內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)課后答案
1-5活塞平均速度提高，可以強(qiáng)化機(jī)動(dòng)性，分析副作用
答：
1）慣性力增加，導(dǎo)致機(jī)械負(fù)荷增加，平衡、振動(dòng)問(wèn)題突出，噪聲增加。
2）工作頻率增加，導(dǎo)致活塞、汽缸蓋、汽缸套、排氣門等零件的熱負(fù)荷增加。
3）摩擦損失增加、機(jī)械效率下降，燃油消耗率增加，磨損壽命變短。
4）進(jìn)排氣系統(tǒng)阻力增加，充氣效率下降
1.8某發(fā)動(dòng)機(jī)提功率，擴(kuò)大氣缸直徑，直徑擴(kuò)大的多，還要改變那些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和必要的計(jì)算
氣缸直徑改變之后，除估算功率、轉(zhuǎn)矩外，活塞直徑、氣門直徑、氣門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)凸輪型線等
1.9某發(fā)動(dòng)機(jī)改變行程，與之配合的還要進(jìn)行那些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算
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)算等
2.3氣壓力和往復(fù)慣性力的對(duì)外表現(xiàn)是什么，有什么不同
1，氣壓力是內(nèi)燃機(jī)對(duì)外做功的主動(dòng)力，只有轉(zhuǎn)矩輸出，同時(shí)也有由其產(chǎn)生的翻倒力矩作用在機(jī)體上，并傳至機(jī)體支承上；往復(fù)慣性力總是存在，與加速度的變化規(guī)律相同，兩者相差一個(gè)常數(shù)，方向相反。
2，不同點(diǎn)：a,氣體作用力是做功的動(dòng)力，產(chǎn)生輸出轉(zhuǎn)矩；b,氣體作用力在機(jī)體內(nèi)部平衡，沒(méi)有自由力。往復(fù)慣性力沒(méi)有平衡，有自由力產(chǎn)生，是發(fā)動(dòng)機(jī)縱向振動(dòng)的根源；，從兩者的最大值比較和作用時(shí)間比較，可以得出：；總是存在，在一個(gè)周期內(nèi)其正負(fù)值相互抵消，
做功為零，呈脈沖性，一個(gè)周期內(nèi)只有一個(gè)峰值。
6.1提高曲周疲勞強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)措施和工藝措施有哪些
結(jié)構(gòu)措施：1）加大曲軸軸頸的重疊度A 2）加大軸頸附近的過(guò)渡圓角3）采用空心曲軸4）沉割圓角5）開(kāi)卸載槽
工藝措施：
1）圓角滾壓強(qiáng)化2）圓角淬火強(qiáng)化3）噴丸強(qiáng)化處理4）氮化處理
6.2曲軸連桿軸頸不變，增大主軸頸直徑D1，有何優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)：
（1）增加，可以提高曲軸剛度，增加了曲柄剛度，不增加離心力。
（2）增加，可增加扭轉(zhuǎn)剛度，固有頻率增加，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Ｉ增加不多。
缺點(diǎn)：
增加，主軸承圓周速度增加，摩擦損失增加，油溫提高。
6.3為什么說(shuō)連桿軸頸負(fù)荷大于主軸頸，實(shí)際中主軸頸D1和連桿軸頸D2那個(gè)更大
對(duì)于每個(gè)曲拐而言，連桿軸頸是一個(gè)，主軸頸有兩個(gè)。連桿軸頸承受著由連桿傳來(lái)全部載荷，而每個(gè)主軸頸則只承擔(dān)一半載荷，所以主軸頸載荷小于連桿軸頸載荷。實(shí)際設(shè)計(jì)中主軸頸D1大于連桿軸頸D2，D1/D2≈1.05～1.25，因?yàn)樵黾又鬏S頸可以增加曲軸的重疊度，提高曲軸的抗彎剛度和抗疲勞強(qiáng)度，同時(shí)不增加曲軸的離心載荷。
6.5曲軸的工作條件是什么，設(shè)計(jì)有什么要求
工作條件：
1）受周期變化的力、力矩共同作用，曲軸既受彎曲又受扭轉(zhuǎn)，承受交變疲勞載荷，重點(diǎn)是彎曲載荷；
2）由于曲軸形狀復(fù)雜，應(yīng)力集中嚴(yán)重，特別是在曲柄與軸頸過(guò)度的圓角部分；
3）曲軸軸頸比壓大，摩擦磨損嚴(yán)重。
設(shè)計(jì)要求：
1）有足夠的耐疲勞強(qiáng)度
2）有足夠的承壓面積，軸頸表面要耐磨；
3）盡量減少應(yīng)力集中；
4）剛度要好，變形小，否則使其他零件的工作條件惡化。
7.1連桿的`拉伸載荷是由什么造成的，計(jì)算不同截面如何考慮
連桿的拉伸載荷主要是由于往復(fù)慣性力所造成的；在計(jì)算不同截面的拉伸應(yīng)力可用下式：
F′j =(m′+m′1)(1+λ)rω2 其中，m′、m′1分別為活塞組和計(jì)算斷面以上那部分往復(fù)運(yùn)動(dòng)的連桿質(zhì)量。
7.2計(jì)算連桿的最大拉伸應(yīng)力應(yīng)選什么工況
標(biāo)定轉(zhuǎn)速工況（最大轉(zhuǎn)速）
7.3計(jì)算連桿的壓縮載荷時(shí)應(yīng)選什么工況
最大轉(zhuǎn)矩工況和全負(fù)荷情況下的標(biāo)定轉(zhuǎn)速工況，而且要兼顧連桿側(cè)彎的情況是否發(fā)生。
8.1試分述活塞的工作條件，然后設(shè)計(jì)要求
1）高溫—導(dǎo)致熱負(fù)荷大:活塞在氣缸內(nèi)工作時(shí)，活塞頂面承受瞬變高溫燃?xì)獾淖饔�，燃�(xì)獾淖罡邷囟瓤蛇_(dá)2000～2500℃，因而活塞頂?shù)臏囟纫埠芨�。溫度分布不均勻，有很大的熱�?yīng)力；
2）高壓—沖擊性的高機(jī)械負(fù)荷：高壓包括兩方面①活塞組在工作中受周期性變化的氣壓力直接作用，氣壓力Pz(MPa )一般在膨脹沖程開(kāi)始的上止點(diǎn)后10°～20°達(dá)到最大。②活塞組在氣缸里作高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生很大的往復(fù)慣性力Fjmax
3）高速滑動(dòng)：內(nèi)燃機(jī)在工作中所產(chǎn)生的側(cè)向力是較大的，特別是在短連桿內(nèi)燃機(jī)中；
4）交變的側(cè)壓力：活塞上下行程時(shí)活塞要改變壓力面，側(cè)向力方向不斷變化，造成了活塞在工作時(shí)承受交變的側(cè)向載荷。
設(shè)計(jì)要求: 1）選用熱強(qiáng)度好，散熱性好，膨脹系數(shù)小，耐磨、有良好減磨性和工藝性的材料
2）形狀和壁厚合理，吸熱少，散熱好，強(qiáng)度和剛度符合要求，盡量避免應(yīng)力集中，與缸套有最佳的配合間隙
3）密封性好，摩擦損失小
4）重量輕。
8.2活塞環(huán)的工作應(yīng)力和裝套應(yīng)力之間的關(guān)系，公式說(shuō)明。實(shí)際考慮
σmax + σ′max = 3.4Et2 / (D - t)2 = 常量
一般選擇σ′max = （1.2 ～1.5）σmax ，因?yàn)樘籽b時(shí)間很短。
8.3高轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)和低轉(zhuǎn)速對(duì)活塞初始彈力po的要求有什么不同，為什么，缸徑對(duì)po的要求
當(dāng)轉(zhuǎn)速n提高時(shí)，應(yīng)提高po。因?yàn)榛钊俣雀�，由于�?jié)流作用，活塞環(huán)背壓下降。當(dāng)活塞直徑增加時(shí)，活塞環(huán)的工作應(yīng)力增加，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)減少初彈力po，方能減少活塞環(huán)的工作應(yīng)力。
8.7減輕活塞熱負(fù)荷設(shè)計(jì)的措施有什么
1）盡量減小頂部受熱面積；強(qiáng)化頂面，采用不同的材料或?qū)⒈砻孢M(jìn)行處理。
2）保證熱流暢通。
3）采用適當(dāng)?shù)幕鹆Π陡叨取?/p>
4）頂部?jī)?nèi)側(cè)噴油冷卻。
5）頂部設(shè)油腔冷卻。
8.10確定活塞環(huán)裝配端口距離△d的依據(jù)是什么
裝配端口距離△d：△d小，密封性好，但不能為零。從熱膨脹考慮，要大于活塞環(huán)的周向線膨脹量△d>=π.D.β.△t
9.2對(duì)內(nèi)燃機(jī)滑動(dòng)軸承減摩層都要求有哪些性能?
答:主要有三方面要求:
1)抗咬粘性。油膜遭破壞時(shí)，軸承材料不擦傷和咬死軸頸，即親油性好。
2)順應(yīng)性。軸承副有幾何形狀偏差和變形時(shí)具有克服邊緣負(fù)荷從而使負(fù)荷均勻的能力。
3)嵌藏性。具有以微量塑性變形吸收混在機(jī)油中的外來(lái)異物顆粒的能力。
9-4滑動(dòng)軸承上一般要開(kāi)設(shè)油槽，請(qǐng)問(wèn)曲軸主軸頸的油槽開(kāi)在哪里?連桿軸頸的油槽開(kāi)在哪?
主軸承要在上軸瓦開(kāi)槽，連桿軸承應(yīng)在下軸瓦開(kāi)槽，以避免軸承的承載能力下降。
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