船舶柴油机主推进动力装置832 第二章 柴油机的结构和主要部件 413题

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1、第二章柴油机的结构和主要部件413第五节燃烧室部件承受的负荷661．热负荷柴油机的热负荷是指燃烧室等接触高温的部件因承受高温而降低或丧失其工作能力，或零部件各部分之间的温度分布不均匀，存在着温度差，引起热应力和热变形。热负荷是指受热部件所受热应力、热流量等的强烈程度。柴油机热应力随热流密度q、壁面厚度δ、材料的线性膨胀系数α、材料的弹性系数E的增大而增大。当q一定时，柴油机受热部件壁面越厚，其部件的热应力越大；而对于一定的壁厚δ，柴油机受热部件热应力与受热部件的热流密度q成正比。在船舶上，轮机管理人员根据柴油机的排气温度来判断柴油机热负荷的高低，这是

2、最实用和直接的方法。因为在正常情况下，当柴油机循环喷油量增加（热负荷相应也提高）时，燃烧室部件的温度和排气温度都增加。燃烧室部件在交变的热应力作用下产生的疲劳叫热疲劳。这种疲劳均产生于燃烧室高温表面压、拉应力的交替变化。如果局部在高温下产生“蠕变”，继而产生塑性变形，当停车或负荷降低壁面温度降低时，因塑性变形处无法恢复原状而产生残余拉应力。由此，形成了压、拉应力的交替。由于该交变应力的变化周期与转速无关而只取决于启动-停车或负荷变化周期，因而此种交变应力亦称低频应力。由热疲劳引起的裂纹，通常从高温触火面开始，逐渐发展形成疲劳破坏。如：柴油机气缸盖底座孔

3、之间、气缸盖与气缸套接合的圆角处、气口边缘、喷油孔边缘等触火面处的裂纹。2．机械负荷柴油机的机械负荷是指柴油机零部件在各种情况下承受的机械应力（拉、压、弯、扭及复合应力）。柴油机的机械负荷主要来自气体压力、惯性力、装配预紧力，以及由振动、变形引起的附加应力等。柴油机的机械负荷有两大特点：其一为周期交变；其二为具有冲击性。（1）气体力柴油机工作中气缸内的气体压力是周期变化的，其最大值为最高爆发压力，变化频率与单位时间内的循环次数有关，即与转速有关，因而由气体力产生的机械应力亦称高频应力。由高频应力产生的疲劳又称高频疲劳损坏或脉动应力疲劳。零件的机械应力与

4、爆发压力pz值成正比，因此在船舶上，轮机管理人员以最实用和直接的方法即以柴油机的最大爆发压力pz值来判断柴油机的机械负荷的大小。对柴油机的pz值必须加以限制，使其控制在允许的范围内。由气体力在燃烧室各部件内产生的机械应力具有下述不同性质。①活塞顶：触火面为压应力；冷却面为拉应力。②气缸盖：触火面为压应力；冷却面为拉应力。④气缸套：在内、外表面产生切向应力与径向应力。其中，触火面切向应力最大，冷却面切向应力最小，但均为拉应力。触火面径向应力最大为压应力，冷却面径向应力为零。研究指出，机械应力与部件壁厚成反比，即壁厚δ越大，机械应力越小。（2）运动机件的惯

5、性力活塞组件在缸内的运动是一种变速往复运动，因而必然产生往复惯性力Pj。研究指出，活塞组件的往复惯性力也是一种周期交变的机械力，其大小与活塞组件的质量和曲轴转速的平方成正比。显然，由往复惯性力Pj产生的机械应力也称为高频应力。对于中、高速四冲程柴油机，活塞组件的往复惯性力是一种不可忽视的机械负荷，有关部件的损坏多与此负荷有关。（3）安装应力作用在气缸盖和气缸套上的安装应力均与预紧力成正比，与零件壁厚成反比。因而在安装工作中，安装预紧力不要过大，否则将产生过大的安装应力。作用在燃烧室壁面上的机械应力是一种高频应力。其数值大小均与部件壁厚δ成反比，即壁厚δ

6、越大，机械应力越小。因而从降低机械应力的观点看，应力求增大壁厚，但由此将使壁面的热应力增大，所以对燃烧室部件不能采取厚壁结构，合理解决这一技术难题的措施是采用“薄壁强背”结构。所谓薄壁就是燃烧室部件的受热面要薄，以减少壁面热应力，而强背就是在薄壁的背面设置强有力的支撑，以降低其机械应力。现代新型柴油机采用的钻孔冷却结构是“薄壁强背”结构的一种最好形式。A1.关于燃烧室部件的机械负荷，论述不当的是（）。A．气缸套和气缸盖的机械负荷主要来自气体力和摩擦力B．活塞的机械负荷主要来自气体力和惯性力C．高频气体力的变化周期为一个工作循环的时间D．惯性力变化的周期

7、为曲轴一转的时间A2.会使燃烧室部件超热负荷的是（）。A．柴油机加负荷过快B．启动操作瞬时给油过大C．柴油机超速D．安全阀不能按要求开启B3.会使燃烧室部件机械负荷过大的是（）。A．排气温度过高B．喷油提前角过大C．喷油器雾化不良D．启动定时提前B4.柴油机的机械负荷主要来源于（）。A．气体压力B．气体压力和惯性力C．惯性力预紧力D．往复惯性力D5.柴油机运转时承受的机械负荷主要来自于（）。A．气缸内燃气压力产生的作用力B．零部件质量在运动时产生的惯性力C．由振动不变形引起的附加应力D．A和BA6.直接反映柴油机机械负荷的是（）。A．最高爆发压力B．进

8、气压力C．排气压力D．安装预紧力C7.直接反映柴油机机械负荷的是（）。A．活塞组件的惯性力B．