船舶柴油机主推进动力装置832 第七章 柴油机的特性91题

第七章柴油机的特性91题

第一节船舶柴油机的工况和运转特性的基本概念11题

考点1：船舶柴油机的运转工况5题

1 发电机工况

电力传动的船舶主机和发电副机按发电机工况运行。在这种工况下，为了保持电网电压稳定和一定的电流频率，由调速器控制柴油机保持恒速运转。它的功率随着航行条件的变化或船舶用电量的变化，可以从零变化到最大许用值。因此，柴油机的发电机工况是转速不变而功率随时发生变化的工况。

2 螺旋桨工况

用来直接驱动螺旋桨的船舶主机是按螺旋桨工况运行的。在此工况下，柴油机按一定的转速将其功率通过轴系传给螺旋桨，螺旋桨在水中旋转产生推力克服船舶航行阻力使船保持航速。螺旋桨的吸收功率就等于主机发出的功率（忽略轴系的传递损失情况）。在螺旋桨工况下，柴油机发出的功率和其转速都是改变的。螺旋桨在工作时其吸收功率与转速的m次方成比例（P p＝cn m）。通常在稳定运转时，螺旋桨吸收功率P p与转速n的三次方成比例，即P p∝n３。相应柴油机功率Pe 与转速的关系可写成Pe＝cn３。我们把柴油机按此关系运转的工况称为柴油机的螺旋桨工况。

3 其他工况

柴油机在此类工况下运行时，它的功率与转速之间没有一定的关系。柴油机的转速是由工作机械所需的速度决定的，而功率则由运行中所遇到的阻力决定。比如驱动调距桨的主机是根据不同的调距桨叶的角度在某一转速下要求不同的功率；驱动应急救火泵或应急空压机的柴油机分别要求符合水泵或空压机的工况；即使直接驱动螺旋桨的主机，当航行条件和运行状态发生变化时（海面状况、气象条件、航区、装载、船舶污底以及船舶转向等），船舶阻力发生改变，通过螺旋桨影响主机的功率和转速。

A1.柴油机转速不变而功率随时发生变化的工况，称为（）。

A．发电机工况

B．螺旋桨工况

C．面工况

D．应急柴油机工况

B2. 柴油机的功率随转速按三次方关系而变化的工况，称为（）。

A．发电机工况

B．螺旋桨工况

C．面工况

D．应急柴油机工况

C3. 柴油机在同一转速下可有不同输出功率，在同一功率下可有不同转速，这种工况称为（）。

A．发电机工况

B．螺旋桨工况

C．面工况

D．应急发电机工况

C4. 用于驱动应急空压机的柴油机工况为（）。

A．发电机工况

B．螺旋桨工况

C．面工况

D．应急柴油机工况

B5. 在船舶上按面工况工作的柴油机有（）。

Ⅰ.主机Ⅱ.发电柴油机Ⅲ.驱动应急空压机的柴油机Ⅳ.应急发电机Ⅴ.救生艇柴油机

A．Ⅰ＋Ⅱ＋Ⅲ

B．Ⅰ＋Ⅲ＋Ⅴ

C．Ⅰ＋Ⅲ＋Ⅳ＋Ⅴ

D．Ⅰ＋Ⅱ＋Ⅲ＋Ⅳ＋Ⅴ

第二节速度特性和速度特性参数分析20题

考点1：速度特性的概念及试验标准11题

将柴油机喷油泵油量调节机构固定在相当于标定转速下发出标定功率的供油位置上，然后，通过调节试验负荷，逐步改变柴油机的转速。在各个稳定转速下，测取对应的P e、M e、P e、b e、t r、P k、n T等参数值，由此得到的性能指标及工作参数随转速变化的规律即为全负荷速度特性，亦称外特性。

全负荷速度特性的测量应遵循国家确定的统一试验标准。环境状况直接影响着柴油机的工作性能。我国国家标准规定的标准环境为：

大气压力p0＝100kPa（或750mmHg），相对湿度Φ0＝30％，环境温度T0＝298Ｋ或25℃，中冷器冷却介质进口温度T c0＝298Ｋ或25℃。

对于“无限航区”的船用内燃机其标准环境应遵循国际船级协会（IACS）规定的环境状况：

大气压力p0＝100kPa，相对湿度Φ0＝60％，环境温度T0＝318Ｋ或45℃，中冷器冷却介质进口温度T ex＝305Ｋ或32℃。

标定功率指标准环境状况下，制造厂根据内燃机的用途和特点规定的标定转速下的有效功率（kW）。标定功率按不同用途分为：15 min功率；1 h功率；12 h 功率；持续功率。

全负荷速度特性可表示为柴油机在不超过标定供油量的条件下，各转速下所能发出的最大功率。作为船舶推进柴油机（主柴油机），在实际使用时考虑到航行条件和船舶污底情况，为保证主机在各种运转条件下均能长期可靠运转，主机都留有适当的功率储备，即主机长期运转最大功率要低于标定功率一个值。

我国船用柴油机标准规定，船用柴油机的超负荷功率为标定功率的110%（与之对应的转速为标定转速的103%），并且在12 h运转期内允许超负荷运转1 h。

测定超负荷特性时，由于喷油泵油量调节机构固定在最大供油量位置上，气

缸内的温度和压力都很高，致使机件受到很大的热应力和机械应力，柴油机处于超负荷状态下工作。因此，按超负荷特性工作的时间不能太长。

如果将喷油泵油量调节机构固定在比标定功率油量小的各个位置上，然后通过上述方法分别测得柴油机的主要性能指标和工作参数随转速变化的关系，称为部分负荷速度特性。由于油量调节机构固定的位置不同，可测得若干条柴油机部分负荷速度特性曲线。

B1. 喷油泵油量调节机构固定在标定工况下供油位置上，用改变负荷的方法来改变转速，这样测得主要性能指标和工作参数随转速的变化规律，称为（）。A．超负荷速度特性B.全负荷速度特性

B．全负荷速度特性

C．部分负荷速度特性

D．限制负荷速度特性

C2. 油泵油量调节机构固定在小于标定供油量的各个位置，用增加负荷的方法降低转速，这样测得的主要性能指标和工作参数随转速变化的规律，称为（）。A．超负荷速度特性

B．全负荷速度特性

C．部分负荷速度特性

D．限制负荷速度特性

B3. 全负荷速度特性的测定必须遵守国家确定的统一试验标准，其中一个是（）。

A．标准试验航区

B．标准试验环境

C．标准试验转速

D．标准试验供油量

D4. 根据我国《钢质海船入级规范》规定，船用柴油机全负荷速度特性测定试验时所用的标定试验功率为（）。

A．15 h功率

B．1 h功率

C．12 h功率

D．持续功率

C5. 根据我国船用柴油机标准规定，船用柴油机的超负荷功率为标定功率的（）。

A．103%

B．105%

C．110%

D．115%

C6. 在测定速度特性过程中，下列哪一个参数是不可改变的（）。

A．转速

B．负荷

C．循环供油量

D．转矩

C7. 在测定速度特性过程中，是通过改变（）来使柴油机转速发生变化，而得到其他参数的变化规律。

A．供油量

B．转速

C．外负荷

D．压缩比

A8. 对柴油机进行速度特性试验是为了（）。

A．了解柴油机所具有的潜力

B．了解柴油机的使用条件

C．模仿柴油机的运行规律

D．开发柴油机的运行潜力

D9. 按照规定，在柴油机超负荷运行的1 h内，功率达到110%Pb不允许的现象是（）。

A．超转速

B．产生振动

C．转速波动

D．冒黑烟

D10. 不改变平均有效压力，而改变柴油机的转速，这种运转特性称为（）。A．推进特性

B．负荷特性

C．调速特性

D．速度特性

C11. 通常，无法在船舶使用条件下测取的柴油机特性是（）。

A．调速特性

B．推进特性

C．速度特性

D．负荷特性

考点2：柴油机按速度特性工作时主要工作参数的变化规律9题

1．充量系数ηv

当柴油机转速升高时，因进排气系统的流阻增大，充入气缸内的新鲜空气量减少；同时由于循环频率增大，气缸内壁面温度升高，会引起进入气缸内的空气温度升高，使得缸内新鲜空气量减少。所以转速升高，充量系数ηv是减小的。 2．过量空气系数α

在Δb i为定值时，α值取决于每循环充入气缸空气量ΔＧa。由于ΔG a＝V s·η

·γa，对非增压柴油机而言 V s为定值，而γa基本是不变的，所以ΔＧa及αv

的变化只取决于充量系数c的变化。其变化规律与ηv的变化规律基本相同。废气涡轮增压柴油机的情况有所不同，此时，ηv和γa均随转速变化。Δb i不变而n增加时，由于气缸排出的废气能量增加，使废气涡轮增压器输出的空气压力增加，从而提高了进入气缸的空气密度γa。当转速n升高时，虽然ηv呈下降趋势，但γa增大的幅度大于ηv减小的幅度，结果ΔＧa将随n升高而增大。因此，对废气涡轮增压柴油机来说，α随n升高而增大。

3．指示热效率ηi

影响柴油机指示热效率ηi的因素很多，主要是过量空气系数α、混合气形成质量和燃烧质量。对于一台技术状态良好的柴油机来说，影响ηi的最主要因素是过量空气系数α。试验证明，当柴油机按全负荷速度特性运行时，ηi随α增减而增减，相互间存在着正比的变化关系。尽管当n变化时，燃油的喷射、雾化、混合、燃烧情况以及气缸传热情况发生变化而对ηi产生影响，但试验结果表明除了过低转速外，在正常转速范围内这种影响很小。可以认为ηi随n变化的规律主要取决 于α随n变化的规律。因此，ηi-f（n）和α-f（n）两条曲线在形态上相似。

4．平均指示压力P i

由P i的定义：：p i＝Ｗi/V s＝Δb iＨu·ηi/A V s＝Ａ′Δb iηi。A′为常数。

由于循环供油量变化很小，视Δb i＝常数。这样从上式可看出P i基本上与ηi 成正比。

5．机械效率ηm

由公式ηm＝1-P m/P i可知，机械效率ηm取决于平均机械损失压力P m和平均指示压力P i。其中P m与n成直线关系，可用经验公式P m＝a＋b n来表示。式中a、b 因机型和使用条件而异。对于非增压柴油机，当n增大时，P m增大，而P i减小，使比值P m/P i增大，ηm则减小。对废气涡轮增压柴油机，当n增大时P m和P i同时增大。低增压柴油机P m比P i增大得快，使P m/P i增大，ηm减小；高增压柴油机P m 比P i增大得慢，使比值 P m/P i 减小，ηm增大。

6．有效指标P e、M e、P e和b e、ηe随转速n变化的规律

由P e＝P i·ηm，在已知P i、ηm随n变化规律后，可很方便地从二者乘积中找出P e随n变化的规律。对于非增压柴油机，n增大时，P i和ηm同时减小，所以P e 随n升高而减小；对于低增压柴油机，一般情况为P e随n升高而减小，但减小幅度比非增压柴油机要小；对于高增压柴油机，P e随n的升高而增大，但增大幅度并不太大。

由M e＝cp e可知，M e和P e可用不同的比例尺以同一条曲线来表示。

由P e＝cp e n可知，在柴油机的正常转速范围内，Ｐe总是随n的增大而增大，对于高增压柴油机增大得更快些。

B1.通常多数柴油机在下述某转速区，有效油耗率达到最低点（）。

A．标定转速

B．略低于标定转速

C．略高于标定转速

D．无规律

A2.柴油机按速度特性工作，从理论上说，下列不变的是（）。

A．平均有效压力

B．转速

C．外负荷

D．功率

A3.柴油机按速度特性工作时，其转速与功率之间的关系为（）。

A．P∝n

B．P∝n2

C．P∝n3

D．P∝n4

D4.在转速不变的情况下，有效油耗率最高的负荷是（）。

A．110%Pb的超负荷

B．100%Pb的全负荷

C．95%Pb的部分负荷

D．50%Pb的部分负荷

D5.柴油机按速度特性工作时，下列影响柴油机有效油耗率的正确说法是（）。A．柴油机负荷越低，其有效油耗率也越低

B．柴油机负荷升高，其有效油耗率也增高

C．柴油机负荷越高，其有效油耗率也越高

D．全负荷时略低于标定转速时油耗率最低

A6.在喷油量不变情况下，非增压柴油机从标定工况下转速下降，则曲轴的转矩将会（）。

A．增加

B．减小

C．不变

D．先增加后减小

B7.在喷油量不变的情况下，废气涡轮增压柴油机从标定工况下转速下降，则过量空气系数将会（）。

A．增加

B．减小

C．不变

D．先减小后增加

A8.增压柴油机按速度特性工作，当转速升高时，其过量空气系数的变化是（）。A．增加

B．降低

C．不变

D．先减小后增加

D9.下列关于机械效率ηm随柴油机工况的变化规律叙述中，错误的是（）。A．ηm随负荷最大而最大

B．非增压机按高速特性工作时，ηm随转速升高而降低

C．柴油机按推进特性工作时，ηm随转速升高而升高

D．增压机按速度特性工作时，ηm随转速升高而降低

第三节负荷特性和负荷特性参数分析12题

考点1：负荷特性的概念4题

柴油机负荷特性是指在转速保持不变的情况下，柴油机的各项主要性能指标和工作参数随负荷变化的规律。

对柴油机负荷特性的研究，在实船柴油机管理中有着非常重大的意义。例如，发电副机和船舶上装有全制式调速器的主机，在设定转速不变的情况下，当负荷发生变化时其转速保持不变，可认为这些柴油机是按负荷特性工作的。

负荷特性一般是在标定转速下测取的。为了更全面地了解柴油机特性，必要时可在低于标定转速的若干不同转速下测取负荷特性。负荷特性是标志柴油机动力性与经济性的基本特性。

B1.不改变柴油机转速，而改变柴油机输出功率（或平均有效压力），这种运行特性称为（）。

A．推进特性

B．负荷特性

C．调速特性

D．速度特性

C2.船舶发电柴油机运转时按（）工作的。

A．速度特性

B．调速特性

C．负荷特性

D．推进特性

D3. 对船用柴油机来说，（）必须测试其负荷特性。

A．船用主机

B．驱动应急消防泵柴油机

C．救生艇柴油机

D．驱动发电机的柴油机

A4. 在负荷特性的测试过程中，（）是不可以改变的。

A．转速

B．转矩

C．供油量

D．负荷

考点2：柴油机按负荷特性工作时主要工作参数的变化规律8题

1．有效功率P e和指示功率P i

P e＝P p e是通过原点，有一定斜率的直线。因为P i＝B p e＋B p m，转速不变时，可认为P m＝常数，所以P i＝f（p e／p b）是一条截距为bp m、近似平行于p e＝f（p e/p b）的直线。

2．机械效率ηm

根据公式ηm＝1-p m/p i，而p i＝p m+p e，可看出ηm与P e之间的关系十分明显：当P e＝0时，ηm＝0。

3．指示热效率ηi

如前所述，指示热效率ηi主要取决于过量空气系数α、混合气形成质量和燃烧质量。对一台技术状态良好的柴油机，可认为ηi主要取决于α，而α又主要取决于循环充气量ΔG a和循环供油量Δb i。对于非增压柴油机，当n不变而p e 改变时，Δb i相对ηv和ΔG a的变化大得多。

4.有效指标ηe和b e

ηe是ηi和ηm的乘积。当P e从Pb下降初期，ηi随P e下降而增大，ηm却随P e 下降而减小。在大多数情况下，开始时ηi的变化率大于ηm的变化率。因此，η随P e降低而提高。当P e继续下降，ηi增大率减缓，而ηm减小率增大。在低负荷e

区，ηm随P e降低而急剧减小，致使ηe也以很大的变化率下降。

B1.柴油机按负荷特性工作时，随着负荷的增加，机械效率的变化规律是（）。A．机械效率ηm降低

B．机械效率ηm升高

C．机械效率ηm不变

D．无规律

C2.柴油机按负荷特性工作时，随着负荷的增加，过量空气系数变化规律是（）。A．过量空气系数α增大

B．过量空气系数α不变

C．过量空气系数α降低

D．无规律

D3.柴油机按负荷特性工作时，随着负荷的增加，机械效率和过量空气系数变化规律是（）。

A．过量空气系数ηi增大，机械效率ηm降低

B．过量空气系数ηe增大，机械效率ηm升高

C．过量空气系数ηm降低，机械效率ηm降低

D．过量空气系数α降低，机械效率ηm升高

A4.柴油机按负荷特性工作时，关于各工作参数随负荷变化关系的错误叙述是（）。

A．指示效率ηi随负荷增加而增加

B．有效效率ηe随负荷增加先增加后降低

C．机械效率ηm随负荷增加而增加

D．过量空气系数ηe随负荷增加而下降

B5.柴油机按负荷特性工作时，有效效率ηe随负荷变化的关系是（）。

A．随负荷增加而增加

B．随负荷增加先增加后降低

C．随负荷增加先降低后增加

D．随负荷增加而下降

D6.柴油机按负荷特性工作时，指示效率ηi随负荷变化的关系是（）。

A．随负荷增加而增加

B．随负荷增加先增加后降低

C．随负荷增加先降低后增加

D．随负荷增加而下降

A7.船舶发电柴油机当负荷增加时，其相应的机械效率ηm的变化规律是（）。A．增大

B．减小

C．不变

D．无规律

C8.柴油机按负荷特性工作时，关于各工作参数随负荷变化关系的错误论述是（）。

A．指示效率ηi随负荷增加而降低

B．有效效率ηe随负荷增加先增加后降低

C．机械效率ηm随负荷增加而降低

D．有效耗油率G e随负荷增加先降低后增加

第四节推进特性和推进特性参数分析19题

考点1：推进特性的概念15题

在船舶推进系统中，船、机、桨三者处在同一推进系统中，组成一个统一的整体。当要求船舶在某一工况下航行时，同时也决定了机、桨的运转点。当柴油机作为船舶主机带动螺旋桨工作时，无论柴油机与螺旋桨直接连接还是通过减速齿轮箱连接，二者总是要保持能量平衡。在稳定运转条件下，若不计传动损失，主机发出的功率Ｐe和转矩Ｍe等于螺旋桨的吸收功率P p和转矩M p。

推力和转矩公式可写成：Ｆp＝Ｃ1n p2Ｍp＝C2n p2

即螺旋桨的推力和转矩与其转速的平方成正比。

螺旋桨所需功率P p可由P p＝M p n/9550来确定。可得出螺旋桨功率（kW）与转速的关系式

P p＝Ｃn p3（kW）

上式反映出螺旋桨运转特性，即桨的吸收功率P p与转速的三次方成正比。将Ｍp＝C2n p2和P p＝Ｃn p3绘成M p－n p和P p-n p的关系曲线即为螺旋桨特性曲线。

因为螺旋桨所需的功率与转速的三次方成正比，主机带动螺旋桨工作就必须满足螺旋桨的功率要求。如前所述，不计传动损失螺旋桨的吸收功率就等于主机功率。这样，主机功率P e与转速也是三次方关系，Ｐe＝P p＝Ｃn p3（kW）。

A1.螺旋桨的推力系数K p和扭矩系数K m是随（）的变化而变化。

A．进程比λp

B．螺旋桨直径D

C．螺旋桨转速n B

D．海水密度ρ

C2.当进程比Ｋp＝0时，此时船舶运行工况为（）。

A．正车前进工况

B．倒车后退工况

C．系泊试验工况

D．螺旋桨水涡轮工况

B3.螺旋桨所吸收的功率Pb及所产生的转矩M B，与其转速n B的关系（）。A．Pb＝Cn B2 ，M B＝Cn B3

B．Pb＝Cn B3，M B＝Cn B2

C．Pb＝Cn B3，M B＝Cn B3

D．Pb＝Cn B2 ，M B＝Cn B2

B4.当船舶阻力增加时，螺旋桨进程比λp的变化趋势是（）。

A．变大

B．变小

C．不变

D．不定

A5.当船舶阻力增加时，柴油机螺旋桨特性曲线的变化趋势是（）。

A．变陡

B．变坦

C．不变

D．不定

A6.当螺旋桨进程比λp减小时，柴油机螺旋桨特性曲线的变化趋势是（）。A．变陡

B．变坦

C．不变

D．不定

A7，当螺旋桨的螺距H/D增大时，柴油机螺旋桨特性曲线的变化趋势是（）。A．变陡

B．变坦

C．不变

D．不定

B8.在转速不变的情况下，螺旋桨吸收的功率将随进程比的（）。

A．增大而增加

B．减小而增加

C．减小而减少

D．增大而不变

A9.在螺旋桨进程比不变的情况下，螺旋桨所需功率随转速的（）。

A．减小而减少

B．减小而增加

C．增大而减少

D．增大而不变

C10.在螺旋桨所需功率不变情况下，其进程比随转速的（）。

A．减小而增大

B．增大而减小

C．增大而增大

D．减小而不变

A11.当柴油机用作船舶主机并与螺旋桨直接连接时，若柴油机输出功率达到标定功率的110%时，其相应的转速应是（）。

A．103%n B

B．105%n B

C．107%n B

D．110%n B

D12.当柴油机按推进特性工作时，若其转速下降至80%n b，则相应的有效功率约为（）。

A．80%P b

B．70%P b

C．60%P b

D．50%P b

D13.在柴油机推进特性的测试过程中，功率和转速相应的变化情况是（）。A．功率变、转速不变

B．转速变，功率不变

C．功率，转速均不变

D．功率、转速均改变

D14.下述说法正确的是（）。

A．直接带动螺旋桨的柴油机其运转特性为负荷特性

B．当进程比λp＝0时，船舶运行工况为非系泊试验工况

C．当船舶阻力增加时，柴油机进程比λp变大

D．当船舶阻力增加时，柴油机螺旋桨特性曲线变陡

C15.下述说法正确的是（）。

A．当螺旋桨的螺距比H/D最大时，柴油机螺旋桨特性曲线变坦

B．当螺旋桨进程比λp最大时，其推力系数K P最大，螺旋桨特性曲线变坦

C．在转速不变时，螺旋桨吸收功率随进程比λp的减小而增加

D．在螺旋桨吸收功率不变的情况下，其进程比λp随转速的最大而减小

考点2：柴油机按推进特性工作时主要工作参数的变化规律4题

1．充量系数ηv

充量系数ηv随n变化的规律与速度特性相似，说明负荷变化（P e改变）对η的影响很小。

v

2．过量空气系数α

过量空气系数α的变化取决于供油量和充气量两个因素。对于非增压柴油机，转速n增加时气缸的充气量ΔＧa减少；另一方面P e＝cn2，即循环供油量Δb i 与转速n的二次方成正比。综合以上两方面的结果，α随n的增加急剧降低。对涡轮增压柴油机，充气量主要取决于γa，当n增加时，γa将因增压器输出空气压力的升高而增大，使充气量ΔＧa随n增加而增加。此时虽供油量随转速增大而急剧增加，但α的降低幅度远比非增压柴油机要小。

3．指示热效率ηi

当柴油机按推进特性工作时，因为α随n升高而急剧下降，燃烧条件变坏，所以引起指示热效率ηi随n升高而降低。但增压柴油机ηi随n降低的程度要小于非增压柴油机。

4．机械效率ηM

根据ηm＝１－Ｐm/Ｐi，机械损失功率P m虽然随转速n的升高而增大，但指示功率P i随转速n升高而增大得更多，因此ηm是随n升高而增大的。

5．有效油耗率b e

有效油耗率b e＝b i/ηm。n升高时，指示效率ηi降低，指示油耗率b i增加，但ηm增加的幅度更大，所以b e是随n升高而降低的；但当转速升高到较高转速时，由于ηm增大较少，故随n升高b e增大。无论是否是增压柴油机，一般来说，柴油机按推进特性运行时，在其工作转速范围内会出现b e的最小值。增压柴油机b e随n 变化的曲线要在高转速下略平坦一些，在80%～90％标定转速时b e达到最低值。B1. 柴油机直接驱动螺旋桨工作时，随转速的提高，过量空气系数的变化规律是（）。

A．过量空气系数增大

B．过量空气系数减小

C．过量空气系数不变

D．随机型不同可能增大也可能减小

B2. 柴油机直接驱动螺旋桨工作时，随转速的提高，有效油耗率的变化规律是（）。

A．降低

B．先降后升有最低点

C．先升后降有最高点

D．升高

C3. 柴油机直接驱动螺旋桨工作时，随转速的提高，指示效率ηi和机械效率ηm的变化规律是（）。

A．ηi升高，ηm升高

B．ηi升高，ηm降低

C．ηi降低，ηm升高

D．ηi降低，ηm降低

B4. 直接驱动螺旋桨的增压柴油机，随转速的提高，过量空气系数α和压缩压力P c的变化规律是（）。

A．α降低，p c降低

B．α降低，p c升高

C．α升高，P c降低

D．α升高，p c升高

第五节柴油机的调速特性和限制特性16题

考点1：调速特性的概念4题

柴油机的调速特性是通过试验得到的。按照我国的试验规范，测定调速特性应在标定转速n b和标定负荷P b下满足标准试验条件稳定运转时，卸去全部负荷使其转速达到最高空载转速，然后逐步增加负荷直至标定负荷，记录各测点的柴油机转速、扭矩和油耗等参数并绘成曲线，即表明该柴油机的调速特性。对装有全制调速器的柴油机，应增做部分调速特性试验。

D1.当调速器转速设定机构固定在某一位置时，外负荷从零到最大或相反过程的全部变化范围内变化，柴油机的功率、扭矩（或平均有效压力）与转速之间的变化规律，称为（）。

A．速度特性

B．推进特性

C．负荷特性

D．调速特性

B2. 柴油机的调速特性只与柴油机的（）有关。

A．内部工作过程

B．调速器工作性能

C．标定功率

D．标定供油量

D3. 为了对同一台柴油机测取一簇调速特性曲线，则必须多次改变（）。A．柴油机的供油量

B．柴油机的外负荷

C．水力测功器的流量

D．调速器转速设定机构

A4. 在弹性反馈机构作用下调速特性曲线的形状是（）。

A．垂直线

B．斜率为正的曲线

C．水平线

D．斜率为负的曲线

考点2：柴油机限制特性的概念及其应用12题

1．等转矩限制特性

作为船用主机的柴油机常以转矩作为限制参数来建立等转矩限制特性。建立这种限制的条件是柴油机在各种转速下的转矩值M e都等于或小于标定转速和标定功率下的转矩M B。要求柴油机在各种转速下长期运转时M e都不大于M B，以免柴油机曲轴因机械负荷过大而损坏。对一台柴油机，其曲轴在工作时所产生的扭应力主要取决于它所传递的转矩M e，在设计曲轴时是以柴油机标定工况下的转矩作为依据的。因此，为了使曲轴不会因扭应力超过设计时的许用应力而导致损坏，就必须使柴油机在各种转速下的M e都不超过M B。

在柴油机各种转速下如果M e＝Ｍb，根据M e＝9550P e/n和M B＝9550Pb/n B，有 P e＝P b/n b·n＝cn

2．等排气温度限制特性

现代船用主柴油机增压度都比较高，在其限制特性中都考虑了对热负荷的限制。柴油机的热负荷与其工作时的过量空气系数α有直接关系，为了限制热负荷，一些柴油机以α作为限制参数，即所谓的等α限制特性。建立此种限制特性的条件是柴油机在各种转速下的α都等于标定工况下的αb。如果柴油机在各种转速下都能保持不小于αb，其热负荷则不会超出标定工况水平。

采用平均排气温度t r代替α和t m来表示柴油机的热负荷。t r可方便地用普通的仪表测出。它虽不能直接确定柴油机热负荷的数值，但在一定条件下反映出柴油机热负荷的大小，因此可作为限制柴油机热负荷的一个参数来建立相应的限制特性。

柴油机的限制特性是对机械负荷和热负荷两个方面的限制。等转矩限制特性与等排气温度限制特性是不一致的。在n从n b开始下降初期，按等转矩变化的功率小于按等排气温度变化的功率，而到n下降的后期则恰好相反。因此，柴油机是在标定转速n b下降初期以转矩作为主要限制参数，后期则以排气温度作为主要限制参数。

A1. 限制柴油机在各种转速下允许持续运转发出的功率，使柴油机的机构负荷和热负荷均不超出其可靠工作的允许范围，这种特性称为柴油机的（）。

A．限制特性

B．调速特性

C．负荷特性

D．速度特性

C2. 等过量空气系数限制特性用于限制柴油机的（）。

A．最高转速

B．最低转速

C．热负荷

D．扭矩

B3. 在实际工作中，限制柴油机热负荷是采用（）。

A．限制过量空气系数

B．限制柴油机排烟温度

C．限制柴油机热流量

D．限制平均有效压力

C4，等转矩限制特性用于限制柴油机的（）。

A．最高燃烧压力

B．热负荷

C．机械负荷

D．平均有效功率

B5. 等转矩限制特性线在P e-n坐标中，可以用过坐标原点与过（）的直线来表示。

A．超额工况点

B．标定工况点

C．部分工况点

D．极限工况点

B6. 要求柴油机的运行工况点低于等转矩限制特性曲线的目的是为了限制（）。A．最高爆发压力

B．曲轴上的扭应力

C．曲轴上的弯曲应力

D．柴油机的转速

C7. 当柴油机的转速处于（）范围内，柴油机的功率将受到等转矩特性曲线的限制。

A．超额转速

B．标定转速

C．从标定转速下降初期

D．从标定转速下降后期

D8. 要求柴油机的运行工况点低于等排气温度线的目的是为了限制柴油机的（）。

A．最高燃烧温度

B．进气温度

C．机械负荷

D．热负荷

D9. 当柴油机的转速处于何种转速范围内，柴油机的排气温度将受到等排气温度曲线的限制（）。

A．超额转速

B．标定转速

C．从标定转速下降初期

D．从标定转速下降后期

A10. 限制柴油机的排气温度，其实质是规定了最低的（）。

A．过量空气系数

B．扫气系数

C．充气系数

D．剩余废气系数

D11. 某些新型低速柴油机使用的液压调速器中具有增压空气限制器，其在加速时柴油机的运转特性是（）。

A．速度特性

B．负荷特性

C．等扭矩限制特性

D．等α限制特性

C12. 下述说法错误的是（）。

A．等过量空气系数限制特性用于限制柴油机的热负荷

B．柴油机的调速特性只与柴油机的调速器工作性能有关

C．在实际工作中，限制柴油机热负荷是采用限制过量空气系数

D．等转矩限制特性用于限制柴油机机械负荷

第六节柴油机和螺旋桨的配合12题

考点1：机—桨配合的原则4题

如果根据主机的标定功率P b和标定转速n b来选配螺旋桨，使所选桨特性曲线与柴油机全负荷速度特性线相交于标定点a，柴油机在a点平稳运转，螺旋桨完全吸收柴油机所发出的全部功率，称之为以主机标定工况配桨。在主机标定工况配

桨情况下，当柴油机在低于n b转速下运转时，需要减少每循环供油量，柴油机在

部分速度特性线上工作。当柴油机直接带螺旋桨时，低速运转时柴油机的做功能力没有充分发挥，其热效率也较低。如果柴油机在高于n B的转速下工作，需要增加循环供油量。

B1.若柴油机配桨过重，则当柴油机在标定转速n B下运行时，将会发生的现象是（）。

A．功率未被充分利用

B．功率超过允许值

C．功率无法发足

D．转速不稳定

A2. 若柴油机配桨过轻，则当柴油机在标定转速n B下运行时，将会发生的现象是（）。

A．功率未被充分利用

B．功率超过允许值

C．功率、转速均下降

D．转速不稳定

D3. 在标定转速下，若柴油机所选配螺旋桨的螺距比H/D太大，则（）。A．功率未被充分利用，配桨过重

B．功率超过允许值，配桨过轻

C．功率未被充分利用，配桨过轻

D．功率超过允许值，配桨过重

C4. 在标定转速下，若柴油机所选配螺旋桨的螺距比H/D太小，则（）。A．功率未被充分利用，配桨过重

B．功率超过允许值，配桨过轻

C．功率未被充分利用，配桨过轻

D．功率超过允许值，配桨过重

第七节柴油机的功率和转速的使用范围15题

考点1：柴油机的功率和转速的使用范围15题

1．柴油机在各种转速下允许达到的最大功率

不同条件下柴油机的最大功率分别由超负荷速度特性、全负荷速度特性以及限制特性来限制。一台运行中的柴油机在各种转速下所允许达到的最大功率一般限制在限制特性线以下，柴油机在各种转速下的功率如果超过这些特性所规定的上限时，其经济性和可靠性将显著下降。

2．柴油机在各种转速下的最小功率

柴油机最小功率由最低负荷速度特性曲线来限制。这是因为柴油机在过小负荷下工作时每循环供油量太小，而且各缸的供油量在此情况下将变得很不均匀，导致各缸功率显著不均，其至个别气缸不喷油或不发火，致使柴油机运转不稳定。同时低负荷时还会导致低温腐蚀加剧。

3．柴油机在各种负荷下可达到的最高转速

在装有调速器的情况下，由调速特性来限制柴油机的最高转速。如果在标定功率下调速器使柴油机在标定转速下稳定运转，则在负荷减小时它将使柴油机在调速特性线确定的各个转速下稳定运转。

4．柴油机在各种负荷下可能达到的最低转速

柴油机在过小的转速下运转时，油泵柱塞的速度很低，泵油压力过低，致使燃油雾化不良，使可燃混合气混合质量显著恶化，燃烧恶化。各种定时也将变得不合适，导致柴油机工作过程不正常、运转十分不稳定。特别是当柴油机按推进特性工作时，负荷随转速的降低而迅速减小，每循环供油量很少，从而导致柴油

机运转不稳。为了限制柴油机的最低转速，规定有两个最低工作稳定转速：按全负荷速度特性工作时的最低稳定转速；按推进特性工作时的最低稳定转速。

A1.对于直接传动的大型低速船用柴油机在长期运转条件下，其负荷要受（）限制。

A．限制特性和最小负荷速度特性

B．最大负荷速度特性

C．等转矩限制特性

D．等排烟温度限制特性

B2.对于直接传动的大型低速船用柴油机在长期运转条件下，其转速要受（）限制。

A．超负荷工况下的调速特性和最低工作稳定转速线

B．标定工况下的调速特性和最低工作稳定转速线

C．超负荷工况下的调速特性和最低运转转速线

D．标定工况下的调速特性和最低运转转速线

D3. 为了确保船舶柴油机经济、稳定和可靠地运行，柴油机的运行工况应限于（）。

A．超负荷速度特性、超负荷工况下调速特性、最小负荷速度特性、最低运转转速线内

B．全负荷速度特性、超负荷工况下调速特性、最小负荷速度特性、最低工作稳定转速线内

C．全负荷速度特性、标定工况下调速特性、最小负荷速度特性、最低运转转速线内

D．限制特性、标定工况下调速特性、最小负荷速度特性、最低工作稳定转速线内

D4. 在确定柴油机运转功率的限制范围时，常用的限制参数是（）。

A．排气温度、最高爆发压力

B．过量空气系数、平均有效压力

C．过量空气系数、涡轮增压器转速

D．排气温度、曲轴扭矩

C5. 柴油机转速从标定工况下降低，在整个转速范围内其最大功率受（）。A．等转矩限制特性所限制

B．等排烟温度限制特性所限制

C．转速下降初其为A，后期为B

D．转速下降初期为B，后期为A

C6.对柴油机进行最低工作稳定转速的限制，其目的是为了防止柴油机（）。A．热效率过低

B．机械效率过低

C．个别缸熄火

D．油耗率高

A7. 船舶在浅水区航行时，即使供油量不变，下列指标和参数将会（）。A．转速和航速自动下降

B．功率和转矩自动下降

C．转速和功率自动增加

D．转矩和航速自动增加

D8. 在大风浪中航行的船舶，若油门格数不变，则柴油机降低的参数是（）。A．最高爆发压力

B．耗油量

C．输出扭矩

D．输出转速

B9. 在大风浪中航行的船舶，为了保证柴油机可靠的工作，不得随意增加（）。A．润滑油量

B．燃油量

C．冷却水量

D．新鲜空气量

D10. 当船舶空放时，若供油量仍然放在满载时全负荷速度特性的位置，柴油机将会（）。

A．功率降低，转速增加

B．功率增加，转速降低

C．功率与转速均降低

D．功率与转速均增加

B11. 双机双桨推进的船舶，在转弯时哪一台主机容易发生超负荷（）。

A．转弯外侧一台

B．转弯内侧一台

C．二台均超负荷

D．二台均不超负荷

A12. 在船舶重载时，为了防止主机工况恶化，要严格控制（）。

A．油门

B．排气温度

C．转速

D．负荷

B13. 船舶主柴油机在长期运转中，若油门不变，则其转速的变化是（），其主要原因是（）。

A．逐渐降低/λp变大

B．逐渐降低/λp变小

C．逐渐增高/λp变大

D．逐渐增高/λp变小

C14. 下列说法正确的是（）。

A．船舶主机与螺旋桨正常匹配时，通常应在70％～80％标定功率下运行B．目前船用柴油机选配螺旋桨的推荐标准通常为85％～90％P b，90%n b

C．船舶主机在选配螺旋桨时必须留有储备功率，其目的是为了防止主机超负荷D．目前船用柴油机选配螺旋桨的推荐标准通常为85％～90％P b，103%n b

D15. 在选择Sulzer RTA柴油机的工况点时，如主要考虑运行经济性则选择的工况点在其选型区中应（）。

A．尽量靠近R1点

B．尽量靠近R2点

C．尽量靠近R3点

D．尽量靠近R4点