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《船舶柴油机》课程 学位考试总复习 上海交通大学内燃机研究所 周校平
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教材：船舶柴油机. 朱建元主编.北京：人民交通出版社, 2004
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一、教学要求的基本层次 教学要求分为三个层次，即：掌握、理解和了解。 1. 掌握 本课程的重点内容要求达到全面、深入地掌握程度。并能够举一反三，熟练解决相关问题，这是学位考的重点考核内容。 2. 理解 本课程的一般内容要求能够理解，并能够进行分析和判断。 3. 了解 本课程的一些基本概念要求能够了解。同时一些涉及工程热力学、传热学的内容不要求进一步深入和扩展的要求。
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二、考题类型 一、选择题 二、是非题 三、简答题 四、分析、问答题
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一．概念题（160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。
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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．船舶主机的转速低，其传动效率相对就高。 13．调速器通过调节油量来控制转速。 14．柴油机的滞燃期是指喷油开始至燃烧开始的阶段。 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（N•m）。
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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.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 ，燃烧室容积为 ，气缸总容积 ，则压缩比的概念是 。
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24.已知发动机的有效燃油消耗率ge=300g/(kW•h),耗油量Gf=22.2kg/h,有效功率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 、Me、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 .气门叠开时，活塞处于上止点附近位置。 29 .发动机在怠速时的机械效率为零。 30 .四行程发动机的活塞环与缸壁、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。
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31．若n不变，则Pe与Me的关系是Pe大则Me大。
32．四缸四行程发动机，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产生往复惯性力。 36．进气门直径一般比排气门直径大。 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。 38．两速式调速器自动调整柴油机供油量的依据是发动机转速。
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39．活塞每走一个行程，相对于曲轴转角180°。 40．气门与气门导管间即需要润滑又需要油封。 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ω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) 。
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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。
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α，进气迟闭角为β，排气提前角为γ，排气迟闭角δ，则该发动机的气门重叠角为α+δ。 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。
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55．一台发动机的气缸工作容积是燃烧室容积的15倍，则发动机的压缩比为16 。
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、转速n）、经济性指标（燃油消耗率ge）、排污性（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。
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61. 发动机的型号为12VESDZ30/55B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指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。
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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；带有齿圈，电起动用。
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，必须克服的阻力有缸内被压缩气体的阻力、发动机本身及其附件相对运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。
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72．喷油泵的功用是定时、定量地向喷油器输送燃油。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。
73．柴油机启动转速较高，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。
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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。
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84．柴油机分隔式燃烧室形式有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压力。 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。
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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、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。 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。
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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。
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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、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。
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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的自燃能力。
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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。
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）。
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121．给气效率是指换气过程结束之后，气缸内新鲜充量与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。
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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形成为示功图。 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。
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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。 136．活塞平均速度是转速和行程的函数。 137．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。
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140．船用柴油机一般采用闭式喷油器。 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。 142．二冲程柴油机气口时面值大小还与行程和转速有关。 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荷和热负荷的限制。 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。
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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-φ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。 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。 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。
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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）是指单位时间喷油的变化率随曲轴转角的变化规律。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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；最大喷油压力比最大供油压力高 。
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9．柴油机理想的放热规律是什么？ 答：柴油机理想的放热规律是缩短备燃期、控制速燃期、加快缓燃期、避免后燃期，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？ 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。
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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。
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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。
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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。
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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，供油量随转速的增大而增大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速。导致发动机由于超速而出现排气管冒黑烟及发动机过热现象；同时往复运动件的惯性力增大，使某种机件过载，甚至于损坏。 而当外界负荷突然增大时，转速瞬间下降，本应要增大供油量，但在油量调节机构位置一定时，供油量随转速的下降，供油量会自动减小，在极端的情况下，会导致发动机停止运转。采取的措施是，喷油泵内要有油量调节机构；所有柴油机必须装有调速器，以限制发动机的最高转速和稳定怠速运行。
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5．试述四冲程柴油机的工作原理及特点。 答：四冲程柴油机在进气行程中进入缸内的是空气。由于压缩比较高，在压缩行程接近终了时，缸内的空气压力、温度远大于柴油自燃温度。此时，柴油经喷油器以很高的压力喷入燃烧室，在极短的时间内，燃料与高温、高压空气混合后自行发火燃烧。气缸内压力温度急剧上升，燃料的化学能变为热能，推动活塞做功，之后为排气行程。特点：压缩比较高；燃油消耗率较低；气门重叠较大；充气效率较高；为自燃式，无点火系统；缸内燃烧最高压力较高，发动机的振动、噪声相对汽油机较大；发动机的转速相对于汽油机较低；有利于实现排气涡轮增压技术；有害排放物PM高，HC、CO较低；需要一套价格昂贵的供油系统（高压油泵和喷油器）。
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6．已知某四缸直列发动机的配气相位如下： 进气门提前开启角α=12°，进气门滞后关闭角β=59°； 排气门提前开启角γ=61°，排气门滞后关闭角δ=16°。 试求：该发动机的进、排气门持续开启角和气门重叠角； 并分析当气门凸轮磨损后，对配气相位的影响。 答：该发动机的进气门持续开启角为： ＝180 ＋12＋59＝251°排气门持续开启角为： ＝ 180＋61＋16＝257° 气门重叠角为： ＝12＋16＝28° 当气门凸轮磨损后，气门的升程变小，气门开启的提前角变小，关闭的迟后角变小，使气门开启的持续角变小。
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7．说明柴油机燃烧四阶段的划分与特点，如何组织合理的燃烧？
答：柴油机燃烧的四阶段划分为四阶段： 1）备燃期（自喷油开始至燃烧开始的曲轴转角）为着火前的物理化学准备阶段。 2）速燃期（自燃烧开始至缸内最高压力出现点的曲轴转角）缸内压力、温度剧增，最高燃烧压力出现在上止点后6～15度，放热量约为每循环放热量的30％。 3）缓燃期（最高压力点到最高温度出现点的曲轴转角）燃烧速度减小，最高温度出现在上止点后20～35度，放热量约为每循环放热量的70％。 4）后燃期（最高温度出现点之后的曲轴转角）燃烧速度很慢，柴油机易过热，应减小和避免后燃现象。 由于柴油机混合气的形成和燃烧的时间极短、空间极小，从喷油开始到燃烧结束仅占50°曲轴转角，因此应提高燃料的雾化程度，加强气流的运动强度，改善燃烧后期的燃烧条件。 即缩短备燃期、控制速燃期、加快缓燃期、避免后燃期。
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8．试述提高发动机动力性、经济性有哪些基本途径？
答：提高动力性的主要途径有：·增大发动机排量（结构形式大变动）；·采用二冲程形式（结构形式大变动）；·提高发动机转速（受机械负荷和热负荷限制，提高幅度有限）；·提高充气效率；·提高空气的利用率；·提高燃烧效率；·提高机械效率；·采用增压（中冷）技术；·提高废气涡轮增压器的效率。
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9．已知某四行程四缸发动机的发火顺序是1-3-4-2。假设曲轴转角φ=180°时，第3缸在排气始点，请画出该发动机的工作循环表。
第1缸 第2缸 第3缸 第4缸 180～360 进气 压缩 排气 作功 360～540 540～720（0） 720（0）～180
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10．叙述排气涡轮增压的优越性 答：是成倍提高功率的最有效途径；能大幅度提高其经济性；比重量（kg/kW）小；比功率（kW/kg）大；材料利用率高；排气在涡轮中进一步膨胀，排气噪声降低；压缩终了的压力、温度高，滞燃期短，工作柔和、NOx下降；空气量多，缸内扰动加剧，CO、HC、PM下降。
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11．已知某四行程六缸发动机的发火顺序是1-4-2-6-3-5。假设曲轴转角φ=0°时，第二缸活塞处于压缩终了上止点。试求：该发动机的工作循环表，各缸分别处于什么工作状态。如表；
第1缸 第2缸 第3缸 第4缸 第5缸 第6缸 360 ～420 压缩 进气 作功 排气 420 ～480 480 ～540 540 ～600 600 ～660 660 ～0 0 ～ 60 60 ～ 120 120 ～180 180 ～240 240 ～300 300 ～360
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12．请将定压与脉冲增压系统的特点作一比较。
答：定压增压：排气管尤如稳压筒，涡轮前的气体连续，均匀，稳定；涡轮效率ηT高；全流进气；可用一个小一号的增压器；排气管结构简单；变工况能力差； 扫气质量差（可能有倒流现象）；适用于工况稳定、压比较高的发动机。变压增压：气缸数能被3整除的为有利气缸数，将相邻发火间隔≥240各缸连成一支管；利用排气压力低谷进气，扫气质量好；涡轮前为部分流进气，涡轮效率低；排起支管“细”而多，较复杂；适用于变工况的，增压压力不宜很高的机型；排气能量利用率高。
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13．叙述船用柴油机直喷式燃烧室（与分隔式燃烧室相比）的特点和要求
答：直喷式开式燃烧室主要用于中大型柴油机上；混合气形成和燃烧时间极短；要求喷射压力高，喷孔直径小，喷孔数要多；燃烧室为浅型，主要为空间混合；过量空气系数较大；对转速较敏感（喷油压力、进气流量）；相对散热面积较小；燃烧最高压力、压力升高率较大；燃油消耗率低；压缩比相对较小；冷启动性好。
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14．根据定压涡流增压柴油机理论示功图填空
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1） 泵气功 3-4-a ； 2） 压气机消耗的总能量 i-g’-a-0 ； 3） 定压涡流总功 i-g—e’-f’-i ； 4） 定压涡流未能充分利用的可用能量 b-5-e-b ； 5） 定压涡流取自排气的能量 5-e-f ； 6） 活塞推出废气所消耗的功 ； 7） 压缩扫气空气所消耗的能量 i-g’-3-2-i ； 8） 定压涡流从5－b－e－5中回收的功 e-e’-f’-f ； 9） 压缩进入气缸内空气所需的能量 i-g’-3-2-i ； 10）排气所拥有的最大可用能 b-f 。
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15．推导出往复式发动机（气缸中心线与曲轴旋转中心线一致）活塞位移x的公式（设曲轴旋转半径R，连杆长度L，R/L记作 ；曲轴旋转角 )。由几何关系可得
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16.叙述脉冲增压系统相对于恒压增压系统的特点。
答：脉冲增压系统采用排气多支管，排气管较细，排气管的结构复杂；能较好利用废气的最大可用能，废气能量利用率高；对有利气缸数的发动机，每一支管脉冲连续合理，能充分利用排气的低谷扫气，换气质量好；当排气管太长时，反射压力波对扫气会产生干扰；由于涡轮前排气为非全流式，脉动大，涡轮的尺寸较大，涡轮效率较低；低负荷、变工况的能力较好；适用于中、低增压经常变工况运行的发动机。
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17．叙述提高四冲程柴油机充气效率的措施。 答：提高充气效率的主要措施有：增大气门有效通流面积；采用多气门机构；适当增大气门升程；精心设计进排气道、进排气管、气门与气门座，提高其流量系数；减小空滤器的流阻损失；减小消声器的流阻损失；适当提高压缩比，减小缸内残余废气量；增大冷却液对燃烧室壁面四周的冷却效应；采用高效率的增压（中冷，进气温度≤55℃）技术。
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18．柴油机对燃料喷射有什么要求？ 答：对柴油机燃料供给与调节系统的基本要求是：1）能产生足够高的喷射压力，以保证燃料良好的雾化混合和燃烧，且燃油油束需与内燃机燃烧室和气流运动相匹配，保证油气混合迅速、均匀；2）对每一个内燃机运行工况，精确控制每循环喷入气缸的燃油量，且喷油量能随工况变化而变化，在工况不变时，各循环供应量均匀，多缸机各缸的喷油量一致；3）在内燃机所运行的工况范围内尽可能保持最佳的起喷时刻、喷油持续时间与喷油规律，以保证良好的燃烧并取得优良的综合性能（定质、定量、定时） 。
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19．分析柴油机不同的放热规律对发动机性能的影响。
答：放热规律曲线表明了柴油机燃烧四过程各阶段的热量数值及持续角度。即滞燃期的吸热量，急燃期的放热量，缓燃期和后燃期的热量值，为定量分析提供了依据。滞燃期长，积聚的燃料多，混合时间长，其决定着续后的急燃期，滞燃期长，最高压力、最高温度、压力升高率均大，这样工作粗暴、NOx排放量大（与经济性相矛盾）；缓燃期初期喷油仍在继续，缸内油找气、气找油的条件差，其燃烧时间取决于混合速率，热效率相对较差；后燃期缸内的惰性气体剧多，此时混合更加困难，后燃期长，排温高、油耗高、热负荷大、排放差。因此，理想的放热规律应是“先缓后急”，即滞燃期不滞；急燃期不急；缓燃期不缓；后燃期不后，燃烧尽量在上止点附近完成，燃烧持续期尽可能短（40℃A）。
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20．比较二冲程与四冲程柴油机的工作特点和性能。
答：在发动机相同的排量、转速下，二冲程机做功频率增大1倍；二冲程换气过程在下止点附近完成，换气持续角小（约120[(°)(CA)]）；回流式和横流式扫气型式的二冲程柴油机换气质量差，缸内废气量多（四冲程机具有独立的排、进气过程）；二冲程机热负荷大，耗气量大；二冲程机存在失效行程；二冲程柴油机必须用罗茨鼓风机；低速机用十字头连杆；二冲程机与四冲程机相比功率约提高1.6倍；直流扫气换气质量好、转速低，经济性最好；二冲程柴油机主要用作低速船用主机；二冲程机结构简单、运转平稳。
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