柴油机的特性
柴油机的特性一．柴油机工况的变化柴油机由于用途和使用条件不同，它在实际运转中的工作状况的变化可以分成以下三类：1．带动发电机的柴油机：其工作特点是要求转速恒定，以保持供电电压和频率稳定。
在这个恒定的转速下，功率可在零到最大值之间变化，其大小取决于用电情况。
2．带动螺旋桨的柴油机：柴油机转速与螺旋桨转速一致（或是倍乘关系），稳定运转时，柴油机发出功率与螺旋桨吸收功率相等。
因此，柴油机的工况变化规律取决于螺旋桨特性。
3．车用柴油机：柴油机的转速和扭矩之间没有一定的关系。
转速取决于车速，扭矩取决于装载量、路面阻力。
二．柴油机特性的分类我们已知表征柴油机性能的主要指标有：平均有效压力、有效扭矩、有效功率、有效耗油率、平均指示压力等。
运转中的这些柴油机性能指标是随着柴油机运转工况的不同而变化的。
柴油机的主要性能指标和工作参数（如排气温度、最高爆发压力、增压压力等）随运转工况变化的规律称为柴油机的特性。
如果把这种变化规律在坐标轴上用曲线的形式表示出来，这种曲线即称为柴油机的特性曲线。
有了特性曲线，掌握了柴油机的特性，就可以合理利用柴油机的一系列特性，知道我们在使用柴油机时如何提高其可靠性、使用寿命，以及如何节油。
如在各种使用条件下决定其极限允许使用范围，选择其最佳工作点，检查其工作质量（性能指标、工作参数）是否良好等。
对于特定的柴油机在运转中可能使柴油机有效功率发生变化的参数只有平均有效压力和转速，它们是两个可以互相独立的基本参数。
由此，根据平均有效压力和转速的变化情况可将柴油机的特性进行分类。
1．速度特性：当平均有效压力不变（测定时是将油量调节机构固定，平均有效压力在实际上是略有变化的），柴油机的性能参数随转速变化的关系。
2．负荷特性：当转速不变，定于某一设定值时，柴油机的性能参数随负荷（平均有效压力）变化的关系。
柴油机的负荷通常是指柴油机阻力矩大小，由于平均有效压力正比于阻力矩，常用平均有效压力来表示负荷。
3．推进特性：柴油机带动螺旋桨，按照螺旋桨特性工作时（平均有效压力、转速不再是相互独立的，而是按螺旋桨特性相互对应的），其性能参数随转速或平均有效压力变化的关系。
4。
调速特性：与上述各种柴油机特性不同，它一般并不表明柴油机内部的工作过程有关参数的变化情况，而只标出有效扭矩、平均有效压力、有效功率与转速的关系，它主要取决于调速器的工作性能。
速度特性测定速度特性时，将喷油泵油量调节杆固定，然后改变柴油机外负荷以改变其转速，使柴油机在最高允许转速和最低稳定转速之间各不同的转速下稳定运转，并测量各转速下的功率、扭矩（或平均有效压力）、有效耗油率和排气温度等。
将测得的数据整理在以转速为横坐标的图上，即得到柴油机的速度特性曲线。
***由于喷油泵油量调节机构固定的位置不同，即泵的有效行程不同，每循环的供油量不同，所测得的特性曲线也不同。
如果把油量调节机构固定在标定位置（相当于柴油机在标定转速下发出标定功率的供油量）时，所测得的柴油机特性称为全负荷速度特性（习惯上亦称为外特性）。
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）。
***我国船舶建造规范规定，柴油机超负荷功率为标定功率的110%（作为船舶主机此时的转速是103%标定转速）。
柴油机必须允许在超负荷功率下至少连续运转1小时。
此时，油量调节机构所处的位置即为实际运转中允许达到的极限位置。
在柴油机油量调节机构中装设有限制块，以防止油量调节机构在运转中超过这个极限位置。
当油量调节机构固定在这一极限位置时所测得的速度特性称为超负荷速度特性。
在这种情况下，由于喷油泵的调节机构在最大供油位置上，所以汽缸内的温度和压力都很高，致使机件受到很大的热负荷和机械负荷，工作条件恶劣。
因此，按此特性工作的时间是有限制的。
***实际上油量调节机构在固定时的平均有效压力或有效扭矩并不是定值，这是因为：1．由于节流、泄漏，喷油泵每循环的喷油量随转速的变化略有变化。
2．增压柴油机指示效率（主要取决于过量空气系数）随转速增加会有所增加。
3．增压柴油机的机械效率随转速增加稍有降低。
但对低速柴油机（主机）来说，因其转速低，变化范围小，喷油泵每循环喷油量随转速的变化很小；其过量空气系数很大，它的变化对热效率影响较小；其转速变化范围很小，机械效率随转速变化可以忽略。
因此，可以认为：当柴油机油量调节机构位置一定时，转速变化其平均有效压力（或有效扭矩）不变。
有效功率、平均有效压力或有效扭矩与转速呈线性关系。
推进特性柴油机的推进特性是柴油机按照螺旋桨特性工作的特性。
一．螺旋桨特性简介由试验可知推力系数和扭矩系数都是随螺旋桨的进程比而变化的。
进程比表示螺旋桨每转一转实际产生的位移与直径之比。
进程比是研究螺旋桨水动力性能的一个极重要的参数。
进程比增加时，推力系数和扭矩系数则减小。
当进程比一定时（即螺旋桨前进速度与螺旋桨转速之比的比值一定时），推力系数和扭矩系数四一定的。
当进程比减小时，推力系数和扭矩系数都增加，即推力和扭矩都增加。
当进程比为零时，推力系数和扭矩系数最大，此时螺旋桨的推力和扭矩也就达到最大值，这相当于系泊试验或船舶刚起航时（螺旋桨速度等于零）的情况。
***螺旋桨效率为螺旋桨输出功率（螺旋桨的推力X螺旋桨的前进速度）与它吸收主机功率（螺旋桨的阻力矩X回转角速度）之比。
即：ηp（螺旋桨效率）=FpVp/（Mp2πn）***式中Fp为螺旋桨的推力，Vp为螺旋桨的前进速度；Mp为扭矩，商船，特别是货船和油船，正常定速航行时，船速与螺旋桨转速成正比，即螺旋桨的前进速度与螺旋桨的转速的比值比变。
对于特定的螺旋桨，直径是一个常数，，所以进程比可视为常数。
海水的密度变化很小，也可以认为是常数。
***论证：螺旋桨的推力和扭矩与其转速的平方成正比；螺旋桨所需的功率与其转速的三次方成正比。
以上是假定船舶在定速航行，进程比为定值的情况下得出的规律。
但是在各种变工况下，进程比是变化的。
当进程比变小时，扭矩系数增大，同一转速下螺旋桨所需扭矩、功率增加。
因此，进程比越小，螺旋桨的特性曲线就越陡。
螺旋桨特性是对几何形状一定的螺旋桨而言，如果几何形状不同，则螺旋桨特性曲线不同。
***当进程比不变时（蹿速一定），螺距比（螺距与直径之比）大的螺旋桨的推力系数、扭矩系数较大，推力、扭矩较大，而螺旋桨的转速也就较大。
螺旋桨的特性曲线较陡。
二．柴油机的推进特性因为螺旋桨所需的功率与转速的三次方成正比，所以柴油机带动螺旋桨工作时，根据柴油机功率与螺旋桨所需功率相等的原则，柴油机功率与转速的关系也是三次方的关系。
即已知柴油机的一个工况，就可计算出其它工况下的功率与转速的对应关系。
由于柴油机的功率与转速的三次方成正比，转速超过柴油机标定值的3%时，功率就达到标定值的110%，达到了柴油机的超负荷功率。
继续提高转速是不允许的。
超速运行会带来严重超负荷的后果。
另一方面，扎为标定值63%时，功率就已降至标定值的25%。
转速较低时，柴油机发出的功率即大为减少，每循环喷油量很小，使得喷油压力降低，雾化变差，燃烧不良，各缸喷油量不均匀。
柴油机技术资料中提供有柴油机在试验台上按标准的外界条件（如规定的大气压力、温度、湿度、燃油的低热值等）工作时测得的推进特性。
其中的最高爆发压力、压缩终点压力、涡轮前后排气温度、涡轮转速、有效耗油率等是在试验台上测得的。
柴油机的推进特性可用来评定柴油机的性能。
在实船试航时测得的推进特性曲线可供运行管理时参考。
***柴油机的有效耗油率在低负荷、低转速工况时明显增大。
由此可知，主机功率太大（超过所需航速的功率太多）的船舶，采用减速航行节油措施，由于主机工作在部分负荷工况，耗油率较功率不大的船舶高。
负荷特性驱动发电机的船舶辅柴油机在负荷变化时，转速基本保持不变。
当前，船舶主柴油机均装有全制式（转速在运行范围内可选定任意值）的调速器。
在负荷变化时（螺旋桨的进程比变化）时，转速也基本上保持不变。
因此，它们均可看成按负荷特性工作。
技术资料提供的负荷特性通常是在标定转速下测取的。
如有必要也提供若干个不同转速下的负荷特性。
测取负荷特性时，在改变外负荷的同时改变每循环的供油量，使转速保持不变。
通常以平均有效压力为横坐标，纵坐标则是各性能参数，如有效耗油率、排气温度、最高爆发压力、增压器转速、增压压力、涡轮进口处排气温度等。
由于转速是常数，这时有效功率与平均有效压力成正比。
因柴油机有效耗油率在低负荷下显著增大。
因此，船舶发电柴油机在一台未满负荷的情况下就不要起用第二台（备车和机动操纵时除外）柴油机，否则即使不考虑磨损，只看燃油消耗这一项也是不经济的。
调速特性柴油机的调速特性曲线是指调速器的转速设定机构固定在某一位置时在调速器起作用（调速器能依据负荷大小自动地改变供油量）的情况下，柴油机的功率、扭矩与转速之间的关系曲线。
调速器的特性与柴油机的其它特性不同，它并不表明柴油机内部的工作过程，它与调速器的工作性能直接有关。
当（全制式）调速器的转速设定机构固定于某一位置，如标定位置时，柴油机在全负荷下具有稳定转速。
如果通过测功器使柴油机的负荷逐渐减小，调速器就会自动地把供油量减小，扭矩（平均有效压力）逐渐减小而转速稍有增加。
当负荷减到零时，柴油机的稳定转速则增大到最高转速。
当调速器转速设定机构固定在另一位置时，上述参数将另有变化。
柴油机的允许使用范围一．柴油机的功率标定法柴油机能发出的功率是有极限的，客观上受到许多因素的限制。
如最高爆发压力、平均有效压力、曲轴扭矩、燃烧过量空气系数、排气温度、转速等。
也就是说，柴油机所发出的功率有个客观极限。
但是，一台柴油机的功率究竟标定多大才合适，却是根据柴油机的特性、使用特点以及寿命和可靠性等要求来确定的。
1．我国柴油机功率的标定：国家标准规定了内燃机标定功率分为15分钟功率、1小时功率、12小时功率、持续功率四级。
极限功率为柴油机可能发出的最大功率，这时的机械负荷、热负荷等限制因素达到极限，促进可能损坏，不能可靠工作。
依次，柴油机即使是出厂试验时，有不允许达到此极限15分钟功率：柴油机允许连续运行15分钟的最大有效功率。
商船不允许使用这么大的功率。
可作为军舰和军用车辆的追击功率。
1小时功率：柴油机允许连续运行1消逝的最大有效功率。
可以作为商船的超负荷功率，是最大持续功率的110%。
1小时功率还可作为拖拉机、工程机械的最大使用功率。
12小时功率：柴油机允许连续运行12小时的最大有效功率。
可以作为拖拉机、工程机械的正常使用功率。
持续功率：柴油机允许长期连续运行的最大有效功率。
船舶柴油机就用它来标定功率，并同时标定其相应转速。
我们通常所说的标定功率就是指这种功率。
标定工况就是指这种功率及其相应转速。
2．国外船用柴油机常用的几种功率（工况）的名称：MCR：最大持续功率，同时标有相应的转速。
第八章 柴油机特性
第八章柴油机特性2022柴油机转速不变而功率随时发生变化的工况，称为oA.发电机工况B.螺旋桨工况C.而工况D.应急柴油机工况2022柴油机的功率随转速按三次方关系而变化的工况，称为oA.发电机工况B.螺旋桨工况C.面工况D.应急柴油机工况2022柴油机在同一转速下可有不同输出功率，在同一功率下可有不同转速，这种工况称为A.发电机工况B.螺旋桨工况C.面工况D.应急发电机工况2023*固定喷油泵油量调整机构，用转变负荷的方法来转变柴油机转速，这样，测得主要性能指标和工作参数随转速的变化规律称为oA.调速特性B.速度特性C.推动特性D.负荷特性2024*在转速保持不变的状况下，柴油机的各项主要性能指标和工作参数随负荷而变化的规律，称为。
A.速度特性B.推动特性C.负荷特性D.限制特性2025*柴油机依据螺旋桨特性工作时，各主要性能指标和工作参数随转速而变化的规律，称为OA.速度特性B.推动特性C.负荷特性D.限制特性2026*直接带动螺旋桨的柴油机，其运转特性为oA.推动特性B.负荷特性C.速度特性D.调速特性2027柴油机的负荷特性是在下述条件下测试的。
A.转速不变，转变柴油机的负荷B.功率不变，转变柴油机的转速C.油门不变，转变外负荷D.扭矩不变，转变油门2028柴油机的速度特性是在下述条件下测试的。
A.转速不变，转变柴油机的负荷B.功率不变，转变柴油机的转速C.油门不变，转变外负荷D.扭矩不变，转变油门2029用于驱动应急空压机的柴油机工况为oA.发电机工况B.螺旋桨工况C.面工况D.应急柴油机工况2030在船舶上按面工况工作的柴油机有o①主机；②发电柴油机；③驱动应急空压机的柴油机；④应急发电机；⑤救生艇柴油机。
A.①+②+③B.①+③+⑤C.①+③+④+⑤D.①+②+③+④+⑤2031喷油泵油量调整机构固定在标定工况下供油位置上，用转变负荷的方法来转变转速，这样测得主要性能指标和工作参数随转速的变化规律，称为。
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）。
柴油机的动态响应特性
柴油机的动态响应特性柴油机是现代汽车经典的动力选择之一，其高效节能、动力强大的特点备受消费者青睐。
然而，作为一种内燃机，柴油机在运行过程中产生的噪音、振动、冲击等问题也备受关注。
因此，研究柴油机的动态响应特性，对于提高柴油机的性能和降低能耗有着重要的意义。
1. 柴油机的动态响应特性动态响应是指系统在受到外部扰动时对该扰动作出的反应。
在柴油机运行过程中，由于气门、喷油系统、燃烧室等因素的影响，柴油机不可避免地会产生噪音、振动等动态响应。
其中，柴油机的振动是指其在加速、减速、启动、停止等不同工况下，产生的机械振动。
这些振动会传递到车辆或设备中，给驾驶员、乘客和机器带来不舒适的感受。
同时，振动还会对机器的零部件造成损坏，缩短其使用寿命。
2. 影响柴油机动态响应特性的因素（1）柴油机结构柴油机结构对其动态响应特性具有重要影响。
例如，缸体和缸盖的刚度、活塞组件的质量、摩擦力等因素都会影响柴油机的振动特性。
（2）燃油喷射系统燃油喷射系统是柴油机运行的关键部件，也是影响动态响应特性的重要因素。
喷油系统的性能直接影响燃油的喷射质量、时间、位置等参数，进而影响柴油机的运行效率和振动特性。
（3）气门系统柴油机的气门系统也是影响其动态响应特性的因素之一。
气门的开合规律和时间会影响柴油机的进气、排气过程，从而影响柴油机的运行稳定性和振动特性。
3. 改善柴油机动态响应特性的途径针对以上因素，可以通过以下途径改善柴油机的动态响应特性：（1）优化柴油机结构可以通过提高缸体、缸盖、曲轴等关键部件的刚度和精度，减少活塞组件的摩擦力等方式，来改善柴油机结构。
（2）改进燃油喷射系统燃油的喷射方式、时间和位置等因素会直接影响柴油机的运行特性。
因此，改进燃油喷射系统，提高其精度和能效，对于改善柴油机的动态响应特性具有重要意义。
（3）优化气门系统气门的开合规律和时间对于柴油机的工作稳定性和振动特性有着决定性影响。
可以通过采用高效的气门控制技术，如可变气门正时技术，来优化气门系统，从而改善柴油机的动态响应特性。
柴油机的特性
柴油机的特性一．柴油机工况的变化柴油机由于用途和使用条件不同，它在实际运转中的工作状况的变化可以分成以下三类：1．带动发电机的柴油机：其工作特点是要求转速恒定，以保持供电电压和频率稳定。
在这个恒定的转速下，功率可在零到最大值之间变化，其大小取决于用电情况。
2．带动螺旋桨的柴油机：柴油机转速与螺旋桨转速一致（或是倍乘关系），稳定运转时，柴油机发出功率与螺旋桨吸收功率相等。
因此，柴油机的工况变化规律取决于螺旋桨特性。
3．车用柴油机：柴油机的转速和扭矩之间没有一定的关系。
转速取决于车速，扭矩取决于装载量、路面阻力。
二．柴油机特性的分类我们已知表征柴油机性能的主要指标有：平均有效压力、有效扭矩、有效功率、有效耗油率、平均指示压力等。
运转中的这些柴油机性能指标是随着柴油机运转工况的不同而变化的。
柴油机的主要性能指标和工作参数（如排气温度、最高爆发压力、增压压力等）随运转工况变化的规律称为柴油机的特性。
如果把这种变化规律在坐标轴上用曲线的形式表示出来，这种曲线即称为柴油机的特性曲线。
有了特性曲线，掌握了柴油机的特性，就可以合理利用柴油机的一系列特性，知道我们在使用柴油机时如何提高其可靠性、使用寿命，以及如何节油。
如在各种使用条件下决定其极限允许使用范围，选择其最佳工作点，检查其工作质量（性能指标、工作参数）是否良好等。
对于特定的柴油机在运转中可能使柴油机有效功率发生变化的参数只有平均有效压力和转速，它们是两个可以互相独立的基本参数。
由此，根据平均有效压力和转速的变化情况可将柴油机的特性进行分类。
1．速度特性：当平均有效压力不变（测定时是将油量调节机构固定，平均有效压力在实际上是略有变化的），柴油机的性能参数随转速变化的关系。
2．负荷特性：当转速不变，定于某一设定值时，柴油机的性能参数随负荷（平均有效压力）变化的关系。
柴油机的负荷通常是指柴油机阻力矩大小，由于平均有效压力正比于阻力矩，常用平均有效压力来表示负荷。
柴油机特性
第七章 柴油机特性及选型柴油机的特性反映出柴油机的动力性、经济性和使用性能，它是柴油机固有的特性。
柴油机的应用场合和工作条件不同，其性能指标和工作参数有很大的差异。
对柴油机特性进行研究是制造和使用柴油机的重要依据。
第一节 概 述一、船舶柴油机的工况柴油机作为一种动力机械用来驱动各种工作机械时，其功率和转速是按照工作机械所需的功率和转速而变化的。
柴油机在各种不同条件下运转的工作状况(功率和转速)称为柴油机运转工况。
在船舶上，柴油机主要作为推进主机、发电原动机和应急发动机(应急发电机、空压机和消防泵的原动机)。
根据柴油机在船上应用时的不同条件，概括起来有三类工况：发电机工况、螺旋桨工况和其他工况。
1 发电机工况电力传动的船舶主机和发电副机按发电机工况运行。
在这种工况下，为了保持电网电压稳定和一定的电流频率，由调速器控制柴油机保持恒速运转。
它的功率随着航行条件的变化或船舶用电量的变化，可以从零变化到最大许用值。
因此，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。
如图7-1中直线2所示。
2 螺旋桨工况用来直接驱动螺旋桨的船舶主机是按螺旋桨工况运行的。
在此工况下，柴油机按一定的转速将其功率通过轴系传给螺旋桨，螺旋桨在水中旋转产生推力克服船舶航行阻力使船保持航速。
螺旋桨的吸收功率就等于主机发出的功率。
在螺旋桨工况下，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(P p =cn m )。
通常在稳定运转时，螺旋桨吸收功率P p 与转速n 的三次方成比例，即P p ∝n ３。
相应柴油机功率Pe 与转速的关系可写成Pe=cn ３。
我们把柴油机按此关系运转的工况称为柴油机的螺旋桨工况。
如图7-1中曲线1所示。
3 其他工况柴油机在此类工况下运行时，它的功率与转速之间没有一定的关系。
柴油机的转速是由工作机械所需的速度决定的。
而功率则由运行中所遇到的阻力决定。
比如驱动调距桨的主机是根据不同的调距桨叶的角度在某一转速下要求不同的功率；驱动应急救火泵或应急空压机的柴油机分别要求符合水泵或空压机的工况；即使直接驱动螺旋桨的主机，当航行条件和运行状态发生变化时(海面状况、气象条件、航区、装载、船舶污底以及船舶转向等)，船舶阻力发生改变，通过螺旋桨影响主机的功率和转速。
柴油机工况特性
2．机械效率ηm的变化情况
根据公式
而
当
时，
当
时，ηm达到最大值。
3．有效热效率ηe和有效耗 油率ge的变化情况
• ηi主要取决于过量空气系数α，而α则取决于 每循环的供油量与充气量。对于非增压柴油 机，当转速n不变时，每循环的充气量几乎不 变，α的变化主要取决于循环供油量。随着负 荷的增加，供油量加大，α则减小。对于废气 涡轮增压柴油机，充气量还受到增压器输出 空气压力pk的影响，α随负荷增加而下降的速 度有所不同，但总的趋势仍是α随负荷的增加 而减小的。
3．有效热效率ηe，从图中可以看到，有效耗 油率曲线ge是一条凹形曲线，而有效热效率 ηe是一条拱形曲线。随着负荷的变化，在低 于标定负荷pb的某一值下，有一个ηe的最大 值ηemax和ge的最小值gemin。
• 通常是用试验的方法把在不同工况下所 测得的上述性能指标和工作参数之间的 关系用平面直角坐标系表示出来。这些 性能指标及工作参数之间的关系曲线就 叫做柴油机的特性曲线。
二、柴油机的特性
• 柴油机的特性是柴油机固有的性能，是合 理使用柴油机的重要依据，有以下作用：
• ⑴评价柴油机性能。 • ⑵确定柴油机工况。 • ⑶分析影响特性的因素。 • ⑷检测柴油机的状态。
• ⑶柴油机的负荷及转速都可以在较大的范 围内各自任意变化，它们之间没有相互的 依赖关系。
一、柴油机工况
• 柴油机带动工作机械工作时，其性能必须 满足工作机械的要求。根据前面学过的知 识，柴油机的有效功率Pe与转速n和平均 有效压力pe之间存在如下的关系: (kW)
• 对于既定的柴油机，在运行中能使有效 功率Pe发生变化的参数只有平均有效压 力pe和转速n。
容
标题：柴油机工况特性
柴油机分类及特性介绍
2、柴油机的基本知 识
2．热机
热机的基本工作原理是：燃料在一个 特设的装置中燃烧，将化学能转变为 热能以加热工质，然后把工质的热能 转。变为机械能，完成两次能量的转换。 根据能量转换方式的不同，热机又可 分为外燃机和内燃机两大类。
热机凡是将燃料燃烧而放出的热能转 换为机械能的机器都叫热力发动机， 简称热机。
12VE230ZCz
GB725-91内燃机产品名称和型号编制规则
型号示例：
（1）汽油机 1E65F：单缸，二冲程，缸径65mm，风冷，通用型； EQ6100－1： EQ为第二汽车制造厂代号，六缸，直列，四冲程，缸径
100mm，水冷，区分符号1表示第一种变型产品； BJ492QA：BJ为北京汽车制造厂代号，四缸，直列，四冲程，缸径92mm，
如何区分185\ZH185\185N柴油机
补充燃烧室的分类
三种燃烧室对转速变化敏感，需组织进气涡流。 2、燃油消耗率低，经济性好。 3、起动性能好，一般不需辅助起动。 4、爆发压力高，燃烧噪声大，组成燃烧室零件的热负荷较高。 5、由于采用多孔小孔径喷射，对燃油系统要求较高，对燃油品质要求高。
柴油机具有如下突出优点：
(1)经济性好。有效热效率可达50％以上， 可使用价廉的重油，燃油费用低。 (2)功率范围广。单机功率0．6-456kW,适 用的领域广。 (3)尺寸小，重量轻，有利于船舶机舱布置。 (4)机动性好。起动方便，加速性能好，有 较宽的转速和负荷调节范围，可直接反转， 能适应船舶航行的各种工况要求。
柴油机
柴油机是一种压缩发火的往复式内燃机， 它使用挥发性较差的柴油或劣质燃料油 做燃料，采用内部混合法形成可燃混合 气，缸内燃烧采用压缩式(靠缸内空气 压缩形成的高温自燃发火)。这种特点 使柴油机在热机中具有最高的热教率 (达55%左右)，因而应用十分广泛。尤 其在船用发动机中，柴油机已经取得了 绝对领先地位。根据英国劳氏船级社统 计，1985年全世界制造的商船中(2000t 以上)以柴油机作为推进装置者占 99．89％，而到1987年则100％为柴油
船舶柴油机的运转特性
动力性指标：
指示指标
平均指示
平均有效压力Pe、有效功率Ne
经济性指标：
指示指标
指示耗油率gi
指示热效率η
i
有效指标
有效耗油率ge、有效热效率η
e
指示指标
只考虑热损失而不计入机械损失的指标 以气缸中燃气对活塞所做的功为基础 平均指示压力Pi
取决于工作循环进行的完善程度 机械损失的大小 用钢弦测功仪测量 单位时间柴油机对外输出的有效功 提高措施：增大：转速、缸径、行程、缸数、进 气密度、机械效率
有效功率Ne
耗油率ge
有效耗油率的单位－克/（千瓦、小时） 高热值＝低热值＋汽化潜热 ηe与ge 、热损失成反比 有效油耗率最低时转速略低于标定转速 燃烧产物中水汽带走的潜热无法回收利用 化学能热损失不列入热损失的计算项目 废气热能回收装置：废气锅炉、废气涡增压 冷却水带走的热量大，回收困难
推进特性
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随转速变化的规律 油门固定于最大供油量－一小时功率速度特性
负荷特性
速度不变，负荷变化－油量增加，性能指标和工作参数
随负荷变化的规律 船舶发电柴油机按负荷特性工作 负荷变化，平均有效压力和转速同时变化的特性 功率与转速是3次方关系；转矩与转速2次方关系 主机有自调速性能，可仅装单制式极限调速器
单位气缸工作容积所做的指示功 反应工质在一个工作循环中作功能力大小 假设的气缸中的一个不变的压力 大小取决于负荷 提高进气压力可以提高指示压力 用示功器测量 衡量各缸负荷均匀性的唯一可靠指标
第06章柴油机的负荷特性
柴油ห้องสมุดไป่ตู้速度特性Pe－n和Me－n的关系
全负荷速度特性可表示为柴油机在不超 过标定供油量的条件下，各转速下所能发 出的最大功率。作为船舶推进柴油机(主柴 油机),在实际使用时考虑到航行条件和船舶 污底情况，为保证主机在各种运转条件下 均能长期可靠运转，主机都留有适当的功 率储备，即主机长期运转最大功率要低于 标定功率一个值。
实际上有如下因素影响： （1）每循环进气量与n 有关。 （3）指示效率的变化。 （ 4）每循环喷油量也与n 有关。定时， 因此，pe 是变化的。 2）热态状与n 有关。
1.充量系数 当柴油机转速升高时，因排气系统的流 阻增加，充入气缸内的新鲜空气量减少； 同时由于循环频率增大，气缸内壁面温度 升高，会引起进入气缸内的空气温度升高， 使得缸内新鲜空气量减少。所以转速升高， 充量系数是减少的。 2.过量空气系数 对于非增压柴油机：过量空气系数基本与 充量系数相同变化相同。 对于增压柴油机：过量空气系数随转速的 升高而增大
1）全负荷速度特性 （在标定工况油格） 2）超负荷速度特性 （在超负荷工况油格）
（110%Pb,103nb ）
3）部分负荷速度特性 （在比标定油格小的油格）
Pe——n Me——n
测取特性应遵循相应标准 特性测取
环境标准
功率标准
一、1 全负荷速度特性(外特性) 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。在各个稳定转速下，测取对应的 pe、Me、Pe、be、tr、pk、nT等参数值。由此得到的性 能指标及工作参数随转速变化的规律即为全负荷速度特性， 亦称外特性。 全负荷速度特性的测量应遵循国家确定的统一试验标 准。一个是标准试验环境状况，一个是试验功率。 环境状况直接影响着柴油机的工作性能。我国国家标 准规定的标准环境为： 大气压力p0＝１００kPa（或750mmHg）,相对湿度 φ0＝３０％，环境温度T0＝２９８Ｋ或25℃，中冷器进 口冷却介质温度Tc0=298 Ｋ或25℃。 对于“无限航区”的船用内燃机其标准环境应遵循国 际船级协会(IACS)规定的环境状况： 大气压力p0＝１００kPa,相对湿度φ0＝6０％，环 境温度T0＝31８Ｋ或45℃，中冷器冷却介质进口温度Tex ＝305 Ｋ或32℃。
柴油机特性曲线..
机电工程学院交通专升本1304004041张明柴油机在不同的工况下，各主要指标是变化的。
要找出它们的变化规律，必须在发动机测功器上进行试验，测出在不同工况下的数据，并绘制成曲线表示其变化关系。
这些曲线称为柴油机的特性曲线。
在衡量柴油机的动力性和经济性时，常用的特性曲线有负荷特性曲线、速度特性曲线和调速特性曲线等。
负荷特性。
当柴油机的转速保持不变时，其他性能参数随负荷变化的关系称为负荷特性。
测定柴油机的负荷特性时，是在保持某一转速情况下，通过改变喷油量的方法来改变柴油机的负荷（如图1-13所示）。
柴油机负荷越大，每小时的供油量G，也越大，燃烧放出的热量增多，排气温度Tr升高。
耗油率ge则反映燃油燃烧的完善程度。
耗油率ge曲线上点1是最低值，称为最低耗油点。
如耗油率曲线的变化较平坦，表示在负荷变化较广的范围内，能保证有较好的经济性，这对于负荷变化较大的施工机械来说是十分有利的。
点2为冒烟界限点，此时燃烧恶化，排气中出现黑烟，这不仅使耗油率增加，而且还由于柴油机过热，容易引起故障，影响柴油机的寿命。
速度特性。
柴油机试验时，如将柴油机喷油泵的供油拉杆（油门）固定在某一位置上，并调节作用在飞轮上的阻力扭矩（即发动机的负荷），发动机的转速必将发生变化。
这样可将测得的数据绘制成发动机的有效扭矩Me.有效功率N。
和耗油率g。
随转速n而变化的关系曲线，称为柴油机的速度特性曲线。
如果供油拉杆是固定在最大供油量（额定供油量）位置上，测得的有效扭矩与转速的关系曲线称为全负荷速度特性曲线，亦称外特性曲线。
如供油拉杆固定在小于额定供油量的各个位置上，所得一组曲线称为部分负荷速度特性曲线。
对于分析柴油的性能有重要意义的是外特性曲线（如图1-14所示）。
在图1-14中横坐标上的nmin为最低稳定转速，nmin为最高转速，n1为最大扭矩Me,max的转速，nH为额定扭矩MH时的转速，，n2为最大功率Ne，max时的转速。
在有调速器的柴油机上它的转速在柴油机尚未达到最大功率Nmax 以前就受到限制。