船舶轮机问答第三版（船舶柴油机分册）.doc

船舶轮机问答（船舶柴油机分册）（第三版） 王永顺 张庆信 编著 宋汝涛 修订 人民交通出版社 目录 船用柴油机的基本知识 什么叫柴油机？ 答：柴油机是内燃机的一种。 在柴油机中，柴油不是靠外界火源点火的，而是依靠活塞的运动，先将外界的空气吸入气缸，然后依靠活塞的运动再把空气压缩，使得温度和压力大大提高，达到了燃油发火温度。此时通过喷油嘴把柴油以雾化的形式直接喷入气缸，雾化油遇到高温的压缩空气，立即发火燃烧。柴油燃烧后，放出大量热能，这时气缸内的燃气温度和压力急剧升高，便推动活塞做功。这样，只要使得各个气缸轮流喷油发火，始终保持有部分气缸的活塞在燃气压力的推动下，带动曲轴不断旋转，就可以保证柴油机连续地向外输出机械能了。所以，从本质上说，柴油机是一种把燃油的热能转变为机械能的动力机械。因为它不象蒸汽机那样，先让燃料在锅炉里烧出蒸汽，再把蒸汽引入气缸做功，而是直接把燃油喷入气缸，只经过一次能量转换，使他在气缸内燃烧做功，所以又叫内燃机。 柴油机和汽油机的主要区别是什么？ 答：主要区别是在燃料送入和点火燃烧方面。汽油机是将汽油在汽化器中化成汽油蒸汽并和适量的空气混合，由机器吸气冲程的吸力，送入气缸。此后，通过活塞的上行，对汽油、空气混合气进行压缩（压到原来容积的1/5～1/7），这时由配合好的电火花塞点火，引起混合燃气爆发燃烧，推动活塞做功。柴油机吸入和压缩的只是空气，压缩程度高达原来容积的1/12～1/18，压缩温度高达600～700℃；这时，喷油器准时向气缸喷入雾状燃油，而被压燃，推动活塞做功。 从以上叙述可以看出，汽油机与柴油机的主要不同点是： 汽油机燃料在进入气缸前必须汽化，所以必须使用挥发点很低的汽油作为燃料。柴油机是直接把燃料喷入气缸，依靠压缩温度自燃发火。 汽油机的另一个特点是压缩压力比柴油机低，而且要使用电火花塞点火燃烧。这主要是因为汽油抗爆燃性能太差，不能用大的压缩比进行压燃。 对于汽油机，必须设有电火花塞，在上止点以前某个角度点火。这样，汽油机上就必须设置一套高压电火线圈以及向各缸轮流通电的分电器。柴油机不需电力点火，所以省掉了点火线圈、分电器。但是柴油机必须把燃油加压到很高的压力，喷入气缸。所以柴油机虽然省掉了点火线圈和分电器，却必须设置一套高压油泵、喷油器等设备。 什么叫上止点、下止点和冲程？ 答：上止点是指活塞在气缸内运动时到达最高的位置。 下止点与上止点正好相反，是指活塞在气缸内运动时到达最下端的位置。 活塞在最高位置（或最低位置）时，曲轴上相应的曲柄销也运转到最高位置（或最低位置）。这时，活塞销、十字头、曲柄销、曲轴中心线都在同一个垂直平面内，即使此时气缸上部喷油产生燃气压力，因为三点都在一条直线上，往往难于使曲轴旋转，在单缸柴油机中有“卡死”不转的可能性，所以通常把活塞运动的最高位置叫做“上止点”；最低位置叫做“下止点”。 实际上柴油机往往由多缸组成，当某一缸活塞在上止点或下止点时，相邻其他各缸可能正在下行做功，曲轴上仍有旋转力矩，可以带动某缸活塞绕过上止点（或下止点），所以所有各缸的上、下止点实际上又都不会成为“死点”。 在单缸柴油机中是利用飞轮储存的惯性力带动曲轴使活塞绕过上、下死点，所以也不存在真正的“死点”。 柴油机的上、下止点时调整气缸喷油定时的重要依据。各缸到达上止点的位置一般都可在柴油机的飞轮上。 活塞在气缸中作上下往复运动时，由上止点运行到下止点，活塞由下止点到上止点所走过的距离就叫一个冲程（或称行程），一个冲程的长短正好等于柴油机曲柄销回转一周的直径。 什么叫压缩容积、工作容积、气缸总容积和压缩比？ 答：压缩容积：活塞在上止点时，活塞与气缸盖之间的气缸空间即称为压缩容积或燃烧室容积。一般用符号来表示。 工作容积：活塞从上止点走到下止点时所让出来的气缸空间称为工作容积。一般用符号来表示。 气缸总容积：活塞在下死点时，活塞顶上的全部气缸容积。一般用来表示。气缸总容积是压缩容积与工作容积的总和。即： =+ 压缩比：是气缸总容积与压缩容积的比值。常用表示： 压缩比是柴油机的一个重要性能参数。压缩比大，空气被压缩后的压力和温度也就高，燃油也就容易发火燃烧，机器易于起动。反之，燃油不易发火，起动也就困难。所以，压缩比对柴油机的燃烧、效率、起动性能和机械负荷等都有一定的影响。一般大型低速柴油机的压缩比在11～13左右。非增压柴油机偏高，增压柴油机偏低。 柴油机的压缩比虽然已由造机工厂确定，但在其轴承磨损后，活塞装置下沉，或在检修中气缸盖垫床以及连杆下脚板垫床选择不当，也会造成压缩比的改变，影响柴油机的性能。 什么叫压缩压力和最大爆发压力？ 答：压缩压力：进入气缸的空气被活塞压缩到上止点时，所具有的压力称为压缩压力。