内燃机设计.docx

内燃机设计内燃机设计第一章1-1.副作用：（1）摩擦损失增加，机械效率ηm下降，活塞组的热负荷增加，机油温度升高，机油承载能力下降，发动机寿命降低。（2）惯性力增加，导致机械负荷和机械振动加剧、机械效率降低、寿命低。（3）进气流速增加，导致进气阻力增加、充气效率ηv下降。1-2.柴油机优点：1）燃料经济性好。2）因为没有点火系统，所以工作可靠性和耐久性好。3）可以通过增压、扩缸来增加功率。4）防火安全性好，因为柴油挥发性差。5）CO和HC的排放比汽油机少。汽油机优点：1）空气利用率搞，转速高，因而升功率高。2）因为没有柴油机喷油系统的精密偶件，所以制造成本低。3）低温启动性好、加速性好，噪声低。4）由于升功率高，最高燃烧压力低，所以结构轻巧，比质量小。5）不冒黑烟，颗粒排放少。1-4.不可以。对于汽油机能达到，但是柴油机不能。已知参数的设计条件，可得Vm=S*n/30=18m/s，高出了柴油机的Vm的设计上限13m/s,即使设计出来，也无法使柴油机正常工作。1-11.（见作业，找梦丽，哈哈）首先计算活塞平均速度（P14），再根据发动机的类型和用途，利用表1-6(P13)选定平均有效压力，然后利用公式1-1（P4）计算标定功率和标定转速扭矩。根据表1-2（P5）确定发动机的扭矩适应系数和转速适应系数，进而初步确定最大转矩和最大转矩对应的转速（P5）。第二章2-1.表达式：X=r[(1-cosα)+λ/4(1-cos2α)]=XⅠ+XⅡ;V=rω(sinα+sin2α*λ/2)=vⅠ+vⅡ;a=rω2(cosα+λcos2α)=aⅠ+aⅡ;用途：1）活塞位移用于P-φ示功图与P-V示功图的转换，气门干涉的校验及动力计算；2）活塞速度用于计算活塞平均速度Vm==18m/s，用于判断强化程度及计算功率，计算最大素的Vmax，评价汽缸的磨损；3）活塞加速度用于计算往复惯性力的大小和变化，进行平衡分析及动力计算。2-4.答：（此图为P33图2-5）侧向力FN，连杆力FL，曲柄切向力Ft，径向力FkFN=FLtanβ,FL=p/cosβ，Ft=FLsin(α+β)=sin(α+β)，Fk=FLcos(α+β)=cos(α+β)规定Ft与ω同向为正，Fk指向圆心为正，转矩顺时针为正。单缸转矩为M=FL*r=Fr翻倒力矩M′=-FN*h=-Ftanβr=-Fr=-Fr2-8.（P40-42）连杆轴颈的负荷与连杆轴承的负荷大小相等，方向相反。主轴颈的负荷与主轴承的负荷大小相等，方向相反。2-9.书P39.4（1）（2）（3）（4）。第三章3-3解：点火间隔角为A=（1）作曲柄图和轴测图=240°三拐曲轴一、二阶曲柄图和轴测图（2）做惯性力矢量图一阶惯性力二阶惯性力得到?????（3）做力矩图往复惯性力矩图旋转惯性力图旋转惯性力矩（4）采用用整体平衡法第四章4-1.定义：扭转振动是使曲轴各轴段间发生周期性相互扭转的振动，简称扭振。现象：1）发动机在某一转速下发生剧烈抖动，噪声增加，磨损增加，油耗增加，功率下降，严重时发生曲轴扭断。2）发动机偏离该转速时，上述现象消失。原因：1）曲轴系统由具有一定弹性和惯性的材料组成。本身具有一定的固有频率。2）系统上作用有大小和方向呈周期性变化的干扰力矩。3）干扰力矩的变化频率与系统固有频率合拍时，系统产生共振。4-2.弹性力矩M???C?,惯性力矩MI??I???M?=0，I?+C?=0此二阶线性齐次微分方程的解为：???sin(?et??)根据理论力学，得MI+????其中????arctan：?0?e??24-3.I1?1??C(1?1??2)I2?2?C1(?1??2)?C2(?2??3)4-5.1）当谐量的阶数为曲轴每一转中点火次数的整数倍时（k=2im/τ），该阶振幅矢量位于同一方向，可以用代数方法合成，该阶谐量称为主谐量。2）当k=(2m-1)i/τ时，各曲拐该阶力矩幅值作用在同一直线上，方向不同，称为次主谐量。??I3?3?C2(?2??3)??3）曲拐侧视图有q个不同方向的曲拐，则有qτ/2个相位图。4-6.曲轴固有频率与外界干扰力矩“合拍”，产生扭转共振的转速称为临界转速。共振时，kωt=ωe，则ωt=ωe/k,其中ωt为曲轴转动角频率。计算和分析扭转共振的三个条件为：①nk在发动机工作转速范围内，方能称为临界转速②一般只考虑摩托阶数k≤18的情况，因为k值太大时，对应的谐量幅值很小③一般只考虑前两阶或前三阶固有频率第五章5-6.（P122）xxxxxy?C0?C2()2?Cp()p?Cq()q?Cr()r?Cs()s?????p、q、r、s为设计变量。5-8.（P115）气门最大升程Hmax与气门直径d的关系应为Hmax/d=0.25。考虑到惯性载荷和活塞上止点时可能与气门发生干涉的问题，一般