1-3第三节船舶柴油机的分类

第三节 船舶柴油机的分类 柴油机自187年问世以来，经过一个世纪的发展，其技术已经取得了很大进步并更趋完善，在动力机械中已占据极为重要的地位。在船舶动力中也占统治地位。目前，在所有的内河及沿海中、小型船舶中，都采用柴油机作为主机和辅机；在远洋民用船舶中，在2000以上的船舶中，以柴油机作为主机的船舶占总艘数的%以上,占总功率的6%以上。 一、柴油机的优点 柴油机能在动力机械以及船舶动力装置中占据极为重要的地位,是因为它具有许多优越的条件。与其它热机相比，它具有如下优点： （1）热效率高。大型低速柴油机的有效效率已达到50%53%,远远高于其他热机；而且柴油机在全工况范围内的热效率都较其它热机高.热效率高，也就是燃料消耗量小;柴油机又能燃用重油，甚至劣质重油;而且柴油机在停车状态时不需要消耗燃料。故燃料费用低，船舶的续航力大。 (2）功率范围大。柴油机的单机功率自1至8080kW，因此其适应的领域宽广。 (3）机动性好。正常起动只需35s,并能很快达到全负荷。有宽广的转速和负荷范围，能适应船舶航行的各种要求，而且操作简便。 (）尺寸小，重量轻。柴油机不需要锅炉等大型附属设备，使柴油机动力装置的尺寸小、重量轻，特别适合于在交通运输等动力装置中应用. （5）可直接反转.柴油机可设计成直接反转的换向柴油机,而且倒车性能好，使装置结构简单。 二、柴油机的类型 由于柴油机的应用广泛，因此,为满足各种不同的使用要求，柴油机的类型也就多种多样.根据柴油机的各种不同特点以及不同的分类方法，船舶柴油机大体上有以下类型： （）按工作循环分类.有四冲程柴油机和二冲程柴油机。 （2）按进气方式分类。有增压柴油机和非增压柴油机。 （3）按曲轴转速分类。有高速、中速和低速柴油机。 高速柴油机：n00r/mn；中速柴油机：300n000r/mi;低速柴油机：3rmin。图131 筒状活塞和十字头式柴油机的构造示意图1-活塞；活塞杆；-滑块;-连杆;十字头；6导板 (4）按柴油机结构特点分类。有筒状活塞式和十字头式柴油机；有单列气缸和多列气缸式柴油机。图131是筒状活塞和十字头式柴油机的构造示意图。筒状活塞式柴油机的活塞直接与连杆连接，活塞往复运动的导向作用和工作过程中所产生的侧推力都是由活塞本身承担。十字头式柴油机的活塞是通过活塞杆和十字头与连杆连接，活塞的导向作用和侧压力由十字头滑块与导板承担。这两种柴油机各有其特点，十字头式柴油机由于活塞不起导向作用，同时与缸套之间没有侧推力N的作用,因而两者之间的磨损减小，擦伤和卡死的可能性减小。此外，由于活塞杆只在垂直方向作直线运动，因而可在气缸下部加设一横隔板，把气缸与曲轴箱隔开，以免气缸中的污油、结炭或燃气漏入曲轴箱污染滑油。这也为十字头机燃用劣质燃料创造了有利条件。十字头式柴油机可靠性较筒形活塞式高.但十字头机的重量和高度增大,结构也较复杂，不具备筒形活塞式柴油机体积小、重量轻、结构简单的优点. 因气缸排列方式的不同柴油机还可分为单列气缸和多列气缸式柴油机。图132所示为气缸排成一列的直列式柴油机简图.为了提高柴油机的单位长度的功率，扩大单机功率范围，以及降低柴油机的重量指标，也有将柴油机设计成如图1-3所示的V型，另外还有型、辐射式或对置气缸式等多列气缸的形式。在民用船舶柴油机中，主要是直列式和V型。 （5）按柴油机的转向、排气管的位置分类。有右机或左机. 某些船舶的推进装置（如客轮）采用双机双桨推进装置。在这种船舶上,由船艉向船艏图13直列式气缸排列的柴油机看,布置在机舱右舷的柴油机为右旋柴油机,亦称右机；布置在机舱左舷的柴油机为左旋柴油机，亦称左机.在这种动力装置中,为便于操纵管理，右机的操纵侧即凸轮轴侧布置在柴油机左侧(即内侧),而排气侧布置在其右侧；左机的操纵侧在柴油机的右侧（即内侧)。右旋柴油机曲轴的旋转方向是:由飞轮端（功率输出端）向自由端看，为顺时针方向。左旋柴油机曲轴的旋转方向则相反。单台布置的船舶主柴油机通常均为右旋柴油机。(6)按柴油机可否逆转分类.曲轴仅能按同一方向旋转的柴油机称不可逆转柴油机；可由操纵机构改变其曲轴转向的称可逆转柴油机。 三、几种常用机型简介1.低速机图13-3 型气缸排列的柴油机均为二冲程十字头式增压柴油机,可倒转。设计厂家在竞争中已减少到3个。 1)B&公司：81年MAN公司购并了BW公司，低速机由AB公司哥本哈根(丹麦）分公司设计试制。 C还发展了SM、K-MC，其字母L表示长冲程，S表示超长冲程，K表示一般冲程. 0年代中后期,B&低速机装船千瓦数占世界总数比例在1/41/左右。80年接到订货单开始超过ulzer公司，到80年代中就接近0%。 ）Suzr公司：70年代中后期,ulzer低速机装船千瓦数占世界总数百分比在5%以上60%左右。后来逐渐降至1/左右. Sulzer公司 New Sule公司 WrtsilND公司 3） 三菱重工业公司: 三菱重工业公司低速机装船千瓦数占世界总数百分比一直在1左右.4) MAN公司:70年代中后期，MAN公司低速机装船千瓦数占世界总数百分比曾保持在10左右,后来就更少了。81年合并BW公司后就放弃发展低速机了.表1-3低速柴油机发展情况B&W研制成功时间Szer研制成功时间itubishi研制成功时间MAN研制成功时间VT2F0RD57UECH79KZE64K-F68ND68UE-HA82KZ7GF7RND5UEC-L83KZ73LGF76RA77UEC-LA-B76L-GFC8RLB79UELSKSZBL77LFA9RTA（直流扫气）83KZ-/L7LGBGBE812LCME832中速机基本上均为四冲程筒状活塞式增压柴油机。中速机的厂家相当多，这里仅能列举最著名的几家。 1） Wrtsi公司 2)S.E。M。（法国热机研究学会）PCC2-PC2B（缸径D=400);P4C4-2PC4B（缸径D=57). 3）MAN公司 4）Szer公司 5)大发公司6)MaK公司表132国产柴油机命名代号的意义代号意义柴油机型号气缸数气缸直径cm活塞行程cm二冲程船用增压高增压可倒转十字头第一次改进第二次改进V型机12V1C123。5CZ6E150C61.0EC60250CZG8E35ZC83。CZD6SD43826482EZSA6ESDZ75/160B6751EZDSB3国产柴油机的命名方法国产柴油机型号由数字和表征柴油机特征的汉语拼音字头组成。但中小型柴油机的型号也有例外，此时应以产品说明书为准。现将几种主要型号列于表132。如前所述，柴油机是将燃料的化学能转变为热能，并将热能转变为机械能的动力机械，而这种能量的转换是在柴油机的每一个工作循环中完成的。因此，工作循环完成的情况将直接影响到能量转换的完善程度,而柴油机的主要性能指标则是表示工作循环完成情况的参数.本章将对工作循环及工作过程进行分析和研究，从而了解影响柴油机性能的主要因素，掌握提高其性能的基本途径和具体措施。文中如有不足，请您指教！5 / 5