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第一章柴油机的基本知识考点1柴油机的工作参数22题1．最高爆发压力pz燃烧过程中气缸内工质的最高压力称最高爆发压力pz。pz是柴油机周期性变化的机械负荷的主要外力，它引起各受力部件的应力和变形，造成疲劳破坏、磨损和振动。2．排气温度tr非增压柴油机的排气温度指排气管内废气的平均温度，增压柴油机的排气温度指气缸盖排气道出口处废气的平均温度。在船舶上通常用排气温度衡量热负荷的大小。通常船用柴油机排气温度的最高值应低于550℃。3．活塞平均速度Cm在曲轴一转两个行程中活塞运动的平均值称为活塞平均速度Vm。如果柴油机的转速为n（r/min），活塞的行程为S（m），当曲轴转一转时活塞移动两个行程长度2S（m）。提高Cm可以提高柴油机的功率，但零件的机械负荷、热负荷同时增加，机件的磨损也相应增加，因而靠提高Vm来提高功率是有限的。4．行程缸径比S/D行程缸径比是柴油机的主要结构参数之一。S/D在不同条件下影响不同，在活塞平均速度Cm及缸径为D定值的条件下，S/D对柴油机的影响有：（1）影响柴油机的尺寸和重量。S/D增大，则柴油机的宽度、高度及重量均相应增加。（2）影响柴油机负荷。缸内气体压力不直接受S/D的影响，但最大往复惯性力将随S/D的增加而减小。（3）影响热负荷。S/D增大，气缸散热面积增大，热负荷将减小，同时影响燃烧室各部件的传热量分配比例。（4）影响混合气形成。S/D增大，燃烧室余隙高度增大，对混合气形成有利。（5）影响扫气效果。S/D增大，因气流在缸内流动路线长将降低扫气效果，但此影响随扫气形式不同各异。如对直流扫气的影响较小，允许使用较大的S/D值，而对弯流扫气的影响较大，其使用的S/D通常不高于2.2。（6）影响曲轴刚度。S/D增大使曲柄半径变大，曲轴轴径的重叠度降低，曲轴刚度下降。（7）影响轴系的振动性能。S/D增大，轴系的纵振及扭振固有频率降低，容易产生不允许的纵振和扭振。5．强化系数pe．Cm强化系数pe．Cm系用来表示柴油机所受热负荷和机械负荷两方面的综合强烈程度。6．压缩比ε压缩比是一个对柴油机性能影响很大的结构参数，它的影响主要表现在经济性、燃烧与启动及机械负荷等方面。B1.柴油机运转中，检查活塞环漏气的最有效方法是（）。A．测最高爆发压力B．测压缩压力C．测排气温度D．测缸套冷却水温度D2.在柴油机运转中测量气缸内压缩压力的主要用途是（）。A．判断气口堵塞B．判断气阀正时C．判断燃烧是否良好D．判断气缸密封性B3.通过测定气缸的压缩压力主要用于判断（）。A．配气定时是否适当B．活塞环密封性是否良好C．压缩比是否正确D．A＋CD4.柴油机运转中测算绝对压缩压力与绝对扫气压力的比值，然后与试航报告标准值进行比较可判断（）。A．增压系统流道是否阻塞B．增压器效率是否下降C．扫气压力是否足够D．气缸密封性是否良好D5.测量最高爆发压力常用于分析判断（）。A．缸内机械负荷B．供油正时C．缸内密封性D．A和BB6.通过测量柴油机的最高爆发压力可分析（）。A．活塞环密封性是否良好B．喷油正时是否正确C．配气是否调整适当D．缸套是否磨损D7.测量柴油机的最大爆发压力可以判断（）。A．活塞环漏气B．气缸漏气C．排气阀漏气D．喷油提前角是否合适D8.通常，用强化系数来表征柴油机的强化程度，其表示方法是（）。A．柴油机的输出功率Pe的大小B．柴油机的增压压力Pk的大小C．柴油机转速n的高低D．活塞平均速度Vm与平均有效压力pe的乘积A9.若活塞行程S＝1，柴油机转速n＝90r/min，则其相应的活塞平均速度Ｖm为（）。A．3m/sB．4m/sC．1.5m/sD．6m/sC10.柴油机的最高爆发压力pz是指（）过程中气缸内工质的最高压力。A．进气B．压缩C．燃烧D．膨胀D11.一般增压柴油机的最高爆发压力pz数值范围是（）MPa。A．1～3B．3～5C．5～8D．7～17C12.最高爆发压力直接反映柴油机的（）。A．经济性B．动力性C．机械负荷D．热负荷D13.柴油机的排气温度tr是指（）。A．柴油机膨胀过程终点的缸内温度B．非增压柴油机排气管内废气的平均温度C．增压柴油机气缸盖排气道出口处废气的平均温度D．B＋CA14.通常船用柴油机的排气温度的最高值应控制在（）。A．＜550℃B．600～700℃C．800～900℃D．＞1000℃D15.排气温度是船舶轮机人员判断（）高低所使用的方法。A．经济性B．动力性C．机械负荷D．热负荷A16.高速柴油机的行程缸径比S/D的数值范围一般在（）。A．0.9～1.2B．1.0～1.7C．1.7～2.0D．1.9～4.2D17.柴油机的活塞平均速度Vm和行程S、转速n之间的关系应符合（）。A．Vm＝30×n×SB．Vm×S＝30×nC．Vm×n＝30×SD．Vm×30＝n×SD18.柴油机强化系数越大，表示（）。A．有效功率越小B．机械负荷越大C．热负荷越大D．B＋CD19.各种机型柴油机的强化系数数值最高的是（）。A．低速机B．二冲程中速机C．四冲程中速机D．高速机C20.柴油机最高爆发压力pc过高的主要原因是（）。Ⅰ.压缩比偏高Ⅱ.压缩比偏低Ⅲ.喷油提前角偏大Ⅳ.喷油提前角偏小Ⅴ.喷油量偏大Ⅵ.喷油量偏小A．Ⅳ＋Ⅴ＋ⅥB．Ⅲ＋Ⅳ＋ⅤC．Ⅰ＋Ⅲ＋ⅤD．Ⅱ＋Ⅳ＋ⅥA21.柴油机排气温度过高的原因可能是（）。Ⅰ.负荷过大Ⅱ.喷油提前角过大Ⅲ.喷油泵柱塞漏油Ⅳ.扫气压力低Ⅴ.喷油器漏Ⅵ.喷油量过小A．Ⅰ＋Ⅳ＋ⅤB．Ⅱ＋Ⅲ＋ⅥC．Ⅰ＋Ⅳ＋ⅥD．Ⅰ＋Ⅱ＋ⅥB22.柴油机强化系数越大，表示（）。Ⅰ.有效功率越大Ⅱ.有效功率越小Ⅲ.机械负荷越大Ⅳ.机械负荷越小Ⅴ.热负荷越大Ⅵ.热负荷越小A．Ⅱ＋Ⅲ＋ⅥB．Ⅰ＋Ⅲ＋ⅤC．Ⅱ＋Ⅳ＋ⅥD．Ⅲ＋Ⅴ＋Ⅵ考点2：现代船用柴油机提高有效功率和经济性的主要途径22题1．现代柴油机提高功率的途径（1）增大气缸直径D和行程S增大气缸直径D和行程S能使柴油机的功率显著增加。在增加缸径的同时也必须增加行程S。但行程的增加会使活塞平均速度Cm增加，从而增加了机件的运动惯性力，即增加了机械应力。机械应力的增加会导致柴油机寿命的下降，因此就限制了活塞行程增加的程度。（2）增加气缸数目i增加气缸数目也能够显著的增加柴油机功率。目前整机最多缸数分别为直列12及V形20。缸数增加会增加曲轴的长度，使曲轴刚度下降，容易发生事故，因此增加缸数也有一定的限度。（3）增加每转的工作行程数m增加每转的工作行程数m可提高柴油机的功率，曾经在船用主机中采用过二冲程双作用的柴油机，m＝2。但双作用式的构造复杂，维修不便，故逐渐淘汰了。（4）提高柴油机的转速n提高柴油机的转速n也是增加功率的有效办法，最近大功率船用中速柴油机发展的速度很快，其转速均在300～600r/min之间（多为400～500r/min）。（5）提高平均有效压力pe目前提高柴油机整机功率已不再从上述各方面下工夫，而主要靠提高平均有效压力pe。而平均有效压力pe（＝pi·ηm）的提高主要可通过提高机械效率ηm和平均指示压力pi两条途径来实现。2．现代柴油机提高经济性的主要途径（1）用定压涡轮增压系统（又称“等压涡轮增压系统”）和高效率涡轮增压器在高增压柴油机上采用定压涡轮增压系统代替脉冲涡轮增压系统是一种发展趋势，同时提高增压器效率，改进增压器与柴油机的配合，都可显著降低燃油消耗率。（2）增加行程缸径比S/D增大S/D一方面可增加燃气的膨胀功，另一方面可在保持活塞平均速度Cm不变的情况下大幅度降低柴油机转速，由此显著提高螺旋桨效率。（3）提高最高爆发压力pz和平均有效压力pe之比由理论循环的研究和实践证实，提高pz/pe，可显著提高循环经济性（但同时也大幅度增大了机械负荷）。现代船用柴油机分别采取了增大Pz和降低pe的节能措施，目前pz已增大到13～15MPa，甚至18MPa；降低pe，即降功率使用。（4）增大压缩比ε在高增压柴油机上为了保证部件有足够的机械强度，过去一贯采用的措施是通过降低压缩比以限制pz，但由此也降低了经济性，显然，这种措施已不符合现代柴油机的发展需求。现代船用柴油机根据理论循环的研究仍然采用了适当增大压缩比的措施。（5）采用可变喷油正时（VIT）机构喷油泵采用VIT机构在部分负荷时可保持最高爆发压力基本不变，从而改善了部分负荷时的运转经济性。（6）努力提高机械效率ηm现代柴油机采用短裙活塞，并由5道活塞环减为4道活塞环，尽量减少活塞的摩擦损失，以提高机械效率。由此可使机械效率提高到93％。（7）采用动力涡轮系统（TCS系统）现代大型低速柴油机由于废气涡轮增压器效率的大幅度提高，使得在柴油机正常运转时可利用部分柴油机排气带动一个专设的动力涡轮，并将其所做的功通过齿轮传送给曲轴。（8）轴带发电机（PTO）在主机正常运转期间，通过专设的恒速传动装置驱动一专用发电机（要求主机转速超过70％标定转速），可发出满足船舶航行需要的标定电力。在主机转速变动或波动时通过恒速传动装置可保证发电机转速恒定，或可通过可控硅变频装置保证发出电压和频率稳定不变。（9）柴油机废热再利用例如柴油机排气、缸套冷却水以及空冷器冷却水热量的开发与利用。B1.当代新型船用低速柴油机在结构上的特点大致是（）。A．大缸径，少缸数B．钻孔冷却，超长行程C．小缸径，多缸数D．大缸径，低转速A2.关于行程缸径比S/D应该是（）。A．二冲程低速机为S/D比四冲程机大B．二冲程低速机的S/D比四冲程机小C．从历史发展看，四冲程机的S/D增加很快D．从历史发展看二冲程机的S/D没有明显变化D3.现代船用低速柴油机的发展特点有（）。Ⅰ.增大行程缸径比S/DⅡ.提高转速，增大功率Ⅲ.减小行程缸径比S/DⅣ.燃烧室采用钻孔冷却Ⅴ.增大缸径，提高功率Ⅵ.广泛采用等压增压A．Ⅱ＋Ⅲ＋ⅥB．Ⅰ＋Ⅳ＋ⅤC．Ⅱ＋Ⅴ＋ⅥD．Ⅰ＋Ⅳ＋ⅥD4.柴油机提高行程缸径比S/D后，对柴油机的影响有（）。Ⅰ.宽度、高度增加Ⅱ.对混合气形成有利Ⅲ.机械负荷减小Ⅳ.有利于弯流扫气Ⅴ.对曲轴刚度要求高Ⅵ.轴系纵振与扭振加重A．Ⅱ＋Ⅲ＋Ⅳ＋Ⅴ＋ⅥB．Ⅰ＋Ⅱ＋Ⅲ＋Ⅳ＋ⅤC．Ⅰ＋Ⅱ＋Ⅳ＋Ⅴ＋ⅥD．Ⅰ＋Ⅱ＋Ⅲ＋Ⅴ＋ⅥB5.超长行程柴油机的优点有（）。Ⅰ.提高螺旋桨效率Ⅱ.提高机械效率Ⅲ.提高柴油机转速Ⅳ.增加燃气的膨胀功Ⅴ.降低活塞平均速度Ⅵ.改善燃烧质量A．Ⅲ＋Ⅳ＋ⅥB．Ⅰ＋Ⅳ＋ⅥC．Ⅱ＋Ⅴ＋ⅥD．Ⅰ＋Ⅲ＋ⅥC6.为了减轻曲轴的重量，现代曲轴制造工艺中的一项重要成就是（）。A．红套曲轴B．锻造曲轴C．焊接曲轴D．铸造曲轴A7.现代船用大型柴油机的结构特点有（）。Ⅰ.采用液压式气阀传动机构Ⅱ.采用厚壁轴承Ⅲ.燃烧室部件采用钻孔冷却结构Ⅳ.采用独立的气缸润滑系统Ⅴ.曲轴上增设轴向减振器Ⅵ.焊接曲轴A．Ⅰ＋Ⅲ＋Ⅳ＋Ⅴ＋ⅥB．Ⅰ＋Ⅱ＋Ⅲ＋Ⅳ＋ⅤC．Ⅰ＋Ⅱ＋Ⅳ＋Ⅴ＋ⅥD．Ⅰ＋Ⅱ＋Ⅲ＋Ⅴ＋ⅥB8.现代大型低速柴油机的结构特点是（）。Ⅰ.薄壁强背钻孔冷却式燃烧室Ⅱ.A型整体焊接式机架与刚性底座Ⅲ.全支撑十字头轴承下轴瓦与短连杆Ⅳ.旋转排气阀与液压气阀传动机构Ⅴ.整体式焊接曲轴与薄壁轴瓦Ⅵ.柔性支撑的薄壁缸套与双排气缸油注油孔A．Ⅱ＋Ⅲ＋Ⅳ＋ⅥB．Ⅰ＋Ⅲ＋Ⅳ＋ⅤC．Ⅱ＋Ⅳ＋Ⅴ＋ⅥD．Ⅰ＋Ⅲ＋Ⅴ＋ⅥD9.现代船用低速柴油机的发展特点有（）。Ⅰ.增大行程缸径比Ⅱ.增大缸径，提高功率Ⅲ.采用钻孔冷却Ⅳ.等压增压A．Ⅰ＋ⅡB．Ⅰ＋Ⅱ＋ⅢC．Ⅰ＋Ⅱ＋Ⅲ＋ⅣD．Ⅰ＋Ⅲ＋ⅣA10.柴油机向长行程发展的原因有（）。Ⅰ.燃气膨胀充分Ⅱ.对弯流扫气，改善扫气质量Ⅲ.降低转速，提高螺旋桨效率Ⅳ.提高增压压力A．Ⅰ＋ⅢB．Ⅰ＋Ⅲ＋ⅣC．Ⅰ＋Ⅱ＋Ⅲ＋ⅣD．Ⅰ＋Ⅱ＋ⅢD11.当代船用柴油机发展中的最显著特点是（）。A．增大输出功率B．增大气缸直径C．自动检测D．提高经济性C12.在近代船用柴油机的发展中起关键作用的技术成就是（）。A．大缸径，焊接结构B．超长行程，低油耗C．废气涡轮增压，低油耗D．使用劣质油，低速化B13.发展超长行程的一个重要原因是（）。A．提高转速B．燃气膨胀充分C．提高增压压力D．降低活塞平均速度B14.现代低速柴油机增