柴油机复习

柴油机复习

模块一柴油机的基本知识

1.柴油机的定义

a)柴油机是一种压缩发火的往复式内燃机

2.压缩比的定义及意义，压缩比的计算

a)压缩比是气缸总容积与压缩室容积的比值，也称为几何压缩比

b)压缩比表明压缩过程中进入气缸内的空气被压缩的程度，它是柴油机性能的主要参

数之一，压缩比越大，压缩终点的温度和压力就越高，对燃油的发火和柴油机的启

动在有利，而且热效率也越高。但压缩比过高会使柴油机的工作粗爆，磨损加剧。

c)若要调节压缩比，可以通过改变压缩室容积来实现。

通过调节顶隙高度，即柴油机气缸盖垫片的高度来实现

3.四冲程柴油机的定时图

a)进、排气阀在上、下止点前后开启或关闭的时刻称为气阀定时

b)气阀提前开启和延迟关闭是为了将废气排除的干净并增加空气的吸入量，以利于燃

油的燃烧，另外还可以减小强制排气的压背。

c)进气阀与排气阀同时开启时所对应的曲柄转角称为气阀重叠角

4.二冲程柴油机的两种换气形式及特点

a)根据气体在气缸中流动的线路可以分为直流扫气和弯流扫气

b)直流扫气的特点是气缸下部分布着一圈扫气口，气缸盖上有排气口，气体在气缸中

呈直线由下而上扫气。这样的优点是：空气与废气不易掺混，扫气效果好，缸套下

部受热均匀，不易变形，但是结构复杂，维修困难。

c)弯流扫气：空气由下而上，然后再由上而下扫气，根据气口布置的特点可分为横流、

回流和半回流。优点是气缸盖无气阀结构，结构简单维修方便。缺点是扫气质量差，

进气口两侧受热不均，容易产生变形。

5.柴油机的有效指标的意义

a)有效指标是以柴油机输出轴上所得到的有效功为基础上，既考虑了气缸内的热损

失，也考虑了一系列的机械损失，是评定柴油机工作性能的最终指标。

b)主要包括：有效功率、机械效率和平均有效压力

6.柴油机能量的转化过程

燃油的化学能————热能————机械能

7.在热机中，柴油机有何优缺点？

a)优点：

i.具有较高的压缩比，热效率高

ii.功率范围广，可适用于不同的设备需求

iii.尺寸小，比质量轻，便于机舱布置

iv.机动性能好，启动方便，加速性能好，能直接反转，便于使用和管理

b)缺点：

i.存在较强的机身振动、轴系扭转振动及噪音

ii.某些零部件工作条件恶劣，高温高压并有冲击性载荷

8.内燃机有哪几种理论循环？分别适用于哪几种内燃机？研究理论循环的目的是什么？

a)有三种理论循环

i.等容加热循环适用于汽油机

ii.等压加热循环适用于现代高增压柴油机

iii.混合加热循环适用于一般柴油机

b)目的：

i.用比较简单理论公式说明循环中各基本热力参数的关系，找出提高理论热循

环、热效率的有效途径

ii.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

iii.有利于各种热力循环的经济性和动力性

9.柴油机一个工作循环由哪几个工作过程组成，其中哪一个过程对外做功？

柴油机每做一次功，必须经过进气、压缩、燃烧、膨胀和排气五个过程，其中膨胀过程对外做功。

10.二冲程柴油机与四冲程柴油机相比有哪些特点？

a)换气方式与换气机构

b)工作过程

模块二柴油机的主要机件

1.薄壁强背的结构与特点

a)“薄壁强背”结构即采用较薄的底板以减小壁面的温差和热应力，采用较厚的中间

隔板和较高的气缸盖高度构成刚度很高的“背部”，并通过气道壁对底板的支撑，

减小底板的机械应力。

b)加强对气缸盖的冷却。

2.气缸套的功用、要求和种类

a)气缸套的功用

i.与活塞组件、气缸盖共同构成气缸的工件空间；

ii.引导活塞作往复运动，筒形活塞式柴油机的气缸套还要承受活塞的侧推力；

iii.将部分热量传给冷却水，保证活塞组件和缸套本身在高温高压下工件正常；

iv.在二冲程柴油机中，通过活塞控制气口的启闭。

b)工作条件

i.高温高压；

ii.大的机械应力和热应力；

iii.燃气的化学侵蚀和冷却水的腐蚀；

iv.磨损严重和润滑不良。

c)要求

i.具有足够的强度和刚度；

ii.工作面具有高的精度，高的耐磨性和抗腐蚀性；良好的润滑和冷却条件；

iii.二冲程柴油机的缸套要有合理的气口形状和截面尺寸。

d)柴油机的缸套有湿式、干式和带水套式等三种形式。

3.活塞组件的功用、要求，活塞环的分类与密封。

a)活塞组件可分为筒形活塞的十字头两大类

i.筒形活塞组件包括：活塞、活塞环、活塞销等；

ii.十字头活塞组件包括：活塞头、活塞裙、活塞环、活塞杆等。

b)活塞组件的功用

i.与气缸、气缸盖等组成密闭的燃烧室空间，承受气缸内气体的压力，并将其传

递给连杆；

ii.在筒形活塞式柴油机中，还要承受连杆倾斜时所产生的侧推力，起往复运动的导向作用；

iii.在二冲程柴油机中，还要起开启、关闭气口的滑阀作用。

c)工作条件

i.高温高压；

ii.燃气的烧蚀和燃烧产物的化学腐蚀；

iii.润滑条件差，磨损大；

iv.冷却困难；

v.机械应力和热应力都很大。

d)要求

i.强度高，刚度大；密封可靠；散热性好，冷却效果好；摩擦损失小，耐磨损；

ii.对于中高速柴油机，还要求活塞质量轻，惯性小。

e)活塞环按功用可分为：密封环、刮油环和承磨环

i.密封环也称气环，主要作用是阻止气缸内的气体泄漏和将部分热量传递给气缸

套；

ii.刮油环也称油环，主要作用是刮除缸壁内多余的润滑油和限制活塞环泵油；

iii.承磨环

f)活塞环的工作条件

i.高温高压；

ii.机械应力和热应力均很大；

iii.润滑困难，磨损严重；

iv.受燃气的烧蚀和燃烧产物的腐蚀。

g)要求

i.足够高的刚度和强度；

ii.高的耐磨性

iii.耐熔防腐

4.活塞的冷却方式与冷却机构

a)活塞的散热方式主要有径向散热和轴向散热两种方式

i.径向散热主要是通过活塞环将活塞头所吸收的热量传递给气缸套及其外侧的

冷却水；

ii.轴向散热即通过冷却介质吸收并传递活塞顶部的热量；主要的冷却方式有：喷射式、腔室式、振荡式和蛇管式。

b)活塞的冷却机构常用套管式和铰链式两种。

5.连杆组件的构成，连杆大端的形式与作用。

a)连杆组件主要由连杆本体、连杆盖、连杆螺栓和大、小端轴承组成。