同一转速下进程越小螺旋桨的扭矩会怎么变化
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．柴油机工况的变化
柴油机由于用途和使用条件不同，它在实际运转中的工作状况的变化可以分成以下三类：
1．带动发电机的柴油机：
其工作特点是要求转速恒定，以保持供电电压和频率稳定。在这个恒定的转速下，功率可在零到最大值之间变化，其大小取决于用电情况。
2．带动螺旋桨的柴油机：
柴油机转速与螺旋桨转速一致（或是倍乘关系），稳定运转时，柴油机发出功率与螺旋桨吸收功率相等。因此，柴油机的工况变化规律取决于螺旋桨特性。
3．车用柴油机：
柴油机的转速和扭矩之间没有一定的关系。转速取决于车速，扭矩取决于装载量、路面阻力。
二．柴油机特性的分类
我们已知表征柴油机性能的主要指标有：平均有效压力、有效扭矩、有效功率、有效耗油率、平均指示压力等。运转中的这些柴油机性能指标是随着柴油机运转工况的不同而变化的。柴油机的主要性能指标和工作参数（如排气温度、最高爆发压力、增压压力等）随运转工况变化的规律称为柴油机的特性。如果把这种变化规律在坐标轴上用曲线的形式表示出来，这种曲线即称为柴油机的特性曲线。
有了特性曲线，掌握了柴油机的特性，就可以合理利用柴油机的一系列特性，知道我们在使用柴油机时如何提高其可靠性、使用寿命，以及如何节油。如在各种使用条件下决定其极限允许使用范围，选择其最佳工作点，检查其工作质量（性能指标、工作参数）是否良好等。
对于特定的柴油机在运转中可能使柴油机有效功率发生变化的参数只有平均有效压力和转速，它们是两个可以互相独立的基本参数。由此，根据平均有效压力和转速的变化情况可将柴油机的特性进行分类。
1．速度特性：
当平均有效压力不变（测定时是将油量调节机构固定，平均有效压力在实际上是略有变化的），柴油机的性能参数随转速变化的关系。
2．负荷特性：
当转速不变，定于某一设定值时，柴油机的性能参数随负荷（平均有效压力）变化的关系。柴油机的负荷通常是指柴油机阻力矩大小，由于平均有效压力正比于阻力矩，常用平均有效压力来表示负荷。
3．推进特性：
柴油机带动螺旋桨，按照螺旋桨特性工作时（平均有效压力、转速不再是相互独立的，而是按螺旋桨特性相互对应的），其性能参数随转速或平均有效压力变化的关系。
4.调速特性：
与上述各种柴油机特性不同，它一般并不表明柴油机内部的工作过程有关参数的变化情况，而只标出有效扭矩、平均有效压力、有效功率与转速的关系，它主要取决于调速器的工作性能。
速度特性
测定速度特性时，将喷油泵油量调节杆固定，然后改变柴油机外负荷以改变其转速，使柴油机在最高允许转速和最低稳定转速之间各不同的转速下稳定运转，并测量各转速下的功率、扭矩（或平均有效压力）、有效耗油率和排气温度等。将测得的数据整理在以转速为横坐标的图上，即得到柴油机的速度特性曲线。
***由于喷油泵油量调节机构固定的位置不同，即泵的有效行程不同，每循环的供油量不同，所测得的特性曲线也不同。如果把油量调节机构固定在标定位置（相当于柴油机在标定转速下发出标定功率的供油量）时，所测得的柴油机特性称为全负荷速度特性（习惯上亦称为外特性）。当油量调节机构固定在比标定位置小的位置时所测得的柴油机特性称为部分负荷速度特性（亦称部分特性）。
***我国船舶建造规范规定，柴油机超负荷功率为标定功率的110%（作为船舶主机此时的转速是103%标定转速）。柴油机必须允许在超负荷功率下至少连续运转1小时。此时，油量调节机构所处的位置即为实际运转中允许达到的极限位置。在柴油机油量调节机构中装设有限制块，以防止油量调节机构在运转中超过这个极限位置。当油量调节机构固定在这一极限位置时所测得的速度特性称为超负荷速度特性。在这种情况下，由于喷油泵的调节机构在最大供油位置上，所以汽缸内的温度和压力都很高，致使机件受到很大的热负荷和机械负荷，工作条件恶劣。因此，按此特性工作的时间是有限制的。
***实际上油量调节机构在固定时的平均有效压力或有效扭矩并不是定值，这是因为：
1．由于节流、泄漏，喷油泵每循环的喷油量随转速的变化略有变化。
2．增压柴油机指示效率（主要取决于过量空气系数）随转速增加会有所增加。
3．增压柴油机的机械效率随转速增加稍有降低。但对低速柴油机（主机）来说，因其转速低，变化范围小，喷油泵每循环喷油量随转速的变化很小；其过量空气系数很大，它的变化对热效率影响较小；其转速变化范围很小，机械效率随转速变化可以忽略。因此，可以认为：当柴油机油量调节机构位置一定时，转速变化其平均有效压力（或有效扭矩）不变。有效功率、平均有效压力或有效扭矩与转速呈线性关系。
推进特性：柴油机的推进特性是柴油机按照螺旋桨特性工作的特性。
一．螺旋桨特性简介
由试验可知推力系数和扭矩系数都是随螺旋桨的进程比而变化的。进程比表示螺旋桨每转一转实际产生的位移与直径之比。进程比是研究螺旋桨水动力性能的一个极重要的参数。进程比增加时，推力系数和扭矩系数则减小。当进程比一定时（即螺旋桨前进速度与螺旋桨转速之比的比值一定时），推力系数和扭矩系数四一定的。当进程比减小时，推力系数和扭矩系数都增加，即推力和扭矩都增加。当进程比为零时，推力系数和扭矩系数最大，此时螺旋桨的推力和扭矩也就达到最大值，这相当于系泊试验或船舶刚起航时（螺旋桨速度等于零）的情况。
***螺旋桨效率为螺旋桨输出功率（螺旋桨的推力X螺旋桨的前进速度）与它吸收主机功率（螺旋桨的阻力矩X回转角速度）之比。即：ηp（螺旋桨效率）=FpVp/（Mp2πn）
**式中Fp为螺旋桨的推力，Vp为螺旋桨的前进速度；Mp为扭矩，
商船，特别是货船和油船，正常定速航行时，船速与螺旋桨转速成正比，即螺旋桨的前进速度与螺旋桨的转速的比值比变。对于特定的螺旋桨，直径是一个常数，，所以进程比可视为常数。海水的密度变化很小，也可以认为是常数。
***论证：螺旋桨的推力和扭矩与其转速的平方成正比；螺旋桨所需的功率与其转速的三次方成正比。
以上是假定船舶在定速航行，进程比为定值的情况下得出的规律。但是在各种变工况下，进程比是变化的。当进程比变小时，扭矩系数增大，同一转速下螺旋桨所需扭矩、功率增加。因此，进程比越小，螺旋桨的特性曲线就越陡。
螺旋桨特性是对几何形状一定的螺旋桨而言，如果几何形状不同，则螺旋桨特性曲线不同。
***当进程比不变时（蹿速一定），螺距比（螺距与直径之比）大的螺旋桨的推力系数、扭矩系数较大，推力、扭矩较大，而螺旋桨的转速也就较大。螺旋桨的特性曲线较陡。
二．柴油机的推进特性
因为螺旋桨所需的功率与转速的三次方成正比，所以柴油机带动螺旋桨工作时，根据柴油机功率与螺旋桨所需功率相等的原则，柴油机功率与转速的关系也是三次方的关系。即已知柴油机的一个工况，就可计算出其它工况下的功率与转速的对应关系。
由于柴油机的功率与转速的三次方成正比，转速超过柴油机标定值的3%时，功率就达到标定值的110%，达到了柴油机的超负荷功率。继续提高转速是不允许的。超速运行会带来严重超负荷的后果。另一方面，扎为标定值63%时，功率就已降至标定值的25%。转速较低时，柴油机发出的功率即大为减少，每循环喷油量很小，使得喷油压力降低，雾化变差，燃烧不良，各缸喷油量不均匀。
柴油机技术资料中提供有柴油机在试验台上按标准的外界条件（如规定的大气压力、温度、湿度、燃油的低热值等）工作时测得的推进特性。其中的最高爆发压力、压缩终点压力、涡轮前后排气温度、涡轮转速、有效耗油率等是在试验台上测得的。
柴油机的推进特性可用来评定柴油机的性能。在实船试航时测得的推进特性曲线可供运行管理时参考。
***柴油机的有效耗油率在低负荷、低转速工况时明显增大。由此可知，主机功率太大（超过所需航速的功率太多）的船舶，采用减速航行节油措施，由于主机工作在部分负荷工况，耗油率较功率不大的船舶高。默认你说的功率是指收到功率，即扭矩*螺旋桨转速。
如图所示，纵坐标为功率，横坐标为转速。两条凸型曲线是：发动机输出功率随转速的变化曲线；三条凹形曲线是：螺旋桨在不同阻力条件下（B为大阻力，A为额定阻力，C为小阻力），收到功率随转速的变化曲线。
每时每刻，发动机和螺旋桨的功率必须相等，转速也必须相等。也就是说凸线和凹线的交点是推进系统的工作点。
船舶阻力增加时，螺旋桨特性线由A变到B，工作点将发生如图所示的变化。这时，
螺旋桨的收到功率下降了；
扭矩大体上与转速成2次方关系，因为如图转速下降了，所以扭矩也下降了；
推力大体上也与转速成2次方关系，推力也下降了。但是下降的幅度与扭矩不一样，其中涉及到螺旋桨效率问题，这东西就复杂了。
由此可以看出，阻力增加后，螺旋桨推进能力全面下降。这时因为，阻力增加，螺旋桨特性线发生偏移，导致机桨配合点移动，柴油机发不出额定功率了，柴油机“怂”了。
回答于 2018-04-01
柴油机由于用途和使用条件不同，它在实际运转中的工作状况的变化可以分成以下三类：
1．带动发电机的柴油机：
其工作特点是要求转速恒定，以保持供电电压和频率稳定。在这个恒定的转速下，功率可在零到最大值之间变化，其大小取决于用电情况。
2．带动螺旋桨的柴油机：
柴油机转速与螺旋桨转速一致（或是倍乘关系），稳定运转时，柴油机发出功率与螺旋桨吸收功率相等。因此，柴油机的工况变化规律取决于螺旋桨特性。
3．车用柴油机：
柴油机的转速和扭矩之间没有一定的关系。转速取决于车速，扭矩取决于装载量、路面阻力。
二．柴油机特性的分类
我们已知表征柴油机性能的主要指标有：平均有效压力、有效扭矩、有效功率、有效耗油率、平均指示压力等。运转中的这些柴油机性能指标是随着柴油机运转工况的不同而变化的。柴油机的主要性能指标和工作参数（如排气温度、最高爆发压力、增压压力等）随运转工况变化的规律称为柴油机的特性。如果把这种变化规律在坐标轴上用曲线的形式表示出来，这种曲线即称为柴油机的特性曲线。
有了特性曲线，掌握了柴油机的特性，就可以合理利用柴油机的一系列特性，知道我们在使用柴油机时如何提高其可靠性、使用寿命，以及如何节油。如在各种使用条件下决定其极限允许使用范围，选择其最佳工作点，检查其工作质量（性能指标、工作参数）是否良好等。
对于特定的柴油机在运转中可能使柴油机有效功率发生变化的参数只有平均有效压力和转速，它们是两个可以互相独立的基本参数。由此，根据平均有效压力和转速的变化情况可将柴油机的特性进行分类。
1．速度特性：
当平均有效压力不变（测定时是将油量调节机构固定，平均有效压力在实际上是略有变化的），柴油机的性能参数随转速变化的关系。
2．负荷特性：
当转速不变，定于某一设定值时，柴油机的性能参数随负荷（平均有效压力）变化的关系。柴油机的负荷通常是指柴油机阻力矩大小，由于平均有效压力正比于阻力矩，常用平均有效压力来表示负荷。
3．推进特性：
柴油机带动螺旋桨，按照螺旋桨特性工作时（平均有效压力、转速不再是相互独立的，而是按螺旋桨特性相互对应的），其性能参数随转速或平均有效压力变化的关系。
4.调速特性：
与上述各种柴油机特性不同，它一般并不表明柴油机内部的工作过程有关参数的变化情况，而只标出有效扭矩、平均有效压力、有效功率与转速的关系，它主要取决于调速器的工作性能。
速度特性
测定速度特性时，将喷油泵油量调节杆固定，然后改变柴油机外负荷以改变其转速，使柴油机在最高允许转速和最低稳定转速之间各不同的转速下稳定运转，并测量各转速下的功率、扭矩（或平均有效压力）、有效耗油率和排气温度等。将测得的数据整理在以转速为横坐标的图上，即得到柴油机的速度特性曲线。
***由于喷油泵油量调节机构固定的位置不同，即泵的有效行程不同，每循环的供油量不同，所测得的特性曲线也不同。如果把油量调节机构固定在标定位置（相当于柴油机在标定转速下发出标定功率的供油量）时，所测得的柴油机特性称为全负荷速度特性（习惯上亦称为外特性）。当油量调节机构固定在比标定位置小的位置时所测得的柴油机特性称为部分负荷速度特性（亦称部分特性）。
***我国船舶建造规范规定，柴油机超负荷功率为标定功率的110%（作为船舶主机此时的转速是103%标定转速）。柴油机必须允许在超负荷功率下至少连续运转1小时。此时，油量调节机构所处的位置即为实际运转中允许达到的极限位置。在柴油机油量调节机构中装设有限制块，以防止油量调节机构在运转中超过这个极限位置。当油量调节机构固定在这一极限位置时所测得的速度特性称为超负荷速度特性。在这种情况下，由于喷油泵的调节机构在最大供油位置上，所以汽缸内的温度和压力都很高，致使机件受到很大的热负荷和机械负荷，工作条件恶劣。因此，按此特性工作的时间是有限制的。
***实际上油量调节机构在固定时的平均有效压力或有效扭矩并不是定值，这是因为：
1．由于节流、泄漏，喷油泵每循环的喷油量随转速的变化略有变化。
2．增压柴油机指示效率（主要取决于过量空气系数）随转速增加会有所增加。
3．增压柴油机的机械效率随转速增加稍有降低。但对低速柴油机（主机）来说，因其转速低，变化范围小，喷油泵每循环喷油量随转速的变化很小；其过量空气系数很大，它的变化对热效率影响较小；其转速变化范围很小，机械效率随转速变化可以忽略。因此，可以认为：当柴油机油量调节机构位置一定时，转速变化其平均有效压力（或有效扭矩）不变。有效功率、平均有效压力或有效扭矩与转速呈线性关系。
推进特性：柴油机的推进特性是柴油机按照螺旋桨特性工作的特性。
一．螺旋桨特性简介
由试验可知推力系数和扭矩系数都是随螺旋桨的进程比而变化的。进程比表示螺旋桨每转一转实际产生的位移与直径之比。进程比是研究螺旋桨水动力性能的一个极重要的参数。进程比增加时，推力系数和扭矩系数则减小。当进程比一定时（即螺旋桨前进速度与螺旋桨转速之比的比值一定时），推力系数和扭矩系数四一定的。当进程比减小时，推力系数和扭矩系数都增加，即推力和扭矩都增加。当进程比为零时，推力系数和扭矩系数最大，此时螺旋桨的推力和扭矩也就达到最大值，这相当于系泊试验或船舶刚起航时（螺旋桨速度等于零）的情况。
***螺旋桨效率为螺旋桨输出功率（螺旋桨的推力X螺旋桨的前进速度）与它吸收主机功率（螺旋桨的阻力矩X回转角速度）之比。即：ηp（螺旋桨效率）=FpVp/（Mp2πn）
**式中Fp为螺旋桨的推力，Vp为螺旋桨的前进速度；Mp为扭矩，
商船，特别是货船和油船，正常定速航行时，船速与螺旋桨转速成正比，即螺旋桨的前进速度与螺旋桨的转速的比值比变。对于特定的螺旋桨，直径是一个常数，，所以进程比可视为常数。海水的密度变化很小，也可以认为是常数。
***论证：螺旋桨的推力和扭矩与其转速的平方成正比；螺旋桨所需的功率与其转速的三次方成正比。
以上是假定船舶在定速航行，进程比为定值的情况下得出的规律。但是在各种变工况下，进程比是变化的。当进程比变小时，扭矩系数增大，同一转速下螺旋桨所需扭矩、功率增加。因此，进程比越小，螺旋桨的特性曲线就越陡。
螺旋桨特性是对几何形状一定的螺旋桨而言，如果几何形状不同，则螺旋桨特性曲线不同。
***当进程比不变时（蹿速一定），螺距比（螺距与直径之比）大的螺旋桨的推力系数、扭矩系数较大，推力、扭矩较大，而螺旋桨的转速也就较大。螺旋桨的特性曲线较陡。
二．柴油机的推进特性
因为螺旋桨所需的功率与转速的三次方成正比，所以柴油机带动螺旋桨工作时，根据柴油机功率与螺旋桨所需功率相等的原则，柴油机功率与转速的关系也是三次方的关系。即已知柴油机的一个工况，就可计算出其它工况下的功率与转速的对应关系。
由于柴油机的功率与转速的三次方成正比，转速超过柴油机标定值的3%时，功率就达到标定值的110%，达到了柴油机的超负荷功率。继续提高转速是不允许的。超速运行会带来严重超负荷的后果。另一方面，扎为标定值63%时，功率就已降至标定值的25%。转速较低时，柴油机发出的功率即大为减少，每循环喷油量很小，使得喷油压力降低，雾化变差，燃烧不良，各缸喷油量不均匀。
柴油机技术资料中提供有柴油机在试验台上按标准的外界条件（如规定的大气压力、温度、湿度、燃油的低热值等）工作时测得的推进特性。其中的最高爆发压力、压缩终点压力、涡轮前后排气温度、涡轮转速、有效耗油率等是在试验台上测得的。
柴油机的推进特性可用来评定柴油机的性能。在实船试航时测得的推进特性曲线可供运行管理时参考。
***柴油机的有效耗油率在低负荷、低转速工况时明显增大。由此可知，主机功率太大（超过所需航速的功率太多）的船舶，采用减速航行节油措施，由于主机工作在部分负荷工况，耗油率较功率不大的船舶高。默认你说的功率是指收到功率，即扭矩*螺旋桨转速。
如图所示，纵坐标为功率，横坐标为转速。两条凸型曲线是：发动机输出功率随转速的变化曲线；三条凹形曲线是：螺旋桨在不同阻力条件下（B为大阻力，A为额定阻力，C为小阻力），收到功率随转速的变化曲线。
每时每刻，发动机和螺旋桨的功率必须相等，转速也必须相等。也就是说凸线和凹线的交点是推进系统的工作点。
船舶阻力增加时，螺旋桨特性线由A变到B，工作点将发生如图所示的变化。这时，
螺旋桨的收到功率下降了；
扭矩大体上与转速成2次方关系，因为如图转速下降了，所以扭矩也下降了；
推力大体上也与转速成2次方关系，推力也下降了。但是下降的幅度与扭矩不一样，其中涉及到螺旋桨效率问题，这东西就复杂了。
由此可以看出，阻力增加后，螺旋桨推进能力全面下降。这时因为，阻力增加，螺旋桨特性线发生偏移，导致机桨配合点移动，柴油机发不出额定功率了，柴油机“怂”了。
回答于 2018-04-01
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如图所示，纵坐标为功率，横坐标为转速。两条凸型曲线是：发动机输出功率随转速的变化曲线；三条凹形曲线是：螺旋桨在不同阻力条件下（B为大阻力，A为额定阻力，C为小阻力），收到功率随转速的变化曲线。
每时每刻，发动机和螺旋桨的功率必须相等，转速也必须相等。也就是说凸线和凹线的交点是推进系统的工作点。
船舶阻力增加时，螺旋桨特性线由A变到B，工作点将发生如图所示的变化。这时，
螺旋桨的收到功率下降了；
扭矩大体上与转速成2次方关系，因为如图转速下降了，所以扭矩也下降了；
推力大体上也与转速成2次方关系，推力也下降了。但是下降的幅度与扭矩不一样，其中涉及到螺旋桨效率问题，这东西就复杂了。
由此可以看出，阻力增加后，螺旋桨推进能力全面下降。这时因为，阻力增加，螺旋桨特性线发生偏移，导致机桨配合点移动，柴油机发不出额定功率了，柴油机“怂”了。
每时每刻，发动机和螺旋桨的功率必须相等，转速也必须相等。也就是说凸线和凹线的交点是推进系统的工作点。
船舶阻力增加时，螺旋桨特性线由A变到B，工作点将发生如图所示的变化。这时，
螺旋桨的收到功率下降了；
扭矩大体上与转速成2次方关系，因为如图转速下降了，所以扭矩也下降了；
推力大体上也与转速成2次方关系，推力也下降了。但是下降的幅度与扭矩不一样，其中涉及到螺旋桨效率问题，这东西就复杂了。
由此可以看出，阻力增加后，螺旋桨推进能力全面下降。这时因为，阻力增加，螺旋桨特性线发生偏移，导致机桨配合点移动，柴油机发不出额定功率了，柴油机“怂”了。
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