柴油机基本知识学习教案.pptx

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1、会计学1柴油机基本知识柴油机基本知识第一页，共57页。柴油机的能柴油机的能量转换量转换(zhunhun)过程过程燃料(rnlio)的化学能气体(qt)压力能机械能一、基本概念1.什么是柴油机？柴油机是以柴油为燃料的将化学能转换为机械能的动力装置。第1页/共56页第二页，共57页。2.2.什么什么(shn me)(shn me)叫活塞的死点（或止点）？什么叫活塞的死点（或止点）？什么(shn me)(shn me)是上死点和下死点？什么是上死点和下死点？什么(shn me)(shn me)是是活塞的冲程（行程）？活塞的冲程（行程）？上死点下死点活塞(husi)行程S曲轴(qzhu)回转中心曲柄半

2、径R活塞行程S曲柄半径R=2第2页/共56页第三页，共57页。曲轴旋转时，活塞所能到达的两个极限位置称作曲轴旋转时，活塞所能到达的两个极限位置称作曲轴旋转时，活塞所能到达的两个极限位置称作曲轴旋转时，活塞所能到达的两个极限位置称作(chn(chn zu)zu)活塞的死点；活塞的死点；活塞的死点；活塞的死点；距离曲轴旋转中心最远的称作距离曲轴旋转中心最远的称作距离曲轴旋转中心最远的称作距离曲轴旋转中心最远的称作(chn(chn zu)zu)活塞的活塞的活塞的活塞的上死点；上死点；上死点；上死点；距离曲轴旋转中心最近的称作距离曲轴旋转中心最近的称作距离曲轴旋转中心最近的称作距离曲轴旋转中心最近的称

3、作(chn(chn zu)zu)活塞的活塞的活塞的活塞的下死点；下死点；下死点；下死点；上下死点之间的距离称作上下死点之间的距离称作上下死点之间的距离称作上下死点之间的距离称作(chn(chn zu)zu)活塞的冲程活塞的冲程活塞的冲程活塞的冲程（行程）。（行程）。（行程）。（行程）。第3页/共56页第四页，共57页。3.3.什么是气缸什么是气缸什么是气缸什么是气缸(q(q nn)压缩容积？工作容积？气缸压缩容积？工作容积？气缸压缩容积？工作容积？气缸压缩容积？工作容积？气缸(q(q nn)总容积？总容积？总容积？总容积？什么是柴油机的总排量？什么是柴油机的总排量？什么是柴油机的总排量？什么是

4、柴油机的总排量？压缩(y su)容积Vc工作(gngzu)容积Vs气缸总容积Va第4页/共56页第五页，共57页。活塞位于上死点时其顶部与气缸盖底部之间的气缸活塞位于上死点时其顶部与气缸盖底部之间的气缸活塞位于上死点时其顶部与气缸盖底部之间的气缸活塞位于上死点时其顶部与气缸盖底部之间的气缸容积容积容积容积(rngj)(rngj)称作压缩容积称作压缩容积称作压缩容积称作压缩容积(rngj)(rngj)；活塞从上死点移到下死点所扫过的容积活塞从上死点移到下死点所扫过的容积活塞从上死点移到下死点所扫过的容积活塞从上死点移到下死点所扫过的容积(rngj)(rngj)称作称作称作称作工作容积工作容积工作

5、容积工作容积(rngj)(rngj)；活塞位于下死点时其顶部与气缸盖底部之间的气缸活塞位于下死点时其顶部与气缸盖底部之间的气缸活塞位于下死点时其顶部与气缸盖底部之间的气缸活塞位于下死点时其顶部与气缸盖底部之间的气缸容积容积容积容积(rngj)(rngj)称作气缸总容积称作气缸总容积称作气缸总容积称作气缸总容积(rngj)(rngj)；所有气缸的工作容积所有气缸的工作容积所有气缸的工作容积所有气缸的工作容积(rngj)(rngj)之和称为柴油机的排量。之和称为柴油机的排量。之和称为柴油机的排量。之和称为柴油机的排量。第5页/共56页第六页，共57页。气缸气缸气缸气缸(q n)(q n)(q n)

6、(q n)压缩容积、工作容积、气缸压缩容积、工作容积、气缸压缩容积、工作容积、气缸压缩容积、工作容积、气缸(q(q(q(q n)n)n)n)总容积和总排量之间的关系：总容积和总排量之间的关系：总容积和总排量之间的关系：总容积和总排量之间的关系：气缸(q n)总容积Va=压缩(y su)容积Vc+工作容积Vs柴油机排量Va=气缸数工作容积VsL第6页/共56页第七页，共57页。按冲程按冲程按冲程按冲程(chngchng)(chngchng)数分：有四冲程数分：有四冲程数分：有四冲程数分：有四冲程(chngchng)(chngchng)和二冲程和二冲程和二冲程和二冲程(chngchng)(chng

7、chng)。四冲程四冲程四冲程四冲程(chngchng)(chngchng)：曲轴旋转两周完成一个：曲轴旋转两周完成一个：曲轴旋转两周完成一个：曲轴旋转两周完成一个工作循环。工作循环。工作循环。工作循环。二冲程二冲程二冲程二冲程(chngchng)(chngchng)：曲轴旋转一周完成一个：曲轴旋转一周完成一个：曲轴旋转一周完成一个：曲轴旋转一周完成一个工作循环。工作循环。工作循环。工作循环。按气缸排列方式分：有直列式、按气缸排列方式分：有直列式、按气缸排列方式分：有直列式、按气缸排列方式分：有直列式、V V型、型、型、型、WW型和型和型和型和星型排列等。星型排列等。星型排列等。星型排列等。按

8、气缸数分：有单缸机和多缸机（二缸和二缸按气缸数分：有单缸机和多缸机（二缸和二缸按气缸数分：有单缸机和多缸机（二缸和二缸按气缸数分：有单缸机和多缸机（二缸和二缸以上的）。以上的）。以上的）。以上的）。二、柴油机分类二、柴油机分类(fn li)第7页/共56页第八页，共57页。按进气按进气按进气按进气(jn q)(jn q)(jn q)(jn q)方式：有自然吸气、增压和增压中冷。方式：有自然吸气、增压和增压中冷。方式：有自然吸气、增压和增压中冷。方式：有自然吸气、增压和增压中冷。按冷却介质分：有水冷和风冷柴油机。按冷却介质分：有水冷和风冷柴油机。按冷却介质分：有水冷和风冷柴油机。按冷却介质分：有

9、水冷和风冷柴油机。按转速分：有高速机、中速机和低速机。按转速分：有高速机、中速机和低速机。按转速分：有高速机、中速机和低速机。按转速分：有高速机、中速机和低速机。转速：转速：转速：转速：n n n n1000r/min 1000r/min 1000r/min 1000r/min 高速机高速机高速机高速机 600r/min 600r/min 600r/min 600r/minn1000r/min n1000r/min n1000r/min n1000r/min 中速机中速机中速机中速机 n600r/min n600r/min n600r/min n600r/min 低速机低速机低速机低速机按用途

10、分：固定用柴油机和移动式柴油机。按用途分：固定用柴油机和移动式柴油机。按用途分：固定用柴油机和移动式柴油机。按用途分：固定用柴油机和移动式柴油机。第8页/共56页第九页，共57页。三、柴油机三、柴油机主要主要(zhyo)性性能指能指主要(zhyo)性能动力(dngl)性能经济性能可靠性排放性能维修性能第9页/共56页第十页，共57页。转速(zhun s)功率(gngl)动力性能指标(zhbio)扭矩动力性能指标是用来表征做功能力大小的指标。第10页/共56页第十一页，共57页。功率：在单位时间功率：在单位时间(shjin)(shjin)内柴油机对外输内柴油机对外输出的有效功，单位为出的有效功，

11、单位为kW kW。转速：柴油机曲轴每分钟所转动的圈数，单转速：柴油机曲轴每分钟所转动的圈数，单位为位为r/minr/min。扭矩：柴油机对外输出的有效扭矩转动力矩，扭矩：柴油机对外输出的有效扭矩转动力矩，单位为单位为NmNm Pe=Men/9550(kW)Pe=Men/9550(kW)动力性能指标是满足用户的配套(pi to)需求。第11页/共56页第十二页，共57页。经济性能指标(zhbio)机油(jyu)消耗率有效(yuxio)热效率经济性能指标表征柴油机的工作使用成本。燃油消耗率第12页/共56页第十三页，共57页。有效热效率：燃料燃烧所产生的热量转换成有效功的有效热效率：燃料燃烧所产生

12、的热量转换成有效功的百分数。百分数。燃油消耗燃油消耗(xioho)(xioho)率：柴油机单位时间、单位功率所率：柴油机单位时间、单位功率所消耗消耗(xioho)(xioho)的燃油量，单位为的燃油量，单位为g/(kWh)g/(kWh)。机油消耗机油消耗(xioho)(xioho)率：柴油机单位时间、单位功率所率：柴油机单位时间、单位功率所消耗消耗(xioho)(xioho)的机油量，单位为的机油量，单位为g/(kWh)g/(kWh)。以上指标是发动机在台架试验中测量考核的指标，与以上指标是发动机在台架试验中测量考核的指标，与用户的实际情况存在差异，影响的因素也较复杂。用户的实际情况存在差异，

13、影响的因素也较复杂。第13页/共56页第十四页，共57页。四、四冲程柴油机四、四冲程柴油机基本工作基本工作(gngzu)原理原理柴油机一个工作循环由四个工作冲程(chngchng)组成，即：进气冲程(chngchng)压缩冲程(chngchng)做功冲程(chngchng)排气冲程(chngchng)柴油机的连续运转是由无限个工作循环构成。在柴油机四个工作冲程(chngchng)中，只有燃烧做功冲程(chngchng)对外做功，其他三个冲程(chngchng)消耗能量。第14页/共56页第十五页，共57页。吸气(x q)冲程 压缩(y su)冲程 做功(zugng)冲程 排气冲程 180CA1

14、80CA180CA180CA进气阀 排气阀 第15页/共56页第十六页，共57页。进气冲程进气冲程进气冲程进气冲程 活塞由上止点向下止点移动，活塞由上止点向下止点移动，活塞由上止点向下止点移动，活塞由上止点向下止点移动，进气阀打开，排气阀关闭。进气阀打开，排气阀关闭。进气阀打开，排气阀关闭。进气阀打开，排气阀关闭。在柴油在柴油在柴油在柴油(chiyu)(chiyu)机进气冲程机进气冲程机进气冲程机进气冲程中，纯净空气被吸入气缸，中，纯净空气被吸入气缸，中，纯净空气被吸入气缸，中，纯净空气被吸入气缸，为柴油为柴油为柴油为柴油(chiyu)(chiyu)燃烧提供燃烧提供燃烧提供燃烧提供氧气。氧气。

15、氧气。氧气。第16页/共56页第十七页，共57页。压缩冲程压缩冲程压缩冲程压缩冲程 活塞由下止点向上止点移动，活塞由下止点向上止点移动，活塞由下止点向上止点移动，活塞由下止点向上止点移动，进气阀和排气阀全部关闭。进气阀和排气阀全部关闭。进气阀和排气阀全部关闭。进气阀和排气阀全部关闭。柴油机压缩比较大，压缩终柴油机压缩比较大，压缩终柴油机压缩比较大，压缩终柴油机压缩比较大，压缩终点时气缸内气体压力可高达点时气缸内气体压力可高达点时气缸内气体压力可高达点时气缸内气体压力可高达35MPa35MPa，温度可达，温度可达，温度可达，温度可达310340K310340K，为气缸内油气，为气缸内油气，为气缸

16、内油气，为气缸内油气(yuq)(yuq)混和与点火做好准混和与点火做好准混和与点火做好准混和与点火做好准备。备。备。备。第17页/共56页第十八页，共57页。做功做功做功做功(zugng)(zugng)冲程冲程冲程冲程 活塞由上止点向下止点移动，活塞由上止点向下止点移动，活塞由上止点向下止点移动，活塞由上止点向下止点移动，进气阀和排气阀同时关闭。进气阀和排气阀同时关闭。进气阀和排气阀同时关闭。进气阀和排气阀同时关闭。压缩冲程结束时喷入燃烧室压缩冲程结束时喷入燃烧室压缩冲程结束时喷入燃烧室压缩冲程结束时喷入燃烧室内的柴油，与高温高压气体内的柴油，与高温高压气体内的柴油，与高温高压气体内的柴油，与

17、高温高压气体混和并燃烧。燃气受热膨胀，混和并燃烧。燃气受热膨胀，混和并燃烧。燃气受热膨胀，混和并燃烧。燃气受热膨胀，推动活塞下移，对外做功推动活塞下移，对外做功推动活塞下移，对外做功推动活塞下移，对外做功(zugng)(zugng)。第18页/共56页第十九页，共57页。排气冲程排气冲程排气冲程排气冲程 活塞由下止点向上止点移活塞由下止点向上止点移活塞由下止点向上止点移活塞由下止点向上止点移动，进气阀关闭，排气阀动，进气阀关闭，排气阀动，进气阀关闭，排气阀动，进气阀关闭，排气阀打开。打开。打开。打开。通过活塞将废气排出气缸，通过活塞将废气排出气缸，通过活塞将废气排出气缸，通过活塞将废气排出气缸

18、，为下一个工作为下一个工作为下一个工作为下一个工作(gngzu)(gngzu)循环做好准备。循环做好准备。循环做好准备。循环做好准备。第19页/共56页第二十页，共57页。五、柴油机的基本五、柴油机的基本(jbn)组成组成柴油机的基本(jbn)组成 机体(jt)组件曲柄连杆机构配气机构燃油供给系统润滑系统冷却系统启动系统第20页/共56页第二十一页，共57页。（一）机体组件（一）机体组件（一）机体组件（一）机体组件【功能】各机构和系统的装备【功能】各机构和系统的装备【功能】各机构和系统的装备【功能】各机构和系统的装备(zhungbi)(zhungbi)骨架，并作某些系统的组成部分。骨架，并作某

19、些系统的组成部分。骨架，并作某些系统的组成部分。骨架，并作某些系统的组成部分。【组成】气缸盖、气缸体、曲轴箱、油底壳【组成】气缸盖、气缸体、曲轴箱、油底壳【组成】气缸盖、气缸体、曲轴箱、油底壳【组成】气缸盖、气缸体、曲轴箱、油底壳等零部件。等零部件。等零部件。等零部件。第21页/共56页第二十二页，共57页。汽缸汽缸(qg(qgng)ng)体体曲轴箱曲轴箱WD615柴油机机体(jt)第22页/共56页第二十三页，共57页。（二）曲柄连杆机构（二）曲柄连杆机构（二）曲柄连杆机构（二）曲柄连杆机构【功能】将活塞的往复运动转换为曲轴的旋【功能】将活塞的往复运动转换为曲轴的旋【功能】将活塞的往复运动转

20、换为曲轴的旋【功能】将活塞的往复运动转换为曲轴的旋转运动，从而实现热能向机械能的转换；转运动，从而实现热能向机械能的转换；转运动，从而实现热能向机械能的转换；转运动，从而实现热能向机械能的转换；曲轴飞轮组还承担着柴油机功率输出曲轴飞轮组还承担着柴油机功率输出曲轴飞轮组还承担着柴油机功率输出曲轴飞轮组还承担着柴油机功率输出(shch)(shch)的功能。的功能。的功能。的功能。【组成】活塞组、连杆组、曲轴飞轮组。【组成】活塞组、连杆组、曲轴飞轮组。【组成】活塞组、连杆组、曲轴飞轮组。【组成】活塞组、连杆组、曲轴飞轮组。第23页/共56页第二十四页，共57页。WD615柴油机曲柄(qbng)连杆飞

21、轮飞轮(filn)(filn)曲轴曲轴(qzhu)(qzhu)连杆连杆活塞活塞第24页/共56页第二十五页，共57页。（三）配气机构（三）配气机构（三）配气机构（三）配气机构【功能】定时向柴油机气缸内提供充足而干净【功能】定时向柴油机气缸内提供充足而干净【功能】定时向柴油机气缸内提供充足而干净【功能】定时向柴油机气缸内提供充足而干净的新鲜空气，并将燃烧后的废气排出气缸体。的新鲜空气，并将燃烧后的废气排出气缸体。的新鲜空气，并将燃烧后的废气排出气缸体。的新鲜空气，并将燃烧后的废气排出气缸体。【组成【组成【组成【组成(z(z chn chn)】进、排气门、摇臂、凸轮轴、】进、排气门、摇臂、凸轮轴、

22、】进、排气门、摇臂、凸轮轴、】进、排气门、摇臂、凸轮轴、正时齿轮、气门挺杆、气门弹簧等。正时齿轮、气门挺杆、气门弹簧等。正时齿轮、气门挺杆、气门弹簧等。正时齿轮、气门挺杆、气门弹簧等。第25页/共56页第二十六页，共57页。曲轴曲轴(qzhu)(qzhu)齿轮齿轮凸轮轴齿轮凸轮轴齿轮(chln)(chln)中间中间(zhngji(zhngjin)n)齿轮齿轮喷油泵齿轮喷油泵齿轮机油泵齿轮机油泵齿轮WD615柴油机配气机构（一）第26页/共56页第二十七页，共57页。WD615柴油机配气机构(jgu)（二）挺柱挺柱凸轮轴凸轮轴挺杆挺杆第27页/共56页第二十八页，共57页。排气门排气门进气门进气

23、门挺柱挺柱排气门摇臂排气门摇臂进气门摇臂进气门摇臂WD615柴油机配气机构(jgu)（三）气门调解气门调解(tioji)(tioji)螺螺钉钉第28页/共56页第二十九页，共57页。（四）燃油供给系统（四）燃油供给系统（四）燃油供给系统（四）燃油供给系统【功能】按照柴油机工作循环所规定的时【功能】按照柴油机工作循环所规定的时【功能】按照柴油机工作循环所规定的时【功能】按照柴油机工作循环所规定的时间及柴油机负荷间及柴油机负荷间及柴油机负荷间及柴油机负荷(fh)(fh)情况，向柴油机情况，向柴油机情况，向柴油机情况，向柴油机气缸内喷入适量的柴油。气缸内喷入适量的柴油。气缸内喷入适量的柴油。气缸内喷

24、入适量的柴油。【组成】柴油箱、低压油管、输油泵、滤【组成】柴油箱、低压油管、输油泵、滤【组成】柴油箱、低压油管、输油泵、滤【组成】柴油箱、低压油管、输油泵、滤清器、高压油泵、高压油管及喷油器等清器、高压油泵、高压油管及喷油器等清器、高压油泵、高压油管及喷油器等清器、高压油泵、高压油管及喷油器等零部件。零部件。零部件。零部件。第29页/共56页第三十页，共57页。高压高压(goy)(goy)油泵油泵柴滤器柴滤器(lq)(lq)高压高压(goy)(goy)油管油管喷油器喷油器低压油管低压油管WD615柴油机燃油供给系第30页/共56页第三十一页，共57页。（五）润滑系统（五）润滑系统（五）润滑系统

25、（五）润滑系统【功能】将清洁【功能】将清洁【功能】将清洁【功能】将清洁(qngji)(qngji)的润滑油以一定的压力不间的润滑油以一定的压力不间的润滑油以一定的压力不间的润滑油以一定的压力不间断地送到柴油机各摩擦表面或高温零件冷却表面，断地送到柴油机各摩擦表面或高温零件冷却表面，断地送到柴油机各摩擦表面或高温零件冷却表面，断地送到柴油机各摩擦表面或高温零件冷却表面，以减少摩擦阻力和零件的磨损，并带走摩擦时产生以减少摩擦阻力和零件的磨损，并带走摩擦时产生以减少摩擦阻力和零件的磨损，并带走摩擦时产生以减少摩擦阻力和零件的磨损，并带走摩擦时产生的热量和金属屑，以及高温零件所吸收的热量，保的热量和金

26、属屑，以及高温零件所吸收的热量，保的热量和金属屑，以及高温零件所吸收的热量，保的热量和金属屑，以及高温零件所吸收的热量，保证柴油机长期可靠工作。证柴油机长期可靠工作。证柴油机长期可靠工作。证柴油机长期可靠工作。【组成】滑油泵、滑油滤清器、滑油冷却器和滑油管路【组成】滑油泵、滑油滤清器、滑油冷却器和滑油管路【组成】滑油泵、滑油滤清器、滑油冷却器和滑油管路【组成】滑油泵、滑油滤清器、滑油冷却器和滑油管路等。等。等。等。第31页/共56页第三十二页，共57页。油底壳油底壳机油泵机油泵WD615柴油机润滑(rnhu)系统机油机油(jyu)(jyu)滤滤清器清器机油机油(jyu)(jyu)冷冷却器却器第

27、32页/共56页第三十三页，共57页。（六）冷却系统（六）冷却系统（六）冷却系统（六）冷却系统【功能】对柴油机的高温零件进行适当冷却，【功能】对柴油机的高温零件进行适当冷却，【功能】对柴油机的高温零件进行适当冷却，【功能】对柴油机的高温零件进行适当冷却，以保证其正常以保证其正常以保证其正常以保证其正常(zhngchng)(zhngchng)的工作温度，这的工作温度，这的工作温度，这的工作温度，这也是保证柴油机长期可靠工作的必要条件之也是保证柴油机长期可靠工作的必要条件之也是保证柴油机长期可靠工作的必要条件之也是保证柴油机长期可靠工作的必要条件之一。一。一。一。【组成】水泵、水箱、散热器及节温器

28、和管路【组成】水泵、水箱、散热器及节温器和管路【组成】水泵、水箱、散热器及节温器和管路【组成】水泵、水箱、散热器及节温器和管路等。等。等。等。第33页/共56页第三十四页，共57页。水泵水泵(shubng)(shubng)节温器节温器风扇风扇(fngs(fngshn)hn)进水口进水口出水口出水口WD615柴油机冷却系统出水管出水管第34页/共56页第三十五页，共57页。（七）启动系统（七）启动系统（七）启动系统（七）启动系统【功能】为柴油机的启动提供外部动力，并保【功能】为柴油机的启动提供外部动力，并保【功能】为柴油机的启动提供外部动力，并保【功能】为柴油机的启动提供外部动力，并保证证证证(

29、b(b ozhng)ozhng)启动的安全性和可靠性。启动的安全性和可靠性。启动的安全性和可靠性。启动的安全性和可靠性。【组成】电启动方式：启动钥匙和开关，启动【组成】电启动方式：启动钥匙和开关，启动【组成】电启动方式：启动钥匙和开关，启动【组成】电启动方式：启动钥匙和开关，启动电源，启动线路和电动马达等。电源，启动线路和电动马达等。电源，启动线路和电动马达等。电源，启动线路和电动马达等。第35页/共56页第三十六页，共57页。发电机发电机起动机起动机WD615柴油机起动(q dn)系统第36页/共56页第三十七页，共57页。（一）柴油机工况（一）柴油机工况（一）柴油机工况（一）柴油机工况 顾

30、名思义，柴油机工况就是指柴油机实顾名思义，柴油机工况就是指柴油机实顾名思义，柴油机工况就是指柴油机实顾名思义，柴油机工况就是指柴油机实际运行际运行际运行际运行(ynxng)(ynxng)的工作状况。表征内燃机的工作状况。表征内燃机的工作状况。表征内燃机的工作状况。表征内燃机运行运行运行运行(ynxng)(ynxng)工况的参数可由下式给出：工况的参数可由下式给出：工况的参数可由下式给出：工况的参数可由下式给出：Pe PeTtqn Ttqn 式中，式中，式中，式中，PePe为有效功率，为有效功率，为有效功率，为有效功率，TtqTtq为内燃机转矩，为内燃机转矩，为内燃机转矩，为内燃机转矩，n n为

31、内燃机的工作转速。为内燃机的工作转速。为内燃机的工作转速。为内燃机的工作转速。六、柴油机的基本六、柴油机的基本(jbn)特性特性第37页/共56页第三十八页，共57页。描述工况的三个参数只有两个是独立变描述工况的三个参数只有两个是独立变量，换句话说，当其中任意两个参数固定之量，换句话说，当其中任意两个参数固定之后，第三个参数就可以通过上式求出。比较后，第三个参数就可以通过上式求出。比较常用的是用常用的是用TtqTtq与与n n或者或者PePe与与n n两组参数来表征两组参数来表征内燃机稳定运行的工况点。内燃机稳定运行的工况点。转速转速n n表示内燃机工作过程进行的速度快表示内燃机工作过程进行的

32、速度快慢，慢，而而TtqTtq或者或者PePe说明内燃机发出功率或承说明内燃机发出功率或承受负荷能力受负荷能力(nngl)(nngl)的大小。的大小。第38页/共56页第三十九页，共57页。（二）柴油机工况分类（二）柴油机工况分类（二）柴油机工况分类（二）柴油机工况分类 内燃机的工作区域内燃机的工作区域内燃机的工作区域内燃机的工作区域(qy)(qy)取决于内燃机取决于内燃机取决于内燃机取决于内燃机的用途。用途不同时，工作区域的用途。用途不同时，工作区域的用途。用途不同时，工作区域的用途。用途不同时，工作区域(qy)(qy)将将将将有很大的差异。通常将内燃机工况分为三有很大的差异。通常将内燃机工

33、况分为三有很大的差异。通常将内燃机工况分为三有很大的差异。通常将内燃机工况分为三类：类：类：类：第一类工况：特点是柴油机的功率变化时转第一类工况：特点是柴油机的功率变化时转第一类工况：特点是柴油机的功率变化时转第一类工况：特点是柴油机的功率变化时转速几乎保持不变。该工况又称为固定式柴速几乎保持不变。该工况又称为固定式柴速几乎保持不变。该工况又称为固定式柴速几乎保持不变。该工况又称为固定式柴油机工况，如发电用内燃机等。此工况属油机工况，如发电用内燃机等。此工况属油机工况，如发电用内燃机等。此工况属油机工况，如发电用内燃机等。此工况属线工况。灌溉用内燃机，除启动和过度工线工况。灌溉用内燃机，除启动

34、和过度工线工况。灌溉用内燃机，除启动和过度工线工况。灌溉用内燃机，除启动和过度工况外，在运行过程中负荷与转速基本均保况外，在运行过程中负荷与转速基本均保况外，在运行过程中负荷与转速基本均保况外，在运行过程中负荷与转速基本均保持不变，称为点工况。持不变，称为点工况。持不变，称为点工况。持不变，称为点工况。第39页/共56页第四十页，共57页。第二类工况：其特点是内燃机的功率与转第二类工况：其特点是内燃机的功率与转第二类工况：其特点是内燃机的功率与转第二类工况：其特点是内燃机的功率与转速接近于幂函数关系。当内燃机作为船速接近于幂函数关系。当内燃机作为船速接近于幂函数关系。当内燃机作为船速接近于幂函

35、数关系。当内燃机作为船用主机驱动螺旋桨时，内燃机所发出的用主机驱动螺旋桨时，内燃机所发出的用主机驱动螺旋桨时，内燃机所发出的用主机驱动螺旋桨时，内燃机所发出的功率必须功率必须功率必须功率必须(bx)(bx)螺旋桨吸收的功率相等，螺旋桨吸收的功率相等，螺旋桨吸收的功率相等，螺旋桨吸收的功率相等，而吸收功率又取决于螺旋桨转速的高低，而吸收功率又取决于螺旋桨转速的高低，而吸收功率又取决于螺旋桨转速的高低，而吸收功率又取决于螺旋桨转速的高低，且与转速成幂函数关系。这样内燃机功且与转速成幂函数关系。这样内燃机功且与转速成幂函数关系。这样内燃机功且与转速成幂函数关系。这样内燃机功率就呈现一种十分有规律的变

36、化。该类率就呈现一种十分有规律的变化。该类率就呈现一种十分有规律的变化。该类率就呈现一种十分有规律的变化。该类工况常被称为螺旋桨工况或推进工况，工况常被称为螺旋桨工况或推进工况，工况常被称为螺旋桨工况或推进工况，工况常被称为螺旋桨工况或推进工况，也属于线工况。也属于线工况。也属于线工况。也属于线工况。第40页/共56页第四十一页，共57页。第三类工况：其特点是功率和转速第三类工况：其特点是功率和转速第三类工况：其特点是功率和转速第三类工况：其特点是功率和转速(zhun s)(zhun s)都在较大范围内变化，它们之间没有特定的都在较大范围内变化，它们之间没有特定的都在较大范围内变化，它们之间没

37、有特定的都在较大范围内变化，它们之间没有特定的关系。汽车及其他陆地运输用内燃机，都属关系。汽车及其他陆地运输用内燃机，都属关系。汽车及其他陆地运输用内燃机，都属关系。汽车及其他陆地运输用内燃机，都属于这种工况。此时，内燃机的转速于这种工况。此时，内燃机的转速于这种工况。此时，内燃机的转速于这种工况。此时，内燃机的转速(zhun(zhun s)s)取决于行驶速度，可以从最低稳定转速取决于行驶速度，可以从最低稳定转速取决于行驶速度，可以从最低稳定转速取决于行驶速度，可以从最低稳定转速(zhun s)(zhun s)到一直变到最高转速到一直变到最高转速到一直变到最高转速到一直变到最高转速(zhun

38、s)(zhun s)；负荷取决于行驶阻力，在同一转速负荷取决于行驶阻力，在同一转速负荷取决于行驶阻力，在同一转速负荷取决于行驶阻力，在同一转速(zhun(zhun s)s)下，从零可以变到全负荷。内燃机可能的下，从零可以变到全负荷。内燃机可能的下，从零可以变到全负荷。内燃机可能的下，从零可以变到全负荷。内燃机可能的工作区域就是该种类型内燃机的实际工作区工作区域就是该种类型内燃机的实际工作区工作区域就是该种类型内燃机的实际工作区工作区域就是该种类型内燃机的实际工作区域，相应的工况区域称为面工况。域，相应的工况区域称为面工况。域，相应的工况区域称为面工况。域，相应的工况区域称为面工况。第41页/共

39、56页第四十二页，共57页。第42页/共56页第四十三页，共57页。（三）柴油机性能特性（三）柴油机性能特性（三）柴油机性能特性（三）柴油机性能特性 所谓柴油机特性，就是指柴油机各性能参所谓柴油机特性，就是指柴油机各性能参所谓柴油机特性，就是指柴油机各性能参所谓柴油机特性，就是指柴油机各性能参数随参数调整或运转工况变化的规律。性能数随参数调整或运转工况变化的规律。性能数随参数调整或运转工况变化的规律。性能数随参数调整或运转工况变化的规律。性能指标随运行指标随运行指标随运行指标随运行(ynxng)(ynxng)工况变化的特性称为性工况变化的特性称为性工况变化的特性称为性工况变化的特性称为性能特性

40、。用来表示特性的曲线叫特性曲线。能特性。用来表示特性的曲线叫特性曲线。能特性。用来表示特性的曲线叫特性曲线。能特性。用来表示特性的曲线叫特性曲线。第43页/共56页第四十四页，共57页。负荷特性负荷特性-指转速不变时，指转速不变时，柴油机性能指标随负荷而变柴油机性能指标随负荷而变化化(binhu)的关系，用曲线的关系，用曲线的形式表示出来就称为负荷的形式表示出来就称为负荷特性曲线。驱动发电机、压特性曲线。驱动发电机、压缩机、风机、水泵等动力装缩机、风机、水泵等动力装置的内燃机，都是按照负荷置的内燃机，都是按照负荷特性运行的。特性运行的。第44页/共56页第四十五页，共57页。速度特性速度特性速

41、度特性速度特性-指柴油机在油量调节机构（油量指柴油机在油量调节机构（油量指柴油机在油量调节机构（油量指柴油机在油量调节机构（油量调节齿条）保持不变的情况下，其主要性能调节齿条）保持不变的情况下，其主要性能调节齿条）保持不变的情况下，其主要性能调节齿条）保持不变的情况下，其主要性能指标随转速的变化关系。指标随转速的变化关系。指标随转速的变化关系。指标随转速的变化关系。当油量控制机构在标定位置时，测得的柴油机当油量控制机构在标定位置时，测得的柴油机当油量控制机构在标定位置时，测得的柴油机当油量控制机构在标定位置时，测得的柴油机速度特性为全负荷速度特性为全负荷速度特性为全负荷速度特性为全负荷(fh)

42、(fh)速度特性，简称外速度特性，简称外速度特性，简称外速度特性，简称外特性；油量低于标定位置时的速度特性，称特性；油量低于标定位置时的速度特性，称特性；油量低于标定位置时的速度特性，称特性；油量低于标定位置时的速度特性，称为部分负荷为部分负荷为部分负荷为部分负荷(fh)(fh)速度特性。速度特性。速度特性。速度特性。第45页/共56页第四十六页，共57页。WD615T1-3A WD615T1-3A柴油机柴油机柴油机柴油机1850r/min1850r/min负荷负荷负荷负荷(fh)(fh)特性和外速度特性特性和外速度特性特性和外速度特性特性和外速度特性柴油机负荷(fh)燃油消耗率第46页/共5

43、6页第四十七页，共57页。由于外特性上反映了柴油机能由于外特性上反映了柴油机能够达到的最高性能够达到的最高性能(xngnng)，确定了最大功率、最大扭矩以及确定了最大功率、最大扭矩以及对应的转速，因而十分重要，所对应的转速，因而十分重要，所有的发动机出厂时都必须提供柴有的发动机出厂时都必须提供柴油机外特性。油机外特性。第47页/共56页第四十八页，共57页。万有特性万有特性万有特性万有特性-柴油机几个主要特性参数之间相互关系的综合特性成为柴油机的柴油机几个主要特性参数之间相互关系的综合特性成为柴油机的柴油机几个主要特性参数之间相互关系的综合特性成为柴油机的柴油机几个主要特性参数之间相互关系的综

44、合特性成为柴油机的万有特性。万有特性。万有特性。万有特性。从万有特性上，可以清晰地了解到内燃机在各种工况下的性能，很容易找出最从万有特性上，可以清晰地了解到内燃机在各种工况下的性能，很容易找出最从万有特性上，可以清晰地了解到内燃机在各种工况下的性能，很容易找出最从万有特性上，可以清晰地了解到内燃机在各种工况下的性能，很容易找出最经济的负荷和转速。经济的负荷和转速。经济的负荷和转速。经济的负荷和转速。在万有特性图上，最内层的等燃油消耗率相当于内燃机运转在万有特性图上，最内层的等燃油消耗率相当于内燃机运转在万有特性图上，最内层的等燃油消耗率相当于内燃机运转在万有特性图上，最内层的等燃油消耗率相当于

45、内燃机运转(ynzhu(ynzhu n)n)的最经的最经的最经的最经济区域，等值曲线越向外，经济性越差。济区域，等值曲线越向外，经济性越差。济区域，等值曲线越向外，经济性越差。济区域，等值曲线越向外，经济性越差。第48页/共56页第四十九页，共57页。WD615T4柴油机万有特性(txng)第49页/共56页第五十页，共57页。等燃油消耗率曲线的形状与位置对内燃机的等燃油消耗率曲线的形状与位置对内燃机的等燃油消耗率曲线的形状与位置对内燃机的等燃油消耗率曲线的形状与位置对内燃机的实际使用经济性能有重要的影响。实际使用经济性能有重要的影响。实际使用经济性能有重要的影响。实际使用经济性能有重要的影响

46、。-如果该曲线的形状在横向如果该曲线的形状在横向如果该曲线的形状在横向如果该曲线的形状在横向(hn(hn xin xin)上较长，上较长，上较长，上较长，则表示内燃机在负荷变化不大而转速变化较大则表示内燃机在负荷变化不大而转速变化较大则表示内燃机在负荷变化不大而转速变化较大则表示内燃机在负荷变化不大而转速变化较大的情况下工作时，燃油消耗率变化较小。的情况下工作时，燃油消耗率变化较小。的情况下工作时，燃油消耗率变化较小。的情况下工作时，燃油消耗率变化较小。-如果曲线形状在纵向较长，则表示内燃机在如果曲线形状在纵向较长，则表示内燃机在如果曲线形状在纵向较长，则表示内燃机在如果曲线形状在纵向较长，则

47、表示内燃机在负荷变化较大而转速变化不大的情况下工作时，负荷变化较大而转速变化不大的情况下工作时，负荷变化较大而转速变化不大的情况下工作时，负荷变化较大而转速变化不大的情况下工作时，油耗率变化较小。油耗率变化较小。油耗率变化较小。油耗率变化较小。第50页/共56页第五十一页，共57页。-对于汽车用内燃机，最经济区域应大致在对于汽车用内燃机，最经济区域应大致在对于汽车用内燃机，最经济区域应大致在对于汽车用内燃机，最经济区域应大致在万有特性的中间位置，这样常用转速和负万有特性的中间位置，这样常用转速和负万有特性的中间位置，这样常用转速和负万有特性的中间位置，这样常用转速和负荷就可以荷就可以荷就可以荷

48、就可以(ky(ky)落在最经济区域内，并希望落在最经济区域内，并希望落在最经济区域内，并希望落在最经济区域内，并希望等燃油消耗率曲线在横向较长。等燃油消耗率曲线在横向较长。等燃油消耗率曲线在横向较长。等燃油消耗率曲线在横向较长。-对于拖拉机和工程机械用内燃机，其转速对于拖拉机和工程机械用内燃机，其转速对于拖拉机和工程机械用内燃机，其转速对于拖拉机和工程机械用内燃机，其转速变化范围较小，而负荷变化范围较大，最变化范围较小，而负荷变化范围较大，最变化范围较小，而负荷变化范围较大，最变化范围较小，而负荷变化范围较大，最经济区域应在标定转速附近，并沿纵向较经济区域应在标定转速附近，并沿纵向较经济区域应

49、在标定转速附近，并沿纵向较经济区域应在标定转速附近，并沿纵向较长。长。长。长。第51页/共56页第五十二页，共57页。潍柴企业标准(biozhn)综合比油耗产生产生(chnshng)(chnshng)背景背景 由于工程机械柴油机工况复杂，负荷、转速等由于工程机械柴油机工况复杂，负荷、转速等变化频繁，负荷特性、外特性及万有特性并不能真变化频繁，负荷特性、外特性及万有特性并不能真实反映发动机在实际使用过程中的耗油量。为统一实反映发动机在实际使用过程中的耗油量。为统一柴油机经济性评价和性能优化时的依据，有必要建柴油机经济性评价和性能优化时的依据，有必要建立一套柴油机按实际使用状况下的综合燃油消耗率立

50、一套柴油机按实际使用状况下的综合燃油消耗率耗的计量标准。耗的计量标准。单位时间内，柴油机按配套机械工作要求输出单位时间内，柴油机按配套机械工作要求输出(shch)(shch)所需动力消耗的燃油量成为综合比油耗。所需动力消耗的燃油量成为综合比油耗。第52页/共56页第五十三页，共57页。柴油机综合柴油机综合(zngh)(zngh)比油耗的比油耗的计算依据计算依据 计算综合比油耗必须考虑按配套主机对动力计算综合比油耗必须考虑按配套主机对动力的要求。即考虑柴油机工作时的工况点和在该的要求。即考虑柴油机工作时的工况点和在该工况点的运行时间长短两因素的影响。实际上工况点的运行时间长短两因素的影响。实际上