1、 1 船舶柴油机课程复习题 教材：船舶柴油机 . 朱建元主编 .北京：人民交通出版社 , 2004 一概念题（ 180 小题） 1 由于柴油的粘度大、蒸发性差、要形成可燃混合气必须采用 高压喷射 的方式。 2 分隔式燃烧室的经济性比直喷式燃烧室 差 。 3 闭式循环冷却系统中使 用的冷却水 ， 一般的江水、河水 不 可以使用 。 4 冷却水通过散热器的循环称为 大循环 。 5 柴油机的过量空气系数 一定大于 1。 6 废气涡轮增压器中的喷嘴环属于 涡轮 部分 ，而不属于压气机部分 。 7 轻柴油的牌号是以其 凝点温度 命名的。 8 有效燃油消耗率 为发动机 单位时间 所作有效功所消耗的燃油质量
2、 。 9 低速船用主机的启动 方式为 压缩空气 启动方式 10 发动机润滑方式 是 压力润滑 、 飞溅润滑 和油脂润滑 相结合的润滑方式。 11两速式 调速器的作用是 稳定最低转速，限制最高转速 。 12船舶柴油机 正常的冷却水 出口 温度范围为 70 80 。 13 调速器 通过 调节油量 来控制 转速。 14对于全速调速器，发动机的转速取决于 调速手柄的位置 。 15 随着转速的提高，最佳供油提前角应该 增大 。 16. 内燃机的排量是指 所有气缸工作容积总和。 17. 已知发动机标定工况的有效功率 Pe=92kW、转速 n=5800r/min，则该工况发动机的转矩Me 为 151（ Nm
3、） 。 18. 机体的底平面位于曲轴轴线平面以下为 龙门式机体。 19.发动机的外特性是指 发动机全负荷的速度特性。 20.四行程发动机的配气凸轮轴转速是 曲轴转速的 21 。 21气门间隙是指 发动机在冷态下，当气门处于关闭状态时 ，气门与传动件之间的间隙。 22发动机的标定功率有 15min 功率、 1h 功率、 12h 功率、持续功率，其中船用主机的标定功率为 持续功率。 23.设气缸工作容积为 SV ，燃烧室容积为 cV ，气缸总容积 aV ，则压缩比 的概念是2 CCSV VV 。 24.已知发动机的有效燃油消耗率 ge=300g/(kWh),耗油量 Gf=22.2kg/h,有效功率
4、 Pe（ kW） 为74.0（ kW） 。 25.柴油机的速度特性是指 发动机的油门调节机 构位置一定，各主要性能参数（ Pe 、 Mq、 ge）随发动机转速的变化规律。 26.四行程发动机，发火顺序为 1 3 4 2 1，当 3 缸排气时， 1 缸进气、 4 缸作功、 2 缸压缩。 27.四行程发动机的气门重叠角发生在 排气上止点 。 28 二冲程柴油机的换气活塞处在 下止点附近位置。 29机械式调速器同时具有 起动加浓的功能。 30活塞环与缸壁、连杆小头衬套和活塞销、凸轮与气门挺柱处多采用 飞溅润滑方式 。 31若 n 不变，则功率 Pe 与转矩 Me 的关系是 Pe 大则 Me 大。 3
5、2四缸四行程发动机，其连续作功两缸的作功间隔为 180 33供油提前角是指供油开始至 活塞到达上止点 的曲轴转角。 34发动机缸内气体压力最低的是 进气过程 。 35活塞在上下运动过程中会产生 往复惯性力。 36进气门直径一般比排气门 大。 37决定柴油机最佳供油提前角的依据是 发动机的最大功率和最低燃油消耗率。 38两速式调速器能自动调整柴油机供油量的依据是 发动机转速。 39活塞每走一个行程，相对于曲轴转角 180。 40目前大型柴油机必须采用 油冷活塞。 41船舶主机发动机正常的冷却水出水温度范围为 70 80。 42发动机正常的机油温度范围为 70 90。 43 在柴油机中，改变喷油泵
6、齿条位置，即改变了喷油泵的 循环供油量。 44柴油机的喷油始点是以 针阀开始 起跳为准。 45压力润滑用于负荷大、运动速度高的摩擦表面，如 主轴颈与轴瓦。 46 常用的 形燃烧室所采用的喷油器是 孔式喷油器。 47发动机转速 120r/min，曲轴旋转半径 1.5m，活塞的平均速度为 12 (m/s) 。 48 二冲程发动机转速 120r/min，完成一个工作循环所需时间为 0.5 s。 3 49轻柴油的低热值为 42.5 MJ/kg。 50燃烧 1 千克柴油理论所需的空气量为 14.3 kg。 51设某发动机的进气提前角为，进气迟闭角为，排气提前角为，排气迟闭角，则该发动机的进排、气门重叠角
7、为 + 。 52喷油器开始喷油时的喷油压力取决于 调压弹簧的预紧力 。 53在柴油机喷油泵中，当柱塞的直槽与低压油孔相通时，则为 停止供油 。 54二行程直流扫气发动机的排气凸轮轴转速 等于曲轴的转速。 55 一台发动机的气缸工作容积是燃烧室容积的 14 倍，则发动机的压缩比为 15 。 56 直列式六缸发动机的发火次序一般为 1 5 3 6 2 4。 57. 发动机的性能指标主要有 动力性指标（有效功率 Pe、有效转矩 Me）、经济性指标（燃油消耗率 ge） 、排污指标（ CO、 HC、 NOx、 PM）等 。 58凸轮轴由曲轴传动，其传动方式有 齿轮式、链条式、齿形带式 三种。 59.完成
8、一个工作循环，曲轴旋转二周（ 720 度）的为 四行程 发动机。 60. 柴油机的构造主要由 机体组、曲柄连杆机构、配气机构、燃油供给系统、冷却系统、润滑系统、启动系统、增压系统 等组成。 61. 发动机的型号为 12VEDZ30/55B 解释为 气缸数 12 缸， V 型排列，二冲程、十字头式连杆 、可倒转、增压、水冷、气缸直径 30cm、行程 55cm、第二代产品。 62. 气环的作用是 密封和导热 。 63. 常见的气环断面形式的类型有 矩形环、锥形环、扭曲环、梯形环、桶形环等。 64.内燃机的进排气配气相位是 进气门在上止点前提前开，排气门在下止点前提前开，进气门在下止点后迟后关，排气
9、门在上止点后迟后关 。 65.完成一个工作循环，曲轴旋转一周（ 360 度）的为 二行程 发动机。 66.曲柄连杆机构由 机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组 的零件组成。 67.飞轮的功能是 储存和释放能量；动力的输出端连接处；盘车用；刻有定时标 记，用于校核定时（如带有齿圈，起动用）。 68.多气门发动机的优点是 通流截面积的增大，进排气充分，功率转矩增大；气门质量小，运动惯性力小，动态响应快；有利于喷油器或火花塞尽量置中，对燃烧有利 。 69 12VE230ZC1 的含义是 12 缸、 V 型排列、水冷、二冲程、缸径 230mm、增压、船用主机、左机基本型。 70起动发动机时，必须克服的阻力有
10、 缸内被压缩气体的阻力、发动机本身及其附件相对运4 动零件之间的摩擦阻力 。 71喷油器应具有一定的 压力和射程 ，以及合适的 喷雾锥角和小的颗粒度 。还应在规定的停止喷油时刻迅速地 切 断燃油的供给 ，不发生滴漏现象。 72喷油泵的功用是 定时、定量 地向喷油器输送燃油。 73 .柴油机起动转速较高，一是防止 气缸漏气和热量损失过大 ，以保证压缩终了时气缸内有足够的压力和温度；二是使 喷油泵建立足够高的压力 和在气缸内造成一定的 空气涡流 。 74柴油机机械式喷油泵按作用原理不同大体可分为三类，即 柱塞式、喷油泵 -喷油器、转子分配式喷油泵。 75废气涡轮增压器中有喷嘴环、扩压器等部件，其中
11、属于压气机部件的为 扩压器 。 76轻柴油的牌号是以其 凝点温度 命名的。 77柴油的自燃性用其 十六烷值 参数表示。 78柴油机燃烧室按结构形式分为 直喷式燃烧室和分开式燃烧室 两大类。 79活塞必须具有 足够的强度、质量小、良好的导热性和较小的膨胀系数、良好的耐磨性 的性能。 80按调速器的作用范围分类有 两速、全速 调速器。 81必须装有调速器的发动机是 柴油机。 82. 废气涡轮增压器中有喷嘴环、扩压器等部件，其中属于涡轮部件的为 喷嘴环 。 83分隔式燃烧室 柴油机的特点是 起动困难，压缩比高，装有电热塞；采用轴针式喷油器；经济性较差；过量空气系数小。 84柴油机 分隔式燃烧室形式有
12、 涡流式和预燃式 两种。 85如柴油机的过量空气系 数为 2，则其空燃比为 28.6。 86等压出油阀的主要作用是 高压油泵回油后，使高压油管维持一定的残余油压 。 87柴油机高压油泵下斜槽式柱塞是控制 压油结束 时间。 88排气涡轮增压的形式有 定压增压与变压增压（脉冲） 两种基本形式。 89 民用船用主机（发动机直接带动螺旋桨），其螺旋桨特性是功率与转速呈 3 次方 关系。 90 压气机的特性曲线图上标有的信息参数有 喘振、气阻、转速、效率、流量 。 91机械损失功率 主要包括 各运动件摩擦损失功率、驱动附件功率、换气（泵气）损失功率等 。 92发动机的测功机有 水力测功机、电 力测功机、
13、电涡流测功机 三种。 93 发动机机械损失功率的测定有 示功图法、停缸法、倒拖法、油耗线法 四种。 5 94 压气机的转速不变，当流量减小到一定程度，气流难以进入压气机叶轮，压气机会出现喘振 现象。 95压气机的转速不变，当流量增大到一定程度，气流以当地音速流动，流量不变，压气机会出现 气阻 现象。 96船用发动机的标准大气条件是 大气温度 303 K，大气压力 100kPa（干空气压 99kPa,水蒸气分压 1kPa） 。 97评价柴油机油束特性参数的三个基本参数是 油束射程、喷雾锥角、液滴当量直径 。 98 柴油机喷油 器油束的射程是指 着火时 油束的前锋离开喷孔的距离。 99 作用在曲柄
14、连杆机构上的力有 气体力和运动质量惯性力 。 100高强化发动机的活塞，为了减轻活塞顶部和头部的热负荷，应采用 油冷 活塞。 101发动机工作时，曲轴在周期性转矩作用下，各曲拐之间发生周期性相对扭转的现象称为 扭转振动 。 102发动机型号为 6250ZC，解释为 6 缸、直列、水冷、增压、四冲程、 250mm 缸径、船用右机 。 103柴油机在安装气环时，各个气环的切口应该 径向均布 。 104二冲程发动机完成一个工作循环，曲轴旋转 360 度。 105冷却系 统的设备主要有 淡水泵、海水泵、淡水冷却器、自动调温器、压力表、温度表、膨胀水箱以及阀门和管路 等。 106润滑系统的作用是 润滑、
15、冷却、清洁、密封、防腐、消振隔声 。 108 平均指示压力 指单位气缸工作容积一个工作循环所做的指示功 。 109充量系数 指 进气终了，实际进入缸内的空气质量与理论上（按照进气管状态）充满气缸工作容积的空气质量之比。 110柴油机外特性是 全负荷（油门最大开度）的速度特性。 111过量空气系数是 燃烧 1kg 燃料实际供入缸内的空气质量与理论上完全燃烧所需的空气质量之比。 112压缩比是 气 缸总容积与燃烧室容积之比。 113 负荷特性指 转速不变，内燃机各热力参数随负荷的变化规律。 114 速度特性指 柴油机油泵齿条位置一定，发动机各热力参数 随转速的变化关系。 115柴油发火性是 指柴油
16、的自燃能力。 116 万有特性是 表征发动机各热力参数随各工况点（ Pe， n）的变化规律，用等值线表示。 6 117有效燃油消耗率是 发动机所作单位有效功（ kW h）所消耗的燃油质量（ g）。 118 扫气效率是指 换气过程结束之后，气缸内新鲜充量的质量与缸内气体总量的比值（表征扫气干净程度）。 119 扫气系数 是指 通过扫气口 的全部扫气充量与换气过程结束后气缸内新鲜充量的质量之比（表征扫气空气相对消耗量）。 120 过量扫气空气系数是指每循环流过扫气口的充量质量与扫气状态下，气缸冲程容积的充量质量之比（表征扫气空气绝对消耗量）。 121给气效率是指 换气过程结束之后，气缸内新鲜充量与
17、通过扫气口的全部扫气充量之比（表征扫气空气所占的比例）。 122 残余废气系数是指 进气终了时，留在缸内的残余废气量与新鲜空气量 之比 （表征扫气干净程度）。 123机械效率是指 有效功率与指示功率之比。 124有效转矩是指 发动机通过飞轮对外输出的转矩。 125最佳喷油提前角是 在转速和供油量一定的条件下，能获得最大功率及最小燃油消耗率的喷油提前角。 126气门重叠角是指 进排气门同时开启的角度 。 127统一式燃烧室 是指由凹形活塞顶与气缸盖底面所包围的单一内腔，几乎全部容积都在活塞顶面上 。 128 内燃机是指 燃料在机器内部燃烧的发动机 ，包括燃气轮机、柴油机、汽油机。 129. 利用
18、内燃机假想的理论循环能够清楚的比较说明 影响内燃机热能利用完善程度 的主要因素。 130当代船舶柴油机采用 定压加热循环 的工作效率最高。 131把内燃机在一个循环中气缸内工质状态 的变化，表示为压力和容积的关系，即压力与活塞行程的关系的图称成为 示功图 。 131对于柴油机为保证在压缩终点的气体温度不低于燃料的自燃温度，这是 压缩比低限 取定的原则。 132二冲程柴油机的泵气损失为 零 。 133柴油机在怠速运行时，其有效燃油消耗率为 无穷大 。 134柴油机的指示热效率比有效热效率 低 。 135柴油机的排气温度越高，其经济性越 差 。 7 136活塞平均速度是 转速和行程 的函数。 13
19、7在柴油机的机械损失功率（摩擦损失、拖动损失、泵气损失）中， 摩擦损失 所占的比例最大。 138柴油机供油系统采用 容压卸载式出油阀，即 卸载的燃油容积 一定。 139可变喷油定时机构的英文缩写为 VIT。 140船用柴油机普遍采用 闭式 喷油器。 141四冲程柴油机的排气分为自由排气阶段和强制排气阶段，其主要靠 自由排气阶段 排出大量的废气。 142柴油机时面值大小还与柴油机的 运行转速和行程 有关。 143增压器一旦出现 喘振 现象，表明当时的涡轮功率远大于压气机的功率，这是绝对不容许的。 144增压器出现气阻现象，表明气流达到 当地音速，流量不变 。 145柴油机功率的增大会受到 机械负
20、荷 、热负荷增压器转速 的限制。 146定压涡流增压系统的涡轮效率比脉冲涡轮增压系统的涡轮效率 高 。 147定压涡流增压系统的扫气质量比脉冲涡轮增压系统的 差 。 148曲柄连杆机构的往复惯性力主要由 一次往复惯性力和二次往复惯性力 合成。 149扭转振动是轴段绕 自身的回转中心 作来回扭转的振动。 150为精确测得柴油机缸内 p- 图，在测定气体压力的同时，还需要同步测定 曲轴转角信号和上止点信号 。 151用压电石英传感器测定并记录压力信号时，必须同时配备 电荷放大器和瞬态数据采集仪 。 152规定船用柴油机的超负荷功 率为标定功率的 110，并且在 12h 运行期间内超负荷运行1h。
21、152柴油机的燃烧过程可以分为 滞燃期、急燃期、缓燃期、后燃期 四个阶段。 153柴油机的 滞燃期 是指从喷油开始到燃烧开始的阶段。 154柴油机的 急燃期 是指从燃烧开始到缸内最高燃烧压力出现点的阶段。 155柴油机的 缓燃期 是指缸内最高燃烧压力出现点到最高温度出现点的阶段。 156柴油机的 后燃期 是指缸内最高温度出现点到燃料燃尽的阶段。 157柴油机燃烧过程的滞燃期应该尽可能短一些，有利于改善 NOx排污和工作的粗暴性 。 158柴油机 后燃期 的热 量利用率最低。 159 采用排气涡轮增压（中冷）技术 是大幅度提高柴油机动力性最有效的途径之一。 160 喷油规律（速率） 是指单位曲轴
22、转角的喷油的变化率随曲轴转角的变化规律。 8 161多缸柴油机的喷油泵应保证：各缸的 喷油次序与发火次序一致、各缸的供油量均匀和各缸的供油正时一致。 162在柴油机和增压器匹配实验时，增压器可调部件是 扩压器和喷嘴环的出口面积和方向。 163定压涡轮增压系统主要用于 增压压力较高、运行工况较稳定的柴油机。 164脉冲涡轮增压系统主要用于 增压压力较低、运行工况变化较频繁的柴油机。 165大型船用柴油机使用 轴流式涡轮。 166中小型柴油机使用 径流式涡轮。 167在机械损失功率中 活塞与缸套的摩擦损失功率最大。 168船用柴油机的燃烧接近于 定压燃烧过程。 169脉冲转换器增压系统同时具有 定
23、压和脉冲增压系统的优点。 170增压器的转速在 数万转 /分钟以上。 171柴油机高压油泵上斜槽式柱塞随着油量的增大 供油的始点提前 。 172船用主机高压油泵采用 上斜槽式柱塞。 173发电机组高压油泵采用 下斜槽式柱塞。 174车用柴油机高压油泵采用 上、下组合斜槽式柱塞。 175船用机起动时 ，压缩空气是在 气缸膨胀冲程初期定时进入气缸的。 176采用压缩空气起动方式， 二冲程柴油机的气缸数必须大于四缸。 177采用压缩空气起动方式， 四冲程柴油机的气缸数必须大于六缸。 178大型船用柴油机不组织 进气涡流。 179大型船用柴油机采用 开式燃烧室。 180大型船用柴油机一般采用 机械式的
24、单体泵。 二简答题（ 10 题） 1请说明发动机机体的工作条件及其要求。 答：机体是发动机的基体和骨架，它不仅承受高温高压气体作用力，而且发动机的几乎所有零件都安装在气缸体上，因而要求气缸体具有足够的强度和刚度， 为减轻整机总量，还要求气缸体结构紧凑、重量较轻。 2请说明连杆具有足够的强度、刚度和重量轻的理由。 答：连杆具有足够的强度、刚度和重量轻的理由是根据连杆的工作条件，连杆在工作时要承9 受活塞销传来的气体压力、活塞连杆组往复运动的惯性力和连杆大头绕曲轴旋转产生的旋转惯性力的作用，且连杆本身又是一个较长的杆件。 3请叙述发动机机体组的主要功能和要求。 答：机体是发动机的基体和骨架，它不仅
25、承受高温高压气体作用力，而且发动机的几乎所有零件都安装在气缸体上，因而要求气缸体具有足够的强度和刚度，为减轻整机总量，还要求气 缸体结构紧凑、重量较轻。 4多缸柴油机的对喷油泵的要求是什么？ 答：各缸的供油次序符合所要求的发火次序；各缸供油量均匀，不均匀度在标定工况下不大于 3 4；各缸供油提前角一致，相差不大于 0.5曲轴转角。 5说明 负荷特性的测试方法。 答：负荷特性的测试方法是在发动机的台架试验台上，逐一固定某一油量控制位置（齿条位置），通过调节测功机的（加减）负荷，使转速维持一定，测量各主要热力参数随负荷的变化规律。 6说明速度特性的测试方法。 答：速度特性的测试方法是在发动机的台架
26、试验台上，油量控制位置（齿条位置） 一定，通过调节测功机的（加减）负荷，使发动机的转速变化，测量各主要热力参数随转速的变化规律。 7柴油机 采用多气门结构发动机有什么优点？ 答：通流截面积的增大，进排气充分，功率转矩增大；可适当减小气门升程，气门质量小，运动惯性力小，动态响应快；排气门的直径可适当减小，有利于降低其工作温度，提高工作可靠性；有利于喷油器尽量置中，对混合气形成和燃烧排放有利。 8柴油机喷油规律与供油规律的主要差异？ 答：喷油规律与供油规律的主要差异是喷油始点晚于供油始点；喷油持续期长于供油持续期；最大喷油速率低于供油速率。 9柴油机理想的放热规律是什么？ 答： 柴油机理想的放热规
27、律是滞燃期不滞、急燃期不急、缓燃期不缓、后燃期不后，即先缓后急。 10 二冲程柴油机的扫气形式有哪几种？哪种性能最好？ 10 答：二冲程柴油机的扫气形式有直流扫气、回流扫气、横流扫气三种。直流扫气的性能最好。 三论述题（ 20 题） 1为什么说冷态下，标准的活塞是上小下大、长轴垂直于活塞销轴线的椭锥体？ 答：活塞纵断面制成上小下大的锥形或桶形的理由是活塞轴线方向活塞的温度是上高下低，活塞的热膨胀量自然是上大下低。因此，为使活塞工作时裙部接近圆柱形，须把活塞制 成上小下大的圆锥形或桶形。将活塞的横截面制成椭圆形的原因是发动机工作时，活塞在气体力和侧推力的作用下发生机械变形，而活塞受热膨胀时还发生
28、热变形。这两种变形的结果都是使活塞在活塞销孔轴线方向的尺寸增大。因此，为使活塞工作时裙部接近正圆形与气缸相适应，在制造时应将活塞裙部的横截面加工成椭圆形，并使长轴与活塞销孔轴线相垂直。 2为什么发动机中置式和下置式配气凸轮机构中要留气门间隙？ 答：发动机在工作时，气门将因温度升高而膨胀，如果气门及其传动件之间，在冷态时无间隙或间隙很小。则在热态下，气门及其传动件的受热膨胀 势必引起气门关闭不严，造成发动机在压缩和作功行程中的漏气，而使功率下降，严重时甚至不易起动，气门烧坏。如果气门间隙过大，则使传动零件之间以及气门和气门座之间将产生撞击，响声，同时也会使气门开启的持续时间减少，气缸的充气及排气
29、情况变坏。为了消除这种现象，通常在发动机冷态装配时，在气门与其传动机构中，留有适当的间隙，以补偿气门受热后的膨胀量。 3为改善混合气的形成条件，对柴油机及其供给系统的要求是什么？ 答：为改善混合气的形成条件，对柴油机及其供给系统的要求是： 1）采用十六烷值较高的柴油，有利于自燃； 2） 采用较高的压缩比，以提高气缸内空气温度，有利于柴油蒸发； 3）喷射压力必须足够高，在一个工作循环内，各缸均喷油一次，以利于柴油雾化和高效率的燃烧； 4）在燃烧室内形成强烈的空气运动，促进柴油和空气的均匀混合； 5）对于多缸机，在某一工况下，各缸和各循环的喷油量、喷油提前角均应一致。 4柱塞式喷油泵的速度特性是什么？有何危害？如何解决？ 答：在油量调节机构位置一定时，供油量随转速的变化关系为柱塞式喷油泵的速度特性。当外界负荷突然减小时，发动机的转速会突然上升，而此时本应减小供油量，但在油量调节机构位置一定时，供油 量随转速的上升，供油量自动增大，更促使发动机的转速升高以至于超
