柴油发电机的理论讲解

　　1．热机

　　热机是指把热能切换成机械能的动力机械。蒸汽机、蒸汽轮机以及柴油发电机、发电机等是热机中较典型的机型。

　　蒸汽机与蒸汽轮机同属外燃机。在该类机械中，燃烧（燃料的化学能转变成热能）发生在汽缸外部（锅炉），热能转变成机械能发生在汽缸内部。此种机械因为热能需经某中间工质（水蒸气）传递，必然存在热损失，于是它的热效率不高，况且整个动力装置十分笨重。在能源问题十分突出的当前，它不能与内燃机竞争，因而已经在船舶动力系统中消失。

　　2．内燃机

　　发电机组、柴油发电机以及燃气轮机同属内燃机。虽然它们的机械运动形式（往复、回转）不同，但具有相同的作业特征──都是燃料在发电机的气缸内燃烧并直接利用燃料燃烧产生的高温高压燃气在汽缸中膨胀作功。从能量转换观点，此类机械能量损失小，具有过高的热效率。另外，在尺寸和毛重等方面也具有明显长处，因而在与外燃机竞争中已经取得明显的领先地位。

　　在内燃机中根据所用燃料不同，可大致分为发电机组、煤气机、柴油发电机和燃气轮机。它们都具有内燃机的共同特征，但又都具有各自的作业特性。由于这些各自不同的特性使它们在作业原理、工作经济性以及使用范围上均存在一定差异。如发电机组使用挥发性好的柴油做燃料，采用外部混合法（柴油与空气在汽缸外部进气管中的汽化器进行混合）形成可燃混合气。缸内燃烧为电点火式（电火花塞点火）。这种工作特点使发电机组不能采用高压缩比，因而限制了发电机组的经济性无法大幅度提升，而且也不允许作为船用发电机组使用（柴油的火灾危险性大）。但它广泛运用于运输机组。

　　3．柴油发电机

　　柴油发电机是一种压缩发火的往复式内燃机。它使用挥发性较差的柴油或劣质燃料油做燃料。采用内部混合法（燃油与空气的混合发生在气缸内部）形成可燃混合气；缸内燃烧采用压缩式（靠缸内空气压缩形成的高温自行发火）。这种作业特点使柴油发电机在热机领域内具有最高的热效率（已达到55％左右），而且允许作为船用发电机组使用。因而，柴油发电机在工程界运用十分广泛。尤其在船用发电机中，柴油发电机已经取得了绝对先进地位。

　　根据英国劳氏船级社统计，1985年全世界制造的船舶中（2000t以上）以柴油发电机作为推进装置者占99.89％，而到1987年100％为柴油发电机船。船用主机经济性、可靠性、寿命是第一位，尺寸、毛重是第二位，低速机适用作船用主机，大功率四冲程中速机适用作滚装船和集装箱船，中、高速机实用作发电机组。柴油发电机一般具有以下突出亮点：

　　（1）经济性好。有效热效率可达50％以上，可使用廉价的重油，燃油费用低。

　　（2）容量范围宽广，单机容量从0.6kW～45600kW，实用的领域广。

　　（3）尺寸小，重量轻，有利于船舶机舱布置。

　　（4）机动性好。起动方便，加速性能好，有较宽的转速和负荷调整范围，可直接反转，能适应船舶航行的各种工况要求。

　　同时，柴油发电机也具有以下缺点：

　　（1）存在机身振动、轴系扭转振动和噪音。

　　（2）某些部件的作业条件恶劣，承受高温、高压并具有冲击性负载。

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