柴油机的基本知识

复习时，建议看书完成每章知识结构图。再做相关练习。模块一柴油机的基本知识知识结构图：定义（动力机械一热机一内燃机一柴油机）五个基本过程柴油机基本概念特点（优点：经济性，动力性，机动性，尺寸重量；缺点：粗暴）总体结构（2个部件和5个系统的组成和作用）柴油机的基本参数（压缩比定义，意义，分类，后果，常识，影响，措施）基本知识工作|原理四冲程工作原理（四个冲程名称，作用，工质与过程，重要参数，定时图）横流\ 二冲程工作原理换气形式直流横流弯流回流 ，I{半回流 I二个冲程名称，，作用，工质与过程，重要参数，定时图增压柴油机工作原理增压目的增压方式增压途径参数、分类（工作循环，进气方式，结构，转速，转向，气缸布置，可否倒转）国内小型型号大型国外基参Jklff/型号*结・1y油，柴- IJ工作原理难点讲解1、8的定义、意义、分类、后果、影响因素和措施。定义压缩前的体积定义压缩后的体积意义：表征空气被压缩的程度。分类：几何压缩比和有效压缩比。气缸总容积Va与压缩容积Vc之比值，亦称几何压缩比，即（1-3）八nh=1+匕（1-3）VVV彳丁程损失系数：―箜=损失容积（与排气口高相对的容积）sV 几何工作容积s实际压缩前容积=站-V•w=V（1-W）,有效压缩比：指活塞将扫、s排气口全部关闭时的气缸总容积与压缩容积之比。£=V+V（1-w；）e_—V Lc有效压缩比总是小于几何压缩比。四冲程而言，进气阀虽在下止点后关闭，但两者差别不大＜故常用几何压缩比，而二冲程影响大，必须用有效压缩比。后果：£直接影响柴油机压缩终点温度“和压力pc，£越大，压缩终点的温度和压力就越大，燃烧越容易，启动性能越好；热效率越高，经^济性越好，但热效率随£的增大幅度下降；£过大，爆发压力越大，膨胀功增加，将使柴油机工作粗暴，机件受力过大，机械摩擦增加，机械效率下降，输出功率下降；£过小，则压缩终点的气体压力和温度过低，不利于燃烧，柴油机起动困难，低负荷运转越不稳定。因此，最小压缩比应保证良好的冷车启动性与低负荷正常运转。最大压缩比受机械负荷和热负荷的限制。常识：目前柴油机的压缩比£一般处在12〜22.不同的机型£不同一一低速柴油机£〈高速£;二冲程柴油机£〈四冲程£，增压柴油机£〈非增压£;柴油机£＞汽油机。现代新型低速柴油机的压缩比越来越大。小型高速柴油机的压缩比一般情况下高于大型低速柴油机的压缩比，其主要原因：1）高速机混合角度一定情况下，混合气形成时间短，来不及均匀混合。2）高速机气缸尺寸小，单位气缸容积的散热面积大，提高压缩比以保证起动性能要求。非增压柴油机的压缩比大于增压柴油机，因为增压柴油机气缸进气压力升高，压缩终点的压力和温度提高，燃烧最高爆发压力和温度均比非增压柴油机要高，为了降低其机械负荷和热负荷，其压缩比必须比非增压柴油机要低。影响因素：连杆大小端轴承严重磨损，使活塞组件下沉UVc增大，£下降。十字头销（活塞销）与曲柄销严重磨损UVc增大，£下降。活塞顶面、缸盖底面被烧蚀口VCf,£I;连杆杆身发生弯曲，Vcf，£I。积碳口VcI，£f船用大端杆身凸缘与大端轴承座之间的调整垫片厚度f,£f。缸盖底面密封垫片厚度f,£I。措施：当气缸直径与活塞冲程确定后，气缸工作容积Vs随之确定，所以若要调整压缩比，可通过改变压缩容积Vc来实现。①大型低速机——增加连杆长度通常提高已有船用柴油机压缩比的措施是提高连杆的长度。增加船用大端垫片或十字头式柴油机活塞杆与十字头间平面或与活塞裙连接面间的垫片，可使活塞组件升高，即0c减小，Vc减小，而Vs不变，根据£=1+Vs/Vc可知，压缩比增大。②小型高速机一一减小气缸垫片厚度。当垫片厚度减小时，Vc减小，而Vs不变，压缩比增大。进、排气阀开启规律是什么？目的是什么？原因是什么？答：进、排气阀开启规律是提前开启和延迟关闭。其目的是为了将废气排出干净和增加空气的吸入量。进气阀提前开启主要是当缸内气体压力W大气压时，进气阀已有一定开度，增加流通截面积，减少节流损失，有利于燃烧室扫气。排气阀提前开启主要是当从下止点往上走时，减少排气耗功。进、排气阀滞后关闭是利用进、排气流的惯性，多进气，排气更干净。什么叫气阀重叠角？有什么好处？简述高速机、低速机，增压与非增压气阀重叠角比较及理由。答：进、排气阀同时开启对应的曲轴角度称为气阀重叠角。适当的重叠角不仅不会使废气倒灌，而且有助于的废气的排出和新气的吸入。高速机气阀重叠角应大于低速机的气阀重叠角。对于高速柴油机而言，由于换气的时间短，所以要适当提高气阀重叠角。增压柴油机而言的气阀重叠角应大于非增压柴油机的气阀重叠角。由于增压柴油机进气压力大，在气阀重叠开启期间不易造成废气淫灌入进气管，所以增压柴油机的气阀重叠角可以增大一些。为什么船用主机都用大型低速二冲程十字头柴油机？答：大型与二冲程导致柴油机的膨胀功大，动力性好；速度低而寿命长，可靠性好；速度低，螺旋桨效率高；十字头中横隔板为燃烧劣质油创造条件，经济性好。十字头有活塞杆，十字头销，滑块，导板，导致体积大，质量大，尺寸大。对船用主机而言，可靠性、寿命和经济性是第一位。结构是否紧凑是第二位的，所以船用主机都用大型低速二冲程十字头柴油机。第一章 过关训练•判断题在内燃机中柴油机的本质特征是压缩发火（”）柴油机活塞行程是指活塞位移或曲柄半径的两倍。（”）在柴油机的基本参数中D=2R。（X）在船舶柴油机的压缩比越大，输出功率越大。（X）对柴油机压缩比的最低要求应满足柴油机冷车起动与低负荷正常运转。（”）TDC上止点对直列式柴油机活塞在气缸中运动到最上端的位置。（”）BDC下止点对直列式柴油机活塞在气缸中运动到最上端的位置。（X）柴油机上止点是活塞在气缸中运动到最上端的位置。（X）柴油机下止点是活塞在气缸中运动到最下端的位置。（X）柴油机连杆弯曲，压缩比减少。（”）低速柴油机压缩比小于高速柴油机。（”）

活塞顶面、缸盖底面被烧蚀，压缩比增加。（X）增减轴承垫片会影响8。（X）增厚气缸盖与气缸体之间垫片会减少压缩比。（”）减薄连杆杆身和连杆大头轴承间垫片会增加压缩比。（X）四冲程非增压柴油机的实际进气始点是在上止点前。（X）四冲程增压柴油机的实际进气始点是在上止点之后。（X）四冲程柴油机工作特点是曲轴转一圈，凹轮轴也转一圈。（X）柴油机进、排气阀定时的规律是晚开、早关。（X）四冲程柴油机气阀重叠角的位置是在下止点前后。（X）四冲程柴油机气阀重叠角的位置是在上止点前后。（”）四冲程柴油机气阀重叠角大于二冲程柴油机的气阀重叠角。（X）目前低速二冲程柴油机多用船舶主机，主要原因是寿命长。（”）冲程和过程是相同的。（X）已知6135C的行程是140,标定转速是1500rpm，则活塞平均速度Vm应是7m/s°（"）气缸漏气，不影响理论压缩比。（”）二冲程十字头柴油机气缸不能采用飞溅润滑。（”）十字头柴油机活塞与缸套间的间隙一般要大于筒形柴油机的间隙。（”）•选择题右图中 h所表示的的容积称为。图1柴油机的基本结构参数燃烧室容积B.气缸总容积图1柴油机的基本结构参数C.气缸工作容积D.存气容积图中实线活塞所在位置称为。上止点B.下止点C.气缸总、容积 D.气缸工作容积图中a所表示的的容积称为。燃烧室容积B.气缸总容积C.气缸工作容积D.存气容积图中c所表示的的容积称为。压缩容积B.气缸总容积C.气缸工作容积D.存气容积图中S表示。上止点B.下止点C.行程D.存气容积根据柴油机工作原理，在一个工作循环中其工作过程次序必须是（）。进气，燃烧，膨胀，压缩，排气进气，压缩，燃烧，排气，膨胀进气，燃烧，排气，压缩，膨胀进气，压缩，燃烧，膨胀，排气柴油机是热机的一种，它是（）。在气缸内进行一次能量转换的热机在气缸内进行二次能量转换的点火式内燃机在气缸内进行二次能量转换的往复式压缩发火的内燃机在气缸内进行二次能量转换的回转式内燃机柴油机与汽油机同属内燃机，它们在工作中的不同主要是（）。I.使用燃料不同II.发火方式不同III.内部燃烧不同W.燃油与空气混合方式不同V.供油系统不同W.低温启动性不同II+m+W+WB.I+II+W+Vc.ii+w+v+w D.i+m+v+w按我国有关规定低速柴油机的转速的范围为（）。nW100r/min B.nW200r/minC.nW300r/minD.nW500r/min6100ZC柴油机的铭牌上转速是1000r/min,则可断定该机是低速机B.中速机C.高速机D.中高速机根据我国有关规定右旋柴油机的定义是（）。由功率输出端向自由端看顺时针旋转为正车方向由功率输出端向自由端看逆时针旋转为正车方向由自由端向输出端看顺时针旋转为正车方向由自由端向输出端看逆时针旋转为倒车方向双机双桨船舶，一般带动右侧螺旋桨的主机为（）。右旋机B.高速柴油机 C.左旋机 D.低速柴油机目前低速二冲程柴油机多用做船舶主机，主要原因是（）。A•结构简单 B.重量轻C.尺寸小D.寿命长关于船用柴油机不适当的论述是（）。船用主机的可靠性与寿命是第一位的四冲程中速机较适于滚装船主机中速机仅用于发电柴油机四冲程中速机较适于驱动调距桨关于十字头式柴油机的正确说法是（）。i.活塞杆只做往复直线运动I.气缸采用飞溅润滑m.十字头起导向作用w.气缸与活塞的间隙很小V.气缸与曲轴箱用横隔板隔开w.活塞不对缸套产生侧推力I+m+W+WB.I+II+W+VC.i+w+v+WD.i+m+v+w通常，超长行程柴油机的行程缸径比S/D一般是（）。A.大于4.5B.小于4.0C.大于3.5D.大于3.0下列哪一选项不是柴油机的优点（）。经济性好 B.尺寸小，重量轻C.机动性好D.机身振动小通常，在热机中柴油机热效率最高的原因是（）。柴油热值高 B.内部燃烧C.压缩发火D.B+C活塞在气缸内从上止点到下止点所扫过的容积称为（）。燃烧室容积B.气缸总容积C.气缸工作容积D.存气容积柴油机下止点是指（）。气缸的最低位置B.X作空间的最低位置C.曲柄处于最低位置D.活塞离曲轴中心线的最近位置柴油机燃烧室容积是指（）。活塞在上止点时活塞顶上方的容积活塞在下止点时，活塞顶上方的容积活塞从上止点至下止点所扫过的容积上述三种说法均错误柴油机活塞行程的定义是指（）。A.气缸空间的总长度B.活塞上止点至气缸下端长度C.活塞下止点至气缸底面的长度D.活塞位移或曲柄半径R的两倍柴油机压缩后的温度至少应达到（）。A.110〜150°C B.300〜450°CC.600〜700°CD.750〜850°C影响柴油机压缩终点温度Tc和压力pc的因素主要是（）。A.进气密度B.压缩比C.进气量D.缸径大小柴油机采用压缩比这个参数是为了表示（）。A.气缸容积大小 B.工作行程的长短C.空气被活塞压缩的程度 D.柴油机的结构形式下述关于压缩比的说法中不正确的是（）。缸内工质经活塞压缩后，温度与压力均增高压缩比对柴油机的燃烧、效率、机动性与机械负荷等均有影响压缩比£=Va/Vc压缩比£=Vs/Vc当活塞将扫、排气口全部关闭时的气缸总容积与压缩容积之比称为（）。A.名义压缩比B.几何压缩比C.有效压缩比D.行程失效系数答案：C【解析】甲s行程损失系数。柴油机的有效压缩比总是小于几何压缩比，其原因是（）。进气阀在下止点后关闭，使压缩始点滞后缸套下部设气口，使有效压缩行程减少气缸盖、活塞顶的烧蚀及轴承磨损影响A+B+C答案：D在柴油机的实际工作中，四冲程机由于进气阀在下止点后关闭，使压缩始点滞后；二冲程机由于缸套下部设气口，使有效压缩行程减少；且由于气缸盖、活塞顶的烧蚀及轴承磨损使余隙容积增大，从而压缩比减少；还有燃烧室密封性下降等因素的影响使得柴油机的有效压缩比总是小于几何压缩比。机械负荷限制了£的上限。同时随着压缩比£的升高，柴油机的最高爆发压力PZ提高的同时最高燃烧温度也提高，使柴油机的热负荷也增加，燃烧室部件的工作条件恶化。因此热负荷成为了限制£的另一因素。气缸总容积与压缩容积之比在二冲程柴油机中称为（）。A.有效压缩比B.几何压缩比C.实际压缩比 D.行程失效系数二冲程柴油机有效压缩比£e的正确表达式为（）。£e=1+Vs/Vc£e=[Vc+（1一甲s）Vs]/Vc£e=1+（1+甲s）Vs/Vc£e=1—（1—甲s）Vs/Vc柴油机压缩比的最低要求应满足（）。柴油机冷车启动与低负荷正常运转柴油机较高的经济性燃烧室一定的高度以利于燃油的雾化与油气混合达到规定的最高爆发压力大型低速柴油机曾采取限制或降低压缩比的目的是（）。限制机械负荷限制曲轴最大扭矩限制往复惯性力限制离心惯性力通常，高速柴油机的压缩比一般比低速机的大些，其主要原因是（）。A.经济性要求B.启动性能要求 C.结构特点 D.机械负荷低柴油机的机型不同其压缩比不同，一般地说（）。增压比越高，压缩比越大四冲程机的压缩比大于二冲程柴油机的压缩比汽油机的压缩比大于柴油机的压缩比现代新型柴油机的压缩比较大通常提高已有船用柴油机压缩比的措施是（）。A.提高增压压力 B.加大转速 C.增大缸径D.增大连杆长度在连杆杆身与大端上半轴承接合处增减垫片，下述哪一项变化是错误的（）。A.压缩容积变化 B.气缸总容积变化气缸工作容积变化 D.压缩比变化关于压缩比的正确论述是（）。A.增压度越大，压缩比越大 B.压缩比越大，热效率越高C.压缩比越大，机械负荷越小 D.压缩比越大，功率越大【解析】增压度：柴油机增压后的标定功率与增压前的标定功率的比值：增压比:柴油机增压后的压力与增压前的压力的比值柴油机几何压缩比的数学表达式是（）。A.VS/VcB.1+VS/VcC.VS/Vc-1 D.1-VS/Vc影响有效压缩比的因素有（）。四冲程机进气阀定时II.四冲程机排气阀定时m.弯流扫气二冲程机的扫气口高度w.弯流扫气二冲机的排气口高度v.二冲程机的排气阀定时i+w+vB.i+m C.ii+w+v D.i+ii+m+w+v柴油机对外做功的行程是（）。A.进气行程 B.压缩行程 C•膨胀行程 D•排气行程进、排气阀不在上、下止点位置关闭，其目的是为了（）。提高压缩压力扫气干净充分利用热能提高进、排气量进、排气阀启闭时刻与下列（）因素无关。进、排气阀凸轮形状气缸内压力柴油机转速。.柴油机类型关于气阀重叠角的错误认识是（）。I,二冲程发生在下止点I,四冲程发生在上止点m.二冲程大于四冲程w.四冲程大于二冲程v.非增压机大于增压机w.增压机大于非增压机A.i+m+w+vi+m+w+vm+w+v+wii+m+w+wMAK8M453C型船用柴油机的进气提前角是58°，进气滞后角是45°，则其进气过程的角度是（）。A.225° B.238° C.283°D.193°四冲程柴油机的进气阀定时为（）。A.上止点前开，下止点后关B.上止点后开，下止点后关C.上止点前开，下止点前关D.上止点后开，下止点前关一般来说，增压四冲程柴油机的气阀重叠角比非增压四冲程柴油机的要大，原因之一是（）。增压四冲程柴油机的进气温度高增压四冲程柴油机的进气压力高增压四冲程柴油机的燃烧室容积大增压四冲程柴油机的转速高四冲程柴油机在进行燃烧室扫气时，它的（）。气缸与进气管是相通的气缸与排气管是相通的气缸与进、排气管是相通的气缸与启动空气管相通关于直流扫气二冲程柴油机换气定时说法正确的是（）。进、排气定时可调仅排气阀定时可调，可以调整在进气之前开，也可调整在进气之后开讲气定时是关于下止点对称的，排气定时不能对称柴油机工作时进、排气定时不随转速变化目前，弯流扫气的二冲程柴油机已不再生产，原因是现在船用低速柴油机已向（）发展。A.长行程方向B.大缸径C.多缸数D.高增压扫气口布置在排气口下方及两侧的缸套，其换气形式称为（）。A.直流 B.回流C.横流D.半回流排气口与扫气口分别设在气缸中心线相对两侧的缸套，其换气形式称（）。A.横流B.回流 C.直流D.半回流在二冲程柴油机的各种扫气形式中，换气质量最好的是（）。A.直流扫气B.横流扫气 C.回流扫气 D.半回流扫气对于二冲程横流扫气式柴油机的进、排气口定时有（）。扫气口先开，排气口后开，扫气口先关，排气口后关扫、排气口同时启闭排气口先开，扫气口后开，排气口先关，扫气口后关排气口先开，扫气口后开，扫气口先关，排气口后关二冲程弯流扫气柴油机的主要优点是（）。A.气缸下部受热均匀 B.结构简单，管理方便C.可实现过后充气 D.新旧气掺混少在气缸容积与转速相同的情况下，二冲程机功率不能达到四冲程机功率的2倍的原因是（）。A.换气质量差 B.有效膨胀行程缩短C.扫气泵消耗轴功 D.A+B+C二冲程柴油机气缸套上的扫气口在纵横方向上的均有一定的倾斜度，其目的是（）。A.增加气缸强度 B.有利于气缸冷却C.控制气流方向 D.增加进气量二冲程和四冲程柴油机比较，在相同工作条件下（）。回转均匀，换气质量好换气质量差，做功能力差输出功率大，回转均匀输出功率大，回转不均匀关于柴油机增压的说法中错误的是 。A.增压是提高进气压力B.增压是提高进气密度C.增压是提高喷油压力D.增压是提高气缸充气量关于柴油机增压下列说法正确的是（）。增压是为了提高柴油机的经济性增压是为了提高换气质量增压是为了提高柴油机的动力性增压是为了提高柴油机的可靠性理论并经实践证实，提高柴油机功率的最有效途径是（）。A.增加缸数与增大缸径B.提高转速C.提高进气压力D.提高充气效率•简答题1.柴油机的概念及特点。2.8的定义、意义、分类、后果、影响因素和措施。3.四冲程柴油机的工作原理。.二冲程柴油机的工作原理。.增压柴油机的工作原理。.柴油机的分类。柴油机的定时圆图。进、排气阀开启规律是什么？目的是什么？机理是什么？什么叫气阀重叠角？有什么好处？简述高速机、低速机，增压与非增压气阀重叠角比较及理由。为什么船用主机都用大型低速二冲程十字头柴油机？答案:柴油机的概念及特点。答：柴油机是压缩发火的往复式内燃机。特点是压缩比最高，热效率高，动力性好，机动性好，但振动和噪音较大。1. 8的定义、意义、分类、后果、影响因素和措施。答：定义压缩前的体积答：定义压缩后的体积意义：表征空气被压缩的程度。分类：几何压缩比和有效压缩比。气缸总容积Va与压缩容积Vc之比值，亦称几何压缩比，即(1-3)八匕二H=1+匕(1-3)VVV行程损失系数：W_AV_损失容积(与排气口高相对的容积)行程损失系数：W几何工作容积实际压缩前容积=站-V:w=V(1-w),V=Vssss s sh有效压缩比：指活塞将扫、排气口全部关闭时的气缸总容积与压缩容积之比。£=V+V(1-K)=1+V(1-w)e V Vs有效压缩比总是小于几何压缩比。四冲程而言，进气阀在下止点后关闭，使压缩开始在下止'二冲程柴油机缸套下部设气口，使有效压缩行程减少。但四冲程两者差别不大。后果：£直接影响柴油机压缩终点温度Tc和压力pc，导致如下结果：£越大，压缩终点的温度和压力就越大，燃烧越容易，启动性能越好；£越大，热效率越高，经济性越好，但热效率随压比的增大幅度下降；£过大，爆发压力越大，膨胀功增加，将使柴油机工作粗暴，机件受力过大，机械摩擦增加，机械效率下降，输出功率下降；£过小，则压缩终点的气体压力和温度过低，不利于燃烧，柴油机起动困难耗油率增加，功率下降。低负荷运转越不稳定。因此，最小压缩比应保证良好的冷车启动性与低负荷正常运转。最大压缩比受机械负荷和热负荷的限制。措施：大型低速机——增加连杆长度增加船用大端垫片或十字头式柴油机活塞杆与十字头间平面或与活塞裙连接面间的垫片，可使活塞组件升高，即hc减小，Vc减小，而Vs不变，根据£=1+Vs/Vc可知，压缩比增大。小型高速机——减小气缸垫片厚度。当垫片厚度减小时，Vc减小，而Vs不变，压缩比增大。.四冲程柴油机的工作原理。答：四冲程柴油机的工作原理是把进气、压缩、燃烧、膨胀、排气五个过程在活塞的四个行程内完成，即曲轴旋转两周完成一个循环。.二冲程柴油机的工作原理。答：二冲程柴油机工作原理是把进气、压缩、燃烧、膨胀、排气五个过程紧缩在活塞的两个行程内完成，即曲轴旋转一周就完成一个循环。.增压柴油机的工作原理。答：通过提高进气压力的方法，使充入气缸内的空气密度提高，从而增加每循环的喷油量，以提高柴油机平均有效压力和有效功率。.简述柴油机的分类。答：柴油机的分类如下：按工作循环分类有四冲程和二冲程柴油机；按曲轴转速〃将船