船舶柴油机基本知识讲解.ppt

第一章 柴油机工作循环和主要性能指标第一节 船舶柴油机的历史与现状 柴油机自1897年由Rudolf Diesel发明以来，已经得到了巨大的发展。下面就有关柴油机发展的历史做一简要介绍。 任何一门科学技术的发展总是与社会生产力的需要和当时科学的发展水平相适应的。18世纪初，英国资本主义生产力的发展促进了1776年瓦特蒸汽机的发明，并由此开始了产业革命推动了生产力的发展。随着生产力的发展，这种热机由于热效率低以及过于笨重而又不适应社会生产力的发展对新型动力机械的需求增加。1876年，德国人奥托（N. A. Otto）第一次提出了四冲程循环（即进气、压缩、膨胀、排气）原理并发明了电点火的四冲程煤气机。该煤气机运转平稳，热效率可高达14％，在当时曾得到普遍使用。之后，在1880年一些工程师，如英国的D. Clerk和J. Robson以及德国人Karl Benz等成功地开发了二冲程内燃机。 第三节 船舶柴油机的分类 柴油机自1897年问世以来，经过一个世纪的发展，其技术已经取得了很大进步并更趋完善，在动力机械中已占据极为重要的地位。在船舶动力中也占统治地位。目前，在所有的内河及沿海中、小型船舶中，都采用柴油机作为主机和辅机；在远洋民用船舶中，在2000t以上的船舶中，以柴油机作为主机的船舶占总艘数的98%以上，占总功率的96%以上。 一、柴油机的优点 柴油机能在动力机械以及船舶动力装置中占据极为重要的地位，是因为它具有许多优越的条件。与其它热机相比，它具有如下优点： （1）热效率高。大型低速柴油机的有效效率已达到50％～53％，远远高于其他热机；而且柴油机在全工况范围内的热效率都较其它热机高。热效率高，也就是燃料消耗量小；柴油机又能燃用重油，甚至劣质重油；而且柴油机在停车状态时不需要消耗燃料。故燃料费用低，船舶的续航力大。 （2）功率范围大。柴油机的单机功率自1至80080kW，因此其适应的领域宽广。 （3）机动性好。正常起动只需3～5s，并能很快达到全负荷。有宽广的转速和负荷范围，能适应船舶航行的各种要求，而且操作简便。 （4）尺寸小，重量轻。柴油机不需要锅炉等大型附属设备，使柴油机动力装置的尺寸小、重量轻，特别适合于在交通运输等动力装置中应用。 （5）可直接反转。柴油机可设计成直接反转的换向柴油机，而且倒车性能好，使装置结构简单。 三、几种常用机型简介 1．低速机 设计厂家在竞争中已减少到3个 1) BW公司：81年MAN公司购并了BW公司，低速机由MAN-BW公司哥本哈根（丹麦）分公司设计试制。 L-MC还发展了S-MC、K-MC，其字母L表示长冲程，S表示超长冲程，K表示一般冲程。70年代中后期，BW低速机装船千瓦数占世界总数比例在1/4～1/3左右。80年接到订货单开始超过Sulzer公司，到80年代中就接近60%。 2) Sulzer公司： 70年代中后期，Sulzer低速机装船千瓦数占世界总数百分比在50％以上～60％左右。后来逐渐降至1/3左右。 Sulzer公司? New Sulzer公司? Wartsila-NSD公司 3) 三菱重工业公司： 三菱重工业公司低速机装船千瓦数占世界总数百分比一直在10％左右。 4) MAN公司： 70年代中后期，MAN公司低速机装船千瓦数占 世界总数百分比曾保持在10％左右，后来就更少了。 81年合并BW公司后就放弃发展低速机了。 这两种柴油机各有其特点，十字头式柴油机由于活塞不起导向作用，同时与缸套之间没有侧推力N的作用，因而两者之间的磨损减小，擦伤和卡死的可能性减小。此外，由于活塞杆只在垂直方向作直线运动，因而可在气缸下部加设一横隔板，把气缸与曲轴箱隔开，以免气缸中的污油、结炭或燃气漏入曲轴箱污染滑油。这也为十字头机燃用劣质燃料创造了有利条件。十字头式柴油机可靠性较筒形活塞式高。但十字头机的重量和高度增大，结构也较复杂，不具备筒形活塞式柴油机体积小、重量轻、结构简单的优点。图1-3-2 直列式气缸排列的柴油机 因气缸排列方式的不同柴油机还可分为单列气缸和多列气缸式柴油机。图1-3-2所示为气缸排成一列的直列式柴油机简图。为了提高柴油机的单位长度的功率，扩大单机功率范围，以及降低柴油机的重量指标，也有将柴油机设计成如图1-3-3所示的V型，另外还有H型、辐射式或对置气缸式等多列气缸的形式。在民用船舶柴油机中，主要是直列式和V型。 某些船舶的推进装置（如客轮）采用双机双桨推进装置。在这种船舶上，由船艉向船艏看，布置在机舱右舷的柴油机为右旋柴油机，亦称右机；布置在机舱左舷的柴油机为左旋柴油机，亦称左机。在这种动力装置中，为便于操纵管理，右机的操纵侧即凸轮轴侧布置