精品資料（2021-2022年收藏）內(nèi)燃機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)課程設(shè)計(jì)必看內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)重點(diǎn)

1、第五章 曲軸飛輪組設(shè)計(jì)1 曲軸的工作條件和設(shè)計(jì)要求，曲軸的破壞主要發(fā)生在哪些部位答：工作條件：曲軸是在不斷周期性變化的氣體壓力、往復(fù)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量的慣性力以及它們的力矩(扭矩和彎矩)共同作用下工作的，使曲軸既扭轉(zhuǎn)又彎曲，產(chǎn)生疲勞應(yīng)力狀態(tài)。設(shè)計(jì)要求：要使曲軸具有足夠的疲勞強(qiáng)度，設(shè)法強(qiáng)化應(yīng)力集中部位，緩和應(yīng)力集中現(xiàn)象，用局部強(qiáng)化的方法解決曲軸強(qiáng)度不足的矛盾要使曲軸各摩擦表面耐磨，各軸頸具有足夠的承壓面積同時(shí)給予盡可能好的工作條件應(yīng)保證曲軸有盡可能高的彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度曲軸應(yīng)有輕的結(jié)構(gòu)質(zhì)量，注重材料和加工工藝哪些部位：疲勞裂紋發(fā)生于應(yīng)力集中最嚴(yán)重的過(guò)渡圓角和油孔處彎曲疲勞裂縫從軸頸根部表面的圓角處發(fā)

2、展到軸頸上，基本上成45°折斷曲柄扭轉(zhuǎn)疲勞破壞通常是從機(jī)械加工不良的油孔邊緣開始，約成45°剪斷曲柄銷磨料磨損發(fā)生在軸頸表面2 曲軸的主要結(jié)構(gòu)尺寸及設(shè)計(jì)要求答：曲柄銷的直徑D2和長(zhǎng)度l2：一般趨向于采用較大的D2值，以降低曲柄銷比壓，提高連桿軸承工作可靠性和曲軸剛度，但D2過(guò)大使不平衡離心力增大，對(duì)曲軸工作不力。汽油機(jī)D2/D比柴油機(jī)??；V型發(fā)動(dòng)機(jī)的D2/D較小曲柄銷的長(zhǎng)度l2是在選定D2的基礎(chǔ)上考慮的。在薄油膜的條件下，l2/D2=0.4左右有最大的承載能力，為提高曲軸的剛度，l2/D2也有下降的趨勢(shì)，最后由F2=0.01D2l2和F=D²/400之比來(lái)校核。主

3、軸頸的直徑D1和長(zhǎng)度l1：為了最大限度地加強(qiáng)曲軸的剛度，加粗主軸頸是有好處的，但不可過(guò)粗，建議取D1=(1.051.25)D2。主軸頸的長(zhǎng)度一般比曲柄銷的長(zhǎng)度短，但不能過(guò)短，滑動(dòng)軸承最小寬度不能小于0.3倍軸頸。曲柄：曲柄應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)暮穸萮、寬度b，以使曲軸有足夠的剛度和強(qiáng)度，抗彎斷面模數(shù)W=bh²/6，為提高曲柄的抗彎能力，增加曲柄的厚度h要比增加曲柄的寬度要好得多，增加h要以縮短軸頸長(zhǎng)度為代價(jià)，可見(jiàn)h的增加受到限制。平衡重：設(shè)計(jì)平衡重時(shí)，應(yīng)盡可能使平衡重的重心遠(yuǎn)離曲軸旋轉(zhuǎn)中心。油孔的位置和尺寸：最大應(yīng)力值還與油道傾斜角有關(guān)，當(dāng)>30°時(shí)，最大應(yīng)力增加很快，因此應(yīng)小

4、于30°；其次可把油孔從主軸頸鉆至曲軸銷中部，然后在以直孔接通。曲柄銷油孔多數(shù)選擇在曲軸平面運(yùn)轉(zhuǎn)前方=45°90°的范圍內(nèi)，當(dāng)油孔在=90°的水平位置時(shí)具有很多優(yōu)點(diǎn)，切應(yīng)力最小，加工方便。曲軸兩端的結(jié)構(gòu)：曲軸上帶動(dòng)輔助系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)齒輪和皮革輪一般裝在曲軸的前端。減振器應(yīng)裝在曲軸前端，曲軸后端設(shè)有法蘭或加粗的軸頸，飛輪與后端用螺栓和定位銷連接。曲軸的止推：在曲軸與機(jī)體之間設(shè)置治推軸承，止推軸承只能設(shè)置一個(gè)，曲軸軸向間隙應(yīng)保持a=0.050.2毫米。曲軸的油封裝置：反油螺栓與機(jī)體的間隙為0.250.30毫米。3 圓角形狀系數(shù)定義及其對(duì)曲軸工作的影響答：形狀系數(shù)

5、表示圓角半徑上最大實(shí)測(cè)應(yīng)力與根據(jù)曲軸結(jié)構(gòu)尺寸和載荷計(jì)算的名義應(yīng)力之比。(一)圓角彎曲形狀系數(shù)：在曲軸平面內(nèi)受純彎矩時(shí)，其圓角彎曲形狀系數(shù)等于圓角表面最大主應(yīng)力max與圓角名義應(yīng)力之比，=max/n，=0f1f2f3f4f5其對(duì)曲軸工作的影響：0標(biāo)準(zhǔn)曲軸的彎曲形狀系數(shù)：增大圓角半徑R可使圓角處局部應(yīng)力峰值下降，較大的圓角半徑使曲軸的強(qiáng)度提高；又由W=bh²/6可知，當(dāng)曲柄的厚度h增大時(shí)，其W成平方關(guān)系增長(zhǎng)，從而大大提高曲柄的抗彎能力，使圓角處應(yīng)力分布趨于平均。f1軸頸重疊度影響系數(shù)：A=(D1+D2)/2-r=0.5(D1+D2-S)毫米，當(dāng)A>0時(shí)，由于曲柄實(shí)際厚度增加，使抗彎

6、斷面系數(shù)大于無(wú)重疊時(shí)的斷面系數(shù)，曲柄剛度亦相應(yīng)增加，截面變化比較緩和，改善了應(yīng)力集中現(xiàn)象。f2曲柄寬度影響系數(shù)：W=bh²/6，隨曲柄加寬，曲柄抗彎斷面系數(shù)W相應(yīng)增加，曲柄越寬，增加強(qiáng)度效果越小。隨著b、h的增大，可以不同程度地緩和應(yīng)力集中現(xiàn)象，圓角最大應(yīng)力有所下降。f3曲柄銷空心度影響系數(shù)：當(dāng)主軸頸采用空心結(jié)構(gòu)后，隨空心度的增加，曲柄銷圓角最大彎曲應(yīng)力下降，但空心度過(guò)大對(duì)改善應(yīng)力集中現(xiàn)象并無(wú)好處f4軸頸減重孔偏心距e的影響系數(shù)：當(dāng)軸頸的空心度d/D較大時(shí)，偏心距e的影響較大。f5與圓角鏈接的曲柄銷中減重孔至主軸頸的距離L的影響系數(shù)：對(duì)于一定重疊度的曲軸，存在一最佳的邊距L*，當(dāng)L=

7、L*時(shí)使2max有最小值。(二)圓角扭轉(zhuǎn)形狀系數(shù)：曲軸圓角扭轉(zhuǎn)形狀系數(shù)等于圓角表面最大切應(yīng)力max與軸頸名義應(yīng)力n之比，=max/n，=012345，其對(duì)曲軸工作的影響：0軸線對(duì)稱之階梯軸的扭轉(zhuǎn)形狀系數(shù)：該階梯軸的R/d，d/d與所求曲軸相同，相連軸段直徑比D/d=2。以下各參數(shù)對(duì)的影響大致與相同，1曲柄寬度影響系數(shù)，2曲柄厚度影響系數(shù)，3軸頸重疊度影響系數(shù)，4軸頸空心偏心距e的影響系數(shù)，5軸頸中鼓形減重孔影響系數(shù)。影響：由于形狀系數(shù)是在靜載荷作用下的應(yīng)力測(cè)定實(shí)驗(yàn)中求得的，它只反映了曲軸結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)曲軸在靜載作用下產(chǎn)生的圓角最大應(yīng)力的影響。曲軸這種應(yīng)力局部增高的現(xiàn)象，通常用形狀系數(shù)來(lái)描述。形狀系

8、數(shù)表示圓角半徑上最大實(shí)測(cè)應(yīng)力與根據(jù)曲軸結(jié)構(gòu)尺寸和載荷計(jì)算的名義應(yīng)力之比。因此，求取形狀系數(shù)的目的就是為了計(jì)算出曲軸的最大工作應(yīng)力。4 提高曲軸強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)措施及工藝措施答：結(jié)構(gòu)措施：加大軸頸重疊度。采用短行程是增加重疊度的有效方法，它比通過(guò)加大主軸頸來(lái)增加重疊度的作用大。軸頸重疊系數(shù)=(D1+D2)/S。加大過(guò)渡圓角。為了能增加半徑R，同時(shí)保證軸頸的有效承壓長(zhǎng)度，可采用曲軸沉割圓角。一般R/D=0.050.07，當(dāng)R>0.07D時(shí)，隨R的增加，使應(yīng)力集中減少已不明顯。采用空心軸頸。若以提高曲軸彎曲強(qiáng)度為主要目標(biāo)，采用主軸頸為空心的半空心結(jié)構(gòu)就行了。若要同時(shí)減輕曲軸的重量和減小曲柄銷的離心力

9、，從而降低主軸承負(fù)荷，則宜采用全空心結(jié)構(gòu)。一般空心度d/D=0.4左右效果最好。卸載槽。適當(dāng)?shù)剡x擇槽的形狀，邊距L、槽深1、圓角R及張角，在相同載荷條件下，可使曲柄銷圓角最大應(yīng)力2max值有所降低，如把空心和卸載結(jié)合起來(lái)就能得到較佳曲拐結(jié)構(gòu)。工藝措施：圓角滾壓強(qiáng)化。圓角滾壓強(qiáng)化能提高疲勞強(qiáng)度，采用曲軸全部軸頸滾壓的方法可減少曲軸變形，使曲軸主軸頸的擺差在滾壓后保證在允許范圍內(nèi)。軸頸和圓角表面同時(shí)進(jìn)行淬火。為了提高曲軸頸表面的耐磨性，一般都用高周波電流感應(yīng)加熱的方法進(jìn)行表面淬火。采用專門的工藝措施，把圓角部分也一起淬硬，不僅提高耐磨性，而且使曲軸疲勞強(qiáng)度提高3050%。噴丸強(qiáng)化。它與滾壓強(qiáng)化方法

10、一樣，亦屬于利用冷作變形，在金屬表面上留下壓應(yīng)力，而且使表面硬度提高，從而提高曲軸疲勞強(qiáng)度的方法。氮化處理。氮化處理是一種化學(xué)熱處理強(qiáng)化金屬表面的方法。氮化處理后，由于氮的擴(kuò)散作用，在曲軸表面形成一層由氮化鐵及碳化鐵組成的化合層，它有極高的耐磨性并且抗咬合、耐腐蝕。5 設(shè)置飛輪的必要性，扭轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)必要性：在氣缸數(shù)目已定的情況下要減小曲軸回轉(zhuǎn)不均勻性就必須加大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，這就是裝置飛輪的主要目的。當(dāng)輸出扭矩大于阻力矩時(shí)，飛輪就將多余的功吸收而使轉(zhuǎn)速略增；當(dāng)阻力矩大于輸出扭矩時(shí)，飛輪則將其儲(chǔ)存的能量放出，此時(shí)飛輪的動(dòng)能減小，而發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速略減。可見(jiàn)飛輪是一種動(dòng)能儲(chǔ)存器，它起著

11、調(diào)節(jié)曲軸轉(zhuǎn)速變化穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的作用。用扭矩不均勻系數(shù)來(lái)判斷發(fā)動(dòng)機(jī)合成扭矩的均勻程度，=(Mmax-Mmin)/(M)m，式中Mmax為輸出扭矩曲線的最大值，Mmin為輸出扭矩曲線的最小值，(M)m為輸出扭矩曲線的平均值。=(max-min)/m2(max-min)/ (max+min)，稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)，或稱變速率。m為平均角速度，max與min為最大和最小曲軸角速度。第六章 連桿組設(shè)計(jì)1 連桿的工作條件和設(shè)計(jì)要求，大小頭載荷的構(gòu)成，分布及危險(xiǎn)截面答：工作條件：連桿小頭與活塞銷一起作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，連桿大頭和曲軸一起作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。連桿體既有上下運(yùn)動(dòng)，還有左右擺動(dòng)，作復(fù)雜的平面運(yùn)動(dòng)。連桿的基本載荷

12、是拉伸和壓縮。最大拉伸載荷出現(xiàn)在進(jìn)氣沖程開始的上止點(diǎn)附近，最大壓縮載荷出現(xiàn)在膨脹沖程開始的上止點(diǎn)附近。由于細(xì)長(zhǎng)桿件，附加有彎曲應(yīng)力和彎矩。設(shè)計(jì)要求：連桿主要承受氣體壓力和往復(fù)慣性力所產(chǎn)生的交變載荷，因此在設(shè)計(jì)中首先保證連桿具有足夠的疲勞強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)剛度。對(duì)強(qiáng)化程度不高的發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，剛度比強(qiáng)度更重要。為了在盡可能輕巧的結(jié)構(gòu)下保證足夠的剛度和強(qiáng)度，必須選用高強(qiáng)度的材料，合理的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸，采取提高強(qiáng)度的工藝措施等。小頭載荷構(gòu)成分布：(a)襯套過(guò)盈裝配及溫升產(chǎn)生的小頭應(yīng)力：外表面ao=2pd²/(D1²-d²)，內(nèi)表面io=p(D1²+d²)/(D1

13、²-d²)。(b)由拉伸載荷所引起的小頭應(yīng)力：拉伸載荷Pj在小頭上半圓周產(chǎn)生的均布徑向載荷p=Pj/2B1rm，B1、rm各為小頭寬度及平均半徑。應(yīng)力分布與角大小有關(guān)，但大致趨向不變。內(nèi)表面應(yīng)力i最大值一般出現(xiàn)在=90°處，外表面應(yīng)力a的最大值一般出現(xiàn)在=處，增大的同時(shí)，最大應(yīng)力值增長(zhǎng)。(c)由壓縮載荷所引起的小頭應(yīng)力，壓縮載荷中的大部分直接壓在桿身上，并不在小頭中引起應(yīng)力，只有一小部分載荷使小頭變形。危險(xiǎn)截面：固定角斷面m-n是連桿小頭強(qiáng)度最薄弱處，而且多數(shù)情況下，外側(cè)纖維上的m點(diǎn)的應(yīng)力變化幅值最大，因而也最危險(xiǎn)。但有時(shí)是內(nèi)側(cè)纖維上的n點(diǎn)最危險(xiǎn)。大頭載荷構(gòu)成與分

14、布：大頭的重量產(chǎn)生的離心力使連桿軸承主軸承負(fù)荷增大、磨損加劇。有時(shí)為此而不得不增大平衡重。H3過(guò)小時(shí)，連桿螺栓頭或螺帽的支撐面過(guò)渡圓角處易成為薄弱環(huán)節(jié)，會(huì)因應(yīng)力集中而成為疲勞裂紋的發(fā)源地。斜切口連桿當(dāng)承受慣性力拉伸時(shí)，沿連桿體與連桿蓋結(jié)合面方向作用著很大的橫向力Pt=Psin，使連桿螺栓承受較大剪力。平切口和斜切口的危險(xiǎn)截面都是取在過(guò)連桿軸線的截面上。2 連桿各部分疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)計(jì)算方法答：連桿小頭的疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)固定角斷面m-n是連桿小頭強(qiáng)度最薄弱處，危險(xiǎn)點(diǎn)的極限應(yīng)力：m點(diǎn)：max=ao+aj，min=ao+ac；n點(diǎn)：max=io+ic，min=io+ij(當(dāng)ij<0)或io(當(dāng)

15、ij>0)。應(yīng)力幅a=(max+min)/2，平均應(yīng)力m=(max-min)/2，安全系數(shù)n=-1z/(a/+m)，其中角系數(shù)=(2-1-0)/ 0。連桿桿身的疲勞安全系數(shù)兩個(gè)平面內(nèi)的安全系數(shù)nx、ny應(yīng)分別求取，但計(jì)算公式仍為n=-1z/(a/+m)，=(2-1-0)/ 0。3說(shuō)明連桿螺栓和大頭負(fù)荷變化的關(guān)系，以及確定預(yù)緊力的方法答：設(shè)螺栓抗拉剛度為c1，大頭抗壓強(qiáng)度為c2，在預(yù)緊力P0作用下，螺栓拉伸變形01，大頭相應(yīng)壓縮變形為02，關(guān)系：工作時(shí)，在慣性力pj作用下，螺栓被進(jìn)一步拉長(zhǎng)，而大頭彈性壓縮變形量減少，工作時(shí)螺栓承受的最大載荷僅為預(yù)緊力P0與部分工作載荷pj之和，而不是預(yù)緊力

16、P0與工作載荷pj的直接疊加。Pmax= P0+ pj= P0+ pj, 為螺栓連接的基本載荷系數(shù)，= c1/(c1+c2)，取決于連桿螺栓和連桿大頭剛度之比，其他條件不變，螺栓剛度增大導(dǎo)致螺栓動(dòng)負(fù)荷加大。對(duì)應(yīng)一定的預(yù)緊力，有一臨界工作載荷，此時(shí)對(duì)應(yīng)連桿大頭接和面間壓力為零。若最大工作載荷超過(guò)此值，接和面就會(huì)脫開，使螺栓應(yīng)力幅增大，同時(shí)接和面互相沖擊，最后導(dǎo)致螺栓疲勞破壞。所以應(yīng)使P0 = P0-(1-) pj= P0-(0.750.80) pj>0確定預(yù)緊力的方法：通過(guò)用扭力扳手控制預(yù)緊力矩M來(lái)間接控制P0可靠的辦法是在裝配時(shí)用百分表等精確測(cè)量螺栓的與變形量01，直接控制預(yù)緊力P0“塑

17、性區(qū)域旋轉(zhuǎn)角度擰緊法”。4 連桿大頭的部分形式，各種部分的特點(diǎn)答：平切口。連桿大頭具有較大的剛度，軸承孔受力變形小，制造費(fèi)用低。斜切口。增大兩個(gè)螺栓之間的距離，連桿大頭結(jié)構(gòu)的剛度及緊湊性變差。連桿螺栓承受較大剪力，必須采用能承受較大剪力的定位元件，才能保證工作可靠。5 提高連桿螺栓疲勞強(qiáng)度的措施答：首先致力于降低螺栓應(yīng)力幅a努力減少螺栓各處的應(yīng)力集中為了提高螺栓強(qiáng)度，把螺紋的頭幾牙車成10°15°的倒角設(shè)計(jì)平切口連桿的螺栓頭部形狀時(shí)，應(yīng)保證擰緊螺母使螺栓不會(huì)跟著轉(zhuǎn)，使得拆裝方便采用合理的工藝方法對(duì)于提高連桿螺栓的疲勞強(qiáng)度也有很大作用。第七章 內(nèi)燃機(jī)滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)1 軸承工作條

18、件和軸瓦工作面減磨合金材料的主要要求有哪些？軸瓦工作條件對(duì)軸瓦有何要求？答：軸承工作條件：軸承承受交變載荷會(huì)在合金層內(nèi)形成疲勞應(yīng)力狀態(tài)，易使合金層產(chǎn)生微小裂縫，合金層易產(chǎn)生疲勞剝落。軸承與軸頸之間被一層邊界油膜所隔開，一旦邊界油膜破裂，金屬材料可能直接接觸，發(fā)生固體干摩擦造成強(qiáng)烈磨損，甚至表面熔化，互相咬粘在一起，這是軸承損壞的根源。長(zhǎng)時(shí)間工作，使發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油不斷被氧化變質(zhì)，形成有機(jī)酸，對(duì)軸承表面產(chǎn)生腐蝕作用。油中機(jī)械雜質(zhì)積累，使軸承和軸頸表面遭受擦傷。連桿和曲軸制造有誤差，工作中還可能發(fā)生變形，使軸承與軸頸之間產(chǎn)生局部的負(fù)荷集中，影響軸承的正常工作。軸瓦工作面減磨合金材料的主要要求：有足夠的機(jī)

19、械強(qiáng)度，首先是指減磨材料的疲勞強(qiáng)度。減磨材料在交變負(fù)荷反復(fù)作用下，會(huì)出現(xiàn)細(xì)微的疲勞裂紋，并向縱深發(fā)展，至與鋼背接和面附近便轉(zhuǎn)向橫向發(fā)展，最終導(dǎo)致減磨層剝落，所以要有足夠的疲勞強(qiáng)度，另外，減磨材料還應(yīng)有足夠的耐熱性，即較高的熱硬度和熱強(qiáng)度。有足夠的減摩性能，一般包括抗咬粘性、順應(yīng)性和嵌藏性等?？挂д承允侵府?dāng)軸承油膜由于某種原因遭到破壞時(shí)，軸承材料不擦傷和咬死軸頸的能力，這與減磨材料對(duì)潤(rùn)滑油的親和力有關(guān)?？挂д承院玫妮S頸的磨損就小。順應(yīng)性指軸承副有幾何形狀偏差和變形時(shí)克服邊緣負(fù)荷從而使負(fù)荷均勻化的性能，順應(yīng)性好的軸瓦磨合快。嵌藏性指以微量塑性變形吸收混在機(jī)油中的外來(lái)異物顆粒而不擦傷軸頸的性能。良好

20、的耐腐蝕性。采用耐腐蝕性好的軸承材料，可以降低對(duì)機(jī)油抗氧化性的要求，否則就要求采用加有防腐蝕堿性添加劑的優(yōu)質(zhì)潤(rùn)滑油，提高使用成本。足夠的結(jié)合強(qiáng)度。減磨合金層應(yīng)與鋼背結(jié)合牢固，不僅不會(huì)因沿結(jié)合面可能作用的剪切力而脫殼，而且不因由溫度升高而產(chǎn)生的熱應(yīng)力而脫殼。2 軸瓦表面的幾何形狀，何為自由彈勢(shì)，如何標(biāo)注過(guò)盈？答：幾何形狀：普通的是正確的圓柱形回轉(zhuǎn)雙曲面軸承(軸向變厚度軸瓦)。高強(qiáng)化輕型柴油機(jī)由于對(duì)重量限制極嚴(yán)，曲軸不可能用加大直徑的方法保證承壓面積和彎曲剛度。這時(shí)，比壓高用強(qiáng)化軸頸表面和采用高強(qiáng)度軸承來(lái)解決。而易于導(dǎo)致邊緣負(fù)荷的彎曲變形問(wèn)題，可用回轉(zhuǎn)雙曲面軸承來(lái)適應(yīng)。橢圓軸承(徑向變厚度軸瓦)。

21、把軸瓦做成中間厚，兩端薄，工作時(shí)就可使得在負(fù)荷最大的方向仍有不大的間隙，而在負(fù)荷較小的方向則有較大的間隙，這有利于增大流經(jīng)軸承的油量，改善散熱，同時(shí)消除了在慣性力作用下，由于水平方向縮小而使軸承沖擊軸頸的現(xiàn)象。自由彈勢(shì)：為了使軸瓦在裝配時(shí)正確定位，并緊密地與軸承座孔貼合，軸瓦在自由狀態(tài)下并非呈真正的半圓形，彈開的尺寸比直徑稍大些，超出量稱為自由彈勢(shì)s。標(biāo)注過(guò)盈：軸瓦的工作圖上是以公差的形式給出(d0/2)+umax-umin及試驗(yàn)力P0來(lái)標(biāo)注軸瓦過(guò)盈量的。過(guò)盈的測(cè)量：用淬火鋼制成剛度很大的檢驗(yàn)座，座內(nèi)加工有直徑等于軸承座孔內(nèi)徑上限值d0的半圓孔，瓦放入座內(nèi)，一端用擋塊頂死，另一端施以試驗(yàn)力P0

22、，這時(shí)軸瓦產(chǎn)生壓縮變形v，然后測(cè)量軸瓦比檢驗(yàn)座對(duì)口面的高出量u，再求出軸瓦在試驗(yàn)力P0作用下的縮短量v，軸瓦的半圓周過(guò)盈量h也就能求得，h=u+v。3 軸承負(fù)荷能力是怎樣構(gòu)成的，*的物理意義是什么？答：軸承負(fù)荷能力由旋轉(zhuǎn)作用負(fù)荷能力和擠壓作用負(fù)荷能力構(gòu)成。*=w+s-20，稱為非定常軸承的有效角速度，表示軸頸、軸承相對(duì)于油楔運(yùn)動(dòng)的角速度之和。*越大，所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)油膜壓力越大，*=0時(shí)相當(dāng)于軸頸、軸承與油楔相對(duì)靜止，不能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)油膜壓力。4 軸心軌跡計(jì)算的意義何在？答：可作為判斷軸承實(shí)現(xiàn)液體潤(rùn)滑情況的重要依據(jù)；由軌跡曲線圖可找出一個(gè)工作循環(huán)中最小的最小油膜厚度值(hmin)min及其延續(xù)時(shí)間(圖

23、中A區(qū))。其中(hmin)min應(yīng)小于由發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)剛度、工藝水平(加工的幾何精度及表面光潔度)等確定的許用值hmin。至于(hmin)min延續(xù)的時(shí)間允許多長(zhǎng)，取決于(hmin)min值的大小，如(hmin)min很小，只有當(dāng)持續(xù)時(shí)間極短時(shí)，才不會(huì)有多大危險(xiǎn)。幫助分析研究軸承損壞原因，改進(jìn)設(shè)計(jì)。圖中C區(qū)表示軸心因高速向心運(yùn)動(dòng)使油楔中出現(xiàn)局部真空，形成氣泡，至軸心高速離心運(yùn)動(dòng)，氣泡破裂，突然放出很高的爆破壓力，擊壞合金表面造成穴蝕。D區(qū)出現(xiàn)軸心多次高速離心運(yùn)動(dòng)，油膜壓力峰值劇增，可至軸承平均比壓的10倍以上，造成合金疲勞剝落，出現(xiàn)以上不利于軸承工作的情況，就應(yīng)首先改進(jìn)設(shè)計(jì)，取得新的軸承負(fù)荷圖，力

24、求得到對(duì)軸承工作有利的軌跡曲線。合理布置油孔、油槽位置，使?jié)櫥凸?yīng)通暢。如圖中B區(qū)負(fù)荷輕，軸承應(yīng)在該處開油孔或油槽。同理，根據(jù)孔心軌跡圖可以確定軸頸上的油孔、油槽位置。實(shí)現(xiàn)軸承潤(rùn)滑的最佳設(shè)計(jì)。改變直接影響軸承工作能力的因素，如軸承間隙、粘度、軸承寬徑比等，做出軸心軌跡圖進(jìn)行比較，找出最佳的、等。此外，還可改變影響軸承負(fù)荷圖的各因素，能找到比較合理的軸心軌跡。第八章1 活塞的工作條件和設(shè)計(jì)要求有哪些？機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)著重解決的問(wèn)題是什么？答：2 如何提高頭部及第一環(huán)的工作可靠性？3 群部變形受哪些因素影響？銷孔縱橫位置的確定4 銷和銷座的設(shè)計(jì)重點(diǎn)是什么？其破壞發(fā)生在什么地方？5 環(huán)的密封吉利，環(huán)的彈力

25、，應(yīng)力與結(jié)構(gòu)參數(shù)有什么關(guān)系？6 活塞環(huán)存在哪些運(yùn)動(dòng)，如何提高環(huán)的顫動(dòng)能力？第九章1 機(jī)體的結(jié)構(gòu)形式有哪些？其特點(diǎn)如何？答：平底式。底面與曲軸軸線基本平齊，高度小，重量輕，但相對(duì)來(lái)說(shuō)剛度都比較差，油底殼很深，沖壓困難龍門式。底面比曲軸軸線低(0.61.0)D，由于機(jī)體總高度增大，在縱向平面中的彎曲剛度和繞曲軸軸線的扭轉(zhuǎn)剛度顯著提高。同時(shí)，機(jī)體底面可以以一個(gè)完整的平面與油底殼相配，密封比較簡(jiǎn)單隧道式。主軸承孔不可分割的機(jī)體，這種機(jī)體具有最好的剛度，但它的重量比龍門式機(jī)體重，因大直徑滾動(dòng)軸承圓周速度很大，提高柴油機(jī)轉(zhuǎn)速受到了限制，這種機(jī)體的油底殼結(jié)合面的密封最為簡(jiǎn)單。2 缸套的結(jié)構(gòu)形式有哪些？其特點(diǎn)

26、如何？答：干式氣缸套。干式氣缸套是在氣缸內(nèi)壓入一個(gè)具有較高耐磨性的薄壁套筒，它的壁厚目前有減薄的趨勢(shì)，已減薄至1.01.5mm，并且用鋼管拉制而成，其工作面鍍鉻。氣缸體的上壁和下壁之間不僅通過(guò)水套外壁，而且還通過(guò)水套內(nèi)壁連成一個(gè)強(qiáng)有力的結(jié)構(gòu)，所以干缸套的機(jī)體比濕缸套的機(jī)體大濕式氣缸套。濕缸套由于冷卻好、更換方便、制造容易，雖然它要求機(jī)體有更大的剛度，但采用濕缸套以后，可以使機(jī)體的造型和清砂比較簡(jiǎn)便，通過(guò)合理的布置加強(qiáng)筋的辦法可以提高機(jī)體的剛度。3 氣缸的磨損機(jī)理，磨損圖，及提高耐磨性的措施答：磨料磨損。由于吸入的空氣中混有塵埃，機(jī)油中有積碳、金屬磨屑等外來(lái)堅(jiān)硬雜質(zhì)，形成磨料，附著于氣缸鏡面，引

27、起了氣缸的磨損，磨料粒子在氣缸鏡面造成了平行于氣缸軸線的拉痕，個(gè)別粗大的磨料也會(huì)留下粗大的拉傷，俗稱拉缸腐蝕磨損。燃燒過(guò)程中產(chǎn)生許多酸性物，當(dāng)冷卻水溫度較低及低溫啟動(dòng)頻繁時(shí)，燃燒生成物中的酸性物和水蒸氣極易凝結(jié)在氣缸表面上，如果氣缸上的潤(rùn)滑油膜不足，酸性物與氣缸鏡面金屬直接接觸，就會(huì)對(duì)氣缸進(jìn)行腐蝕熔著磨損。當(dāng)氣缸與活塞在潤(rùn)滑不良情況下滑動(dòng)時(shí)，兩者有極微小部分金屬面直接接觸，摩擦形成局部高熱，使之熔觸粘著、脫落，逐步擴(kuò)大即產(chǎn)生熔著磨損。提高耐磨性的措施：合理選用材料。經(jīng)常在低溫啟動(dòng)，冷卻水低于80°C，以及經(jīng)常在低負(fù)荷、中低速運(yùn)轉(zhuǎn)的車用內(nèi)燃機(jī)，氣缸套以腐蝕性磨損為主，宜用奧氏體鑄造，但

28、奧氏體鑄鐵很貴，同時(shí)抗磨料磨損性能不好，為了節(jié)約貴重材料，可以只在汽缸上部1/31/4長(zhǎng)度上鑲半節(jié)缸套缸套加工必須精確。為了保證氣缸表面工作耐久，必須加工精確，氣缸精度必須在2級(jí)以上，當(dāng)氣缸直徑D=75150mm時(shí)，其不圓柱度一般不應(yīng)超過(guò)0.0120.035mm，缸徑小時(shí)取下限值，否則氣缸與活塞接觸不良，磨損加劇缸套表面處理。缸套的表面處理主要有鍍鉻、高溫淬火、磷化處理和氮化等，鍍鉻鋼套硬度高，耐磨性好，熔著磨損少。磷化處理能改善磨合過(guò)程，防止拉缸，能提高耐磨性、抗腐蝕性能。氮化有氣體氮化和軟氮化制定合理的磨合規(guī)范。磨合規(guī)范必須綜合考慮磨合運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間和負(fù)荷的合理分配，以便在磨合時(shí)期摩擦表面得到充

29、分的磨合磨損，并較快的達(dá)到良好的貼合使用條件。潤(rùn)滑油應(yīng)選用熱穩(wěn)定性好，油膜強(qiáng)度高，不易膠結(jié)的；燃油應(yīng)選用硫分和水分少的。要盡可能避免頻繁的冷啟動(dòng)或低溫運(yùn)轉(zhuǎn)改善缸套的設(shè)計(jì)。活塞裙部要采用合理的橢圓形和桶形結(jié)構(gòu)，缸套上部的凸肩形狀要合理，尺寸要適當(dāng)。4 濕缸套的穴蝕發(fā)生在什么部位及防止措施答：在以下三個(gè)區(qū)域內(nèi)易產(chǎn)生穴蝕：連桿擺動(dòng)平面的兩側(cè)，缸套中上部及下部聚集如帶狀的深孔群，而且在活塞主推力面一側(cè)穴蝕較為嚴(yán)重在進(jìn)水口處及水流轉(zhuǎn)彎處孔洞聚集，使振動(dòng)和水力共同作用下產(chǎn)生的穴蝕在支撐及上下配合密封凸肩處產(chǎn)生細(xì)小穴蝕，呈蠕蟲形、條溝狀凹坑，或者不規(guī)則的環(huán)形凹坑，嚴(yán)重時(shí)會(huì)形成裂紋。防止措施：減小缸套的振動(dòng)。

30、缸套振動(dòng)的加速度愈大，穴蝕愈大。為了減小穴蝕，必須減小振動(dòng)。主要措施有：減小活塞和氣缸間的配合間隙。間隙大時(shí)，活塞對(duì)缸套的沖擊力也大，缸套的震動(dòng)也大采用偏置活塞銷。為了改善活塞運(yùn)轉(zhuǎn)的平順性，減小活塞在改變側(cè)向力方向時(shí)對(duì)氣缸的沖擊力，將銷座位置相對(duì)于活塞主推力面偏移1.54mm提高缸套的剛度。適當(dāng)?shù)脑黾痈滋椎谋诤?，把缸套下支承適當(dāng)?shù)南蛏弦苿?dòng)，增加缸套的支承剛度，可以減小缸套的振動(dòng)適當(dāng)減小缸套與氣缸體間的配合間隙。缸套上下定位帶與氣缸體的配合間隙，往往引起缸套的振動(dòng)，產(chǎn)生嚴(yán)重的穴蝕?？刂茪馀莸男纬?。應(yīng)使水流沿氣缸套壁切線方向進(jìn)入水套，再繞氣缸套外壁呈螺旋上升。進(jìn)水口在水平方向的寬度不大于水套空間的

31、徑向?qū)挾?，冷卻水套寬度不低于10mm。提高缸套的抗穴蝕能力。合理選擇缸套材料。從穴蝕產(chǎn)生的原因出發(fā)，耐穴蝕性能要求缸套材料應(yīng)具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和盡可能少的表面裂紋及氣孔。它的金相組織結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)均勻，且應(yīng)有熱穩(wěn)定性及抗腐蝕性，其表面硬度要高合理選擇熱處理工藝。缸套的熱處理溫度對(duì)穴蝕也有影響，鑄鐵缸套在600°C一下低溫退火，只要不出現(xiàn)金相組織變化，就不會(huì)使耐穴蝕性能降低。高溫退火可以導(dǎo)致鐵素體形成，析出石墨，并使耐穴蝕性好的片狀滲碳體變?yōu)槟脱ㄎg性差的球狀滲碳體，而且淬硬狀態(tài)比鑄態(tài)更易受穴蝕缸套外表面處理。對(duì)缸套外表面鍍鉻、鍍鎘和噴鍍陶瓷可以對(duì)表面起保護(hù)作用改善冷卻水的性質(zhì)。在冷卻水中加入

32、抗穴蝕物質(zhì)可以改善缸套的抗穴蝕能力。當(dāng)柴油機(jī)冷卻系中發(fā)生顯著的電化腐蝕作用時(shí)，可以在冷卻水中加入重鉻酸鹽添加劑。5 缸蓋的破壞主要發(fā)生在什么部位，以及產(chǎn)生機(jī)理，熱強(qiáng)度的意義何在？答：大部分缸蓋的損壞是缸蓋底板表面發(fā)生裂紋。裂紋產(chǎn)生的機(jī)理如下：底板火力面溫度高于其冷卻面的溫度，所以熱脹冷縮受到限制，火力面發(fā)生強(qiáng)烈的壓縮應(yīng)力，冷卻面受到了很大的拉伸作用。在高溫條件下，材料的彈性極限下降，發(fā)生了塑性變形，壓縮應(yīng)力有所下降。當(dāng)內(nèi)燃機(jī)停車后，壓縮應(yīng)力已全部消失。當(dāng)溫度繼續(xù)下降到環(huán)境溫度時(shí)，表面出現(xiàn)殘余拉伸應(yīng)力。裂紋能否發(fā)生，取決于此拉伸應(yīng)力的大小。如果局部地區(qū)溫度超過(guò)允許值愈多，運(yùn)行時(shí)間愈長(zhǎng)，殘余拉伸應(yīng)

33、力第十章1何為氣門開度斷面豐滿系數(shù)，何為氣門升程豐滿系數(shù)？答：對(duì)于同樣大小的氣門來(lái)說(shuō)，可以用平均通過(guò)斷面fm對(duì)最大通過(guò)斷面fmax之比來(lái)表征其通過(guò)能力，這個(gè)比值稱為時(shí)間-斷面豐滿系數(shù)f，f=fm/fmax，fmax=Hcos(dh+0.5Hsin2)，H為氣門最大升程。氣門升程曲線豐滿系數(shù)h=hm/H，hm為在進(jìn)、排氣門開啟持續(xù)角i、e內(nèi)的氣門平均升程，即2 凸輪外形的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮哪些要求？答：所設(shè)計(jì)的凸輪外形應(yīng)保證凸輪從動(dòng)件具有良好的加速度變化規(guī)律加工精度能保證所設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律實(shí)現(xiàn)根據(jù)給定的基本參數(shù)先制訂出理想的氣門運(yùn)動(dòng)規(guī)律，特點(diǎn)是加速度曲線的連續(xù)性，有盡可能大的氣門通過(guò)能力，較好的配氣機(jī)構(gòu)動(dòng)力

34、性能等在凸輪外形設(shè)計(jì)中，應(yīng)進(jìn)行配氣凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)的計(jì)算凸輪外形除了需要能保證氣門開啟時(shí)間斷面足夠，加速度大小及變化符合要求的所謂基本工作段以外，還應(yīng)有緩沖段。3 為何要設(shè)置緩沖段，兩種緩沖段有何特點(diǎn)？答：原因：在不同的內(nèi)燃機(jī)工作溫度下，氣門機(jī)構(gòu)零件會(huì)有不同的伸縮，在氣門機(jī)構(gòu)傳動(dòng)鏈中必須留有一定間隙，由于這個(gè)間隙存在，挺柱與氣門的運(yùn)動(dòng)便不能同步，挺柱總是以較大的加速度從零速開始運(yùn)動(dòng)的，落座也同樣，當(dāng)氣門與運(yùn)動(dòng)件脫開自行落座時(shí)，也帶有很大的末速度。這些都將在氣門桿尾端面或氣門座密封面產(chǎn)生強(qiáng)烈沖擊，發(fā)出噪音，為避免上述缺點(diǎn)，凸輪外形除基本工作段外還應(yīng)有緩沖段緩沖段保證從動(dòng)件從剛開始運(yùn)動(dòng)這一段升程內(nèi)，

35、至少在克服氣門間隙以及壓縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，并產(chǎn)生靜變形至氣門開始升起以前，一直保持較小的速度，使氣門開始升起和落座的速度能低于所允許的數(shù)值這樣的凸輪外形既保證了原設(shè)計(jì)提出的氣門最大升程、氣門運(yùn)動(dòng)規(guī)律和最佳配氣定時(shí)，還能由于挺柱的運(yùn)動(dòng)速度總是保持很小，而使氣門在始升或落座時(shí)的速度得到了控制，防止了強(qiáng)烈沖擊。4 圓弧凸輪，高次方凸輪有何優(yōu)缺點(diǎn)？答：圓弧凸輪(等加速-等減速凸輪)能達(dá)到的時(shí)間斷面最大，有利于改善充氣性能，但加速度突變，配氣機(jī)構(gòu)工作平穩(wěn)性會(huì)較差；高次多項(xiàng)式凸輪則正好相反，其加速度曲線光滑程度高，配氣機(jī)構(gòu)工作平穩(wěn)性容易得到保證，但升程曲線豐滿系數(shù)相對(duì)較低。顯然，前者適用于轉(zhuǎn)速較低的發(fā)動(dòng)機(jī)，后者適用于轉(zhuǎn)速較高的發(fā)動(dòng)機(jī)、對(duì)配氣機(jī)構(gòu)工作平穩(wěn)性要求較高的發(fā)動(dòng)機(jī)中。5 影響配氣機(jī)構(gòu)震動(dòng)有哪些因素？答：配氣機(jī)構(gòu)系統(tǒng)與所有振動(dòng)系統(tǒng)一樣，震動(dòng)的激烈程度應(yīng)取決于系統(tǒng)固有頻率與激發(fā)力頻率間的關(guān)系。如其余條件相同，則當(dāng)機(jī)構(gòu)的固有振動(dòng)頻率提高時(shí)，一般均能使氣門落座平穩(wěn)，運(yùn)動(dòng)鏈脫離次數(shù)減少，甚至完全消除脫離，而對(duì)配氣機(jī)構(gòu)固有頻率影響