船舶柴油机的概述(船舶柴油机基础知识)

导语：科普船舶轮机知识！船舶柴油机的类型和基本结构参数

一. 柴油机的类型

柴油机有很多不同的分类方式，通常有以下几种：

1.四冲程柴油机和二冲程柴油机

按工作循环可分为四冲程柴油机和二冲程柴油机两类。柴油机的一个工作循环包括进气，压缩，燃烧，膨胀，排气五个过程，四冲程柴油机是曲轴转两转，也就是活塞运动四个行程完成一个工作循环。

2.增压柴油机和非增压柴油机

增压柴油机和非增压柴油机的主要区别在于进气压力不同，非增压柴油机是在大气压力下进气的，而增压柴油机则是在较高的压力下进气的。

3.低速，中速和高速柴油机

柴油机的速度可以用曲轴转速n（r/min）表示。按此指标分类一般为：

低速柴油机n≤300r/min

中速柴油机300<n≤1000

高速柴油机n>1000r/min

不同型号的柴油机，其活塞行程也有较大差异，所以在柴油机选型时，活塞平均运动速度也是一个较为重要的参数。

4.筒形活塞式柴油机和十字头式柴油机

如下图（a）为筒形活塞式柴油机示意图，它的活塞通过活塞销直接与连杆相连。这种结构的优点是结构简单，紧凑，轻便，发动机高度小。它的缺点是由于运动时有侧推力，活塞与气缸之间的磨损较大。中高速柴油机一般都采用此结构。

如下图（b）所示为十字头式柴油机。它的活塞设有活塞杆，通过十字头与连杆相连接，并在气缸下部设中隔板将气缸与曲轴箱隔开。十字头柴油机工作可靠，寿命长。它的缺点是重量和高度大，结构复杂。大型低速二冲程柴油机都采用此结构。

5.直列式和V形柴油机

船用柴油机通常为多缸机。这样可以增大柴油机单机功率，同时可满足船舶机动性，可靠性的要求。

多缸柴油机的气缸排列可以有直列式，V形，W形等。船用柴油机均为直列式与V形两种。具有两个或两个以上直立气缸，并排一列布置的柴油机称直列式柴油机，如下图（a）所示。直列式柴油机的气缸数因曲轴刚度和安装上的限制一般不超过12缸。当缸数超过12缸时通常采用V形柴油机，如图（b）所示。它具有两个或两列气缸，其中心线夹角呈V形，并共享一根曲轴输出功率。V形机的气缸数可达18甚至24，气缸夹角通常为90°，60°，45°。V形机具有较高的单机功率和较小的比重量（柴油机净重量与标定功率的比值），在中，高速柴油机中用的较多。

6.可逆转和不可逆转柴油机

可由操纵机构改变自身转向的柴油机称可逆转柴油机。曲轴仅能按单一方向旋转的柴油机称不可逆转柴油机。

在船舶上凡直接带动固定螺旋桨的柴油机均为可逆转柴油机；凡带有倒顺车离合器，倒顺车齿轮箱或可变螺距桨的柴油机以及船舶发电柴油机均为不可逆柴油机。

此外，根据柴油机的用途还可以将其分为主推进柴油机，发电柴油机；根据其所用的燃料分为气体机，双燃料柴油机等。

二. 柴油机的基本结构参数

柴油机的基本结构参数如下图所示

1.上止点（TDC）

活塞在气缸中运动的最上端位置，也就是活塞离曲轴中心线最远的位置。

2.下止点（TDC）

活塞在气缸中运动的最下端位置，也就是活塞离曲轴中心线最近的地方。

3行程（s）

活塞从上止点移动到下止点间的直线距离。它等于曲轴曲柄半径R的两倍（s=2R）.活塞移动一个行程，相当于曲轴转动180°曲轴转角。

4.缸径（D）

气缸的内径

5.气缸余隙容积（压缩室容积Vc）

活塞在气缸内上止点时，活塞顶上的全部空间（活塞顶，气缸盖底面与气缸套表面之间所包围的空间）容积

6.余隙高度（顶隙）

上止点时活塞最高顶面与气缸盖底平面之垂直距离。

7.气缸工作容积（Vh）

活塞在气缸中从上止点到下止点时扫过的容积；Vh=πD²s/4

8.气缸总容（Va）

活塞在气缸内位于下止点时，活塞顶以上的气缸全部容积，亦称气缸最大容积。显然：Va=Vh+Vc

9.压缩比

气缸总容积与压缩室容积之比值，称几何压缩比。

压缩比表示缸内工质压缩程度。柴油机压缩比为12-22

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