《内燃机结构》试题答案 - 哈尔滨工程大学
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《内燃机结构》（A）卷试题答案及评分标准
一、简要回答下列问题（40分）：
1. 请说明国产柴油机6135ZC柴油机型号中数字、字母的含义。
6—气缸数“6缸”， 135—气缸直径“135mm”
Z—增压柴油机， C—船用
2. 根据单位曲柄的构造特点，柴油机曲轴共有哪几种结构型式？
整体式曲轴、套合式曲轴（包括全套合曲轴和半套合曲轴）、圆盘式曲
轴。
3. 气缸套按其冷却方式可分为那几种？各自的优缺点是什么？
湿式气缸套和干式气缸套；
湿式气缸套直接与冷却水接触，散热条件好，缸壁较厚，刚度好，加工
方便，但易受水腐蚀，有“气蚀”现象，气缸套下部要考虑密封；
干式气缸套不直接与冷却水接触，不存在腐蚀现象，缸壁可以做得较薄，
气缸中心距可以做得较小，由于内外表面均需精加工，加工成本相对较
高。
4. 柴油机中一般采用几道油环，其作用是什么？为什么采用油环？
柴油机中一般采用1—2道油环，其作用主要是活塞向上运动时完成“布
油”，活塞下行时完成“刮油”；采用油环的主要原因是气环对滑油有“泵
吸”现象。
5. 四冲程柴油机与二冲程柴油机在工作原理上有何不同？其结构上的显
著区别有哪些？
四冲程柴油机每完成一个工作循环，活塞走过四个冲程，曲轴旋转两转，
做功一次，二冲程柴油机每完成一个工作循环，活塞走过二个冲程，曲
轴旋转一转，完成一次做功，在几何尺寸及转速相同的条件下，二冲程
柴油机的功率理论上应是四冲程柴油机的两倍；其结构上的显著区别在
于二冲程柴油机没有进气阀，但有扫气孔和专门的扫气泵。
6. 燃油系统的作用是什么？
1
根据柴油机运转工况的需要，将适量的清洁燃油在一定的时间内，以适
当的雾化状态喷入燃烧室，造成混合气形成与燃烧的有利条件。
7. 常用的润滑系统有哪两种？各有什么优点。
湿曲轴箱式润滑系统和干曲轴箱式润滑系统；
湿曲轴箱式润滑系统的润滑油大量贮存在柴油机的曲轴箱中，不需外加油
箱，结构比较简单；干曲轴箱式润滑系统有独立的油箱，可贮存较多的润
滑油，布置比较自由，可以适当缩小油底壳的尺寸。
8. 在配气机构中，凸轮轴有哪几种布置形式，它们是如何驱动气阀的？
下置式凸轮轴、上置式凸轮轴和顶置式凸轮轴；
下置式凸轮轴是通过凸轮轴驱动挺柱、顶杆、摇臂驱动气阀；
上置式凸轮轴是凸轮轴直接驱动摇臂，摇臂驱动气阀；
顶置式凸轮轴是凸轮轴直接驱动气阀。
9. 柴油机机体按主轴承的结构形式可分为哪几种？
正置式主轴承机体、倒持式主轴承机体和隧道式机体
10. 燃烧室的结构形式分哪几类，各有哪几种具体类型？
直接喷射式燃烧室，包括：统一式燃烧室、半分开式燃烧室、球型油膜式
燃烧室和复合式燃烧室；
分开式燃烧室，包括：预燃室式燃烧室和涡流室式燃烧室
二、名词解释（5×4 = 20 分）：
1. 平均有效压力 Pe：作用在活塞顶上的假想的大小不变的压力，它使活塞
移动一个行程所作的功，等于每循环所作的有效功。
Pe=30τNe/iVhn
其中，τ—发动机的冲程数，四冲程发动机取“4”，二冲程发动机取“2”
Ne—发动机的有效功率，kW
i—
气缸数
Vh—
气缸的工人容积，L
n—
发动机转速，rpm
2. 瞬时调速率 dδ：指柴油机突加（或突卸）全负荷的最小（或最大）转
速n2（或n4）与负荷改变前的转速n1（或n3）之差同标定转速ne之比值百分
2
数，即：
()
%10021×−=
e
d
n
nn
突加
δ
()
%10034×−=
e
d
n
nn
突卸
δ
n1—突加负荷前的稳定转速（r/min）
n2—突加负荷后的最小瞬时转速（r/min）
n3—突卸负荷前的稳定转速（r/min）
n4—突卸负荷后的最大瞬时转速（r/min）
ne—标定转速（r/min）
3. 冲 程 S：活塞上止点与下止点之间的距离称为活塞的冲程（或行程）。
4.
增压度 K:发动机增压后的功率 NeH与不增压时功率Ne之比值称为增压
度。
三、简答题（6×4=24 分）
1. 试述增压柴油机有几种增压形式，并画出其中任意两种的系统简图？
常用的增压形式有：机械增压、废气涡轮增压和复合增压。
（机械增压） （废气涡轮增压）
2.何为泵—喷油器，其优点是什么？
泵—喷油器就是将喷油泵和喷油嘴合装在一起，成为一个单独的部件。
其主要优点在于：
（1） 省去了高压油管，减小了燃油的波动现象以及高压油管的膨胀，可以
达到较高的喷射压力；
（2） 可以使燃料的实际开始喷射时间更精确地符合理论开始喷射时间，同
时也使实际喷射终了时间更精确的符合理论喷射终了时间；
（3） 不产生滴油现象。
3
3.对于每缸四气阀的柴油机，气阀的串联布置形式与并联布置形式各自的特
点是什么？采用何种布置形式可以兼顾以上两种布置形式的优点？
采用串联的布置形式可以通过一根凸轮轴及驱动杆传动，由于进、排气阀各
在一个气道中串联，进气阀间的进气效率有差异，而排气阀的热负荷也不相
同；采用并联的布置形式需用两根凸轮轴传动，结构复杂，但没有进行气效
率和热负荷不同的缺点。兼有两者的优点，可以采用斜角布置形式，既可以
用一根凸轮轴传动，布置及性能上亦较优越。
4.根据控制机构的不同，调速器分哪几类？其中机械式调速器按用途不同
又分哪几个类型，各控制什么转速？
按控制机构分，调速器可分为：机械式调速器、液压式调速器、电子式调速
器和气动式调速器；机械式调速器又分为：单制式调速器—控制发动机的最
高转速，双制式调速器—控制发动机的最高和最低稳定转速，全制式调速器
—控制发动机在转速范围内任意转速下稳定运转。
四、分析题（16 分）
1. 试画出四冲程柴油机的配气定时图，并说明何为气阀重阀角。
采用气阀重叠角的意义是什么？
如图中所示，活塞在上止点前后
的一段时间内，进、排气阀同时开
启，其对应的曲轴转角称为气阀重
叠角，图中为α+δ；
采用气阀重叠角的意义在于提
高扫气效果，使发动机气缸内的废
气排除干净，充入更多的新鲜空气
或可燃混合气。
2. V型柴油机中在同一曲拐的两个连杆有哪几种结构装配形式？
简述其各自的优缺点。
V型柴油机同一曲拐的两个连杆有三种装配形式：并列连杆、叉型连杆和主副连
杆；
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并列连杆：
优点：左、右两气缸的连杆结构完全相同，可以通用，左右气缸的活塞连杆组运
动规律完全相同，其动力性能一样。
缺点：左右两排气缸中心线错开一段距离，曲轴长度增加，导致刚度下降；
叉型连杆：
优点：叉型连杆和片式连杆的运动规律相同，左右两排气缸的中心线不须沿曲轴
轴向错开；
缺点：叉型连杆的大端结构和制造工艺比较复杂，大端刚度不高。
主副连杆：
优点：同一列的主、副连杆及其气缸的中心线在同一平面内，并且只有主连杆大
端与曲柄销相连，结构紧凑，发动机轴向尺寸缩短，刚度增加。
缺点：两排气缸的活塞连杆组运动规律稍有差别，并且主连杆大端受副连杆作用，
产生附加弯矩。
5
