内燃机设计答案

1-7.内燃机仿真设计手段主要有那些？

三维实体造型设计，气体、液体流动分析，冷却水温度场分析，配气相位性能优化，

喷雾模拟，燃油喷射模拟，燃烧模拟，振动模拟分析，噪声仿真，整机性能一维仿

真等。

1-10. 发动机工程数据库在内燃机开发设计中有何重要作用？

答：由于目前的内燃机设计方法一半要用经验设计结合理论计算的模式，因此工程数据库可以使设计者更快更好的设计出符合要求的内燃机。

1-11.已知某轿车4缸汽油机采用自然吸气方式，每缸4气门，设计转速是6000r/min，气缸直径D=86mm，活塞行程S=90mm，试确定该发动机的标定功率，最大扭矩和最大扭矩对应的转速。

答：首先计算活塞平均速度，再根据发动机的类型和用途，利用表1-6选定平均有效压力，然后利用公式1-1计算标定功率和标定转速扭矩。根据表1-2确定发动机的扭矩适应系数和转速适应系数，进而初步确定最大扭矩和最大扭矩转速。

2-3.推导单缸发动机连杆力、侧向力、曲柄切向力和径向力的表达式，并证明翻倒力矩与输出力矩大小相等方向相反。

答：

侧向力FN，连杆力FL，曲柄切向力Ft，径向力Fk

FN = FL tanβ, FL = p/cosβ ，Ft = FL sin(α+β) = sin(α+β)，Fk = FL cos(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 = F r

翻倒力矩M′= - FN* h = -Ftanβr= - F r= - F r

2-4.曲轴主轴颈的积累转矩如何计算，连杆轴颈转矩如何计算？如果已知一个四冲程四缸机，发火顺序1－3－4－2，试求第四主轴颈转矩和第四拐连杆轴颈转矩。

答：求某一主轴颈的转矩，只要把从第一拐起到该主轴颈前一拐的各单缸转矩叠加起来即可。叠加时第一要注意各缸的工作相位，第二要遵循各缸转矩向后传递的原则。

求连杆轴颈转矩，根据转矩向后传递的原则，Mqi应该是前一个主轴颈上的积累转矩Mzi 与作用在本曲柄销上的切向力所引起单缸转矩的一半。

此四冲程四缸机的发火顺序为1-3-4-2，由此可得

第一主轴颈所受转矩M0，1 = 0

第二主轴颈所受转矩M1，2 = M1（α）

第三主轴颈所受转矩M2 ，3= M1，2 + M1（α+ 180o）

第四主轴颈所受转矩M3，4 = M2，3 + M1（α+ 540o）

第五主轴颈所受转矩M4，5= M3，4 + M1（α+ 360o）=

以上是以四缸机的曲轴主轴颈的积累转矩。

Mq1 = Ft r = M1(α)，Mq2 = M1,2 + M1(α+ 180o)

Mq3 = M2,3 + M1(α+ 540o)，Mq4 = M3,4 + M1(α+ 360o)

这些是四缸机的连杆轴颈转矩。

4-3.列出三质量扭转振动系统的自由振动方程。

5-6.写出高次多项式凸轮型线的表达式。

8-4.试结合公式说明活塞环的套装应力与工作应力的关系。

答：

所以最大工作应力，活塞环套装时必须使其内径大于活塞头部直径，此时端距应该为8t左右。即套装时端距的变形量为则最大套装应力：

8-10.确定活塞环装配端距△d的依据是什么？

答：装配端口距离△d：△d小，密封性好，但不能为零。从热膨胀考虑，要大于活塞环的周向线膨胀量