船舶柴油机主推进动力装置832第七章柴油机的特性91题参考资料

1、薈第七章柴油机的特性91题 膃第一节船舶柴油机的工况和运转特性的基本概念11题 芄考点1:船舶柴油机的运转工况 5题 蕿1 佼匕机一匚出 羆电力传动的船舶主机和发电副机按发电机工况运行。在这种工况下，为了 保持电网电压稳定和一定的电流频率，由调速器控制柴油机保持恒速运转。 它的 功率随着航行条件的变化或船舶用电量的变化， 可以从零变化到最大许用值。因 此，柴油机的发电机工况是转速不变而功率随时发生变化的工况。 芆2 吆屣桨丄出 莄用来直接驱动螺旋桨的船舶主机是按螺旋桨工况运行的。在此工况下，柴 油机按一定的转速将其功率通过轴系传给螺旋桨，螺旋桨在水中旋转产生推力克 服船舶航行阻力使船保持航速。

2、螺旋桨的吸收功率就等于主机发出的功率（忽略 轴系的传递损失情况）。在螺旋桨工况下，柴油机发出的功率和其转速都是改变 的。螺旋桨在工作时其吸收功率与转速的 m次方成比例（Pp= cnm）。通常在稳定 运转时，螺旋桨吸收功率Pp与转速n的三次方成比例，即Ppgf。相应柴油机功 率Pe与转速的关系可写成Pe= cn30我们把柴油机按此关系运转的工况称为柴油 机的螺旋桨工况。 羀3M也工比 螈柴油机在此类工况下运行时，它的功率与转速之间没有一定的关系。柴油 机的转速是由工作机械所需的速度决定的，而功率则由运行中所遇到的阻力决 定。比如驱动调距桨的主机是根据不同的调距桨叶的角度在某一转速下要求不同 的功

3、率；驱动应急救火泵或应急空压机的柴油机分别要求符合水泵或空压机的工 况；即使直接驱动螺旋桨的主机，当航行条件和运行状态发生变化时（海面状况、 气象条件、航区、装载、船舶污底以及船舶转向等），船舶阻力发生改变，通过 螺旋桨影响主机的功率和转速。 羅A1.柴油机转速不变而功率随时发生变化的工况，称为（）o 蒃A 发电机工况 莁B.螺旋桨工况 膆C.面工况 螄D.应急柴油机工况 螂B2.柴油机的功率随转速按三次方关系而变化的工况，称为（）。 袈A .发电机工况 螇B.螺旋桨工况 薃C.面工况 衿D.应急柴油机工况 蚀 薆C3.柴油机在同一转速下可有不同输出功率，在同一功率下可有不同转速，这 种工况称

4、为（ ）。 蚃A .发电机工况 芀B.螺旋桨工况 肇C.面工况 莅D.应急发电机工况 螃 蚁C4.用于驱动应急空压机的柴油机工况为（）。 蝿 A .发电机工况 膃B.螺旋桨工况 袃C.面工况 肁D.应急柴油机工况 芇 膆B5.在船舶上按面工况工作的柴油机有（）。 IV .应急发电 羃I.主机n .发电柴油机m.驱动应急空压机的柴油机 机 V 救生艇柴油机 肃 d . I + h + k + w + v 虿 蒇第二节 速度特性和速度特性参数分析 20 题 蚄考点 1：速度特性的概念及试验标准 11 题 膂 将柴油机喷油泵油量调节机构固定在相当于标定转速下发出标定功率的供 油位置上，然后，通过调节

5、试验负荷，逐步改变柴油机的转速。在各个稳定转速 下，测取对应的Pe、Me、Pe、be、tr、Pk、E等参数值，由此得到的性能指标及工 作参数随转速变化的规律即为全负荷速度特性，亦称外特性。 肀 全负荷速度特性的测量应遵循国家确定的统一试验标准。环境状况直接影 响着柴油机的工作性能。我国国家标准规定的标准环境为： 腿 大气压力po= 100kPa （或750mmHg）,相对湿度 o = 30%,环境温度To= 298K或25C,中冷器冷却介质进口温度 Tc0= 298K或25C。 螇 对于 无限航区”的船用内燃机其标准环境应遵循国际船级协会（IACS ）规 定的环境状况： 膂 大气压力p= 10

6、0kPa,相对湿度0= 60%,环境温度T= 318K或45 C,中 冷器冷却介质进口温度Tex= 305K或32C。 蒁 标定功率指标准环境状况下,制造厂根据内燃机的用途和特点规定的标定 转速下的有效功率（kW）。标定功率按不同用途分为：15 min功率；1 h功率； 12 h功率；持续功率。 薇 全负荷速度特性可表示为柴油机在不超过标定供油量的条件下,各转速下 所能发出的最大功率。作为船舶推进柴油机（主柴油机） ,在实际使用时考虑到 航行条件和船舶污底情况， 为保证主机在各种运转条件下均能长期可靠运转， 主 机都留有适当的功率储备，即主机长期运转最大功率要低于标定功率一个值。 蒆我国船用柴

7、油机标准规定，船用柴油机的超负荷功率为标定功率的110%（与之 对应的转速为标定转速的103%,并且在12 h运转期内允许超负荷运转1 ho 节 测定超负荷特性时，由于喷油泵油量调节机构固定在最大供油量位置上， 气缸内的温度和压力都很高, 致使机件受到很大的热应力和机械应力, 柴油机处 于超负荷状态下工作。因此，按超负荷特性工作的时间不能太长。 袂 如果将喷油泵油量调节机构固定在比标定功率油量小的各个位置上,然后 通过上述方法分别测得柴油机的主要性能指标和工作参数随转速变化的关系， 称 为部分负荷速度特性。由于油量调节机构固定的位置不同，可测得若干条柴油机 部分负荷速度特性曲线。 艿B1 .喷

8、油泵油量调节机构固定在标定工况下供油位置上，用改变负荷的方法来 改变转速，这样测得主要性能指标和工作参数随转速的变化规律，称为（ ）o 芅A超负荷速度特性B.全负荷速度特性 莂B全负荷速度特性 罿C部分负荷速度特性 螇D 限制负荷速度特性 肄 蒂C2.油泵油量调节机构固定在小于标定供油量的各个位置，用增加负荷的方法 降低转速， 这样测得的主要性能指标和工作参数随转速变化的规律， 称为（ ）o 莀A .超负荷速度特性 蒈B.全负荷速度特性 肇C.部分负荷速度特性 薂D.限制负荷速度特性 螀 羆B3.全负荷速度特性的测定必须遵守国家确定的统一试验标准，其中一个是 （ ）o 袅A 标准试验航区 蚂B

9、.标准试验环境 賺C.标准试验转速 蚈D.标准试验供油量 薄 蚂D4.根据我国钢质海船入级规范规定，船用柴油机全负荷速度特性测定试 验时所用的标定试验功率为（ ）。 薂A. 15 h功率 肆B. 1 h功率 蚇C. 12 h功率 螁D.持续功率 蝿 袈C5.根据我国船用柴油机标准规定，船用柴油机的超负荷功率为标定功率的 （ ）。 莆 A. 103% 袁 B. 105% 膀 C. 110% 薀 D. 115% 膅 羁C6.在测定速度特性过程中，下列哪一个参数是不可改变的（）。 薁A .转速 羈B.负荷 羄C.循环供油量 肁D 转矩 羂 蚀C7.在测定速度特性过程中，是通过改变（）来使柴油机转速发

10、生变化，而 得到其他参数的变化规律。 羇A .供油量 賺B.转速 聿C.外负荷 腿D.压缩比 螅 芁A8.对柴油机进行速度特性试验是为了（）。 葿A .了解柴油机所具有的潜力 衿B. 了解柴油机的使用条件 薄C.模仿柴油机的运行规律 薅D.开发柴油机的运行潜力 袀 莇D9.按照规定，在柴油机超负荷运行的1 h内，功率达到110%?b不允许的现象是 （ ）。 薇A .超转速 蚅B.产生振动 芁C.转速波动 聿D.冒黑烟 莆 螄D10.不改变平均有效压力，而改变柴油机的转速，这种运转特性称为（ 蚂A .推进特性 蒇B.负荷特性 肅C.调速特性 袄D.速度特性 衿 艿C11.通常，无法在船舶使用条件

11、下测取的柴油机特性是（）。 袄A .调速特性 羄B.推进特性 芀C.速度特性 蚇D.负荷特性 袇 羄 蚁 荿考点2:柴油机按速度特性工作时主要工作参数的变化规律9题 蚆1 .充量系数n v 肄当柴油机转速升高时，因进排气系统的流阻增大，充入气缸内的新鲜空气 量减少；同时由于循环频率增大，气缸内壁面温度升高，会引起进入气缸内的空 气温度升高，使得缸内新鲜空气量减少。所以转速升高，充量系数n v是减小的。 肂2 .过量空气系数a 祎在厶bi为定值时，a值取决于每循环充入气缸空气量 G a。由于 Ga = Vs n v 丫 aVs为定值，而丫 a基本是不变的，所以4G a及a的变化只取决于充量系数C

12、的变化。其变化规律与n v的变化规律基本相同。 废气涡轮增压柴油机的情况有所不同，此时，n v和Y a均随转速变化。 bi不变 而n增加时，由于气缸排出的废气能量增加，使废气涡轮增压器输出的空气压力 增加，从而提高了进入气缸的空气密度 Ya。当转速n升高时，虽然n v呈下降趋 势但Ya增大的幅度大于n v减小的幅度，结果AG a将随n升高而增大。因此， 对废气涡轮增压柴油机来说，a随n升高而增大。 蒄3 指示热效率n i 膄影响柴油机指示热效率ni的因素很多，主要是过量空气系数 a、混合气形 成质量和燃烧质量。对于一台技术状态良好的柴油机来说，影响n i的最主要因 素是过量空气系数a。试验证明

13、，当柴油机按全负荷速度特性运行时，n i随a 增减而增减，相互间存在着正比的变化关系。尽管当 n变化时，燃油的喷射、雾 化、混合、燃烧情况以及气缸传热情况发生变化而对n i产生影响，但试验结果 表明除了过低转速外，在正常转速范围内这种影响很小。可以认为n i随n变化的 a随n变化的规律。因此，n i-f (n)和a -f (n)两条曲线在 形态上相似。 膈4 .平均指示压力Pi 薈由 Pi 的定义：Pi =W i/Vs= A bi H u n i/ AVs=A bi n i。A 为常数。 膃由于循环供油量变化很小，视Abi =常数。这样从上式可看出Pi基本上与n i成正比。 芄5 .机械效率n

14、 m 蕿 由公式n m= 1-Pm/Pi可知，机械效率n m取决于平均机械损失压力Pm和平均 指示压力Pi。其中Pm与n成直线关系，可用经验公式Pm = a+ bn来表示。式中a、b 因机型和使用条件而异。对于非增压柴油机，当 n增大时，Pm增大，而Pi减小， 使比值Pm/Pi增大，n m则减小。对废气涡轮增压柴油机，当 n增大时Pm和Pi同时 增大。低增压柴油机Pm比Pi增大得快，使Pm/Pi增大，n m减小；高增压柴油机Pm 比Pi增火得慢，使比值Pm/Pi减小,n m增大。 羆6 .有效指标Pe、Me、Pe和be、n e随转速n变化的规律 芆由Pe= Pi n m，在已知Pi、n m随n

15、变化规律后，可很方便地从二者乘积中 找出Pe随n变化的规律。对于非增压柴油机，n增大时，Pi和n m同时减小，所以 Pe随 n升高而减小；对于低增压柴油机，一般情况为 Pe随n升高而减小，但减小幅 度比非增压柴油机要小；对于高增压柴油机，Pe随n的升高而增大，但增大幅度 并不太大。 莄由Me= CP可知，M e和Pe可用不同的比例尺以同一条曲线来表示 羀由Pe= CPen可知，在柴油机的正常转速范围内，P e总是随n的增大而增大, 对于高增压柴油机增大得更快些。 羅B1.通常多数柴油机在下述某转速区，有效油耗率达到最低点( 蒃A. 莁B. 膆C. 螄D. 薃 螂A2. 袈A. 螇B. 薃C.

16、衿D. 蚀 薆A3. 蚃A. 芀B. 肇C. 莅D. 螃 蚁D4. 蝿 A. 标定转速 略低于标定转速 略高于标定转速 无规律 柴油机按速度特性工作，从理论上说，下列不变的是（）。 平均有效压力 转速 外负荷 功率 柴油机按速度特性工作时，其转速与功率之间的关系为（） Px n c 2 Px n c 3 Px n l 4 Px n 在转速不变的情况下，有效油耗率最高的负荷是（） 110%?b的超负荷 膃B. 100%?b的全负荷 袃C. 95b的部分负荷 肁D. 50Pb的部分负荷 芇 膆D5.柴油机按速度特性工作时，下列影响柴油机有效油耗率的正确说法是 （） 羃 A .柴油机负荷越低，其有效

17、油耗率也越低 芈B.柴油机负荷升高，其有效油耗率也增高 罿C.柴油机负荷越高，其有效油耗率也越高 羅D.全负荷时略低于标定转速时油耗率最低 肃 虿A6.在喷油量不变情况下，非增压柴油机从标定工况下转速下降，则曲轴的转 矩将会（ ）。 蒇A .增加 蚄B.减小 膂C.不变 肀D.先增加后减小 腿 螇B7.在喷油量不变的情况下，废气涡轮增压柴油机从标定工况下转速下降，则 过量空气系数将会（ ）。 膂A .增加 蒁B.减小 薇C.不变 蒆D.先减小后增加 节 袂A8 增压柴油机按速度特性工作，当转速升高时，其过量空气系数的变化是 （ ）。 艿A .增加 芅B.降低 莂C.不变 罿D.先减小后增加 螇

18、 肄D9.下列关于机械效率n随柴油机工况的变化规律叙述中，错误的是（） 蒂A . rm随负荷最大而最大 莀B.非增压机按高速特性工作时，nm随转速升高而降低 蒈C.柴油机按推进特性工作时，rm随转速升高而升高 肇D.增压机按速度特性工作时，rm随转速升高而降低 薂 螀 羆第三节 负荷特性和负荷特性参数分析 12 题 袅考点 1：负荷特性的概念 4 题 蚂 柴油机负荷特性是指在转速保持不变的情况下，柴油机的各项主要性能指 标和工作参数随负荷变化的规律。 膁 对柴油机负荷特性的研究，在实船柴油机管理中有着非常重大的意义。例 如，发电副机和船舶上装有全制式调速器的主机， 在设定转速不变的情况下， 当

19、 负荷发生变化时其转速保持不变，可认为这些柴油机是按负荷特性工作的。 蚈 负荷特性一般是在标定转速下测取的。为了更全面地了解柴油机特性，必 要时可在低于标定转速的若干不同转速下测取负荷特性。 负荷特性是标志柴油机 动力性与经济性的基本特性。 薄B1.不改变柴油机转速，而改变柴油机输出功率（或平均有效压力），这种运行 特性称为（ ） 蚂A .推进特性 薂B.负荷特性 肆C.调速特性 蚇D.速度特性 螁 蝿C2.船舶发电柴油机运转时按（）工作的。 袈A .速度特性 莆B.调速特性 袁C.负荷特性 膀D.推进特性 薀 膅D3对船用柴油机来说，（）必须测试其负荷特性。 羁A .船用主机 薁B.驱动应急

20、消防泵柴油机 羈C.救生艇柴油机 羄D.驱动发电机的柴油机 肁 羂A4.在负荷特性的测试过程中，（）是不可以改变的。 蚀A .转速 羇B.转矩 賺C.供油量 聿D负荷 葿考点2:柴油机按负荷特性工作时主要工作参数的变化规律8题 衿1 有效功率Pe和指示功率Pi 薄P e= Ppe是通过原点，有一定斜率的直线。因为 Pi= Bpe+ Bpm，转速不变时， 可认为Pm =常数，所以Pi = f ( Pe/ Pb)是一条截距为bpm、近似平行于Pe = f ( Pe/ Pb) 的直线。 薅2 .机械效率n m 袀根据公式n m= 1-Pm/Pi，而Pi= Pm+Pe，可看出n m与Pe之间的关系十分

21、明显: 当 Pe= 0时，n m= 00 莇3 .指示热效率n i 薇如前所述，指示热效率n i主要取决于过量空气系数a、混合气形成质量和 燃烧质量。对一台技术状态良好的柴油机，可认为n i主要取决于a，而a又主 要取决于循环充气量 Ga和循环供油量 bi 0对于非增压柴油机，当n不变而Pe 改变时， bi相对n v和 Ga的变化大得多。 蚅4.有效指标n e和be 芁n e是 n 和 n m的乘积。当Pe从Pb下降初期，ni随Pe下降而增大，n m却随Pe 下降而减小。在大多数情况下，开始时 n i的变化率大于n m的变化率。因此，n e随Pe降低而提高。当Pe继续下降，n i增大率减缓，而

22、n m减小率增大。在低负荷 区，n m随Pe降低而急剧减小，致使n e也以很大的变化率下降。 莆B1.柴油机按负荷特性工作时，随着负荷的增加，机械效率的变化规律是() 螄A .机械效率nm降低 蚂B.机械效率nm升高 蒇C.机械效率nm不变 肅D.无规律 袄 衿C2.柴油机按负荷特性工作时，随着负荷的增加，过量空气系数变化规律是 （ ）。 艿a .过量空气系数a曾大 袄B.过量空气系数o不变 羄c.过量空气系数a降低 芀D.无规律 蚇 袇D3.柴油机按负荷特性工作时，随着负荷的增加，机械效率和过量空气系数变 化规律是（ ）。 羄A .过量空气系数n增大，机械效率nm降低 蚁B.过量空气系数n增

23、大，机械效率nm升高 荿C.过量空气系数帀降低，机械效率帀降低 蚆D.过量空气系数a降低，机械效率nm升高 肄 肂A4.柴油机按负荷特性工作时，关于各工作参数随负荷变化关系的错误叙述是 （ ）。 祎A .指示效率n随负荷增加而增加 蒄B.有效效率n随负荷增加先增加后降低 膄C.机械效率nm随负荷增加而增加 膈D.过量空气系数n随负荷增加而下降 薈 膃B5.柴油机按负荷特性工作时，有效效率n随负荷变化的关系是（） 芄A .随负荷增加而增加 蕿B.随负荷增加先增加后降低 羆C.随负荷增加先降低后增加 芆D.随负荷增加而下降 莄 羀D6.柴油机按负荷特性工作时，指示效率n随负荷变化的关系是（）。 螈

24、A .随负荷增加而增加 羅B.随负荷增加先增加后降低 蒃C.随负荷增加先降低后增加 莁D.随负荷增加而下降 膆 螄A7船舶发电柴油机当负荷增加时，其相应的机械效率nm的变化规律是（） 薃A .增大 螂B.减小 袈C.不变 螇D.无规律 薃 衿C8.柴油机按负荷特性工作时，关于各工作参数随负荷变化关系的错误论述是 （ ）。 蚀A .指示效率n随负荷增加而降低 薆B.有效效率n随负荷增加先增加后降低 蚃C.机械效率nm随负荷增加而降低 芀D 有效耗油率Ge随负荷增加先降低后增加 肈 莅 螃第四节 推进特性和推进特性参数分析 19 题 蚁考点 1：推进特性的概念 15 题 蝿 在船舶推进系统中，船、

25、机、桨三者处在同一推进系统中，组成一个统一 的整体。当要求船舶在某一工况下航行时，同时也决定了机、桨的运转点。当柴 油机作为船舶主机带动螺旋桨工作时， 无论柴油机与螺旋桨直接连接还是通过减 速齿轮箱连接，二者总是要保持能量平衡。 在稳定运转条件下， 若不计传动损失， 主机发出的功率P e和转矩M e等于螺旋桨的吸收功率Pp和转矩Mp。 膃推力和转矩公式可写成：F p=C inp2Mp= C2np2 袃 即螺旋桨的推力和转矩与其转速的平方成正比。 肁螺旋桨所需功率Pp可由Pp= Mpn/9550来确定。可得出螺旋桨功率(kW)与 转速的关系式 芇 Pp =C np3 (kW) 膆上式反映出螺旋桨

26、运转特性，即桨的吸收功率 Pp与转速的三次方成正比。 将Mp= C2n和Pp=C nJ绘成Mp np和Pp- np的关系曲线即为螺旋桨特性曲线。 羃 因为螺旋桨所需的功率与转速的三次方成正比，主机带动螺旋桨工作就必 须满足螺旋桨的功率要求。 如前所述， 不计传动损失螺旋桨的吸收功率就等于主 机功率。这样，主机功率Pe与转速也是三次方关系，P e= Pp=C np3 (kW)。 芈 罿A1.螺旋桨的推力系数Kp和扭矩系数Km是随()的变化而变化。 羅A .进程比h 肃B.螺旋桨直径D 虿C.螺旋桨转速nB 蒇D.海水密度p 膂C2.当进程比K p= 0时，此时船舶运行工况为（）。 肀A 正车前进

27、工况 螁B.倒车后退工况 莀C.系泊试验工况 袅D.螺旋桨水涡轮工况 肃B3.螺旋桨所吸收的功率Pb及所产生的转矩Mb，与其转速nB的关系（） 23 腿A. Pb= CnB , M b = CnB 32 膈B. Pb= CnB , Mb= CnB 袅C. Pb= CnB , Mb= CnB 2 2 蒄D. Pb= CnB , Mb = CnB 羁 袇B4.当船舶阻力增加时，螺旋桨进程比 的变化趋势是（）。 羅A .变大 蚁B.变小 荿C.不变 蚆D.不定 肅 肂A5.当船舶阻力增加时，柴油机螺旋桨特性曲线的变化趋势是（）。 肁A .变陡 虿B.变坦 膄C.不变 蒃D.不定 蕿 蒈A6.当螺旋桨进程比2p减小时，柴油机螺旋桨特性曲线的变化趋势是（）。 芄A .变陡 袄B.变坦 芁C.不变 芇D.不定 莄 芅A7,当螺旋桨的螺距H/D增大时，柴油机螺旋桨特性曲线的变化趋势是（） 蝿 A .变陡 芀B.变坦 蒄C.不变 莂D.不定 蒀 聿B8.在转速不变的情况下，螺旋桨吸收的功率将随进程比的（）。