內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)考試要點(diǎn)

1、第1章 內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)總論1、 開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)組成答：1、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)計(jì)劃階段；2、設(shè)計(jì)實(shí)施階段；3、產(chǎn)品試制檢驗(yàn)階段；4、 改進(jìn)與處理階段。2、 三化要求答：1、產(chǎn)品系列化；2、 零部件通用化；3、 零件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化。3、 汽油機(jī)的優(yōu)點(diǎn)答：1、空氣利用率高，升功率高。2、 零部件強(qiáng)度要求較低，制造成本低。3、 低溫起動(dòng)性好，加速性好，工作柔和，噪聲較小。4、 升功率高，最高燃燒壓力低，機(jī)構(gòu)輕巧，比質(zhì)量小。5、 不冒黑煙，顆粒排放少。柴油機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：1、 燃料經(jīng)濟(jì)性好。2、工作可靠，耐久性好。3、通過(guò)增壓和擴(kuò)缸，增加攻略。4、防火安全性好。5、CO和HC的排放比汽油機(jī)少。4、 內(nèi)燃機(jī)評(píng)定參數(shù)答：1、強(qiáng)化指標(biāo)。平

2、均有效壓力Pme和活塞平均速度Vm的乘積。2、 比質(zhì)量m/Pe。單位：kg/kW。工作過(guò)程的強(qiáng)化程度和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的完善程度。3、 升功率kW/L。發(fā)動(dòng)機(jī)工作的完善性。5、 氣缸直徑D和汽缸數(shù)Z答：氣缸直徑改變之后，除估算功率、轉(zhuǎn)矩外，活塞直徑、氣門(mén)直徑、氣門(mén)最大升程要重新確定，活塞環(huán)要重新選配，曲軸平衡要重新計(jì)算，要進(jìn)行曲柄連桿機(jī)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算和扭振計(jì)算，要進(jìn)行壓縮比驗(yàn)算、燃燒室設(shè)計(jì)、工作過(guò)程計(jì)算甚至重新設(shè)計(jì)凸輪型線(xiàn)等。6、 行程S答：行程S改變后，在結(jié)構(gòu)上要重新設(shè)計(jì)曲軸，要重新進(jìn)行曲柄連桿機(jī)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算、平衡計(jì)算、機(jī)體高度改變或者曲軸中心移動(dòng)、壓縮比驗(yàn)算與修正、工作過(guò)程計(jì)算第2章 、曲柄連桿受理機(jī)構(gòu)

3、分析1、 曲柄連桿中力的關(guān)系答：P33，圖2-52、多缸機(jī)扭矩（動(dòng)力計(jì)算），多缸機(jī)曲柄圖。合成扭矩計(jì)算。第一主軸頸所受扭矩 M0,1=0第二主軸頸所受扭矩 M1,2=M1()第三主軸頸所受扭矩 M2,3= M1,2+M1（240）第四主軸頸所受扭矩 M3,4= M2,3+ M1（480）第五主軸頸所受扭矩 M4,5= M3,4+ M1（120）第六主軸頸所受扭矩 M5,6= M4,5+ M1（600）第七主軸頸所受扭矩 M6,7= M5,6+ M1（360）3、中心曲柄連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律第3章 、內(nèi)燃機(jī)的平衡一、平衡的定義答：內(nèi)燃機(jī)在穩(wěn)定的工況運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，給支撐的作用力的大小和方向不隨時(shí)間而變化。

4、2、 不平衡的危害答：引起車(chē)輛的振動(dòng)，影響乘員的舒適性、駕駛的平順性。固定式內(nèi)燃機(jī)的振動(dòng)，會(huì)縮短基礎(chǔ)或建筑物的壽命。產(chǎn)生振動(dòng)噪音、消耗能量、降低機(jī)器的總效率。引起緊固連接件的松動(dòng)或過(guò)載、引起相關(guān)儀器和設(shè)備的異常損壞。3、 靜平衡和動(dòng)平衡答：靜平衡：旋轉(zhuǎn)慣性力合力=0，質(zhì)心在旋轉(zhuǎn)軸上。動(dòng)平衡：旋轉(zhuǎn)慣性力合力=0，合力矩=0。4、 平衡分析1、二沖程四缸機(jī)，點(diǎn)火順序1-3-4-2，試分析旋轉(zhuǎn)慣性力和力矩，第一階、第二階往復(fù)慣性力和力矩，如不平衡，請(qǐng)采取平衡措施。并指出Mj1max及出現(xiàn)時(shí)刻。答：解：點(diǎn)火間隔角為A=90° （1）作曲柄圖和軸測(cè)圖。 （2）慣性力分析。顯然，一階和二階往復(fù)慣

5、性力之和都等于零，即FRjI=0，F(xiàn)RjII=0，靜平衡。 （3）慣性力分析。根據(jù)右手定則向第四拐中心取矩，得到在水平軸上的投影 MjIx=aCcos18°26。 可以看出，在第一缸曲拐處于上止點(diǎn)前18°26時(shí)，該機(jī)有最大一階往復(fù)慣性力，即旋轉(zhuǎn)慣性力矩（4）平衡措施。采用整體平衡方法，有 2、四沖程三缸機(jī)，點(diǎn)火順序1-3-2，試分析旋轉(zhuǎn)慣性力和力矩，第一階、第二階往復(fù)慣性力和力矩，如不平衡，請(qǐng)采取平衡措施。并指出Mj1max及出現(xiàn)時(shí)刻。答：解：點(diǎn)火間隔角為A=240°（1） 作曲柄圖和軸測(cè)圖 三拐曲軸一、二階曲柄圖和軸測(cè)圖 （2）做慣性力矢量圖 一階慣性力 二階慣

6、性力得到 ?（3）做力矩圖 往復(fù)慣性力矩圖旋轉(zhuǎn)慣性力圖旋轉(zhuǎn)慣性力矩（4） 采用用整體平衡法 第4章 曲柄系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)1、 扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的定義和現(xiàn)象答：定義：扭轉(zhuǎn)振動(dòng)是使曲軸各軸段間發(fā)生周期性相互扭轉(zhuǎn)的振動(dòng)，簡(jiǎn)稱(chēng)扭振。 現(xiàn)象：發(fā)動(dòng)機(jī)在某一轉(zhuǎn)速下發(fā)生劇烈抖動(dòng)，噪聲增加，磨損增加，油耗增加，功率下降，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生曲軸扭斷。發(fā)動(dòng)機(jī)偏離該轉(zhuǎn)速時(shí)，上述現(xiàn)象消失。2、 剛度換算公式P853、 單質(zhì)量扭振系統(tǒng)的方程式作用在發(fā)動(dòng)機(jī)上的單缸扭矩是周期函數(shù)，上述過(guò)程稱(chēng)為簡(jiǎn)諧分析，也叫做傅里葉變換。故對(duì)于四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，扭矩的簡(jiǎn)諧分析表達(dá)式為4、 單自由度系統(tǒng)的有阻尼振動(dòng)分類(lèi)1、 外阻尼2、 內(nèi)阻尼3、 假阻尼五、例題4-

7、1重點(diǎn)。上次考的。6、 改變曲軸的固有頻率。目的：消除扭振帶來(lái)的危害。1、 提高曲柄剛度：增加主軸頸直徑；減小曲柄長(zhǎng)度；提高重疊度。2、 減少轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：采用空心曲柄；降低平衡塊質(zhì)量；降低帶輪、飛輪質(zhì)量。第五章 配氣機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)1、 時(shí)間斷面的定義答：氣門(mén)開(kāi)啟斷面積與對(duì)應(yīng)時(shí)間乘積的積分，即氣門(mén)開(kāi)啟的通過(guò)斷面積的“時(shí)間斷面”，反應(yīng)氣門(mén)的通過(guò)能力，斷面積越大，能力越大。2、 設(shè)置緩沖段的必要性。答：1）由于氣門(mén)間隙的存在，使得氣門(mén)實(shí)際開(kāi)啟時(shí)刻遲于挺柱動(dòng)作時(shí)刻2）由于彈簧預(yù)緊力的存在，使得機(jī)構(gòu)在一開(kāi)始要產(chǎn)生壓縮彈性變形，等到彈性變形力克服了氣門(mén)彈簧預(yù)緊力之后，氣門(mén)才能開(kāi)始運(yùn)動(dòng)3）由于缸內(nèi)氣壓力的存在，尤其

8、是排氣門(mén)，氣缸壓力的作用與氣門(mén)彈簧預(yù)緊力的作用相同，都是阻止氣門(mén)開(kāi)啟，使氣門(mén)遲開(kāi)。上述原因的綜合作用使得氣門(mén)的實(shí)際開(kāi)啟時(shí)刻遲于理論開(kāi)啟時(shí)刻，若沒(méi)有緩沖段，氣門(mén)的初速度短時(shí)間內(nèi)由零變得很大，有很強(qiáng)的沖擊作用。同樣，當(dāng)氣門(mén)落座時(shí)末速度很大，會(huì)對(duì)氣門(mén)座產(chǎn)生強(qiáng)烈沖擊，氣門(mén)機(jī)構(gòu)的磨損和噪聲加劇。為了補(bǔ)償氣門(mén)間隙以及預(yù)緊力和氣缸壓力造成的彈性變形，要在實(shí)際工作段前后增設(shè)緩沖段，保證氣門(mén)開(kāi)啟和落座時(shí)處于很小的速度。三、搖臂比的定義：i=l2/l1。L2是氣門(mén)一側(cè)搖臂的長(zhǎng)度。L1是推桿側(cè)搖臂的長(zhǎng)度。4、 例題5-1重點(diǎn)，上次考的。P134第6章 曲軸飛輪組的設(shè)計(jì)1、 工作條件和設(shè)計(jì)要求答：工作條件：周期變化的

9、力、力矩共同作用，即受彎曲又受扭轉(zhuǎn)，承受交變疲勞載荷，重點(diǎn)是彎曲載荷。曲軸的破壞80是彎曲疲勞破壞。形狀復(fù)雜，應(yīng)力集中嚴(yán)重。軸徑比壓大，摩擦磨損嚴(yán)重。設(shè)計(jì)要求：有足夠的耐疲勞強(qiáng)度，有足夠的承壓面積，軸頸表面要耐磨，盡量減少應(yīng)力集中，剛度要好，變形小，否則惡化其它零件的工作條件。 2、 曲柄效直徑D2和長(zhǎng)度L2答：1、增加D2，減小L2的優(yōu)點(diǎn)：L2一定時(shí)，D2增加，比壓下降，耐磨性提高；D2增加時(shí)，彎曲剛度增加，扭轉(zhuǎn)剛度增加；L2下降時(shí)，縱向尺寸下降，曲軸剛度提高。2、 提高D2的限制：D2增加會(huì)導(dǎo)致離心力增加，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量增加。受到連桿大頭及剖分面形式的影響。第7章 連桿組設(shè)計(jì)1、 連桿組的組成答

10、：連桿體（小頭、桿身、連桿大頭）、連桿蓋、連桿螺旋、軸瓦組成。2、 連桿長(zhǎng)度l的校核答：1、連桿擺角角度最大時(shí)。連桿是否碰氣缸套下沿；2、 當(dāng)活塞處于下止點(diǎn)時(shí)，曲軸平衡重是否碰活塞裙部。第8章 活塞組設(shè)計(jì)1、 工作條件和設(shè)計(jì)要求答：1、 工作條件：高溫-導(dǎo)致熱負(fù)荷大；高壓-沖擊性的高機(jī)械負(fù)荷；高速滑動(dòng)；突變的側(cè)壓力。2、 設(shè)計(jì)要求：熱強(qiáng)度好，導(dǎo)熱性好，熱膨脹系數(shù)小，減磨性好。形狀合理，吸熱少，散熱好，強(qiáng)度剛度好，應(yīng)力集中小，與缸套有最佳的配合間隙。密封性好，摩擦損失小。質(zhì)量小。二、活塞高度答：活塞壓縮高度： 壓縮高度包括三部分組成：活塞頂至第一道活塞環(huán)槽間之頂岸高度h1（亦稱(chēng)火力岸高

11、度），活塞環(huán)帶高度h2以及由活塞銷(xiāo)中心到頭部最末道環(huán)槽之間的上裙高度h3。1、頂岸高度h1：首先要保證當(dāng)活塞位于上止點(diǎn)時(shí)，第一道活塞環(huán)位置必須落在水套的冷卻水腔位置處，以保證活塞環(huán)散熱良好，防止過(guò)熱。非冷卻活塞的h1值一般都取得稍大。頂岸高度h1可比非冷卻活塞更小。 2、 活塞環(huán)帶高度h2：由環(huán)之?dāng)?shù)量、環(huán)高、環(huán)槽肩高所決定。減少環(huán)的數(shù)量，顯然可減小活塞與缸套間的摩擦功。壓縮高度：活塞銷(xiāo)中心到活塞頂?shù)母叨取?、 活塞裙部的設(shè)計(jì)答：作用：引導(dǎo)活塞運(yùn)動(dòng)，并承受側(cè)向力。防止裙部變形的方法：選擇膨脹系數(shù)小的材料，進(jìn)行反橢圓設(shè)計(jì)，采用絕熱槽，銷(xiāo)座采用恒范鋼片，群部加鋼桶等方法達(dá)到。熱負(fù)

12、荷嚴(yán)重的活塞環(huán)帶也設(shè)計(jì)成橢圓，但與群部橢圓不同。4、 氣環(huán)的作用原理答：（一）密封原理：靠活塞環(huán)的初彈力形成第一密封面（P0=0.10.2MPa）；在環(huán)上面氣壓力PA作用下形成第二密封面；環(huán)背氣壓力PR作用下加強(qiáng)第一密封面；（二）導(dǎo)熱作用：活塞的70熱量由活塞環(huán)傳出，環(huán)的散熱作用是在環(huán)的密封作用實(shí)現(xiàn)后才能完成的 注意：分類(lèi)：氣環(huán)、油環(huán) 作用：氣環(huán)密封、導(dǎo)熱；油環(huán)刮油、布油。第9章 內(nèi)燃機(jī)潤(rùn)滑軸承設(shè)計(jì)1、 軸瓦表面幾何形狀答：回轉(zhuǎn)雙曲面軸瓦 （軸向變厚度軸瓦）橢圓軸承（徑向變厚度軸瓦）2、 軸心軌跡的定義及因素答：軸頸在油膜壓力、外負(fù)荷及角速度的周期變化中，其軸心所繪出的一條封閉曲線(xiàn)。因素：結(jié)構(gòu)

13、參數(shù)：軸的長(zhǎng)頸比、間歇工作參數(shù)：負(fù)荷、轉(zhuǎn)速潤(rùn)滑油的粘度。第10章 機(jī)體與氣缸蓋的設(shè)計(jì)1、 機(jī)體的設(shè)計(jì)要求答：在盡可能輕巧的前提下，盡量提高剛度，降低變形，振動(dòng)噪聲。  提高剛度的途徑主要有以下凡個(gè)方面;  1)將汽缸體與上曲軸箱鑄造成一個(gè)整體，形成一個(gè)剛度很好的空間梁板 組成結(jié)構(gòu)，除非是比較大型的內(nèi)燃機(jī)才采用汽缸體與曲軸箱分開(kāi)的結(jié)構(gòu)。       2)汽缸之間加隔板，以提高機(jī)體橫向剛度。      3) 降低上下曲軸

14、箱的剖分面。       4) 4)采用全支撐曲軸。 5)剖分面處采用梯形框架。 6)采用下主軸承蓋與下曲軸箱一體的整體式，缸蓋螺栓最好與主軸承蓋布置在同一平面內(nèi) 7)機(jī)體表面布置加強(qiáng)肋。第11章 內(nèi)燃機(jī)的潤(rùn)滑和冷卻系統(tǒng)1、 潤(rùn)滑系統(tǒng)的任務(wù)及設(shè)計(jì)要求答：主要任務(wù)：供應(yīng)一定數(shù)量的機(jī)油之摩擦表面，并起冷卻和清潔磨粒的作用增加活塞和活塞環(huán)的密封性。部分負(fù)擔(dān)著受熱零件的冷卻和傳力控制的任務(wù)。設(shè)計(jì)要求1、 保證以一定的油壓和一定的油量供應(yīng)摩擦表面；2、 能夠自動(dòng)濾清機(jī)油，保持機(jī)油的清潔；3、 能夠自動(dòng)冷卻機(jī)油，保持油溫；4、 消耗功率小，、油損失量??；5、 無(wú)堵油，漏油的現(xiàn)象，工作可靠；維護(hù)、修理方便。二、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求答：1、 內(nèi)燃機(jī)在各種工況，氣候下都能工作；2、 本身消耗功率??；3、 拆裝維修方