柴油机燃烧过程ppt课件.ppt

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1、燃烧过程燃烧过程*燃烧燃烧：自压缩行程末期燃油喷入气缸，直到在膨胀自压缩行程末期燃油喷入气缸，直到在膨胀中燃烧结束的整个燃烧过程中，缸内燃袖经历了以内中燃烧结束的整个燃烧过程中，缸内燃袖经历了以内部混合形成可烧混合气，以压缩发火方式形成自燃发部混合形成可烧混合气，以压缩发火方式形成自燃发火，以及火焰扩散形成燃烧的全部火，以及火焰扩散形成燃烧的全部过程。过程。一、可燃混合气的着火一、可燃混合气的着火 自自行行着着火火是是一一个个复复杂杂的的物物理理(燃燃油油的的喷喷射射、雾雾化化、蒸蒸发发和混合和混合)与化学与化学(焰前氧化反应焰前氧化反应)变变化过程化过程。燃燃烧烧过过程程必必须须经经历历可可

2、燃燃混混合合气气自自行行着着火火(自自燃燃)和和稳稳定定燃燃烧烧(火火焰焰的的传传播播)两两个个阶阶段段，如如果果个个别别火火焰焰中中心心在在传传播播途途中中遇遇到到不不合合适适的的可可燃燃混混合合气气(如如浓浓度度过过浓浓或或过过稀稀)，则火焰传播中断。，则火焰传播中断。燃烧过程燃烧过程 二、燃烧过程二、燃烧过程滞燃阶段滞燃阶段I-自喷油始点自喷油始点A 至着火点至着火点B;速燃阶段速燃阶段2-自着火点自着火点B 至最高压力点至最高压力点C;缓燃阶段缓燃阶段3-自最高压力点自最高压力点C 至最高温度点至最高温度点D;后燃阶段后燃阶段4-自最高温度点自最高温度点 至燃烧终至燃烧终点。点。1、滞

3、燃阶段、滞燃阶段(A-B)*燃燃油油从从A点点喷喷入入气气缸缸，这这时时虽虽然然气气缸缸中中空空气气的的温温度度一一般般高高于于在在当当时时压压力力下下燃燃油油的的燃燃点点，但但燃燃油油并并不不能能立立刻刻燃燃烧烧。从从A点点至至B点点，气气缸缸内内的的压压力力基基本本与与压压缩缩线线重重合合，直直到到B点点因因压压力力急急剧剧上上升升才才离离开开压压缩缩线线。B点点是是发发火火点点，因此从因此从A点至点至B点称为燃烧过程的滞燃点称为燃烧过程的滞燃期。期。*在在滞滞燃燃期期中中，燃燃油油进进行行着着一一系系列列发发火火前前的的物物理理和和化化学学准准备备。燃燃抽抽在在滞滞燃燃期期内内没没有有产

4、产生生明明显显的的燃燃烧烧，焰焰前前氧氧化化反反应应的的放放热热量量与与物物理理准准备备的的吸吸热热量量基基本本相相等等，因因此此气气缸缸内内的的压压力力和和温温度度基基本本与与压压缩缩压压力力和和温温度度相相同同。滞滞燃期气缸内的压力和温度取决于压缩终点的状态。燃期气缸内的压力和温度取决于压缩终点的状态。*滞滞燃燃期期内内形形成成的的可可燃燃混混合合气气的的数数量量决决定定了了后后续续速速燃燃期期燃燃烧烧的的急急剧剧程程度度。当当滞滞燃燃期期结结束束时时，滞滞燃燃量量将将立立即即全全部部投投入入燃燃烧烧，而而且且这这时时活活塞塞接接近近上上止止点点，气气缸缸容容积积很很小小，致致使使气气缸缸

5、内内压压力力偏偏离离压压缩缩线线并并迅迅速速达达到到最最高高爆爆发发压压力。力。*滞燃期的长短可用滞燃期的长短可用滞燃角度滞燃角度(CA)表示，亦可用表示，亦可用滞燃时间滞燃时间来表示来表示，应愈短愈应愈短愈好，但过短时也会发生不正常燃烧好，但过短时也会发生不正常燃烧 2、速燃阶段速燃阶段(B-C)从从气气缸缸内内燃燃油油发发火火燃燃烧烧到到出出现现最最高高压压力力为为止止的的这这段段时时期期称称为为速速燃燃期期。柴柴袖袖机机的的发发火火点点一一般般在在上上止止点点前前几几度度曲曲轴轴转转角角，而而最最高高爆爆发发压压力力点点约约为为上上止止点点后后lOCA一一l5CA。*特特点点是是气气缸缸

6、中中的的压压力力迅迅速速上上升升至至最最高高爆爆发发压压力力。一一是是由由于于燃燃烧烧急急剧剧进进行行，二二是是由由于于活活塞塞的的位位移移极极微微。在在速速燃燃期期中中，不不但但烧烧掉掉了了滞滞燃燃期期形形成成的的可可燃燃混混合合气气，还还烧烧掉掉了了速速燃燃期期喷喷入入气气缸缸并已完成了燃烧准备的部分燃油，燃烧近乎在并已完成了燃烧准备的部分燃油，燃烧近乎在等容状态等容状态下进行。下进行。评评价价速速燃燃期期的的重重要要参参数数是是平平均均压压力力增增长长率率，它它表表示示本本阶阶段段内内气气缸缸内内相相应应于于单单位位曲曲轴轴转转角角的的平平均均压压力力增增长长量量。平平均均压压力力增增长

7、长率率小小，则则柴柴油油机机工工作作柔柔和和，燃燃烧烧平平稳稳，无无敲敲击击声声。大大则则粗粗暴暴，常常伴伴有有敲敲击击声声，一一般般0。4MPA 速速燃燃期期的的燃燃烧烧速速率率很很难难直直接接用用控控制制该该燃燃烧烧期期燃燃油油与与空空气气混混合合速速度度的的办办法法来来加加以以控控制制，故故亦亦称称不不可可控控燃燃烧烧期期，由由于于速速燃燃期期的的可可燃燃混混合合气气主主要要是是滞滞燃燃期期喷喷入入气气缸缸的的燃燃油油所所准准备备的的，所所以以应应通通过过滞滞燃燃期期来来影影响响速速燃燃期期，力力求求缩缩短短滞滞燃燃期期、减减少少滞滞燃燃量量、控控制制可可燃燃混混合合气气的的形形成成量量

8、。滞滞燃燃期期对对燃燃烧烧质质量量起起决决定定作作用用，控控制制滞滞燃燃期期是是影影响响燃燃烧烧过过程程的的重重要要手手段段。此此阶阶段亦称预混合燃烧阶段段亦称预混合燃烧阶段3、缓燃阶段缓燃阶段(C-D)从从气气缸缸内内工工质质出出现现最最高高压压力力到到出出现现最最高高温温度度这这段段燃燃烧烧期期称称为为缓缓燃燃期期。最最高高温温度度一一般般出出现现在在上上止止点点后后2OCA一一35CA。在在缓缓燃燃期期中中燃燃烧烧速速度度仍仍然然很很快快，工工质质温温度度可可迅迅速速上上升升至至最最高高温温度度(约约1700C一一2000C瞬瞬时时温温度度)。在在缓缓燃燃期期中中由由于于燃燃烧烧室室内内

9、已已充充满满燃燃烧烧产产物物和和正正在在燃燃烧烧的的火火焰焰，燃燃油油油油滴滴喷喷人人气气缸缸即即行行蒸蒸发发燃燃烧烧。但但此此时时由由于于活活塞塞已已离离开开上上止止点点下下行行，气气缸缸容容积积迅迅速速扩扩大大，故故燃燃烧烧燃燃油油量量虽虽多多而而工工质质压压力力却却缓缓慢慢下下降降(近近似似于于等等压压燃燃烧烧)。该该燃燃烧烧期期的的燃燃烧烧速速度度取取决决于于喷喷入入气气缸缸的的燃燃油油分分子子寻寻找找氧氧分分子子的的速速度度，故故亦称亦称扩散燃烧阶段扩散燃烧阶段。此此阶阶段段燃燃烧烧室室中中的的废废气气和和燃燃烧烧中中间间产产物物增增多多而而氧氧分分子子变变少少缓缓燃燃期期的的主主要

10、要矛矛盾盾是是油油气气得得到到氧氧分分子子的的速速度度赶赶不不上上燃燃烧烧速速度度的的需需要要而而发发生生不不完完全全燃燃烧烧。此燃烧期的长短主要取决于负荷大小，亦称此燃烧期的长短主要取决于负荷大小，亦称可控燃烧期。可控燃烧期。速燃期和缓燃期构成了燃油明显燃烧时期，故统称为主燃期。速燃期和缓燃期构成了燃油明显燃烧时期，故统称为主燃期。4、后燃阶段后燃阶段(D-E)后后燃燃是是燃燃烧烧过过程程在在膨膨胀胀行行程程中中的的继继续续。其其原原因因有有二二:一一是是在在缓缓燃燃期期中中难难免免有有一一部部分分燃燃油油因因遇遇不不到到足足够够的的氧氧分分子子而而来来不不及及燃燃烧烧或或燃燃烧烧不不完完全

11、全;二二是是部部分分燃燃烧烧产产物物在在高高温温下下发发生生逆逆化化学学反反应应，这这些些燃燃烧烧产产物物只只能能在在活活塞塞下下行行、气气缸缸内内温温度度下下降降后后才才能能重重新新进进行行燃燃烧烧。因因此此完完全全消消除除后后燃燃现现象象是是不不可可能能的的，但但应应设设法法使使之之减减轻轻。后后燃燃期期的的终终点点很很难难确确定定，随随柴柴油油机机负负荷荷和和燃燃烧烧过过程程进进行行的的情情况况而而异异，一一般般在在上上止止点点后后8OCA一一lOOCA。后后燃燃期期因因气气缸缸内内温温度度开开始始下下降降，活活塞塞下下行行，工工质质膨膨胀胀比比减减小小，致致使使燃燃油油燃燃烧烧的的热热

12、效效率率较较低低。后后燃燃期期的的存存在在使使排排气气温温度度提提高高并并由由此此使使柴柴油油机机机机件件的的热热负负荷荷增增加加，后后燃燃现现象象愈愈短短愈愈好好。缩缩短短后后燃燃期期的的措措施施是是加加强强燃燃烧烧室室内内的的空空气气运运动动，改改善善混混合合气气的的形形成成。一一般般柴柴油油机机在在低低负负荷荷运运转转时时后后燃燃期期将将缩缩短短，低低速速机机的的后后燃燃期期短短于于高高速速机机。喷喷油油器器雾雾化化不不良良、滴滴漏漏、气气缸缸漏漏气气、换气不换气不良、喷油太晚等，均使后燃增加。良、喷油太晚等，均使后燃增加。燃烧过程的影晌因素燃烧过程的影晌因素1、燃油品质：、燃油品质：十

13、六烷值高，自燃性好十六烷值高，自燃性好 2、缸内工质状态：压缩终点的空气温度、压力和扰动缸内工质状态：压缩终点的空气温度、压力和扰动 3、喷喷油油定定时时：过过大大：将将因因喷喷油油时时刻刻缸缸内内工工质质状状态态不不利利于于着着火火，使滞燃期增长使滞燃期增长;最高爆发压力过高，燃烧粗暴。最高爆发压力过高，燃烧粗暴。过过小小，将将因因着着火火前前缸缸内内温温度度与与压压力力己己下下降降，而而使使滞滞燃燃期期也也增增长长，但活塞己下行但活塞己下行使最高爆发压力降低，后燃增加，排气温度上升。使最高爆发压力降低，后燃增加，排气温度上升。4、雾化质量、雾化质量 5、换气质量、换气质量6、运转工况：转速

14、、运转工况：转速 和负荷和负荷柴油机的排气污染与净化柴油机的排气污染与净化1、排放限制：、排放限制：MARPOL73/78公约公约关关于于NOx限限值值，低低速速机机2000r/min)为为984g/(kWh)。其其二二，关关于于SO2的的限限值值，限限制制使使用用的的燃燃油油硫硫分分不不大于大于15%。2、废气有害成分废气有害成分有有害害成成分分：包包括括一一氧氧化化碳碳(CO)、氮氮氧氧化化物物(NO)、碳碳氢氢化化物物(HC)、二氧化硫二氧化硫(SO2）臭氧和微粒物质臭氧和微粒物质(如炭如炭烟、油雾等）烟、油雾等）无无直直接接危危害害(简简称称无无害害)成成分分：二二氧氧化化碳碳(C02

15、)、水水蒸蒸气气(H20)、过过量空气以及残余氮量空气以及残余氮(N)等。等。3、危害：、危害：4、生成机理：、生成机理：2排气污染物的净化措施排气污染物的净化措施*能过降低燃烧过程中的最高温度，可降低能过降低燃烧过程中的最高温度，可降低NONO化合物的生成，但化合物的生成，但同时降低了柴油机的经济性，而且还可能便炭烟和末燃的同时降低了柴油机的经济性，而且还可能便炭烟和末燃的HC含含量增加量增加*降降低低柴柴油油机机排排气气污污染染物物可可大大体体分分成成前前处处理理、机机内内处处理理与与后后处处理理三种方案。三种方案。1)1)前处理前处理前前处处理理是是对对燃燃油油或或空空气气在在进进入入气

16、气缸缸前前进进行行预预先先处处理理，以以期期减减少少缸缸内内过过程程中中所所产产生生的的有有害害排排放放物物。如如对对燃燃油油去去硫硫、减减少少芳芳香香烃烃含含量量、精细过滤、乳化、磁化、放添加剂及对空气喷水、废气精细过滤、乳化、磁化、放添加剂及对空气喷水、废气再循环等再循环等对硫化物处理燃油去硫可能是今后优先使用的措施。对硫化物处理燃油去硫可能是今后优先使用的措施。前处理：前处理：*应应用用乳乳化化技技术术在在燃燃油油中中掺掺水水或或在在进进气气管管中中喷喷水水均均因因水水蒸蒸气气的的汽汽化化潜潜热热和和比比热热较较大大，降降低低了了缸缸内内温温度度，增增加加了了缸缸内内OHOH基基以以及及

17、因因乳乳化化油油滴滴引引起起的的“微微爆爆”现现象象，提提高高了了雾雾化化质质量量从从而而大大大大降降低低NONO物物和和炭炭烟烟污污染染物物。同同时时乳乳化化燃燃油油尚尚可可提提高高经经济济性性，但但可可能能造造成成气气缸缸部件锈蚀及水沾污部件锈蚀及水沾污滑油等问题。滑油等问题。*废废气气再再循循环环(EGR)是是将将排排气气管管中中的的一一部部分分废废气气引引入入进进气气管管与与新新气气混混合合后后再再进进到到气气缸缸中中，用用废废气气中中的的N2和和CO2抑抑制制缸缸内内的的燃燃烧烧，降降低低燃燃烧烧室室中中的的温温度度，从从而而减减缓缓了了NO生生成成速速度度，有有效效地地降降低低了了

18、NO排排放放浓浓度度。但但EGR在在高高负负荷荷时时由由于于减减少少了了供供氧氧量量，使使炭炭烟烟排排放增加，同时放增加，同时使使柴油机的油耗率增加，功率下降。柴油机的油耗率增加，功率下降。2)后处理后处理后处理是对排出的废气在进入大气环境前进行后处理是对排出的废气在进入大气环境前进行处理，使废气中有害成分的含量进一步降低。处理，使废气中有害成分的含量进一步降低。后处理主要包括炭烟等微粒后处理后处理主要包括炭烟等微粒后处理(如水洗涤如水洗涤法、静电除尘法以及微粒过滤法等法、静电除尘法以及微粒过滤法等)以及催化以及催化反应法反应法(如使用各种氧化催化剂和还原催化剂如使用各种氧化催化剂和还原催化剂

19、使排气中的使排气中的CO和和HC进一步氧化成进一步氧化成CO2和和H2O等等)。后处理属于一种控制污染物的补救措施。后处理属于一种控制污染物的补救措施。3)机内处理机内处理机机内内处处理理是是通通过过改改进进柴柴油油机机的的缸缸内内过过程程，特特别别是是改改进进燃燃烧烧过过程程以以控制排气污染物的含量。主要措施有控制排气污染物的含量。主要措施有:(1)推推迟迟喷喷油油并并适适当当提提高高喷喷油油速速率率。推推迟迟喷喷油油将将降降低低燃燃烧烧时时的的最最高高温温度度，同同时时又又缩缩短短了了氮氮、氧氧在在高高温温下下的的停停留留时时间间，从从而而抑抑制制了了NO生生成成。但但同同时时将将增增加加

20、排排气气中中的的黑黑烟烟以以及及HC，而而且且经经济济性性、动动力性亦降低。补救措施是适当提高喷油速度使喷油终点大致不变。力性亦降低。补救措施是适当提高喷油速度使喷油终点大致不变。(2)研研制制和和使使用用低低污污染染的的燃燃烧烧室室。分分开开式式燃燃烧烧室室因因其其副副室室最最高高温温度度低低、主主室室存存在在强强烈烈的的气气体体涡涡流流，所所以以其其污污染染物物如如NO化化合合物物，HC、炭炭烟烟等等排排量量均均较较低低，但但其其经经济济性性较较差差。直直喷喷式式柴柴油油机机则则相相反反，经经济济性性好好但但污污染染物物排排量量较较大大。因因而而发发展展一一种种污污染染物物排排量量低低的的

21、直直喷喷式式燃燃烧烧室室是是十十分分迫迫切切的的，目目前前己己发发展展了了几几种种具具有有如如此此特特点点的的中小型柴抽机直喷式燃烧室。中小型柴抽机直喷式燃烧室。3)机内处理机内处理(3)增增压压空空气气中中冷冷。在在增增压压柴柴油油机机中中采采用用空空冷冷器器不不但但是是提提高高功功率率的的措措施施，而而且且因因其其降降低低了了缸缸内内温温度度、增增加加了了进进气气量量，所所以以也也是是全全面有效降低排放污染物的措施。面有效降低排放污染物的措施。(4)提提高高喷喷射射质质量量，保保证证良良好好的的混混合合。保保证证可可燃燃混混合合气气的的质质量量是是降降低低排排放放污污染染物物的的重重要要措

22、措施施之之一一。对对直直喷喷式式燃燃烧烧室室，燃燃油油的的喷喷射射质质量量是是保保证证良良好好混混合合的的关关键键。如如采采用用高高压压(1OOMPa-14OMPa)多多孔孔喷喷射射;采采用用二二级级喷喷射射以以控控制制预预混混燃燃烧烧等等。对对分分开开式式燃燃烧烧室室关关键键因素是主、副室因素是主、副室的容积比和结构等，对喷射要求不高。的容积比和结构等，对喷射要求不高。(5)利利用用有有关关可可变变控控制制机机构构和和微微机机进进行行最最佳佳控控制制。柴柴油油机机的的排排气气污污染染物物随随运运转转工工况况而而有有较较大大变变化化，使使用用此此种种控控制制机机构构可可在在不不同同的的工工况况

23、下下自自动动调调整整有有关关参参数数(如如气气阀阀定定时时、喷喷油油定定时时和和喷喷油油速速率率、废气再循环率等废气再循环率等)以实现排放物的最佳控制。以实现排放物的最佳控制。试题试题1：对柴油机燃烧的四个阶段理解不正确的是：对柴油机燃烧的四个阶段理解不正确的是：A、滞燃期气缸内的压力和温度取决于压缩终点的状态滞燃期气缸内的压力和温度取决于压缩终点的状态B、速燃期因气缸内压力最高，所以活塞位移最大速燃期因气缸内压力最高，所以活塞位移最大C、缓燃期的长短主要取决于负荷大小，亦可称可控燃烧期缓燃期的长短主要取决于负荷大小，亦可称可控燃烧期D、后燃期的终点随负荷和燃烧的进行情况而异后燃期的终点随负荷

24、和燃烧的进行情况而异2：在柴油机燃烧的四个阶段中缓燃期是指：在柴油机燃烧的四个阶段中缓燃期是指：A、自燃油喷射始点到发火点之间自燃油喷射始点到发火点之间B、自压缩终点到发火点之间自压缩终点到发火点之间C、自最高压力点到最高温度点之间自最高压力点到最高温度点之间D、自燃油喷射始点到最高温度点之间自燃油喷射始点到最高温度点之间3、柴油机燃烧排出的柴油机燃烧排出的废气主要成分由废气主要成分由CO2、H2O、N2、O3、NOX、CO、HC、SOX和碳烟微粒组成，其中应采取措施消除或和碳烟微粒组成，其中应采取措施消除或减少污染的有害成分是减少污染的有害成分是:A、CO2，N2、NOX、SOX和碳和碳烟微

25、粒烟微粒B、NOX、CO、HC、SOX和和碳碳烟微粒烟微粒C、NOX、SOX和碳烟微粒和碳烟微粒D、N2、O2、NOX、HC、SOX和和碳碳烟微粒烟微粒4、为为了了降降低低柴柴油油机机排排中中有有害害成成分分给给环环境境造造成成的的污污染染，对对柴柴油油机机本身采取了一些改造措施，在下述措施中做法错误的是：本身采取了一些改造措施，在下述措施中做法错误的是：A、采用二次喷射，可以降低采用二次喷射，可以降低NOX生成量生成量B、燃油渗水可以有效地降低排气中的燃油渗水可以有效地降低排气中的NOXC、采用部分废气再循环，可以降低采用部分废气再循环，可以降低NOX生成量生成量D、增加喷油提前角可以减少后

26、燃，从而降低增加喷油提前角可以减少后燃，从而降低NOX生成量生成量柴油机采用分隔式燃烧室是降低柴油机废气中有害成分柴油机采用分隔式燃烧室是降低柴油机废气中有害成分含量的一种措施，其机理是：含量的一种措施，其机理是：主燃烧室强烈的燃油、空气混合作用，避免了高温缺主燃烧室强烈的燃油、空气混合作用，避免了高温缺氧，使氧，使CO、HC产量降低产量降低主燃烧室中火焰的高峰较低，不利于主燃烧室中火焰的高峰较低，不利于Nox形成形成副燃烧定中燃油、空气能得到进一步的混合，使副燃烧定中燃油、空气能得到进一步的混合，使CO、HC产量降低产量降低副燃烧室中火焰的高峰较低，不利于副燃烧室中火焰的高峰较低，不利于No

27、x形成形成A、B C D船舶推进装置的船舶推进装置的传动方式传动方式按传动功率方式的不同按传动功率方式的不同：1、直接传动：、直接传动：运转中螺旋桨和主机始终具有相同的转运转中螺旋桨和主机始终具有相同的转向和转速。向和转速。(1)维护管理方便。维护管理方便。(2)经济性好经济性好(3)工作可靠，寿命长。工作可靠，寿命长。缺缺点点是是:整整个个动动力力装装置置的的重重量量和和尺尺寸寸大大，要要求求主主机机有有可可反反转转性性能能，非非设设计计工工况况下下运运转转时时经经济济性性差差，微微速速航航行行受到限制受到限制。船舶推进装置的船舶推进装置的传动方式传动方式2间接传动间接传动除除经经过过轴轴系

28、系外外，还还需需经经过过某某种种特特设设的的中中间间环环节节(离离合合器器或或减减速速器器等等)的的一一种种传传动动方方式式。可可分分为为只只带带齿齿轮轮减减速速器器、只只带带滑滑差差离离合合器器、同时带有齿轮减速器和离合器三种形式。同时带有齿轮减速器和离合器三种形式。(1)主机转速可以不受螺旋桨要求低转速的根制主机转速可以不受螺旋桨要求低转速的根制;(2)轴系布置比较自由轴系布置比较自由(3)在在带带有有正正倒倒车车离离合合器器的的装装置置中中，主主机机不不用用换换向向，使使主主机机结结构构简单简单;管理方便，整个装置管理方便，整个装置操纵灵活，机动性能好操纵灵活，机动性能好(4)有利于多机

29、并车运行及设置轴带发电机有利于多机并车运行及设置轴带发电机主要缺点是结构较复杂，传动效率低主要缺点是结构较复杂，传动效率低 船舶推进装置的船舶推进装置的传动方式传动方式3、特殊传动、特殊传动 通通常常指指可可调调螺螺距距螺螺旋旋桨桨传传动动、电电力力传传动动，Z型型推推进进、液压马达传动和同轴对转螺旋桨传动等。液压马达传动和同轴对转螺旋桨传动等。1)可调螺距螺旋桨传动可调螺距螺旋桨传动：优优点点：在在部部分分负负荷荷下下能能有有较较好好的的经经济济性性;能能适适应应船船舶舶阻阻力力的的变变化化，充充分分利利用用主主机机的的功功率率;主主机机或或减减速速齿齿轮轮箱箱不不必必设设换换向向装装置置，

30、结结构构简简化化和和轻轻便便;可可提提高高船船舶舶的的机机动动性性和操纵性和操纵性;有利于驱动辅助负载有利于驱动辅助负载。缺缺点点：机机构构比比较较复复杂杂，整整个个装装置置制制造造、安安装装及及维维修修修修养养困困难难，造造价价高高;桨桨毂毂尺尺寸寸较较大大，在在设设计计工工况况下下效效率率比比定距桨低定距桨低 船舶推进装置的船舶推进装置的传动方式传动方式2）电力传动推进装置电力传动推进装置(1)机组配置和布置比较灵活、方便，舱室利用率高机组配置和布置比较灵活、方便，舱室利用率高 (2)便于遥控，机动性好便于遥控，机动性好(3)发电主机转速不受螺旋桨转速限制发电主机转速不受螺旋桨转速限制 (

31、4)正倒车具有相同功率和运转性能，并具有良好拖动正倒车具有相同功率和运转性能，并具有良好拖动性能性能缺缺点点是是;能能量量经经过过两两次次转转换换，损损失失多多，传传动动效效率率低低;由由于于增增加加了了发发电电机机和和电电动动机机，便便装装置置总总的的质质量量、尺尺寸寸增增大大;而且造价和维修费用较高而且造价和维修费用较高;船舶推进装置的船舶推进装置的传动方式传动方式3）Z型传动型传动 螺螺旋旋桨桨可可绕绕垂垂直直轴轴作作360度度回回转转。当当起起动动一一个个电电动动机机带带动动蜗蜗轮轮蜗蜗杆杆10装装置置运运动动时时，蜗蜗轮轮带带动动旋旋转转套套筒筒16在在支支架架17中中回回转转;同同

32、时时使使螺旋桨螺旋桨13绕垂直轴绕垂直轴12在在360度度范围内作平面旋转运动范围内作平面旋转运动(1)操纵性能好。操纵性能好。(2)可可以以省省掉掉舵舵、尾尾柱柱和和尾尾轴轴等等结结构构，使使船船尾尾形形状状简简单单，船船体体阻阻力减少力减少;(3可可以以使使用用重重量量轻轻体体积积小小的的中中高高速速柴柴油油机机，而而不不需需要要单单独独的的减减速齿轮装置，主机不需要速齿轮装置，主机不需要有换向机构，可以延长柴油机使用寿命。有换向机构，可以延长柴油机使用寿命。由由于于结结构构上上的的原原因因，使使传传递递功功率率受受到到一一定定限限制制，因因而而仅仅适适用用于于小小型船舶，特别是型船舶，特

33、别是用于港作船和在狭窄航道中航行的船舶。用于港作船和在狭窄航道中航行的船舶。题题1、调距桨船舶机动性好，体现在：、调距桨船舶机动性好，体现在：1）换向极为迅速，）换向极为迅速，2）无级调速。）无级调速。3）反向推力大，）反向推力大，A、1+2 B、1+3C、2+3 D、1+2+32、在由齿轮传动装置、联轴器、离合器、制动器及润在由齿轮传动装置、联轴器、离合器、制动器及润滑、冷却和操纵系统组成的间接传动推进系统中，对传滑、冷却和操纵系统组成的间接传动推进系统中，对传动设备的作用理解错误的是：动设备的作用理解错误的是：A不仅能传递扭矩，还能减振和消除螺旋桨的冲击作用不仅能传递扭矩，还能减振和消除螺

34、旋桨的冲击作用B可随需要将主机转速改变为负荷所需要的转速可随需要将主机转速改变为负荷所需要的转速C传动设备可使调距桨的船舶实现螺旋桨的倒顺转传动设备可使调距桨的船舶实现螺旋桨的倒顺转D不仅可以分配主机功率，也能汇集主机的功率不仅可以分配主机功率，也能汇集主机的功率 中间齿轮减速箱和联轴器中间齿轮减速箱和联轴器作用有汇集作用有汇集(对多机单桨对多机单桨)或分配或分配(对单机带双桨对单机带双桨或或轴轴带带发发电电机机)主主机机功功率率;把把主主机机转转速速改改变变为为所所需需要要的的转转速速;便便主主机机和和螺螺旋旋桨桨离离合合，使使不不可可反反转转主主机机所所带带的的螺螺旋旋桨桨实实现现正正倒倒

35、转转;减减振和消除螺旋桨对主机的冲击作用。振和消除螺旋桨对主机的冲击作用。一、中间齿轮减速箱一、中间齿轮减速箱三三种种类类型型:减减速速齿齿轮轮箱箱、倒倒顺顺减减速速齿齿轮轮箱箱、并并车车齿齿轮轮箱箱。它它们们起起减速、倒顺、离合、并车、分车等作用。减速、倒顺、离合、并车、分车等作用。1、减速齿轮箱、减速齿轮箱 1)单级减速齿轮箱：只有一对减速齿轮的齿轮箱单级减速齿轮箱：只有一对减速齿轮的齿轮箱 输输入入与与输输出出轴轴不不在在同同一一直直线线上上但但在在同同一一垂垂直直平平面面上上的的减减速速齿齿轮轮箱箱，称称为为垂垂直直异异中中心心减减速速齿齿轮轮箱箱，将将输输入入轴轴与与输输出出轴轴不不

36、在在同同一一直直线线上上，但在同一但在同一水平面上的减速齿轮箱称为水平异中心减速齿轮箱水平面上的减速齿轮箱称为水平异中心减速齿轮箱 传动轴系的布置和中心线状态检查传动轴系的布置和中心线状态检查2）、）、两级或多级减速齿轮箱两级或多级减速齿轮箱相相对对于于同同样样速速比比的的单单级级减减速速齿齿轮轮箱箱，齿齿轮轮强强度度可可提提高高，可可传传递递更更大的扭矩大的扭矩2、离合倒顺减速齿轮箱离合倒顺减速齿轮箱 3、并车传动减追齿轮箱、并车传动减追齿轮箱 二、联轴器二、联轴器1、刚性联轴器：、刚性联轴器：主要用于中间轴之间、申间轴与推力轴之间及主要用于中间轴之间、申间轴与推力轴之间及中间轴和尾轴之间连

37、接，它有固定法兰中间轴和尾轴之间连接，它有固定法兰式、可拆法兰式和液压联式、可拆法兰式和液压联轴器之分。轴器之分。2弹性联轴器：弹性联轴器：主动轴与从动轴之间设有橡胶或弹簧之类的弹性主动轴与从动轴之间设有橡胶或弹簧之类的弹性元件，便扭转方向上具有元件，便扭转方向上具有弹性作用，这种联轴器称弹性联轴器。弹性作用，这种联轴器称弹性联轴器。目的目的(1)改改变变轴轴系系的的自自振振频频率率，衰衰减减振振动动，降降低低扭扭振振的的振振幅幅，使使柴柴油油机在使用范围内不出现危险机在使用范围内不出现危险的共振转速。的共振转速。(2)在在带带有有齿齿轮轮减减速速装装置置的的中中速速柴柴油油机机为为主主机机的

38、的轴轴系系中中，在在柴柴油油机机和和减减速速齿齿轮轮装装置置之之间间加加装装弹弹性性联联轴轴器器可可改改善善齿齿轮轮装装置置的的工工作作条条件，减少交变扭矩对齿面的冲击作用，延长齿轮使用寿命。件，减少交变扭矩对齿面的冲击作用，延长齿轮使用寿命。(3)补补偿偿轴轴系系在在安安装装中中产产生生的的误误差差和和安安装装后后由由船船体体变变形形产产生生的的误误差差，避避免免齿齿轮轮的的齿齿面面接接触触不不良良和和轴轴承承过过载载等等所所引引起起酌酌故故障障、保保证证推进系统正常运转。推进系统正常运转。常用的有橡胶弹性联铀器和金属板簧弹性联轴器常用的有橡胶弹性联铀器和金属板簧弹性联轴器 1、间接传动所用

39、的减速设备有单级减速齿轮装置。双间接传动所用的减速设备有单级减速齿轮装置。双级减速齿轮装置、液力减速传动装置、电力减速器、电级减速齿轮装置、液力减速传动装置、电力减速器、电磁离合器等，传动效率最高的是：磁离合器等，传动效率最高的是：A、单级减速齿轮装置单级减速齿轮装置B、液力减速传动装置液力减速传动装置C、电力减速器电力减速器D、电磁离合器电磁离合器2、在推进装置传动轴系中用于各轴段的联轴节种类很在推进装置传动轴系中用于各轴段的联轴节种类很多，按功能分为二类，多，按功能分为二类，A、固定式联轴节和万向式联轴节固定式联轴节和万向式联轴节B、刚性联轴节和弹性联轴节刚性联轴节和弹性联轴节C、金属弹簧

40、联轴节和固定式联轴节金属弹簧联轴节和固定式联轴节D、非金属弹簧联轴节和可移式联轴节非金属弹簧联轴节和可移式联轴节用于轴系各轴段连接的液压联轴节，其扭矩的传递是用于轴系各轴段连接的液压联轴节，其扭矩的传递是依靠：依靠：A、在轴套与轴之间形成的空间里充满了压力油，扭在轴套与轴之间形成的空间里充满了压力油，扭矩靠此油压来传递矩靠此油压来传递B、轴套与轴装配过盈的弹性变形产生的正压力，使轴套与轴装配过盈的弹性变形产生的正压力，使其接触表面上产生磨擦力与磨擦力矩，扭矩就是靠磨其接触表面上产生磨擦力与磨擦力矩，扭矩就是靠磨擦力矩传递的擦力矩传递的C、保证轴套与轴之间足够的间隙，靠运动产生的动保证轴套与轴之

41、间足够的间隙，靠运动产生的动力油压来传递扭矩力油压来传递扭矩D、轴套与轴采用键连接，紧压配合的磨擦力来传递轴套与轴采用键连接，紧压配合的磨擦力来传递扭矩扭矩补充内容补充内容：增压器：增压器*根根据据驱驱动动增增压压器器所所用用的的能能量量，增增压压可可以以分分为为三三种种形形式式:1、机械增压机械增压；2、废气涡轮增压、废气涡轮增压；3、复合增压、复合增压*根根据据两两种种增增压压器器的的不不同同布布置置方方案案，可可分分为为串串联联增增压压和和并联增压。并联增压。*废气涡轮增压的两种基本形式废气涡轮增压的两种基本形式：1、定压涡轮增压：定压涡轮增压：进入废气涡轮增压器的废气压力进入废气涡轮增

42、压器的废气压力基本上是稳定状态。柴油机各缸的排气管连接到一根基本上是稳定状态。柴油机各缸的排气管连接到一根共共用的容积足够大的排气总管上，涡轮就装在排气总用的容积足够大的排气总管上，涡轮就装在排气总管后面，管后面，涡轮前排气管的压力涡轮前排气管的压力 基本上是恒定的。排气基本上是恒定的。排气总管实际上成了一个集气箱，具有稳压作用。正因为总管实际上成了一个集气箱，具有稳压作用。正因为废气以基本不变的速度和压力进入涡轮，所以这种增废气以基本不变的速度和压力进入涡轮，所以这种增压方式涡轮工作稳定，效率高。这种增压方式的柴油压方式涡轮工作稳定，效率高。这种增压方式的柴油机要另设辅助泵来满足低负荷时的扫

43、气要求机要另设辅助泵来满足低负荷时的扫气要求2脉冲涡轮增压脉冲涡轮增压：进入废气涡轮增压器的废气压力为脉动状态。在结构上把各缸排进入废气涡轮增压器的废气压力为脉动状态。在结构上把各缸排气管经过分组直接与一个或几个废气涡轮相连，排气管短而细，气管经过分组直接与一个或几个废气涡轮相连，排气管短而细，由于排气管容积相当小，因此排气阀和排气口开启后，排气管中由于排气管容积相当小，因此排气阀和排气口开启后，排气管中的压力因废气冲入而迅速提高，瞬间将接近气缸的压力。此后，的压力因废气冲入而迅速提高，瞬间将接近气缸的压力。此后，由于气缸和排气管的压差迅速减小，废气进入排气管的流速降低，由于气缸和排气管的压差

44、迅速减小，废气进入排气管的流速降低，加上排气管中的废气不断流入涡轮，排气管中的压力又随之下降加上排气管中的废气不断流入涡轮，排气管中的压力又随之下降;形成了形成了脉冲压力波脉冲压力波，这就是涡轮中利用的脉冲动能，这就是涡轮中利用的脉冲动能;脉冲增压系脉冲增压系统不仅排气管应短而细，而且弯头要少，通统不仅排气管应短而细，而且弯头要少，通道要光滑，成流线形，道要光滑，成流线形，并使涡轮尽量靠近排气口。并使涡轮尽量靠近排气口。脉冲增压既脉冲增压既利用脉冲能外利用脉冲能外(40%-50%)，还能较好地利用废气的定压能，还能较好地利用废气的定压能，故废气的能量利用增多。这有，故废气的能量利用增多。这有利

45、于涡轮机和压气机之间的功率平衡。此外，扫气阶段正好是排利于涡轮机和压气机之间的功率平衡。此外，扫气阶段正好是排气管中的低压阶段，扫气箱与排气管间压差较大，有利于扫气，气管中的低压阶段，扫气箱与排气管间压差较大，有利于扫气，即使柴油机低负荷时也是如此。但由于涡轮在不稳定工况下工作，即使柴油机低负荷时也是如此。但由于涡轮在不稳定工况下工作，效率较低。在效率较低。在换气质量较好的二冲程直流扫气柴油机上，采用脉换气质量较好的二冲程直流扫气柴油机上，采用脉冲增压可不设辅助压气机冲增压可不设辅助压气机在不同的增压压力情况下采用在不同的增压压力情况下采用不同的增压方式不同的增压方式 当增压压力在当增压压力在

46、0。130。20MPA时，采用脉时，采用脉冲增压能更多地利用废气能量冲增压能更多地利用废气能量当增压压力在当增压压力在0。200。25MPA时，由于脉时，由于脉冲增压在废气能量利用方面的优点不实出了，冲增压在废气能量利用方面的优点不实出了，而在结构布置、效率等方面的缺点实出了，所而在结构布置、效率等方面的缺点实出了，所以用定压增压以用定压增压柴油机废气涡轮增压系统柴油机废气涡轮增压系统一、单独增压系统一、单独增压系统在船用四冲程柴油机上得到最广泛的应用。在二冲程在船用四冲程柴油机上得到最广泛的应用。在二冲程柴油机上，这种增压只适用于采用脉冲增压且扫气质柴油机上，这种增压只适用于采用脉冲增压且扫

47、气质量较好的直流扫气式柴量较好的直流扫气式柴油机。油机。二、串联增压系统二、串联增压系统 ：采用废气涡轮增压器和主机带动：采用废气涡轮增压器和主机带动的往复式扫气泵串联工作，的往复式扫气泵串联工作，采用串联增压系统使柴油采用串联增压系统使柴油机起动容易，低负荷性能好。当涡轮机起动容易，低负荷性能好。当涡轮 增压器损坏时，增压器损坏时，依靠第二级往复式压气机仍可使柴油机达到依靠第二级往复式压气机仍可使柴油机达到70%一一80%的标定转速，因此不须另设应急鼓风机。的标定转速，因此不须另设应急鼓风机。三三、串串联联旁旁通通增增压压系系统统 串串联联旁旁通通增增压压系系统统的的特特点点是是部部分分串串

48、联联增增压压，在在扫扫气气前前期期为为串串联联增增压压，在在换换气气后后期期串串联联失失效效，由由涡涡轮轮增增压压器器单单独独供供气气;这这种种增增压压系系统统利利用用柴柴油油机机活活塞塞的的下下部部空空间间作作为为辅辅助助压压气气机机，并并与与涡涡轮轮增增压压器器串串联联作作为为第第二二级级增增压压泵泵，涡涡轮轮增增压压器器为为第第一一级级增增压泵。压泵。柴油机废气涡轮增压系统柴油机废气涡轮增压系统四、四、并联增压系统并联增压系统并并联联增增压压系系统统就就是是使使涡涡轮轮增增压压器器与与活活塞塞下下部部空空间间并并联联工工作作，在在这这种种增增压压系系统统中中，废废气气涡涡轮轮增增压压器器

49、和和活活塞塞下下部部辅辅助助增增压压泵泵分分别别从从机机舱舱吸吸入入空空气气并并在在其其中中压压缩缩，然然后后经经空空气气冷冷却却器器冷冷却却再再共共同同送送入入扫扫气气箱箱，一一般般涡涡轮轮增增压压器器所所供供应应的的空空气气约约为为增增压压空空气气量量的的75%一一80%，其其余空气量由活塞下部辅余空气量由活塞下部辅助增压泵供给。助增压泵供给。柴油机废气涡轮增压系统柴油机废气涡轮增压系统*柴油机增压系统中增压器的喘振与消除柴油机增压系统中增压器的喘振与消除1、气流通道堵塞、气流通道堵塞 2、增压器和柴油机的运行失配、增压器和柴油机的运行失配 1）单独增压系统：因流道阻塞，常常在低负荷时发单

50、独增压系统：因流道阻塞，常常在低负荷时发生喘振生喘振2）串联增压系统）串联增压系统：在高负荷时，特别是超负荷时，：在高负荷时，特别是超负荷时，增压器的排量在于往复泵的排量，这时往复泵来不及增压器的排量在于往复泵的排量，这时往复泵来不及将增压器供出的空气全部吸入，使增压器的背压升高，将增压器供出的空气全部吸入，使增压器的背压升高，引起喘振，这时可降低负荷运行。引起喘振，这时可降低负荷运行。3）并联增压系统：在低速运转时必然会发生增压器喘并联增压系统：在低速运转时必然会发生增压器喘振现象振现象消除方法：在扫气箱上装设放气阀；装设串消除方法：在扫气箱上装设放气阀；装设串并联转并联转换阀换阀采用并联喷