第三节柴油机的允许使用范围.doc

第七章柴油机的特性及使用范围 307 第三节柴油机的允许使用范围一、柴油机的功率标定方法柴油机能发出的功率是有极限的,客观上受到许多因素的限制,如最高爆发压力 p z、平均有效压力 p e、曲轴扭矩 M e、燃烧过量空气系数α、排气温度 T r、转速 n等。也就是说柴油机所发出的功率有个客观极限。但一台柴油机的功率究竟标定多大才合适, 却是根据柴油机特性、使用特点以及寿命和可靠性等要求来确定的。 1 .我国柴油机功率的标定国家标准规定了内燃机标定功率分为 15 分钟功率、1 小时功率、 12 小时功率、持续功率四级。它们的关系可用图 7-3-1 的速度特性曲线定性地说明。图中的功率极限为柴油机可能发出的最大功率,这时机械负荷、热负荷等限制因素达到极限,柴油机可能损坏,不能可靠工作。因此柴油机即使是出厂试验时, 也不允许达到此极限。 15 分钟功率: 柴油机允许连续运行 15 分钟的最大有效功率。商船不允许使用这么大的功率。可作为军用车辆和舰艇的追击功率。 1 小时功率:柴油机允许连续运行 1 小时的最大有效功率。可作为商船的超负荷功率。是最大持续功率的 110 %。1 小时功率还可作为拖拉机、工程机械的最大使用功率。 12 小时功率:柴油机允许连续运行 12 小时的最大有效功率。可以作为拖拉机、工程机械的正常使用功率。持续功率:柴油机允许长期连续运行的最大有效功率。船舶柴油机就用它来标定功率, 并同时标定其相应转速。我们通常所说的标定功率就是指这种功率, 标定工况就是指这种功率及其相应转速。上面只说明标定功率的分级,但功率究竟应标定多大(标定功率离开功率极限应为多少) ,没有统一规定办法,由建造公司根据长期的使用经验进行标定。 2 .国外船用柴油机常用的几种功率(工况)名称由于船用柴油机功率表示方法各公司不尽相同且不断演变, 因此名称不统一或同一名称含义不一定完全一样。如要了解准确含义,应查阅该机型的有关资料。 MCR : 最大持续功率, 同时标有相应的转速。原含义相当于国家标准的持续功率标定工况,是设计柴油机选配螺旋桨的依据。近年螺旋桨与柴油机广泛采用“减功率匹配”,其含义有所引伸。详见后述。 OR :超负荷功率工况。其功率为 MCR 功率的 110 %。 CSR : 持续使用功率工况。船舶正常持久使用的功率工况。考虑到船舶遇到风浪、污底等情况,为了使柴油机的寿命、可靠性、效率等性能较好,运转更经济, CSR 负荷定得比 MCR 小,留有一定的功率储备。 CSR 是船舶计划船期,油耗的主要依据。图 7-3-1 柴油机各种功率的速度特性 308船舶柴油机 ERP :按推进特性的经济功率工况。 ERG :按负荷特性的经济功率工况。二、柴油机的持续运转范围为了使主机可靠、经济地工作并具有一定寿命,应对它工作时可能达到的功率(负荷) 和转速作适当的限制。其中应特别注意允许持续工作的范围。主机允许工作范围如图 7-3- 2 所示。曲线 11 为螺旋桨特性曲线, MCR 为标定工况( 100 %N b, 100 %n b)点。其中有阴影线的面为允许持续工作的范围。 1 .功率所受的限制最大功率限制: 柴油机在各种转速下允许达到的最大功率(负荷), 在不同的条件下可分别由超负荷速度特性(图中曲线4 )、全负荷速度特性( 曲线2 ) 以及限制特性(曲线 1和3 )