柴油機的主要技術(shù)指標有哪些
發(fā)布時間：2023-09-18 點擊：324
柴油機的主要技術(shù)指標
柴油機的性能指標主要反映在工作能力的大小及消耗燃料的多少，即稱為柴油機的動力性和經(jīng)濟性兩個方面的指標。它們既是反映柴油機工作循環(huán)完善程度的參數(shù)，更是評估柴油機性能的主要依據(jù)。主要包括功率、熱效率、機械效率、燃油消耗率、平均有效壓力和扭矩等。
v型16缸柴油機示意圖
一、性能指標的分類
指示動力性和經(jīng)濟性指標分別從量和質(zhì)兩個方面來評價柴油機的性能。
1、動力性指標
○平均指示壓力ρi
○指示功率pi
○機械效率ηm
○有效功率pe
○平均有效壓力ρe
○轉(zhuǎn)速和活塞平均速度
2、經(jīng)濟性指標
○指示油耗率gi
○指示熱效率ηi
○有效油耗率ge
○有效熱效率ηe
柴油機性能指標示意圖
二、動力性指標
1、平均指示壓力
（1）定義
發(fā)動機每個工作循環(huán)，單位氣缸容積所做的指示功（li）。
ρi=li/vs（n/m2或pα）
由式中可見，平均指示壓力ρi又可以看成單位氣缸工作容積每一工作循環(huán)的指示功。它消去了柴油機氣缸工作容積的因素，所以它的數(shù)值與氣缸工作容積的大小無關(guān)。因此可以用pi來比較不同氣缸尺寸和不同類型的柴油機的做功能力強化程度。ρi值大，表明其單位氣缸工作容積的做功能力大，柴油機氣缸工作容積利用程度ρi值大。噴入的燃油量相同時，表明其工作循環(huán)進行得比較完善。所以ρi是評定柴油機工作循環(huán)動力性的重要指標。
柴油機平均壓力示意圖
（2）作用
用來比較不同類型和不同氣缸尺寸的氣缸工作容功能力；評價氣缸工作容積的利用程度。
（3）影響ρi因素：（循環(huán)供油量和燃燒質(zhì)量)
●循環(huán)供油量（負荷）↑，則ρi↑，增壓度↑，ρi↑。
●過量空氣系數(shù)α↑，缸內(nèi)燃燒質(zhì)量↑，ρi↑；但當α↑↑，油氣濃度↓，使ρi↓。
●工質(zhì)混合完善程度↑，ρi相應↑。
●換氣質(zhì)量↑，ρi↑。
●燃燒質(zhì)量↑，ρi↑。
2、指示功率pi
發(fā)動機在單位時間內(nèi)氣缸內(nèi)工質(zhì)推動活塞所做的功（kw）。
pi=ρivsnim/60000（kw）
ρi——平均指示壓力，pa或n/m²；
vs——氣缸工作容積，m3；
n——柴油機的轉(zhuǎn)速，r/min
m—每轉(zhuǎn)工作行程數(shù)，四沖程機m=1/2，二沖程機m=1；
i——氣缸數(shù)。
對既定柴油機而言，vs和m為定值，令c=vsm/60000，根據(jù)上式可表達為：pi=cpini（c為氣缸常數(shù)）。
3、機械效率ηm
（1）機械損失
指作用在活塞上的指示功率傳遞到曲軸的（有效功率）過程中所損失的功率。
（2）機械損失的功率pm
作用在活塞上的指示功率傳遞到曲軸的過程中所損失的功率。
包括:
a.摩擦損失-活塞環(huán)與缸套之間最大；
b.拖動損失--隨轉(zhuǎn)速個而加大;
c.泵氣損失-僅發(fā)生在非增壓四沖程機。
（增壓機不但不損失，反而增加規(guī)律;二沖程機無進排氣沖程，為零）。
（3）機械效率ηm
ηm=（pi-pm）/pi=1-pm/pi
從上式可知：pm↑→ηm↓
機械效率影響因素
負荷、轉(zhuǎn)速、滑油溫度、冷卻水溫、安裝質(zhì)量等。
對同一臺柴油機而言:
?轉(zhuǎn)速不變，負荷↑→ηm↑。柴油機空載運行，全部指示功消耗于摩擦損失，ηm=0。
?負荷不變，轉(zhuǎn)速↑→摩擦耗功↑→ηm↓
通常柴油機出廠時，廠家以ηm——n的形式給出ηm值，可根據(jù)使用轉(zhuǎn)速和負荷查出ηm。
4、有效功率
柴油機曲軸飛輪端單位時間所輸出的功。
pe=pi-pm=piηm
注：實際使用時，pe不是通過計算，而是由測功器測出。
（1）制動功率（bhp，brake horse power）
在柴油機試驗臺上用水力測功器（電力測功器）測定輸出扭矩再計算出的功率。
（2）軸功率（shp，shaft horse power）
在柴油機裝船后，用傳遞式測功儀測得。
三、經(jīng)濟性指標
（1）指示熱效率ηi
指示功的熱當量與相應消耗的燃料熱當量之比。
若測得：柴油機每小時油耗量為b（kg/h），查得：燃油的發(fā)熱值為hu，一般取值為42700（kj/kg）。則：燃料的熱當量為：b×hu/3600（kj/s;kw)
那么：ηi=3600pi/b×hu
（2）指示油耗率gi
指單位指示功率每小時燃油消耗量。
gi=b/pi（kg/kw·h）
指示熱效率與指示油耗率的關(guān)系：（成反比關(guān)系）
（3）有效燃油消耗率ge
每一千瓦有效功率每小時消耗的燃油量。
ge=b/pe（kg/kw·h）
ge的意義：
①評價不同形式柴油機的經(jīng)濟性；
②用來計算航次載油量和油艙容積。
（4）有效熱效率ηe
曲軸有效功所消耗的熱量。
四、柴油機其他常用參數(shù)
表征柴油機機械負荷、熱負荷、基本結(jié)構(gòu)、強化程度和排放性能的參數(shù)。
1、最高爆發(fā)壓加pz
表征柴油機機械負荷的主要參數(shù)之一。
pz↑——動力性↑、經(jīng)濟性↑但過大→尺寸↑，笨重；
——應力↑——變形、疲勞裂紋→可靠性、壽命↓；
——磨損↑;
——振動噪音↑;
pz取值范圍：
非增壓機pz=6～8 mpa;
增壓低速二沖程機pz=7～15 mpa;
增壓中高速機pz=7～17 mpa.
2、排氣溫度tr
表征柴油機熱負荷的主要參數(shù)之一。用來衡量缸內(nèi)熱負荷大小和燃燒質(zhì)量，一般不大于550℃。
3、活塞的平均速度cm
cm↑→柴油機功率pe↑；
cm↑——機械負荷↑、熱負荷↑、磨損↑
解決辦法：
柴油機采用長行程、低轉(zhuǎn)速，提高螺旋槳推進效率。
4、程缸徑比s/d
是柴油機的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)之一。
1）s/d↑→曲柄半徑r↑→柴油機寬度、高度、重量↑；
2）s/d↑（一般轉(zhuǎn)速↓）→往復慣性力↓→機械負荷↓；
3）s/d↑→氣缸散熱面積↑→熱負荷↓（缸套熱負荷↑、缸蓋熱負荷↓）；
4）s/d↑，在同等壓縮比情況下，燃燒室容積va↑→混合質(zhì)量↑；
5）s/d↑→掃氣效果↓，對直流掃氣影響小，對彎流掃氣影響大（彎流掃氣s/d＜2.2）；
6）s/d↑→曲柄半徑r↑→曲軸剛度↓；
7）s/d↑→振動↑。
5、強化系數(shù)pe•cm。
短行程柴油機：s/d≤2.5
長行程柴油機:2.5<s/d<3.0
超長行程柴油機：s/d>3.0
6、壓縮比ε
表征柴油機受熱負荷和機械負荷兩方面的綜合強烈程度。
對性能影響很大的結(jié)構(gòu)參數(shù)。
1）對經(jīng)濟性影響
ε↑→經(jīng)濟性↑（ε＞12影響減弱），但ε↑↑→va↓對霧化、燃燒不利→經(jīng)濟性↓
2）對動力性及機械負荷的影響——決定ε上限取值
ε↑→壓縮壓力p↑→爆發(fā)壓力pz↑&
柴油發(fā)電機組出現(xiàn)“三漏”現(xiàn)象的原因及危害有哪些？
發(fā)電機廠家分享:交流發(fā)電機的工作原理是什么？
維修發(fā)電設備幾大原則
哪款柴油發(fā)電機組性價比較高---上柴篇
康明斯柴油發(fā)電機儀表盤的配置參數(shù)
柴油發(fā)電機組安全自動保護系統(tǒng)的分析
你知道柴油發(fā)電機組的正確安裝步驟嗎？
柴油發(fā)電機組如何匹配才是一臺好的發(fā)電機組呢？
柴油機的性能指標主要反映在工作能力的大小及消耗燃料的多少，即稱為柴油機的動力性和經(jīng)濟性兩個方面的指標。它們既是反映柴油機工作循環(huán)完善程度的參數(shù)，更是評估柴油機性能的主要依據(jù)。主要包括功率、熱效率、機械效率、燃油消耗率、平均有效壓力和扭矩等。
v型16缸柴油機示意圖
一、性能指標的分類
指示動力性和經(jīng)濟性指標分別從量和質(zhì)兩個方面來評價柴油機的性能。
1、動力性指標
○平均指示壓力ρi
○指示功率pi
○機械效率ηm
○有效功率pe
○平均有效壓力ρe
○轉(zhuǎn)速和活塞平均速度
2、經(jīng)濟性指標
○指示油耗率gi
○指示熱效率ηi
○有效油耗率ge
○有效熱效率ηe
柴油機性能指標示意圖
二、動力性指標
1、平均指示壓力
（1）定義
發(fā)動機每個工作循環(huán)，單位氣缸容積所做的指示功（li）。
ρi=li/vs（n/m2或pα）
由式中可見，平均指示壓力ρi又可以看成單位氣缸工作容積每一工作循環(huán)的指示功。它消去了柴油機氣缸工作容積的因素，所以它的數(shù)值與氣缸工作容積的大小無關(guān)。因此可以用pi來比較不同氣缸尺寸和不同類型的柴油機的做功能力強化程度。ρi值大，表明其單位氣缸工作容積的做功能力大，柴油機氣缸工作容積利用程度ρi值大。噴入的燃油量相同時，表明其工作循環(huán)進行得比較完善。所以ρi是評定柴油機工作循環(huán)動力性的重要指標。
柴油機平均壓力示意圖
（2）作用
用來比較不同類型和不同氣缸尺寸的氣缸工作容功能力；評價氣缸工作容積的利用程度。
（3）影響ρi因素：（循環(huán)供油量和燃燒質(zhì)量)
●循環(huán)供油量（負荷）↑，則ρi↑，增壓度↑，ρi↑。
●過量空氣系數(shù)α↑，缸內(nèi)燃燒質(zhì)量↑，ρi↑；但當α↑↑，油氣濃度↓，使ρi↓。
●工質(zhì)混合完善程度↑，ρi相應↑。
●換氣質(zhì)量↑，ρi↑。
●燃燒質(zhì)量↑，ρi↑。
2、指示功率pi
發(fā)動機在單位時間內(nèi)氣缸內(nèi)工質(zhì)推動活塞所做的功（kw）。
pi=ρivsnim/60000（kw）
ρi——平均指示壓力，pa或n/m²；
vs——氣缸工作容積，m3；
n——柴油機的轉(zhuǎn)速，r/min
m—每轉(zhuǎn)工作行程數(shù)，四沖程機m=1/2，二沖程機m=1；
i——氣缸數(shù)。
對既定柴油機而言，vs和m為定值，令c=vsm/60000，根據(jù)上式可表達為：pi=cpini（c為氣缸常數(shù)）。
3、機械效率ηm
（1）機械損失
指作用在活塞上的指示功率傳遞到曲軸的（有效功率）過程中所損失的功率。
（2）機械損失的功率pm
作用在活塞上的指示功率傳遞到曲軸的過程中所損失的功率。
包括:
a.摩擦損失-活塞環(huán)與缸套之間最大；
b.拖動損失--隨轉(zhuǎn)速個而加大;
c.泵氣損失-僅發(fā)生在非增壓四沖程機。
（增壓機不但不損失，反而增加規(guī)律;二沖程機無進排氣沖程，為零）。
（3）機械效率ηm
ηm=（pi-pm）/pi=1-pm/pi
從上式可知：pm↑→ηm↓
機械效率影響因素
負荷、轉(zhuǎn)速、滑油溫度、冷卻水溫、安裝質(zhì)量等。
對同一臺柴油機而言:
?轉(zhuǎn)速不變，負荷↑→ηm↑。柴油機空載運行，全部指示功消耗于摩擦損失，ηm=0。
?負荷不變，轉(zhuǎn)速↑→摩擦耗功↑→ηm↓
通常柴油機出廠時，廠家以ηm——n的形式給出ηm值，可根據(jù)使用轉(zhuǎn)速和負荷查出ηm。
4、有效功率
柴油機曲軸飛輪端單位時間所輸出的功。
pe=pi-pm=piηm
注：實際使用時，pe不是通過計算，而是由測功器測出。
（1）制動功率（bhp，brake horse power）
在柴油機試驗臺上用水力測功器（電力測功器）測定輸出扭矩再計算出的功率。
（2）軸功率（shp，shaft horse power）
在柴油機裝船后，用傳遞式測功儀測得。
三、經(jīng)濟性指標
（1）指示熱效率ηi
指示功的熱當量與相應消耗的燃料熱當量之比。
若測得：柴油機每小時油耗量為b（kg/h），查得：燃油的發(fā)熱值為hu，一般取值為42700（kj/kg）。則：燃料的熱當量為：b×hu/3600（kj/s;kw)
那么：ηi=3600pi/b×hu
（2）指示油耗率gi
指單位指示功率每小時燃油消耗量。
gi=b/pi（kg/kw·h）
指示熱效率與指示油耗率的關(guān)系：（成反比關(guān)系）
（3）有效燃油消耗率ge
每一千瓦有效功率每小時消耗的燃油量。
ge=b/pe（kg/kw·h）
ge的意義：
①評價不同形式柴油機的經(jīng)濟性；
②用來計算航次載油量和油艙容積。
（4）有效熱效率ηe
曲軸有效功所消耗的熱量。
四、柴油機其他常用參數(shù)
表征柴油機機械負荷、熱負荷、基本結(jié)構(gòu)、強化程度和排放性能的參數(shù)。
1、最高爆發(fā)壓加pz
表征柴油機機械負荷的主要參數(shù)之一。
pz↑——動力性↑、經(jīng)濟性↑但過大→尺寸↑，笨重；
——應力↑——變形、疲勞裂紋→可靠性、壽命↓；
——磨損↑;
——振動噪音↑;
pz取值范圍：
非增壓機pz=6～8 mpa;
增壓低速二沖程機pz=7～15 mpa;
增壓中高速機pz=7～17 mpa.
2、排氣溫度tr
表征柴油機熱負荷的主要參數(shù)之一。用來衡量缸內(nèi)熱負荷大小和燃燒質(zhì)量，一般不大于550℃。
3、活塞的平均速度cm
cm↑→柴油機功率pe↑；
cm↑——機械負荷↑、熱負荷↑、磨損↑
解決辦法：
柴油機采用長行程、低轉(zhuǎn)速，提高螺旋槳推進效率。
4、程缸徑比s/d
是柴油機的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)之一。
1）s/d↑→曲柄半徑r↑→柴油機寬度、高度、重量↑；
2）s/d↑（一般轉(zhuǎn)速↓）→往復慣性力↓→機械負荷↓；
3）s/d↑→氣缸散熱面積↑→熱負荷↓（缸套熱負荷↑、缸蓋熱負荷↓）；
4）s/d↑，在同等壓縮比情況下，燃燒室容積va↑→混合質(zhì)量↑；
5）s/d↑→掃氣效果↓，對直流掃氣影響小，對彎流掃氣影響大（彎流掃氣s/d＜2.2）；
6）s/d↑→曲柄半徑r↑→曲軸剛度↓；
7）s/d↑→振動↑。
5、強化系數(shù)pe•cm。
短行程柴油機：s/d≤2.5
長行程柴油機:2.5<s/d<3.0
超長行程柴油機：s/d>3.0
6、壓縮比ε
表征柴油機受熱負荷和機械負荷兩方面的綜合強烈程度。
對性能影響很大的結(jié)構(gòu)參數(shù)。
1）對經(jīng)濟性影響
ε↑→經(jīng)濟性↑（ε＞12影響減弱），但ε↑↑→va↓對霧化、燃燒不利→經(jīng)濟性↓
2）對動力性及機械負荷的影響——決定ε上限取值
ε↑→壓縮壓力p↑→爆發(fā)壓力pz↑&
柴油發(fā)電機組出現(xiàn)“三漏”現(xiàn)象的原因及危害有哪些？
發(fā)電機廠家分享:交流發(fā)電機的工作原理是什么？
維修發(fā)電設備幾大原則
哪款柴油發(fā)電機組性價比較高---上柴篇
康明斯柴油發(fā)電機儀表盤的配置參數(shù)
柴油發(fā)電機組安全自動保護系統(tǒng)的分析
你知道柴油發(fā)電機組的正確安裝步驟嗎？
柴油發(fā)電機組如何匹配才是一臺好的發(fā)電機組呢？