船舶动力系统2-1
船舶闭合模式二级动力定位系统的研究和应用
１ 引 言
动力定位系统 ，能在最大环境条件下 ，使船舶 的位置和
能力高 、安全更 可靠 的优点 ，将成为船东优先选择的方 向保持的动力定位系统 ，能在最大环境条件下 ，使船舶
案 。
的位置和航 向保持在限定范围 源自 ＤＰ２是指船舶装备一套集控手操和 自动航 向保持 的
２ 动 力定位 系统定 义
动力定位系统 ，另外还有一套独立的集控手操和 自动航
动力定位系统的工作原理是 ：应用计算机对采集来 的风 、浪 、流等环境参数 ，根据位置参 照系统提供 的位 置 自动地进行计算 ，控制各个 推力器 的推力大小 ，保持 船舶定位不漂移。
断开模式 动力定位系统 的发电机故 障不需要特别分
警或停车等 ），则要求ＤＰ控制系统发出减螺距信号给侧 析 ，但合排模 式的动力定位系统是重点分析对象之一 ，
推 ，待备用发 电机起动和并联￣Ｉ］ＭＳＢ后才恢 复到正 常螺 调 速器 的命 令信 号 和反馈信 号输 出到主配 电板ＰＭＳ系
距 ，这个降螺距 的信号 只有几十秒 ，而如果是断开模式 统 ，ＰＭＳ系统对 电网无功和有功监测和控制 ，判断是否
ＧＵＡＮＧＤＯＮＧ ＳＨＩＰＢＵＩＬＤＩＮＧ 广 东 造船 ２０１６年第 ２期 （总第 １４７期 ）
船舶 闭合模式二级动力定 位系统 的研究和应用
王小 林 ，李 美 玲２
（１．广新海事重工股份有限公司 ， １１１５２８４３７；２．广州顺海造船有限公司，广， ｝Ｈ５１１４４Ｏ）
关于船舶混合动力系统的发展与应用
关于船舶混合动力系统的发展与应用1. 引言1.1 船舶混合动力系统的概念船舶混合动力系统是指在船舶上同时使用不同种类的动力装置来驱动船体前进的动力系统。
这种系统结合了传统的燃油动力和电动动力，以实现更高效率和更环保的船舶运行方式。
船舶混合动力系统的核心思想是根据船舶的不同工况和性能要求，灵活地选择和切换不同的动力装置，以最大程度地提高整体效率和降低运行成本。
船舶混合动力系统的优势在于可以灵活地选择不同动力装置来适应不同的航行工况，如低速巡航、高速航行、靠泊、停泊等，从而达到节能减排的目的。
混合动力系统还可以提高船舶的动力输出效率，减少噪音和振动，提升航行平稳性和舒适性。
船舶混合动力系统的出现不仅符合航运业的可持续发展要求，也是船舶动力技术的一个重要突破，将为船舶运输行业带来革命性的变革和发展。
1.2 船舶混合动力系统的意义船舶混合动力系统的意义在于提高船舶的能源利用效率，减少二氧化碳和其他有害气体的排放，推动船舶行业朝着更加环保和可持续的方向发展。
随着全球环境问题日益严重，航运业也受到了越来越多的关注，要求船舶在减少污染和节约能源方面承担更多责任。
船舶混合动力系统可以结合多种不同的动力来源，如传统的柴油引擎、液化天然气发动机和电动机等，根据航行的需求灵活调整使用不同的动力源，以达到最佳的节能和减排效果。
这样不仅可以降低燃料成本，提高船舶的经济性，还可以减少温室气体和大气污染物的排放，对保护海洋环境和改善空气质量都具有积极的意义。
船舶混合动力系统的意义还在于推动船舶技术的创新和发展，促使船舶制造商和船东不断提高船舶的环保水平，积极应对国际和国内环保法规的要求，为航运业可持续发展提供技术支持和解决方案。
船舶混合动力系统的意义不仅在于个体船舶的节能减排，更在于对整个航运行业的引领和影响，促使其向着更加绿色和环保的方向发展。
2. 正文2.1 船舶混合动力系统的技术原理船舶混合动力系统是指将多种不同类型的动力装置结合在一起，以实现更高效的动力传递和更低的燃料消耗。
一、船舶动力管系.
一、船舶动力管系1．船舶燃油系统图5-3-1 燃油系统示意图燃油系统为主、副柴油机、锅炉等供应足够数量和一定品质的燃料油，以确保船舶动力机械的正常运转；一般由燃油舱（储存柜）、沉淀柜、日用柜、驳运泵、调驳阀箱、分油机、粗细滤器、输送泵、加热设备及有关管路与阀件（如图5-3-1）组成；燃油系统的功能包括如下六个：⑴注入指船舶所需燃油自船舶两舷甲板经注入口和注入管路注入主燃油舱，注入时一般是利用岸上油泵或船上的燃油驳运泵，注油后将注油口封好，以防落入污物；⑵贮存船上设有足够容量的储油舱，储备燃油以满足船舶最大续航力的需要，例如利用双层底的一部分作为双层底燃油舱，利用双层底至上甲板的两舷部分作为深油舱等；⑶测量为了及时了解燃油舱（柜）中的燃油储量、主机的燃油消耗量和系统中各处的燃油温度与压力等，在燃油系统中还设有测量与指示装置，如流量计、温度计和压力表等；⑷驳运为了满足日常使用和船舶稳性的要求，在各燃油储存舱、柜之间进行燃油的相互调驳；⑸净化对于燃油中所含的水分和杂质通常采用加热、沉淀、过滤和分油机分离等方法进行净化和处理；⑹供给将经过沉淀、分离净化后符合要求的燃油驳入日用油柜，再由燃油供给泵或靠重力使燃油经过滤器过滤后输送到主、副柴油机和锅炉。
对船舶燃油系统的管理要注意一下几个要点：⑴正确选用燃油；⑵做好燃油的净化工作；⑶定时排放油舱（柜）的水和脏污物，大风浪天气尤其；⑷做好燃油的申领、加装与日常管理工作；防止混装和溢油。
⑸轻、重油切换注意事项，正常航行改成机动操纵时，重油换用轻油，可直接进行（有缓冲器时），然后关闭蒸汽加热系统和粘度计；反之，轻油换用重油，应该加热轻油至85℃，运转一段时间，待高压油泵预热后再换重油，并调节蒸汽加温阀使重油达到所要求温度，由粘度计自动调温。
2．滑油系统船用润滑油系统种类较多，除曲柄箱润滑油系统、透平润滑油系统和气缸润滑油系统外，还包括液压油、冷冻机油、齿轮油等。
通常润滑油系统主要指曲柄箱油润滑系统、透平油润滑系统和气缸油润滑油系统，其中前两种系统又称为滑油循环系统，后者又称为全损润滑油系统。
第一章_船舶动力装置系统_第一节_燃油系统
第一章船舶动力装置系统现代船舶动力装置，按推进装置的形式，可分为5大类：（1）·柴油机推进动力装置；（2）·汽油机推进动力装置；（3）·燃气轮机推进动力装置；（4）·核动力推进动力装置；（5）·联合动力推进装置。
现代民用船舶中，所采用的动力装置系统绝大多数是柴油机动力装置，因此，本书主要介绍以柴油机为动力装置的船舶，图1－1为船舶柴油机动力装置系统燃油供应系统原理图。
图1－1 柴油机动力装置系统燃油供应系统原理图柴油机燃油系统包括三大功能系统，分别是输送、日用和净化。
1）油输送系统燃油输送系统是为了实现船上各燃油舱柜间驳运及注入排出而设计的，所以，系统应包括燃油舱柜、输送泵、通岸接头和相应的管子和阀件。
通过管路的正确连接和阀件的正确设置，实现规格书所要求的注入、调拨和溢流等功能。
设计前，要认真阅读规格书和规范的有关章节，落实本系统所涉及的舱柜和设备所要求的输送功能。
设计时，应注意如下几个方面：a.规格书无特殊要求，注入管应直接注入至各储油舱，再通过输送泵送至各日用柜和沉淀柜，各种油类的注入总管应设有安全阀，泄油至溢流舱，泄油管配液流视察器；b.所有用泵注入的燃油舱柜都要有不小于注入管直径的溢流管，溢流至相应的溢流舱或储油舱，具体规定见各船级社规范，溢流管要配液流视察器；c.从日用柜至沉淀柜的溢流，在日用柜哪的管子上都要开透气孔以防止虹吸作用，两柜的连接管处要有液流视察器。
d.装在日用柜和沉淀壁上低于液面的阀，有的船级社规范对其材料有具体的规定，选阀时应予以注意。
e.一般情况下输送系统的介质，温度和压力都是较低的，所以系统的管材选用III级管即可。
f.通岸接头处要配有温度计、压力表和取样考克。
g.燃油输送泵和柴油输送泵互为备用时，两泵进口与出口的连通管中，双联盲板法兰要设在截止阀柴油侧。
2）燃油日用系统燃油日用系统是为主机、辅机、锅炉等烧油设备能正常服务而设计的系统，主要内容是根据设备的要求，配置适当的油柜、油泵、加热器、滤器和阀件、管子等，保证所供给的燃油在数量、质量、温度和压力等各方面都能满足设备正常运行的要求。
船舶动力系统2-1
四冲程柴油机正时圆周 （曲柄的回转角度 ） 参考：四冲程正时.swf
四冲程中吸、排气 阀的正时
早开晚闭
进气阀
→气阀不能瞬时全开，
且开启之初流通面积小， 则进气早开
→气阀不能瞬时全闭，
且利用气缸内外压差多 进气，进气晚闭
四冲程柴油机正时圆周 （曲柄的回转角度 ） 参考：四冲程正时.swf
✓缺点：柴油机高度和重量大，结 构复杂需在汽缸下部设横隔板， 以免汽缸内的脏油，烟灰，燃气 等漏入曲轴箱，污损曲轴箱底部 的滑油
✓用途：船用大型低速柴油机
筒 形 活 塞 式
十 字 头 式
按照气缸数目
单缸机 多缸机
按照气缸排列方式分类
直列 V形
活塞—连杆机构
上止点：e，活塞距离曲轴 中心最远的位置
汽缸工作容积（Vh）：活塞上、下止点之 间的容积称为一个汽缸的工作容积
Vh
4
D2S
汽缸的最大容积（Va）：活塞在下止点时， 气缸的容积，即气缸工作容积与压缩容积的
之和：
Va=Vh+Vc
汽缸的总容积V，总排量：室内燃机所有汽 缸工作容积的总和
V=Vh*i 式中 i——气缸数
压缩比：汽缸最大容积/压缩室容积 =1+Vh/VC
δ1船用连杆大端垫片 改变垫片厚度，相当于改变连杆
长度，达到调整压缩比的目的 （可用于使柴油机各缸压比一 致，或改变压比）
增加连杆长度，压缩室容积减小， 压比增加
c
h
1
2
1 Vh =1+ h
Vc
c
加厚连杆大端垫片
c1 c2
1 2
船舶电气与通讯-第二章 船舶电力系统
图2-1 典型船舶电力系统简图
1. 船舶电源装置 将机械能、化学能等能源转变为电能的装置。 船舶电源主要是指发电机和蓄电池。 船舶电源按作用分为：主电源、应急电源、临时应急电源
柴油机
发电机
2. 配电装置
对电源即发电机发出的电能、电力网和电力负载进行保护， 分配，转换，控制和检测的装置。
（3）船舶电站参数与其可能协调工作其它船舶基本参 数一致。
1. 电流种类(电制) 船舶电力系统分为：直流电力系统和交流电力系统。 早期船舶多采用直流电力系统。
上世纪50年代开始，交流电制逐渐取代直流电制，目 前几乎所有大中型船舶均采用交流电力系统。
交流电制优点
（1）采用船用交流同步发电机，结构简单，工作可靠； （2）动力电网和照明电网之间的联系通过变压器， 只有磁的关系，没有电的关系； （3）交流电气设备质量小、体积小、价格便宜。
（5）不能随便改变熔断器的工作方式，在熔体熔断后， 应根据熔断管端头上所标明的规格，换上相应的新 熔断管。不能用一根熔丝搭在熔管的两端，装入熔 断器内继续使用。 （6）作为电动机保护的熔断器，应按要求选择熔丝，而 熔断器只能作电动机主回路的短路保护，不能作过 载保护。 （7）在下列线路中，不允许接入熔断器 ①接地线路中。 ②三相四线制的中性线路中。 ③直流电动机的励磁回路。
5、直流电力推进联合电力系统
常规潜艇早期应用较多 的一种电力系统，既可 由蓄电池供电，也可由 推进发电机供电。
2.5 常用控制电器
什么是电器
电器是一种能根据外界的信号 （机械力、电动力和其它物理 量），自动或手动接通和断开 电路，从而断续或连续地改变 电路参数或状态，实现对电路 或非电对象的切换、控制、保 护、检测和调节用的电气元件 或设备。
船舶的主要设备
船舶的主要设备一艘营运的船舶必须安装有各种各样的设备。
通过这些设备的应用来完成船舶的航行、靠离泊、装卸货物等生产作业，并保证船舶和人员的安全。
船舶的主要设备有动力设备、操纵设备、装卸设备和安全设备等。
船舶动力设备船舶必须配置一整套符合规范要求的动力装置和辅助设备后，才能在水上航行。
这些动力装置包括有船舶主动力装置、辅助动力装置、蒸汽锅炉、制冷和空调装置、压缩空气装置、船用泵和管路系统、造水装置和自动化系统等。
这此机电动力设备主要集中于机舱，专门管理这些设备的技术部门是轮机部。
1、主动力装置船舶主动力装置又称“主机”，它是船舶的心脏，是船舶动力设备中最重要的部分，主要包括：（1）船舶主机能够产生船舶推进动力的发动机的一种俗称，包括为主机服务的各种泵和换热器、管系等。
目前商船的主机是以船舶柴油机为主，其次是汽轮机。
（2）传动装置把主机的功率传递给推进器的设备，除了传递动力，同时还可起减速、减震作用，小船还可利用传动设备来改换推进器的旋转方向。
传动设备因主机型式不同而略有差异，总的来说由减速器、离合器、偶合器、联轴器、推力轴承和船舶轴等组成。
（3）轴系和推进器船舶推进器中以螺旋桨应用最为广泛，大多采用固定螺距或可调螺距的螺旋桨推进器；船舶轴系是将主机发出的功率传递给螺旋桨的装置。
船舶主机通过传动装置和轴系带动螺旋桨旋转产生推力，克服船体阻力使船舶前进或后退。
2、辅助动力装置船舶辅助动力装置又称“辅机”，是指船上的发电机，它为船舶在正常情况和应急情况提供电能。
由发动机组、配电盘等机电设备构成了船舶电站。
（1）发电机组原动力主要是由柴油机提供，基于船舶安全可靠和维护管理简便的考虑，大型的船舶配置有不少于两台同一型号的柴油发电机，根据需要可多部同时发电。
为了节能，航行中，有的船舶可利用主机的传动轴来带动发电机发电（轴带发电机）或利用主排出气的余热产生低压蒸汽来推动汽轮发电机组发电等。
（2）配电盘它进行电的分配、控制、输送、变压、变流以保证各电力拖动设备及全船生活、照明、信号及通讯等的需要。
船舶基础知识
船舶基础知识目录一、船舶概述 (2)1. 船舶定义与分类 (3)1.1 船舶定义 (4)1.2 船舶分类及其特点 (5)2. 船舶发展史 (6)2.1 古代船舶简介 (7)2.2 现代船舶发展 (8)二、船舶结构与组成部分 (9)1. 船舶总体结构 (11)1.1 船体结构 (13)1.2 船舶上层建筑 (13)2. 主要组成部分 (14)2.1 船底结构 (16)2.2 船侧结构 (17)2.3 甲板及上层建筑布局 (18)三、船舶动力系统 (20)1. 主机系统 (21)1.1 柴油机简介 (22)1.2 蒸汽轮机概述 (23)1.3 其他主机类型 (24)2. 辅助动力系统 (26)2.1 船舶电力系统 (28)2.2 推进系统辅助设备 (29)四、船舶航海与导航设备 (30)1. 航海仪器及导航设备概述 (32)1.1 罗盘与GPS定位设备 (33)1.2 雷达与自动避碰系统 (34)1.3 其他导航辅助设备 (35)2. 船舶通信与信号设备 (36)2.1 无线电通信设备简介 (37)2.2 信号灯及号笛系统介绍及应用场景分析 (39)一、船舶概述船舶是一种水上交通工具，用于运输人员和货物。
它可以是客船、货船、油轮、驳船等各种类型。
船舶的基本结构包括船体、船舶推进系统、船舶导航系统、船舶通讯系统、船舶救生系统等。
船体：船体是船舶的主体部分，通常采用钢铁材料制成。
它的作用是承载船舶的重量，并提供船舶的浮力。
船体的形状和结构可以根据不同的船舶类型和使用要求而设计。
船舶推进系统：船舶推进系统是使船舶在水中前进的动力系统。
常见的推进系统有蒸汽轮机、柴油机、电动机等。
这些推进系统通过将燃料或电能转化为机械能，驱动螺旋桨或舵扇产生推力，使船舶前进或改变航向。
船舶导航系统：船舶导航系统是帮助船舶安全航行和定位的系统。
它包括罗盘、航海图、雷达、GPS等设备。
通过这些设备，船员可以确定船舶的位置、航向和速度，从而确保船舶安全准确地到达目的地。
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长度，达到调整压缩比的目的 （可用于使柴油机各缸压比一 致，或改变压比）
增加连杆长度，压缩室容积减小， 压比增加
c
h
1
2
1 Vh =1+ h
Vc
c
加厚连杆大端垫片
c1 c2
1 2
即加厚连杆大端垫片厚度，压缩比增加
柴油机的基本结构
运动件：活塞、 连杆、曲轴飞 轮
扫气泵气缸a 扫气泵吸入阀b 排出阀c 扫气箱d 扫气口e
排气口f 排气管g
二冲程柴油机的换气形式
1）直流扫气：
气缸盖上装有排气阀，气缸套下部 设周围均匀开设一圈有一定倾斜角 的扫气口
✓优点：排气干净，换气质量好， 不易混气。适用于超长行程机；缸 套、活塞受热均匀，不易变形和产 生裂缝。
✓缺点：有排气阀，结构复杂
气门摇臂
活塞环 活塞 飞轮 连杆
曲轴
凸轮轴由曲轴带动
四冲程机，凸轮轴与曲轴转速比为1：2 二冲程机，凸轮轴与曲轴转速比为1：1
传动方式
齿轮传动：传动平稳，可靠、耐久，但结构复 杂，要求严格
链条传动：结构简单，但链条加工要求高，易 断裂、松动，不可靠
凸轮传动机构
齿轮传动（四冲程）
链条传动（四、二冲程）
ca：活塞上行，强制排气 a6：排气流有惯性，利用惯性，
尽可能排气
c a
正时（定时）：以曲柄上下止点为基准， 用曲柄转角表示的进排气阀、喷油器、起动 阀刚刚开启和完全关闭的时刻
正时圆周（定时图）：将柴油机的各种正 时，以曲柄上下止点为基准，按一定的转向， 用曲柄转角位置来表示在同一个圆上的图形。
机构参数，柴油机一般=11-20，过大or过小， 柴油机的经济性均下降【汽油机8-12，点火】
压缩比愈大，压缩终点的压力和温度愈高，易于 着火起动；but过大，最高燃烧压力提高，机件 受力增大，影响工作可靠性和使用寿命，压缩室 容积减小，混合气形成和燃烧带来困难，机械效 率降低
压缩比愈小，压缩终点的压力和温度下降，燃油 不易自燃、燃烧耗油量增加，功率下降，起动困 难
ab：活塞从上止点～下止点，p< 大气压力
b2：补充进气。利用内外压差， 多进气，且气阀不能瞬时全关
a
b
喷油提前角：由于柴油存在发 火延迟期（0.001~0.005秒） 在上止点前10~35度曲柄转角时 开始将雾化的的燃料喷入汽缸
排气行程，排气阀提前打开、 延后关闭
5c，为减小排气上行的时的缸 内压力，提前开启排气阀
膨胀作功，容积↗p, ｔ↘p＝0.25～ 0.45Mpa，ｔ＝600～ 700℃
第四行程：排气
燃气排出气缸，为下次循 环做准备
只有一个冲程作功, 其他三个冲程靠惯性完 成
发动机的输出端加飞轮，增加惯性，运行平 稳性增加
单缸发动机飞轮转动惯量大
进气行程，进气阀提前打开、 延后关闭
1a：进气准备。原因，气阀不能 瞬时全开，初始时气流流通面积 小
四冲程机正时图
进气阀开 喷油开始
起动开始 排气阀关
进气阀关
起动结束 排气阀开
气阀重叠角：进、排气阀同时开启，这段 时间用曲轴转角来表示，称为气阀重叠角
排气快终了时，废气流有惯性，且惯性流在燃烧 室内造成一定的低压，帮助抽吸新鲜空气充入 气缸气阀重叠角不会引起废气倒灌
气阀重叠角有利于提高换气质量、降低热负 荷
固定件：机座、 机架、缸套、主 轴承、缸盖、贯 穿螺栓
系统部分：燃油系统、配气系统、润滑系统、 冷却系统、操纵系统、增压系统
WARTISA 四冲程柴油机结构剖分图
四冲程柴油机工作原理
柴油机的一个工作循环：由进气、压缩、燃烧、 膨胀、排气5个过程完成
四冲程柴油机：
活塞走完4个行程才完成一个工作循环的柴油机
汽缸工作容积（Vh）：活塞上、下止点之 间的容积称为一个汽缸的工作容积
Vh
4
D2S
汽缸的最大容积（Va）：活塞在下止点时， 气缸的容积，即气缸工作容积与压缩容积的
之和：
Va=Vh+Vc
汽缸的总容积V，总排量：室内燃机所有汽 缸工作容积的总和
V=Vh*i 式中 i——气缸数
压缩比：汽缸最大容积/压缩室容积 =1+Vh/VC
现代船用大型柴油机主要换气形 式
二冲程.swf
2）横流扫气：
气缸盖没有排气阀，扫气口与排气 口布置在气缸下部圆周两侧，排气 口高于扫气口。
新气由一侧扫气口进，同时将废气 从对面排气口逐出
✓优点：结构简单，管理方便。
✓缺点：活塞上行，先关扫气口后 关排气口， 形成过后排气，损失部 分新鲜空气， 扫气有死角，易新、 废气混合，且两侧气缸受热不同， 易产生变形，校中时活塞中心线偏 向排气口的对侧。
240 °，曲柄在下止点前 35o左右（点e），排气阀 开启，点f排气阀关闭
四冲程柴油机正时圆周 （曲柄的回转角度 ） 参考：四冲程正时.swf
四冲程中吸、排气 阀的正时
早开晚闭
进气阀
→气阀不能瞬时全开，
且开启之初流通面积小， 则进气早开
→气阀不能瞬时全闭，
且利用气缸内外压差多 进气，进气晚闭
四冲程柴油机正时圆周 （曲柄的回转角度 ） 参考：四冲程正时.swf
✓缺点：路程长，换气差，新废气 易混
2q01.swf
【结论】：二冲程柴油机
结构上，全部或部分取消进、排气阀
二冲程柴油机曲柄1个回转中作功1次，四 冲程机曲柄2个回转中作功1次
气缸尺寸和转速相同时，
理论， P二冲程机=2P四冲程机 实际， P二冲程机=(1.6~1.7)P四冲程机 二冲程机扭矩均匀性较好，运转平稳，可
下止点：c，活塞距离曲轴 中心最近的位置
活塞冲程（行程，S ）： 活塞上止点和下止点间 的距离，S=2R
1－气缸；2－气缸盖；3－活塞； 4－连杆；5－连杆上轴承；（活塞销轴承） 6－连杆下轴承（曲柄销轴承）；7－曲柄臂；
8－主轴；9－主轴承；10－飞轮
参考：柴油机名词解释.swf
压缩室容积（Vc）：活塞位于上止点时， 活塞顶部与缸盖间的容积，又称燃烧室容 积
排气同时进行） 到下止点活塞上行 点3除扫气口闭 点4处排气口闭
压缩、燃烧和膨胀过程
为保证先进行自由排气，排气 口f略高于扫气口e
扫气泵气缸a 扫气泵吸入阀b 排出阀c 扫气箱d 扫气口e
排气口f 排气管g
该类型柴油机正时圆数 据：
约上止点前6o开始喷油， 上止点后36o燃烧结束
扫、排气口的开闭时刻 分别为下止点前后40o和 30o左右
利用飞轮的转动惯量，使曲轴在四个行程中连续、均 匀运转。
并列连杆机.swf
二冲程柴油机工作原理
二冲程柴油机：
5个工作过程在活塞的2个行程中完成的柴油机 活塞 2冲程，曲柄1周360度
结构特点：
全部或部分取消进、排气阀，而采用气口换气，或者是二 者兼而有之
二冲程柴油机没有独立的进气和排气过程，进气、 排气过程重叠，在下止点前后约120 ～ 150 °内 同时进行
（活塞平均速度v=6-9m/s）
高速机：>1000 r/min
（活塞平均速度v>9m/s）
按结构特点分类
筒形活塞柴油机
✓缺点：活塞裙部起向导作用，在侧推力的作 用下，活塞与缸套磨损较大。
✓优点：结构简单，紧凑，轻便
✓用于中，高速柴油机
十字头活塞柴油机
✓优点：活塞与缸套间无侧推力， 侧推力由十字头滑块和导板承受， 活塞和缸套磨损较小，不易擦伤 和老死
排气阀
为减小活塞上行的背 压，则排气阀提前开
利用惯性尽量排尽废 气，晚闭
四冲程柴油机正时圆周 （曲柄的回转角度 ） 参考：四冲程正时.swf
四冲程柴油机，吸气 和排气过程长；燃烧、 膨胀和压缩过程短
点a~点f，吸气阀和 排气阀同时开启
排气快终了时，废气流 有惯性，且惯性流在 燃烧室内造成一定的 低压，帮助抽吸新鲜 空气充入气缸气阀 重叠角不会引起废气 倒灌
✓缺点：柴油机高度和重量大，结 构复杂需在汽缸下部设横隔板， 以免汽缸内的脏油，烟灰，燃气 等漏入曲轴箱，污损曲轴箱底部 的滑油
✓用途：船用大型低速柴油机
筒 形 活 塞 式
十 字 头 式
按照气缸数目
单缸机 多缸机
按照气缸排列方式分类
直列 V形
活塞—连杆机构
上止点：e，活塞距离曲轴 中心最ห้องสมุดไป่ตู้的位置
柴油机工作原理.flv
第一行程：进气
使气缸中充入新鲜空气 p=0.085-0.095MPa ，压
力大致保持不变
第二行程：压缩 气缸容积↘，温度↗ 近上止点时，
p＝3～4MPa， ｔ＝600～700℃
喷入柴油 柴油在高温下自行
发火
第三行程：工作行 程，燃烧膨胀
燃油剧烈燃烧
ｐ，ｔ急剧↗ ，p＝6～ 8Mpa，ｔ＝1400～ 1800℃
【总结】四冲程柴油机
四冲程柴油机完成一个循环，活塞往复4个行程，曲轴 回转2转（720o），吸气阀、排气阀各启、闭一次
每个循环中，只有工作行程（第3行程）作功。其它3 个行程都是为工作行程服务的，都要消耗功（压缩气 体，克服进、排气阻力）
柴油机转速不均匀 运动零件受到冲击，磨损严重 柴油机上必须安装飞轮（单缸机飞轮尺寸、质量相当大），
前例
3）回流扫气： 气缸盖无排气阀，由扫气口和排气 口进气、排气。扫气口、排气口在 气缸同一侧，排气口在上。气口与 气缸在纵、横方向均有倾斜角，以 控制气流方向。 新气由扫气口进，先冲向对缸 壁， 折回转向上，驱赶废气，再回向下， 将废气从排气口逐出。
✓优点：结构简单，扫、排气口位 于同侧，便于增压器管理布置。