內燃機設計考試要點精編-打印版(共4頁)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上1、 內燃機設計的一般流程：一、計劃階段 1.  確定任務2.  組織設計組3. 調查研究4. 確定基本性能參數(shù)和結構形式。5擬訂設計任務書。二、設計實施階段 1. 內燃機總布置設計，三維實體造型和虛擬裝配、確定主要零部件的允許運動尺寸、結構方案、外形圖。 2. 按照企業(yè)標準編制零部件圖紙目錄。3. 部件三維圖細致設計、零部件工作圖、縱橫剖面圖。三、檢驗階段1. 試制多缸機樣機2. 多缸機試驗（磨合、調整、性能試驗、耐久試驗、可靠性試驗、配套試驗和擴大用戶試驗）四、改進與處理階段a. 樣機鑒定. b

2、. 小批量生產(chǎn)c. 內燃機設計的“三化”，“三化”可以提高產(chǎn)品的質量、減少設計成本、組織專業(yè)化生產(chǎn)、提高勞動生產(chǎn)率、便于使用、維修和配件供應。2、 動力性指標：功率 式中 pme 平均有效壓力（MPa），Vm活塞平均速度（m/s），Vh氣缸排量(L)，Z氣缸數(shù)，n 轉速（r/min），D氣缸直徑（mm），沖程數(shù)，四沖程=4，二沖程=2。 可見，有效功率Pe受到上面各參數(shù)的影響。在設計轉速和結構參數(shù)基本確定下來之后，影響有效功率的主要參數(shù)就是平均有效壓力。 3、 轉速 n：n 增加 對提高 Pe有利，但是轉速增加后： 慣性力，導致負荷增加，平衡、振動問題突出，噪音增加；. 工作頻率增加

3、熱負荷增加；. 摩擦損失增加，導致 m 下降、ge 升高、磨損加劇，壽命縮短；. 進排氣系統(tǒng)阻力增加 ，使v 變??；4、 經(jīng)濟性指標：降低 ge的措施： 提高 i 和m5、 耐久性、可靠性指標 ：可靠性在規(guī)定的運轉條件下，規(guī)定的時間內，具有持續(xù)工作，不會因為故障而影響正常運轉的能力。 耐久性從開始使用起到大修期的時間。6、 柴油機優(yōu)點：燃料經(jīng)濟性好；工作可靠性和耐久性好，因為沒有點火系統(tǒng)；可以通過增壓、擴缸來增加功率；防火安全性好，柴油揮發(fā)性差；CO和HC的排放比汽油機少。 7、 汽油機優(yōu)點：空氣利用率高，轉速高，因而升功率高?；推魇降倪^量空氣系數(shù)較高，在1.1左右，電控噴射要求=1；因為沒

4、有柴油機噴油系統(tǒng)的精密偶件，制造成本低；低溫起動性、加速性好，噪音低；由于升功率高，最高燃燒壓力低，所以結構輕巧，比質量?。ㄒ话阒挥胁裼蜋C的一半重量）；不冒黑煙，顆粒排放少。目前來講，柴油機的優(yōu)點就是汽油機的缺點，反之亦然。8、 提高平均有效壓力pme的途徑： 1.  v , 采用合理的進氣系統(tǒng)，合理的配氣機構（相位、型線、多氣門）2.  i , ， 傳熱損失（絕熱活塞、絕熱氣缸），加強燃燒室密封。3.  m ，減小配合間隙，選擇摩擦材料，提高工藝水平。9、 活塞平均速度Vm的副作用是：1摩擦損失增加，導致熱負荷增加、機油承載能力下降

5、、發(fā)動機壽命降低。2慣性力增加，導致機械負荷和機械振動加劇、機械效率降低。3進排氣流速增加，導致進氣阻力增加、充氣效率v下降。10、中心曲柄連桿機構的運動規(guī)律活塞的運動可以用三角函數(shù)組成的復諧函數(shù)表示，既活塞的運動是復諧運動。11、活塞運動規(guī)律的分析與用途活塞位移用于示功圖轉換，氣門干涉校驗 ，動力計算?；钊俣扔糜谟嬎闫骄俣萔m(=)，判斷強化程度、計算功率計算最大速度Vmax,評價氣缸的磨損程度。 活塞加速度用于計算往復慣性力的大小和變化，進行動力計算。12、曲柄連桿機構中的作用力分為：氣壓力Fg慣性力往(復慣性力Fj、旋轉慣性力Fr）合成力13、往復慣性力的性質：a. 

6、60; Fj與a 的變化規(guī)律相同，兩者相差一個常數(shù)mj，方向相反。b. 可以用旋轉矢量法確定Fj和Fj的大小、方向，用來判斷往復慣性力作用性質。c. Fj和Fj 始終沿著氣缸軸線作用。d.    往復慣性力總是存在。所以由Fj產(chǎn)生的單缸扭矩、翻倒力矩和自由力總是存在。但是曲軸一轉內，翻轉力矩之和、自由力矩之和為零。14、旋轉慣性力Fr是離心力，方向沿曲柄半徑方向向外。15、多缸機扭矩（動力計算），多缸機曲柄圖。合成扭矩計算。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

7、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）16、平衡：當內燃機在穩(wěn)定工況運轉時如果傳給支承的作用力的大小和方向均不隨時間而變化，則我們就稱比內燃機是平衡的。實際上這種情況不存在。17、內燃機振動的原因：工作過程的周期性：發(fā)動機扭矩是周期性變化的。機件運動的周期性：旋轉慣性力、往復慣性力是周期性變化的。18、不平衡的危害：引起車輛的振動，影響乘員的舒適性、駕駛的平順性。固定式內燃機的振動，會縮短基礎或建筑物的壽命。

8、產(chǎn)生振動噪音、消耗能量、降低機器的總效率。引起緊固連接件的松動或過載、引起相關儀器和設備的異常損壞。19、研究平衡方法主要包括1解析法：任取一個坐標系，求各力和力矩在該坐標系中的投影之和。若P0，M0，則該力系是平衡的，反之不平衡2圖解法：作力和力矩多邊形，如多邊形封閉則力系是平衡，反之不平衡。20、作圖處理，平衡振源。見38。21、扭振的基本概念。 扭振：使曲軸各軸段間發(fā)生周期性相互扭轉的振動?，F(xiàn)象： 發(fā)動機在某一轉速下發(fā)生劇烈抖動，噪音增加，磨損增加，油耗 增加，功率下降，嚴重時發(fā)生曲軸扭斷。動機偏離該轉速時，上述現(xiàn)象消失 。原因：曲軸系統(tǒng)由具有一定彈性和慣性的材料組成，本身具有一定的固有

9、頻率。系統(tǒng)上作用有大小和方向呈周期性變化的干擾力矩。干擾力矩的變化頻率與系統(tǒng)固有頻率合拍時，系統(tǒng)產(chǎn)生共振。研究目的：通過計算找出臨界轉速、振幅、扭振應力，決定是否采取減振措施，或避開臨界轉速。扭振當量系統(tǒng)的組成：根據(jù)動力學等效原則，將當量轉動慣量布置在實際軸有集中質量的地方；當量軸段剛度與實際軸段剛度等效，但沒有質量。22、如何消除扭振：一、使曲軸轉速遠離臨界轉速，更要避開標定轉速 二、改變曲軸的固有頻率1.提高曲軸剛度C。 增加主軸頸直徑； 曲軸長度； 提高重疊度。2. 減小轉動慣量 空心曲軸； 降低平衡重質量； 降低皮帶輪、飛輪質量。三、提高軸系的阻尼：主要靠材料 四、改變激振強度 五、減

10、振裝置減小振幅的輔助裝置1. 阻尼式減振器 增大機械摩擦、分子摩擦阻尼，吸收振動能量，減少振幅。但消耗一部分有效能量。 2. 動力減振器 3. 復合式減振器。23、計算和分析扭轉共振的三個條件： nk 在發(fā)動機工作轉速范圍內；1/2k18，k值太大，很??；一般只考慮前幾階固有頻率。 24、作用在發(fā)動機上的單缸扭矩： 是周期函數(shù)，上述過程稱為簡諧分析，也叫做傅里葉變換。故對于四沖程發(fā)動機，扭矩的簡諧分析表達式為25、配氣機構：氣門的通過能力評價：1. 時間斷面2. 平均通過斷面3. 時間斷面豐滿系數(shù)4. 比時間斷面5凸輪型線豐滿系數(shù)26、平底挺柱的運動規(guī)律 速度三角形與AOB相似又偏心距e等于挺

11、柱的幾何速度 設計時平底挺柱的底面半徑要大于emax，即大于由得27、緩沖段設計 設置緩沖段的必要性 a. 由于氣門間隙L0(mm)的存在，使得氣門實際開啟時刻晚于挺柱動作時刻。b. 由于彈簧預緊力P0(N)的存在，使得機構在一開始要產(chǎn)生壓縮彈性變形，等到彈性變形力克服了氣門彈簧預緊力之后，氣門才能開始運動。c. 由于缸內氣壓力的存在，尤其是排氣門，氣缸壓力的作用與氣門彈簧預緊力的作用相同，都是阻止氣門開啟，使氣門晚開。 28、凸輪型線動力修正 設計時先選定理想的氣門升程曲線，然后再求當量挺柱升程。氣門升程y必須4階導數(shù)以上連續(xù)。如果氣門升程曲線是高次多項式，稱為多項動力凸輪。當量挺柱升程 2

12、9、凸輪軸基本結構參數(shù) ：異缸同名凸輪夾角，同缸異名凸輪夾角，A/2 A發(fā)火間隔角凸輪與曲軸位置的確定：當活塞位于壓縮上止點時，進排氣凸輪相對于挺柱中心線的夾角這是確定凸輪軸與曲軸相對工作位置，即正時位置所必須掌握的 30、曲軸的工作情況、材料選擇：工作條件：周期變化的力、力矩共同作用，即受彎曲又受扭轉，承受交變疲勞載荷，重點是彎曲載荷。曲軸的破壞80是彎曲疲勞破壞。形狀復雜，應力集中嚴重。軸徑比壓大，摩擦磨損嚴重。設計要求：有足夠的耐疲勞強度，有足夠的承壓面積，軸頸表面要耐磨，盡量減少應力集中，剛度要好，變形小，否則惡化其它零件的工作條件。 30、材料正確選用：中碳鋼（35，40，45），合

13、金鋼，球墨鑄鐵。31、曲軸的損壞形式和強度計算方法。主要是彎曲疲勞破壞（80）和扭轉疲勞破壞?，F(xiàn)在絕大部分采用有限元方法，極少采用簡支梁法。疲勞強度校核：曲軸圓角處和油孔處的應力集中嚴重，是校核的重點。32、提高曲軸疲勞強度的結構措施和工藝措施。 結構措施：加大曲軸軸頸的重疊度A；2. 加大軸頸附近的過渡圓角；3. 采用空心曲軸；4. 開卸載槽；工藝措施：1. 圓角滾壓強化2. 圓角淬火3. 噴丸強化處理4. 氮化處理33、連桿組設計。工作情況：運動：上下橫向擺動的復合運動；受力：基本上是周期性變化的拉壓載荷。設計要求：足夠的耐疲勞強度，能夠承受很大的交變載荷；有足夠的剛度，保證軸承潤滑及其他

14、磨損正常；盡量減輕重量?？傇瓌t：在盡可能輕巧的結構條件下，保證足夠的剛度和強度。主要參數(shù)的選擇：1.連桿長度 l，l 的校核：角最大時，連桿是否碰氣缸套下止點時，平衡重是否碰活塞裙部。連桿長度精度應該在 2. 小頭孔經(jīng) 由活塞銷確定。3. 連桿大頭孔 由曲柄銷直徑和長度確定34、連桿螺栓的設計。剛度匹配問題：1. 預緊力F0作用后2. 在工作載荷作用動載系數(shù)統(tǒng)計資料從上式可以看出，螺栓抗拉剛度C1增加，基本動載系數(shù)增加；即動載荷變大，疲勞應力變大。這從右圖也可以明顯看出來。剛度C1增加，意味著角變大，這樣動載荷幅度增大。連桿螺栓在設計時應首先滿足有足夠的抗拉強度，在預緊力和工作載荷下不產(chǎn)生塑性

15、變形，而且要有足夠的耐疲勞載荷能力，沒有應力集中，采用細牙螺紋，螺栓剛度要小于被連接件剛度。 35、活塞的設計。設計要求：熱強度好，導熱性好，熱膨脹系數(shù)小，減磨性好。形狀合理，吸熱少，散熱好，強度剛度好，應力集中小，與缸套有最佳的配合間隙。密封性好，摩擦損失小。36、活塞裙部設計：作用：引導活塞運動，并承受側向力。防止裙部變形的方法：選擇膨脹系數(shù)小的材料，進行反橢圓設計，采用絕熱槽，銷座采用恒范鋼片，群部加鋼桶等方法達到。熱負荷嚴重的活塞環(huán)帶也設計成橢圓，但與群部橢圓不同。37、活塞環(huán)設計。分類：氣環(huán)、油環(huán) 作用：氣環(huán)密封、導熱；油環(huán)刮油、布油。其中密封的作用最為重要氣環(huán)的作用原理 （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作用下加強第一密封面；（二）導熱作用：活塞的70熱量由活塞環(huán)傳出，環(huán)的散熱作用是在環(huán)的密封作用實現(xiàn)后才能完成的 38、作圖處理，平衡振源。一.靜平衡和動