柴油机特性及选型
第九章柴油机的特性
4.最低转速限制
柴油机转速过↓→燃油雾化和混 合质量↓各种正时不合适→工作 不正常，不稳定。 最低稳定转速限制线如曲线9所 示。 当柴油机按推进特性（曲线11） 工作时，∵Pe＝cn3，转速↓→ 负荷迅速↓，在转速降低到某一 数值以后负荷将减小到最小负荷 速度特性所限制的数值以下，→ 柴油机运转不稳定。 柴油机在各种负荷下持续运转允 许的最低转速为曲线10所限制。
二、柴油机特性及其分类
柴油机的功率Pe Pe＝Cpen i，在柴油机一定时Pe＝C1pen ， 柴油机特性分为三类： 1.速度特性： 平均有效压力不变，有效功率Pe随转速n的变化规律； 2.负荷特性： 柴油机转速不变，有效功率Pe随平均有效压力pe （负荷） 的变化规律；——带发电机的副机按此规律工作。 3.推进特性： 柴油机有效功率随pe和n变化的规律；推进特性为其中典 型的规律。
螺旋桨特性曲线
在船舶稳定航行时（装载、气候、海面状况等都稳 定）， λp 基本不变为常数，根据 FP=K1ρnP2 D4 ， MP= K2 ρnP2D5 ， 则 推 力 和 扭 矩 可 表 达 为 ： FP=C1nP2 ，MP= C2 nP2。此时桨所需的功率，根据 p20公式可写成： PP= MP n / 9550，故：PP= CnP3 KW。 （桨吸收的功率与转速的3次方成正比，扭矩与转速 的平方成正比。）
3.部分负荷速度特性
当油量调节机构固定在比 标定位置小的位置时，所 测得的柴油机特性称为部 分负荷速度特性（亦称部 分特性）。如图中的曲线4、 5、6所示。
第三节 负荷特性
测取负荷特性时，在改变外负荷的同时改 变每循环供油量，使n保持不变。从公式 Pe=Cpeni可看出这时有效功率Pe与平均有效 压力pe成正比（Pe=Bpe）。
柴油发电机技术方案
柴油发电机技术方案柴油发电机技术方案随着中国经济的不断发展，电力需求量的不断增大，许多地方开始引进柴油发电机，以满足当地的电力需求。
本文将针对柴油发电机的技术方案进行研究，以提高其效率和稳定性。
一、柴油发电机原理柴油发电机是一种利用柴油燃烧产生的热量来驱动发电机工作的发电设备。
其主要部件包括柴油机和电动发电机两部分。
柴油机是将柴油燃料燃烧后产生的热能转化为机械能的设备，而电动发电机则是将机械能转化为电能的设备。
整个系统中还包括冷却器、燃油系统、排气系统、供电系统等部分。
二、柴油发电机的技术方案1. 柴油机选型柴油机是柴油发电机的核心部件，其性能直接影响整个系统的效率和稳定性。
在选型时应考虑以下几点：(1) 功率选择：根据电力需求确定柴油机的容量，不要超过实际需求，否则会浪费能源并增加运行成本。
(2) 节能降耗：选择燃油消耗量小且机组自身耗电量低的柴油机，以提高整个系统的能效。
(3) 可维修性：不同的柴油机品牌和型号，在维修和保养方面有所不同。
应选择易于维护和保养的柴油机。
(4) 系统兼容性：柴油发电机系统是一个集成化、复杂的技术体系，要充分考虑柴油机和电机之间的兼容性，以保证整个系统的稳定性和可靠性。
2. 燃油系统升级燃油系统对柴油发电机的工作效率和稳定性影响很大。
为了克服燃油系统中的一些问题，应对其进行升级改造：(1) 安装优质燃油过滤器和油水分离器，以净化燃油和延长维修周期。
(2) 采用高效节能的燃油喷射系统，优化燃油喷射控制策略，提高发电机系统的能效。
(3) 采用先进的燃油泵技术，提高燃油供应的可靠性和精度。
3. 控制系统优化控制系统是柴油发电机的大脑，它掌控整个系统的工作状态。
控制系统优化可提高系统的便捷性和可靠性，加强系统对各种外部情况的适应能力，从而提高系统的性能和稳定性。
(1) 采用数字化控制系统，以提高发电机的可靠性、准确度和灵活性。
(2) 增加故障诊断和自我保护功能，减少机组的停机和维修时间。
低速柴油机、中速柴油机、高速柴油机效率
低速柴油机、中速柴油机、高速柴油机效率柴油机的工作速度（即转速）通常分为低速、中速和高速柴油机。
这三种柴油机的效率受到多种因素的影响，包括设计、用途和负载等。
以下是对低速、中速和高速柴油机效率的一般概述：
1.低速柴油机：
•工作范围：低速柴油机通常在150 RPM到750 RPM 的范围内工作。
•效率特点：由于低速柴油机的设计偏向于大功率、大扭矩，因此在高负载条件下通常具有较高的燃油效率。
然而，在轻负载条件下，效率可能下降。
2.中速柴油机：
•工作范围：中速柴油机的工作转速通常在750 RPM 到1,200 RPM之间。
•效率特点：中速柴油机在功率和燃油效率之间取得了一种平衡。
它们适用于多种应用，包括船舶、发电机组
等。
3.高速柴油机：
•工作范围：高速柴油机通常在1,200 RPM以上的高转速范围内工作。
•效率特点：高速柴油机在相对较小的尺寸和轻负载条件下具有高效率。
它们适用于轻型车辆、小型发电机等
应用。
需要注意的是，柴油机的设计和用途会对其效率产生显著影响。
实际应用中，柴油机的效率也受到操作条件、维护状况和燃料质量等多方面因素的影响。
总体而言，选择柴油机应该基于具体的应用需求，并在设计、运行和维护过程中注意提高其效率。
选购柴油机要考虑的因素
选购柴油机要考虑的因素
1、柴油机的用途。
对于起动频繁并经常移动的机械，如拖拉机、农用汽车、移动电站等，可选用轻型高速柴油机；对于固定动力装置，如农业排灌、农副产品加工机械配套动力，则可以选用转速较低而潜力较大的柴油机。
同时，对于农用动力来讲，大部分时长期连续运转，所以良好的经济性是十分重要的。
2、柴油机的使用寿命和工作可靠性。
由于农村使用和维护保养条件较差，要选用能长期可靠运转的柴油机，而不能脱离实际，单纯追求指标先进。
3、要考虑柴油机的“系列化、标准化、通用化”水平。
“三化”程度高的柴油机更换通用易损件和进行修理都很方便，配件供应充足，因此要尽量选用系列产品。
4、由于零件的自然磨损等因素，柴油机在长期运转种功率和经济性会逐渐降低，所以在配套时柴油机的功率要适当留有余地，以便充分发挥其效益。
高原地区还应考虑由于海拔高、气压低而引起功率下降的问题。
康明斯柴油发电机组选型分析1
康明斯柴油发电机组选型分析一、柴油发电机组概述及现状一般陆用柴油发电机组由：柴油发动机、交流同步发电机（俗称电球）、控制系统、底盘等附件组成。
目前国内一线品牌的发电机用柴油机主要为卡特、康明斯、沃尔沃、道依茨、珀金斯等；二线品牌的有：潍柴、上柴、济柴等。
目前国内常见的一线品牌交流同步发电机（俗称电球）主要有独资的无锡斯坦福发电机和合资的上海马拉松发电机，二线品牌的有国产的英格发电机、麦格特发电机。
发电机组控制系统是柴油发电机组的技术核心，国内常用的一线品牌的控制系统有卡特EMCP控制系统、康明斯PCC控制系统等原装设备进口成套控制系统，二线品牌的有采用英国深海控制模块国内组装的控制器，和一些台湾、香港产控制模块组装的控制器，如凯讯、科迈、众智等各种品牌。
底盘等附件多为国内各个厂家根据需要自行生产、设计以满足不同场地的需要。
二、国内柴油发电机组现状目前国内200KW以下的小型柴油机发电机组主要有原装进口整机产品、国内独资工厂原装产品，国内合资工厂产品，OEM（及代工生产）组装产品、国产品牌产品以及贴牌假冒类产品等诸多门类。
由于纯进口的价格较高，多用在大型柴油发电机组上。
小功率的柴油发电机组常用的一线品牌有由美国康明斯公司在中国生产的康明斯伟力柴油发电机组，其优点是发电机组控制系统由康明斯公司配合康明斯发动机和斯坦福发电机的功耗曲线而专门设计生产，优点是数字化控制模块，先进的检测、控制及故障诊断功能、优异的变负载耐受性及功能匹配性，品质稳定可靠，服务全球联保。
二线品牌主要有银鹏、鼎新、康菱等国内较大规模的OEM工厂组装生产，三线品牌的是一些中小型的OEM厂商生产的，及国产的上柴、玉柴、潍柴等，另外市场上还有很多贴牌、假冒的充斥市场。
三、康明斯发电机组性能及报价比较本次我们根据公司施工情况和选择了4个不同的品牌厂商进行报价比较，其比较内容见附表《常用100KW康明斯柴油发电机组参数性能比较表》四、选型理由一般发电机组的选择是根据用电设备和使用环境等因素选择，对于长时间大负荷恶劣环境下工作和对输出电压稳定性要求较高及重要场合供电时通常选用成套进口和合资的一线品牌发电机组。
柴油机的优缺点分析
柴油机的优缺点分析柴油机作为一种重要的动力设备，具有许多独特的优势，但同时也存在一些缺点。
本文将从多个角度对柴油机进行全面地分析和讨论。
一、原理和构成柴油机是一种利用压燃燃料产生高温高压气体驱动活塞作往复运动的内燃机，可广泛应用于汽车、船舶、发电机组以及农业等领域。
它由燃料系统、进气系统、排气系统、冷却系统、点火系统、机体部分以及润滑系统等组成。
相比于汽油机，柴油机的燃料是柴油，它本质上是一种高碳、高密度和低挥发性的燃料，因此需要更高的压力和温度才能点燃。
二、优点1、高效柴油机的效率较高，这主要是因为它能够提供更高的压缩比和更高的燃油效率。
通常来说，柴油机的压缩比可达到 20：1 或更高，燃油效率可达到 60% 以上。
这意味着柴油机能够以较少的燃料消耗实现更高的动力输出，进而降低使用成本。
2、耐久与汽油机相比，柴油机的废气温度较低，因此它的发动机部件也不容易受到高温的损害。
此外，柴油机所使用的柴油比汽油更稠密、更润滑，这也有助于减少发动机的磨损和损坏。
3、扭矩大由于柴油燃料的高压缩率，柴油机通常拥有更高的扭矩。
这意味着柴油机能够在低转速下提供更好的加速性能和更大的牵引力。
这也使得柴油机非常适合于较重的载货车或拖车等应用。
4、易于维护柴油机的设计相对简单，不需要点火线圈、火花塞等零部件，因此其维护成本远低于汽油机。
同时，柴油机的可靠性也更高，故障率要低于汽油机。
这也使得柴油机更加适合应用于重负荷的工程机械或拖拉机等设备中。
5、环保柴油机相对于汽油机来说排放更加清洁。
由于柴油燃料的化学性质不同，其产生的废气中含有较少的有毒气体。
此外，随着柴油机技术的不断进步，排放标准也逐步提升，柴油机的环保性将得到更好的保证。
三、缺点1、冷启动困难柴油燃料的密度大、粘度高，因此在低温环境下容易结冰或变稠。
这也意味着在寒冷的天气中，启动柴油机的难度更大。
对于柴油机车辆，在冷天气下可能需要预热数分钟才能启动。
这也增加了维护成本和使用成本。
柴油发电机有哪些选型
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2、常用柴油发电机组的选择。
常用发电机组持续工作时间长，负荷曲线变化较大，机组容量、台数、型式的选择及机组
的进行控制方式与应急机组不同。（1）容量的确定：按机组长期持续运行输出功率能满足全工程最
大计算负荷选择，并应根据负荷的重要性确定发电机组备用机组容量。柴油机持续进行的输出功率， 一般为标定功率的0.9倍。（2）台数的确定：一般设置通常为2台以上，以保证供电的连续性及适应 用电负荷曲线的变化。机组台数多，才可以根据用电负荷的变化确定投入发电机组的进行台数，使
的起动方式有三种：①手摇起动；②电动起动 ；③ 压缩空气起动。在高层建筑中宜采用电起动方式，避免采用 压缩空气起动方式。一类高层建筑中一定要选择带自起动装 置的柴油发电机组，一旦市网供电中断，必须在15秒内供电 (高规要求30秒)。二类高层建筑中有条件时，也宜采用带自起 动装置的机组，有困难时也可采用手动起动装置。
柴油发电机有哪些选型
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1、机组选择时应考虑几个因素。
主要包括机械与电气性能、机组的用途、负荷的容量与变 化范围、机组的使用环境条件（包括海拔高度、气候条件、 噪声）、自动化功能等。由于柴油发电机组可用于常用、备 用和应急等3种情况，因此不同用途对柴油发电机组的要求就 有所区别。
5、注意额定功率和后备功率的关系，KVA 和KW的关系。
市场上有些厂家仅说一个“功率”，把后备功率当作额定功率来介绍 和销售机组。实际上后备功率=1.1x额定功率。而且后备功率只能在 12小时连续运行中使用1小时。在国内普遍都是用额定功率来标识柴 油发电机组的，而在国际上是采用备用功率来标识。KVA是视在功率， KW是有效功率，他们之间的关系为IKVA=0.8KW。进口机组一般用KVA 表示功率单位，而国内用电设备一般都用KW表示。
柴油发电机功率选型标准
柴油发电机功率选型标准1. 引言柴油发电机作为一种常见的发电设备，其功率选型标准对于发电机的使用和性能至关重要。
本文将就柴油发电机功率选型标准进行全面、详细、完整且深入地探讨，以帮助使用者正确选择适合自己需求的柴油发电机。
2. 柴油发电机功率选型原则柴油发电机的功率选型应基于以下原则进行：2.1 负载需求根据负载需求确定所需的功率规模，包括正常运行时的负载以及负载峰值时的需求。
在选择柴油发电机时，应确保其输出功率能够满足负载需求，以避免过载或不足。
2.2 发电机的额定功率柴油发电机的额定功率是指发电机能够连续运行的功率。
在选型过程中，应确保所选发电机的额定功率能够满足负载需求，且有一定的余量，以确保发电机正常运行。
2.3 发电机的峰值功率柴油发电机的峰值功率是指发电机能够短时间内提供的最大功率。
在选型过程中，应考虑到负载峰值时的需求，选择具备足够峰值功率的发电机，以确保在负载峰值时正常供电。
2.4 柴油发电机的效率柴油发电机的效率是指发电机的输出功率与输入功率的比例。
在选型过程中，应选择具有较高效率的发电机，以降低能源消耗和运行成本。
3. 柴油发电机功率选型步骤柴油发电机的功率选型一般包括以下步骤：3.1 确定负载需求根据实际负载需求，在非负载峰值和负载峰值情况下，确定所需的功率规模。
3.2 选择额定功率根据负载需求和所选发电机的额定功率，选择额定功率能够满足负载需求，并留出一定余量的发电机。
3.3 考虑负载峰值根据负载峰值时的需求，选择具备足够峰值功率的发电机。
3.4 考虑电压需求根据实际应用场景的电压需求，选择合适的柴油发电机。
3.5 考虑环境因素考虑柴油发电机运行环境的温度、海拔等因素，选择适合环境的柴油发电机。
4. 柴油发电机功率选型的具体细节在柴油发电机功率选型的过程中，还需要考虑一系列的具体细节，包括但不限于以下几个方面：4.1 功率因数的影响功率因数是发电机输出电功率与视在功率的比值。
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第三类
柴油机运行中平均有效压力pe和转速n同时改变。
第二节 柴油机特性
一、速度特性 二、负荷特性 三、推进特性 四、柴油机的限制特性
一、速度特性
速度特性: 将喷油泵油量调节机构固定在某一 位置上，然后改变柴油机的负荷，使柴油机转 速变化，测得的柴油机主要性能指标和工作参 数随转速变化的规律
1 ．全负荷速度特性 2 ．超负荷速度特性的测量 3 ．部分负荷速度特性
2.研究柴油机特性的目的
(1)评价柴油机性能。 (2)确定柴油机工况。 (3)分析影响特性的因素，寻找改善发动机特性的途径， (4)检测柴油机的状态。
三、柴油机特性分类
Pe=cpeni
第一类
平均有效压力pe不变，有效功率Pe随转速n改变而变 化。——速度特性。
第二类
柴油机运转的转速n保持恒定，通过改变平均有效压 力pe来改变有效功率Pe。——负荷特性。
3.其他工况
二、柴油机特性及研究柴油机特性的目的
1.柴油机特性
柴油机特性：柴油机的主要性能指标和工作参数随运转工况 变化的规律。
主要性能指标：平均有效压力pe、有效功率Pe、有效转柴矩Me、 有效热效率ηe和有效油耗率ge等 工作参数： 转速n、增压压力pk、最高燃烧压力pz、最高排气 温度tr、增压器转速nk和涡轮机出口温度tT等
第九章 柴油机特性及选型
第一节 概述
一、船舶柴油机的工况 二、柴油机特性及研究柴油机特性的目的 三、柴油机特性分类
一、船舶柴油机的工况
1.发电机工况
柴油机的发电机工况是转速不变而功率随时发生变化的工况
2.螺旋桨工况
柴油机发出的功率和其转速都是改变的。螺旋桨在工作时其 吸收功率与转速的m次方成比例(Pp=cnm)。 它的功率与转速之间没有一定的关系。 驱动调距桨的主机 驱动应急救火泵或应急空压机的柴油机 航行条件和运行状态发生变化时
柴油机的推进特性
Ｐe= Pp＝Ｃnp3（kW） 柴油机的推进特性
柴油机按照螺旋桨特性 工作时，各性能指标和 工作参数随转速(或负荷) 变化的规律。
推进特性曲线
四、柴油机的限制特性
柴油机的限制特性
指限制柴油机在各种转速下的最大有效功率，使柴 油机的机械负荷和热负荷不超出为保证它可靠工作 而规定的允许范围。 最高爆发压力pz、平均有效压力pe、曲轴转矩Me、 过量空气系数 α、排气温度 tr以及涡轮增压器转速 n Ｔ等参数作为限制因素。其中较常用的是Me、α和 tr。
(1)15min功率； (2)1h功率； (3)12h功率； (4)持续功率。
船用柴油机以持续功率作为标定功率 国外船用柴油机 MCR（Maximun Continuous Ratings）
3）速度特性的测量
试验前的准备工作
（1） 柴油机具有良好的技术状态，然后进行特性试 验。 （2） 试验时保持柴油机稳定运转各系统调整在最佳 状态
1 ．全负荷速度特性
全负荷速度特性：将柴油机喷油泵油量调节机 构固定在相当于标定转速下发出标定功率的供 油位置上，然后，通过调节试验负荷，逐步改 变柴油机的转速。由此得到的性能指标及工作 参数随转速变化的规律。
1）标准试验环境状况
一般柴油机
大气压力p0=100kPa或750mmHg 相对湿度0=30% 环境温度T0=298K或25℃ 中冷器进口冷却介质温度Tc0=298K或25℃。
三、推进特性
螺旋桨推力FP和转矩MP 与转速的关系
ＫＦ、Km与进程比λp的关系
进程比
进程比λp是指螺旋桨每转一转实际产生的位移与螺旋 桨直径D之比， λp＝vp／npＤ＝hp／Ｄ 式中：
hp——螺旋桨每一转的进程； vp——船速。
推力和转矩公式可写成 Ｆp=Ｃ1np2 Ｍp=C2np2 螺旋桨功率与转速的关系 Pp＝Ｃnp3 (kW)
标准试验环境状况
“无限航区”的船用内燃机(IACS)
大气压力px=100kPa 相对湿度x=60% 环境温度Tx=318K或45℃ 中冷器冷却介质进口温度Tcx=305K或32℃。
2）标定功率
标定功率：指标准环境状况下，制造厂根据内 燃机的用途和特点规定的在标定转速下的有效 功率(kW)。
限制因素
柴油机的限制特性
1等转矩限制特性
柴油机在各种转速下的转矩值Me都等于或小于标定 转速和标定功率下的转矩Mb。 对热负荷的限制：过量空气系数α，工作循环平均 温度tm，平均排气温度tr 等排气温度限制特性：柴油机在各种转速下的排气 温度值tr都等于或小于标定转速和标定功率下的排 气温度tr
第三节 柴油机的选型区域和使用范围
一、船舶主机的选型区域
二、约定最大持续功率的确定
由船东和厂方商定 在船上实际使用的 最大持续功率 1 . 螺旋桨设计点的 确定 2.功率储备
功率贮备 主机长期运转最大功率要低于标定功 率一个值。
柴油机的速度特性
2．超负荷速度特性
船用柴油机的超负荷功率
功率 标定功率的110% 转速 标定转速的103% 在12h运转期内允许超负荷运转1h。
运转时间
柴油机的速度特性
3）部分负荷速度特性
如果将喷油泵油量调节机构固定在小于标定功 率油量的各个位置上，分别测得的柴油机的主 要性能指标和工作参数随转速变化的关系。 可测得若干条柴油机部分负荷速度特性曲线
2等排气温度限制特性
柴油机的限制特性
柴油机的限制特性：
对机械负荷和热负荷 两个方面的限制为主要限 制参数 后期则以排气温度作 为主要限制参数。
五、柴油机的工作范围
柴油机在各种转速下允 许达到的最大功率 柴油机在各种转速下的 最小功率 柴油机在各种负荷下可 达到的最高转速 柴油机在各种负荷下可 能达到的最低转速
柴油机的速度特性
二、负荷特性
柴油机负荷特性:
在转速保持不变的情 况下，柴油机的各 项主要性能指标和 工作参数随负荷变 化的规律。 负荷特性是在试验台 上或实船条件下测 取的。
柴油机负荷特性
二、负荷特性
作用：
①比较不同柴油机的性能或评价同一柴油机的结构设 计改变或调整后的效果； ②标定柴油机的功率； ③绘制万有特性曲线（柴油机各种性能参数相互关系 的综合特性曲线）