轮机工程专业题库及答案

轮机工程专业题库及答案1.简述柴油机实际循环与理论循环的主要差异及产生原因实际循环与理论循环的差异主要体现在以下方面：（1）工质变化：理论循环假设工质为理想气体且成分不变，实际循环中工质为空气与燃油的混合物，燃烧后变为废气，成分、比热容均发生变化；（2）传热损失：理论循环假设绝热，实际循环中气缸壁、活塞等部件存在持续热交换，导致部分热量散失；（3）流动损失：进排气过程中，气阀、气道的节流会产生流动阻力损失；（4）燃烧非瞬时性：理论循环假设燃烧瞬时完成，实际燃烧需经历滞燃期、急燃期等阶段，导致热功转换效率降低；（5）泄漏损失：活塞环、气阀等处存在微小泄漏，造成工质质量减少。2.四冲程柴油机气阀间隙过大或过小对发动机工作的影响气阀间隙过大时，气阀开启延迟、关闭提前，气门升程减小，进排气量不足，导致充气效率下降、燃烧不充分，同时摇臂与气门杆间冲击加剧，加剧磨损；间隙过小时，气门在热态下可能无法完全关闭，造成漏气，气缸压缩压力降低，启动困难，且高温燃气泄漏会烧蚀气门与座圈，严重时导致气门卡滞。3.船舶主柴油机采用压缩空气启动时，启动空气压力不足的可能原因及排查步骤可能原因：（1）启动空气瓶充气不足或瓶内积水过多；（2）启动空气管系泄漏（如阀件密封失效、管路接头松动）；（3）启动阀或主启动阀卡阻，开度不足；（4）空气分配器故障（如凸轮磨损、滑阀卡滞），导致供气时序异常；（5）气缸启动阀密封不严，压缩空气向气缸内泄漏。排查步骤：（1）检查启动空气瓶压力及水位，若压力低于设定值（通常2.5-3.0MPa），启动空压机充气；若水位过高，开启泄水阀排水；（2）关闭启动空气瓶出口阀，观察管系压力下降速率，判断是否存在外部泄漏；（3）手动操作启动阀，检查其动作灵活性及开度；（4）拆卸空气分配器，检查凸轮轮廓及滑阀配合间隙，必要时研磨或更换；（5）盘车至某缸启动位置，通入压缩空气，监听气缸内是否有漏气声，确认气缸启动阀密封状态。4.分析柴油机喷油器针阀偶件过度磨损对燃烧过程的影响针阀偶件过度磨损会导致：（1）燃油泄漏增加：针阀与针阀体配合间隙增大，喷油器在关闭时燃油从间隙泄漏，进入回油管路，造成喷油量减少、喷射压力下降；（2）喷射延迟：启阀压力降低，喷油提前角减小，燃油在气缸内的准备时间缩短，滞燃期延长，燃烧温度升高，NOx排放增加；（3）雾化质量下降：泄漏导致喷油压力不足，燃油雾化颗粒变粗，与空气混合不均匀，燃烧不完全，排气冒黑烟，经济性下降；（4）后燃加剧：喷射结束时，针阀关闭不严，部分燃油在气缸压力下降后继续喷出，形成后燃，导致排气温度升高，涡轮增压器负荷增大。5.船舶柴油机滑油温度过高的常见原因及处理措施常见原因：（1）滑油冷却器效率下降（如海水侧结垢、冷却水管堵塞、冷却水量不足）；（2）滑油泵故障（如磨损导致排量减少、吸入滤器堵塞），循环流量降低；（3）柴油机负荷过高或机械摩擦损失增大（如轴承间隙过小、活塞环卡滞），产生热量过多；（4）滑油品质劣化（氧化、污染），导热性能下降；（5）温度传感器或温控阀故障（如温控阀卡死在旁通位置，滑油未经过冷却器）。处理措施：（1）清洗滑油冷却器海水侧，检查冷却水泵排量及管路是否畅通；（2）拆检滑油泵，清洗吸入滤器，必要时更换磨损部件；（3）降低柴油机负荷，检查各轴承温度及活塞运动部件的摩擦情况，调整间隙；（4）取样检测滑油品质，若氧化或污染严重，更换滑油并清洗系统；（5）校验温度传感器，拆检温控阀，确保其动作灵活，旁通与冷却通路切换正常。6.淡水冷却系统中膨胀水箱的主要作用有哪些？膨胀水箱的作用包括：（1）补偿淡水因温度变化引起的体积膨胀或收缩，防止系统超压或产生真空；（2）作为排气装置，收集冷却系统中的空气（如启动时残留空气或高温下析出的气体），避免气阻影响冷却效果；（3）向系统补充淡水，维持循环水量稳定，防止因泄漏或蒸发导致的水位下降；（4）监测冷却系统压力，部分膨胀水箱设有压力传感器或压力表，可间接反映系统是否存在泄漏或堵塞；（5）作为投药口，用于添加防蚀剂、阻垢剂等化学药剂，保护管路及设备内壁。7.简述分油机分离燃油时的正确操作流程（从启动前准备到停止）操作流程：（1）启动前准备：检查分油机本体及管路是否清洁，确认分离筒、配水盘、密封环等部件安装正确；检查齿轮箱油位，润滑点加注润滑脂；开启燃油进口阀，缓慢向分油机内充油，排除管路空气；（2）启动：合上电源，点动确认转向正确后正式启动，待转速稳定（约5000-7000r/min）后，开启水阀向分离筒内注入密封水（水量以观察孔见水为准），形成水封；（3）进油分离：逐渐开启燃油进口阀，调节流量至额定处理量（通常为标定流量的80%），观察排渣口是否有跑油（若有，需增加密封水量）；（4）运行监控：定期检查分油机振动、温度及排渣间隔（根据燃油杂质含量调整排渣周期），监测净油出口压力及温度；（5）停止：关闭燃油进口阀，通入冲洗水（或净油）冲洗分离筒5-10分钟；停止进油后，通入置换水将分离筒内燃油顶出；关闭水阀，切断电源，待分油机完全停止后，开启排渣口排出渣物；（6）维护：拆卸分离筒，清洗转鼓、挡渣板等部件，检查密封环磨损情况，必要时更换。8.船舶推进轴系校中的主要目的是什么？校中不良可能导致哪些后果？校中目的：使轴系各轴承的负荷分配合理，轴系中心线与主机输出轴、螺旋桨轴中心线偏差在允许范围内，保证轴系运转时受力均匀，减少附加弯矩和应力。校中不良后果：（1）轴承负荷过大或过小，导致轴承磨损加剧、温度升高甚至烧瓦；（2）轴系产生弯曲变形，增加运行阻力，降低推进效率；（3）联轴节处产生附加应力，可能导致螺栓断裂或法兰变形；（4）螺旋桨与尾轴不同心，引起振动和噪声，严重时损坏尾轴承或船体结构；（5）主机输出轴与轴系不对中，加剧主机曲轴的扭曲振动，缩短使用寿命。9.船舶发电机并车操作的主要条件有哪些？若并车时出现较大冲击电流，应如何处理？并车条件：（1）电压相等（偏差不超过±5%）；（2）频率相等（偏差不超过±0.5Hz）；（3）相位相同（相位差小于15°）；（4）相序一致（通过相序表或指示灯确认）。冲击电流处理：（1）立即断开并车开关，停止并车操作；（2）检查待并发电机的电压和频率，调整原动机油门（或调速器）使频率接近电网频率（偏差≤0.1Hz），调整励磁电流使电压与电网电压一致；（3）观察同步表指针，确保其缓慢顺时针旋转（频率略高于电网），在指针接近“同相”位置（12点方向）前10°-15°时再次合闸；（4）若多次操作仍出现冲击，需检查同步表、电压互感器、频率继电器等测量装置是否故障，必要时手动调节并车。10.某船柴油机在运行中出现排气管冒黑烟的现象，试分析可能的原因及排查方法可能原因：（1）燃油系统：喷油量过大（油量调节机构故障）、喷油定时过晚（喷油提前角过小）、喷油器雾化不良（针阀卡滞或磨损）；（2）进气系统：空气滤清器堵塞、增压器故障（涡轮或压气机叶轮磨损、气封失效）、中冷器脏堵导致进气量不足；（3）燃烧系统：气缸压缩压力不足（活塞环磨损、气阀密封不严）、燃油品质差（十六烷值过低、含硫量过高）；（4）负荷突变：柴油机突然增加负荷，燃油供应量超过燃烧所需空气量。排查方法：（1）检查各缸排气温度，若某缸温度异常高，可能该缸喷油量过大或雾化不良；（2）测量各缸压缩压力（正常四冲程机约3.0-4.5MPa），压力过低需检查活塞环、气阀及缸套磨损；（3）拆检喷油器，测试其启阀压力（如标定25MPa，允许偏差±1MPa）及雾化质量（要求油束细密、无滴漏）；（4）检查增压器转速及压气机出口压力（正常约0.15-0.3MPa），清洗空气滤清器及中冷器；（5）取样检测燃油品质（如十六烷值≥45，密度≤860kg/m³），若不符合要求，更换燃油或调整喷油参数。11.简述缸套-活塞环磨损的主要检测方法及判定标准检测方法：（1）内径测量法：使用内径千分尺或电子量缸表，在缸套上、中、下三个截面（通常取活塞在上止点时第一道环位置、行程中点、下止点时末道环位置）测量横向（垂直于曲轴）和纵向（平行于曲轴）的直径，计算圆度（同一截面最大与最小直径差的一半）和圆柱度（纵向最大与最小直径差的一半）；（2）重量法：定期测量活塞环的重量损失，判断磨损程度；（3）油样分析法：通过光谱分析滑油中的铁元素含量，间接反映缸套与活塞环的磨损速率；（4）直观检查：拆卸后观察缸套内壁是否有拉痕、穴蚀，活塞环是否有断裂、开口间隙增大。判定标准：（1）圆度超过0.10-0.15mm（取决于缸径，如缸径200mm时允许≤0.10mm）；（2）圆柱度超过0.20-0.30mm；（3）活塞环开口间隙超过标准值（新环约0.2-0.4mm，极限值约1.0-1.5mm）；（4）滑油中铁含量超过100ppm（正常≤50ppm），表明异常磨损。12.船舶机舱发生燃油泄漏并引发小规模火灾时，轮机人员应遵循的应急处置程序处置程序：（1）立即发出火警信号（手动报警或触发烟雾探测器），报告驾驶台及轮机长；（2）停止相关设备运行（如关闭燃油泵、切断泄漏管路阀门），切断火源（如停止柴油机、关闭电气设备电源）；（3）使用就近的消防设备（如二氧化碳灭火器、泡沫灭火器）进行初期扑救，重点喷射火焰根部；（4）若火势无法控制，启动固定灭火系统（如CO₂系统），关闭机舱所有通风口、门窗，确保人员撤离后释放灭火剂；（5）灭火后，检查火灾现场，确认无复燃可能（如测量温度、观察烟雾）；（6）清理现场，查找泄漏原因（如管路裂纹、法兰密封失效），修复后进行压力测试（如0.6MPa气压试验，保压30分钟无压降）；（7）记录事故经过、处置措施及损失情况，上报公司。13.船用齿轮箱运行中出现异常噪声的可能原因及检查要点可能原因：（1）齿轮磨损或断齿（齿面点蚀、胶合）；（2）轴承损坏（滚动体或滚道磨损、保持架断裂）；（3）齿轮啮合间隙过大或过小（安装时未正确调整中心距）；（4）轴系不对中（齿轮箱输入轴与主机输出轴、输出轴与推进轴中心线偏差超过允许值）；（5）润滑不良（滑油不足、油质劣化、油道堵塞导致齿轮或轴承缺油）。检查要点：（1）倾听噪声特征（如周期性敲击声多为齿轮问题，连续蜂鸣声多为轴承问题）；（2）检查齿轮箱油位及油质（油中金属屑增多可能提示齿轮或轴承磨损）；（3）拆卸箱盖，观察齿轮齿面是否有磨损痕迹、断齿或胶合现象，测量齿侧间隙（标准值约0.15-0.30mm，极限值≤0.50mm）；（4）检查轴承内外圈、滚动体表面是否有裂纹、凹坑，测量径向间隙（滚动轴承允许0.02-0.05mm，超过0.10mm需更换）；（5）使用百分表测量轴系对中情况（径向偏差≤0.10mm，端面偏差≤0.05mm/m）。14.船舶动力装置的组成通常包括哪些系统？各系统的主要功能是什么？组成及功能：（1）推进系统：包括主柴油机（或燃气轮机）、传动装置、推进轴系及螺旋桨，将燃料化学能转化为机械能，推动船舶前进；（2）燃油系统：由燃油储存舱、驳运泵、分油机、燃油柜及管路组成，负责燃油的储存、净化、输送及计量；（3）润滑系统：包括滑油泵、滑油冷却器、滤器及油柜，为运动部件（如曲轴、轴承、活塞）提供润滑、冷却及清洁；（4）冷却系统：分为淡水冷却（冷却主机缸套、缸头）和海水冷却（冷却淡水、滑油及其他热交换器），维持设备工作温度在合理范围；（5）压缩空气系统：由空气压缩机、空气瓶及管路组成，用于柴油机启动、换向、吹洗及气动工具供气；（6）电气系统：包括主发电机、配电板、电动机及照明设备，提供全船电力；（7）防污染系统：如油水分离器、生活污水处理装置、废气净化装置（如SCR系统），满足环保排放要求。15.使用测功仪测量柴油机输出功率时，需要注意哪些关键参数？测量结果异常可能反映哪些问题？关键参数：（1）转速：需与柴油机实际运行转速一致（误差≤±1%）；（2）扭矩：测功仪需准确测量曲轴输出扭矩（通过应变片或磁电式传感器）；（3）环境参数：大气压力、温度、湿度（影响空气密度，进而影响燃烧效率）；（4）燃油消耗率：同步测量以计算有效热效率。异常反映问题：（1）功率低于标定值：可能进气量不足（增压器故障）、喷油量不足（燃油泵磨损）、燃烧效率低（喷油定时错误）；（2）功率波动大：可能各缸负荷不均（喷油器雾化差异）、轴系振动（联轴节松动）；（3）燃油消耗率过高：可能燃烧不完全（喷油器故障）、机械损失大（轴承磨损）、冷却过度（热效率降低）。16.简述船舶柴油机满足IMOTierIII排放要求的主要技术措施主要措施：（1）选择性催化还原（SCR）系统：在排气中注入尿素溶液（AUS32），在催化剂作用下将NOx还原为N₂和H₂O，可降低NOx排放80%-90%；（2）废气再循环（EGR）：将部分废气引入进气系统，降低燃烧温度，抑制NOx提供（需配合中冷器控制进气温度）；（3）燃料替代：使用低硫燃油（硫含量≤0.1%）或清洁燃料（如LNG、甲醇），减少SOx及颗粒物排放；（4）优化燃烧技术：采用高压共轨燃油系统（喷射压力≥200MPa）、可变气门正时（VVT），缩短滞燃期，降低燃烧温度；（5）颗粒捕集器（DPF）：安装在排气系统中，捕捉颗粒物（PM），定期通过高温燃烧再生。17.轮机设备中常用的耐腐蚀材料有哪些？选择时需考虑哪些因素？常用材料：（1）不锈钢（如316L、2205双相钢）：耐海水腐蚀，用于海水管路、热交换器；（2）铜镍合金（如B10、B30）：抗海水冲刷腐蚀，用于冷凝器、海水泵叶轮；（3）钛合金：耐强腐蚀介质（如含氯海水），用于高要求的热交换器管束；（4）工程塑料（如聚四氟乙烯PTFE）：耐化学腐蚀，用于密封件、衬里；（5）表面处理材料（如热喷涂铝、环氧树脂涂层）：保护碳钢基材，防止电化学腐蚀。选择因素：（1）腐蚀环境：海水（氯离子腐蚀）、燃油（含硫酸性腐蚀）、滑油（氧化酸性产物）；（2）机械性能：强度、韧性（如轴类需高疲劳强度）；（3）加工性能：可焊性、切削性（如铜镍合金焊接需专用焊条）；（4）成本：钛合金性能优但价格高，需权衡经济性；（5）维护要求：涂层材料需定期检查补涂，影响维护周期。18.简述主柴油机安装时的校中步骤及技术要求校中步骤：（1）确定基准线：以螺旋桨轴中心线为基准（或通过激光对中仪建立虚拟基准线）；（2）初步定位：将柴油机机座吊装至机舱，调整其高度和左右位置，使机座上平面与基准线平行；（3）测量曲轴挠度：在曲轴各主轴承处放置百分表，盘车测量曲轴在自由状态下的挠度（通常要求≤0.05mm/m）；（4）连接中间轴：将中间轴与柴油机输出法兰、螺旋桨轴法兰临时连接，测量联轴节的偏移和曲折（径向偏差≤0.10mm，端面偏差≤0.05mm/m）；（5）固定机座：通过调整楔铁或液压千斤顶，使曲轴挠度和联轴节对中符合要求后，焊接机座与船体基座；（6）最终校验：再次测量曲轴挠度及联轴节对中，确认安装精度。技术要求：（1）曲轴中心线与螺旋桨轴中心线平行度偏差≤0.15mm/m；（2）主轴承处曲轴挠度在0.02-0.08mm（具体按柴油机说明书）；（3）联轴节法兰平面间隙均匀（偏差≤0.03mm），螺栓预紧力达到设计值（如M30螺栓预紧力约300kN）。19.简述轮机值班期间巡回检查的主要内容及记录要求检查内容：（1）主辅机运行参数：转速、温度（缸套水、滑油、排气）、压力（燃油、滑油、冷却介质）、振动值（≤4.5mm/s）；（2）设备外观：管路是否泄漏（油、水、气）、阀门开度是否正确、仪表指示