搞深搞透:7000字讀懂什么是柴油機(jī)的MCR、OR、CSR...速度特性、負(fù)荷特性...

來碗咖啡 2021-12-15

展開全文

一．柴油機(jī)工況的變化

柴油機(jī)由于用途和使用條件不同，它在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)中的工作狀況的變化可以分成以下三類：

1．帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的柴油機(jī)：

其工作特點(diǎn)是要求轉(zhuǎn)速恒定，以保持供電電壓和頻率穩(wěn)定。在這個(gè)恒定的轉(zhuǎn)速下，功率可在零到最大值之間變化，其大小取決于用電情況。

2．帶動(dòng)螺旋槳的柴油機(jī)：

柴油機(jī)轉(zhuǎn)速與螺旋槳轉(zhuǎn)速一致（或是倍乘關(guān)系），穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，柴油機(jī)發(fā)出功率與螺旋槳吸收功率相等。因此，柴油機(jī)的工況變化規(guī)律取決于螺旋槳特性。

3．車用柴油機(jī)：

柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速和扭矩之間沒有一定的關(guān)系。轉(zhuǎn)速取決于車速，扭矩取決于裝載量、路面阻力。

二．柴油機(jī)特性的分類

我們已知表征柴油機(jī)性能的主要指標(biāo)有：平均有效壓力、有效扭矩、有效功率、有效耗油率、平均指示壓力等。運(yùn)轉(zhuǎn)中的這些柴油機(jī)性能指標(biāo)是隨著柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工況的不同而變化的。柴油機(jī)的主要性能指標(biāo)和工作參數(shù)（如排氣溫度、最高爆發(fā)壓力、增壓壓力等）隨運(yùn)轉(zhuǎn)工況變化的規(guī)律稱為柴油機(jī)的特性。如果把這種變化規(guī)律在坐標(biāo)軸上用曲線的形式表示出來，這種曲線即稱為柴油機(jī)的特性曲線。

有了特性曲線，掌握了柴油機(jī)的特性，就可以合理利用柴油機(jī)的一系列特性，知道我們?cè)谑褂貌裼蜋C(jī)時(shí)如何提高其可靠性、使用壽命，以及如何節(jié)油。如在各種使用條件下決定其極限允許使用范圍，選擇其最佳工作點(diǎn)，檢查其工作質(zhì)量（性能指標(biāo)、工作參數(shù)）是否良好等。

對(duì)于特定的柴油機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中可能使柴油機(jī)有效功率發(fā)生變化的參數(shù)只有平均有效壓力和轉(zhuǎn)速，它們是兩個(gè)可以互相獨(dú)立的基本參數(shù)。由此，根據(jù)平均有效壓力和轉(zhuǎn)速的變化情況可將柴油機(jī)的特性進(jìn)行分類。

1．速度特性：

當(dāng)平均有效壓力不變（測(cè)定時(shí)是將油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)固定，平均有效壓力在實(shí)際上是略有變化的），柴油機(jī)的性能參數(shù)隨轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系。

2．負(fù)荷特性：

當(dāng)轉(zhuǎn)速不變，定于某一設(shè)定值時(shí)，柴油機(jī)的性能參數(shù)隨負(fù)荷（平均有效壓力）變化的關(guān)系。柴油機(jī)的負(fù)荷通常是指柴油機(jī)阻力矩大小，由于平均有效壓力正比于阻力矩，常用平均有效壓力來表示負(fù)荷。

3．推進(jìn)特性：

柴油機(jī)帶動(dòng)螺旋槳，按照螺旋槳特性工作時(shí)（平均有效壓力、轉(zhuǎn)速不再是相互獨(dú)立的，而是按螺旋槳特性相互對(duì)應(yīng)的），其性能參數(shù)隨轉(zhuǎn)速或平均有效壓力變化的關(guān)系。

4.調(diào)速特性：

與上述各種柴油機(jī)特性不同，它一般并不表明柴油機(jī)內(nèi)部的工作過程有關(guān)參數(shù)的變化情況，而只標(biāo)出有效扭矩、平均有效壓力、有效功率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系，它主要取決于調(diào)速器的工作性能。

速度特性

測(cè)定速度特性時(shí)，將噴油泵油量調(diào)節(jié)桿固定，然后改變柴油機(jī)外負(fù)荷以改變其轉(zhuǎn)速，使柴油機(jī)在最高允許轉(zhuǎn)速和最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速之間各不同的轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，并測(cè)量各轉(zhuǎn)速下的功率、扭矩（或平均有效壓力）、有效耗油率和排氣溫度等。將測(cè)得的數(shù)據(jù)整理在以轉(zhuǎn)速為橫坐標(biāo)的圖上，即得到柴油機(jī)的速度特性曲線。

***由于噴油泵油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)固定的位置不同，即泵的有效行程不同，每循環(huán)的供油量不同，所測(cè)得的特性曲線也不同。如果把油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)固定在標(biāo)定位置（相當(dāng)于柴油機(jī)在標(biāo)定轉(zhuǎn)速下發(fā)出標(biāo)定功率的供油量）時(shí)，所測(cè)得的柴油機(jī)特性稱為全負(fù)荷速度特性（習(xí)慣上亦稱為外特性）。當(dāng)油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)固定在比標(biāo)定位置小的位置時(shí)所測(cè)得的柴油機(jī)特性稱為部分負(fù)荷速度特性（亦稱部分特性）。

***我國(guó)船舶建造規(guī)范規(guī)定，柴油機(jī)超負(fù)荷功率為標(biāo)定功率的110%（作為船舶主機(jī)此時(shí)的轉(zhuǎn)速是103%標(biāo)定轉(zhuǎn)速）。柴油機(jī)必須允許在超負(fù)荷功率下至少連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)1小時(shí)。此時(shí)，油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)所處的位置即為實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)中允許達(dá)到的極限位置。在柴油機(jī)油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中裝設(shè)有限制塊，以防止油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)在運(yùn)轉(zhuǎn)中超過這個(gè)極限位置。當(dāng)油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)固定在這一極限位置時(shí)所測(cè)得的速度特性稱為超負(fù)荷速度特性。在這種情況下，由于噴油泵的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)在最大供油位置上，所以汽缸內(nèi)的溫度和壓力都很高，致使機(jī)件受到很大的熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷，工作條件惡劣。因此，按此特性工作的時(shí)間是有限制的。

***實(shí)際上油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)在固定時(shí)的平均有效壓力或有效扭矩并不是定值，這是因?yàn)椋?/section>

1．由于節(jié)流、泄漏，噴油泵每循環(huán)的噴油量隨轉(zhuǎn)速的變化略有變化。

2．增壓柴油機(jī)指示效率（主要取決于過量空氣系數(shù)）隨轉(zhuǎn)速增加會(huì)有所增加。

3．增壓柴油機(jī)的機(jī)械效率隨轉(zhuǎn)速增加稍有降低。但對(duì)低速柴油機(jī)（主機(jī)）來說，因其轉(zhuǎn)速低，變化范圍小，噴油泵每循環(huán)噴油量隨轉(zhuǎn)速的變化很小；其過量空氣系數(shù)很大，它的變化對(duì)熱效率影響較??；其轉(zhuǎn)速變化范圍很小，機(jī)械效率隨轉(zhuǎn)速變化可以忽略。因此，可以認(rèn)為：當(dāng)柴油機(jī)油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置一定時(shí)，轉(zhuǎn)速變化其平均有效壓力（或有效扭矩）不變。有效功率、平均有效壓力或有效扭矩與轉(zhuǎn)速呈線性關(guān)系。

推進(jìn)特性：柴油機(jī)的推進(jìn)特性是柴油機(jī)按照螺旋槳特性工作的特性。

一．螺旋槳特性簡(jiǎn)介

由試驗(yàn)可知推力系數(shù)和扭矩系數(shù)都是隨螺旋槳的進(jìn)程比而變化的。進(jìn)程比表示螺旋槳每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)實(shí)際產(chǎn)生的位移與直徑之比。進(jìn)程比是研究螺旋槳水動(dòng)力性能的一個(gè)極重要的參數(shù)。進(jìn)程比增加時(shí)，推力系數(shù)和扭矩系數(shù)則減小。當(dāng)進(jìn)程比一定時(shí)（即螺旋槳前進(jìn)速度與螺旋槳轉(zhuǎn)速之比的比值一定時(shí)），推力系數(shù)和扭矩系數(shù)四一定的。當(dāng)進(jìn)程比減小時(shí)，推力系數(shù)和扭矩系數(shù)都增加，即推力和扭矩都增加。當(dāng)進(jìn)程比為零時(shí)，推力系數(shù)和扭矩系數(shù)最大，此時(shí)螺旋槳的推力和扭矩也就達(dá)到最大值，這相當(dāng)于系泊試驗(yàn)或船舶剛起航時(shí)（螺旋槳速度等于零）的情況。

***螺旋槳效率為螺旋槳輸出功率（螺旋槳的推力X螺旋槳的前進(jìn)速度）與它吸收主機(jī)功率（螺旋槳的阻力矩X回轉(zhuǎn)角速度）之比。即：ηp（螺旋槳效率）=FpVp/（Mp2πn）

***式中Fp為螺旋槳的推力，Vp為螺旋槳的前進(jìn)速度；Mp為扭矩，

商船，特別是貨船和油船，正常定速航行時(shí)，船速與螺旋槳轉(zhuǎn)速成正比，即螺旋槳的前進(jìn)速度與螺旋槳的轉(zhuǎn)速的比值比變。對(duì)于特定的螺旋槳，直徑是一個(gè)常數(shù)，，所以進(jìn)程比可視為常數(shù)。海水的密度變化很小，也可以認(rèn)為是常數(shù)。

***論證：螺旋槳的推力和扭矩與其轉(zhuǎn)速的平方成正比；螺旋槳所需的功率與其轉(zhuǎn)速的三次方成正比。

以上是假定船舶在定速航行，進(jìn)程比為定值的情況下得出的規(guī)律。但是在各種變工況下，進(jìn)程比是變化的。當(dāng)進(jìn)程比變小時(shí)，扭矩系數(shù)增大，同一轉(zhuǎn)速下螺旋槳所需扭矩、功率增加。因此，進(jìn)程比越小，螺旋槳的特性曲線就越陡。

螺旋槳特性是對(duì)幾何形狀一定的螺旋槳而言，如果幾何形狀不同，則螺旋槳特性曲線不同。

***當(dāng)進(jìn)程比不變時(shí)（躥速一定），螺距比（螺距與直徑之比）大的螺旋槳的推力系數(shù)、扭矩系數(shù)較大，推力、扭矩較大，而螺旋槳的轉(zhuǎn)速也就較大。螺旋槳的特性曲線較陡。

二．柴油機(jī)的推進(jìn)特性

因?yàn)槁菪龢璧墓β逝c轉(zhuǎn)速的三次方成正比，所以柴油機(jī)帶動(dòng)螺旋槳工作時(shí)，根據(jù)柴油機(jī)功率與螺旋槳所需功率相等的原則，柴油機(jī)功率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系也是三次方的關(guān)系。即已知柴油機(jī)的一個(gè)工況，就可計(jì)算出其它工況下的功率與轉(zhuǎn)速的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

主機(jī)在各種轉(zhuǎn)速下對(duì)應(yīng)的功率百分?jǐn)?shù)表

轉(zhuǎn)速%	63	79．5	91	96．5	100	103
功率%	25	50	75	90	100	110

由于柴油機(jī)的功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比，轉(zhuǎn)速超過柴油機(jī)標(biāo)定值的3%時(shí)，功率就達(dá)到標(biāo)定值的110%，達(dá)到了柴油機(jī)的超負(fù)荷功率。繼續(xù)提高轉(zhuǎn)速是不允許的。超速運(yùn)行會(huì)帶來嚴(yán)重超負(fù)荷的后果。另一方面，扎為標(biāo)定值63%時(shí)，功率就已降至標(biāo)定值的25%。轉(zhuǎn)速較低時(shí)，柴油機(jī)發(fā)出的功率即大為減少，每循環(huán)噴油量很小，使得噴油壓力降低，霧化變差，燃燒不良，各缸噴油量不均勻。

柴油機(jī)技術(shù)資料中提供有柴油機(jī)在試驗(yàn)臺(tái)上按標(biāo)準(zhǔn)的外界條件（如規(guī)定的大氣壓力、溫度、濕度、燃油的低熱值等）工作時(shí)測(cè)得的推進(jìn)特性。其中的最高爆發(fā)壓力、壓縮終點(diǎn)壓力、渦輪前后排氣溫度、渦輪轉(zhuǎn)速、有效耗油率等是在試驗(yàn)臺(tái)上測(cè)得的。

柴油機(jī)的推進(jìn)特性可用來評(píng)定柴油機(jī)的性能。在實(shí)船試航時(shí)測(cè)得的推進(jìn)特性曲線可供運(yùn)行管理時(shí)參考。

***柴油機(jī)的有效耗油率在低負(fù)荷、低轉(zhuǎn)速工況時(shí)明顯增大。由此可知，主機(jī)功率太大（超過所需航速的功率太多）的船舶，采用減速航行節(jié)油措施，由于主機(jī)工作在部分負(fù)荷工況，耗油率較功率不大的船舶高。

負(fù)荷特性

驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的船舶輔柴油機(jī)在負(fù)荷變化時(shí)，轉(zhuǎn)速基本保持不變。當(dāng)前，船舶主柴油機(jī)均裝有全制式（轉(zhuǎn)速在運(yùn)行范圍內(nèi)可選定任意值）的調(diào)速器。在負(fù)荷變化時(shí)（螺旋槳的進(jìn)程比變化）時(shí)，轉(zhuǎn)速也基本上保持不變。因此，它們均可看成按負(fù)荷特性工作。

技術(shù)資料提供的負(fù)荷特性通常是在標(biāo)定轉(zhuǎn)速下測(cè)取的。如有必要也提供若干個(gè)不同轉(zhuǎn)速下的負(fù)荷特性。

測(cè)取負(fù)荷特性時(shí)，在改變外負(fù)荷的同時(shí)改變每循環(huán)的供油量，使轉(zhuǎn)速保持不變。通常以平均有效壓力為橫坐標(biāo)，縱坐標(biāo)則是各性能參數(shù)，如有效耗油率、排氣溫度、最高爆發(fā)壓力、增壓器轉(zhuǎn)速、增壓壓力、渦輪進(jìn)口處排氣溫度等。由于轉(zhuǎn)速是常數(shù)，這時(shí)有效功率與平均有效壓力成正比。

因柴油機(jī)有效耗油率在低負(fù)荷下顯著增大。因此，船舶發(fā)電柴油機(jī)在一臺(tái)未滿負(fù)荷的情況下就不要起用第二臺(tái)（備車和機(jī)動(dòng)操縱時(shí)除外）柴油機(jī)，否則即使不考慮磨損，只看燃油消耗這一項(xiàng)也是不經(jīng)濟(jì)的。

調(diào)速特性

柴油機(jī)的調(diào)速特性曲線是指調(diào)速器的轉(zhuǎn)速設(shè)定機(jī)構(gòu)固定在某一位置時(shí)在調(diào)速器起作用（調(diào)速器能依據(jù)負(fù)荷大小自動(dòng)地改變供油量）的情況下，柴油機(jī)的功率、扭矩與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系曲線。調(diào)速器的特性與柴油機(jī)的其它特性不同，它并不表明柴油機(jī)內(nèi)部的工作過程，它與調(diào)速器的工作性能直接有關(guān)。

當(dāng)（全制式）調(diào)速器的轉(zhuǎn)速設(shè)定機(jī)構(gòu)固定于某一位置，如標(biāo)定位置時(shí)，柴油機(jī)在全負(fù)荷下具有穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。如果通過測(cè)功器使柴油機(jī)的負(fù)荷逐漸減小，調(diào)速器就會(huì)自動(dòng)地把供油量減小，扭矩（平均有效壓力）逐漸減小而轉(zhuǎn)速稍有增加。當(dāng)負(fù)荷減到零時(shí)，柴油機(jī)的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速則增大到最高轉(zhuǎn)速。當(dāng)調(diào)速器轉(zhuǎn)速設(shè)定機(jī)構(gòu)固定在另一位置時(shí)，上述參數(shù)將另有變化。

柴油機(jī)的允許使用范圍

一．柴油機(jī)的功率標(biāo)定法

柴油機(jī)能發(fā)出的功率是有極限的，客觀上受到許多因素的限制。如最高爆發(fā)壓力、平均有效壓力、曲軸扭矩、燃燒過量空氣系數(shù)、排氣溫度、轉(zhuǎn)速等。也就是說，柴油機(jī)所發(fā)出的功率有個(gè)客觀極限。但是，一臺(tái)柴油機(jī)的功率究竟標(biāo)定多大才合適，卻是根據(jù)柴油機(jī)的特性、使用特點(diǎn)以及壽命和可靠性等要求來確定的。

1．我國(guó)柴油機(jī)功率的標(biāo)定：

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了內(nèi)燃機(jī)標(biāo)定功率分為15分鐘功率、1小時(shí)功率、12小時(shí)功率、持續(xù)功率四級(jí)。

極限功率為柴油機(jī)可能發(fā)出的最大功率，這時(shí)的機(jī)械負(fù)荷、熱負(fù)荷等限制因素達(dá)到極限，促進(jìn)可能損壞，不能可靠工作。依次，柴油機(jī)即使是出廠試驗(yàn)時(shí)，有不允許達(dá)到此極限

15分鐘功率：

柴油機(jī)允許連續(xù)運(yùn)行15分鐘的最大有效功率。商船不允許使用這么大的功率?？勺鳛檐娕灪蛙娪密囕v的追擊功率。

1小時(shí)功率：

柴油機(jī)允許連續(xù)運(yùn)行1消逝的最大有效功率?？梢宰鳛樯檀某?fù)荷功率，是最大持續(xù)功率的110%。1小時(shí)功率還可作為拖拉機(jī)、工程機(jī)械的最大使用功率。

12小時(shí)功率：

柴油機(jī)允許連續(xù)運(yùn)行12小時(shí)的最大有效功率?？梢宰鳛橥侠瓩C(jī)、工程機(jī)械的正常使用功率。

持續(xù)功率：

柴油機(jī)允許長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行的最大有效功率。船舶柴油機(jī)就用它來標(biāo)定功率，并同時(shí)標(biāo)定其相應(yīng)轉(zhuǎn)速。我們通常所說的標(biāo)定功率就是指這種功率。標(biāo)定工況就是指這種功率及其相應(yīng)轉(zhuǎn)速。

2．國(guó)外船用柴油機(jī)常用的幾種功率（工況）的名稱：

MCR：最大持續(xù)功率，同時(shí)標(biāo)有相應(yīng)的轉(zhuǎn)速。原含義相當(dāng)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的持續(xù)功率標(biāo)定工況，是設(shè)計(jì)選配螺旋槳的依據(jù)。近年螺旋槳與柴油機(jī)慣犯采用“減功率匹配”，其含義有所引伸。

OR：超負(fù)荷功率工況。其功率為MCR功率的110%。

CSR：持續(xù)使用功率工況，考慮到船舶遇到風(fēng)浪、污底等情況，為了使柴油機(jī)壽命、可靠性、效率等性能較好，運(yùn)轉(zhuǎn)更經(jīng)濟(jì)，CSR負(fù)荷定的比MCR小，留有一定的功率儲(chǔ)備。CSR是船舶計(jì)劃船期、油耗的主要依據(jù)。

ERP：按推進(jìn)特性的經(jīng)濟(jì)功率工況。

ERG：按負(fù)荷特性的經(jīng)濟(jì)功率工況。

二．柴油機(jī)的持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)范圍

為了使主機(jī)經(jīng)濟(jì)、可靠地工作并具有一定的壽命，應(yīng)對(duì)它工作時(shí)可能達(dá)到的功率（負(fù)荷）和轉(zhuǎn)速做適當(dāng)?shù)南拗?。其中?yīng)特別注意允許持續(xù)工作的范圍。

1．功率所受的限制：

最大功率限制：柴油機(jī)在各種轉(zhuǎn)速下允許達(dá)到的最大功率（負(fù)荷），在不同的條件下可分別由超負(fù)荷速度特性、全負(fù)荷速度特性以及限制特性來限制。

柴油機(jī)的限制特性：柴油機(jī)的限制特性是用來限制柴油機(jī)在各種轉(zhuǎn)速下持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的功率的。有效扭矩的大小可以代表柴油機(jī)機(jī)械負(fù)荷的大小。有效扭矩大說明曲軸工作時(shí)的扭矩（扭應(yīng)力）大，說明平均有效壓力（有關(guān)零件機(jī)械應(yīng)力）大，也說明有關(guān)軸承的負(fù)荷大。所以，等扭矩限制就是進(jìn)行機(jī)械負(fù)荷限制。這樣，就可以避免柴油機(jī)因機(jī)械負(fù)荷過大而損壞。

柴油機(jī)的全負(fù)荷速度特性也有上述對(duì)功率的限制。但是，對(duì)有些機(jī)型仍不夠嚴(yán)格，當(dāng)柴油機(jī)按全負(fù)荷速度特性工作時(shí)不能保證它在各種下都不超負(fù)荷。某些柴油機(jī)的平均有效壓力以及有效扭矩在轉(zhuǎn)速降低時(shí)將有所增大，這就可能使柴油機(jī)的機(jī)械負(fù)荷在較低轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)超出允許值。

等過量空氣系數(shù)的限制：這種限制即要求柴油機(jī)在各種轉(zhuǎn)速下長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)過量空氣系數(shù)都不小于標(biāo)定工況下的過量空氣系數(shù)。對(duì)一臺(tái)技術(shù)狀態(tài)良好的柴油機(jī)，工作循環(huán)的平均溫度以及排氣溫度主要取決于長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的過量空氣系數(shù)。而這些溫度與柴油機(jī)的熱負(fù)荷又有直接的關(guān)系。因此，如果柴油機(jī)的過量空氣系數(shù)在各種轉(zhuǎn)速下都能保持不小于標(biāo)定工況下的過量空氣系數(shù)值。那么它的熱負(fù)荷在各種轉(zhuǎn)速下也就不會(huì)超出標(biāo)定工況下的水平。所以，等過量空氣系數(shù)限制就是進(jìn)行熱負(fù)荷限制。這樣，就可以避免柴油機(jī)因熱負(fù)荷過大而發(fā)生故障。熱負(fù)荷限制對(duì)增壓柴油機(jī)很重要，增壓程度較高的柴油機(jī)都有此限制。這是因?yàn)槿绻麅H用全負(fù)荷速度特性做限制，當(dāng)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速降低時(shí)，盡管每循環(huán)噴油量不變，但單位時(shí)間汽缸排氣次數(shù)減少，渦輪獲得能量減少，增壓壓力降低，過量空氣系數(shù)減小，循環(huán)平均溫度升高，熱負(fù)荷增大，導(dǎo)致熱負(fù)荷在低轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)超出允許值。

最小功率限制：

柴油機(jī)在各種轉(zhuǎn)速下持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的最小功率也有限制。因?yàn)椴裼蜋C(jī)在過小的負(fù)荷下工作時(shí)每循環(huán)供油量過少，各缸供油量在此情況下將變得很不均勻，結(jié)果導(dǎo)致各缸功率顯著不均，有的汽缸甚至不噴油或不發(fā)火，因而使柴油機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定。柴油機(jī)在各種轉(zhuǎn)速下的最小功率（負(fù)荷）由最小負(fù)荷速度特性來限制。

2．轉(zhuǎn)速所受的限制：

最高轉(zhuǎn)速限制：

柴油機(jī)在各種負(fù)荷下持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)允許達(dá)到的最高轉(zhuǎn)速是有限制的。如柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速超過限制值就不能可靠地工作。具體限制值各機(jī)型不一定相同，有的以標(biāo)定轉(zhuǎn)速為限，有的以103%標(biāo)定轉(zhuǎn)速為限。在裝有調(diào)速器的情況下，由限制轉(zhuǎn)速相應(yīng)的調(diào)速特性來限制。如果在標(biāo)定功率下，調(diào)速器上柴油機(jī)在標(biāo)定轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，則當(dāng)負(fù)荷變小時(shí)，柴油機(jī)將在調(diào)速特性所確定的轉(zhuǎn)速（比標(biāo)定轉(zhuǎn)速只有小量增加）下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

最低轉(zhuǎn)速限制：

柴油機(jī)在各種負(fù)荷下持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)允許的最低轉(zhuǎn)速也有限制。因?yàn)椴裼蜋C(jī)在過低的轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，燃油的霧化和混合質(zhì)量將顯著惡化，各種正時(shí)也變得不合適，因此導(dǎo)致柴油機(jī)工作不正常。這時(shí)柴油機(jī)的工作也將變得不穩(wěn)定。

三．船舶主柴油機(jī)現(xiàn)行功率標(biāo)定法及優(yōu)化調(diào)整

1．柴油機(jī)與定螺距螺旋槳的匹配：

（1）匹配的基本原則

為了使柴油機(jī)能充分發(fā)揮作用，同時(shí)得到高的經(jīng)濟(jì)性、可靠性和較長(zhǎng)的壽命，對(duì)一臺(tái)指定的柴油機(jī)必須選配一個(gè)合適的螺旋槳，使柴油機(jī)的功率得到充分的利用。而且使柴油機(jī)的功率在全部運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)都不超出允許的范圍。

選配螺旋槳時(shí)，原則上是柴油機(jī)在標(biāo)定轉(zhuǎn)速下使設(shè)計(jì)選配的螺旋槳吸收的功率恰好等于柴油機(jī)的標(biāo)定功率。螺旋槳與柴油機(jī)采取這樣的配合能作到：在標(biāo)定工況下使柴油機(jī)的功率得到充分的利用，而且使柴油機(jī)的功率在全部運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)都不超出允許的范圍。

如果螺旋槳配的過重，要么造成柴油機(jī)超負(fù)荷（這是不允許的），要么柴油機(jī)的功率不足，柴油機(jī)的能力無法得到充分利用。

如果螺旋槳配的過輕，要么造成柴油機(jī)超轉(zhuǎn)速（這是不允許的），要么柴油機(jī)功率發(fā)不足，柴油機(jī)的能力也無法得到充分的利用。

以上只是柴油機(jī)與螺旋槳匹配的基本原則，實(shí)際上在柴油機(jī)與螺旋槳配合時(shí)要留有一定的轉(zhuǎn)速或功率儲(chǔ)備。這是因?yàn)樵趯?shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，有些因素如船體污底、海面風(fēng)浪會(huì)變化等，會(huì)導(dǎo)致螺旋槳過重。對(duì)于現(xiàn)代船用柴油機(jī)，由于增壓度提高，超負(fù)荷能力下降，這種考慮尤為重要。

2．柴油機(jī)與螺旋槳的減功率匹配及船用柴油機(jī)新的功率標(biāo)定法：

為了擴(kuò)大使用范圍及滿足用戶對(duì)節(jié)油的要求，給配置螺旋槳提供較大靈活性，近年來船用柴油機(jī)功率的標(biāo)定方法多次更新。這是因?yàn)楝F(xiàn)代柴油機(jī)普遍使用的是減功率法。

（1）柴油機(jī)與螺旋槳的減功率匹配：

船東與船廠根據(jù)船舶特性及螺旋槳特性選定柴油機(jī)型號(hào)及其與螺旋槳的選配工況點(diǎn)（又稱合同最大持續(xù)工況點(diǎn)、CMCR點(diǎn)，選配工況點(diǎn)的功率和轉(zhuǎn)速往往低于柴油機(jī)最大標(biāo)定功率和轉(zhuǎn)速）。然后調(diào)整柴油機(jī)和增壓器，使選配點(diǎn)的最大爆發(fā)壓力保持在100%的設(shè)計(jì)值，并使選配點(diǎn)的工作參數(shù)優(yōu)化，就可獲得更好的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。這就是減功率法（Derating）。為了避免混淆不清，我們將某種機(jī)型可能輸出的最大持續(xù)功率及其相應(yīng)的轉(zhuǎn)速工況點(diǎn)稱為額定工況點(diǎn)MCR點(diǎn)。

減功率法大致可分為四種類型：

1）按推進(jìn)特性減功率。由于平均有效壓力降低，最高爆發(fā)壓力與平均有效壓力的比值變大，使燃燒最佳，就使有效耗油率降低，經(jīng)濟(jì)性提高。必要時(shí)（如油價(jià)較低時(shí)）可不必更換螺旋槳重新調(diào)整柴油機(jī)、增壓器，使柴油機(jī)能發(fā)出的功率提高到額定MCR的值，最充分地發(fā)揮柴油機(jī)的動(dòng)力性。

2）降低轉(zhuǎn)速減功率。適用于可配置大直徑、低轉(zhuǎn)速螺旋槳的船舶（如油船）。由于配置低轉(zhuǎn)速、螺旋槳效率高的螺旋槳，使柴油機(jī)動(dòng)力裝置總的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)提高。但是，為了有足夠的過量空氣系數(shù)，應(yīng)重新選配合適的增壓器。

3）按負(fù)荷特性減功率，適用與螺旋槳直徑受到限制或配有可調(diào)螺距螺旋槳的船舶。這種方法著眼于降低平均有效壓力，提高最高爆發(fā)壓力與平均有效壓力的比值，來降低柴油機(jī)的燃油消耗率。

4）選配轉(zhuǎn)速較低、效率較高的螺旋槳；柴油機(jī)的平均有效壓力降低，最高爆發(fā)壓力和平均有效壓力的比值提高，降低柴油機(jī)本身的燃油消耗率。這樣可使總的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)最好。

減功率法（不管是降低平均有效壓力，還是降低轉(zhuǎn)速）能提高經(jīng)濟(jì)性，但實(shí)質(zhì)上是犧牲柴油機(jī)的動(dòng)力性換來的。也就是提高造價(jià)來?yè)Q取燃油費(fèi)用的降低。例如最佳轉(zhuǎn)速的選取，就得考慮燃油費(fèi)用與投資費(fèi)用的平衡。選取轉(zhuǎn)速越低，螺旋槳效率越高，燃油消耗率就越低。然而建造成本也就越高。因此，最佳轉(zhuǎn)速不一定就是柴油機(jī)的最低轉(zhuǎn)速，而可能要高一些。

（3）柴油機(jī)在減功率選配點(diǎn)的優(yōu)化調(diào)整：

柴油機(jī)與螺旋槳匹配時(shí)，如果選配點(diǎn)的功率低于額定功率，就必須在選配點(diǎn)優(yōu)化柴油機(jī)，進(jìn)行一系列的調(diào)整，該調(diào)整一般包括：

1）噴油正時(shí)；

2）噴油裝置規(guī)格；

3）包括增壓壓力在內(nèi)的增壓器優(yōu)化；

4）排氣閥正時(shí)；

5）壓縮比；

6）掃氣正時(shí)；

7）個(gè)零部件冷卻液流動(dòng)情況及泵、冷卻器的容量等也需做相應(yīng)的調(diào)整更換。

以下為歷史經(jīng)典文章合集鏈接，需要自?。?/strong>

1.主機(jī)啟動(dòng)困難，負(fù)荷嚴(yán)重偏離正常值，輪機(jī)長(zhǎng)“糟心”戰(zhàn)斗數(shù)天-真心不容易！

2.液壓艙蓋“跳勁舞”，甲板機(jī)頭很害怕-三管輪關(guān)鍵時(shí)刻放大招，甲機(jī)大寫的一個(gè)“服”

3.傳動(dòng)皮帶斷到心理有陰影-分油機(jī)這病老中醫(yī)都難搞！

4.這個(gè)YANMAR副機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中突然滑油低壓停車跳電故障-有點(diǎn)難于預(yù)料！

5.從太平洋到印度洋的45天，ME-C電噴主機(jī)強(qiáng)悍故障來襲！

6.主機(jī)滑油消耗暴增-禍?zhǔn)追钟蜋C(jī)，跑油跑出新高度，有點(diǎn)代表性！

7.分油機(jī)壓力低報(bào)警，三軌說閥門會(huì)自己動(dòng)，機(jī)艙鬧鬼？一起來捉妖！

8.疑難分析-WARTSIL-RT-FLEX-50D電噴主機(jī)某缸噴油時(shí)間過長(zhǎng)報(bào)警！

9.非比尋常的主機(jī)單缸排煙溫度高、煙囪冒黑煙故障。

10.二例詭異的副機(jī)滑油異常消耗事件-元芳！你怎么看？

11.主機(jī)這個(gè)間歇性排煙溫度高的故障-很不簡(jiǎn)單！

12.1年ME-C電噴主機(jī)新船，連續(xù)排溫低，掃氣道著火-事件真相匪夷所思！

13.夜半歌聲很“瘆人”，汽笛該進(jìn)瘋?cè)嗽?到底是什么鬼？

14.船舶空壓機(jī)滑油容易乳化這個(gè)老大難問題，怎么破？

15.破解分油機(jī)那些讓人迷糊的設(shè)計(jì)10問-分油機(jī)強(qiáng)悍文檔來襲

16.空氣分配站安全閥總是跳，源起減壓閥-都說減壓閥有點(diǎn)難，讀完這篇都是專家！

17.都說MAN ME-C電噴主機(jī)油頭難拔-今天我來放個(gè)大招！

18.主機(jī)滑油壓力低，是誰動(dòng)了機(jī)油泵的回油閥？又是鬧鬼？-結(jié)局刷新你的認(rèn)知！

19.主機(jī)“氣功”沒練好！老跑氣-高級(jí)輪機(jī)長(zhǎng)（陳老軌），教你怎么練！

20二管輪：副機(jī)暖缸水溫度上不來，系統(tǒng)設(shè)計(jì)有問題？原來又一次長(zhǎng)見識(shí)！

21.怪不怪？MAN B&W ME-C電噴主機(jī)單單平均指示壓力低（Pi）,一起來看看。。。。

22.多年數(shù)個(gè)缸套的代價(jià)，這個(gè)主機(jī)缸套異常磨損有點(diǎn)頑。。。。

23.這個(gè)MAN主機(jī)排氣敲擊故障太“坑爹”，99%的人會(huì)被忽悠。。。。。。

24.“要命”的某輪克林吊無法啟動(dòng)故障。。。。。

25.這個(gè)“懵逼”的主機(jī)主軸承滑油低壓故障，看完直想哭。。。。。

26.YANMAR副機(jī)航行中沒有任何先兆停車跳電，這一次可不是滑油低壓。。。。。

27.低硫油給分油機(jī)帶來的麻煩，怎么解？

28.主機(jī)滑油非正常消耗的禍?zhǔn)自瓉硎恰八?。。。?！?/a>

29.鍋爐冒黑煙后又點(diǎn)不著火了，三管輪求援。。。。。

30.應(yīng)急發(fā)電機(jī)啟動(dòng)失敗故障，走了“山路十八彎”

31.電噴主機(jī)伺服油超壓，二臺(tái)伺服油泵流量傳感器指示燈不同步了。。。。

32.新主機(jī)一周后就開始莫名不斷排溫高，揉碎了輪機(jī)長(zhǎng)、服務(wù)工程師、機(jī)務(wù)的心

33.三管輪求援：都沒問題，空調(diào)溫度就是打不下來

34.腦袋想破都難想到的主機(jī)拋錨停車再啟動(dòng)“爆燃”故障

35.三管輪問：鍋爐得了“哮喘”病，誰有“神藥”？

36.克令吊回轉(zhuǎn)馬達(dá)輸出齒輪總是斷齒，看船員專家級(jí)分析解決方案，讀完受益匪淺！

37.看完這個(gè)主副機(jī)幾近全損的慘烈事件，就知道甲板哥們是怎么“坑”機(jī)艙弟兄的

38.Westfalia分油機(jī)中文解讀，下老大功夫了，讀完秒懂（含完整視頻）

39.在新下水的ME-C主機(jī)船上干了11個(gè)月,輪機(jī)長(zhǎng)有不少心得體會(huì)與大家分享！

40.用心制作，時(shí)下最流行、最易懂的副機(jī)WOOD WARD PSG調(diào)速器文檔來了

41.分油機(jī)這個(gè)“連環(huán)套”，很多人都會(huì)“翻車”

42.主機(jī)沒命，副機(jī)剩下半條命，看完真的想把這樣的隊(duì)友拉出去“斃”了

43.MEC電噴主機(jī)這個(gè)柱塞行程的故障有點(diǎn)亂，沒把輪機(jī)長(zhǎng)少折騰

44.ME-C電噴主機(jī)排溫高，張老軌聽聲診病，把常規(guī)診斷方法運(yùn)用到了極致

45.柴油機(jī)游車無解---一起跳電事件引出的“花樣”游車線索

46.出廠一年多的副機(jī)總漏油且滑油消耗異常，原因有點(diǎn)“燒腦”!

47.副機(jī)冷卻水進(jìn)氣低壓跳電數(shù)月無解...背后實(shí)情專家難料

48.破解分油機(jī)那些讓人迷糊的設(shè)計(jì)10問-分油機(jī)強(qiáng)悍文檔來襲

49.這個(gè)副機(jī)機(jī)油壓力低的毛病，很不簡(jiǎn)單！

50.大管說頭都想破了，拆了6遍，這個(gè)分油機(jī)跑油的毛病還是一臉懵.......

51.分油機(jī)不排渣，還時(shí)不時(shí)跑油，分油流量再不足這是要完?duì)僮樱?？?/a>

52.專家級(jí)講解救助艇的啟停，句句GET POINT，看完無壓力。

53.關(guān)于回油孔式高壓油泵，這篇文章有些知識(shí)點(diǎn)可能很多人沒掌握.......

54.看完這篇ABB(TPS型）透平的文章，再不懂就是自己的問題了.......

55.YANMAR副機(jī)安保測(cè)試后無法啟動(dòng)了，繞了不少?gòu)?，結(jié)局著實(shí)上了一課...........

56.應(yīng)急消防泵建壓困難,問題多多,看李老軌如何逐一破解.......

57.由某輪舵機(jī)遙控和應(yīng)急舵均失效故障談舵機(jī)的那些硬核知識(shí)點(diǎn)

58.從不同角度成功處理副機(jī)排煙溫度高問題，極具參考價(jià)值........

59.主機(jī)滑油不明原因乳化，這鍋大管輪得背......

60.副機(jī)滑油溫度長(zhǎng)期居高不下，進(jìn)廠修理越修越差，原因你品...你仔細(xì)品...

61.抵港前安全檢查，三管輪連續(xù)幾次啟動(dòng)救生艇不成功，檢查一圈有點(diǎn)“迷糊”了.......

62.運(yùn)轉(zhuǎn)中的MEC主機(jī)突發(fā)“雷擊”般聲響...嚇得老軌四處張望...多次實(shí)驗(yàn)終于查到病源....

63.半年內(nèi)冰機(jī)連續(xù)抱軸、連桿斷裂，活塞擊穿...平時(shí)制冷效果也欠佳...想不到的是.....

64.凌晨3點(diǎn)引水登輪準(zhǔn)備離港，艙蓋關(guān)不下急煞眾人...小四軌突生妙計(jì)破解困局

65.奇了怪！共用一臺(tái)空調(diào)壓縮機(jī)，左舷房間熱，右舷房間涼.......

66.5個(gè)故障案例，5000多字，帶你“擼透”旋杯式鍋爐

67.2個(gè)案例6000字...由透平定位環(huán)紅套滑脫...深度探索副機(jī)透平的那些知識(shí)點(diǎn)

68.三個(gè)造水機(jī)“奇葩”案例，帶你進(jìn)入探索之旅

69.滑油分油機(jī)跑油，此案教你如何快速排除

本站是提供個(gè)人知識(shí)管理的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)空間，所有內(nèi)容均由用戶發(fā)布，不代表本站觀點(diǎn)。請(qǐng)注意甄別內(nèi)容中的聯(lián)系方式、誘導(dǎo)購(gòu)買等信息，謹(jǐn)防詐騙。如發(fā)現(xiàn)有害或侵權(quán)內(nèi)容，請(qǐng)點(diǎn)擊一鍵舉報(bào)。

轉(zhuǎn)藏 分享

QQ空間 QQ好友新浪微博微信

獻(xiàn)花（0） +1

來自：來碗咖啡 > 《主機(jī)》

舉報(bào)/認(rèn)領(lǐng)