2008.05.101中高曼恩柴油机有限公司创新、共赢、整合、开放2008.05.102一、柴油机基本工作原理二、柴油机的基本结构组成三、柴油机的性能参数2008.05.1036L32/40船用主机2008.05.104辅机2008.05.105概述柴油机是内燃机的一种内燃机又是热机热能动力机械的简称的一种。热机是把热能转换成机械能的动力机械。柴油机、汽油机都同属于内燃机它们具有相同的工作特点都是将燃料在发动机的气缸内部燃烧并直接利用燃料燃烧产生的高温、高压的燃气在气缸中膨胀做功输出功率。在内燃机中燃料的化学能转变为热能热能又转变为机械能这两次能量转换都发生在气缸内部。2008.05.106柴油机基本工作原理1柴油机的燃料是柴油2柴油的燃烧是通过柴油油雾与空气混合后形成的可燃混合气称谓工质经压缩后自行着火、燃烧所以柴油机又称为压燃式内燃机。汽油机中工质燃烧是利用火花塞点火的方式故汽油机又称为点火式内燃机作为工质的可燃混合气即是气体气体的特性除可流动外更重要的是具有压缩、膨胀的特性体现在内燃机中。气体压缩时体积减小温度和压力升高气体膨胀时体积增大温度和压力降低。柴油机在工作过程中工质经历了压缩和膨胀的的循环过程在这一过程中工质的体积、压力和温度都要发生相应的变化变化的过程就是柴油机做功和实现能量转换的过程。3结合柴油机的结构简要叙述柴油机的基本工作原理新鲜空气被吸入气缸后与喷入气缸中的柴油油雾形成混合气经压缩自行着火继而在气缸内快速燃烧产生的高温高压的燃气在气缸中膨胀推动活塞做往复直线运动再通过由曲轴和连杆组成的曲柄连杆机构实现运动方式的转变将活塞的往复运动变为曲轴的回转运动带动工作机械组成动力机组。2008.05.1074柴油机燃烧必须要有助燃剂——氧气氧气来自空气。根据柴油的化学成份约含碳86氧13其它1经理论计算一公斤重量的柴油完全燃烧约需要14.32公斤的空气。量值概念1立方米的空气在常温25℃条件下约为1.2公斤柴油机工作时柴油燃烧实际上需要的空气量约为理论计算值的2倍左右。5柴油机工作的四个过程:吸气过程吸入或压入新鲜空气至气缸中压缩过程通过压缩提高空气的压力和温度喷油、燃烧、膨胀过程向气缸中喷射柴油呈雾化状并与压缩空气混合自行着火燃烧膨胀做功排气过程将做完功的废气自气缸中排出2008.05.102008.05.106以单缸柴油机为例介绍简要结构和基本结构参数单缸柴油机的结构简图横剖面如图示:图中给出了柴油机的主要零部件名称如图注。柴油机的基本结构尺寸气缸直径D活塞行程S气缸工作容积VhVh活塞面积×行程活塞在气缸中往复运动的上、下极端位置分别称为上止点、下止点。曲轴曲柄销中心到主轴颈中心的距离即是曲轴的回转半径称为曲柄半径计为R显然2RSRS/2气缸盖上的进气阀控制进气排气阀控制排气气缸盖上的喷油器向气缸定时、定量的喷射柴油。结合简图从活塞和曲轴的运动进一步说明四冲程柴油机92008.05.107多缸柴油机的结构及工作原理从上述单缸柴油机的四个工作过程中看出只有燃烧膨胀过程是对外做功输出功率的过程其余三个过程都是耗功过程。柴油机的功率、扭矩是间歇性、周期性变化的。工作过程的循环不息是曲轴上输出端的飞轮蓄能作用和曲柄连杆机构的运动惯性造成的。为了提高柴油机的单机功率、改善功率、扭矩的均匀性所以设计有多缸机如9L32/40就是9个气缸的直列机此外还有V型机等更多缸数的机器。多缸机上各气缸对外做功、输出功率不是同时发生而是轮流进行的这是由曲轴的结构保证的。各气缸之间的着火间隔角柴油机一个工作循环的曲轴转角度/缸数9L30/40柴油机的发火间隔角720°/980°各缸的轮流做功的顺序取决于设计的发火顺序这又是综合考虑整个柴油机的受力、振动、平衡的结果如从飞轮端看为顺时针方向旋转的9L32/40机发火顺序为1-6-3-2-8-7-4-9-5.102008.05.108简述二冲程柴油机的工作原理和特点四冲程柴油机一个工作循环曲轴转二转720°而二冲程柴油机曲轴转一转就完成一个工作循环因此具有如下特点1.没有单独的进排气过程进排气是在接近活塞下止点的上下位置几乎是同时进行的废气的排出是利用压力较高的新鲜空气将废气从气缸中清扫出去称扫气因此在结构上需要较高压力的扫气泵2.缸盖上不设进气阀可以有排气阀甚至连排气阀也没有取决于扫气方式固此结构较简单气缸上设有进扫气孔3.在气缸直径、行程、转速相同的前提下二冲程柴油机的工作循环和做功频率比四冲程高一倍因此二冲程的功率高但达不到高一倍的程度4.由于循环时间短换气质量差燃烧室零件热负荷高加至扫气泵由柴油机本身驱动要耗功机器的经济性差柴油消耗率较高5.当前中小功率的柴油机中二冲程机器已较少应用但在单机功率很大的船舶推进主机广泛使用大型、低速二冲程机。112008.05.102008.05.10