课题一船舶柴油机的基本知识
目的要求：
1．了解船舶柴油机的基本概念及优缺点。
2．掌握柴油机基本结构和主要系统。
3．掌握柴油机主要结构参数。
4．掌握四、二冲程柴油机的工作原理。
5．比较四、二冲程柴油机工作原理与结构上的差别。
6．了解船舶柴油机的基本分类和型号。
重点难点：
1．柴油机与汽油机的区别。
2．进排气重叠角、定时图。
教学时数：4学时
教学方法：多媒体讲授
课外思考题：
1．柴油机与汽油机有哪些区别？
2．柴油机主要结构组成和作用。
3．压缩比ε意义及对柴油机工作性能有什么影响？
4．四冲程柴油机各工作过程特征及特点。
5．二、四冲程换气在工作上原理及结构上有什么差别？
6．四冲程柴油机进、排气为什么都要提前和滞后？气阀重叠角有何作用？
课题一船舶柴油机的基本知识
第一节柴油机的概述及发展趋势
一、柴油机的概述
1．热机
热机是指把热能转换成机械能的动力机械。蒸汽机、蒸汽轮机以及柴油机、汽油机等是热机中较典型的机型。
蒸汽机与蒸汽轮机同属外燃机。在该类机械中，燃烧（燃料的化学能转变成热能）发生在汽缸外部（锅炉），热能转变成机械能发生在汽缸内部。此种机械由于热能需经某中间工质（水蒸气）传递，必然存在热损失，所以它的热效率不高，况且整个动力装置十分笨重。在能源问题十分突出的当前，它无法与内燃机竞争，因而已经在船舶动力装置中消失。
2．内燃机
汽油机、柴油机以及燃气轮机同属内燃机。虽然它们的机械运动形式（往复、回转）不同，但具有相同的工作特点──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。从能量转换观点，此类机械能量损失小，具有较高的热效率。另外，在尺寸和重量等方面也具有明显优势，因而在与外燃机竞争中已经取得明显的领先地位。
在内燃机中根据所用燃料不同，可大致分为汽油机、煤气机、柴油机和燃气轮机。它们都具有内燃机的共同特点，但又都具有各自的工作特点。由于这些各自不同的特点使它们在工作原理、工作经济性以及使用范围上均存在一定差异。如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中的汽化器进行混合）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不能采用高压缩比，因而限制了汽油机的经济性不能大幅度提高，而且也不允许作为船用发动机使用（汽油的火灾危险性大）。但它广泛应用于运输车辆。
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油做燃料。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），而且允许作为船用发动机使用。因而，柴油机在工程界应用十分广泛。尤其在船用发动机中，柴油机已经取得了绝对领先地位。
根据英国劳氏船级社统计，1985年全世界制造的船舶中（2000t以上）以柴油机作为推进装置者占99.89％，而到1987年100％为柴油机船。船用主机经济性、可靠性、寿命是第一位，尺寸、重量是第二位，低速机适用作船用主机，大功率四冲程中速机适用作滚装船和集装箱船，中、高速机适用作发电机组。柴油机通常具有以下突出优点：
（1）经济性好。有效热效率可达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，适用的领域广。
（3）尺寸小，重量轻，有利于船舶机舱布置。
（4）机动性好。起动方便，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。
二、现代船用柴油机的发展趋势
经过近几十年尤其是近十年的发展，现代船用柴油机已经发展到一个较高的技术水平。今后，随着生产力的发展，将会对船用柴油机提出更高的要求，船舶柴油机也将继续发展改进。当前柴油机的发展可以概括为：以节能为中心，充分兼顾到排放与可靠性的要求，全面提高柴油机性能。根据此发展目标，今后的研究趋势大致为：
1）提高经济性的研究，包括燃烧、增压、低磨损等的研究；
2）降低柴油机的排放的研究，排放是现代柴油机面临的严重挑战，随着对船舶柴油机排放控制的限制，使得经济性的提高更加困难，这也是船舶柴油机发展中的新课题；
3）提高可靠性与耐久性的研究；
4）电子控制技术的研究；
5）代用燃料的研究。
1．现代船用柴油机提高经济性的主要措施
现代船用大型低速柴油机近十多年在提高经济性方面取得的成效超过了过去几十年。各种节能措施相继出现并日趋完善，这些措施主要有：
1）采用定压涡轮增压系统和高效率废气涡轮增压器。
2）增大行程缸径比S／D。
3）提高最高爆发压力p z与平均有效压力p e之比p z／p e。
4）增大压缩比ε。
5）采用可变喷油定时（VIT）机构。
6）降低摩擦损失功提高机械效率ηm。
7）采用动力涡轮系统（TCS）。
8）轴带发电机（PTO）。
9）柴油机废热再利用。
10）改进喷射与燃烧技术。
2．现代船用低速柴油机的结构特点
1）燃烧室部件普遍采用钻孔冷却结构。
2）采用旋转式排气阀及液压式气阀传动机构。
3）喷油泵采用可变喷油定时（VIT）机构。
4）采用薄壁轴承。
5）采用独立的气缸润滑系统。
6）曲轴上增设轴向减振器。
7）焊接曲轴。
第二节柴油机的基本结构
一、柴油机的基本工作原理
柴油机是一种压缩发火的往复式内燃机。它的基本工作原理是使燃油直接在发动机的气缸中燃烧，将燃油的化学能转变成热能，从而生成高温高压的燃气，因燃气膨胀，推动活塞运动，通过曲柄连杆对外做功，将热能转变为机械能。
柴油机必须经过进气、压缩、燃烧、膨胀和排气五个过程才能完成了一个工作循环。然后不断重复进行这些过程，使柴油机持续工作。
二、柴油机的基本结构（教材图1-1）
图1-l 柴油机的基本结构组成
l-气缸盖；2-活塞；3-气缸套；4-心活塞销；5-连杆；6-连杆螺栓；7-曲轴；8-机座；9-主轴承；10-机体；11-凸轮轴；12-喷油泵；13-顶杆；14-进气管；15-摇臂；16-过气阀；17-高压油管；18-喷油器；19-排气阀；
20-气阀弹簧；21-排气管
（1）固定部件
主要由气缸盖、气缸套、机体、机座、主轴承等构成柴油机本体和运动件的支承，并和有关运动部件配合构成柴油机的工作空间。
（2）运动部件
主要由活塞、活塞销、连杆，连杆螺栓、曲轴等组成。它们与固定部件配合完成空气压缩及热能到机械能的转换。
（3）配气系统
它包括进气系统和排气系统。
进气系统主要由空气滤清器、进气管件、气缸盖内的进气道、进气阀、气阀弹簧、摇臂、顶杆、凸轮轴和凸轮轴传动机构等所组成，用来在规定的时间内向气缸内充入足够的新鲜空气。
排气系统主要由排气阀、气阀弹簧、摇臂、顶杆、凸轮轴和传动机构以及排气管、排气消音器等组成。用来在规定时间内将气缸内作功后的废气排入大气。
（4）燃油系统
它包括供应和喷射两个系统。前者由日用油柜、燃油滤清器，输油泵等组成，后者由喷油泵、高压油管和喷油器组成。其功用是供给柴油机燃烧作功所需的燃油。
（5）润滑系统
主要作用是润滑摩擦表面，以减少机件的磨损，延长使用寿命，降低摩擦功率损失，提高机械效率。
（6）冷却系统
主要作用是维持柴油机受热零部件在合适的温度状态下工作。
（7）起动系统
柴油机本身无自行起动能力。起动系统的任务就是使柴油机从停车状态发动起来。
（8）调速装置
调速装置的作用是使柴油机能按外界阻力矩的变化而自动改变喷油泵的喷油量，从而使柴油机在选定转速下稳定运转。
此外，船舶柴油机还设有换向装置，并将起动、调速、换向和停车集中控制组成操纵系统。多数柴油机还设有增压系统，用于进一步提高柴油机作功能力。
三、柴油机的基本结构参数（教材图1-2）
（1）气缸直径D：气缸套的名义内径。
（2）曲柄半径R：曲轴的曲柄销中心与主轴颈中心间的距离。
（3）上止点（TDC）：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。
（4）下止点（BDC）：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。
（5）冲程（S），又称行程：活塞从上止点移动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°（曲轴转角）。
（6）气缸余隙容积（压缩室容积V c）：活塞在气缸内上止点时，活塞顶上的全部空间（活塞顶、气缸盖底面与气缸套表面之间所包围的空间）容积。
（7）余隙高度（顶隙）：上止点时活塞最高顶面与气缸盖底平面之垂直距离。
（8）气缸工作容积（V h）：活塞在气缸中从上止点移动到下止点时所扫过的容积。
（9）气缸总容积（V a）：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。V a＝V c＋V h
（10）压缩比（ε）：气缸总容积与压缩室容积之比值，亦称几何压缩比。ε＝V a／V c＝1＋V h／V c
图l-2 柴油机的主要几何名称
压缩比ε是柴油机主要性能参数之一，表示缸内工质被压缩程度。ε愈大，被压缩终点的压力、温度愈高，柴油机易起动，热效率也高，ε过高使柴油机工作粗暴，机械负荷过大，磨损加剧，消耗压缩功增大，机械效率降低，输出功率减小。ε可通过改变V c来调节。柴油机压缩比约为12～22。中、高速机压缩比高于低速机。低速机：13～15，中速机：14～17，高速机：15～22，增压机：11～14（低散热少，增压后P c、T c相应高）。
当气缸直径与活塞冲程确定后，气缸工作容积V h也随着确定了，所以若要调整压缩比，可通过改变压缩容积V c来实现。
第三节柴油机的工作原理
一、四冲程柴油机工作原理（教材图1-3）
若柴油机工作循环的进气、压缩、燃烧、膨胀和排气五个过程是通过四个冲程（即曲轴回转两周）来完成的，这种柴油机就叫四冲程柴油机。
第一冲程──进气冲程
这一冲程的任务是使气缸内充满新鲜空气。活塞由上止点下行，进气阀已打开，由于气缸容积不断增大，缸内压力下降，依靠气缸内外的气压差作用，新鲜空气通过进气阀被吸入气缸。由于受流阻等影响，在进气过程的大部分时间里，气缸内压力低于大气压力，到下止点时，缸内气压的为0.08～0.95Mpa，温度约为30～70℃。这时，排气阀和喷油器均关闭。
为了使柴油机作功更完善，必须在进气过程尽可能多吸入新鲜空气。进气阀开启始点至上上点的曲柄转角叫做进气提前角。下止点到进气阀关闭位置的曲柄转角叫做进气延迟角（利用惯性进气）。整个进气过程所占的总角度约为220～250°CA。
第二冲程──压缩冲程
这一冲程的任务是压缩第一冲程吸入的空气，提高空气的温度与压力，为柴油机燃烧及膨
胀作功创造条件。活塞从下止点向上运动，自进气阀关闭开始压缩，一直到活塞到达上止点为
止。活塞上行，气缸容积减少，缸内气体压力和温度随之升高，到达压缩终点时，压力增高到3～6MPa，温度升至600～700℃（柴油的自燃温度为270℃左右），通常压缩终点的气体压力和温度分别用P c和t c表示。
四冲程机压缩过程所占的总角度约为140～160°CA。
图1-3 四冲程柴油机工作原理
第三冲程──燃烧和膨胀冲程
这一冲程的任务是完成两次能量转换。在活塞到达上止点前，燃油经喷油器以雾状喷入气缸的高温高压空气中，并与其混合，在上止点附近自燃，由于燃油强烈燃烧，使气缸内气体温度迅速上升到1400～1800℃或更高些，压力增加至5～8MPa，甚至13MPa以上。燃烧产生的最高压力称最高爆发压力，用p z表示，最高温度t z表示。高温高压燃气（即工质）膨胀推动活塞下行作功。在上止点后的某一时刻燃烧基本结束，燃气继续膨胀，到排气阀下止点前开启时膨胀过程结束。膨胀终了时气缸内气体压力p b约为0.25～0.45MPa，温度t b约为600～700℃。
四冲程机燃烧膨胀过程所占的总角度约为130～160°CA。
第四冲程──排气冲程
这一冲程的任务是将作功后的废气排出气缸外，为下一循环新鲜空气的进入提供条件。这一阶段，要求废气排得越干净越好，所以与进气阀启闭一样，排气阀也是提前开启，延迟关闭。排气阀开启时，活塞尚在下行，废气靠气缸内外压力差进行自由排气。从排气阀开启到下止点的曲柄转角叫做排气提前角。当活塞从下止点上行时，废气被活塞推出气缸，此时排气过程是在略高于大气压力（约1.05～1.1大气压），且在压力基本不变的情况下进行的。排气阀一直延迟到活塞到达上止点之后才关闭，这样可利用气流的惯性作用，继续排出一些废气。上止点到排气阀关闭位置的曲柄转角叫做排气延迟角。
四冲程机排气冲程所占的总角度约为210～240°CA。
二、四冲程柴油机的定时（教材图1-4）
以上、下止点为基准，用曲柄转角表示的进排气阀、喷油器、起动阀开启和完全关闭的时刻总称为柴油机的定时（正时）。各种柴油机的定时是不同的，说明书上常用表格或定时图来表示。
气阀启闭时刻称为配气定时，喷油器开启时刻称为喷油定时。起动阀启闭时刻称为起动定时。
图l-4 6350C型柴油机定时图
由图可以看出，在进气上止点前后进排气阀同时开启着，这段重叠的曲柄转角称为气阀重叠角。适当的气阀重叠角不仅不会使废气倒灌入进气管，而且还有利于废气的清除和新空气的充入。因为此时废气因流动惯性按原方向继续排出气缸，进气阀开度尚小，故不会向进气管内倒灌，且在惯性排气时，在燃烧室内形成低压，造成抽吸气体的有利条件，可将新气吸入气缸。新鲜气充入后又可更好地将废气扫出，实行了所谓“燃烧室扫气”。新鲜的空气对燃烧室壁面能起到冷却作用。
三、二冲程柴油机的工作原理（教材图1-5）
二冲程柴油机与四冲程柴油机基本结构相同，主要差异在配气机构方面。二冲程柴油机没有进气阀，有的连排气阀也没有，而是在气缸下部开设扫气口、排气口；或设扫气口与排气阀机构。并专门设置一个由运动件带动的扫气泵，及贮存压力空气的扫气箱，利用活塞与气口的配合完成配气，从而简化了柴油机结构。
第一冲程──扫气及压缩
活塞由下止点向上移动，活塞在遮住扫气口之前，由扫气泵供给储存在扫气箱内的空气，通过扫气口进入气缸，气缸中的残存废气被进入气缸的空气通过排气口f扫出气缸。活塞继续上行，逐渐遮住扫气口，当扫气口完全关闭后，空气停止充入，排气还在进行，这阶段称为“过后排气阶段”。排气口关闭时，气缸中的空气就开始被压缩。当压缩至上止点前时，喷油器将
燃油喷入气缸，与高温高压的空气相混合，随即在上止点附近发火，自行着火燃烧。
图l-5 二冲程柴油机工作原理示意图
第二冲程──燃烧膨胀及排气
活塞在高温高压燃气的推动下，由上止点向下运动，对外膨胀作功，活塞下行直至排气口f打开，膨胀作功结束，气缸内大量废气靠自身压力从排气口排入到排气管。当气缸内的压力降至接近扫气压力时（一般扫气箱中的扫气压力为0.105～0.140MPa），下行活塞把扫气口打开，扫气空气进入气缸，同时把气缸内的废气经排气口f赶出气缸。活塞运行到下止点，本冲程结束，但扫气过程一直继续到下一个冲程排气口关闭为止。
四、二冲程柴油机与四冲程柴油机的比较
二冲程柴油机与四冲程柴油机相比具有如下优点：
（1）提高了柴油机的作功能力
对于两台气缸直径、活塞行程及转速等相同的柴油机，二冲程柴油机的功率似乎应比四冲程大一倍。但实际上，由于二冲程柴油机气缸上开有气口而使工作容积有所减少，机械传动的扫气泵也要消耗一定的功率等因素，二冲程柴油机的功率只能增大60～80％。显然，若两者功率相同，则二冲程柴油机的尺寸较小，重量较轻。
（2）改善了柴油机的动力性
由于二冲程柴油机曲轴每转360°各缸作功一次，而四冲程柴油机每转720°各缸作功一次，因而二冲程柴油机要比四冲程柴油机回转均匀，可使用较小的飞轮。
（3）简化了柴油机的结构
省去了进气阀及其传动装置。对有些二冲程柴油机，还省去了排气阀及其传动装置。所以，其维护保养就简单方便得多。
二冲程柴油机虽然有以上优点，但它也有其本身固有的缺点：
（1）换气质量差、热效率低
因为二冲程柴油机换气时间比四冲程柴油机短得多，且扫、排气几乎同时进行，所以扫气过程中新鲜空气与废气渗混严重，还有部分新鲜空气随废气一起排出，增加了空气消耗量，所
以换气质量差，进而影响燃油燃烧，热能利用不充分，热效率比四冲程柴油机低。
（2）热负荷较高
在转速相同时，二冲程机气缸内每单位时间的燃烧次数是四冲程机的两倍，因此，二冲程机与气缸内高温燃气相接触部件热负荷比较高。
二冲程柴油机的上述缺点，随转速的增加，会变得更加严重。所以，大型低速柴油机采用二冲程；小型高速柴油机采用四冲程；中型中速机，四冲程、二冲程均有采用，但以四冲程机为主。
二冲程柴油机与四冲程柴油机比较，除有以上优缺点外，综合而言尚有以下特点：
（1）二冲程柴油机凸轮轴转速与曲轴转速相同；而四冲程柴油机凸轮轴转速是曲轴转速的一半，即1∶2。
（2）一个工作循环中，二冲程柴油机下行对外作功，上行则靠外力驱动，而四冲程机除燃烧膨胀冲程对外作功外，其它三个冲程都是耗功冲程。
（3）二冲程柴油机进排气重叠角大约为80～100°CA，四冲程柴油机的气阀重叠角较小，约为25～60°CA。
第四节船舶柴油机的分类和型号
一、船舶柴油机的分类
柴油机的用途极为广泛，型号较多，但不论何种柴油机，其基本工作原理都是一样的，只是在不同的方面各有其特点而已。下面介绍一些常见的船舶柴油机分类型式：（1）按工作循环特点分：四冲程柴油机和二冲程柴油机。
（2）按柴油机进气方式分：增压柴油机和非增压柴油机。
（3）按柴油机转速和活塞平均速度分：
柴油机的速度可以用曲轴转速对或活塞平均速度C m来表示。船舶柴油机可分为：低速机、中速机、高速机。
低速机具有经济性好、转速低、功率大，结构简单、工作可靠、可燃用劣质燃料的特点，广泛用于大型海轮主机。中速机常需经过减速器才能与螺旋桨相连，它可选择最佳的螺旋桨转速，另外中速机还具有重量轻、尺寸小，可多台柴油机联用等特点，它多用作河船和部分海船的主机。近年来由于中速机单机功率提高，用作海船主机的数量有了明显增加。高速柴油机在船上常用作应急发电机、应急救火泵、救生艇等的原动机，或作为河船、机帆船等小型船舶的主机。
（4）按结构特点分：筒形活塞式柴油机和十字头式柴油机。
（5）按气缸排列分：直列型（单列式）柴油机和V型排列柴油机。
（6）按柴油机能否倒转分：可倒转式和不可倒转式。
（7）按动力装置的布置分：左机和右机。
二、船舶柴油机的型号解释
每种柴油机都有自己特定的代号，称为柴油机的型号。
（一）国产船用柴油机型号
（1）中小型柴油机：如SE350ZDC柴油机；
（2）大型低速机：如12VESDZ30／55B柴油机；
（二）几种常见国外机型型号解释
关干柴油机的型号表示，国际上没有统一标准，通常由若干字母和数字组成，但各国柴油机制造厂有自行的规定和说明。现列举常见几个国外厂家的船用低速柴油机型号。
（1）瑞士SULZER船用低速柴油机
瑞士苏尔寿公司（已与瓦锡兰公司合并）生产的船用低速柴油机有RD、RND、RMD—M、RLB、RTA、RTA—M等系列产品，如：6RTA84M柴油机。
（2）德国MAN船用低速柴油机
德国曼恩公司（已与丹麦B＆W公司合并）生产的船用低速柴油机系列有KZ、KSZ—A、KSZ—B等系列产品，如：KSZ90／160B柴油机。
（3）丹麦B＆W船用低速柴油机
丹麦柏玛斯特──韦恩公司（已与德国MAN公司合并）生产的低速船用柴油机有VTBF、VT2BF、K－EF、KFF、KGF、L—GF、S—MC、S—MCE等系列产品，如：S35MCE柴油机。
柴油机的基本知识 （1）柴油机的基本概念 1．( ) 柴油机是热机的一种，它是： A. 在气缸内进行一次能量转换的热机 B. 在气缸内进行二次能量转换的点火式内燃机 C. 在气缸内进行二次能量转换的往复式压缩发火的内燃机 D. 在气缸内进行二次能量转换的回转式内燃机 2．( ) 内燃机是热机的一种，它是： A. 在气缸内燃烧并利用某中间工质对外作功的动力机械 B. 在气缸内进行二次能量转换并利用某中间工质对外作功的动力机械 C. 在气缸内燃烧并利用燃烧产物对外作功的动力机械 D. 在气缸内燃烧并利用燃烧产物对外作功的往复式动力机械3．( ) 在柴油机中对外作功的工质是： A．燃油 B. 空气 C. 燃烧产物 D. 可燃混合气 4．( ) 在内燃机中柴油机的本质特征是： A. 内部燃烧 B. 压缩发火 C. 使用柴油做燃料 D. 用途不同 5. ( ) 柴油机与汽油机同属内燃机，它们在结构上的主要差异是： A. 燃烧工质不同 B. 压缩比不同 C. 燃烧室形状不同 D. 供油系统不同 6．( ) 在柴油机实际工作循环中缸内的工质是： A. 可燃混合气 B. 燃气 C. 空气 D. B+C 7．( ) 根据柴油机的基本工作原理，下列哪一种定义最准确： A. 柴油机是一种往复式内燃机 B. 柴油机是一种在气缸中进行二次能量转换的内燃机 C. 柴油机是一种压缩发火的往复式内燃机 D.柴油机是一种压缩发火的回转式内燃机 8．( ) 柴油机活塞行程的定义是指： A.气缸空间的总长度 B.活塞上止点至气缸底面的长度 C.活塞下止点至气缸底面的长度 D.活塞位移或曲柄半径R的两倍 9．( ) 柴油机压缩后的温度至少应达到： A. 110~150℃ B. 300~450℃ C. 600~700℃ D. 750~850℃ 10．( ) 影响柴油机压缩终点温度T c 和压力P c 的因素主要是： A. 进气密度 B. 压缩比 C. 进气量 D. 缸径大小11．( ) 柴油机采用压缩比这个参数是为了表示：
基础知识No Responses ? 二 122011 柴油机自1897年问世以来，经过一个世纪的发展，其技术已经取得了很大进步并更趋完善，在动力机械中已占据极为重要的地位。在船舶动力中也占统治地位。目前，在所有的内河及沿海中、小型船舶中，都采用柴油机作为主机和辅机；在远洋民用船舶中，在2000t以上的船舶中，以柴油机作为主机的船舶占总艘数的98%以上，占总功率的96%以上。 一、柴油机的优点 柴油机能在动力机械以及船舶动力装置中占据极为重要的地位，是因为它具有许多优越的条件。与其它热机相比，它具有如下优点： （1）热效率高。大型低速柴油机的有效效率已达到50％～53％，远远高于其他热机；而且柴油机在全工况范围内的热效率都较其它热机高。热效率高，也就是燃料消耗量小；柴油机又能燃用重油，甚至劣质重油；而且柴油机在停车状态时不需要消耗燃料。故燃料费用低，船舶的续航力大。 （2）功率范围大。柴油机的单机功率自1至80080kW，因此其适应的领域宽广。 （3）机动性好。正常起动只需3～5s，并能很快达到全负荷。有宽广的转速和负荷范围，能适应船舶航行的各种要求，而且操作简便。 （4）尺寸小，重量轻。柴油机不需要锅炉等大型附属设备，使柴油机动力装置的尺寸小、重量轻，特别适合于在交通运输等动力装置中应用。 （5）可直接反转。柴油机可设计成直接反转的换向柴油机，而且倒车性能好，使装置结构简单。 二、柴油机的类型 由于柴油机的应用广泛，因此，为满足各种不同的使用要求，柴油机的类型也就多种多样。根据柴油机的各种不同特点以及不同的分类方法，船舶柴油机大体上有以下类型： （1）按工作循环分类。有四冲程柴油机和二冲程柴油机。 （2）按进气方式分类。有增压柴油机和非增压柴油机。 （3）按曲轴转速分类。有高速、中速和低速柴油机。 高速柴油机：n>1000r/min；中速柴油机：n=300～1000r/min；低速柴油机：n<300r/min。
一、单项选择题 1．以下的热力发动机中，不属于内燃机的是（）。(答案：C) A．柴油机B．燃气轮机C．汽轮机D．汽油机 2．在热力发动机中，柴油机最突出的优点是（）。(答案：A) A．热效率最高B．功率最大C．转速最高D．结构最简单 3．（）不是柴油机的优点。(答案：D) A．经济性好B．机动性好 C．功率范围广D．运转平稳柔和，噪声小 4．发电柴油机多用四冲程筒形活塞式柴油机主要是因为（）。(答案：C) A．结构简单B．工作可靠 C．转速满足发电机要求D．单机功率大 5．四冲程柴油机完成一个工作循环曲轴转（）周。(答案：B) A．1 B．2 C．3 D．4 6．测量偏移和曲折的工具，在内河船舶中常采用（）。(答案：B) A．百分表+塞尺B．直尺+塞尺C．百分表D．专用量具 7．中小型柴油机的机座结构形式大都采用（）。(答案：B) A．分段铸造结构B．整体铸造结构C．钢板焊接结构D．铸造焊接结构8．会导致柴油机机座产生变形的原因中，不正确的是（）。(答案：A) A．曲轴轴线绕曲B．船体变形 C．机座垫块安装不良D．贯穿螺栓上紧不均 9．下述四个柴油机部件中，不安装在机体上的部件是（）。(答案：A) A．进、排气管B．气缸套C．凸轮轴D．气缸盖 10．柴油机贯穿螺栓上紧力矩不均匀度过大最易产生的不良后果是（）。(答案：B) A．上紧力矩过大的螺栓会产生塑性伸长变形 B．会引起机座变形 C．会破坏机体上下平面的平行度 D．会造成机体变形缸线失中 11．四冲程柴油机气缸盖上安装的部件中，不包括以下哪一种? （）。(答案：B)
A．喷油器B．喷油泵C．示功阀D．进、排气阀 12．柴油机在冷态时应留有合适的气阀间隙的目的是（）。(答案：C) A．为了加强润滑B．为了加强冷却 C．为防止运转中气阀关闭不严D．为防止运转中气阀卡死 13．柴油机气缸盖安装后试车时发现密封圈处漏气，原因分析中不正确的是（）。(答案：C) A．密封平面不洁夹有异物B．缸盖螺母上紧不足或上紧不均 C．最高爆发压力过高D．气缸盖发生了变形 14．柴油机主轴承的润滑介质是（）。(答案：C) A．水B．柴油C．滑油D．重油 15．柴油机曲轴的每个单位曲柄是由（）组合而成。(答案：D) A．曲柄销、曲柄臂B．曲柄销、主轴颈 C．曲柄臂、主轴颈、主轴承D．曲柄销、曲柄臂、主轴颈 16．柴油机飞轮制成轮缘很厚的圆盘状，目的是要在同样质量下获得最大的（）。 (答案：C) A．刚性B．强度C．转动惯量D．回转动能 17．中、高速柴油机都采用浮动式活塞销的目的是（）。(答案：D) A．提高结构的刚度B．增大承压面积，减小比压力 C．有利于减小配合间隙使运转更稳定D．活塞销磨损均匀，延长使用寿命 18．测量柴油机新换活塞环搭口间隙时应将环平置于气缸套的（）。(答案：C) A．内径磨损最大的部位B．内径磨损不大也不小的部位 C．内径磨损最小的部位D．首道气环上止点时与缸套的接触部位 19．倒顺车减速齿轮箱离合器主要用于哪种主机？（）。(答案：A) A．高速柴油机B．低速柴油机C．四种程柴油机D．二冲程柴油机20．四冲程柴油机连杆在工作时的受力情况是（）。(答案：C) A．只受拉力B．只受压力 C．承受拉压交变应力D．受力情况与二冲程连杆相同 21．当柴油机排气阀在长期关闭不严情况下工作，不会导致（）。(答案：C) A．积炭更加严重B．燃烧恶化C．爆发压力上升D．阀面烧损 22．把柴油机回油孔式喷油泵下的微调螺钉旋入，使柱塞位置有所降低，会使（）。(答
上止点（T.D.C）是活塞在气缸中运动的最上端位置。 下止点（B.D.C）同上理。 行程（S）指活塞上止点到下止点的直线距离，是曲轴曲柄半径的两倍。 缸径（D）气缸内径。 气缸余隙容积（Vc）、气缸工作容积（Vs），气缸总容积（Va）、余隙高度（顶隙）。 柴油机理论循环（混合加热循环）：绝热压缩、定容加热、定压加热、绝热膨胀、定容放热。混合加热循环理论热效率的相关因素：压缩比ε、压力升高比λ、绝热指数k（正相关）、初期膨胀比ρ（负相关）。 实际循环的差异：工质的影响（成分、比热、分子数变化，高温分解）、汽缸壁的传热损失、换气损失（膨胀损失功、泵气功）、燃烧损失（后燃和不完全燃烧）、泄漏损失（0.2%，气阀处可以防止，活塞环处无法避免）、其他损失。 活塞的四个行程：进气行程、压缩行程、膨胀行程和排气行程。 柴油机工作过程：进气、压缩、混合气形成、着火、燃烧与放热、膨胀做功和排气等。 四冲程柴油机的进、排气阀的启闭都不正好在上下止点，开启持续角均大于180°CA（曲轴转角）。气阀定时：进、排气阀在上下止点前后启闭的时刻。 进气提前角、进气滞后角、排气提前角、排气滞后角。 气阀重叠角：同一气缸的进、排气阀在上止点前后同时开启的曲轴转角。（四冲程一定有，增压大于非增压） 机械增压：压气泵由柴油机带动。 废气涡轮增压：废气送入涡轮机中，使涡轮机带动离心式压气机工作。 二冲程柴油机的换气形式：弯流（下到上，再上到下）、直流（直线下而上）。 弯流可分：横流、回流、半回流。直流：排气阀、排气口。 横流：进排气口两侧分布。回流：进排气口同侧，排气口在进气口上面。 半回流：进排气的分布没变，排气管中装有回转控制阀。 排气阀——直流扫气：排气阀的启闭不受活塞运动限制，扫气效果较好。 弯流扫气的气流在缸内的流动路线长（通常大于2S），新废气掺混且存在死角和气流短路现象，因而换气质量较差。横流扫气中，进排气口两侧受热不同，容易变形。但弯流扫气结构简单，方便维修。直流扫气质量好，但是结构复杂，维修较困难。 柴油机类型： 低速柴油机n≤300r/min Vm＜6m/s 中速柴油机300
第一章船舶与货运基础知识 第一节船舶的重量性能和容积性能 一、船舶的重量性能： 1、排水量（Displacement）△:无航速的船舶在静水中处于自由漂浮状态时，船体所排开水的重量，该装载状态下船舶的 总重量。公式：△=V×ρ（t）。包括空船排水量（Light ship displacement）△L(有船体、机器设备、机器中的燃料及润料、锅炉中的燃料和水及冷凝器中的淡水等重量的总和)；满载排水量（Full loaded displacement）△S(包括空船重量、货物、燃润料、淡水、压载水、船员及行李、粮食、供应品、船用备品等重量的总和)；装载排水量（Loaded displacement）△(空、满载水线之间任一吃水下的排水量。) 2、载重量：运输船舶所装载的载荷重量。包括总载重量（Dead weight） DW:船舶在空载水线与满载水线之间任一确定的吃水下，船舶所能装载的最大重量。公式：DW=△-△L，（新船出厂时随船舶资料作为船舶基本参数提供的总载重量是夏季满载水线的总载重量，DWs）;净载重量（Net deadweight）NDW：具体航次中船舶所能装载货物重量的最大值。公式：NDW=DWmax－ΣG-C(t).（新船出厂时随船舶资料作为船舶基本参数提供的净载重量是夏季满载水线下保持最大续航能力，且船舶常数为零）。 3、航次储备量ΣG：具体航次中船舶为维持生产和生活的需要而必须储备的所有重量的总合。 4、船舶常数（Constant）C:包括定期修理和局部改装的改变量；残留货物、垫舱物料及垃圾；污油、积水、沉淀物； 未计入备品重量破旧机件、器材、废旧物料；附的海藻、贝类等海生物。 二、船舶的容积性能：船舶所具有的容纳各类载荷体积的性能。 1、舱柜容积（Compartment capacity）:船体内部用来装载货物、燃料、淡水等液体载荷的围蔽处所的容积。包括货舱散 装容积（Grain capacity）；货舱包装容积（Bale capacity）；液货舱容积（Liquid capacity）：船舶的液货舱所能容纳液货的最大容积；液舱容积（Tank capacity）：船舶的燃料、润料、淡水、压载水舱柜容纳相应液体的最大容积。 2、舱容系数（Coefficient of load）ω：货舱总容积和船舶净载重量的比值，既一吨净载重量所拥有的货舱容积,表示船 舶适装重货还是轻货。公式：ω=ΣVch/NDW (m3/t)。 3、登记吨位（Registered tonnage）：根据69年《国际船舶吨位丈量公约》和95年《法定规则》核发证书，根据范围 和用途分为：总吨位（Gross tonnage）GT：公式为 GT=K1×V (K1=0.2+0.02㏒10V; V为所有围蔽处所的总容积，其用于船舶规模的大小；船舶等级；收费；赔偿；港口费用；净吨计算)；净吨位（Net tonnage）：NT=K2V C(4d/3D)2+K3(N1+N2/10); （K2=0.2+0.02㏒10V C; V C是载货处所；D是船中的型深；d是船中的型吃水；K3=1.25×(GT+10000)/10000; N1、N2是乘客数）；运河吨位（）：分为巴拿马运河和苏运士运河。 第二节：船舶静水力参数图表及其使用：分为静水力曲线图、静水力参数表、载重表尺。 一、静水力曲线图（Hydrostatic curves plan）：静水力参数随平均吃水的变化的平面曲线图，包括浮性曲线、稳性曲线、船型曲线。 1、浮性曲线 1.1 型排水体积V M曲线（Volume of moulded displacement）：实际排水体积V (Volume of real displacement), V=K×V M (m3); K是船壳系数，K=1.003～1.007。 1.2 排水量曲线：标准海水/淡水排水量△/△f, △=1.025×V=1.025×K×V M; △f=1.000×V=1.000×K×V M。 1.3 浮心（排水体积的几何中心）距船中距离X b（Longitudinal center of buoyancy frommidship）曲线：中前为正，中后为 负。 1.4 浮心距基线高度KB(Vertical center of buoyancy above baseline)： 1.5 水线面面积A W曲线(Area of waterplanes)：船体型表面与静水面的交线所围成的水平面，其形心为漂心F。 1.6 漂心距船中距离X f(Longitudinal center of floatation from midship)：中前为正，中后为负。 1.7 厘米吃水吨数TPC(Metric tons per centimeter immersion):船舶平均吃水变化 1 cm 时，排水量的变化值t， TPC=1.025A W/100 (t/cm)。 2稳性曲线 2.1 横稳心距基线高度KM(Transverse metacenter above baseline): 2.2 纵稳心距基线高度KM L(Longitudinal metacenter above baseline): 2.3 厘米纵倾力矩MTC(Moment to change trim one centimeter)：船首、尾吃水的差值改变1 cm所需的力矩。
船舶设计基础试题卷（A） 1、设计布置地位型船舶时，通常应先确定( ) A. 主尺度、系数； B. 排水量； C. 载重量； D. 空船重量 2、最小干舷船的 F是根据（）确定的。 min A. 积载因数； B. 载重线规范； C. 型深； D. 容积 3、在主尺度一定的情况下，（）标志着船舶经济性。 A. 货舱舱容； B. 航速； C. 主机功率； D. 耗油量 4、某船排水量为10000t，现要对该船进行改造，使其增加1000t，则改造后的 船舶排水量为（） A. 11000t B. 10000t C. 大于11000t D. 小于11000t 5、空船重量不包括下面哪一项（） A. 机电设备 B. 燃油 C. 船体钢料 D. 木作舾装 二、名称解释： 1、富裕干舷船： 2、积载因数： 3、载重型船舶： 4、干舷甲板： 5、失速： 三、问答题： 1、船舶容量包括哪几个方面？分别适用于哪类船舶？试举例说明。 2、如何衡量快速性好的标准是什么？其对哪些方面会产生较大的影响？ 3、从所发生海难事故分析，船舶是否会因破损浸水而不沉没或倾覆，与哪些因 素有关？ 4、在总布置设计过程中，一个重要内容是纵倾调整工作，为保证确定的浮态， 纵倾调整的原则方法有哪些？ 5、船舶在风浪中失速的种类有哪些？改善的方式有哪些？ 四、综合分析题： 分析下面50000t油轮的设计任务书，回答问题： 本轮为载重量50000t，载运散装原油的尾机型柴油机远洋轮，航行于国际航线。主机采用低速柴油机，使用燃料油。当主机发出连续使用功率为15600KW时，服务航速约为15kn。续航力为20,000n mile。主机燃油储备量按15600KW，15kn计算。 本轮的满载最大吃水不得超过12m，方形系数不得小于0.684，其他尺度按最佳
船用柴油机的工作原理 二冲程柴油机的工作原理 通过活塞的两个冲程完成一个工作循环的柴油机称为二冲程柴油机，油机完成一个工作循环曲轴只转一圈，与四冲程柴油机相比，它提高了作功能力，在具体结构及工作原理方面也存在较大差异。 二冲程柴油机与四冲程柴油机基本结构相同，主要差异在配气机构方面。二冲 程柴油机没有进气阀，有的连排气阀也没有，而是在气缸下部开设扫气口及排气口； 或设扫气口与排气阀机构。并专门设置一个由运动件带动的扫气泵及贮存压力空气 的扫气箱，利用活塞与气口的配合完成配气，从而简化了柴油机结构。 图是二冲程柴油机工作原理图。扫气泵附设在柴油机的一侧，它的 转子由柴油机带动。空气从泵的吸入吸入，经压缩后排出，储存在具有较大容积的 扫气箱中，并在其中保持一定的压力。现以图说明二冲程柴油机的工作原理。 燃烧膨胀及排气冲程： 燃油在燃烧室内着火燃烧，生成高温高压燃气。活塞在燃气的推动下，由上止点 向下运动，对外作功。活塞下行直至排气口打开（此时曲柄在点位置，此时燃气 膨胀作功结束，气缸内大量废气靠自身高压自由排气，从排气口排人到排气管。 当气缸内压力降至接近扫气压力时（一般扫气箱中的扫气压力为0 12，下行活塞把扫气口3打开（此时曲柄在点4的位置，扫气空气进入气缸， 同时把气缸内的废气经排气口赶出气缸。活塞运行到下止点，本冲程结束，但扫气 过程一直持续到下一个冲程排气口关闭（此时曲柄在点位置为止。 ·4· 342 第三篇船舶柴油机检修图二冲程柴油机工作原理示意图扫气及压缩冲程： 活塞由下止点向上移动，活塞在遮住扫气口之前，由扫气泵供给储存在扫气箱 内的空气，通过扫气口进入气缸，气缸中的残存废气被进入气缸的空气通过排气口 扫出气缸。活塞继续上行，逐渐遮住扫气口，当扫气口完全关闭后（此时曲柄在点 位置，空气停止充人，排气还在进行，这阶段称为“过后排气阶段”。排气口关闭时
船舶货运知识 第一章：基础知识 一：重量性能：排水量——空载排水量⊿L、满载排水量⊿S； 载重量——（1）：总载重量DW=⊿S-⊿L。（某一确定吃水情况下、所能装载的货物总量。） 用途：衡量船舶大小；统计货船拥有量；租船合同时，显示载重能力；航线配船、 订舱配载以及配积载的依据。 （2）：净载重量——具体航次，船舶所能装载的旅客以及货物的最大重量 NDW=DW-∑G-C[C---船舶常数; ∑G---航次储备量] 通常所指的NDW,是指夏季满载、有水全满、常数为零时的净载重量。 用途：体现船舶的载货能力；确定航次货运量。 二：容积性能：包括干货仓容积；液货仓容积；液柜容积；甲板货柜： （1）：干货仓容积： 散装货仓容（GC）:计量：从平面开始测量；减扣：骨架、护板、通风筒、支柱。 包装仓容（BC）:计量:自骨架的自由翼量起;减扣:通风筒、支柱。. 一般来讲，包装仓容为散装仓容的90—95%。 （2）：仓容系数： μ=∑V CH / NDW (∑VCH----船舶的总仓容) 一般杂货船：μ=1.5---2.1M3/T 用途：用来衡量船舶对轻重货物适用能力的指标。散货船：μ=1.6---2.2M3/T (3): 登记吨： 为登记注册时，该国主管机关用测量规范丈量确定的容积。 丈量规范：1969年，《吨位丈量规范公约》 1992年，我国的《法定规则》 根据丈量范围和作用的不同，分为总吨位、净吨位和运河吨位.。 （a）：总吨位GT:根据丈量规范所长丈量的船舶所遮蔽的总容积 GT=K1*V 其中：K1=0.2+0.02lgV （b）：净吨位NT：根据公约或丈量规范所丈量的船舶有效容积。 NT=K2V C(4d/3D)2+K3(N1+N2/10) 其中：K2=0.2+0.02lgVC V C-----装货处所的容积; d----船长中点处的型吃水; D----船长中点处的型深；N1----铺位少于8个的客舱乘客数; N2--- 其他乘客数；K3=(1.25GT+10000)/10000 ; 注意：（4d/3D2≤1 K2*VC*(4d/3D)2≤0.25GT NT≥0.3GT 若不符合以上三条，则取等于号。 作用：收取各种港口使费的依据，如船舶吨税，港务费，引水费，码头费，等等。 （c）：运河吨位：用来收取过河费用的依据。凡利用69年丈量公约丈量的船舶的吨位标志不再使用。三：静水力资料： 船舶静水正浮，平均型吃水与特性要素间的函数关系。 （1）：型排水体积曲线Vm： V实=Vm+V水下船壳+V附体（包括螺旋桨、舵等） V实=K*Vm K=1.003---1.007(K的取值：大船取小值，小船取大值；吃水大取小值，反之取
1 柴油机的基本知识 考纲要求： 2.1.2 柴油机的性能指标 2.1.2.1柴油机的指示指标（指示指标的定义、平均指示压力和指示功率、指示效率和指示耗油率） 2.1.2.2柴油机的有效指标（有效指标定义、机械损失功率和机械效率、有效功率和平均有效压力、有效效率和有效耗油率） 2.1.2.3柴油机的工作参数：爆压、排温、活塞平均速度、行程缸径比（应该还包括压缩比和强化系数） 2.1.3 现代船用柴油机提高有效功率和经济性的主要途径 一、关于柴油机的指标
1、柴油机的指示指标：以示功图为基础，考虑缸内不完全燃烧及传热等方面的热损失，不考虑摩擦及轴带损失，用于评定缸内工作循环的完善程度。 2、柴油机的有效指标：以输出轴功为基础，考虑机械损失，评定工作性能的最终指标。 3、指示及有效压力：单位气缸容积的做功能力，代表循环的完善程度，体现动力性。 4、效率：注意效率的基本定义及效率与油耗率的关系。 典型题目： 1.能够有效提高柴油机平均指示压力的措施是 A.增大供油量 B.提高进气压力 C.提高喷油压力 D.增大过量空气系数b 2.目前，船用柴油机的机械效率为----% A.50~70 B.60~80 C.70~87 D.70~92d 3.平均指示压力的大小主要取决于 A.转速的高低 B.负荷的大小 C.燃烧的早晚 D.燃烧压力的高低b
二、柴油机的工作参数 1、工作参数包括：爆压、排温、活塞平均速度、行程缸径比（应该还包括压缩比和强化系数），对这些参数的一般性范围要了解。 2、增压机与自然吸气发动机排温测点不同。 3、强化系数代表机械和热负荷两方面。 4、压缩比影响经济性、燃烧、启动和机械负荷。 典型题目： 1.通常，船用柴油机的排气温度最高值应为 A.小于550 B.600~700 C.800~900 D.大于1000a 2.各种柴油机中强化系数最高的是 A.低速机 B.二冲程中速机 C.四冲程中速机 D.高速机d 三、现代船用柴油机提高功率和经济性的主要途径 提高功率的途径：60000i n V p Ne s e τ= 1、主机采用定压涡轮增压系统和高压比高效率 废气涡轮增压器：当代增压器综合效率已达68~76%，显著降低油耗率。
课题一船舶柴油机的基本知识 目的要求： 1．了解船舶柴油机的基本概念及优缺点。 2．掌握柴油机基本结构和主要系统。 3．掌握柴油机主要结构参数。 4．掌握四、二冲程柴油机的工作原理。 5．比较四、二冲程柴油机工作原理与结构上的差别。 6．了解船舶柴油机的基本分类和型号。 重点难点： 1．柴油机与汽油机的区别。 2．进排气重叠角、定时图。 教学时数：4学时 教学方法：多媒体讲授 课外思考题： 1．柴油机与汽油机有哪些区别？ 2．柴油机主要结构组成和作用。 3．压缩比ε意义及对柴油机工作性能有什么影响？ 4．四冲程柴油机各工作过程特征及特点。 5．二、四冲程换气在工作上原理及结构上有什么差别？ 6．四冲程柴油机进、排气为什么都要提前和滞后？气阀重叠角有何作用？
课题一船舶柴油机的基本知识 第一节柴油机的概述及发展趋势 一、柴油机的概述 1．热机 热机是指把热能转换成机械能的动力机械。蒸汽机、蒸汽轮机以及柴油机、汽油机等是热机中较典型的机型。 蒸汽机与蒸汽轮机同属外燃机。在该类机械中，燃烧（燃料的化学能转变成热能）发生在汽缸外部（锅炉），热能转变成机械能发生在汽缸内部。此种机械由于热能需经某中间工质（水蒸气）传递，必然存在热损失，所以它的热效率不高，况且整个动力装置十分笨重。在能源问题十分突出的当前，它无法与内燃机竞争，因而已经在船舶动力装置中消失。 2．内燃机 汽油机、柴油机以及燃气轮机同属内燃机。虽然它们的机械运动形式（往复、回转）不同，但具有相同的工作特点──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。从能量转换观点，此类机械能量损失小，具有较高的热效率。另外，在尺寸和重量等方面也具有明显优势，因而在与外燃机竞争中已经取得明显的领先地位。 在内燃机中根据所用燃料不同，可大致分为汽油机、煤气机、柴油机和燃气轮机。它们都具有内燃机的共同特点，但又都具有各自的工作特点。由于这些各自不同的特点使它们在工作原理、工作经济性以及使用范围上均存在一定差异。如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中的汽化器进行混合）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不能采用高压缩比，因而限制了汽油机的经济性不能大幅度提高，而且也不允许作为船用发动机使用（汽油的火灾危险性大）。但它广泛应用于运输车辆。 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油做燃料。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），而且允许作为船用发动机使用。因而，柴油机在工程界应用十分广泛。尤其在船用发动机中，柴油机已经取得了绝对领先地位。 根据英国劳氏船级社统计，1985年全世界制造的船舶中（2000t以上）以柴油机作为推进装置者占99.89％，而到1987年100％为柴油机船。船用主机经济性、可靠性、寿命是第一位，尺寸、重量是第二位，低速机适用作船用主机，大功率四冲程中速机适用作滚装船和集装箱船，中、高速机适用作发电机组。柴油机通常具有以下突出优点： （1）经济性好。有效热效率可达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，适用的领域广。
第一节 船舶的重量性能与容积性能 一、概述 1. 船舶货运的研究对象和内容。 1)海上货运流程：受载、配载、装船、途中管理、卸载、交付 2)海上货运要求：安全、优质、快速、经济 2. 本课程教学安排与要求。 1)知识理念 2)学习方法及要求 二、船体基础知识 1. 船舶主尺度 1)主尺度的内容、种类及用途 内容：长、宽、深、吃水 种类及用途：型尺度、登记尺度、最大尺度 2)型尺度的定义 2. 船用坐标系、船舶基准(剖)面 ◆ 船舶基准面： 中线面：过船宽中央的纵向垂直平面。 中站面：过船长中点的横向垂直平面。 基平面：过船长中点，龙骨板上缘且平行于设计水线面的平面。 ◆ 船体基准剖面： 中纵剖面：中线面上船体剖面。 中横剖面：中站面上船体剖面。 设计水线面：过设计吃水且平行于基平面的平面上船体剖面。 三、船舶浮性 1. 船舶平衡条件 重力与浮力平衡： 9.819.81W V g ρ?=??=?? 2．重心G ：Gravity(X g ，Y g ，Z g ) i i g i P X X L C G P ∑?= =∑…… Longitudinal Center of Gravity
i i g i P Y Y T C G P ∑?= =∑………… Transverse Center of Gravity () i i g i P Z Z V C G K G P ∑?= =∑…… Vertical Center of Gravity 浮心B ：Buoyancy （X b ，Y b ，Z b ），船舶排水体积形心，其位置可从资料中查取。 常用：浮心纵向坐标B X 、垂向坐标()B Z K B 3. 船舶浮态：四种（取决于重心与浮心的位置关系） 理论推导计算时常取正浮状态，实际航行时一般要求适度尾倾。 四、船舶重量性能 1. 排水量?：船舶所排开水的重量。V W ρ? =?=（总重量） 空船排水量L ?(Light ship displacement)：即空船重量，由资料查得，定值。 L D W ?=?+ 2. 总载重量D W (Deadweight)：船舶在某一水线下装载的所有重量。 D W Q G C =∑+∑+ 式中： Q ∑：船舶载货量。 G ∑：航次储备量。指船上船员、行李、备品重量1G 和油水重量2G 之和。 C ：船舶常数(Constant)。营运后的空船重量与新出厂时的空船重量的差值。 变量，某一时间段内（如具体航次）取为定值。 总载重量用途：统计船舶的重量拥有量。 如：我国8000吨远洋货船，8000吨是指设计状态下的 总载重量 3. 具体航次最大装货量：净载重量N D W (Net Deadweight) m a x N D W D W G C =-∑- m a x D W ：最大总载重量（最大装载量），由多种因素决定。 五、容积性能 1. 船舶总舱容 Vch 1)散装舱容(Grain Capacity) 2)包装舱容(Bale Capacity)：一般为散装舱容的90%～95% 3)液货舱舱容(Liquid Capacity) 2. 舱容系数(Coefficient of load)：每一净载重量所占有的货舱容积。
船舶基础知识 什么是航区及航区划分 什么是航区？ 航区是根据水文、气象和遮蔽条件所划分的允许船舶航行或作业水域的统称。 如何划分航区？ 中华人民共和国船舶检验局颁布的《海船法定检验技术规则》中，将海船的航区划分为无限航区、近海航区、沿海航区和遮蔽航区。《内河航区分级规范》中，将内河船舶的航区划分为A、B、C三级航区和J1、J2 、J3三档急流航段。对在不同航区航行的船舶，有关船舶规范对稳性、结构、救生设备和无线电设备等分别有不同的技术要求。 内河航区分级规范 《内河航区分级规范》主要内容包括以下几个方面: 1.根据水文和气象条件，将内河船舶航行区划分为A、B、C三级;航区级别规定的浪高h的范围为：A级：1.5m 柴油机考级试卷 题号一二三四五总分 一、单项选择题（共10题，每题2分，总分20分） 1、柴油机在进气行程进入汽缸的是()。 A、混合气 B、纯空气 C、先空气后混合气 D、雾化的柴油 2、四冲程柴油机的工作循环（）正确 A、进气 .压缩 .膨胀（做工）.排气. B、进气. 膨胀（做工）.压缩. 排气 C、进气. 压缩排气 .膨胀（做工 D、排气 .膨胀（做工）压缩. 进气 3、水冷系主要由散热器，风扇，水泵，（）组成。 A 、节温器 B 、汽缸体 C、电火花 D、冷凝器 4、发动机润滑系的功用是（） A、润滑 B、冷却 C、润滑、冷却 D、润滑、冷却、清洁和密封 5、柴油机燃烧的混合气在 ( )形成。 A、燃烧室 B 、化油器 C、进气管 D、输油泵 6、在一个工作循环，曲轴旋转 ( )周，活塞在气缸往复4个行程，称为四冲程发动机。 A 、1 B 、 2 C 、3 D、 4 7、燃机是（）的装置 A 、将热能转化为机械能 B、将化学能转化为能 C、将化学能转化为机械能 D、以上答案都不对 8、下列不属于曲柄连杆机构的是（） A 、机体组 B、活塞连杆组 C 、曲轴飞轮组 D 、气缸 9、以下不属于活塞的基本构造的是（） A 、顶部 B 、头部 C、裙部 D、尾部 10、发动机供给系由（）和空气供给装置组成。 A 、燃油供给装置 B、点火装置 C 、冷却装置 D 、排气装置 二、多项选择题（共8题，每题2.5分，总分20分） 1、根据所用燃料种类，活塞式燃机主要分为( )几类 A、汽油机 B、柴油机 C、气体燃料 D、液体燃料 2、发动机机体组主要由机体、( )以及主轴承盖等组成。 A、气缸盖 B、气缸盖罩 C、气缸衬垫 D、油底壳 3、发动机润滑系通常由（）和一些阀门等组成。 A、润滑油道 B、机油泵 C、油轨 D、机油滤清器 4、发动机机体按气缸排列形式有( )几种。 A、直列式 B、V型 C、水平对置式 D、双联式 5、发动机机体按气缸结构形式有( )几种。 A、无气缸套式 B、活塞式 C、湿气缸套式 D、干气缸套式 6、发动机的润滑方式有( ) 几种。 A、压力润滑 B、喷射润滑 C、飞溅润滑 D、润滑脂润滑 7、发动机增压有（）等基本类型。 A、涡轮增压 B、机械增压 C、管路增压 D、气波增压 8、气门传动组包括( )等部件组成。 A、凸轮轴 B、挺柱 C、推杆 D、摇臂 三、填空题（共20空。每空一分） 1、发动机两大机构：；五大系 统：；2、气门组由、 和气门锁夹等零件组成。 3、机油泵的结构形式分为齿轮式和两类。 4、按照冷却方式的不同，燃机可分为和两种。 5、机体组包括、、、、 和主轴承盖、油底壳 6、柴油机供给系统中的3大精密偶件式指柱塞偶件、针阀偶 件、。 四、判断题（共8题，每题1分，总分8分） 1、柴油发动机的类型按活塞运动方式的不同，活塞式燃机可分为往复活塞式和旋转活塞式两种(√) 2、活塞顶离曲轴回转中心最远处为下止点；活塞顶离曲轴回转中心 船舶货运部分练习题 6、船舶货运基础 6.1与船舶货运有关的船舶知识 6.1.1船体形状及其参数 6.1.1.2船型系数 1、已知某轮两柱间长L bp=120m，宽B=17m，水线面面积为1650m2，则其水线面积系数为C W为（）。 A．0.72 B．0.65 C．0.58 D．0.81 2、船舶的水线面系数越大，表明船舶（）。 A．水线面形状越肥胖 B．水线面形状越瘦削 C．水线面形状的变化趋势不定 D．水线面形状的肥瘦与水线面系数无关 3、已知某轮吃水d=5.8m，宽B=17m，中横剖面面积为82m2，则其中横剖面系数C m为（）。 A．0.65 B．0.72 C．0.79 D．0.83 4、船舶的中横剖面系数越大，表明船舶（）。 A．水线下中横剖面形状越肥胖 B．水线下中横剖面形状越瘦削 C．水线下中横剖面形状的变化趋势不定 D．水线下中横剖面形状的肥瘦与其系数无关 5、方形系数C b=0.5，长宽比L/B=6，宽吃水比B/d=3，平均吃水6m，则船舶排水体积等于（）m3。 A．5832 B．58320 C．583.2 D．240 6、船长100m，宽9.5m，吃水5m，水下排水体积2232.5m3，则方形系数等于（）。 A．0.13 B．0.213 C．0.358 D．0.47 7、船舶的方形系数越大，表明船舶（）。 A．水下船体形状越肥胖 B．水下船体形状越瘦削 C．水下船体形状的变化趋势不定 D．其大小与水下船体形状无关 8、船舶的棱形系数越大，表明船舶（）。 A．水下船体形状在纵向上越肥胖 B．水下船体形状在纵向上越瘦削 C．水下船体形状在横向上越肥胖 D．水下船体形状在横向上越瘦削 9、已知某轮两柱间长L bp=120m，排水体积V=7350 m3，中横剖面面积为82m2,则其棱形系数C P为（）。 A．0.75 B．0.65 C．0.85 D．0.70 10、船舶的垂向棱形系数越大，表明船舶（）。 A．水下船体形状在纵向上越肥胖 B．水下船体形状在纵向上越瘦削 C．水下船体形状在垂向上越肥胖 D．水下船体形状在垂向上越瘦削 11、已知某轮吃水d=5.8m，水线面积为1650m2，排水体积V=7350m3，则其垂向棱形系数C VP为（）。 轮机管理 一、单项选择题 1．船舶航行中，在值班前（）小时及值班时不能饮酒，严禁在船上酗酒。(答案：D) A．1 B．2 C．3 D．4 2．按机舱守则，非本船人员进入机舱，须经（）准许。(答案：B) A．船长 B．轮机长 C．值班人员 D．船东代表 3．开航前备车时，值班轮机员、驾驶员应核对船钟、车钟及试舵，并将情况记人（）。(答案：D) A．轮机日志 B．航行日志 C．轮机日志或航行日志 D．轮机日志和航行日志 4．空气瓶是压力容器，排出阀为（），以防缸内燃气倒灌。(答案：D) A．速闭阀 B．减压阀 C．止回阀 D．截止止回阀 5．燃油管路用（）色表示。(答案：A) A．褐 B．大红 C．黄 D．黑 6．船舶舱底水系统中所用的阀门必须是（）。(答案：C)- A．截止阀 B．闸门阀 C．止回阀 D．旋塞 7．对于重要管系，在拆检、换新完毕后要进行（）试验，或用其他方法检查其密封情况。 (答案：B) A．密封 B．水压 C．效用 D．运行 8．关于燃油黏度的说法，不正确的是（）。(答案：B) A．加温将使燃油黏度下降 B．高压油泵前后的燃油黏度相同 C．压力增加，黏度也增加 D．压力与黏度成正比，温度与黏度成反比 9．下列传动装置中，效率最低的是（）。(答案：D) A．带传动 B．链传动 C．齿轮传动 D．蜗轮蜗杆传动 10．船舶加装燃油前，主管轮机员登供油船的主要目的是（）。(答案：C) A．查看油的质量和商谈油价 B．核实油种、数量及加装时间 C．核实油种、数量，商定最大泵速及联络编号 D．确定加油联系人 11．船上对燃油进行净化的最有效设备是（）。(答案：C) A．粗、细滤器 B．沉淀油柜 C．分油机 D．日用油柜 12．通常凸轮机构不能用于（）。(答案：D) A. 柴油机配气机构 B. 起动空气分配器 C. 燃油喷射泵 D. 变向变量油泵13．船体上热交换器中冷却水侧安装有锌块，是为防止换热器（）。(答案：A) A. 电化学腐蚀 B. 化学腐蚀 C. 空泡腐蚀 D. 酸碱腐蚀 14．柴油机润滑油在使用过程中闪点降低的主要原因是（）。(答案：B) A．渗入水分 B．渗入柴油 C．高温氧化 D．混入空气 15．柴油机润滑油乳化的主要原因是（）。(答案：A) A．渗入水分 B．高温氧化 C．渗入柴油 D．混入空气 16．用于制造内河船舶推进轴系的船轴材料，优先采用的是（）。(答案：A) A. 优质碳素结构钢 B. 合金调质钢 C. 优质碳素工具钢 D. 普通低合金钢17．下列柴油机零件中，常需要进行调质处理的是（）。(答案：C) A. 排气阀 B. 气缸套 C. 曲轴 D. 活塞销 18．喷油器、喷油泵、进／排气阀等备件，应进行（）保存。(答案：B) A．浸泡人柴油中 B．黄油油封 C．涂防锈漆 D．最好放在密闭容器内19．柴油机起动后，冷却水压力建立不起来或水泵发生杂音，应立即（）。(答案：D) A．通知船长 B．通知轮机长 C．减速航行 D．停车检查 20．柴油机起动时，应特别关注的是（）。(答案：B) A．排烟温度 B．滑油压力 C．示功阀的火焰 D．冷却水温度 21．柴油机启动时必须在（）的亲自操作下完成。(答案：B) A．轮机长 B．值班轮机员 C．船长 D．机工 22．电力起动的柴油机，按动电钮后，若（）秒钟仍起动不起来，应松开按钮，隔1分钟后再起动。(答案：B) A．5 B．10 C．15 D．20 23．船舶到港后，轮机部停机后应做好常规保养工作，目的是（）。(答案：A) A．消除本航次不正常现象，清洁主、辅机及机舱，确保下一航次正常、安全开出 B．清洁主、辅机及机舱，确保环境卫生柴油机考试题与答案
船舶货运练习题2012
轮机管理(试题库)
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