轮机概论：第三章 船舶柴油机

第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering3.7起动换向、调速与操纵

3.8运行特性

3.9运行管理

3.6换气与增压第三章船舶柴油机3.2工作原理

3.3主要技术指标3.4类型和结构参数

3.5工作系统3.1概述3.10电喷柴油机

第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering3.1概述由于柴油机热效率高、适应性好、功率范围宽广，已广泛用于工业、农业、交通运输业和国防建设事业1824年法国工程师卡诺发表了热力发动机理论（卡诺循环）1866年德国工程师奥托提出四冲程内燃机的奥托循环1879年德国工程师奔驰成功研制火花塞点火内燃机1883年德国工程师戴姆勒发明热管点火的立式汽油机1897年德国工程师迪塞尔最早制成柴油机1903年柴油机首次装在船上1907年用于潜艇的正反转柴油机实验成功1912年远洋货船上的柴油机首次远航试验成功第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering1926年设计出用排气能量将近期压缩的废气涡轮增压器采用废气涡轮增压器的优势：增压器是用来提高发动机的进气充气密度，以提高平均有效压力来提高功率和改善经济性的器件，主要用于船舶柴油机大大提高发动机功率缩小外形尺寸节约原材料降低燃油消耗排烟浓度降低，减少废气中的CO,HC以及NO的含量燃烧压力升高率降低，发动机工作柔和，噪声比较小第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering热机(ThermalEngine)：(★★)利用热能的发动机称为热机。热机的基本工作原理是：将燃料燃烧所获得的热能转变成机械能。热机内燃机(Internalcombustionengine)外燃机

(Externalcombustionengine)汽油机(Gasolineengine)柴油机

(Dieselengine)蒸汽机

(Steamengine)蒸汽轮机

(Steamturbineengine)燃气轮机

(Gasturbineengine)第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering3.7起动换向、调速与操纵

3.8运行特性

3.9运行管理

3.6换气与增压第三章船舶柴油机3.2工作原理

3.3主要技术指标3.4类型和结构参数

3.5工作系统3.1概述3.10电喷柴油机

第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering3.4类型和结构参数

3.4.1

柴油机基本结构Wärtsilä6L38CylinderheadCrankshaftCylinderPistonConnectingrod第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering3.4.2基本结构上止点(TDC)：活塞顶部在气缸中运动气缸最上位置下止点(BDC)：活塞运动达到的气缸最下位置冲程(Stroke)：活塞从上止点运动到下止点，或从下止点运动到上止点称为一个冲程，曲轴转动180°S=2RS:冲程，R：曲柄半径★★★★缸径(D)：气缸内径气缸余隙容积(Vc)：活塞在上止点，其上部全部空间余隙高度：上止点活塞顶面与气缸盖底平面间垂直距离气缸工作容积(Vs)：上止点到下止点，活塞扫过的容积气缸总容积(Va)：下止点，活塞顶与气缸盖底平面的距离压缩比：气缸总容积与气缸余隙容积之比第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering1)四冲程柴油机和二冲程柴油机3)高速、中速和低速柴油机高速机：n>1000r/min中速机：300

n<1000r/min低速机：n<300r/min筒状活塞式十字头式3.4.2柴油机的主要类型2)增压柴油机和非增压柴油机4)筒形活塞式柴油机和十字头式柴油机5)直列式和V型柴油机6)右旋和左旋柴油机（输出端向自由端看，正车时右顺左逆）7)可逆转和不可逆转柴油机8)用途分为主推进柴油机和发电柴油机，燃料不同分为单燃油和双燃油第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering3.4.3柴油机的型号及主要品牌柴油机型号由数字和汉语拼音文字的首位字母组成，包括首部气缸数目，中部是机型系列代号(冲程符号和缸径符号)，尾部是变型符号和机器特征例：6ESDZ43/82B6ESDZ43/82B气缸数二冲程十字头式可倒转增压气缸直径和活塞行程改进序号MANB&W苏尔寿瓦锡兰卡特彼勒YANMAR三菱重工S：十字头式D：可倒转C：船用右机Ca：船用左机Z：增压G：高增压F：风冷ZL：中冷第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering3.7起动换向、调速与操纵

3.8运行特性

3.9运行管理

3.6换气与增压第三章船舶柴油机3.2工作原理

3.3主要技术指标3.4类型和结构参数

3.5工作系统3.1概述3.10电喷柴油机

第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering3.2工作原理

柴油机基本原理是采用以压缩发货的方式使燃料在气缸内部燃烧，以高温高压的燃气公职在气缸中膨胀推动活塞作往复运动，再通过活塞连杆曲柄机构将往复运动转变为曲轴的回转运动，从而带动机械工作。根据此原理，燃油在柴油机气缸中燃烧做功必须通过进气、压缩、燃烧膨胀、排气四个过程才能实现，经过这四个过程就做功一次，也就是完成一个工作循环。如果这四个过程分别在活塞的四个冲程中完成的就成为四冲程柴油机，如果这四个过程分别在活塞的两个冲程中完成的就成为二冲程柴油机第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering(1)进气冲程(Inletstroke)：活塞从上止点下行，进气阀打开，排气阀关闭，新鲜空气进入气缸。进气阀在上止点前打开，下止点后关闭，进气持续220-250

曲轴转角。3.2.1四冲程柴油机工作原理第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering(2)压缩冲程(Compressionstroke)：活塞从上止点上行，进气阀关闭，排气阀关闭。气缸内空气被压缩，压力3-6MPa，温度600-700C。压缩后期喷油器喷油，燃油与空气混合、加热、自行发火燃烧。压缩过程持续140-160

曲轴转角。第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering(3)膨胀冲程(Expansionstroke)：燃油猛烈燃烧，气缸内燃气压力5-8MPa，温度1400-1800C。高温高压的燃气膨胀推动活塞下行做功。膨胀过程在排气阀开启时结束。该行程持续120-140曲轴转角。第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering(4)排气冲程(Exhauststroke)：进气阀关闭，排气阀打开。图中5-下止点，活塞下行，废气靠压差排出。活塞自下止点上行，废气被活塞排出气缸。排气阀在上止点后关闭。该行程持续230-260曲轴转角。第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering3.2.2二冲程柴油机工作原理第一冲程:扫气和压缩过程。包括扫气，过后排气，压缩三个阶段第二冲程:做功、排气和扫气过程。包括做功，自由排气，扫气三个阶段二冲程柴油机有直流扫气、横流扫气、回流扫气、半回流扫气四种第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering四冲程(4S)、二冲程(2S)柴油机对比(★★★★★)1.1个工作循环内，4S机曲柄转2转，2S机曲柄转1转。2.相同工作条件下，2S机功率约为4S机的1.6-1.7倍。3.2S机比4S机回转均匀。4.2S机比4S机换气质量差。5.2S机比4S机结构简单，管理方便。6.2S机可以使用劣质燃油，动力、经济性好。7.2S机用作主机，4S机可用作主机或发电柴油机。第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering3.7起动换向、调速与操纵

3.8运行特性

3.9运行管理

3.6换气与增压第三章船舶柴油机3.2工作原理

3.3主要技术指标3.4类型和结构参数

3.5工作系统3.1概述3.10电喷柴油机

第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering3.3主要技术指标指示指标：以示功图所表示的工作循环指示功为基础的指标，只反映气缸内工质对活塞的做功能力和经济性有效指标：以柴油机输出轴上所得到的有效功为基础的指标，是真正表示柴油机做功能力和经济性的指标。包括：平均指示压力、平均指示功率、指示燃油消耗率、指示热效率包括：有效功率、机械效率、平均有效压力、有效燃油消耗率、有效热效率第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering平均指示压力：是一个假定作用在活塞上的不变的平均压力，它推动活塞在一个行程内所做的功与一个工作循环的指示功相等。它是每一工作循环单位气缸工作容积的指示功。影响因素指示功率：柴油机气缸内的工质在单位时间内所做的指示功。指示热效率：转化为指示功的热当量与相应消耗的燃料热量之比。用于衡量燃烧完善程度。指示燃油消耗率：每千瓦指示功率每小时的燃油消耗量有效功率：柴油机飞轮端处测得的功率。等于指示功率减去机械损失机械效率：有效功率与气缸内指示功率的比值。它的大小受柴油机负荷、转速、滑油温度、与冷却水温度等有关。目前一般为70~92%平均有效压力：柴油机每一工作循环每单位气缸工作容积所做的有效功。有效燃油消耗率：每小时单位有效功率的燃油量。柴油机经济性重要指标有效热效率：柴油机曲轴输出的有效功热当量与所消耗的热量之比。柴油机经济性重要指标第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering3.7起动换向、调速与操纵

3.8运行特性

3.9运行管理

3.6换气与增压第三章船舶柴油机3.2工作原理

3.3主要技术指标3.4类型和结构参数

3.5工作系统3.1概述3.10电喷柴油机

第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering3.5工作系统为保证柴油机正常连续运转，必须有柴油机的工作系统为其提供服务。该工作系统包括燃油系统、滑油系统和冷却水系统。1重油舱；2驳运泵；3粗滤器；4重油沉淀柜；5重油分油机；6分油机加热器；7重油日用柜；8集油柜；9粗滤器；10燃油供给泵；11雾化加热器；12细滤器；13主机喷油泵；14轻油日用柜；15轻重油转换阀3.5.1燃油系统燃油系统包括：燃油的加装、储存、驳运、净化、供给。加油通过甲板两舷的国际标准加油法兰加入油舱。第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering燃油：轻柴油、重柴油、低质燃料油。燃油系统的维护管理(1)轮机长与船长协商后向公司提出加油申请。(2)加油舱和加油量，轮机长与大副商量以满足吃水要求。同时应注意不同牌号的燃油一般不能加装在同一油舱内并且燃油加装不能超过舱容的85%。(3)主机在正常航行时使用重油，机动航行时使用轻柴油。需要在离港和进港时更换燃油。一般在进港机动航行前1小时和离港正常航行后进行换油操作。(4)燃油加装注意事项及日常碰到相关问题。第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering3.5.1滑油系统(Lubricationsystem)柴油机滑油系统通常由曲轴箱润滑系统，气缸润滑系统，增压器润滑系统以及滑油净化系统组成。滑油的主要作用有润滑、冷却、清洁、密封、防腐蚀、降低噪音。1）曲轴箱润滑系统湿式曲轴箱润滑油系统：柴油机机座或油底壳起油箱作用，贮存滑油。优点是只需要一个油泵，结构简单。缺点是滑油与空气接触面积大，易于氧化、变质、污染、且曲柄连杆机构在船舶摇摆时易与油底壳的滑油页面发生冲击，增加损坏机会。第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering油底壳滑油粗滤器机油泵机油滤清器滑油冷却器离心式机油滤清器柴油机曲轴，大端，小端，活塞凸轮轴，配气机构，气阀顶杆等传动此轮柴油机湿式曲轴箱润滑油系统第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering干式曲轴箱润滑油系统：滑油存放在单独设置的滑油循环柜终，机座或油底壳不存油。优点是船舶摇摆时，曲轴箱内滑油少，曲轴连杆的冲击力小，船舶稳性好；船舶倾斜时，滑油泵不易吸空，由高置油箱来保证油泵的吸入压力。缺点是需要另设置一台滑油泵将曲轴箱内的滑油送至滑油循环箱，结构管理复杂。柴油机干式曲轴箱润滑油系统滑油循环油柜粗滤器滑油压力泵细滤器滑油冷却器柴油机曲轴，大端，小端，活塞凸轮轴，配气机构，气阀顶杆等传动此轮粗滤器循环泵第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering干式曲轴箱润滑油系统第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering2）曲轴箱滑油的净化为保持润滑油质量，除设有滤器外，还设有滑油分油机连续对润滑油进行净化处理。排出曲轴箱油使用中混入的各种杂质和氧化沉淀物。小型柴油机，不单独设净化系统，滑油变质后全部更换。有的发电柴油机，利用主机滑油分离的间隙进行滑油分离处理以提高滑油的利用率。3）废气涡轮增压器润滑系统自身封闭式润滑：不需另设润滑系统，由柴油机润滑系统支管提供滑油重力-强制混合循环润滑：高置式重力透平油柜，由重力柜向增压器供油，重力柜上有地位报警和溢油管。供油中断时，重力柜可短时向增压器供油并发出警报。第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering4）柴油机气缸润滑(1)飞溅润滑：靠从连杆大端甩出并飞溅到气缸壁上的润滑油润滑气缸。用于筒状活塞柴油机。气缸油和轴承油相同。(2)注油润滑：采用气缸注油器和注油接头，将气缸油通过气缸壁上均布的注油孔喷注到气缸表面进行润滑。用于十字头式柴油机的气缸润滑和某些筒状活塞柴油机的辅助润滑。气缸油轴承油使用不同的润滑系统。油量可控制，滑油不用收回。气缸注油器注油接头注油孔第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering3.5.2冷却系统(coolingsystem)按冷却介质分类风冷(Aircooled)油冷(Oilcooled)水冷(Watercooled)按工作特点分类开式(Opentype)闭式(Closedtype)中央冷却(Centralcooling)主机完车后，停车时间较长，通过对主机冷却水或滑油系统加热，对主机进行暖缸，使主机保持一定的温度，特别是在在温度比较低的环境下，尤为重要。保护主机，提高主机的操纵性，相对延长主机寿命电加热付机冷却水加热蒸汽加热第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering1）海水冷却系统：直接、开式。空冷器、滑油、淡水等。第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering2）淡水冷却系统间接、闭式。气缸、气缸盖、活塞；增压器和喷油器。主机淡水冷却系统膨胀水柜(Expansiontank):(★★)①使冷却系统中的淡水受热后有膨胀余地；②向系统补水；③使冷却水泵有正吸高保证吸入；④排出系统空气；⑤投放化学药剂对冷却水进行处理。第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering3）中央冷却系统两个单独的淡水系统：①高温淡水系统：柴油机；②低温淡水系统：冷却器。优点：减少容易腐蚀和赃污的海水管路并且冷却水温不受环境影响。B＆WMC/MCE型柴油机中央冷却系统第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering3.7起动换向、调速与操纵

3.8运行特性

3.9运行管理

3.6换气与增压第三章船舶柴油机3.2工作原理

3.3主要技术指标3.4类型和结构参数

3.5工作系统3.1概述3.10电喷柴油机

第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering3.6换气与增压保证柴油机按规定顺序和时刻完成进排气的机构叫配气系统。也称换气系统。由气阀机构、气阀传动机构、凸轮轴和凸轮轴传动机构组成四冲程柴油机换气结构特点二冲程柴油机扫气系统结构特点换气系统的维护管理3.6.1换气系统第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering1）增压：(★★)就是提高柴油机气缸进气空气的压力，使空气密度增加，从而增加进入气缸的空气量。进气量的增加就可以相应增加喷入气缸的燃油量，也就使得在气缸结构尺寸、转速等条件不变的情况下，提高柴油机功率。2）增压的三种形式(1)机械增压：直接用柴油机驱动。(2)废气增压：(★★★)利用柴油机排出的废气驱动涡轮机，由涡轮机带动压气机再增压。可以回收部分废气能量，提高经济性。(3)复合增压：是上两种方式的结合。有串联和并联3.6.2增压系统按增压压力高低分为：低增压、中增压、高增压、超高增压第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering3）废气涡轮增压的基本形式定压涡轮增压：进入涡轮增压器的废气压力基本稳定。气缸的排气管连接到排气总管，涡轮则装在排气总管之后。Cylinder

Turbocharger

Exhaustmain

能量损失大，压力基本恒定，涡轮工作稳定、效率高。需设辅助鼓风机/泵(Auxiliaryblower)，低负荷或刚起动时(进出港、狭窄航道、江河)起动。第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering脉冲增压：气缸排气经过直接与一个或几个废气涡轮相连。充分利用定压能和脉冲能。可不设辅助鼓风机/泵。能量传递过程中能量损失少，涡轮做工的损失大Cylinder

Turbocharger

脉冲增压与定压增压的比较第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineeringRotatorCompressorbladeTurbinebladeCompressorTurbine4）废气涡轮增压的原理第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering3.7起动换向、调速与操纵

3.8运行特性

3.9运行管理

3.6换气与增压第三章船舶柴油机3.2工作原理

3.3主要技术指标3.4类型和结构参数

3.5工作系统3.1概述3.10电喷柴油机

第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering3.7起动换向、调速与操纵

为了满足船舶机动操作的要求，船舶主柴油机应当具有起动、停车、定速、变速、超速、限速、超负荷、限制符合和正倒车的能力。为此，作为船舶主机的柴油机，必须设置起动换向、调速以及控制上述装置的操纵系统。3.7.1柴油机的起动装置(Startingdevice)起动装置的目的：是使静止的柴油机借助外力转动起来，以便获得第一个工作循环的条件，最终使柴油机自行运转。柴油机起动：(★★)柴油机在外力作用下进行进气、压缩、喷油，直至燃油发火燃烧膨胀作功而自行运转的过程。起动转速：柴油机起动所要求的最低转速。起动方式：人力起动、电动起动、压缩空气起动等。最低运转转数：保证各缸连续均匀发火，稳定运转的最低转速第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering(2)压缩空气起动装置的基本组成和工作原理压缩空气起动：将压缩空气(2.5-3.0MPa)按照柴油机的发火顺序在膨胀冲程时引入气缸，推动活塞，使柴油机达到起动转速，实现自行发火工作。主要包括：空气压缩机、起动空气瓶、主起动阀、空气分配器、气缸起动阀和起动控制阀等。(3)对压缩空气启动系统的要求A:空气瓶(Airreservior/bottle)：用于启动主机的空气瓶至少要有2个。其总容量在不补充空气的情况下，对可换向的主机连续启动12次，对不能换向的主机能连续启动6次。B:空压机(Aircompressor)：用于启动主机的空气压缩机至少应有2台。其总的充气能力应能在1小时以内，将空气瓶从大气压力充至空气瓶使用的上限压力。第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering3.7.2柴油机的换向装置(1)换向原理和方法定距桨：改变旋转方向变距桨：改变螺距角柴油机转向轴系换向装置换向方法为改变柴油机转向设置的改变各凸轮(Cam)相对曲轴位置的机构称为换向机构。四冲程柴油机：空气分配器凸轮喷油泵凸轮进、排气阀凸轮二冲程柴油机：弯流扫气空气分配器凸轮喷油泵凸轮直流扫气空气分配器凸轮喷油泵凸轮排气凸轮第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineeringA:双凸轮换向2套凸轮(1套正车，1套倒车)，换向时轴向移动凸轮轴。B:单凸轮换向每个需要换向的设备设1个凸轮，具有对称轮廓。换向时将凸轮轴相对曲轴转过一定角度。双凸轮的换向装置一般线型单凸轮换向原理第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering3.7.3柴油机的调速装置(1)柴油机调速的基本概念柴油机的不同转速通过改变循环喷油量实现。改变油量调节机构，使柴油机的转速调节到规定的转速范围内称为柴油机调速(★★★)。为此而设的根据柴油机负荷变化自动调节供油量的调速装置，称为调速器(★★★)。

主机：装设全制式调速器，以保证柴油机在设定转速稳定工作发电柴油机：装设定速调速器，负荷变化时能保证恒定的转速，以保证发电机的电压和频率。第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering(2)调速器种类极限调速器：最高转速不超过某一规定值。115%标定转速定速调速器：在预定转速下稳定运转。双制式调速器：维持最低转速并可限制最高转速。全制式调速器：最低稳定转速到最高转速范围内，均能保持任一设定转速。机械式液压式电子式机械调速器原理简图调速器性能指标动态指标：突然改变负荷瞬时调速率，转速稳定时间静态指标：稳定调速率，转速波动率和变化率，不灵敏度。第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering3.7.4柴油机的操纵系统(1)对操纵系统的要求A:能迅速而准确地执行起动、换向、变速和超速保护等动作，并满足船舶规范的相应要求。B:有必要的连锁装置，以免误操作和事故。C:有必要的监视仪表和安全与报警装置。D:操纵系统中的零部件必须灵活可靠，不易损坏。E:操作、调节方便，维护简单。F:便于实现遥控和自动控制。第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering(2)操纵系统的类型A:按操纵部位和操纵方式分类(★★★★)机旁手动操纵(Localcontrol)：机旁操纵台机舱集控室控制(ECRcontrol)：机舱控制室驾驶室控制(BRcontrol)：驾驶室控制台优先级：机旁>集控室>驾驶室遥控B:按操纵系统使用的能源和工质分类电动式、气动式、液力式、混合式、微型计算机。第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineeringC:操纵系统的功能基本功能：起动、换向、调速和停车。遥控系统辅助功能：重复起动、慢转起动、负荷程序、应急停车、自动避开临界转速、故障自动减速或停车、紧急倒车。连锁功能：车钟连锁盘车机连锁换向连锁运转方向连锁安全保护：曲轴超速主机滑油压力过低增压器滑油压力过低推力轴承温度过高曲柄箱油雾浓度过高第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering3.7起动换向、调速与操纵

3.8运行特性

3.9运行管理

3.6换气与增压第三章船舶柴油机3.2工作原理

3.3主要技术指标3.4类型和结构参数

3.5工作系统3.1概述3.10电喷柴油机

第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering3.8运行特性

3.8.1、柴油机的工况柴油机在各种不同运转条件下的工作状况(功率和转速)称为柴油机的工况(Workingcondition)。(★★★)发电机工况（曲线1）

：转速恒定，功率变化，电力传动主机和发电机螺旋桨工况（曲线2）

：转速功率都变化，其他工况（曲线3）：转速由驱动设备所需决定，功率由运行中的阻力决定。123B4b0nmaxnminNe(★★★★)Ne=cn3直接驱动螺旋桨的主机，可能的工况可用阴影线区域来表示。此类工况常称为面工况。第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering3.8.2、柴油机特性的分类柴油机的主要性能指标和工作参数随运转工况变化的规律称为柴油机的特性。(★★★★)将此种变化规律在坐标上用曲线的形式表示出来,这种曲线称为柴油机的特性曲线。1）速度特性将喷油泵的油量调节杆固定，然后改变柴油机的外负荷以改变转速，使柴油机在最高允许转速和最低稳定转速之间各不同的转速下稳定运转，并测得各转速下的功率Ne、扭矩Me（或平均有效压力Pe）、有效耗油率ge和排气温度Tr等。由此将得出的这些参数随转速变化的关系绘成曲线即可得到柴油机的速度特性曲线。标定供油量：全负荷特性2供油量<标定量：部分负荷特性3-5供油量达到极限：超负荷速度特性1110%标定功率第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering2）推进特性(1)螺旋桨特性：推力和扭矩都随进程比的变化而变化。进程比：螺旋桨每转一转实际产生的位移与螺旋桨直径之比。同一转速下，p越小，螺旋桨的扭矩和功率就越大。不同p的螺旋桨特性A:船速不变，螺旋桨转速增大，如起航、系泊和紧急加速时；B:螺旋桨转速不变，而船速降低时，如船舶阻力增大或船舶大舵角快速转舵等。第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering柴油机在带动螺旋桨后，其功率与转速的三次方成比例(2)柴油机推进特性转速=103%nb时，功率=110%，不允许继续提高转速。转速=63%nb时，功率=25%，喷油压力降低，雾化变差，燃烧不良，各缸喷油量不均。当柴油机发出的功率随转速变化的关系，是按照螺旋桨所吸收的功率随转速变化的规律变化时，各性能指标和参数随转速变化的规律，称为柴油机的推进特性。

Ne=NP=cn3第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering转速不变,柴油机性能参数随负荷变化的关系，称为负荷特性。带动发电机的柴油机，转速基本上保持不变，是按负荷特性工作的。另外，装有全制式调速器的主机，在设定转速不变的情况下，也可认为是按负荷特性工作的。3）负荷特性柴油机的调速特性是指将调速器的转速设定机构固定于某一位置，在调速器起作用的情况下，柴油机功率、扭矩等与转速的变化关系。调速特性只与调速器的工作性能有关。4）调速特性装有全制式调速器柴油机的调速特性第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineeringA:等扭矩限制特性等扭矩与等排气温度限制特性柴油机能长期工作的最高允许负荷与转速的关系称为限制特性。限制特性是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过保证可靠工作的允许范围。5）限制特性限制柴油机在各种转速下的扭矩都不超过标定扭矩值。B:等排温限制特性柴油机在标定转速初期（即高转速区）以扭矩为主要限制参数，在后期（低转速区）则以排气温度作为主要限制参数。用排气温度作为限制柴油机热负荷的参数所建立的限制特性。第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering3.7起动换向、调速与操纵

3.8运行特性

3.9运行管理

3.6换气与增压第三章船舶柴油机3.2工作原理

3.3主要技术指标3.4类型和结构参数

3.5工作系统3.1概述3.10电喷柴油机

第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering3.9运行管理

观察是否漏油、漏水扫除气缸内杂质气缸布油检查柴油机回转情况冷却系统，燃油系统滑油系统，起动系统保证电力需求检查电力储备情况供电准备四大系统准备转车冲车试车3.9.1、备车(Stand-by)

(★★★★★)第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering3.9.2机动航行中的管理(1)机动航行之前，做好换油工作。(2)起动操作时，应严格控制油门，以免发生敲缸。(3)在操纵主机运转中应注意快速避开主机转速共振区。(4)在港区、浅水区、河道等区域航行时应换用高位海底门，以减少泥沙等污物进入冷却系统的机会。(5)起动及加速过程中，不要加速过快，防止主机超负荷。同时应充分注意主机的热状态。第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering1）在大风浪中航行(★★★★★)风浪增大后，阻力增加，在推进力不变的情况下，船速降低；使螺旋桨的进程比减小，特性线变陡；在油门不变的情况下，柴油机转速下降，功率也降低；最后船舶将在降低后的推进力与船舶阻力新的平衡情况下，以较低的航速前进。此时，不能增加油门来恢复原转速。那会使柴油机循环供油量增加而最高爆发压力增高，导致机械负荷增加。应该减小油门。原因是柴油机在低速运转下，如果仍保持油门不变，一方面由于废气涡轮的总能量减少，使增压器转速下降而增压压力降低，气缸内供气不足，导致燃烧恶化和废气温度升高致使气缸过热；另一方面气缸最高爆发压力不变而运动部件的惯性力减小，导致轴承负荷增加，可能引发轴承故障。所以在大风浪中航行不应要求主机保持原来转速，而应适当降低转速。第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering2）在浅水、窄航道和污底条件下航行(★★★★)会使船的阻力增加。因此，主机转速和船速都会自动下降。如要保持原定船速而增加油门，主机就会超负荷。3）起航和加速(★★★★)船舶在起航时，如果将油门加大，使主机转速达到较高，就会引起主机超负荷。这是因为螺旋桨转速增加的快，而船速增加的慢，致使螺旋桨负荷加大，此时尽管主机转速没有超过标定转速，但主机已经超负荷运转。因此在起航加速和从慢速航行加速时，应随着船速的加快而逐渐提高主机转速。4）转弯(★★★★)船舶在转弯时，船体在斜水流中航行，船舶阻力增加，同样也不能增大油门去保持主机原来转速。在操纵船舶时也应尽可能避免突然的大舵角转弯，尤其对于设有轴带发电机的船舶更应注意。第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering5）倒航(★★★★)由于倒航时船舶阻力比正航时为大，而且螺旋桨的效率也比较低，所以主机倒航时的转速要比正航时的转速低，一般倒航转速不超过额定转速的70-80%。如果船舶是从正航转为倒航时，其船舶阻力更大。特别时在紧急制动的情况下，船舶仍在前进，主机倒车运转后，当达到标定转速的40%以上时，转矩就可能会达到额定值。若转速过高，主机和轴系就会超负荷。此时操纵应根据紧急情况，控制主机转速，除非不得以，在保船不保机的情况下才能强制主机超负荷运转。第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering热力检查、机械检查、加强滑油系统、冷却系统、燃油系统、增压系统的管理。3.9.3定速航行中的管理3.9.4、正常航行，驾驶台与机舱的联系每班下班前，值班轮机员应向值班驾驶员告知主机平均转速、海水温度，值班驾驶员应向值班轮机员告知平均航速、方向和风力。每日正午交换正午报告。轮机人员在值班当中发现有不正常状态时，应及时处理；欲要减速和停车应先通知驾驶台，许可后方可减速和停车；如情况紧急，可先降速后通知。驾驶台需要改变主机的转速、停车、使用大舵角时，应提前通知机舱，以便机舱进行必要的准备。第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering3.9.5、到港前操作到港前确定主机是否需要换轻油。现代船舶燃油系统及燃油喷射系统的设计一般都允许主机在使用重油状态停车。船舶到港时下列情况需要换轻油：停机后需要进行燃油系统设备检修；船舶须进坞修理；停车时间5天以上；当地环保法规定要求使用低硫燃油；在机动操车1h前换油。到港前进行主机换向操作试验，以确定起动系统和换向机构工作正常机动操作前放掉起动空气和控制空气系统的凝水；如主机有轴带发电机，到港前应从电网解除轴带发电机，与主机脱开第三章船舶柴油机轮机概论IntroductiontoMarineEngineering3.9.6、完车后操作正常情况下的停车应保持各系统正常运转，动力装置处于随时可用状态。当轮机员接到完车指令后，说明主机不再动车。完车后需要做的工作主要有：关闭启动空气的供给、打开示功阀、合上盘车机转车15-30min、人工驱动气缸注油器向气缸注油；关闭控制和安全空气系统；关闭主海水泵进出口阀及冷却器进口阀；停燃油输送泵（重油和轻油）；打开扫气箱和涡轮增压器透平处的放残考克，主机润滑油泵，淡水泵继续运转15-20min；主机水温下降后，及时转换冷却水系统阀门到暖机状态等工作。确认主机和其他设备正常后，航行班结束，轮机员开始轮值锚泊班或靠泊班。第三章船舶柴油机轮机概论I