第二节 柴油机特性

固定喷油泵油量调节机构，用改变负荷的方法来改变柴油机转速，这样测得柴油机主要性能指标和工作参数随转速的变化规律称速度特性（外特性）。无法在船舶使用条件下测取，只能用实验法在柴油机试验台上测取，目的是了解柴油机所具有的潜力(一)速度特性第二节柴油机特性一、全负荷速度特性（额定功率外特性）1定义：喷油泵油量调节机构固定在标定工况下供油位置上，通过改变负荷来改变转速，由此得到的性能指标及工作参数随转速变化的规律2试验标准1）标准试验环境状况2）试验功率（1）标定功率分：15min功率、1h功率、12h功率、持续功率MCR（2）我国规定持续功率作为标定功率，国外用用MCR3该特性是柴油机不超标定供油量的条件下各转速下所能发出的最大功率二、超负荷速度特性和部分负荷速度特性1超负荷速度特性1）喷油泵油量调节机构固定在最大供油量位置上，显示柴油机在各转速下可能达到的最大功率2）超负荷功率为110％Pb(103%nb)，且在12小时内允许超负荷运转1小时，不允许冒黑烟2部分负荷速度特性喷油泵油量调节机构固定在比标定功率油量小的各个位置上三参数分析1充量系数c随转速升高而减小2过量空气系数α增压机随转速升高而增大；非增压机相反3指示效率ηi与α变化一致4平均指示压力pi与ηi成正比5机械效率ηm高增压机随转速升高而增大；非、低增压机则相反6有效指标1）pe、Me、ηe高增压机随转速升高而增大；非、低增压机则相反2）Pe随转速升高而增大3）ｂe∝1/ηe注：在柴油机的正常运转范围内会出现ηe的最大值和ｂe的最小值(二)负荷特性一、负荷特性1定义：在柴油机速度保持不变时，柴油机的各项主要性能指标和工作参数随负荷变化的规律2在试验台上或实船条件下测取，发电柴油机必须测试。发电柴油机和装有全制式调速器的柴油主机在设定转速不变时按此特性工作二、负荷特性的参数分析1有效功率Pe和指示功率Pi

随负荷增大而增大2机械效率ηm

随负荷增大而增大3指示热效率ηi、过量空气系数随负荷增大而降低4有效热效率ηe、有效燃油消耗率be

ηe随负荷增大而降低，be与ηe成反比。低负荷下ηe降低，be增大，并且负荷越低越明显，这是柴油机的共性(三)推进特性一、螺旋桨特性及特性曲线1螺旋桨特性Fp=KFρn２pD4＝c1n２pMp=KMρn２pD5＝c2n２pPp=Mp*n9550＝cn3p2特性参数、特性曲线1）进程比P（1）定义：螺旋桨每转一转实际产生的位移与螺旋桨直径之比（2）公式：λp=hp/D=VP/(nｐ*D）（3）对定距桨，λp取决于船舶航行工况。随着航行阻力的增加，λp减小，螺旋桨特性曲线变陡，KF、KM增大，FP、MP增加，从而与阻力增加相适应，转速、航速降至某一较低值后稳定。当λp＝0时，KF、KM达最大值，FP、MP达最大值，这相当于系泊工况或船舶起航的情况。随着航行阻力的减小，λp增大，桨特性曲线变平坦，KF、KM、

FP、MP

减小。在λp1.0后，KF、KM先后为02）螺距比H/D

调距桨随H/D增大螺旋桨特性曲线变陡二、柴油机推进特性及推进特性曲线1柴油机推进特性：柴油机按螺旋桨特性工作时，各性能指标和工作参数随转速或负荷变化的规律2柴油机推进特性是根据Pe=cn3关系，在试验台上测定的三、推进特性参数分析1充量系数c

随转速增加而下降2过量空气系数α随转速增加而下降3指示效率ηi随转速增加而下降4机械效率ηm、指示功率

Pi

随转速增加而增大5有效油耗率ｂe、指示油耗率ｂiｂi随转速增加而增加；ｂe随转速增加先降后升，在80－90％nb时达最低值(四)调速特性

柴油机的调速特性是调速器转速设定机构固定在某位置时，当外负荷从零到最大值或相反过程的全部变化范围内，柴油机的功率、扭矩或平均有效压力与转速之间的变化规律。调速特性与调速器的工作性能直接相关，具有弹性反馈机构的调速器调速特性曲线为垂直线，可由多次改变调速器转速设定机构得到(五)限制特性一、柴油机的限制特性1定义：限制柴油机在各种转速下的最大有效功率，使柴油机的机械负荷和热负荷不超出为保证它可靠工作而规定的允许范围2限制措施可限制最高爆发压力pz、平均有效压力pe、曲轴转矩Me、过量空气系数α、排气温度tr以及涡轮增压器转速nＴ，其中较为常用的是Me、α和tr1）等转矩限制特性（1）目的：限制柴油机的机械负荷（2）要求：在各种转速下的Me都不超Mb以限制曲轴上的扭应力（3）等转矩限制特性曲线：过坐标原点和标定工况点、斜率为Pb/nb的直线2）等排温限制特性（1）目的：限制柴油机的热负荷（2）等α限制特性要求：在各种转速下都保持不小于αb，但α难以测定且保持困难，实际由tr代替α小结：柴油机在标定转速nb下降初期以转矩作为主要限制参数，后期则以排气温度作为主要限制参数二、船舶柴油机功率和转速使用范围1.柴油机在各种转速下允许达到的最大功率运行船用柴油机由限制特性限制2.柴油机在各种转速下的最小功率由最低负荷速度特性曲线限制

3.柴油机在各种负荷下可达到的最高转速标定转速或相应的调速特性来限制4.柴油机在各种负荷下可能达到的最低转速船用柴油机按推进特性工作时的最低稳定转速限制最低转速以防个别缸熄火1等排温限制线；3等转矩