船舶辅机题库

《船舶辅机》题库

1.，下列泵中属于叶轮式泵的是()A、齿轮式B、叶片式C、水环式D、旋涡式

2.下列泵中属于容积式的是()A、离心式B。水环式C、旋涡式D、轴流式

6.允许吸上真空高度是反映泵的()A、形成吸口真空的能力B、排液高度的能力C、抗气蚀的能力D、密封完善程度。

往复泵

7.影响往复泵的理论流量的因素是()A、泵的排出压力B、泵的作用次数C、泵的强度D、泵密封情况

8.锅炉点火爆炸的原因往往是()A,炉镗设计不合理B,过剩空气系数太大C 喷油量太大D预扫风不彻底

9.回油式喷油嘴油量的调节通常是()A调节供油压力B调节进油温度C调节雾化片喷孔直径D调节回油阀开度

10.海船建造规范规定，炉墙和炉衣外表面温度不应大于(60℃)_

11.烟管锅炉的辐射换热主要发生在(炉胆)

12.D型水管锅炉的辐射换热主要发生在(水冷壁)

13.锅炉大修后，水压试验压力通常为(1.5倍设计压力)

14.引起锅炉汽水共腾的主要原因是(盐度太高)

15.根据经验判断，燃油锅炉炉镗中如燃烧良好，则其火焰颜色为(橙黄色)

16，空调制冷装置的蒸发温度不易过低的最主要原因是(防止空气冷却器结霜)

17.直接蒸发式空调装置采用温度继电器，在(回风)温度太低时控制电磁阀关闭，使压缩机停止工作。

18.采用间接冷却式空冷器的空调装置，夏季气温、湿度变化较大是，可自动控制（载冷剂流量）

19.在空调装置中，夏季空气过冷却后(含湿量减少，相对湿度增大)

20.集中式空调装置主要通过(空气冷却器)降低空气温度。

21.空调装置采用回风的主要目的是(能耗).

22.控制海水淡化装置产水量的主要手段是控制(加热水流量)

23.真空沸腾式海水淡化装置的真空度主要靠调节(冷却水流量)来控制。

24.船用R22单级活塞式制冷压缩机最高排气温度不应超过(160℃)。

25.制冷装置放空气，在(出气是感觉凉，手上有油)时判断结束。

26.间接作用式电磁阀主阀开启靠(冷剂压力)

27.制冷装置中防止冷凝压力过低的元件是(水量调节阀)

28.一般热力膨胀阀调到蒸发器出口工作过热度(2-6℃)

29.热力膨胀阀选用外平衡式的依据(蒸发器压降较大)、

30.影响8FS10制冷压缩机余隙容积的垫片在(缸套凸缘与缸体上部隔板之间)

31.压缩机采用双阀座截止阀的作用是(可启闭多用通道)

32，我国规定制冷压缩机满足润滑需要时油压差应大于(0.15MPa)

33.内平衡热力膨胀阀波

34．产生扭转变形的干件，力偶作用于垂直轴线的平面内

35，。虎克定律只适用于材料在弹性范围内。

36.热力系统平衡态的压力和温度到处相同。

37.比容是指单位质量的工质所占的容积。

38.理想气体状态方程气体常数与气体种类有关，与状态无关。

39.1 千摩尔氮气的质量是28千克。

40.对任何气体，均有RM=MR-8314（kmal.k）

41.绝热过程与外界没有热量交换。

42.卡诺循环说明热效率与高温热源、低温热源有关与工作性质无关。

43.当过程进行的时间大于驰豫时间时，则一定是准静态过程。

44.物体的辐射能量与温度有关，温度越大，热辐射越大。

45.湿热汽干度X=0时为饱和水。

46、热力学中的孤立系统与外界物质交换也无热量交换。

47.任何气体的通用气体常数RM相等。

48.喷管的作用是使高压气体进行膨胀以获得高速。

49．过热气体的温度一定高于干饱和蒸汽的温度。

50.柴油机实际工作循环中的每个过程都是不可逆的。

51.Ps是表示饱和空气中饱和水蒸汽的压力。

52.被日光照射的海水蒸发现象同时包括导热、对流、和辐射。

53.热传递的方向是从高温指向低温。

54.非金属固体的导热系数随温度升高而增大，而金属固体正好相反。

55.间壁式热交换器中的冷、热两种流体由固体间壁相隔，互不相混的进行热量交换。、

56.流体进行对流换热时，有相变发生比无相变发生时的对流换热强烈。

57.不同物理性质的流体，即使在相同流动状态下，对流换热也不相同。

58.按物质存在状态的不同，导热系数的大小排列为：固体导热系数》液体导热系数》气体导热系数。

59.密度和重度互为倒数，且均为压力和温度的函数。

60.流体静止时，内摩擦力为零。

61.流体的运动或变形即使停止，流体也具有粘滞性。

62.液体粘度随温度升高而减小。

63.任何实际流动的液体都具有两种流动状态及层流和紊流。

64.机械的号数是以油在50℃时的运动粘度的平均值标注的。

65.对于柴油机，燃油的粘度越低，雾化质量越好。

66.机械材料拉伸试验断裂时，不一定经过颈缩阶段。

67.挤压变形不是压缩变形。

68.剪切和挤压同时发生时，构件强度不能只按剪切强度校核。

69.为提高制冷系数，在满足冷藏对象温度要求的条件下，应选择较高的库温。

70.1kmal氧气在标准状态下所占的体积是22.4m3

71.匀速转动的钢体角加速度(等于零)

72.应力的大小与(外力、截面积)有关。

73.剪应力(平行于)截面。

74.一个力系的合力不为零，而∑FY=0，则该合力必(与Y轴垂直)

75.对于受平面汇交力系约束反力，最多只能列出两个独立方程，求出两个未知书数。

76，当某一梁的一端受固定端约束，另一端是自由端时，为(悬壁梁。)

77.齿条刀具的基准平面与被加工齿轮的分度圆柱面相割时，加工出来的齿轮是负变位齿轮。

78.铰链连接是转动副的一种具体形式。

79.车床上的丝杠与螺母组成螺旋副。

80.花键轴与滑移齿轮组成移动副。

81.摩擦轮传动可以方便地实现变向，、变速等运动调整。

82.在相同的条件下，普通的V带的传动能力约为平带传动能力的3倍。

83.普通的螺纹的牙型角是60度。

84.模数m反映了齿轮轮齿的大小，模数越大，轮齿越大，齿轮的承载能力越大。

85.螺旋角越大，斜齿轮传动越平稳。

86.蜗杆的轴向齿形角与涡轮的端面齿形角相等，并规定等于20°。

87.模数m =4的标准直齿圆柱齿轮，齿高h=9mm.

88.轮系传动即可用于相距较远的两轴间传动，又可获得较大的传动比。

89.轮系中的某一个中间齿轮，既可以是前级齿轮副的从动轮，又可以是后一级齿轮副的主动轮。

90.在曲柄长度不相等的双曲柄机构中，主动曲柄作等速回转时，从动曲柄作变速回转。

91.凸轮机构广泛用于机械自动控制。

92.凸轮机构是高副机构，凸轮与从动件接触难以保持良好的润滑而易磨损。

93.无论是有级变速还是无级变速机构，均只能在一定的速度范围内实现变速。

94.在曲柄长度不相等的双曲柄机构中，主动曲柄作等速回转时，从动曲柄作变速回转。

95.平键、半圆键和花键均已键的两侧面实现轴向固定和传递转距。

96.半圆键多用于锥形轴的辅助连接。

97. 楔键能使轴上零件轴向固定，且能使零件承受但方向的轴向力，但对中性差。

98.平键的选用主要根据轴的直径，由标准中选定键的截面尺寸b×h，而键的长度L应略小于或等于轮毂的长度，并符合标准系列。

99.轴各部分的直径应符合标准尺寸系列，支承轴颈的直径还应符合轴承内孔的直径系列。

100.对开式径向滑动轴承磨损后，可以取出一些调整垫片，以使轴颈与轴瓦间保持要求的间隙。

101．结构尺寸相同时，球轴承与滚子轴承相比，后者的承载能力和耐冲击能力较强。

102.只要能满足使用的基本要求，应尽可能选用普通结构、公差等级为/P0级的球轴承。

103.刚性联轴器与挠性联轴器的区别在于能否补偿两轴的相对位置。

104.万相联轴器主要用于两轴相交的传动。为了消除不利于传动的附加动载荷，可将万向联轴器成对使用。105.多片离合气摩擦片数越多，传递的转矩越大。

106.标准直齿轮的端面齿厚S与端面齿槽宽e相等。

107.滑动轴承工作时的噪声和振动小于滚动轴承。

108.属于啮合传动类的带传动是(同步带传动。)

109.普通V带传动中，V带的楔角a是(40°).

110.普通螺纹的公称直径是指(大径)。

111.普通螺旋传动机构(承载能力强)。

112.齿轮传动的特点有(传递的功率和速度范围大。)

113.渐开线的性质有(基圆相同，渐开线的形状也相同。)

114.形成齿轮渐开线的圆是(基圆。)

115.一对外啮合的标准直齿圆柱齿轮，中心距a=160mm，齿轮的齿距p=12.56mm，传动比I=3，则两齿轮的齿数116.斜齿轮传动(传动中产生轴向力).

117.渐开线直齿圆柱齿轮的连续传动条件是重合度ε》1.

118.直齿锥齿轮标准模数是指(大端端面模数)/

119.蜗杆传动(传动比大，结构紧凑。)

120.传动比大而且准确的传动是(蜗杆传动).

121.轮系(可以实现变向和变速要求。)。

122.平面连杆机构的急回特性系数K》1.

第一章柴油机基本知识

第一节柴油机热力循环

柴油机的基本概念

一、热机

柴油机是内燃机的一种，而内燃机又是热机的一种。所谓热是指把热能转换成机械能的动力机械

1.内燃机

汽油机、内燃机以及燃气机同属内燃机，都是燃料在发动机的气缸内燃烧并直接利用燃料燃烧产生的高温高压燃气在气缸中膨胀作功。燃料的化学能转变成热能以及热能转变成机械能，这两次能量转换均发生在气缸内部。

根据所用燃料的不同，可大致分为汽油机、煤气级、柴油机和燃气轮机。汽油机使用挥发性好的汽油做燃料，采用外部混合法(汽油与空气在气缸外部进气管的汽化器进行混合)形成可燃混合气。缸内燃烧为电点火式(电火花塞点火)。这种工作特点使汽油机的经济性不能大幅度提高。

3.柴油机

柴油机是一种压缩发火的往复式内燃机。它使用挥发性较差的柴油或劣质燃料。采用内部混合法(燃油与空气的混合发生在气缸内部)形成可燃混合气；缸内燃烧采用压缩式(靠缸内空气压缩形成的高温自行发火).这种工作特

点使柴油机在热机领域内具有最高的热效率(已达到55％左右)，到1987年100％为柴油机船。

柴油机具有以下突出优点：

1.经济性好，有热效率可达50％以上，可使用廉价的重油，燃油费用低。

2.功率范围宽广，单机功率从0.6KW—45600KW,适用的范围广。

3.尺寸小，重量轻，有利于船舶机舱布置。

4.机动性能好，启动方便，加速性能好。有较宽的转速和负荷调节范围，可直接反转，能适应船舶航行的各种

工况要求。

同时柴油机也具有以下缺点：

1.存在机身振动、轴系扭转振动和噪音。

2.某些部件的工作条件恶劣，承受高温、高压并具有冲击性负荷。

四．柴油机的基本结构参数

1.上止点(T.D.C)。活塞在气缸中运动的最上端位置，也就是活塞离曲轴中心线最远的位置。

2.下止点(B.D.C.)活塞在气缸中运动的最下端位置，也就是活塞离曲轴中心线最近的位置。

3,。行程。(S)指活塞从上止点移到下止点间的直线距离，它等于曲轴曲柄半径R的两倍(S=2R)。活塞移动一个行程，相当于曲轴转动180°CA(曲轴转角)

4.缸径(D) 气缸的内径。

5.气缸余隙容积(压缩室容积，Vc) 活塞在气缸内上止的点时，活塞顶上的全部空间(活塞顶、气缸盖与气缸套

表面之间所包围的空间)容积。

6．余隙高度(顶隙). 上止点时活塞最高顶面与气缸盖底平面之间垂直距离。

7.气缸工作容积(Vs) 活塞在气缸中从上止点移动到下止点所扫过的容积。Vs=D2Sπ/4

8．气缸总容积(Va) 活塞在气缸内位于下止点时，活塞顶以上的气缸全部容积，亦称气缸最大容积。Va=Vs+Vc 9.压缩比(ε) 气缸总容积与压缩室容积之比值，称几何压缩比。ε=Va/Vc=(Vs+Vc)/Vc=Vs/Vc+1

压缩比表示缸内工质压缩程度。柴油机压缩比约为12—22.中、高速机压缩比高于低速机。

柴油机理论循环

在整个循环中工质的质和量不断变化，整个过程是不可逆的。

通过研究理论循环可以：

1.用简单的公式说明循环中各基本热力参数的关系，以提高理论循环热效率ηt和平均压力Pt的有效途径。

2.确定循环热效率的理论极限，以判断柴油机循环的完善程度。

3.有利于比较各种热力循环的经济性和动力性。

根据加热方式的不同，内燃机的理论循环有三种基本形式。

1.定容加热循环。

2.定压加热循环。

3.混合加热循环。

有种循环称继续膨胀循环，此循环比上述三种循环更完善，即为涡轮增压柴油机理论循环(相当于柴油机与燃气轮机联合工作)，称修正阿特金逊(Atkinson)循环。在柴油机气缸内如实现此种循环，气缸必须做的长。

采用柴油机与燃气涡轮联合工作可合理解决此问题很。

柴油机实际循环

㈠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，所以产生如下影响：

⒈工质成分的变化。在柴油机中，燃烧前的工质是空气和上一循环残留在压缩容积里的燃烧气体的混合物；

燃烧后，工质称为燃烧产物，其各个时期的成分也是变化着的，不仅与燃烧成分有关，而且与过量空气系数和燃烧温度有关。

⒉工质比热的变化。空气和燃气的比热都具有随温度上升而增大的特性。而多原子气体(CO2、H2O、SO2)的

比热值又要比双原子气体(O2、N2、空气)大。在实际循环中，由于燃料燃烧后工质成分的明显变化，使三原子气体量增加，在加上最高燃烧温度很高(可达1800K-2000K)，故实际循环中，工质的比热必然随温度的升高而增大。这意味着在同样的加热量下，实际循环所引起的压力和温度要比理论循环时低的多，其结果是实际循环的热效率低，做功能力下降。工质比热的变化对循环的影响显著。

⒊工质的高温分解。当温度超过1000℃时，实际工质的燃烧产物将陆续以一定的数值发生高温分解，与此

同时吸收相对热量保持化学平衡，即在高温时引起如下的可逆反应

2CO2→←2CO+O2

2H2O→←2H2+O2

N2+O2→←2NO

当高温分解的程度与压力和温度有关，在高温低压时反应向右进行，并吸收热量；在膨胀行程中由于温度

降低，反应向左进行而放出热量。高温分解需要吸收热量，使燃烧阶段的压力、温度增加较少，也使实际

循环的热效率和做功能力下降。

⒋工质分子数的变化。燃油在气缸中燃烧后使工质的分子数增加，不同柴油机在全负荷时的过量空气系数a

在1.2-2.0之间，分子变更系数(工质燃烧后与燃烧前摩尔数的比值)约为1.03-1.055，这对提高柴油机的

效率是有利的，但影响极小。

㈡气缸壁的传热损失

在实际循环中，柴油机的工质与缸壁之间始终存在着热量交换，并非绝热过程。例如在压缩过程初期，

气缸壁温度较高使空气被加热；而在后期，由于气体气体温度超过了缸壁温度，便发生了从气体到缸壁的

相反的热量传递。实际压缩过程是一个多变过程，平均压缩多变指数n1约为1.32-1.37(低速增压柴油机)。

实缩过际压程的热量交换总趋势是缸内工质向缸壁散热，因此，压缩终点压力低于绝热压缩终点压力。

膨胀过程是一个更加复杂的多变膨胀过程，在膨胀初期，由于后燃现象已及原在高温时已分解的燃烧产物

的重新复合反应，使缸内工质为加热膨胀；在膨胀后期，由于后燃结束及复合反应的减弱使工质为散热膨

胀。整个膨胀过程是一个以平均膨胀多变指数n2为代表的多变膨胀过程，通常n2约为1.15-1.30，即整个

膨胀过程是一个工质被加热的多变过程。膨胀终点缸内压力高于绝热膨胀压力。●

㈢换气损失

理论循环中是混合加热和定容放热，无需进行工质的替换。而实际循环必须排出废气和吸入新鲜空气。在排球过程中，为了减少排气消耗的功，其排气阀总是提前开启，让废气在下止点前某点就开始逸出，由此减少了一部分有用功，称膨胀损失功。另外，实际循环的进气过程与均消耗轴功，称泵气功。膨胀损失功与泵气功之和即为实际循环的换气损失。

㈣燃烧损失

燃烧损失是指后燃和不完全燃烧所引起的损失。

在理论循环中，全部热力是由高温热源吸入热量Q1，无燃烧过程。但在实际循环中是由燃油的燃烧得到的，必然存在部分燃油在膨胀中仍继续燃烧的后燃现象。另外由于空气不足，或混合物形成不良的不完全燃烧，使燃料的热值未充分利用，则促使燃烧膨胀线的位置下移，产生不完全燃烧损失。

㈤泄漏损失

气阀处的泄漏可完全防止，但活塞环处的泄漏却无法避免。不过在良好的磨合状态下，其泄漏量约为气缸工质总重的0.2%，通常，漏气损失可并入热交换损失中。

㈥其他损失

如工质的涡动损失以及活塞运动速度与燃烧速度不相配合而偏离定容、定压加热过程的时间损失等。

在上述各项损失中，工质的影响是不可避免的。对实际循环损失影响较大的还有传热损失、换气损失和燃烧损失。由于上述各项损失的存在，使实际循环的热效率明显下降。如一台非增压四冲程柴油机的压缩比ε=1.3，过量空气系数a=2，最高爆发压力Pz=5MPa,其理论循环热效率?=61%，而实际循环热效率降低到45%，仅为理论循环热效率的74%。

第二节柴油机工作原理

柴油机的基本工作原理是采用压缩发火方式使燃料在缸内燃烧，以高温高压的燃气做工质在气缸中膨胀推动活塞往复运动，并通过活塞-连杆-曲柄机构将往复运动转变为曲轴的回转运动，从而带动工作机械。

在柴油机中可用活塞的两个行程或四个行程完成一个工作循环，相应称为二冲程或四冲程柴油机。

㈠四冲程柴油机工作原理

第一行程—进气行程，空气进入气缸时相应的活塞行程。

活塞从上止点下行，进气阀a打开。由于气缸容积不断增大，缸内压力下降，依靠气缸内与大气的压差，新鲜空气经进气阀被吸入气缸，进气阀一般在活塞到达上止点前打开，下止点后延迟关闭，曲轴转角ψ，表示进气持续角Δθi，约为200℃A—250℃A。

第二行程---压缩行程，工质在气缸内被压缩时相应的活塞行程。

活塞从下止点向上运动，自进气阀a关闭开始压缩，一直到上止点为止。第一行程吸入的新气经压缩后，压力增高到3—6MPa,温度升高到600—700℃(燃油的自燃温度为210—270℃)压缩终点的压力和温度分别用Pc和Tc表示。在压缩过程的后期，由喷油器(c)喷入气缸的燃油，与高温空气混合、加热，并自行发火燃烧。曲轴转角，表示压缩过程，约为140°--160°。

第三行程---燃烧和膨胀行程，工质在气缸内燃烧时相应的活塞行程。

活塞在上止点附近，由于燃油强烈燃烧，使气缸内的压力和温度急剧升高，压力约达到5—8MPa,甚至高达15MPa

以上。温度约为1400—1800℃，或更高些。燃烧的最高压力和最高温度用Pz和Tz表示。高温高压的燃气膨胀推动活塞下行而做功。由于气缸容积逐渐增大，压力下降，在上止点后某一时刻燃烧基本完成。膨胀一直到排气阀b开启时结束，膨胀终了时的气缸内气体压力Pb约为250—450kpa，气体温度Tb约为600—700℃。与进气阀相同，排气阀总是在下止点前提早开启。

第四行程---排气行程，废气从气缸内排出时相应的活塞行程。

在上一行程末，排气阀b开启时活塞尚在下行，废气靠气缸内外压力差经排气阀排出。当活塞由上止点上行时，废气被活塞推出气缸，此时的排气过程是在略高于大气又来了(约1.05—1.1大气压)且在压力基本不变的情况下进行的。排气阀一直延迟到上止点后才关闭。

四冲程柴油机每完成一个工作循环，曲轴要回转两转(720°转角)。每个工作循环中只有第三行程是做功的，其他三个行程都是为膨胀行程服务的，都需要外界供给能量。柴油机常做成多缸的，这样，进气、压缩、排气行程的能量可由其他正在做功的气缸供给。如果是单缸柴油机，那就由较大的飞轮供给。

气体压力和容积是同时变化的。P-V示功图可用来研究柴油机工作过程进行的情况，并且可用来计算柴油机一个工作循环的指示功。

四冲程柴油机的进、排气阀的启闭都不正好在上、下止点，而是在上、下止点前后某一时刻。它们的开启持续角均大于180℃A。进、排气阀在上、下止点前后启闭的时刻称为气阀定时，通常气阀定时是用距相应止点的曲轴转角(℃A)表示。用曲轴转角表示气阀定时的圆图成气阀定时圆图。

气阀提前开启和延后关闭是为了将废气排除干净并增加空气的吸入量，以利于燃油的燃烧，另外还可减少排气耗功。

在上止点前后进、排气阀同时开启着，同一气缸的进、排气阀在上止点前后同时开启的曲轴转角称为气阀重叠角。在气阀叠开期间，进气管、气缸、排气管连通，此时利用废气的流动惯性，除可避免废气倒冲入进气管外，尚可抽吸新鲜空气进入气缸，并利用此压力差在将新气吸入气缸的同时将燃烧室内的废气扫出气缸，实现所谓燃烧室扫气。此时不但可提高换气质量，还可利用进气冷却燃烧室有关部件。因而，四冲程柴油机均有一定气阀重叠角，而且增压柴油机的气阀重叠角均大于非增压机。

非增压柴油机

进气阀：开启（上止点前15—30°）；关闭（下止点后10—30°）

排气阀：开启（下止点前35—45°）；关闭（上止点后10—20°）

增压柴油机

进气阀：开启（上止点前40—80°）；关闭（下止点后20—40°）

排气阀：开启（下止点前40—55°）；关闭（上止点后40—50°）

㈡二冲程柴油机工作原理

用活塞的两个行程完成一个工作循环的柴油机叫二冲程柴油机。

在二冲程柴油机中没有单独的进、排气过程，其进、排气过程几乎重叠在下止点前后约120—150℃A内同时进行。因此在结构上必须采用气缸套下部扫气口—排气口，或气缸套下部扫气口—气缸盖上排气阀的换气机构，而且还必须设置一个专门的扫气泵以提高进气压力，使进气能从扫气口进入气缸并清扫废气出气缸。由此可把进、排气过程（缩减到下止点前后的部分行程中完成。

ESDZ43/82B型柴油机

E—二冲程；S—十字头；D—可倒转；Z—废气涡轮增压；43—缸径（cm）；82—行程（cm）；B—发展序号。

四冲程柴油机与二冲程柴油机工作原理比较，看出两者有以下特点：

⑴二冲程柴油机二个行程即曲轴一转完成一个工作循环，由此可提高柴油机功率。二台气缸尺寸与转速相同的四冲程与二冲程柴油机，计及气口行程损失和扫气泵耗功，则二冲程柴油机的功率约为四冲程柴油机的1.6—1.8倍。

⑵由于二冲程柴油机曲轴每一转完成一个工作循环，因而它的回转要比四冲程机均匀，可使用较小的飞轮。

⑶二冲程柴油机的换气机构较简单，因而二冲程机较四冲程机结构简单，便于维修保养。

⑷二冲程柴油机的换气质量较四冲程机差。

⑸二冲程机的工作循环比四冲程机多一倍，所以二冲程机的热负荷比四冲程机高。

总之，在提高功率方面二冲程柴油机比四冲程机优越，而在提高柴油机的强化程度方面四冲程机较二冲程机优越。

㈢二冲程增压柴油机的工作原理

在柴油机中，我们把用增加进气压力来提高功率的方法称为柴油机的增压。为此必须在柴油机上装一台压气泵，若压气泵油柴油机带动则称为机械增压。由于进气压力的提高会使柴油机消耗于压气泵的功增多，甚至当进气压力超过一定值时，柴油机因其所增加的功率几乎全部消耗在驱动压气泵上，所以这种机械式增压柴油机的进气压力都较低，一般不超过150KPa，否则是得不偿失的。

柴油机的排气温度很高（约为400—500℃），约含燃油燃烧发出热量的1/3，而且该能量品质较高，如果把废气的能量利用起来，使之用来驱动涡轮增压器，则涡轮增压器即可使柴油机的功率增加，又可提高柴油机的经济性。

㈢二冲程柴油机的换气形式

根据气流在气缸中的流动路线，二冲程柴油机的换气形式可分为弯流（扫气由下而上，然后由上而下清扫废气）与直流（气流在气缸内呈直线由下而上清扫废气）两大类。

⒈简单横流扫气

⒉回流式扫气

⒊半回流扫气

⒋排气阀—扫气口直流扫气

现代船用大型柴油机随着行程缸径比S/D的增加，发展了长行程（S/D＞2.5）和超长行程（S/D＞3）柴油机。在这种情况下，弯流扫气的换气质量无法与直流扫气相比，因而直流式（气阀—气口式）扫气成为现代船用大型柴油机的主要换气形式。

第三节柴油机的性能指标

动力性和经济性指标可以分成指示指标和有效指标两类。指示指标是以气缸内示功图所表示的工作循环指示功为基础的，它只考虑缸内燃烧不完全及传热等方面的热损失，没有考虑各运动副间所存在的摩擦损失，主要用来评定缸内工作循环的完善程度。有效指标是以在柴油机输出轴上所得到的有效功率为基础的，它既考虑到热损失也考虑到机械损失，它是评定柴油机工作性能的最终指标。

㈠指示指标

指示指标包括平均指示压力Pi、指示功率Pi、指示热效率?i和指示燃油耗率Bi（简称指示油耗率）。

⒈平均指示压力Pi

假定一个数值不变的压力作用在活塞上，在一个膨胀行程内所做的功与一个工作循环的指示功Li相等，这个假定的压力就称为平均指示压力。Li=Pi?F?S(N?m或J) Pi=Li/(F?S)=Li/Vs(N/m 2或Pa)

式中，：Pi---平均指示压力，Pa;

F---活塞面积，m2；

S---活塞行程，m；

Vs---气缸工作容积，m3.

在船舶实践中，Pi由测取的P-V示功图经计算得到。Pi的影响因素主要是循环供油量或负荷大小，其次是燃烧质量。

增压机的Pi高于非增压机，四冲程机Pi高于二冲程机，直流扫气的Pi高于弯流扫气。

⒉指示功率Pi

指示功率是指柴油机气缸内的工质在单位时间内所做的指示功（KW）。

⒊指示热效率?i和指示油耗率bi

柴油机的指示热效率为指示功的热当量与相应消耗的燃料热量之比值，?i=Wi/Q吸入

㈡有效指标

⒈有效功率Pe和机械效率?m

从柴油机曲轴飞轮端传出的功率称为有效功率，用Pe表示。也可以说指示功率减去机械损失功率Pm所剩的功率称为有效功率，即Pe=Pi-Pm。

柴油机的有效功率，在船舶上可用扭力计测出:Pe=Me?n/9550(KW)

式中：Me---柴油机输出的有效扭矩，N?m;

n---柴油机转速，r/min.

机械效率?m是有效功率和指示功率Pi之比值，机械效率的大小不仅取决于设计和制造质量，还受柴油机负荷、转速、滑油温度与冷却水温度等因素影响。

如果转速不变，负荷增加时，机械效率将相应增加。

如适当提高滑油温度与冷却水温度，则可适当提高机械效率。但若温度过高使油膜遭到破坏或过热，则会因破坏了正常润滑状态而大大将低机械效率。

⒉有效燃油消耗率b e和有效热效率?e

有效油耗率是指每一千瓦有效功率每小时所消耗的燃油量，单位是kg/(kw?h)

有效热效率是指曲轴有效功与所消耗的热量之比。

⒊平均有效压力Pe

平均有效压力是指柴油机在每一工作循环每单位气缸工作容积所做的有效功。

㈢其他常用参数

⒈最高爆发压力Pz（最高燃烧压力）

燃烧过程中气缸内工质的最高压力称最高爆发压力。

Pz值的大小对柴油机的结构与性能均有很大的影响，主要有：

①过大的Pz值使结构尺寸增大，使柴油机笨重。

②过大的Pz值使螺栓预紧力相应增大，造成结合面比压过大。

③过大的Pz值破坏润滑油膜，加剧活塞环与缸套、轴颈与轴瓦的磨损，使寿命下降。

④Pz值过高，使冲击振动和噪音增大

⑤适当提高Pz、ε和λ，可以提高柴油机的热效率，降低燃油消耗。一般高速柴油机的Pz/Pe=3-9；中速柴油机的Pz/Pe=5-7；低速柴油机的Pz/Pe=6-10.

目前柴油机Pz值的数据范围是：

非增压柴油机 Pz=6-8MPa

增压低速二冲程柴油机 Pz=7-15MPa

增压中、高速柴油机 Pz=7-17MPa

⒉排气温度Tr

非增压柴油机的排气温度指排气管内废气的平均温度，增压柴油机的排气温度指气缸盖排气道出口处废气的平均温度。

⒊活塞平均速度Vm

在曲轴一转两个行程中活塞运动速度的平均值称活塞平均速度。Vm=2Sn/60=Sn/30(m/s) 式中：n----柴油机转速，r/min； S----柴油机活塞行程，m

提高Vm 可以提高柴油机的功率，但零件的机械负荷、热负荷同时增加，机件的磨损也想应增加，因而靠提高Vm来提高功率是有限的。

近代船用大型二冲程柴油机多采用长或超长行程。为了维持较长的寿命和适当的Vm值，均选用较低转速。如标定转速低于100r/min,甚至仅为60-70r/min.这对提高螺旋浆的推进效率也是有利的。

⒋行程缸径比S/D

在活塞平均速度Vm及缸径D为定值的条件下，S/D对柴油机的影响有：

①影响柴油机的尺寸和重量。S/D增大，则柴油机的宽度、高度及重量均相应增加。

②影响机械负荷。缸内气体压力不直接受S/D的影响，但最大往复惯力Fjmax将随S/D的增加而减小，即S/D增加，

机械负荷减小。

③影响热负荷。S/D增大，气缸散热面增大，热负荷将减小，同时影响燃烧室各部件的传热量分配比例。如S/D增

大，气缸套的热负荷增大，而气缸盖与活塞顶的热负荷相应减小。

④影响混合气形成。S/D增大，燃烧室余隙高度增大，对混合气形成有利。

⑤影响扫气效果。S/D增大，因气流在缸内流动路线长将降低扫气效果，但次影响随扫气形成不同各异。如对直流

扫气的影响较小，允许使用较大的S/D值，而对弯流扫气的影响较大，不允许使用较大的S/D值（通常不高于

2.2）

⑥影响曲轴刚度。S/D增大使曲轴半径变大，曲轴轴颈的重叠度降低，曲轴刚度下降。

⑦影响轴系的振动性能。S/D增大，轴系的振动及扭针固有频率降低，容易产生不允许的纵振和扭振。

⒌强化系数Pe?Vm

强化系数用来表示柴油机所受热负荷和机械负荷两方面的综合强烈程度。

⒍压缩比ε

压缩比是一个对柴油机影响很大的结构参数。