831第二章柴油機的結(jié)構(gòu)和主要部件第五節(jié)-最新年文檔

1、第二章 柴油機的結(jié)構(gòu)和主要部件 414第五節(jié) 燃燒室部件承受的負荷 661 .熱負荷柴油機的熱負荷是指燃燒室等接觸高溫的部件因承受高溫而降低或喪失其工作能力，或零部件各部分之間的溫度分布不均勻，存在著溫度差，引起熱應力和熱變形。熱負荷是指受熱部件所受熱 應力、熱流量等的強烈程度。柴油機熱應力隨熱流密度q、壁面厚度”材料的線性膨脹系數(shù)a、材料的彈性系數(shù)E的增 大而增大。當q一定時，柴油機受熱部件壁面越厚，具部件的熱應力越大；而對于一定的壁厚 6 , 柴油機受熱部件熱應力與受熱部件的熱流密度 q成正比。在船舶上，輪機管理人員根據(jù)柴油機的排氣溫度來判斷柴油機熱負荷的高低，這是最實用和直接的方法。因為

2、在正常情況下，當柴油機循環(huán)噴油量增加(熱負荷相應也提高)時，燃燒室部件的 溫度和排氣溫度都增加。燃燒室部件在交變的熱應力作用下產(chǎn)生的疲勞叫熱疲勞。這種疲勞均產(chǎn)生于燃燒室高溫表面 壓、拉應力的交替變化。如果局部在高溫下產(chǎn)生 蠕變”，繼而產(chǎn)生塑性變形，當停車或負荷降低壁 面溫度降低時，因塑性變形處無法恢復原狀而產(chǎn)生殘余拉應力。由此，形成了壓、拉應力的交替。由于該交變應力的變化周期與轉(zhuǎn)速無關而只取決于啟動-停車或負荷變化周期，因而此種交變應力亦稱低頻應力。由熱疲勞引起的裂紋，通常從高溫觸火面開始，逐漸發(fā)展形成疲勞破壞。如：柴油機氣缸蓋底座孔之間、氣缸蓋與氣缸套接合的圓角處、氣口邊緣、噴油孔邊緣等觸火

3、面處的裂紋。2 .機械負荷柴油機的機械負荷是指柴油機零部件在各種情況下承受的機械應力(拉、壓、彎、扭及復合應力)。柴油機的機械負荷主要來自氣體壓力、慣性力、裝配預緊力，以及由振動、變形引起的附加 應力等。柴油機的機械負荷有兩大特點：其一為周期交變；其二為具有沖擊性。(1)氣體力柴油機工作中氣缸內(nèi)的氣體壓力是周期變化的， 具最大值為最高爆發(fā)壓力，變化頻率與單位時 間內(nèi)的循環(huán)次數(shù)有關，即與轉(zhuǎn)速有關，因而由氣體力產(chǎn)生的機械應力亦稱高頻應力。 由高頻應力產(chǎn) 生的疲勞又稱高頻疲勞損壞或脈動應力疲勞。零件的機械應力與爆發(fā)壓力Pz值成正比，因此在船舶上，輪機管理人員以最實用和直接的方法 即以柴油機的最大爆發(fā)

4、壓力pz值來判斷柴油機的機械負荷的大小。對柴油機的 P加必須加以限制， 使其控制在允許的范圍內(nèi)。由氣體力在燃燒室各部件內(nèi)產(chǎn)生的機械應力具有下述不同性質(zhì)。活塞頂：觸火面為壓應力；冷卻面為拉應力。氣缸蓋：觸火面為壓應力；冷卻面為拉應力。氣缸套：在內(nèi)、外表面產(chǎn)生切向應力與徑向應力。其中，觸火面切向應力最大，冷卻面切向 應力最小，但均為拉應力。觸火面徑向應力最大為壓應力，冷卻面徑向應力為零。研究指出，機械應力與部件壁厚成反比，即壁厚 6越大，機械應力越小。(2)運動機件的慣性力活塞組件在缸內(nèi)的運動是一種變速往復運動，因而必然產(chǎn)生往復慣性力Pj。研究指出，活塞組件的往復慣性力也是一種周期交變的機械力，

5、其大小與活塞組件的質(zhì)量和曲 軸轉(zhuǎn)速的平方成正比。顯然，由往復慣性力 Pj產(chǎn)生的機械應力也稱為高頻應力。對于中、高速四沖 程柴油機，活塞組件的往復慣性力是一種不可忽視的機械負荷，有關部件的損壞多與此負荷有關。(3)安裝應力作用在氣缸蓋和氣缸套上的安裝應力均與預緊力成正比，與零件壁厚成反比。因而在安裝工作中，安裝預緊力不要過大，否則將產(chǎn)生過大的安裝應力。作用在燃燒室壁面上的機械應力是一種高頻應力。其數(shù)值大小均與部件壁厚6成反比，即壁厚 6越大，機械應力越小。因而從降低機械應力的觀點看，應力求增大壁厚，但由此將使壁面的熱應力增大，所以對燃燒室部件不能采取厚壁結(jié)構(gòu)，合理解決這一技術(shù)難題的措施是采用薄壁

6、強背”結(jié)構(gòu)。所謂薄壁就是燃燒室部件的受熱面要薄， 以減少壁面熱應力，而強背就是在薄壁的背面設置薄壁強背 ”結(jié)構(gòu)的一種強有力的支撐， 以降低其機械應力。 現(xiàn)代新型柴油機采用的鉆孔冷卻結(jié)構(gòu)是最好形式。A1. 關于燃燒室部件的機械負荷，論述不當?shù)氖牵?） 。A 氣缸套和氣缸蓋的機械負荷主要來自氣體力和摩擦力B 活塞的機械負荷主要來自氣體力和慣性力C.高頻氣體力的變化周期為一個工作循環(huán)的時間D 慣性力變化的周期為曲軸一轉(zhuǎn)的時間A2. 會使燃燒室部件超熱負荷的是（ ） 。A 柴油機加負荷過快B 啟動操作瞬時給油過大C.柴油機超速D 安全閥不能按要求開啟83. 會使燃燒室部件機械負荷過大的是（ ） 。A

7、排氣溫度過高B 噴油提前角過大C.噴油器霧化不良D 啟動定時提前84. 柴油機的機械負荷主要來源于（ ） 。A 氣體壓力B 氣體壓力和慣性力C.慣性力預緊力D 往復慣性力D5. 柴油機運轉(zhuǎn)時承受的機械負荷主要來自于（ ） 。A 氣缸內(nèi)燃氣壓力產(chǎn)生的作用力B 零部件質(zhì)量在運動時產(chǎn)生的慣性力C.由振動不變形引起的附加應力D. A和 BA6. 直接反映柴油機機械負荷的是（ ） 。A 最高爆發(fā)壓力B 進氣壓力C.排氣壓力D 安裝預緊力C7. 直接反映柴油機機械負荷的是（ ） 。A 活塞組件的慣性力B 側(cè)推力C.最高爆發(fā)壓力D 活塞與缸套摩擦力A8. 在船舶上，輪機管理人員判斷受熱部件熱負荷高低最實用的

8、方法是（A 柴油機的排氣溫度B 燃燒室部件溫度C.噴油量D 滑油溫度C9. 船舶輪機人員判斷熱負荷高低所使用的方法是（ ） 。A 熱應力B 溫度場C.排氣溫度D 熱流密度D10. 從柴油機熱負荷的定義出發(fā)，準確表示受熱部件熱負荷的方法是（ ）A 熱流密度B 熱應力C.排氣溫度D 溫度場A11. 溫度場是表示受熱部件熱負荷高低的方法之一，它表示（ ） 。A 受熱件的溫度分布圖B 受熱部件的最高溫度C.受熱件的溫度均布圖D 受熱件的平均溫度場D12. 柴油機受熱部件壁面（ ） ，其部件的熱應力（ ）。A 溫度越高/越大B 溫度越低/越大C.溫差越大/越小D 溫差越大/越大B13. 柴油機受熱部件壁

9、面（ ） ，其部件的熱應力（ ）。A 越薄/越大B 越厚/越大C.厚或薄/不變D 增厚/先降后增C14. 柴油機受熱部件的熱應力與（ ） 。A 受熱件的熱應變成反比B 受熱件壁厚成反比C.受熱件的熱流密度成正比D 受熱件壁面溫差成反比A15. 柴油機燃燒室部件壁面（ ） ，其機械負荷（ ） 。A 越厚/ 越小B 越薄/ 越小C.厚或薄/不變D 厚度增加/ 先增后減A16. 燃燒室部件由氣體力產(chǎn)生的機械應力，按其變化屬性而言，稱為（ ） 。A 高頻應力B 中頻應力C .低頻應力D 定常應力A17. 柴油機部件由氣體力產(chǎn)生的機械應力，其變化頻率與下述哪項因素有關（ ）A 柴油機轉(zhuǎn)速B 柴油機負荷變

10、化頻率C.柴油機啟動停車頻率D 柴油機振動C18. 下列不能表示柴油機熱負荷的是（ ） 。A 熱應力B 溫度場C.冷卻水溫度D 熱流密度A19. 作用在活塞頂面上的高頻應力的性質(zhì)是（ ） 。A 上表面為壓應力，下表面為拉應力B 上、下表面均為壓應力C.上、下表面均為拉應力D 上表面為拉應力，下表面為壓應力A20. 氣缸蓋底面上的脈動應力其性質(zhì)是（ ） 。A 上表面為拉，下表面為壓B 上、下表面均為壓C.上表面為壓，下表面為拉 D 上、下表面均為拉C21. 引起燃燒室部件熱疲勞破壞的主要原因是（ ） 。A 溫差大 B 轉(zhuǎn)速高 C.啟、停頻繁 D 高負荷運轉(zhuǎn)D22. 現(xiàn)代大型柴油機的燃燒室部件多采

11、用鉆孔冷卻，其原因在于（ ） 。A 加強冷卻 B 提高機械強度C.便于加工D 形成薄壁強背結(jié)構(gòu)A23. 燃燒室壁面產(chǎn)生的熱應力，其規(guī)律是（ ） 。A 觸火面為壓應力，水冷面為拉應力 B 兩表面均為壓應力C.觸火面為拉應力，水冷面為壓應力D 兩表面均為壓應力C24. 氣缸蓋在機械應力和熱應力的作用下，拉伸應力出現(xiàn)在（ ） 。A 頂板處 B 閥孔間C.冷卻水側(cè)D 觸火面?zhèn)菴25. 在下列缸套表面承受的機械應力分析中，正確的是（ ） 。A 內(nèi)表面承受的切向應力最大，徑向應力最小 B 內(nèi)表面承受的切向應力最小，徑向應力最大C.內(nèi)表面承受的切向應力最大，徑向應力最大D 內(nèi)表面承受的切向應力最小，徑向應力

12、最小C26 熱疲勞現(xiàn)象多出現(xiàn)在燃燒室觸火面，這主要是由于在觸火面發(fā)生了（ ） A 高溫腐蝕B 高溫燒損C.高溫蠕變D 高溫下材料強度下降B27. 柴油機氣缸蓋底座孔之間出現(xiàn)裂紋的主要是因為（ ） 。 A 熱應力過大 B 熱疲勞C.脈動應力疲勞 D 機械應力過大C28. 直接反映柴油機熱負荷的是（ ） 。 A 缸蓋冷卻水出口溫度 B 活塞冷卻液出口溫度C.排氣溫度 D 進氣溫度D29. 承受柴油機熱負荷的部件是（ ） 。 A 主軸承 B 十字頭銷C.導板 D 氣缸蓋 A30. 氣缸蓋觸火面產(chǎn)生裂紋的主要原因是（ A 低頻熱應力 B 高頻熱應力C.機械應力D 冷卻不良831. 氣缸套內(nèi)表面在最大燃

13、燒壓力作用下，承受的機械應力是（ ） 。A 切向壓應力，徑向壓應力B 切向拉應力，徑向壓應力C.切向壓應力，徑向拉應力D 切向拉應力，徑向拉應力832. 關于燃燒室部件熱疲勞錯誤的說法是（ ） 。A 熱疲勞裂紋一般出現(xiàn)在觸火面B 熱疲勞裂紋出現(xiàn)主要取決于柴油機累計轉(zhuǎn)數(shù)C.長時間超負荷工作D 突加、突卸負荷過于頻繁C33. 為了提高燃燒室部件承受機械負荷與熱負荷的能力，在結(jié)構(gòu)上應該采用（ ）A 厚壁結(jié)構(gòu)B 薄壁結(jié)構(gòu)C.薄壁強背結(jié)構(gòu)D 整體式結(jié)構(gòu)A34. 關于燃燒室薄壁強背結(jié)構(gòu)正確的說法是（ ） 。A 薄壁可以增強冷卻作用B 強烈的冷卻使其熱應力較一般結(jié)構(gòu)的大C.強背可以降低其熱應力D 鉆孔的發(fā)明

14、，薄壁強背才得以實現(xiàn)D35. 柴油機氣缸蓋與活塞頂受力正確分析如下（ ） 。A 缸蓋觸火面受拉應力B.缸蓋水冷面受壓應力C.活塞頂觸火面受拉應力D 活塞頂觸火面受壓應力B36. 氣缸蓋在高頻應力作用下引起的疲勞裂紋出現(xiàn)在（ ） 。A 氣缸蓋觸火面B 氣缸蓋底面冷卻水面C.氣缸蓋周緣D 氣缸蓋底面氣閥孔周圍D37. 氣缸蓋觸火面產(chǎn)生低頻應力時其交變熱應力的性質(zhì)是（ ） 。A 停車時為壓應力，運轉(zhuǎn)時為拉應力B 停車時為壓應力大于運轉(zhuǎn)時壓應力C .停車時壓應力小于運轉(zhuǎn)時壓應力D 停車時為拉應力運轉(zhuǎn)時為壓應力C38. 柴油機工作時缸套內(nèi)表面機械應力哪種講法是不正確的（ ） 。A 內(nèi)表面切向應力最大，外

15、表面切向應力最小B 內(nèi)表面徑向應力最大，外表面徑向應力為零C.內(nèi)表面為壓應力，外表面為拉應力D 切向應力為拉，徑向應力為壓A39燃燒室部件水冷面出現(xiàn)一條主裂紋的可能原因大多是（）。A 高頻應力B 低頻應力C.應力腐蝕D 腐蝕疲勞D40. 在燃燒室部件的水冷面產(chǎn)生兩條以上裂紋且無分支其可能原因是（ ） 。A 高頻應力B 機械應力C.應力腐蝕D 腐蝕疲勞B41. 活塞在工作時活塞頂上下表面因溫差而在上表面產(chǎn)生的熱應力是（ ） 。A 拉應力B 壓應力C.交變應力D 剪應力D42. 活塞頂面出現(xiàn)龜裂的主要原因是（ ） 。A 由切向機械應力產(chǎn)生徑向裂紋B 由徑向熱應力產(chǎn)生圓周裂紋C.冷卻效果不良D A

16、BD43. 柴油機高頻應力引起的疲勞破壞與（ ）有關。A 啟動次數(shù)B 停車次數(shù)C.負荷大小D 累計轉(zhuǎn)數(shù)844. 柴油機燃燒室部件產(chǎn)生熱疲勞通常會引起（ ） 。A 冷卻水的裂紋B 觸火面上的裂紋C.觸火面上的高溫燒熔D 氣缸壁的拉缸現(xiàn)象845. 氣缸蓋承受的機械應力和熱應力與壁厚的關系是（ ） 。A 機械應力和熱應力均與壁厚成反比B 機械應力與壁厚成反比，熱應力與壁厚成正比C.機械應力與壁厚成正比，熱應力與壁厚成反比D 機械應力和熱應力均與壁厚成正比846. 下列關于柴油機運轉(zhuǎn)時缸套的機械應力，不正確的是（ ） 。A 內(nèi)表面切應力最大B 內(nèi)表面切向應力為壓應力C.內(nèi)表面徑向應力最大D 外表面徑向

17、應力為零A47. 缸套內(nèi)表面常見的腐蝕形式是（ ） 。A 低溫腐蝕B 高溫腐蝕C.燒蝕D 穴蝕A48. 氣缸蓋冷卻水腔裂紋呈現(xiàn)一條線時，其原因是（ ） 。A 機械疲勞B 低頻應力疲勞C.腐蝕疲勞D 應力腐蝕D49. 引起柴油機燃燒室部件熱疲勞的低頻應力的交替變化周期與（ ）有關。A 累計轉(zhuǎn)速B 頻繁的啟停C.負荷變化周期D BCA50. 柴油機缸套受力分析時，受到最大拉力是（ ） 。A 觸火面的切向應力B 觸火面的徑向應力C.冷卻面的切向應力D 冷卻面的徑向應力C51. 關于活塞組件的往復慣性力，不正確論述是（ ） 。A 它是一種周期多變的機械力B 它的大小與活塞組件質(zhì)量成正比C.它的大小與曲

18、軸轉(zhuǎn)速立方成正比D 由往復慣性力產(chǎn)生的機械應力是高頻性質(zhì)的852. 柴油機燃燒室部件的冷卻液溫度（ ） ，部件的熱應力（ ） 。A 越低/ 越小B 越低/ 越大C.越高/越大D 高低/ 不變853. 活塞在工作中活塞頂板下表面（冷卻側(cè)）的熱應力是（ ） 。A 壓應力B 拉應力C.交變應力D 剪應力C54. 下述哪一項因素使燃燒室部件的熱應力降低（ ） 。A 壁厚增加B 溫差增加C.壁面熱阻減小D 熱傳導系數(shù)減小D55. 柴油機的機械負荷主要來自（ ） 。. 振動產(chǎn)生的附加力緩慢性v.受力方向I.氣體力 n.往復慣性力 m.離心慣性力iv.安裝預緊力. 變形產(chǎn)生的附加力a. I + m + vb

19、. n + m + vC. m + iv + vid. i + n + m + iv + v + viD56. 柴油機機械負荷有以下特點（ ）1 .數(shù)值大小周期變化n.變化周期與轉(zhuǎn)速有關m.沖擊性iv.周期變化 VI.負荷大小與部件結(jié)構(gòu)有關a. I+n+m+iv+vb. n+m+iv+vC.I+II+IV+V+VId.i+n+m+v+viB57. 通常，表示柴油機熱負荷大小的方法有（）.單位活塞面積活塞.材料的彈性系數(shù)i.熱流量 n.熱應力 in.溫度場 iv.熱流密度v,排氣溫度指示功率a. I + m + v + ivb. n + m + IV + vc. n + in + iv + vi

20、d. i + in + v + viD58.柴油機熱負荷過高對燃燒室部件的危害主要有（）0I.承載能力下降n.改變原正常工作間隙田.燒蝕iv.滑油蒸發(fā)結(jié)焦VI.熱應力增大A. I + H + IH + IV + VB. H + IH + IV + VC. I + H + IV + V + VID. I + H + IH + IV + V + VIC59.在柴油機中承受熱負荷的部件主要有（）0I.氣缸蓋 n.活塞桿 田,進、排氣閥 iv.氣缸套 v,連桿 vi.a. I + m + v + vib. n + m + vc. i + in + iv + vid. in + v + viA60.根據(jù)傳熱學理論，燃燒室部件的熱應力隨下哪些參數(shù)的增大而增大（）0I.熱流密度n.熱傳導系數(shù)m.壁面厚度iv.材料的膨脹系數(shù)vVI.最高爆發(fā)壓力a. I + m + iv + v b. n + m + v + VI c. n + in + iv + vi d. i + in + v + viB61.為了降低活塞在工作中的熱應