第一章 柴油机的基本知识
第一节 柴油机的工作原理
在各种动力机械中，柴油机由于热效率最高，功率范围宽广，起动迅速，维修方便，运行安全，使用寿命长，因而得到广泛应用，在国民经济和国防建设中处于重要地位。特别在船舶方面，柴油机作为主机和辅机更是占统治地位。柴油机是目前世界上船舶使用最为普遍的动力装置，在一般大中型民用船舶中，有90％以上使用柴油机作为主推进装置，只有在一些军用船、特种船舶和个别货船（比如一些液化汽船和运煤船等）使用燃气轮机、蒸汽机等。
一、柴油机的基本概念
1．热机
热机是把热能转换成机械能的动力机械，它的基本工作原理是：燃料在一个特设的装置中燃烧，将化学能转变为热能以加热工质，然后将这种具有热能的工质导人发动机，把工质的热能转变为机械能。显然，在热机的工作过程中进行着两次的能量转换，即将燃料的化学能转变为热能，再将热能转变为机械能。根据燃料燃烧场所的不同，热机又可分为外燃机和内燃机两大类。柴油机、汽油机、蒸汽轮机及蒸汽机是热机中较典型的机型。
2．外燃机与内燃机
在外燃机（如蒸汽机）中，燃料的燃烧发生在机器外部特设的锅炉中，燃料燃烧时化学能转变为燃烧产物的热能，并将此热能通过锅炉壁传给水，使水变成蒸汽，再将蒸汽引人蒸汽机内，膨胀作功，使水蒸气的热能转变为机械能推动机械运动。在蒸汽机中推动机械做功的工质为水蒸气，在燃气和水的热传递过程中存在着较大能量损失，因此外燃机的热效率相对较低。往复式蒸汽机和蒸汽轮机属于外燃机。
在内燃机中燃料的燃烧是在机器内部进行的，燃烧产生的化学能转变为燃烧产物的热能，燃烧产物膨胀直接推动机械运动作功，燃烧产物（燃气）就是作功的工质。显然在内燃机中两次能量的转换过程均发生在机器内部。由于采用内部燃烧，从能量转换角度看，内燃机能量损失小，具有较高的热效率，另外，由于内燃机不需要庞大的外围锅炉设备，在尺寸和重量等方面比外燃机具有优越性，因而在与外燃机的竞争中处于有利地位。内燃机按运转方式和使用燃料的不同可分为柴油机、汽油机、煤气机和燃气轮机等。
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