3000kw及以上大管轮轮机长考题第一章柴油机的基本知识(光盘题)177题

注意：题号前是答案第一章柴油机的基本知识117第2节柴油机热力循环24考点1：内燃机理论循环的基本形式及其特点14题1．研究理论循环的目的（1）用比较简单的理论公式来说明各基本热力学参数间的关系，从而找出提高理论循环热效率和理论循环平均压力的基本途径。（2）确定极限的循环热效率，用以判断实际内燃机的经济性和工作过程的完善程度。（3）有利于比较各种热力学循环的经济性和动力性。2．对内燃机的理想循环作的简化假定（1）工质为一理想气体（标准状态的纯空气）。在整个循环中工质的物理、化学性质保持不变。（2）在整个循环中，工质数量保持不变，不更换，故无进、排气过程及漏气损失。（3）压缩与膨胀过程为绝热过程，与外界没有热交换，也不存在摩擦。（4）不考虑燃烧过程，用假想的定容放热和定容或定压加热来代替实际的换气和燃烧过程。3．内燃机的三种理论循环（1）等容加热循环。等容循环也叫奥托（Otto）循环，是各种汽油机、煤气机的热力学计算基础（某些高速柴油机也近似按此循环工作）。（2）等压加热循环。等压循环也叫狄塞尔（Diesel）循环，早期的空气喷射式柴油机即近似按此循环工作。（3）混合加热循环。混合循环也叫塞巴斯（Sabathe）循环，现代柴油机基本都是按混合加热循环工作的。4．内燃机理论循环的热效率混合加热循环的理论热效率ηｔ随压缩比ε、压力升高比λ和绝热指数κ的增加而提高，随初期膨胀比ρ的减小而提高。上述三种理论循环的热效率，若循环加热量Ｑ１与循环最高压力ｐｚ相同，则定压加热循环的热效率最高，混合加热循环次之；若Q１与ε相同，则定容加热循环的热效率最高，混合加热循环次之。当代高增压柴油机的最高爆发压力ｐｚ已经达到了相当高的限度（如15MPa），显然这种限制最高爆发压力的柴油机以定压燃烧循环的工作热效率最高。C1现代柴油机的理论循环基本是一个（）。A．等容加热循环B．等压加热循环C．混合加热循环D．奥托循环A2现代船用超长行程高增压柴油机的实际工作循环发展趋势是（）。A．等压加热循环B．等容加热循环C．混合加热循环D．等温加热循环B3在内燃机的三种理论循环中，当循环加热量与最高爆发压力限制条件相同情况下比较时，热效率最高的加热循环是（）。A．等容加热循环B．等压加热循环C．混合加热循环D．上述三种循环相同D4废气涡轮增压柴油机的理论循环是一种（）。A．等容加热循环B．等压加热循环C．混合加热循环D．继续膨胀混合加热循环B5根据柴油机理论循环的分析，提高循环热效率应包括提高（）。A．压缩比和初膨胀比B．压力升高比和压缩比C．最高爆发压力与压缩比D．压缩始点的温度与压力C6在内燃机理论循环分析中，以下哪种说法不正确（）。A．吸热过程可有等容、等压和混合加热等三种形式B．工质放热过程均在等容方式下进行C．缸内工质是空气D．其热效率与压缩比、压力升高比、初膨胀比有关C7（）不属于内燃机理论循环的加热循环。A．等容加热循环B．等压加热循环C．等温加热循环D．混合加热循环D8关于提高柴油机理想循环热效率th的论述，下述哪项是错误的（）。A．增加压缩比ε可提高thB．增大压力升高比λ可提高thC．增大绝热指数κ可提高thD．增大初期膨胀比ρ可提高thA9空气喷射式柴油机的理论循环基本属于（）。A．等压加热循环B．等容加热循环C．混合加热循环D．奥托加热循环D10柴油机理论循环的热效率th通常随下列参数而变化（）。Ⅰ.压缩比εⅡ.曲柄连杆比thⅢ.绝热指数κⅣ.行程缸径比S/DⅤ.压力升高比Ⅵ.初期膨胀比A．Ⅰ＋Ⅲ＋Ⅳ＋ⅤB．Ⅰ＋Ⅱ＋Ⅳ＋ⅤC．Ⅱ＋Ⅳ＋Ⅴ＋ⅥD．Ⅰ＋Ⅲ＋Ⅴ＋ⅥB11柴油机理论循环热效率th随下列因素而变化（）。Ⅰ.压力升高比Ⅱ.初期膨胀比ρⅢ.压缩比εⅣ.绝热指数kV.充气系数vⅥ.过量空气系数A．Ⅱ＋Ⅲ＋Ⅳ＋ⅥB．Ⅰ＋Ⅱ＋Ⅲ＋ⅣC．Ⅱ＋Ⅳ＋Ⅴ＋ⅥD．Ⅰ＋Ⅲ＋Ⅴ＋ⅥA12下列论述正确的是（）。Ⅰ.现代高增压柴油机理论工作循环发展趋势为等压加热循环Ⅱ.现代高增压柴油机理论工作循环发展趋势为混合加热循环Ⅲ.若循环加热量Q1与压缩比ε相同，则等容加热循环热效率最高Ⅳ.若循环加热量Q1与压缩比ε相同，则等压加热循环热效率最高A．Ⅰ＋ⅢB．Ⅱ＋ⅣC．Ⅰ＋ⅣD．Ⅱ＋ⅢD13混合加热循环的理论热效率（）。A．随压缩比增大而减小，随初膨胀比增大而增大B．随压力升高比和初膨胀比减小而减小，随绝热指数增大而增大C．随压力升高比和初膨胀比增大而增大D．随压缩比和压力升高比增大而增大，随初膨胀比减小而增大C14对内燃机理论循环所作的简化假定中，哪一项是错误的（）。A．工质为理想气体B．在整个循环中，工质数量保持不变C．压缩与膨胀过程均为放热过程D．用假定的定容或定压加热来代替实际的燃烧过程考点2：柴油机的理论循环和实际循环的差别10题在柴油机的实际工作循环中存在着许多理论循环中不曾考虑的损失，使实际工作循环无论如何也达不到理论循环那样高的工作指标。为了改善实际循环，减少与理论循环指标的差异，应分析比较两种循环的差异所在以及引起各种损失的原因。1．工质的影响理论循环中的工质是理想气体，而实际循环中的工质是空气和燃烧产物。2．燃烧损失理论循环中工质的高温、高压是由从高温热源吸入热量Q1达到，而在实际循环中是由燃料的燃烧达到，由此必然存在着在膨胀中仍进行燃烧的后燃现象，以及因供气不足而存在的燃烧不完全现象。3．气缸壁的传热损失理论循环中不计工质与气缸壁间的热交换，而简化为绝热压缩和绝热膨胀。实际循环中无论在压缩过程或膨胀过程，缸内工质与缸壁之间均存在着复杂的热交换过程，均为多变过程，压缩或膨胀初期（考虑后燃）工质吸热，压缩或膨胀后期工质向外散热，而且其总趋势均向缸壁散热。4．换气损失理论循环是由热源混合加热和向冷源等容放热，无须进行工质替换。而实际循环必须排出废气并吸入新鲜空气。在排气中由于排气阀提前开启而使膨胀终点温度提高，膨胀功减少，再加上进、排气过程所消耗的功，使得换气损失在柴油机的各项损失中影响较大，而且是不可避免的，它也降低了实际循环的做功能力。5．其他损失如工质漏泄损失、工质的涡动损失，以及因实际燃烧速度与活塞高速运动间的配合不当而偏离理论的等压加热、等容加热过程等，均造成实际循环做功能力下降。才在柴油机实际循环的各项损失中不可避免或不可控制的且影响较大的一项损失是（）。C1.在柴油机实际循环的各项损失中不可避免或不可控制的且影响较大的一项损失是（）。A．工质不同的影响B．传热损失C．换气损失D．燃烧损失B2.柴油机的实际循环中，在燃烧期间缸内工质的分解将使燃烧温度的变化（）。A．增加B．降低C．不变D．无规律D3.柴油机缸内燃烧的物质是（）。A．空气B．燃油C．氧气D．可燃混合气C4.柴油机实际循环的压缩过程是（）。A．绝热过程B．吸热过程C．多变过程，压缩初期气体吸热，压缩后期气体向外散热D．多变过程，压缩初期气体向外散热，压缩后期气体吸热C5.柴油机实际工作循环的压缩终点压力与理想循环绝热压缩终点压力在数值上（）。A．两者相等B．前者较大C．后者较大D．随机型而变C6.柴油机实际工作循环的膨胀过程基本是（）。A．绝热过程B．散热过程C．多变过程，膨胀初期工质吸热，膨胀后期工质向外散热D．多变过程，膨胀初期工质向外散热，膨胀后期工质吸热C7.柴油机实际循环的膨胀终点温度与绝热膨胀终点温度相比的变化是（）。A．相等B．降低C．升高D．无规律B8.气缸内工质对活塞所做功比理想循环所做的功小，其原因之一是（）。A．循环中的压缩与膨胀过程是一个绝热过程B．循环中的压缩与膨胀过程是一个多变过程C．循环中的压缩与膨胀过程是一个吸热过程D．循环中的压缩与膨胀过程是一个向外散热过程A9.柴油机的实际循环与理论循环相比，实际循环热效率较低是由于存在下述差异与损失所引起的（）。Ⅰ.工质不同Ⅱ.气缸壁的传热损失Ⅲ.燃烧损失Ⅳ.换气损失Ⅴ.机械损失Ⅵ.漏气损失A．Ⅰ＋Ⅱ＋Ⅲ＋Ⅳ＋ⅥB．Ⅰ＋Ⅱ＋Ⅳ＋Ⅴ＋ⅥC．Ⅱ＋Ⅲ＋Ⅳ＋Ⅴ＋ⅥD．Ⅰ＋Ⅱ＋Ⅲ＋Ⅴ＋ⅥC10.柴油机实际工作循环中工质的高温分解的程度（）。A．仅与压力有关B．仅与温度有关C．与压力和温度都有关D．与压力和温度都无关第3节柴油机的性能指标93考点1：柴油机的指示指标和有效指标49题1．平均指示压力pi（1）定义平均指示压力是气缸中假定的一个不变的平均压力，它推动活塞在一个行程内所作的功与一个工作循环的指示功Li相等，把这个假定不变的压力称为平均指示压力。（2）影响pi的因素①增压度。提高增压度即提高进气量，相应地可提高每循环的喷油量，平均指示压力pi将随着增压压力的提高成比例的增大。在增压柴油机中，pi受最大热应力的限制。②过量空气系数α值。当每循环喷油量不变时，随着增压压力的提高，α也随之变大。这意味着空气燃料比逐渐变大。在α＜2以前，随着α的增大，混合气中氧气成分加大，促进了燃烧的改善，pi值也随着α的提高而提高。当α＞2或更大时，使混合气逐渐变稀，pi值将不再增加甚至反而下降。③工质混合完善程度。柴油机工质混合的完善程度越好，完全燃烧所需的α值越小，而pi值越大；反之，工质混合不好，所需的α值大，则pi值小。④换气质量。柴油机的换气质量越好，气缸中残余废气越少，燃烧速度越高，pi值也越大。⑤燃烧完善程度。柴油机燃烧完善程度受换气质量、压缩终点温度、最大喷油压力、燃油雾化质量及燃油与空气如何混合等因素的影响。总之，燃烧完善程度愈好，pi值也就愈大。⑥负荷大小。当负荷增大时，由于喷油量的增加，气缸热状态改善，pi值就提高。由于pi值直接表示了柴油机气缸做功能力的大小，因此在多缸柴油机中，它是衡量各缸负荷均匀性的唯一可靠的参数。2．指示功率pi指示功率是指发动机单位时间内作用于活塞上的指示功。3．有效功率Pe和机械损失功率Pm从柴油机曲轴飞轮端处测量的功率称为有效功率，用Pe表示。也可以说是指示功率减去机械损失功率Pm所剩的功率。机械损失功率Pm是能量传递过程中损失掉的功率，其中包括：（1）摩擦损失。摩擦损失是指克服柴油机各相对运动部件表面摩擦力所消耗的功率。经验表明，最主要的摩擦损失是活塞和活塞环与气缸间的摩擦损失，占全部摩擦损失的55%～65％，而轴承处的摩擦损失占35%～45％。现代新型二冲程柴油机主要采取减少活塞环数目和改善气缸润滑的措施，从而降低活塞与缸套之间的摩擦损失。（2）带动辅助机械所消耗的功率。柴油机本身带动的喷油泵、注油器、空气分配器、气阀传动机械和辅助扫气泵等均需消耗一部分功率。（3）泵气损失。即进、排气过程中所引起的损失，这种损失只产生在非增压四冲程柴油机中。4．机械效率ηm柴油机的机械损失的大小一般不用它的绝对值Pm表示，而常用机械效率ηm来表示。机械效率ηm是柴油机输出轴端获得的有效功率与气缸内发出的指示功率的比值。故有效功率Pe也可由指示功率Pi和机械效率ηm求得，即Pe＝Pi·ηm目前船用柴油机的机械效率为70%～92％。机械效率ηm的大小不仅决定于设计和制造质量，还受柴油机负荷、转速、滑油温度和冷却水温度等因素的影响。在转速不变时（如发电柴油机），机械效率将随负荷的增加而增加，随负荷的下降而急剧下降。空车运转时机械效率ηm＝0。如pi保持不变，即负荷不变，当转速提高时，由于摩擦损失增大（Pm或pm增大），机械效率下降。但转速对摩擦损失的影响很复杂，通常柴油机的ηm值，在出厂时以ηm－n曲线形式给出。滑油温度和冷却水温度也影响机械效率。通常，适当提高油和水的温度，可适当提高ηm。但若温度过高使油膜遭到破坏和过热，则将会因破坏了正常润滑状态而大大降低ηm，甚至引起重大运转事故。5．平均有效压力pe平均有效压力pe是一个假定不变的力，它推动活塞在一个膨胀行程内所做的功，与一个循环中曲轴所输出的有效功相等。6．指示耗油率gi柴油机的指示耗油率gi表示单位指示功率每小时的耗油量。7．指示热效率ηi指示热效率是柴油机的实际循环指示功与得到此指示功所消耗的燃料热量之比值。8．有效耗油率ge柴油机的有效耗油率ge表示单位有效功率每小时的耗油量。9．有效热效率ηe有