柴油机特性及选型(精)

柴油发电机技术方案柴油发电机技术方案随着中国经济的不断发展，电力需求量的不断增大，许多地方开始引进柴油发电机，以满足当地的电力需求。

本文将针对柴油发电机的技术方案进行研究，以提高其效率和稳定性。

一、柴油发电机原理柴油发电机是一种利用柴油燃烧产生的热量来驱动发电机工作的发电设备。

其主要部件包括柴油机和电动发电机两部分。

柴油机是将柴油燃料燃烧后产生的热能转化为机械能的设备，而电动发电机则是将机械能转化为电能的设备。

整个系统中还包括冷却器、燃油系统、排气系统、供电系统等部分。

二、柴油发电机的技术方案1. 柴油机选型柴油机是柴油发电机的核心部件，其性能直接影响整个系统的效率和稳定性。

在选型时应考虑以下几点：(1) 功率选择：根据电力需求确定柴油机的容量，不要超过实际需求，否则会浪费能源并增加运行成本。

(2) 节能降耗：选择燃油消耗量小且机组自身耗电量低的柴油机，以提高整个系统的能效。

(3) 可维修性：不同的柴油机品牌和型号，在维修和保养方面有所不同。

应选择易于维护和保养的柴油机。

(4) 系统兼容性：柴油发电机系统是一个集成化、复杂的技术体系，要充分考虑柴油机和电机之间的兼容性，以保证整个系统的稳定性和可靠性。

2. 燃油系统升级燃油系统对柴油发电机的工作效率和稳定性影响很大。

为了克服燃油系统中的一些问题，应对其进行升级改造：(1) 安装优质燃油过滤器和油水分离器，以净化燃油和延长维修周期。

(2) 采用高效节能的燃油喷射系统，优化燃油喷射控制策略，提高发电机系统的能效。

(3) 采用先进的燃油泵技术，提高燃油供应的可靠性和精度。

3. 控制系统优化控制系统是柴油发电机的大脑，它掌控整个系统的工作状态。

控制系统优化可提高系统的便捷性和可靠性，加强系统对各种外部情况的适应能力，从而提高系统的性能和稳定性。

(1) 采用数字化控制系统，以提高发电机的可靠性、准确度和灵活性。

(2) 增加故障诊断和自我保护功能，减少机组的停机和维修时间。

图1DPF工作原理示意图载体主要有3种材质，分别为堇青石、不同的材质有不同的特性，影响到最大累碳量、生温度控制等方面。

如表1所示，不同载体的相关特性。

试验情况在某四缸柴油发动机上对不同方案DPF背压特性和ASC配置，尾排能够满足重型柴油国六b排放限值。

图2后处理台架布置选择了不同技术参数的堇青石载体DPF，验证其压降特性和颗粒物数目PN的过滤能力。

主要信息如表所示。

目数壁厚尺寸mm孔隙率%中值孔径Case1Case2Case3Case4300/9300/9300/9300/9266.7*127266.7*127266.7*127266.7*1275552525016~2410~14910~12表3不同方案DPF信息针对DPF选型，项目开发有两个主要指标，第一，处理系统总成背压应不超过25kPa；第二，加装DPF后尾排颗粒物数目PN排放应满足法规限值要求，并留有以上裕度。

根据这两个指标，我们进行了以下两组选型试验。

图3排气背压该项目预期开发目标总体排气背压不超过25kPa case1、case2、case4均满足目标要求。

从数据看，额定工况case3背压最高，经分析与其较小的中值孔径、以及小中值孔径的催化剂涂覆工艺控制有关，否则可能更加造成背压超高。

2.2PN过滤能力重型柴油机国六标准对颗粒物质量（PM）与数目限值要求如表4所示。

试验循环PM（mg/kWh）PN（#/kWh）WHSC WHTC10108.0×10116.0×1011表4国六颗粒物排放限值要求为满足标准PN限值要求，需要对柴油机排放颗粒物粒径做分析，然后再匹配合适的DPF。

如图4为典型柴油机的颗粒物粒径分布特性，由图4可知核模态颗粒对其数量排放贡献较大，但柴油机质量排放主要由积聚模态颗粒所决定。

数量加权下的粒度特性呈单峰对数正态分布，值落在核模态颗粒范围之内，而质量加权下的粒度特性同样呈对数正态分布模式，除积聚模态中出现的较大峰值图4典型柴油机排放颗粒物粒径分布特性图5WHTC循环PN变化趋势如图5显示，初始状态DPF的尾排PN结果很高，WHTC循环的预处理后，前3个WHTC循环的PN 指数下降，到10个WHTC循环后PN基本呈现小幅下降稳定趋势。

船用柴油机转速范围船用柴油机是船舶主要的动力装置之一，它的转速范围在设计和选型时是非常重要的考虑因素。

下面将按照不同的转速范围，对船用柴油机进行详细介绍。

1. 低速柴油机（Low Speed Diesel Engine）低速柴油机的转速一般在100-1000转/分钟之间。

这种柴油机的特点是结构简单、可靠性高、寿命长，并且燃油消耗较低。

由于转速较低，它适用于较大型的船舶，如大型货船、油轮和远洋运输船等。

低速柴油机还常用于发电机组和工程机械中。

2. 中速柴油机（Medium Speed Diesel Engine）中速柴油机的转速范围在500-1000转/分钟之间。

这种柴油机具有结构紧凑、功率密度高、动力输出平稳等特点。

中速柴油机适用于中小型船舶，如救生艇、渔船和游艇等。

由于中速柴油机在燃烧过程中噪音较低，振动小，所以也常用于军事船舶、客船和邮轮等。

3. 高速柴油机（High Speed Diesel Engine）高速柴油机的转速范围通常在1000-4000转/分钟之间。

这种柴油机具有体积小、重量轻、启动迅速等特点，因此广泛应用于小型船舶，如快艇、艇艇和游艇等。

高速柴油机还常用于渔船和纪念船等需要快速加速和灵活机动的船只中。

船用柴油机在不同的转速范围下，具有不同的特点和适用性。

根据船舶的用途和需求，选择合适的转速范围对于提高船舶的经济性、可靠性和性能至关重要。

因此，在选购船用柴油机时，必须充分考虑船舶的规模、用途和操作环境等因素，以确保柴油机能够满足船舶的需求，并且安全可靠地运行。

同时还应注意选择优质的柴油机品牌和供应商，以确保产品的质量和售后服务。

目录1 绪论 12 柴油机工作过程的热力学分析计算 1 2.1 原始参数 12.2 选取参数 22.3 计算参数 33 柴油机动力计算及平衡 53.1 已知数据 53.2 动力计算 73.3 平衡计算 174 燃烧系统 184.1 燃烧室的选型 184.2 涡流室结构 194.3 主燃烧室形状 194.4 涡流室镶块 194.5 改善冷启动性能的措施 205 活塞组的设计 205.1 概述 205.2 活塞的选型 205.3 活塞的基本设计 215.3.1 活塞的主要尺寸 215.3.2 活塞头部设计 225.3.3 活塞销座的设计 225.3.4 活塞裙部及其侧表面形状设计 22 5.3.5 活塞与缸套配合间隙 235.3.6 活塞重量的参考值 235.3.7 活塞强度计算 235.3.8 活塞的冷却 245.5.9 活塞的材料及工艺 245.4 活塞销的设计 245.4.1 活塞销的结构及尺寸 245.4.2 轴向定位 245.4.3 活塞销和销座的配合 255.4.4 活塞销的强度校核 255.4.5 活塞销材料及强化工艺 266 连杆组的设计 266.1 概述 266.2 连杆的结构类型 266.3 连杆的基本设计 266.3.1 主要尺寸比例 266.3.2 连杆长度 276.4 连杆小头设计276.4.1 连杆小头结构 276.4.2 小头结构尺寸 276.4.3 连杆衬套 286.5 连杆杆身 296.6 连杆大头 296.6.1 连杆大头结构 296.6.2 大头尺寸 296.7 连杆强度的计算校核 306.7.1 连杆小头的校核 306.7.2 连杆杆身的校核 377 配气凸轮的设计 397.1 凸轮外形设计得任务和要求 397.2 凸轮设计主要参数的选择和限制条件 39 7.3 缓冲曲线设计 397.4 凸轮的选型及计算 408 机体的设计 478.1 机体结构形式的选择 478.2 机体材料的选择 488.3 机体外形轮廓尺寸的决定 488.4 提高机体刚度与强度的措施 489 油底壳设计 4910 气缸套设计 5010.1 设计要求 5010.2 结构设计 50结论 52致谢 53参考文献 541 绪论从1860年首台内燃机诞生以来，经过了百余年的发展，其给人类带来的生产力的提高和对生活得便利使得内燃机工业业已成为人类文明中不可替代的部分。

第七章 柴油机特性及选型柴油机的特性反映出柴油机的动力性、经济性和使用性能，它是柴油机固有的特性。

柴油机的应用场合和工作条件不同，其性能指标和工作参数有很大的差异。

对柴油机特性进行研究是制造和使用柴油机的重要依据。

第一节 概 述一、船舶柴油机的工况柴油机作为一种动力机械用来驱动各种工作机械时，其功率和转速是按照工作机械所需的功率和转速而变化的。

柴油机在各种不同条件下运转的工作状况(功率和转速)称为柴油机运转工况。

在船舶上，柴油机主要作为推进主机、发电原动机和应急发动机(应急发电机、空压机和消防泵的原动机)。

根据柴油机在船上应用时的不同条件，概括起来有三类工况：发电机工况、螺旋桨工况和其他工况。

1 发电机工况电力传动的船舶主机和发电副机按发电机工况运行。

在这种工况下，为了保持电网电压稳定和一定的电流频率，由调速器控制柴油机保持恒速运转。

它的功率随着航行条件的变化或船舶用电量的变化，可以从零变化到最大许用值。

因此，柴油机的发电机工况是转速不变而功率随时发生变化的工况。

如图7-1中直线2所示。

2 螺旋桨工况用来直接驱动螺旋桨的船舶主机是按螺旋桨工况运行的。

在此工况下，柴油机按一定的转速将其功率通过轴系传给螺旋桨，螺旋桨在水中旋转产生推力克服船舶航行阻力使船保持航速。

螺旋桨的吸收功率就等于主机发出的功率。

在螺旋桨工况下，柴油机发出的功率和其转速都是改变的。

螺旋桨在工作时其吸收功率与转速的m 次方成比例(P p =cn m )。

通常在稳定运转时，螺旋桨吸收功率P p 与转速n 的三次方成比例，即P p ∝n ３。

相应柴油机功率Pe 与转速的关系可写成Pe=cn ３。

我们把柴油机按此关系运转的工况称为柴油机的螺旋桨工况。

如图7-1中曲线1所示。

3 其他工况柴油机在此类工况下运行时，它的功率与转速之间没有一定的关系。

柴油机的转速是由工作机械所需的速度决定的。

而功率则由运行中所遇到的阻力决定。

比如驱动调距桨的主机是根据不同的调距桨叶的角度在某一转速下要求不同的功率；驱动应急救火泵或应急空压机的柴油机分别要求符合水泵或空压机的工况；即使直接驱动螺旋桨的主机，当航行条件和运行状态发生变化时(海面状况、气象条件、航区、装载、船舶污底以及船舶转向等)，船舶阻力发生改变，通过螺旋桨影响主机的功率和转速。