和保养费用也大，另外夏季水温较高时
也可能出现冷却效果未达到要求的情况；气冷冷却系统的解决方案比较简单，不仅维护费用低，而且不易受外界环境的影响，但效率较低。