船舶柴油机
船舶柴油机的工作原理
船舶柴油机的工作原理
船舶柴油机是一种内燃机，主要用于推动船只的动力装置。
它是通过将柴油燃料与空气混合并在高温高压条件下燃烧，将化学能转化为机械能来实现推动船只的目的。
下面将详细介绍船舶柴油机的工作原理。
1. 压缩冲程（压缩行程）：当活塞下行时，柴油机的气缸内的空气被压缩，使气缸内的压力和温度升高。
这一过程是通过曲轴的旋转来完成的。
在压缩冲程中，气缸内的空气逐渐被压缩，使其体积减小，压力和温度逐渐升高。
2. 燃油喷射：在压缩冲程结束时，燃油喷射系统将精确计量的柴油燃料喷入气缸内。
燃油喷射系统通常由高压燃油泵、喷油嘴和喷油控制器组成。
喷油嘴会将燃油以高压喷入气缸内，形成一个可燃的燃料雾化云。
3. 燃烧冲程：当燃油喷射到气缸内时，它会与高温高压的空气混合，形成一个可燃的混合气体。
然后，喷油控制器会引发火花，点燃混合气体，从而引发燃烧反应。
燃烧过程中，燃料的能量被释放，高温高压的气体推动活塞向下运动，产生机械能。
4. 排气冲程：在燃烧冲程结束后，活塞开始向上运动，将燃烧产生的废气排出气缸。
废气通过排气门进入排气管，并被排出船舶外部。
5. 重复循环：完成一次工作循环后，曲轴再次旋转，活塞再次进行压缩冲程，开始下一个工作循环。
船舶柴油机通常采用四冲程循环，即压缩冲程、燃油喷射、燃烧冲程和排气冲程。
船舶柴油机的工作原理可以总结为压缩冲程、燃油喷射、燃烧冲程和排气冲程四个过程，通过这些过程将化学能转化为机械能，推动船只前进。
船舶柴油机具有高效率、高可靠性和较低的燃料消耗等优点，因此被广泛应用于船舶工业。
船舶柴油机的工作原理
船舶柴油机的工作原理船舶柴油机是船舶主要的动力装置，它采用柴油作为燃料，通过内燃机的工作原理将燃料转化为机械能，推动船舶前进。
下面将详细介绍船舶柴油机的工作原理。
1. 柴油机的基本构造船舶柴油机由气缸、活塞、曲轴、连杆、气门、喷油器等部件组成。
气缸是柴油机的主要工作部件，活塞在气缸内作往复运动，通过连杆与曲轴相连，将活塞的直线运动转化为曲轴的旋转运动。
气门控制燃气进出气缸，喷油器负责将燃油喷入气缸进行燃烧。
2. 工作循环船舶柴油机采用的是四冲程循环工作原理，包括进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程和排气冲程。
- 进气冲程：活塞下行，气门打开，进气门打开，外界空气进入气缸，同时柴油喷油器关闭。
- 压缩冲程：活塞上行，气门关闭，压缩空气，提高气缸内的压力和温度。
- 燃烧冲程：活塞上行至顶死点，柴油喷油器喷出燃油，与高温高压的压缩空气混合，发生自燃燃烧，释放出大量的热能。
- 排气冲程：活塞下行至底死点，气门打开，废气排出气缸。
3. 燃油喷射系统船舶柴油机的燃油喷射系统主要由燃油泵和喷油器组成。
燃油泵将燃油从燃油箱中抽取，通过高压油管输送到喷油器，喷油器负责将燃油喷入气缸进行燃烧。
喷油器的喷油量、喷油时间和喷油角度可以通过调整喷油器的参数来控制，以实现燃油的合理喷射。
4. 点火系统船舶柴油机采用的是压燃式点火系统，即通过高温高压的压缩空气使燃油自燃燃烧，无需点火器。
点火系统主要包括火花塞、点火线圈和点火控制装置。
火花塞用于点燃混合气，点火线圈提供高压电流，点火控制装置控制点火的时机和顺序。
5. 冷却系统船舶柴油机的冷却系统主要通过循环水冷却的方式来降低发动机的温度。
冷却水通过水泵循环流动，经过发动机散热器散热，将发动机产生的热量带走，保持发动机的工作温度在合适的范围内。
6. 润滑系统船舶柴油机的润滑系统主要用于减少发动机各部件之间的摩擦和磨损，延长使用寿命。
润滑系统包括润滑油泵、滤油器、润滑油冷却器等部件，润滑油通过润滑油泵输送到发动机各部件，形成一层润滑膜，减少摩擦。
船舶柴油机的工作原理
船舶柴油机的工作原理船舶柴油机是一种常见的动力装置，广泛应用于各种船舶上。
它是通过燃烧柴油燃料产生的热能转化为机械能，从而驱动船舶进行航行的。
下面将详细介绍船舶柴油机的工作原理。
1. 燃料供给系统：船舶柴油机的燃料供给系统主要由燃油箱、燃油过滤器、燃油泵和喷油器等组成。
柴油从燃油箱经过过滤器进入燃油泵，然后被压入高压喷油器内，最后通过喷油器喷入燃烧室。
2. 压缩过程：柴油机的工作过程中，首先进行的是压缩过程。
活塞在上行过程中将气缸内的空气压缩，使其温度升高。
由于柴油的自燃温度较高，所以在压缩过程中并不会自燃。
3. 燃烧过程：当活塞达到上止点时，喷油器开始喷入高压柴油。
柴油遇热空气即可自燃，形成高温高压气体。
这些气体推动活塞向下运动，同时驱动曲轴旋转，产生机械能。
4. 排气过程：当活塞到达下止点时，排气门打开，将燃烧后的废气排出气缸。
这个过程中，活塞向上运动，将废气排出。
5. 冷却系统：船舶柴油机工作时会产生大量的热量，为了保持机器正常运行，需要进行冷却。
冷却系统通过循环流动的冷却水将发动机的热量带走，保持发动机温度在适宜的范围内。
6. 润滑系统：船舶柴油机的各个运动部件需要润滑油来减少摩擦和磨损。
润滑系统通过泵将润滑油送入各个部件，形成润滑膜，减少摩擦。
7. 点火系统：柴油机是通过压缩燃烧来产生动力的，因此不需要点火系统。
相比汽油发动机，柴油机更加节能和稳定。
船舶柴油机的工作原理可以总结为：燃油供给系统提供柴油，柴油在压缩过程中产生高温高压气体，燃烧后产生机械能，通过冷却和润滑系统保持正常运行。
总结：船舶柴油机的工作原理是通过燃烧柴油燃料产生的热能转化为机械能，实现船舶的推进。
它包括燃料供给系统、压缩过程、燃烧过程、排气过程、冷却系统、润滑系统和点火系统等组成。
了解船舶柴油机的工作原理对于船舶的维护和运行至关重要。
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。
大型船舶柴油机尺寸
大型船舶柴油机尺寸大型船舶柴油机尺寸可以根据不同类型和用途的船舶来划分。
下面我将按照大型客船、货船和油轮来详细介绍它们的柴油机尺寸。
一、大型客船柴油机尺寸：1. 超大型客船：- 主机数量：通常为4台至6台- 缸径：直径一般在750毫米至900毫米之间- 行程：行程通常在2000毫米至2400毫米之间- 净重：净重一般在1800吨至3000吨之间2. 大型客船：- 主机数量：通常为2台至4台- 缸径：直径一般在600毫米至750毫米之间- 行程：行程通常在1600毫米至2000毫米之间- 净重：净重一般在1000吨至1800吨之间3. 中型客船：- 主机数量：通常为1台至2台- 缸径：直径一般在400毫米至600毫米之间 - 行程：行程通常在1200毫米至1600毫米之间 - 净重：净重一般在500吨至1000吨之间二、货船柴油机尺寸：1. 超大型货轮：- 主机数量：通常为4台至6台- 缸径：直径一般在900毫米至1000毫米之间 - 行程：行程通常在2400毫米至2600毫米之间 - 净重：净重一般在3000吨至5000吨之间2. 大型货船：- 主机数量：通常为2台至4台- 缸径：直径一般在750毫米至900毫米之间 - 行程：行程通常在2000毫米至2400毫米之间 - 净重：净重一般在1800吨至3000吨之间3. 中型货船：- 主机数量：通常为1台至2台- 缸径：直径一般在600毫米至750毫米之间- 行程：行程通常在1600毫米至2000毫米之间 - 净重：净重一般在1000吨至1800吨之间三、油轮柴油机尺寸：1. 超大型油轮：- 主机数量：通常为4台至6台- 缸径：直径一般在900毫米至1000毫米之间 - 行程：行程通常在2400毫米至2600毫米之间 - 净重：净重一般在3000吨至5000吨之间2. 大型油轮：- 主机数量：通常为2台至4台- 缸径：直径一般在750毫米至900毫米之间 - 行程：行程通常在2000毫米至2400毫米之间 - 净重：净重一般在1800吨至3000吨之间3. 中型油轮：- 主机数量：通常为1台至2台- 缸径：直径一般在600毫米至750毫米之间 - 行程：行程通常在1600毫米至2000毫米之间- 净重：净重一般在1000吨至1800吨之间以上是大型客船、货船和油轮的柴油机尺寸，具体规格可能根据船舶设计和需求的不同而有所变化。
船舶柴油机的工作原理
船舶柴油机的工作原理船舶柴油机是一种常见的动力装置，用于驱动船舶进行推进。
它是一种内燃机，利用柴油燃料进行燃烧，产生高温高压气体，通过活塞运动将热能转化为机械能。
下面将详细介绍船舶柴油机的工作原理。
1. 空气进气船舶柴油机的工作原理首先涉及空气进气。
柴油机通过进气道将空气引入气缸内。
空气进气通常通过一个过滤器进行清洁，以防止灰尘和杂质进入气缸。
2. 压缩进入气缸的空气会被活塞向上压缩。
在压缩过程中，活塞向上运动，将空气压缩到非常高的压力和温度。
这个过程中，柴油机的压缩比决定了最终压缩的程度。
3. 燃烧当活塞达到最高点时，柴油燃料通过喷油器喷入气缸。
柴油燃料与高温高压空气混合，形成可燃混合物。
然后，喷油器中的喷嘴会将柴油燃料雾化，使其更容易点燃。
4. 点火当柴油燃料与空气混合物达到适当的浓度时，点火系统会引起点火，将混合物点燃。
点火可以通过电火花塞或者压燃式点火实现。
点燃后，可燃混合物会迅速燃烧，产生高温高压的燃烧气体。
5. 膨胀燃烧气体的高温高压会推动活塞向下运动。
这个过程称为膨胀。
活塞向下运动时，曲轴连杆机构将线性运动转化为旋转运动，并通过传动系统将动力传递给船舶的推进装置。
6. 排气当活塞到达最低点时，废气通过排气门排出气缸。
排气门会打开，将废气排到船舶的排气系统中。
然后，排气门关闭，准备进行下一个工作循环。
以上就是船舶柴油机的工作原理。
通过循环的压缩、燃烧、膨胀和排气过程，柴油机能够将燃料的化学能转化为机械能，从而驱动船舶进行推进。
船舶柴油机通常具有高效率、高扭矩和较低的燃油消耗，因此在船舶行业中得到广泛应用。
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。
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23.设气缸工作容积为 VS，燃烧室容积为 Vc ，气缸总容积
Va ，则压缩比的概念是 VS VC 。
VC
24.已知发动机的有效燃油消耗率ge=300g/(kW•h),耗油量 Gf=22.2kg/h,有效功率Pe（kW）为74.0（kW）。
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．船舶主机的转速低，其传动效率相对就高。 13．调速器通过调节油量来控制转速。 14．柴油机的滞燃期是指喷油开始至燃烧开始的阶段。 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Pe=92kW、转速
29 .发动机在怠速时的机械效率为零。
30 .四行程发动机的活塞环与缸壁、连杆小头衬套和活塞销 、凸轮与气门挺柱处多采用飞溅润滑方式。
31．若n不变，则Pe与Me的关系是Pe大则Me大。
32．四缸四行程发动机，其连续作功两缸的作功间隔为 180°。
33．供油提前角是指供油开始至活塞到达上止点的曲轴转角 。
25.柴油机的速度特性是指发动机的油门调节机构位置一定， 各主要性能参数（Pe 、Me、ge）随发动机转速的变化规 律。
26.四行程发动机，发火顺序为1－3－4－2－1，当3缸排气 时，1缸进气、4缸作功、2缸压缩。
27.四行程发动机的气门重叠角发生在排气上止点 。
28 .气门叠开时，活塞处于上止点附近位置。
59.完成一个工作循环，曲轴旋转二周（720度）的为四行程 发动机。
60. 柴油机的构造主要由机体组、曲柄连杆机构、配气机构 、燃油供给系统、冷却系统、润滑系统、启动系统、增 压系统等组成。
61. 发动机的型号为12VESDZ30/55B解释为气缸数12缸，V 型排列，二冲程、十字头式连杆、可倒转、增压、水冷 、气缸直径30cm、行程55cm、第二代产品。
34．发动机缸内气体压力最低的是进气过程。
35．活塞在上下运动过程中产生往复惯性力。
36．进气门直径一般比排气门直径大。
37．决定柴油机最佳供油提前角的依据是发动机的最大功率 和最低燃油消耗率。
38．两速式调速器自动调整柴油机供油量的依据是发动机转 速。
39．活塞每走一个行程，相对于曲轴转角180°。
51．设某发动机的进气提前角为α，进气迟闭角为β，排气提 前角为γ，排气迟闭角δ，则该发动机的气门重叠角为α+δ 。
52．喷油器开始喷油时的喷油压力取决于调压弹簧的预紧力 。
53．在柴油机喷油泵中，当柱塞的直槽与低压油孔相通时， 则为停止供油。
54．二行程直流扫气发动机的排气凸轮轴转速等于曲轴的转 速。
《船舶柴油机》课程 学位考试总复习上海交通大学内燃机研究所 周校平
教材：船舶柴油机. 朱建元主编.北京：人民交通 出版社, 2004
一、教学要求的基本层次
教学要求分为三个层次，即：掌握、理解和了解。 1. 掌握
本课程的重点内容要求达到全面、深入地掌握程度。并能 够举一反三，熟练解决相关问题，这是学位考的重点考核 内容。 2. 理解 本课程的一般内容要求能够理解，并能够进行分析和判断 。 3. 了解 本课程的一些基本概念要求能够了解。同时一些涉及工程 热力学、传热学的内容不要求进一步深入和扩展的要求。
46． 常用的ω形燃烧室所采用的喷油器是孔式喷油器。
47．发动机转速120r/min，曲轴旋转半径1.5m，活塞的平均 速度为12 (m/s) 。
48．二冲程发动机转速120r/min，完成一个工作循环所需时 间为0.5 s。
49．轻柴油的低热值为42.5 MJ/kg。
50．燃烧1千克柴油理论所需的空气量为14.3 kg。
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
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.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。
55．一台发动机的气缸工作容积是燃烧室容积的15倍，则发 动机的压缩比为16 。
56．直列式六缸发动机的发火次序一般为1－5－3－6－2－ 4。
57. 发动机的性能指标主要有动力性指标（有效功率Pe、有 效转矩Me、转速n）、经济性指标（燃油消耗率ge）、 排污性（CO、HC、NOx、PM）等。
58．凸轮轴由曲轴传动，其传动方式有齿轮式、链条式、齿 形带式三种。
62. 气环的作用是密封和导热。
63. 常见的气环断面形式的类型有矩形环、锥形环、扭曲环 、梯形环、桶形环等。
64.内燃机的进排气配气相位是指进气门在上止点前提前开， 排气门在下止点前提前开，进气门在下止点后迟后关， 排气门在上止点后迟后关。
40．气门与气门导管间即需要润滑又需要油封。
41．船舶主机发动机正常的冷却水出水温度范围为70～80℃ 。
42．发动机正常的机油温度范围为70～90℃。
43．在柴油机中，改变喷油泵齿条位置，即改变了喷油泵的 循环供油量。
44．柴油机的喷油始点是以针阀开始起跳为准。
45．压力润滑用于负荷大、运动速度高的摩擦表面，如主轴 颈与轴瓦。
一、选择题 二、是非题 三、简答题 四、分析、问答题
二、考题类型
一．概念题（160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。