第一章-柴油机的基本知识.ppt

第一章柴油机的基本知识4。柴油机与汽油机比较
汽油机以汽油为燃料，缸内燃烧为电火花塞点火式，外部混合方式。
柴油机以柴油为燃料，采用压燃式燃烧，内部混合方式。

5。船舶柴油机动力装置
A。汽油机特点：
工作柔和平稳，噪音低，比容积小，比重量轻，所以在轿车和轻型车上占优势。但是：
（1）外部混合，压缩比不能太高，使经济性不能提高很大；
（2）汽油闪点低，储运过程中危险性大。
B。柴油机特点：
（1）经济性好，热效率最高；
（2）机动性好，启动方便；
（3）功率范围广，单机功率1.1~45600kW,适用范围广；
（4）尺寸小、重量轻；缺点：
（1）存在机身振动、扭振和噪声；
（2）某些部件的工作条件恶劣。
HD-MAN-B&W6L50MCE
第二节柴油机的工作原理
一、柴油机的基本构造
1。柴油机的基本组成
固定件，运动件，辅助机构，辅助系统四部分。
（1）固定件：气缸盖、气缸、机身（机架）、机座、轴承。
燃烧室的构成：气缸被气缸盖、活塞和缸套封闭为一个密封的空间，空气、燃料的混合、燃烧、膨胀、作功在这个空间内完成。
（2）运动件：活塞组、连杆、曲轴。它们组成一个“曲柄-连杆”机构，将活塞在气缸内的往复运动转变为曲轴的旋转运动。
（3）辅助机构：进气阀、排气阀、凸轮轴及传动机构、中间齿轮。
（4）辅助系统：燃油系统：喷油泵、喷油器等；
冷却系统：防止燃烧室周围部件烧坏；
润滑系统：对相对运动部件润滑，减少摩擦和热量；
操纵系统：启动、停车、换向、调速、报警等。
2。基本术语1.上止点（TDC）：活塞在气缸中运动的最上端位置，也就是活塞离曲轴中心线最远的位置。
2.下止点（BDC）：活塞在气缸中运动的最下端位置，也就是活塞离曲轴中心线最近的位置。
3.活塞行程（S）：指活塞从上止点运行到下止点间的直线距离，简称行程。S=2R
4.气缸直径（D）：气缸的内径，简称缸径。
5.压缩容积（Vc）：活塞在气缸内位于上止点时，在活塞顶上方的全部空间容积。
S/D<3.0 短冲程机
3.0<S/D<3.5 长冲程机
S/D>3.5 超长冲程机
6.气缸工作容积（Vs）：活塞在气缸中从上止点运行到下止点时所扫过的容积。
7.气缸总容积（Va）：活塞在气缸内位于下止点时，活塞顶以上的气缸全部容积。
8.压缩比（ε）：气缸总容积Va与压缩容积Vc之比值，亦称几何压缩比。
Va=Vs+Vc
ε=Va/Vc=（Vc+Vs）/Vc=1+Vs/Vc
9。活塞平均速度Cm：单位时间内活塞的平均速度，m/s。Cm=2S•n/60=S•n/30采用压缩发火方式，使燃料在气缸内部燃烧，以高温、高压的燃气工质在气缸内膨胀作功。燃油在柴油机气缸中燃烧作功必须通过进气、压缩、燃烧、膨胀和排气五个过程。包括上述五个过程的周而复始的循环叫工作循环。
一个工作循环在四个冲程完成四冲程柴油机。
一个工作循环在二个冲程完成二冲程柴油机。
二、四冲程柴油机的工作原理
燃油在柴油机气缸中燃烧作功必须通过进气、压缩、燃烧、膨胀和排气五个
过程。每一工作循环按活塞冲程分为四个阶段：
1。进气行程。活塞从上止点下行，进气阀a已打开。由于活塞下行的抽吸作用，新鲜空气充人气缸。
为了能充入更多的空气，进气阀一般在上止点前提前开启（曲柄位于点1），在下止点后延迟关闭（曲柄位于点2），进气阀开启的延续角度φ1-2（图中阴影线部分）约为220°～250°。
（1）减少进气阻力，加大气阀通流面积，进气阀提前打开，提前角：20°~30°
（2）减少排气阻力，加大气阀通流面积，进排阀延迟关闭，延迟角：20°~40°
2。压缩行程。活塞从下止点向上运动，自进气阀a关闭（曲柄到达点2）开始压缩一直到活寒到达上止点（曲柄到这点3）为止。
燃油的自燃温度为210～270℃，使压缩终点时的压力3～6MPa，温度升至600～700℃。
它需要外界输入较大的能量，消耗有用功。
3。燃烧和膨胀行程。压缩行程快结束之前，提前喷油，喷油提前角：20°~30°
活塞在上止点附近，由于燃油猛烈燃烧，使气缸内的压力和温度急剧升高，压力约达5～8MPa，甚至13MPa以上，温度约为1400～1800℃或更高些。
它对外作功。4。排气行程。活塞由下止点上行时，废气靠气缸内外压力差经排气阀排出。
在上一行程未，排气阀提前开启，提前提前角：35°~45°
排气阀一直延迟到活塞到达上止点后（曲柄位于点6）才关闭，延迟角：10°~20°
排气过程用曲轴转角约为230°～260°。
5。定时圆图
将四冲程柴油机的工作过程按曲柄所在位置及
旋转角度，依次画在一个圆图上，它反映柴油机各
工作过程的次序和规律。
6。进排气重叠角
在上止点附近，进、排气阀同时打开的角度，
有利于将气缸内的废气彻底清除；
降