海船培训课件1.1

船舶动力装置中华人民共和国海船船员适任考试培训教材目录一二第一章柴油机及其附属设备的性能评估第二章主柴油机及其附属设备的使用与管理三四第三章船舶主推进动力装置的工况配合及管理第四章电控喷射柴油机五第五章典型液压系统六七第六章制冷与空调系统的操作和维护第七章

船用蒸汽锅炉第一章柴油机及其附属设备的性能评估4节柴油机的进排气性能评3节柴油机的燃油喷射与雾化性能评估2节柴油机的起动状态评估1节柴油机的燃烧状况分析与评估第一节柴油机的燃烧状况分析与评估一、影响柴油机燃烧过程的主要因素1.燃烧过程的主要影响因素：大气压力、柴油机转速、船舶吃水、平均指示压力、压缩压力、最高爆发压力、喷油泵齿条刻度、排气压力、排气温度、扫气压力、扫气温度、废气涡轮增压器转速、废气排出增压器的背压、空气在压气机进口的温度、空气流经空气滤器的压差、空气流经空气冷却器的压差及空气和冷却水在空气冷却器前后的温度等。2.需要按照ISO标准环境进行修正的性能参数：目的：与台架或试航时测得的数值进行比较。包括最高爆发压力、柴油机的排气温度、柴油机的压缩压力及有效燃油消耗率等。第一节柴油机的燃烧状况分析与评估二、柴油机燃烧过程参数测取时的注意事项1.测取示功图时的注意事项使用前应对示功器进行检查和保养，选好弹簧和柱塞参数稳定；选择适宜的海况和气象条件；示功器安装前，先打开示功阀吹净通路中的积炭及杂质；示功器安装后，先在记录纸上画出大气压力线；测取满意后，应注明日期、缸号、转速、排温、油门格数、弹簧比例每缸测取两个，测取5~6个示功图后拆下示功器进行冷却测量完毕，对示功器进行彻底清洁和保养。第一节柴油机的燃烧状况分析与评估二、柴油机燃烧过程参数测取时的注意事项2.测取压力时的注意事项（1）普通压力测量准确性和测量范围，定期校验（2）爆压测量三种方式：电子示功装置，直接在显示屏上读取爆压表，直接读取爆压值示功图，则应根据示功器弹簧的比例选取对应的比例尺正确量取读数。3.测取温度时的注意事项（1）常规温度的测量准确性和测量范围，定期校验（2）排烟测量排温表和温度传感器，定期校验，保证准确性。第一节柴油机的燃烧状况分析与评估三、柴油机示功图的类型、测量、特点和应用

根据测量的不同目的和任务，用示功器可测取完整的：p-V示功图p-V转角示功图不发火的纯压缩示功图梳形示功图弱弹簧示功图p-φ展开示功图——可用电子示功器测取可用机械示功器测取p-V示功图用来计算柴油机平均指示压力、指示功率；调整各缸负荷的均匀性；量取最高燃烧压力；判断各缸燃烧情况等。第一节柴油机的燃烧状况分析与评估三、柴油机示功图的类型、测量、特点和应用p-V转角示功图p-V转角示功图调整曲柄式传动机构中的小曲柄使其超前所测气缸的曲柄82°左右，在此情况下可测得p-V转角示功图。此时，传动机构小活塞的运动速度较大，则可用较快的小活塞运动速度反映较快的压力变化，从而将上死点附近的燃烧曲线在横坐标方向放宽，以利于分析研究柴油机燃烧过程的情况。示功图已经失去原形，不能用于计算柴油机功率，只能用来分析燃烧过程的进行情况在杠杆式和凸轮式传动机构上较难画出转角示功图。第一节柴油机的燃烧状况分析与评估三、柴油机示功图的类型、测量、特点和应用第一节柴油机的燃烧状况分析与评估三、柴油机示功图的类型、测量、特点和应用弱弹簧示功图在用机械示功器测取p-V示功图时，由于所用弹簧较硬，致使进、排气过程的微小压力变化反映不出来，所以四冲程柴油机示功图的进、排气被重合为一条线，二冲程柴油机示功图的尾部扫气过程也被重合为一条线。为了研究和检查扫气过程，·常给示功器换上软弹簧和1／1标准小活塞。这样，可把p-V示功图的尾部放大测绘出来。这种图形称为弱弹簧示功图。第一节柴油机的燃烧状况分析与评估三、柴油机示功图的类型、测量、特点和应用第一节柴油机的燃烧状况分析与评估三、柴油机示功图的类型、测量、特点和应用手拉展开示功图用于不能测取转角示功图的柴油机上，研究燃烧过程和判断发火时刻的早晚第一节柴油机的燃烧状况分析与评估三、柴油机示功图的类型、测量、特点和应用梳形示功图为了检查压缩终点压力pc和最高燃烧压力pz，用手慢慢拉动示功器转筒，可测绘出多条压缩压力线(在该缸单独停油时)或最高燃烧压力线。第一节柴油机的燃烧状况分析与评估三、柴油机示功图的类型、测量、特点和应用p-φ展开示功图由气电示功器和电子示功器测得用于：计算柴油机的指示功率评估燃烧和与扫气过程经过适当计算、整理可算得滞燃期长短压力升高率燃烧放热规律测定发火角测取pz和pC第一节柴油机的燃烧状况分析与评估三、柴油机示功图的类型、测量、特点和应用第一节柴油机的燃烧状况分析与评估三、柴油机示功图的类型、测量、特点和应用纯压缩示功图这种示功图是在停油状态下测取，用以分析气缸压缩情况，及判断传动机构和传动状态的正确与否。为正常的纯压缩示功图。图中压缩过程的曲线上升之后，又从最高压缩压力点C回降下来，膨胀曲线会比压缩曲线稍低一些。第一节柴油机的燃烧状况分析与评估三、柴油机示功图的类型、测量、特点和应用第一节柴油机的燃烧状况分析与评估三、柴油机示功图的类型、测量、特点和应用示功图的用途确定柴油机指示功率；判断各缸负荷（功率）的均匀性；确定柴油机的最高爆压和压缩压力；评估柴油机缸内工作过程的完善程度：如研究燃烧过程、换气过程及计算缸内温度等第一节柴油机的燃烧状况分析与评估三、柴油机示功图的类型、测量、特点和应用（1）工作过程曲线比较圆滑，曲线过渡处无锐角或突变形状；（2）工作过程各主要特性点的数值应符合说明书的规定，如最高燃烧压力pz、压缩压力pc等；（3）工作曲线无异常的波动（4）示功图的尾部形状应符合不同扫气型式的正常轨迹。2.正常示功图的特征正常示功图左图二冲程机正常示功图在缺乏正常示功图的情况下，可根据上述各点并参照柴油机说明书规定的各主要热力参数值进行比较，若发现示功图上某些热力参数不正常，必须查明原因，根据说明书上的要求进行调整。一般经调整后，各缸的有关热力参数的不均匀度应满足我国的有关规定的要求。MANB&WK/L-MC柴油机示功图MANB&WS-MC柴油机示功图工作参数不均匀度（%）压缩压力pc≤±5最高爆发压力pz≤±5平均指示压力pi≤±5排气温度Tr≤±5不均匀度=〔最大(最小)值－各缸平均值〕/各缸平均值×100%各缸排气温度差＜10~20℃，燃烧压力差＜0.15~0.2MPa。四、利用示功图对柴油机状态进行评估和故障诊断1.畸形示功图1）示功器传动机构不正常引起的畸形示功图传动机构定时超前传动机构定时滞后

★判断2）示功器故障引起的畸形示功图示功器转筒绳索太长或太短示功图太长示功器小活塞卡紧示功阀漏气3）气缸工作过程不正常所产生的畸形示功图燃烧过早燃烧过晚喷油器喷孔部分堵塞气缸内空气量不足扫气过程不正常☆使用最高压力表来测取pc和pz示功器传动机构定时超前的畸形示功图压缩线低于正常线膨胀线高于正常线整个示功图变胖（超前角度越大，图就越胖）示功器传动机构定时滞后的畸形示功图压缩线高于正常线膨胀线低于正常线整个示功图变瘦（滞前角度越大，图越瘦）采用纯压缩图判断定时的变化对示功图的形状影响很大：每相差1°CA，pi相差约5.5%。正常传动机构定时超前传动机构定时滞后示功器转筒绳索太长或太短以上是：膨胀行程时，使转筒弹簧拉紧，压缩行程时使转筒弹簧放松时的情况在使用中，由此故障产生为畸形图有时较难判断（尤其在示功图局部缺少一段）此时可用检查各缸示功图的长度加以判断。应保证各缸示功图的长度一致。示功图头部切去一部分，示功图变短。示功图尾部切去一部分，示功图变短。原因：转筒弹簧太软、转筒的惯性作用示功器机构间隙大等。示功图太长示功器小活塞卡紧示功图曲线波动压缩线降低膨胀线升高，呈阶梯形波动—示功图面积增大最高爆发压力降低压缩线长度的相当大的一部分与大气压力线平行用手拉示功图也有类似的波动现象大气压力线升高，且不为直线示功阀漏气的畸形示功图示功图畸形特点在喷油过早的情况下，滞燃期延长。气缸内的压力突然急剧上升（严重的是，引起爆燃而敲缸）；燃烧压力pz值超过正常值，即示功图高度增加。示功图变得尖瘦，排气温度较低。三个主要畸形特点燃烧过早的原因：换油：当由劣质燃油改烧轻质燃油时，如未调整（减小）喷油定时喷油泵喷油定时提前喷油器的调节螺钉松动或喷油器弹簧折断而造成喷油器启阀压力太低（1）燃烧太早示功图表示燃烧提前。(2)燃烧压力pz高于正常值，示功图头部尖瘦;膨胀曲线要比正常低燃烧太早引起的畸形示功图示功图畸形特点

在喷油过晚的情况下，供油提前角太小，而燃油的滞燃期变化不大，在上止点附近燃烧的燃油量不多，致使燃烧滞后，燃烧不完全，产生后燃，排气温度

t

r升高，燃烧压力p

z降低。这时所测的示功图矮胖，它具有以下畸形特点产生燃烧过晚的原因：换油（改用劣质燃油而未调节定时）喷油泵喷油定时太晚。漏油（如针阀、喷油泵柱塞偶件等）；喷油器启阀压力太高（示功图头部有波动）或缝隙式滤器部分堵塞；喷油器阀座漏泄（雾化不良，混合不佳，造成后燃—注意与示功器小活塞卡紧时的示功图的区别）（2）燃烧太晚示功图爆发压力pz明显降低（2）p-V示功图和转角示功图的头部明显圆滑；表示燃烧过程后移；（3）膨胀线较高，表示发生后燃；（4）发火点A延后，而且A点位于上止点后纯压缩线压力开始下降时。燃烧太晚引起的畸形示功图喷油器漏油时的示功图膨胀线上部有锯齿形，锯齿向上膨胀线高于正常最高爆发压力降低造成后燃，排温升高示功图面积减小喷油泵漏油时的示功图膨胀线比正常低示功图面积减小，功率降低最高爆发压力降低⑴泵油压力下降，喷油延后，造成后燃，排温升高；⑵因漏油使喷入缸内油量减少，功率降低，使排温降低；★综合之，排气温度降低。（3）喷油器喷孔部分堵塞最高爆发压力降低喷油定时不变，发火点也基本不变头部膨胀线波动膨胀线升高喷油器喷孔部分堵塞时的示功图燃烧太晚与喷油孔部分堵塞示功图区别头部发火点燃烧太晚圆滑无波动后移喷油孔部分堵塞有波动基本不变（4）气缸漏气时的示功图最高爆发压力和压缩压力均降低示功图面积减小压缩线与膨胀线均降低排气温度升高气缸漏气：活塞环磨损，排气阀漏气等扫气空气不足：气口堵塞，增压器进口滤网堵塞、中冷器堵塞、增压器污染等；排气系统堵塞；环境状态变化：大气压力、温度变化等可以测纯压缩图，计算压缩压力与扫气压力之比值并与试航报告标准比值比较来进行判断。缸内空气不足的原因（5）扫气过程不正常扫气口部分堵塞时的弱弹簧示功图排气口部分堵塞时的弱弹簧示功图1.平均指示压力的计算方法五、基于P-V示功图对柴油机做工能力的计算

pi=hi／M（MPa）M—示功弹簧比例，mm／MPa在p-V示功图中，示功图高度表示压力，其平均高度可换算为平均指示压力。船上一般有如下两种计算方法。（1）面积仪法：面积仪测出示功图的面积fmm2，除以示功图长Lmm，即得示功图平均高度

hi=f／Lmm测量时匀速拉动，不要太慢，两次误差不能超过

“1”（2）十等分法Y0和Y10距上下止点L/402.柴油机功率的计算（1）指示功率的计算Pi=C·pi·n·i，C=Vs﹡m/60000气缸常数，说明书可查到，也可以计算出来Vs---工作容积m---工作行程数n---柴油机转速

i---缸数（2）有效功率的计算pe=pi﹡ηm，ηm----机械效率根据经验，

pe=pi-1bar有效功率：Pe=C·pe·n·i3.有效燃油消耗率的计算（1）柴油机的燃油消耗率

B：柴油机每小时燃油消耗量kg/hPe：主机有效功率kW2S------155~225