船用柴油机特性课件幻灯片.ppt

第七节 柴油机与螺旋桨的配合 1．机桨匹配的基本原则 既使柴油机的功率得到充分利用，又使柴油机的功率在全部运转速范围内都不超出允许的范围。 （1）以主机标定功率配桨 原则上是在柴油机标定转速下使设计选配的螺旋桨吸收的功率恰好等于柴油机的标定功率NeH(螺旋桨曲线过MCR点)如图9-19所示。螺旋桨与柴油机的匹配点在柴油机的标定工况(MCR)点a。曲线1即为柴油机的全负荷速度特性线。当要柴油机在低于标定转速nH的某一转速n2下运转时，就减小油门，减少每循环供油量。曲线2即为相应的部分负荷速度特性线。交点b就是这时柴油机、螺旋桨的工况点。从图上看出，这时柴油机的功率不仅小于标定功率NeH，而且小于这个转速下由全负荷速度特性曲线所限定的功率（对应于d点的的功率。这里为了分析简便，以全负荷速度特性作为限制特性。）可见，在转速nH到nmin的全部变化范围内，柴油机的功率都不会超出允许的范围。在运转中还允许柴油机在高于nH的最大转速nmax下工作。这时需要增加供油量，相应于这个供油量的超负荷速度特性曲线3 与螺旋桨特性曲线相交于C点。这时柴油机处于超负荷状态，因此只允许柴油机短时间在这个转速下工作。 （2）螺旋桨结构参数对机桨配合的影响图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、是三个螺旋桨的特性曲线。螺旋桨Ⅱ配得过重、螺旋桨Ⅲ配得过轻。螺旋桨Ⅰ则匹配正确，其特性曲线正好过标定工况点a。曲线1为柴油机全负荷速度特性曲线，旋桨吸收的功率恰好等于柴油机的标定功率。 当螺旋桨配得过重时，这时螺旋桨特性曲线Ⅱ与柴油机全负荷速度特性曲线相交于b点，此时尽管油门加大到标定位置，但柴油机的功率和转速均达不到标定值，而负荷(pe) 却已达到持续运转的限制值（全负荷速度特性作为限制特性）。如要让柴油机发出标定功率NeH，就需要进一步增大供油量，如f点所示。这时负荷(pe)已超过标定值了。如要使柴油机在标定转速nH下工作，如e点所示，就更是超负荷了。可见，当螺旋桨配得过重时，要么造成柴油机超负荷（这是不允许的），要么柴油机功率发不足。柴油机的能力无法得到充分利用。 当螺旋桨配得过轻时，这时螺旋桨的特性曲线Ⅲ与柴油机全负荷速度特性曲线相交于d点，即柴油机油门推到标定位置时就超速了。为了使柴油机在标定的转速nH下工作，只得减少油门，让它在部分负荷速度特性曲线4上工作。这时工作点为C点，柴油机的功率小于标定功率NeH，也不能发足。可见，当螺旋桨配得过轻时，要么造成柴油机超转速（这是不允许的），要么柴油机功率发不足。柴油机的能力也无法得到充分利用。二、外界状况（船舶阻力）对对机桨配合的影响三、选配螺旋桨时的功率储备 四、系泊工况及航行中的过渡工况 1．系泊工况船舶在建成或修理后，为了检验主机的运转情况和操纵性能，需要在码头上进行系泊试验。在船舶系泊不动的情况下主机带着螺旋桨运转的工况称为系泊工况。这时船速为零，进程比λP为零，图9-4中的扭矩系数K2达到最大值，螺旋桨特性曲线明显比正常稳定航行时陡，如补图9-3所示。图中曲线1和2分别为正常稳定航行和系泊试验时的螺旋桨特性曲线。线3为主机的全负荷速度特性曲线。船舶正常稳定航行时，主机与螺旋桨配合工作于a点，即在标定转速nH下发出标定功率NeH。系泊试验时，主机与螺旋桨配合工作于b点，其相应的转速nb和功率Neb均比nH和NeH明显减小。如系泊试验时主机转速大于nb，由补图9-3中可以看出，主机就会超负荷。因此为了保证主机不致超负荷，应使系泊试验时的转速不大于nb，若由于缺乏技术资料而无法确定nb值，则可取0.80～0.85nH作为试验时的最高转速。系泊试验时还应特别注意排气温度。当排气温度达到船舶在全速航行时的正常排气温度时，就应进一步降低试验转速。 2．起航工况3．加速工况4．转弯工况5．倒车工况 思考题1．什么叫推进特性？试以某柴油机标定功率为Pb=200 kw，标定转速nb=1000r/min说明推进特性曲线的测取过程。2．某船主机为MAN/B＆W6SMC型柴油机，标定功率为Pb=8800 kw，标定转速nb=115r/min，按90%标定功率配浆。在修船后满载航行时转速为n=94.5r/min，燃油耗量Gf=1113kg/h。求该机的运转有效功率Pe(kw)，有效油耗率be(g/kw.h)及有效热效率ηe。（计算至小数点后两位，燃油低热值为Hu=42700kJ/kg）3. 什么叫负荷特性？试以某柴油机标定功率为Pb=100 kw，标定转速nb=1000r/min说明负荷特性曲线的测取过程。 第七章 柴油机特性 本章的重点：柴油机特性的分类，速度特性和负荷特性。 本章的难点：推进特性和限制特性。 主要内容 第一节 概述 第二节 速度特性 第三节 柴油机的负荷特性 第四节 推进特性