柴油机工况特性课件.ppt
《柴油机工况特性课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《柴油机工况特性课件.ppt(82页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、一、柴油机工况,柴油机工况是指柴油机的工作状况或运行状况,如转速的高低、负荷的大小等。柴油机工况的变化是随其所带动的工作机械的不同而异的。 概括起来,可以归纳为以下三类:,一、柴油机工况柴油机工况是指柴油机的工作状况或运行状况,如转,要求柴油机的转速n始终不变或变化很小,而负荷可根据需要从零变化到最大。要求柴油机的负荷和转速都能在一定的范围内变化,而它们之间的变化有一定的规律。 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,要求柴油机的转速n始终不变或变化很小,而负荷可根据需要从零,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
2、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。,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,二、柴油机的特性,柴油机的主要性能指标和工作参数随工况而变化的规律叫柴油机的特性。 表征柴油机性能的有效指标主要有:平均有效压力pe、有效功率Pe、有效转矩Me、有效耗油率ge、有效热效率e等。,二、柴油机的特性柴油机的主要性能指标和工作参数随工况而变化的,二、柴油机的特性,表征柴油机运行状态的工作参数主要有:转速n、进气压力pa、增压压
3、力pk、最高爆发压力pz、排气温度tr、冷却水温度tw、增压器转速nT等。 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、柴油机的特性表征柴油机运行状态的工作参数主要有:转速n、,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:评价柴油机性能。确定柴油机工况。分析影响特性的因素。检测柴油机的状态。,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,二、柴油机的特性,各类柴油机,由于应用场合、使用条件等不同,可以得到不同的柴油
4、机特性。主要有:负荷特性、速度特性、推进特性、调速特性、限制特性等。,二、柴油机的特性各类柴油机,由于应用场合、使用条件等不同,可,第四节 柴油机的负荷特性,一、负荷特性曲线及其制取二、负荷特性曲线分析,第四节 柴油机的负荷特性一、负荷特性曲线及其制取,一、负荷特性曲线及其制取,负荷特性是指柴油机在转速固定不变时,其主要性能指标及工作参数随负荷而变化的规律。将这些变化规律在平面直角坐标图上表示出来,就叫负荷特性曲线。负荷特性曲线的测取,通常是在专门的试验台上进行的。在有条件的船厂或实船上,也可以测取。,一、负荷特性曲线及其制取负荷特性是指柴油机在转速固定不变时,,其测取具体步骤如下:首先按柴油
5、机开动起来,并逐渐将转速加至标定转速nb,再通过测功器稍加外负荷,使柴油机达到稳定的热状态。依此将负荷从零加至标定负荷的25%50%75%100%110%。每加一次负荷都适当地增加供油量,以维持柴油机的转速不变。记录每次负荷下柴油机的各性能参数。,一、负荷特性曲线及其制取,其测取具体步骤如下:一、负荷特性曲线及其制取,其测取具体步骤如下:将记录下柴油机的各性能参数,整理后画到以负荷为横坐标,其它各性能指标及工作参数为纵坐标的坐标图上,就可得到柴油机的负荷特性曲线。,一、负荷特性曲线及其制取,其测取具体步骤如下:一、负荷特性曲线及其制取,柴油机的负荷,常用平均有效压力pe来表示,又因负荷特性试验
6、时,柴油机的转速n固定不变,所以也有用有效功率Pe来表示负荷的大小的。而纵坐标上的一系列性能参数中,主要是有效耗油率ge和排气温度tr,其余的还有机械效率m,最高爆发压力pz、增压压力pk、增压器转速nT、过量空气系数等都可以在纵坐标上表示出来。,一、负荷特性曲线及其制取,柴油机的负荷,常用平均有效压力pe来表示,又因负荷特性试验时,某四冲程柴油机负荷特性曲线,某四冲程柴油机负荷特性曲线,PC2-5型柴油机负荷特性,PC2-5型柴油机负荷特性,二、负荷特性曲线分析,1有效功率 Pe和指示功率 Pi的变化情况2机械效率m的变化情况3有效热效率e和有效耗油率ge的变化情况,二、负荷特性曲线分析 1
7、有效功率 Pe和指示功率 Pi的变,柴油机按负荷特性工作时各主要指标和参数的变化,柴油机按负荷特性工作时各主要指标和参数的变化,1有效功率 Pe和指示功率 Pi的变化情况,有效功率Pe是通过坐标原点的一条直线。这是因为Pe与pe之间存在着公式的关系。对于既定的柴油机,当按负荷特性工作时,C、n、i都为定值。上面的公式可以写成 。根据Pi=Pe+Pm,则当转速不变时,机械损失功率 Pm可以看作不变,所以指示功率Pi也是一条直线,与Pe平行,相距为机械损失功率Pm值的大小。,1有效功率 Pe和指示功率 Pi的变化情况有效功率Pe是通,2机械效率m的变化情况,根据公式,而,当,时,,当,时,m达到最
8、大值。,2机械效率m的变化情况根据公式 而 当 时, 当 时,,3有效热效率e和有效耗油率ge的变化情况,i主要取决于过量空气系数,而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,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,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,随负荷增加而下降的速度有所不同,但总的趋势仍是随负荷的增加而减小的。,3有效热效率e和有效耗油率ge的变化情况i主要取决于过,由于随负荷的增大而降低,因此i亦随负荷的提高而降低。当负荷下降到某一较低的数值时,i则不再提高。,3有效热效率e和有效耗
9、油率ge的变化情况,由于随负荷的增大而降低,因此i亦随负荷的提高而降低。当负,e=im。当负荷从pe开始降低时,i是随pe的降低而增大的,m却随pe的下降而减小。初期,i的变化速率大于m,因此e也是随pe的降低而提高的。当负荷继续下降时,i的增大速度减缓而m的降低速度加快。因此e在达到某一最高值后就开始同m一起随负荷的降低而降低。在低负荷区,m随负荷的降低而急剧降低,使e也以很快的速度下降。,3有效热效率e和有效耗油率ge的变化情况,e=im。当负荷从pe开始降低时,i是随pe的降低,ge与e正好相反,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e是一条拱形曲线。随着负荷的变
10、化,在低于标定负荷pb的某一值下,有一个e的最大值emax和ge的最小值gemin。,3有效热效率e和有效耗油率ge的变化情况,ge与e正好相反,从图中可以看到,有效耗油率曲线ge是一条,值得一提的是,柴油机运行的最佳工况,并非指gemin哪一点,而是ge/pe最小的(输出功率既大而耗油率又小的)那一点,即特性曲线图中,从坐标原点作ge=f(pe)曲线的切线,切点对应的pe即为最佳工况,此时ge/pe最小。在低负荷运行时,e降低,耗油率增加,经济性变差,越是低负荷越显著,这个特点也是一切柴油机所共有的。,3有效热效率e和有效耗油率ge的变化情况,值得一提的是,柴油机运行的最佳工况,并非指gem
11、in哪一点,,第五节 柴油机的速度特性,将油量调节机构(油泵齿条或拉杆)固定在某一位置(每循环供油量不变)时,改变柴油机的外负荷,使柴油机转速变化,这样测得的柴油机的主要性能指标和工作参数随转速n而变化的规律,叫柴油机的速度特性。,第五节 柴油机的速度特性 将油量调节机构(油泵齿条,按油量调节机构固定的位置不同,柴油机的速度特性又可分为全负荷速度特性、超额负荷速度特性和部分负荷速度特性。 柴油机的速度特性是在柴油机制造厂试验台上试验时测取的,柴油机装配完毕之后,经过试车、磨合和调试,使各缸功率达到平衡并把喷油提前角调整至最佳值,才进行试验。,第五节 柴油机的速度特性,按油量调节机构固定的位置不
12、同,柴油机的速度特性又可,一、全负荷速度特性二、超负荷速度特性三、部分负荷速度特性,第五节 柴油机的速度特性,一、全负荷速度特性第五节 柴油机的速度特性,一、全负荷速度特性,把油量调节机构固定在标定供油量(即柴油机在标定转速nb下发出标定功率Pb时的供油量)位置时,柴油机的主要性能指标和工作参数随转速n而变化的规律,叫全负荷速度特性。又叫标定负荷速度特性。,一、全负荷速度特性 把油量调节机构固定在标定供油量(即柴油机,1全负荷速度特性曲线的测取,先开空车,使柴油机达到标定转速nb,然后通过测功器逐步增加柴油机的外负荷,同时相应地增加供油量,使柴油机稳定在标定工况运行。此时柴油机的转速为标定转速
13、nb,发出的有效功率为标定功率Pb(轴上的转矩也称为标定转矩Mb)。 将油量调节机构同专用工具或螺钉锁定,先记下该转速下的各性能参数,然后通过测功器逐次增加柴油机的外负荷,柴油机的转速会相应降低。,1全负荷速度特性曲线的测取 先开空车,使柴油机达到标定转速,使柴油机在标定转速和最低稳定转速之间逐次稳定在68个不同的转速上,测量并记录各对应转速下柴油机的各个性能参数。 将测得的数据整理,画在以转速n为横坐标,其余性能参数为纵坐标的坐标图上,便得到全负荷速度特性曲线。,1全负荷速度特性曲线的测取,使柴油机在标定转速和最低稳定转速之间逐次稳定在68个不同的,按照我国“国标”的规定,进行全负荷速度特性
14、试验时,要遵循统一的标准,一是标准环境状态,二是标定试验功率。,1全负荷速度特性曲线的测取,按照我国“国标”的规定,进行全负荷速度特性试验时,要遵循统一,标准环境状态对陆用柴油机:大气压力为p0=101kPa(760mmHg),环境温度293K(20)相对湿度60%。,1全负荷速度特性曲线的测取,标准环境状态1全负荷速度特性曲线的测取,标准环境状态对船用柴油机:大气压力p0=101kPa(760mmHg)环境温度303K(30)相对湿度 60%。当试验环境状况与标准状况不一致时,应按有关规定对试验结果加以修正。,1全负荷速度特性曲线的测取,标准环境状态1全负荷速度特性曲线的测取,标定试验功率我
15、国钢质船舶入级与建造规范规定,船用柴油机以持续功率为标定试验功率。国外船用柴油机以最大持续功率(MCR)定为标定功率。,1全负荷速度特性曲线的测取,标定试验功率1全负荷速度特性曲线的测取,2全负荷速度特性曲线分析,转矩Me的变化情况有效功率 Pe的变化情况 有效耗油率ge的变化情况,2全负荷速度特性曲线分析 转矩Me的变化情况,6300C型柴油机全负荷速度特性曲线曲线,6300C型柴油机全负荷速度特性曲线曲线,转矩Me的变化情况,在没有任何损失的理想情况下,当每循环的供油量不变时,柴油机的转矩与转速无关,转矩Me应是一条水平的直线。但实际上,柴油机的转矩Me随转速n的变化关系呈中间凸起,两头稍
16、低的状态。,转矩Me的变化情况在没有任何损失的理想情况下,当每循环的供,这是因为低速时,每循环所占有的时间较长,气缸与活塞之间的漏气和散热损失等都较明显。而且低速时,喷油泵柱塞运动速度低,泄漏量也较大,每循环的供油量较高速时小,所以转矩较小;高速时,充气系数v会变低,燃烧过程更短,后燃变得严重,而且高速时摩擦损失也大,因此转矩也会稍低。最大转矩Memax所对应的转速nemaxnb。,转矩Me的变化情况,这是因为低速时,每循环所占有的时间较长,气缸与活塞之间的漏气,有效功率 Pe的变化情况,柴油机的有效功率与转矩和转速的乘积成正比。从最低稳定转速至标定转速之间的工作转速范围内,转矩变化甚微,所以
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 柴油机 工况 特性 课件
链接地址:https://www.31ppt.com/p-1631932.html