某发动机机体热机疲劳及缸孔变形分析

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汽车维修技术——思考题答案

思考题答案第一章汽车零件的损伤1. 阐述汽车零件磨损的过程。

答：汽车零件从运行到报废的过程称为其正常运行的磨损过程。

一般将磨损过程分为三个阶段，即磨合阶段、稳定磨损阶段和剧烈磨损阶段。

2. 减少和预防汽车零件磨损的方法有哪些？答：（1）合理选用材料；（2）提高零件表面的硬度和减少粗糙度；（3）合理选择润滑剂。

3. 疲劳断裂分为几个过程？分别简述每一个过程。

答：零件疲劳断裂一般分为裂纹萌生（成核）阶段、疲劳扩展第一阶段、疲劳扩展第二阶段和瞬时断裂阶段。

（1）疲劳裂纹萌生（成核）阶段：萌生阶段尚无明确的定义，从微观角度看，显微裂纹尺寸达到1×10-3～2.5×10-2mm以前定为萌生阶段。

但在工程上是以裂纹扩展到0 .05～0 .08 mm以前为萌生阶段。

（2）疲劳裂纹的扩展：由于各晶粒的位向不同以及晶界的阻碍作用，随着裂纹向内的扩展，裂纹逐渐转向和主应力垂直的方向，疲劳破坏第一阶段多为穿晶破坏，而呈现为解理性质的羽毛金相结构。

另外，在有应力集中的情况下，不出现疲劳破坏第一阶段，而直接进入疲劳裂纹的第二阶段。

（3）瞬时断裂阶段：由于疲劳裂纹不断扩展，使零件的有效承载断面逐渐减小，使应力不断增加，当应力超过材料的断裂强度时，则发生瞬时断裂，而形成最后断裂区。

4. 汽车零件主要有那几种损伤形式？答：汽车零件的损伤按其产生的机理主要分为磨损、变形、蚀损和疲劳断裂4种失效形式。

第二章汽车的拆检1. 零件的检验方法主要包括哪些？答：（1）检视法；（2）测量法；（3）探测法。

2. 经过检验后的零件主要分几类？其定义分别是什么？答：汽车零件检验后，可根据《汽车修理技术标准》把零件分为：堪用、待修、报废3类：（1）堪用：指符合大修技术要求，可继续使用的零件；（2）待修：指经修理后可达到技术要求的零件；（3）报废：指不能修理或无修理价值的零件。

3. 汽车维修主要包括几种方法？答：汽车零件的修理一般遵循“以修为主、以换为辅”的原则，主要分为换件修理和原件修理2种基本方法：（1）换件修理：它是指以新件替换报废件，方法简单、迅速，适用于野战条件下抢修车辆。

汽轮机运行工况分析（八）热应力、热膨胀、热变形分析

汽轮机运行工况分析（八）热应力、热膨胀、热变形分析温馨提示：蓝色加粗字体为相关知识链接。

⒈汽缸膨胀：（【大修现场一】高中压缸部件认识）⑴变化原因：①负荷改变；②汽缸夹层或法兰加热装置阀门泄漏；③汽温变化；④滑销系统或轴承台板滑动面卡涩，汽缸突然胀缩；（什么是猫爪、横销、纵销、立销....汽缸的支承、膨胀和滑销系统）⑤汽缸保温脱落不全；⑥季节性的变化，冬季大雨夏季；⑦穿堂风的影响；⑧车肚挡风板不全。

⑵汽缸膨胀变化的影响：（汽轮机汽缸详解）①汽缸受热以后在长、宽、高几个方面都要膨胀，滑销系统的合理布置，满足了汽缸几个方向上的自由膨胀的要求，保证汽轮机与发电机，转子与静子部分以及轴承座中心一致，使汽缸在加热和冷却时不发生过大的应力和变形。

汽缸膨胀值的大小，取决于汽缸的长度和汽缸金属材料的线膨胀系数及汽缸金属温度。

对于高压汽轮机，因为其法兰宽度和厚度远远大于汽缸的厚度，所以汽缸膨胀值往往取决于法兰的平均温度，由于汽缸的金属温度的分布有一定的规律性，可以用调节级汽缸内壁的金属温度与汽缸膨胀的对应关系，便于对照分析。

②机组起动或增负荷，汽缸膨胀绝对值是决定升速或增负荷的重要参考指标。

因为有时汽缸膨胀因滑销系统活轴承台板滑动面卡涩而出现滞后现象。

如果该时单根据金属温度升高情况定升速、增荷是比较危险的。

汽缸膨胀滞后必将引起汽缸与转子的相对膨胀迅速上升，这时应加强对膨胀和机组振动的监视。

③汽缸膨胀方向根据汽缸的死点而定。

一般汽轮机都是向机头方向膨胀，汽缸左右侧膨胀必须注意均匀，对于使用夹层，法兰加热装置的机组，更须不断对照左右两侧膨胀值和金属两侧温差。

具有双层汽缸的机组，汽缸膨胀值主要是由外法兰的平均温度决定的。

④（附汽缸金属事故主要是变形和开裂）汽缸变形：影响汽轮机的安全经济运行，其表现形式是汽缸水平结合面因变形而漏汽，以及汽缸圆周发生变形而导致汽轮机中心变化。

为此在检修时不得不进行水平结合面的修刮和局部补焊（也可用热喷涂进行修复）以及重新调整汽轮机中心。

机械设计习题集及其答案解析

2-15．在应力变化中，如果周期、应力幅和平均应力有一个变化，则称为________。
A．稳定变应力
B．非稳定变应力
C．非对称循环变应力
D．脉动循环变应力
2-16．在静应力作用下，塑性材料的极限应力为_________。
A．σ B
B．σ S
C．σ 0
D．σ −1
2-17．已知 45 钢调质后的力学性能为：σ B = 620 MPa，σ S =350 MPa，σ −1 =280 MPa，σ 0 = 450 MPa，则ψ σ 为________。
自测题与答案
一、选择题
2-1．下列四种叙述中，________是正确的。
A．变应力只能由变载荷产生
B．变应力只能由静载荷产生
C．静载荷不能产生变应力
D．变应力也可能由静载荷产生
2-2．发动机连杆横截面上的应力变化规律如题 2-2 图所示，则该变应力的循环特性系数 r 为
________。
A．0.24
n i =1
⎜⎜⎝⎛
σi σ ad1
⎟⎟⎠⎞
m
ni
⋅ σ ad1
=
9
1 10 7
⎜⎜⎝⎛ ⎜⎝⎛
292.4 292.4
⎟⎞ 9 ⎠
×
3 ×104
+
⎜⎛ ⎝
268.6 292.4
⎟⎞ 9 ⎠
×
7
× 10 4
⎟⎞ ⎟⎠
⋅
292.4
= 166.4
MPa
则安全系数为： S = σ −1 = 250 = 1.502 = [S ]，疲劳强度刚好满足要求。 σ ca 166.4
疲劳强度满足要求。
例 2-2 某零件用 45Mn2 制造，材料的力学性能为：σ B = 900MPa，σ S = 750MPa，σ −1 = 410 MPa， ψ σ =0.25，kσ =1，εσ =0.85，β =0.8。问该零件受脉动循环变应力作用时，其极限应力σ 0C 为多少？

发动机缸孔变形试验及工艺分析

避免。
３．试验方法抽样缸体应清洁干燥，对抽样缸体及缸孔进行标
号，测量姿态为底面朝上，然后再用这几台缸体装配缸
盖及缸垫后再测量，在装配的时候采用装配线同样的装
２进行缸孔变形试验有助干分析故障原困．
拉缸是发动机常见故障之一，在理论上一般认为造
配设备，严格控制力矩大小。测量使用的设备是东京精
Ｍ
＿东风商用车发动机厂／陈国友
ｌ
｜
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＿
ｌ
发动机缸孔变形试验及工艺分
成拉缸问题的直接原因之一是配缸间隙不足，而配缸间
隙通过缸孔及活塞的公差控制是很容易保证的，但在装配线上装配缸盖和缸垫后，缸孔的圆柱度会发生很大的变化，而这个变化往往就是导致配缸间隙不足的直接原
装配前装配后
４０３５３Ｏ２５
２０１５
５７．３．７２
５９．３３
７６．２．７２
５９．３．５３
工艺分析及对策
在常规工艺上，通常精镗或珩磨缸孔的方法，是在
１号２号３（见图１）。
表
１号
（）装配前后缸孔中心直线度数据及对比图分别４
如表３及图４所示。
从缸孔的抽样圆柱度数据可以看出，缸体在生产线加工完成后，其圆柱度在５ｍ左右，但在装配后发生了五倍左右的增量，其大小已经超过了产品圆柱度００ｍｍ．１
动力总成制造
密生产的圆柱度测量仪，型号为７Ｇ５Ａ。
变化对比图（见图２），１０～１的顺序为从顶面到底端。

发动机曲轴疲劳案例

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第页
曲轴疲劳失效
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该曲轴运行了6000km后，在连杆颈和主轴颈之间的曲柄臂处发生了断裂。
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断口形貌分析
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裂纹源Ⅱ微观形貌
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断裂原因分析
疲劳裂纹源产生的主要原因一般是材质不良和加工不当。该曲轴的材质为经调质处理的球墨铸铁,其化学成分、金相组织和力学性能都符合设计要求。从机械加工来看,该曲轴连杆颈与曲柄臂相交的的圆弧加工质量太差。其圆弧的形状如图所示, 设计要求圆弧半径为R4,但经磨削后,形成两个半径为 2mm左右的小圆弧。
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曲轴圆弧形状
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断裂原因分析
根据曲轴的静态应力分析 ,连杆颈与曲柄臂过渡圆角处存在应力集中现象。在圆角半径正常的情况下 ,圆弧处的最大应力是轴颈中央截面处应力的 2~3.5倍。在图中曲轴圆弧半径减小,并有尖角存在的情况下,其应力集中将更为严重,致使该处成为疲劳断裂的裂纹源。
断口宏观形貌照片
宏观形貌示意图
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ห้องสมุดไป่ตู้
断口形貌分析
在断裂面上可见到两个疲劳裂纹源Ⅰ及Ⅱ ,分别产生在连杆轴颈和主轴颈的圆角处。由裂纹源Ⅰ产生的裂纹向a 区及b区扩展,扩展区隐约可见贝纹线（海滩花样）;由裂纹源Ⅱ 产生的裂纹向c区及d 区扩展,并逐渐与b区相连接, 使裂纹面扩大,最后导致曲柄臂在e区断裂。

汽车发动机教案

汽车发动机教案授课题⽬：绪论第⼀节汽车发动机零件的四种主要耗损形式授课计划： 1节授课⽅式：理论和实际授课⽬的及要求：1.掌握汽车发动机零件的主要耗损形式；2.了解维护作业的内容3.了解零件的拆卸原则及清洗⽅式教学重点：了解汽车发动机零件的耗损⽅式教学难点：了解维护汽车发动机零件教学⼯具：⿊板新课引⼊：汽车发动机的历史和发展趋势教学内容：绪论汽车发动机的零件在⼯作过程中，不可避免地要发⽣耗损。

其耗损的形式主要有：磨损，腐蚀，疲劳和变形等四类，其中磨损是最主要的⼀种耗损形式。

⼤约有80%的零部件是由于磨损尔报废的。

1.磨损相互运动的零件，其接触表⾯之间的摩擦会造成零件表⾯磨损，致使零件的尺⼨，形状和表⾯质量发⽣变化，配合特性变坏。

2.腐蚀⾦属零件表⾯常发⽣化学腐蚀。

其过程虽然是很慢的，但对零件的正常⼯作和使⽤寿命都有很⼤影响。

所以在⾦属表⾯⼀般都采⽤防腐措施。

3. 疲劳疲劳断裂是材料在交变载荷作⽤下产⽣的疲劳裂纹和发展⽽导致断裂的⼀种破坏现象。

如曲轴的裂纹与断裂与断裂，弹簧的拆断，滚动轴承的表⾯裂纹或局部点蚀等，多数是由于材料的疲劳引起的。

⼤修是应对区中进⾏探伤检测。

4.变形零件的变形形式主要有弯曲，扭曲，等。

特别是基础件的变形，如⽓缸体的变形，会严重影响发动机上有关零件的装配关系，降低发动机的修理质量和使⽤寿命。

零件的耗损失效是发动机需要加以修理的主要原因。

在修理作业中，通常采⽤更换新的零部件，或修复其中的⼀些重要零件，恢复它们的配合特性合⼯作能⼒。

发动机的维护合修理同任何机器⼀样，汽车发动机在投⼊使⽤后，也即投⼊了维护和修理的过程。

正确的使⽤维护合修理是保证⼀台制造质量良好的发动机正常⼯作的前提。

1.发动机的维护发动机的维护是指为维持其完好技术状况和⼯作能⼒⽽进⾏的作业。

维护的原则是：预防为主，定期检测，强制维护。

2.发动机的修理（1）发动机的修理⼯艺，发动机的修理级别分为⼩修和⼤修。

⼩修⼀般指⼀两个局部的修理；⼤修指全⾯修理，其修理⼯艺过程最具有代表性。

汽车排气岐管热机械疲劳CAE分析方法

械疲劳特性，依据一个直列四缸发动机排气歧管热一机械疲劳分析结果，合理改善热机械疲劳强度风险较高地方的结构设计，有效提升产品热机械疲劳强度和开发效率，降低产品设计中的耐久试验次数与成本。关键词：排气歧管；热机械疲劳；等效塑性；应变增量
中图分类号：ＴＫ４０２文献标识码：Ｂ文章编号：１０００—６４９４（２０１４）０１—００４５—０３
应用于产品设计，该技术方法能有效提升产品设计
图１分析设计流程
１ＣＦＤ分析
ＣＦＤ分析的目的是获得排气歧管在全速全负荷工况下循环变化的温度分布，歧管内、外表面的对流换热系数。
ＡｕｔｏｍｏｂｉｌｅＥｘｈａｕｓｔＭａｎｉｆｏｌｄＴＭＦＣＡＥＡｎａｌｙｓｉｓＭｅｔｈｏ
ＤＯＮＧＪｉｎ，ＺＨＡＯＱｉａｎ，ＷＡＮＧＸｉｊｉｅ，ＬＩＵＳｈｅｎｇｋｕｎ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｉｓｐａｐｅｒｓｉｍｕｌａｔｅｓａｎｄａｎｌｙａｚｅｓｔｈｅｒｍａｌｍｅｃｈａｎｉｃａｌｆａｔｉｇｕｅｏｆｍａｎｉｆｏｌｄｂｙｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｇｃｏｕｐｌｉｎｇａｎａｌｙｓｉｓｏｆＣＦＤａｎｄＦＥＡｕｓｅｄｉｎｄｅｓｉｇｎｏｆｅｎｇｉｎｅｍａｎｉｆｏｌｄ．Ｂａｓｅｄｏｎａｒｅｓｕｌｔｔｈｅｒｍａｌｍｅｃｈａｎｉｃａｌｆａｔｉｇｕｅｉｎａｉｎ — ｌｉｎｅｆｏｕｒ — ｃｙｌｉｎｄｅｒｅｎｇｉｎｅｅｘｈａｕｓｔｍａｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｗｉｔｈｈｉｇｈｒｉｓｋａｒｅｉｍｐｒｏｖｅｄｒａｔｉｏｎａｌｌｙ，ｔｈｅｍａｒｌｍｅｃｈａｎｉｃｌａｆａｔｉｇｕｅｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｅｉｃｆｉｅｎｃｙａｒｅｒａｉｓｅｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙａｎｄ

FFT 方法在发动机缸套变形评价中的应用

发表于e-works网站FFT方法在发动机缸套变形评价中的应用司浩南1前言众所周知，随着科技的发展，尤其是近一二十年，在工业制造业领域针对产品性能的评估主要通过试验和有限元技术来实现，尤其针对结构复杂的机械设备，有限元技术的应用尤为重要。

发动机是汽车的心脏，为汽车的行使提供动力，汽车的动力性、经济性、环保性，也主要取决于发动机的各项性能参数。

发动机缸套变形乃是评价发动机结构性能的重要指标，变形值直接影响了发动机的燃油经济性和排放水平。

2测量和评价缸套变形的方法目前测量和评价缸套变形主要通过试验和有限元分析两种手段实现。

而无论是试验还是有限元分析，我们直接得到的均是缸套的综合变形。

然而具有实际工程意义的则是经过FFT快速傅立叶变换后的各阶次变形。

发动机汽缸孔在不同截面的形状包括各种各样不同的几何图形，反映了汽缸孔在受力状态下的变形程度。

我们一般把这个形状改变了的“近似圆” 其凹进及凸出的拐点看成是其“标准圆” 的边界点。

以这个“标准圆”的中心为坐标中心建立极坐标系，并用极坐标公式来研究汽缸孔变形。

汽缸孔边界点相对于极坐标中心的变化公式表示了该点变化的大小。

因此在缸孔变形中，运用傅立叶变换法把复杂的变形转化为2阶，3阶，4阶等有规律的阶次变形的形式，更合乎提取信息进行研究及分析的要求。

试验方面目前主流采用德国的V-INCOMETER测量系统，对变形后的缸套采点取样，通过自带软件，对测点进行统计分析。

有限元分析方面由于物理试验比较复杂，国外众多发动机研发单位大量的采用有限元方法对缸套变形进行评价。

缸体CAD模型缸体CAE网格模型缸体有限元分析变形结果云图缸套FFT展开各阶变形结果3 FFT方法在缸套变形分析中的应用FFT-快速傅立叶变换，在各类研究领域都有广泛的应用，在缸套变形分析领域，它可以将复杂的缸孔综合变形，分解成一系列规则的缸孔变形轮廓。

引起缸套变形的因素很多，通过研究FFT分解后的各阶变形，可以找到相应的导致变形过大的原因，从而起到指导优化缸体结构设计的目的。

4-2第二节气缸盖和曲轴的疲劳破坏

第二节气缸盖和曲轴的疲劳破坏一、气缸盖的疲劳破坏1．气缸盖底面裂纹柴油机运转过程中气缸盖底面在其工作条件下可能产生高温疲劳、蠕变和热疲劳破坏。

气缸盖底面即触火面承受着高温高压燃气的周期重复作用。

高温下高压燃气作用使底面发生弯曲变形产生机械压应力，并随柴油机工作循环周期重复变化。

一般情况下，气缸盖底面温度达400～500℃，有时可能超过0.5Tm (灰铸铁的熔点)。

当气缸盖冷却不良时就会超过0.5Tm，从而引起高温疲劳破坏。

当底面温度超过0.3Tm时，底面产生显著蠕变，从而使底面性应力大大降低。

气缸盖底面和冷却面的温差可达300～400℃，在底面和冷却面分别产生压、拉热应力，在柴油机停车或负荷突降时会使气缸盖底面压应力进一步降低、消失，甚至产生残余拉应力。

另外，柴油机运转过程中零件长期受到高温作用，使材料的疲劳极限下降，所以低频热应力过大时就会在气缸盖底面产生疲劳裂纹。

因此，当气缸盖底面产生裂纹时不能简单地视为热疲劳裂纹，因为底面裂纹可能是热疲劳裂纹，也可能是高温疲劳裂纹或蠕变裂纹，或者是三者共同作用产生的裂纹。

但是当发现龟裂裂纹时，则可断定为热疲劳裂纹。

2．气缸盖冷却面裂纹气缸盖冷却侧分布着环形或其他形状的冷却水通道，在通道筋的根部产生机械疲劳裂纹，并向触火面扩展。

裂纹是气缸内最大爆发压力引起的周期性脉动应力作用的结果。

气缸内最大爆发压力作用在缸盖底面上使其发生弯曲变形，在冷却面上产生最大拉应力。

当冷却水通道筋的根部过渡圆角过小或者存在铸造缺陷时，在这些应力集中的部位就会产生裂纹或使铸造缺陷裂纹扩展，以致在周期脉动应力作用下裂纹自冷却面向触火面逐渐扩展，最终使缸盖裂穿。

零件在腐蚀介质和交变载荷共同作用下产生腐蚀疲劳破坏。

由于腐蚀与疲劳加速零件上的裂纹形成与扩展，所以是更严重的破坏。

气缸盖冷却面在冷却水中不可避免地产生微观电化学腐蚀；冷却面局部区域的冷却水还可能处于沸腾状态，使冷却水中可溶性盐类的酸根离子Cl-、SO42- 等与冷却面金属发生电化学腐蚀；当冷却水中溶解一定量氧时，冷却面金属被氧化，水温越高，氧化腐蚀越严重。

缸盖热疲劳裂纹扩展特点的模拟试验分析_原彦鹏

文章编号:1000-0909(2006)02-0184-0424-032缸盖热疲劳裂纹扩展特点的模拟试验分析*原彦鹏,张卫正,向长虎,刘晓(北京理工大学机械与交通工程学院,北京100081)摘要:用试验的方法研究了热疲劳裂纹的扩展过程。

利用S1100柴油机模拟火力板试件,在高频感应加热器的循环加热下产生热疲劳裂纹,用光学显微镜观察其热疲劳裂纹,通过摄像机全程跟踪整个过程,并将其记录在计算机里;最后处理、分析计算机里的信息,得出了一些热疲劳裂纹长度与循环数的关系式等,并就热疲劳裂纹扩展的特点等有关问题进行了讨论。

关键词:缸盖;热疲劳;裂纹;扩展特点中图分类号:T K402文献标志码:ASimulated Experimental Study on Extension Characteristics ofThermal Fatigue Crack of Cylinder HeadYUAN Yan-peng,ZHANG We-i zheng,XIANG C hang-hu,LIU Xiao (School of M echanical and V ehicular Eng ineer ing,Beijing I nstitute o f T echnolog y,Beijing100081,China)Abstract:T he fatig ue cr ack under t her mal load ex tension is analyzed in this paper.Ser ies of samples similart o the flame deck of cylinder head of S1100diesel eng ine are t ested ex perimentally.It is found that the ther-mal fatig ue cracks(T F C)develo p under the cy clic thermal lo ad g ener ated by high-frequency induct ion heatboo ster.An o ptical micro sco pe is used to observ e T F C,and t he whole process is recorded in a com puter.R eco rded info rmatio n in computer is ana lyzed and the cor relation of the length of T FC to the amount o ft her mal load cycle is obtained.M eanwhile,and so me issues related to the characterist ics of T F C ar e alsodiscussed.Keywords:Cy linder head;T hermal fatig ue;Cr ack;Extension characterist ics引言随着排放法规的日益严格以及用户对车辆动力性等方面要求的逐步提高,使内燃机强化程度不断升高,由此导致的内燃机受热件的热负荷状况不容乐观。

某增压发动机缸盖热机疲劳分析

作者简介：谈健（1986－），男，江苏扬州人，工程师，硕士研究生，主要研究方向为汽车前沿技术研究。
收稿日期： 2017 -09 - 06
影响发动机的工作性能川，见图 1 。因此对缸盖高低温交变状态下的热变形进行研究显得至关重要，找出缸盖结构薄弱区域，从而进行优化设计，提升发动机性能。
图 1 缸盖水套内部裂纹
0 简介
为了响应国家节能减排的号召，实现 2020 年
5 LI 100 灿的油花目标，整个汽车行业都在力推小型增压化的发动机。减小发动机排量，不牺牲动力性和经济性，加人缸内直喷、增压等一些高新技术的运用，这样导致发动机的热负荷不断增加。而缸盖作为发动机的主要受热体，其热负荷开裂的风
险越来越高［l］，同时伴随着发动机工作状态的不断变化，缸盖处于高温与低温的不断交替过程中，高低温不断转换的循环热载荷的冲击极易导致缸盖局部热应变过大［勾，出现裂纹，发生漏水现象，直接
值最大，达到 0.73% ，但仍低于 1% 的安全限值。
关键词：热机疲劳；交变热循环；疲劳损伤；泡核沸腾；累积塑性应变
中图分类号： TK413
文献标识码： B
文章娟号： 1000 - 6494 ( 2018 ) 04 - 0038 - 03
Thermal Fatigue Analysis of a Turbocharged Engine Cylinder Head
第4期 2018 年 8 月
内燃机 Int巳ma] Combustion Engmes
No.4 Aug. 2018
谈健，胡昌良，杨磊（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽合肥 230601)
摘要：我们针对增压发动机的缸盖热机疲劳破坏问题进行了系统模拟分析，通过对发动机全负荷－部分负荷－怠速工况的循

2023年机械工程师考试真题答案解析

2023年机械工程师考试真题答案解析今年的机械工程师考试可谓异常艰辛，一道道难题让众多考生感到头疼。

但是，只要我们付出努力，认真复习，相信最终能够取得好成绩。

下面我将为大家详细解析2023年机械工程师考试的真题答案。

一、选择题1. 题目：在内燃机的工作循环中，工作气体受热过程的状态变化是（）。

选项：a) 等熵变化b) 等体变化c) 等压变化d) 等温变化解析：正确答案为d) 等温变化。

在内燃机的工作过程中，工作气体受热的过程是在等温条件下进行的。

这是由于在这个过程中，燃烧室中的温度保持不变，从而实现内燃机的正常工作。

2. 题目：在机械设计中，下列属于适用于齿轮传动的一些基本准则是（）。

选项：a) 齿轮的模数尽量大b) 齿轮传动接触强度越大越好c) 齿轮传动工作温度尽量高d) 齿轮分度圆直径越小越好解析：正确答案为b) 齿轮传动接触强度越大越好。

在机械设计中，齿轮传动的接触强度是一个非常重要的指标。

如果接触强度不够强大，就容易导致齿轮传动的故障和损坏。

二、填空题1. 题目：热机效率（η）计算公式为（）。

解析：热机效率（η）的计算公式为η = 1 - (T2/T1)，其中T2为排出工质的温度，T1为输入工质的温度。

2. 题目：摩擦副最常用的润滑方式是（）。

解析：摩擦副最常用的润滑方式是润滑油涂油润滑。

三、简答题1. 题目：请简要介绍刚体的定义，并列举一个实际生活中的刚体例子。

解析：刚体是指具有固定形状和大小的物体，其各个部分相互之间不存在形变。

刚体不容易发生弯曲、伸缩等变形。

一个实际生活中的刚体例子是地球。

尽管地球表面存在一些微小的凹凸变化，但整体来看，地球可以被视为一个刚体，其形状和大小在经历数百年以及数千年之后几乎保持不变。

2. 题目：请解释强度与刚度的区别，并给出一个机械设计中考虑强度的例子。

解析：强度是指材料抵抗外部作用力破坏的能力，刚度是指材料在受力下产生的变形程度。

强度侧重考虑材料的破坏性能，而刚度侧重考虑材料的变形性能。

发动机部件强度和刚度评价及疲劳分析

发动机部件强度和刚度评价及疲劳分析作者：李相旺李欣张志明黄凤琴尹曼莉摘要：某汽油机开发阶段须对发动机各主要部件结构强度和刚度做全面评价，并且须考核缸盖缸体的高周疲劳性能.基于STARCCM+计算出水套内部气体温度和对流换热系数，将其映射到水套有限元网格表面上作为温度边界条件.得到整个机体的温度场分布以后，在考虑各部件接触非线性的基础上，得到机体各部件的应力和变形等结果并进行评价.在有限元分析结果的基础上考虑材料温度非线性，考察缸体缸盖疲劳安全因数.结果表明，缸盖局部应力偏大，下缸体与油底壳接触面局部间隙过大，缸体缸盖疲劳安全性能满足要求.关键词：汽油机；缸盖；缸体；强度；刚度；疲劳；非线性；有限元法中图分类号： U464.1文献标志码： B0引言在发动机设计开发过程中，通过CAE模拟计算考察气缸盖与气缸体等重要零部件的强度、刚度以及耐久性和疲劳特性等，可以为发动机机体各部件开发、优化设计提供依据，并大大缩短开发周期，避免物理样机出来后产生严重的质量问题.国内外已经有一些公司采用CAE软件模拟发动机工作中的实际工况，以考察发动机各零部件的可靠性和耐久性.[1] 本文先建立发动机机体主要部件的有限元模型，在考虑各部件接触非线性的基础上基于Abaqus计算得到各部件的应力、变形结果，并就关心的结果进行评价分析；然后在有限元分析结果的基础上，考虑材料温度非线性，考察缸体缸盖疲劳安全因数.1有限元模型1.1模型说明分析对象为纵置直列四缸发动机，有限元模型见图 1.模型包括缸盖、缸体、缸垫、下缸体、油底壳、简化变速器和各关键螺栓等，其中，缸垫、燃烧室、火花塞和各部件接触区域均采用六面体单元，其余部分采用四面体单元.六面体单元数为290 000个，总单元数为1 130 000个，总节点数为446 000个.图 1整机有限元模型1.2边界条件和载荷1.2.1热边界条件在发动机工作过程中，缸盖和缸体水套中冷却液的流动带走大部分热量.应用CFD软件STARCCM+计算出水套内部气体温度和对流换热系数，然后将其映射到水套有限元网格表面上作为温度边界条件；燃烧室、进排气道、进排气阀座和上下缸体等根据经验和已有的试验数据，赋予温度和对流换热系数值.1.2.2位移边界条件约束进气侧悬置点x，y和z等3个方向平动自由度，约束排气侧悬置点y和z等2个方向平动自由度，约束变速器端面z方向平动自由度.1.2.3接触边界条件在两两相互接触的部件之间建立接触对.如缸盖与缸垫、缸垫不同层之间、缸垫与缸体、缸体与下缸体、下缸体与油底壳、主轴瓦与上下缸体以及主轴瓦之间等都需建立接触，并且在接触时设定冷装配工况下实际的间隙和过盈量.1.2.4载荷和分析工况载荷包括螺栓预紧力、主轴承座力以及热负荷等.在计算热应力时采用顺序耦合分析方法，即先计算得到整个机体的温度场分布，然后将该温度场作为强度计算的热负荷输入.强度计算时定义3个分析工况：工况1为冷装配工况，工况2为在冷装配基础上导入热负荷，工况3则是在前二者基础上施加二缸做功时各主轴承座载荷.2计算结果分析2.1温度场分析整机温度场分布见图2，其中，最高温度在二缸缸套处.图 2整机温度场分布缸盖温度场分布见图3，温度最高处在二缸排气阀座处.图 3缸盖温度场分布缸体温度场分布见图4，温度最高处在两缸之间.缸套为铸铁材料，其许用温度为300 ℃，缸体和缸盖为铝合金材料，其许用温度为255 ℃.各部件的最高温度均未超过材料的许用温度.图 4缸体温度场分布2.2结构分析在进行结构分析时，发动机缸盖缸体温度都比较高，应考虑其材料的温度非线性效应.缸盖的最大主应力场分布见图5，图中，二缸与三缸间缸盖螺栓附近区域1和2位置最大主应力偏高，但绝对值未超过常温下的抗拉极限值200 MPa，建议增大区域1和2处圆角，并适当光滑.图 5缸盖应力场分布缸体的最大主应力场分布见图 6.缸体最大主应力远小于其抗拉强度极限，其强度满足要求.另外，下缸体、油底壳的最大主应力均远小于其抗拉强度极限，强度均满足要求.图 6缸体应力场分布2.3接触开度分析为防止漏油、漏水和漏气，须考察各接触面的密封性，即对各接触面的接触开度进行检查.下缸体与油底壳接触开度分布见图7，下缸体和油底壳在靠近变速器侧4个螺栓孔附近间隙较大，须与密封胶供应商确认密封胶能否弥补该间隙值.图 7下缸体与油底壳接触开度分布2.4缸套径向变形缸套径向变形是发动机整机分析中的重要评价指标之一.缸套径向变形的评价指标是活塞环各阶次的顺应性系数，即考察缸套变形与活塞环变形的顺应程度.沿缸套高度方向取不同截面，可以得到不同截面的径向变形（失圆度变形）.缸套2阶、3阶和4阶变形示意见图8.（a）2阶（b）3阶（c）4阶图 8缸套2阶、3阶和4阶变形示意这些不同阶次的变形是通过将总变形值进行傅里叶变换后得到的.0阶变形表示热膨胀的同心变形[2]，1阶变形表示相对气缸体中心线偏离的偏心变形，2阶变形表示椭圆变形，更高阶表示花瓣类变形.通过比较缸套不同阶变形值与各阶次限值，四缸4阶变形超过限值0.78 μm，但仍在可接受范围内.另外，还可得到缸套沿轴线方向的变形，但没有具体的评价指标，此处不予列出.2.5缸盖缸体疲劳分析缸体和缸盖是发动机最重要的主体结构部件，在发动机工作过程中，由于受到不同缸定期的爆发压力，缸体缸盖承受交变载荷，故须校核其高周疲劳性能.本文选取工况2作为最小应力，工况3作为最大应力，运用等寿命疲劳分析方法（Haigh图理论[3]）计算不同点的疲劳安全因数.另外，在不同温度下材料物理属性会发生变化，因此，本文还考虑温度对Haigh图的影响.缸盖阀座疲劳安全因数分布见图9，可知，缸盖进气阀座处疲劳安全因数最小，为1.98.缸盖疲劳安全因数分布见图10，可知，第二缸和第三缸间缸盖螺栓附近区域最小疲劳安全因数为4.77.缸体疲劳安全因数分布见图11，缸体最小疲劳安全因数出现在第二缸靠近缸垫处，为1.87.缸体缸盖均满足疲劳安全因数1.5的评价标准，在实际工作过程中，缸体缸盖均不会发生高周疲劳破坏.图 9缸盖阀座疲劳安全因数分布图 10缸盖疲劳安全因数分布图 11缸体疲劳安全因数分布3结论对某纵置四缸汽油机进行有限元和高周疲劳分析，并对关注的结果进行评价，得到以下结论.（1）发动机各部件温度均在许用温度范围内.（2）第二缸与第三缸间缸盖螺栓附近区域最大主应力偏高，建议增大该区域圆角并适当光滑.（3）下缸体和油底壳在靠近变速器侧4个螺栓孔附近间隙较大，须与密封胶供应商确认密封胶能否弥补该间隙值.（4）第四缸缸孔径向变形超过限值0.78 μm，但仍在可接受范围内.（5）缸体缸盖均不会发生高周疲劳破坏.参考文献：[1]de JACK M. An overview of Abaqus use in engine engineering at Ford motor company[C]//Abaqus Users’ Conf， 2002： 122.[2]周舟. 发动机气缸盖气缸体一体化三维模拟研究[J]. 车用发动机， 2007（5）： 5661.[3]陈传尧. 疲劳与断裂[M]. 武汉：华中科技大学出版社， 2002.。

《汽车发动机构造与维修》复习提纲DOC

绪论一、发动机零件的耗损形式发动机零件的耗损形式有哪些发动机零件的耗损形式哪种为最主要的耗损形式1、磨损⑴磨损的定义⑵零件磨损的规律①走合期：走合期的特征走合期的零件为什么磨损的快影响零件磨损的因素新配合的零件磨合的注意事项②正常磨损期：正常磨损期特征③③加速磨损期：加速磨损期的特征怎样可以减少零件的摩擦和磨损2、腐蚀：零件表面会发生哪些腐蚀零件表面腐蚀的特点金属表面防腐的措施3、疲劳：疲劳断裂4、变形：变形的主要形式二、发动机的维护和修理1、发动机的维护发动机的维护的定义维护的原则维护的目的⑴发动机维护作业的内容⑵发动机维护：发动机维护作业的分类作业的类别预防性维护非预防性维护预防性维护的内容定期维护的内容⑶发动机维护的周期2、发动机的修理⑴发动机的：发动机修理级别的分类修理工艺小修大修发动机修理工艺发动机修理工艺过程①零件的：零件的拆装顺序拆卸原则零件的拆卸范围零件拆卸的目的②零件的：清洗零件油污的方法清洗方法清洗零件积碳的方法清洗零件水垢的方法⑵发动机零件的机械加工修复发动机零件的机械加工修复发热方法有哪些①修理尺寸法：柴油机和汽油机的修理级别和级差怎样防止各级修理尺寸的零件的混淆修理尺寸法的要点②镶套修理法：镶套修理法的适用为什么镶套过盈量应选择适当镶套配合的分类三、发动机的故障诊断与检测技术发动机故障发动机故障诊断诊断含检测功能诊断技术的目的检测技术的目的检测技术的内容发动机诊断的基本方法诊断参数的分类参数标准值的作用第一章汽车发动机总论第一节汽车发动机的类型及工作原理一、汽车发动机的类型按完成一个工作循环活塞往复次数按冷却方式的不同按气缸数的不同多缸发动机按气缸排列顺序按所以燃料的不同按进气是否增压可分为现代汽车大多采用什么样的发动机二、发动机发热基本构造及基本术语1、发动机能量和运动转换机构的基本结构和运动特点曲柄连杆机构的机构曲柄连杆机构的作用曲柄连杆机构的运动特点2、基本术语：工作循环四冲程发动机二冲程发动机上止点下至点活塞冲程曲柄半径气缸工作容积发动机工作容积燃烧室容积气缸总容积压缩比汽油机与柴油机的压缩比工况负荷率三、发动机的工作原理1、四冲程汽油机：四冲程汽油机完成一个工作循环包括哪四个冲程的工作原理活塞一个冲程的曲轴转角一个工作循环的曲轴转角2、四冲程柴油机：四冲程汽油机与四冲程柴油机的区别的工作原理四冲程发动机一个工作循环有几个冲程做功单缸发动机曲轴转两周，有几周向做功的，其余一周半靠什么维持旋转单缸发动机的曲轴转速的特点及原因解决发动机工作不平稳的方法第三节发动机的主要性能指标及编号规则一、发动机的主要性能指标发动机的主要性能指标包括发动机动力性能指标包括经济性指标指的是什么1、有效转距：有效转距的单位及符号2、有效功率：有效功率计算公式有效功率的单位及符号标定功率和标定转速向哪里标明3、发动机转速：转速、功率及有效转距间的关系发动机的有效功率随什么变化说明有效功率大小时还应说明什么标定工况标定功率的含义什么是评价发动机动力性的指标4、有效燃油消耗率：有效燃油消耗率的计算公式有效燃油消耗率的单位及符号二、国产发动机型号编制规则第二章曲柄连杆机构的结构和修理第一节曲柄连杆机构的结构好和工作原理一、概述1、曲柄连杆机构：曲柄连杆机构的组成的组成机体组的组成活塞连杆组的组成曲轴飞轮组的组成2、曲柄连杆机构的工作条件及受力分析曲柄连杆机构的工作条件为什么要分析曲柄连杆机构的受力、曲柄连杆机构的受力情况⑴气体作用力①做功冲程的：燃气压力的作用方向气体压力侧压力②压缩冲程的：压缩冲程的气体压力阻止活塞怎么样运动气体压力压缩冲程的气体压力对活塞连杆组零件磨损的影响⑵往复惯性力：活塞在不同位置的速度与离心力活塞在运动方向与惯性力方向的关系惯性力和离心力对发动机振动的影响惯性力和离心力与曲轴转速的关系⑶摩擦力为了保证曲柄连杆机构工作可靠，减少磨损，减轻振动，在零件结构上相应采取了哪些措施二、机体组机体组的组成1、气缸体与气缸套：气缸的定义气缸体下半部的作用水套的作用主轴承孔的位置缸体主油道的位置缸体分油道的位置竖向油道的位作用汽缸体的作用缸体变形的危害气缸体上下平面的作用气缸体前后平面的作用气缸体排列形式气缸的分类整体式气缸及磨损后的修理镶套式气缸及磨损后的修理干式气缸套的厚度为什么湿式气缸套装入气缸后要高出上平面阻水圈常见密封结构有哪些形式缸套装入气缸后怎样检查密封气缸体的材料汽缸套的材料2、气缸盖与气缸垫⑴气缸盖：气缸盖的作用气缸盖的材料气缸盖的构造气缸盖的密封面易变形的原因使用分体式缸盖的原因整体式缸盖的适用对不同材料的缸盖拧紧螺栓的要求整体式缸盖螺栓拆装要求⑵汽油机：燃烧室的组成燃烧室对燃烧室的要求常见汽油机燃烧室形状⑶气缸垫：气缸垫的作用对气缸垫的要求气缸垫的种类气缸垫安装的要求3、油底壳：油底壳的作用稳油挡板的作用放油塞的作用三、活塞连杆组1、活塞：活塞的作用活塞的工作环境对活塞的要求活塞的材料活塞的基本构造⑴活塞顶部：活塞顶部的作用活塞加强筋的作用不同发动机活塞顶不同⑵活塞环槽部：活塞环槽定义活塞环槽的作用活塞环槽与活塞环的作用环活塞槽数活塞环槽泄油孔的作用活塞环槽的形状活塞隔热槽的位置及作用使用环槽护圈的目的⑶活塞裙部：活塞裙部定义活塞裙部作用燃气压力造成活塞裙部变形的特点及原因活塞为什么加工成椭圆形及椭圆长轴的方向活塞加工成上小下大呈圆锥形的原因活塞裙部圆柱度气缸装配间隙的位置活塞裙部圆度T槽的作用使用横范钢片目的⑷活塞销座孔：活塞销座孔的位置及作用卡环的作用、位置及距离活塞销与活塞销座孔的选配敲缸的原因解决敲缸的方法及原理活塞形状不对称的原因活塞安装的注意2、活塞环：活塞环的种类及作用汽油机三道环的用途活塞环的材料一环镀铬装入气缸时主要三隙活塞环与气缸漏气为什么说除开口间隙外都可密封活塞环的工作环境及寿命活塞环失效后的表现气环的断面形状矩形环的泵油作用及泵油危害采用非矩形环的作用什么是扭曲环扭曲环的工作过程扭曲环安装的方向性锥面环的优点及安装方向梯形环和桶形环的应用常见油环的形式组合式油环的构造3、活塞销：活塞销的作用活塞销材料及构造活塞销座孔和连杆小头的连接的形式全浮式连接及优点铝质活塞与钢质活塞销的安装方法及过程半浮式连接及优缺点4、连杆：连杆的作用连杆组件的组成连杆小头的作用连杆小头集油孔的位置及作用连杆断面形状及优点柴油机连杆油道的作用连杆杆身与联络官盖的连接连杆大头的对正记号连杆轴瓦定位槽的作用及位置连杆喷油孔的作用连杆大头切口的形式为什么汽油机采用平切口及定位为什么柴油机采用斜切口及定位V型发动机两侧气缸共用一个轴颈的布置形式连杆螺栓的拧紧连杆螺栓的防松5、连杆轴瓦：连杆轴瓦的定义连杆轴瓦的结构减磨合金层的作用减磨合金层的种类及应用安装时过盈的作用怎样防止轴瓦轴向移动内表面油槽的作用四、曲轴飞轮组曲轴飞轮组的组成1、曲轴：曲轴的主要作用曲轴工作是的影响对曲轴的要求曲轴的材料校正球墨铸铁曲轴的注意事项曲轴的构造曲柺定义主轴颈的作用全支撑曲轴的定义及应用非全支撑曲轴的定义及应用曲轴油道及油腔平衡重的作用平衡重修理的注意事项曲轴前端的安装怎样解曲轴决轴颈外漏及安装注意曲轴后端凸缘的作用作用解决机油向后露出怎样解决曲轴轴向窜动止推垫片的形式及安装注意多缸发动机的发火间隔角、发火顺序及曲柺布置2、主轴瓦：主轴瓦的构造主轴瓦与连杆轴瓦的不同主轴瓦的装配3、扭转减震器：曲轴易产生扭转变形曲轴扭转变形产生共振现象为什么使用扭转减震器发动机采用哪种扭转减震器摩擦式扭转减震器的作用及原理常见的扭转减震器有哪些4、飞轮：什么是飞轮飞轮外圈的作用飞轮后端的作用飞轮的作用一缸上止点记号飞轮和曲轴拆装时怎样保证动平衡五、发动机的支撑发动机的支撑点有几个发动机支撑点的位置为什么采用发动机支撑采用发动机支撑的好处弹性支撑有哪些危害怎样解决横向角摆动六、平衡结构为什么设置平衡机构发动机往复惯性力的平衡状况与什么有关双轴式平衡机构的构造平衡机构的安装注意第二节曲柄连杆机构的修理一、气缸体的修理什么是发动机总成修理的决定性标志气缸体和气缸盖的修理质量会影响什么1、气缸体的耗损气缸体的耗损形式⑴裂纹：裂纹的产生原因裂纹经常发生的地点气缸体和缸盖的检验方法气缸体裂纹的修理方法⑵磨损磨损经常发生的地点①气缸磨损的 : 气缸磨损的原因原因、特点当多种磨损同时存在时以哪种为主及测量方法气缸磨损的特点当最大磨损发生在气缸中部的磨损特征各缸磨损不一致的规律什么是决定发动机大修的主要依据测量气缸磨损的内容气缸上中下三个测量面的位置气缸圆度误差气缸圆柱度误差气缸检验分类的技术条件②曲轴主轴：曲轴主轴承孔的磨损的危害承孔的磨损曲轴主轴承孔磨损的修理依据曲轴主轴承孔磨损测量方法③气缸体后:气缸体后端面磨损的危害端面的磨损气缸体后端面磨损的修理依据⑶气缸体的：气缸体变形的原因变形气缸体上下平面在螺纹孔周围凸起的原因在维修时有哪些情况会引起气缸体和气缸盖的变形气缸体和气缸盖变形的危害对气缸体变形应以什么为目的的修理常用的气缸体变形的修理工艺有哪些曲轴轴承承孔的导向镗削以什么为基准曲轴轴承承孔的导向镗削的目的曲轴轴承承孔的导向镗削后怎恢复承孔轴颈气缸体上平面翘曲变形的修理及注意事项镗缸时以什么为基准气缸体下平面的检验和修理2、气缸的镗削及珩磨气缸磨损超限应怎么办修理气缸的方法怎样确定缸径加大的级别气缸磨损的允许使用限度3、气缸的激光淬火激光淬火的用途激光淬火的作用激光淬火后的技术要求激光淬火的好处激光淬火的寿命激光淬火的机理激光淬火后的缸径变化及处理4、气缸套的镶换⑴气缸套的拆卸⑵气缸套承孔：气缸套承孔镗削的注意事项的检修⑶气缸套安装：干式气缸套的镶装注意事项时的检修湿式气缸套的镶装注意事项安装金属密封圈的注意事项湿式气缸套阻水圈的安装注意事项⑷镶装气缸套：干式气缸套安装前涂机油气缸套压装的方法为什么要隔缸安装湿式气缸套的安装注意事项气缸套装入后进行水压试验二、气缸盖的修理气缸盖的主要耗损形式气门过梁产生裂纹的原因及处理方法气缸盖平面度的测量工具是什么气缸盖的参数气缸盖翘曲变形气缸盖平面变形的危害气缸盖平面变形的修理气缸盖翘曲变形的主要原因三、飞轮壳的修理分体式飞轮壳的主要耗损形式飞轮壳产生裂纹的主要原因飞轮壳变形的危害飞轮壳后布安装变速器的承孔变形及后端面变形的修理方法四、活塞连杆组的修理活塞连杆组的主要修理内容活塞连杆组组件对发动机的影响什么是组内选配法及原因1、活塞的耗损、检验与选配⑴活塞的活塞与检验常见的那些情况可以导致活塞报废①活塞的：活塞的最大磨损部位正常磨损活塞环槽的磨损特征磨损后的环槽的形状活塞环槽磨损的危害活塞环槽的磨损极限活塞裙部磨损的特点及原因活塞裙部与缸壁间隙过大的危害发动机大修主要取决于什么当活塞裙部于缸壁的间隙超差，但气缸仍可以使用是应怎样修理活塞销座孔磨损后的断面形状及危害②活塞的：活塞的异常损害主要有哪些异常损坏活塞刮伤（拉缸）的主要原因活塞顶部烧蚀的主要原因活塞脱顶的主要原因⑵活塞的选配选配活塞的主要事项①要按气缸的尺寸选配活塞选配的活塞于气缸的关系活塞的修理尺寸级别和尺寸分组代号在哪里②活塞必须选配原厂③选配成组的活塞，尺寸差、质量差及活塞销座孔的颜色气缸的磨损较小更换活塞的注意事项2、活塞环的耗损、检验与修理⑴活塞环：活塞环的主要耗损形式的耗损活塞环的磨损特点及危害大修间隔期的某次二级维护气缸圆柱度磨损到什么程度，需要更换活塞环活塞环弹力减弱的原因及危害更换新活塞环时注意缸壁的缸间⑵活塞环的检验和选配新活塞环的尺寸标准活塞环选配的依据选配新活塞环的注意活塞环选配的其它注意事项①活塞环的：活塞环弹力的作用弹力检验活塞环弹力要适度的原因活塞环弹力的检验方法②活塞环的：活塞环外圆柱面与漏光度的关系漏光度检验活塞环漏光度的简易检查方法活塞环漏光度的技术③活塞环“三隙”的检验活塞环三隙大小的一般规律新活塞环的选用记号a 端隙：端隙的定义端隙的检验方法b 侧隙：测量侧隙的要求测量侧隙的工具侧隙过大的危害侧隙过小的危害活塞环表面喷钼时应怎样修整C 背隙：背隙定义背隙的测量背隙的极限背隙过小的修理方法3、活塞销的耗损、选配及销座孔的铰削⑴活塞销：活塞销的主要耗损的耗损全浮式活塞销的磨损部位全浮式活塞销磨损后的表现及危害全浮式活塞销磨损特征半浮式活塞销的应用半浮式活塞销的磨损特征⑵活塞销的选配和活塞销座孔的铰配发动机大修时活塞销应怎样处理活塞销加大级别和修理尺寸活塞销加大的适用活塞销的选配原则全浮式连接活塞销与销座个连杆衬套的配合要求活塞销与销座孔的选配或手工铰配①选配：组内选配②手工铰配： A 选择绞刀B 调整绞刀C 铰削D 试配4、连杆组的修理连杆组的主要修理内容⑴连杆变形的检验与校正①连杆变形的：连杆变形的原因原因与危害连杆的弯曲连杆的扭曲、连杆变形的危害②连杆变形：连杆变形的检验设备是什么的检验连杆校正仪的使用方法连杆弯曲的检验连杆弯曲值的测量连杆扭曲的表现连杆双重弯曲的检验连杆双重弯曲度连杆维修的技术规定连杆双重弯曲的修理③连杆变形校正：连杆弯曲和扭曲并存的校正方法a 校扭：连杆扭曲的校正方法b 校弯：连杆弯曲的校正方法连杆弯曲校正后的实效处理⑵连杆衬套的铰削更换活塞销时，应怎样处理衬套连杆衬套与连杆小头的过盈量新衬套的选择方法连杆衬套铰削的步骤①选择绞刀②调整绞刀③铰削④试配⑤修刮5、活塞连杆组的组装⑴活塞与连杆的组装①组装：活塞销与销座孔在常温下的配合关系活塞销与销座孔的拆装方法活塞销的装配方法活塞销锁环安装后的检验方法及原因活塞与连杆安装是要注意方向为什么活塞与连杆的安装要注意方向活塞不对称的因素怎样保证活塞在气缸的正确位置连杆大端有喷油孔的作用装配活塞和连杆时应注意标记②检验：活塞和连杆组装后应进行什么检验及检验方法⑵安装活塞环活塞环的拆装工具及安装注意①活塞环的：镀铬环的安装安装顺序活塞环端面的标记及朝向活塞环尺寸标记②活塞环的安装方向③活塞环的：为了提高气缸的密封性活塞环开口应怎样布置开口位置活塞环开口相互错开布置的原则活塞环开口相互错开布置的原因第一道活塞环开口的布置形式两道气环开口的布置形式组合式油环刮油片开口交错排列的布置五、曲轴飞轮组的修理曲轴飞轮组的修理内容1、曲轴的检修⑴曲轴饿耗损曲轴的耗损形式主要有哪些①曲轴轴颈：主轴颈和连杆轴颈在径向的最大磨损部位在哪的磨损特点主轴颈和连杆轴颈在径向的最大磨损部位发生在们相互靠近的一侧的原因为什么二四到连杆轴颈磨损比较均匀连杆轴颈轴向磨损形状连杆轴颈轴向磨损呈锥形的原因连杆轴颈的磨损甚于主轴颈的原因各道主轴颈在径向的磨损最大部位不一致的危害轴颈擦伤的原因轴颈烧伤的原因烧瓦的原因烧瓦后轴颈的表现②曲轴弯曲：曲轴的弯曲与扭曲变形曲轴的扭曲曲轴产生弯曲和扭曲的原因曲轴弯曲的危害曲轴扭曲变形的危害曲轴扭曲变形的原因③曲轴裂纹：曲轴常发生裂纹的位置与折断在曲柄与轴颈之间过度处产生裂纹的形式及危害曲轴油口处产生裂纹的形式及发展趋势曲柄与轴颈之间过渡区产生横向裂纹或折断的原因④曲轴的的其它损伤曲轴的的其它损伤有哪些⑵曲轴的检验与修理曲轴的检验主要包括曲轴的修理主要包括①曲轴的检验a 曲轴裂纹 : 曲轴横向裂纹的特点的检验曲轴裂纹的检验与维修b 曲轴弯曲 :曲轴弯曲的检验方法的检验曲轴弯曲的修理C 曲轴扭曲：曲轴扭曲的检验方法的检验曲轴变形的扭转角d 曲轴轴颈磨损：曲轴轴颈磨损的检验与维修的检验②曲轴的维修a 曲轴弯曲和：曲轴弯曲通常采用哪些修理方法扭曲变形的校正冷压校正曲轴的操作步骤曲轴弯曲办学较大的校正方法及原因表面敲击法校正曲轴的适用表面敲击法的校正原理曲轴扭曲的校正B 曲轴轴颈：曲轴磨削采用那些原则的磨损原则曲轴轴颈的修理尺寸应怎样确定一般维修乃至第一次大修，一般曲轴怎样处理及原因连杆轴瓦或主轴颈磨削尺寸怎样确定及原因2、轴瓦的选配和修配⑴轴瓦的的耗损和间隙的检验①轴瓦的耗损：轴瓦耗损的主要形式轴瓦的磨损特点轴瓦的径向间隙的使用极限值在二级维护中轴瓦的检验与维修发动机大修是怎样处理轴瓦②轴瓦径向间隙的检验方法a 塑料线规：塑料线规的检验方法检验法上海桑塔纳轿车怎样用塑料线规检验轴瓦间隙b 通用量具：通用量具检验检验轴瓦间隙时，使用哪些工具及检验法验方法c 手感检验法 : 手感检验轴瓦间隙的方法③曲轴轴向 : 曲轴的轴向间隙及使用极限间隙的检验曲轴的轴向间隙过大的危害和调整曲轴的轴向间隙在哪级维修中进行检查曲轴的轴向间隙的检测方法曲轴的轴向间隙怎样调整⑵轴瓦的选配轴瓦选配的内容①选择轴瓦 : 现代汽车的轴瓦怎样选配及原因内径东风EQ6100发动机轴瓦的选配方法②检验轴瓦钢背和定位键的质量③怎样轴瓦 : 轴瓦自由状态与曲率半径孔的关系弹开量轴瓦弹开量汽油机与柴油机的轴瓦弹开量④检验轴瓦 : 轴瓦与承孔的配合关系高出量怎样保证轴瓦与承孔的过盈量轴瓦高出量怎样保证轴瓦的高出量汽油机的轴瓦高出量轴瓦高出量的检验及参数⑶轴瓦的刮削 : 刮瓦和镗削刮瓦修理法的适用汽油机轴瓦的刮削余量镗瓦镗瓦的适用柴油机轴瓦的镗削余量3、飞轮的修理⑴飞轮的损伤①飞轮齿圈的磨损和轮齿的折断什么时候飞轮齿圈的磨损和轮齿的折断②飞轮端面 : 飞轮端面的磨损的原因的磨损飞轮端面的磨损的表现⑵飞轮的检修 : 飞轮齿圈磨损的修理飞轮齿圈的轮齿产生什么样的损伤应更换齿圈与飞轮的配合关系飞轮齿圈的安装方法飞轮端面产生什么样的磨损采用车削或磨削的方法修理飞轮齿圈端面修平后的技术要求变速器一轴前轴承的位置及拆装方法⑶曲轴、飞轮、: 曲轴、飞轮、离合器总成组装后动平衡要求离合器总成曲轴、飞轮、离合器总成组装后动不平衡超差的组装后的危害动平衡试验在更换哪些零件时做动平衡试验4、曲轴扭转减震器的检验曲轴扭转减震器的检验方法及维修第三章配气机构构造与维修第一节配气机构的构造和工作原理一、概述1、配气机构的作用：配气机构的作用发动机对配气机构的要求气门关闭不严的危害气门不严不及时或开度不够的危害2、配气机构的组成：配气机构的组成气门组的作用气门传动组的作用气门组的组成气门传动组的组成气门弹簧的位置气门锁片的的安装位置及形状弹簧的弹力通过哪些部件使气门压在气门座圈上气门摇臂的安装位置及构造状态气门间隙调整螺钉的位置配气凸轮轴的位置及传动3、配气机构：配气机构的工作过程的工作过程大多数发动机每缸进排气门数凸轮轴的凸轮数与缸数的关系凸轮间夹角应满足什么的要求四冲程发动机眼光工作循环凸轮轴与曲轴的传动比气门的开启和关闭都靠什么来实现气门的开闭时刻与升程取决于什么。

工程机械维修习题答案

1.机械化老化分哪两种形式？两种形式旳老化又分为那些类型？机械设备无论设计和制造得多么完美，都会随着长期旳使用、保管或闲置过程产生工作能力下降，精度减少，价值贬低，可靠性减少等现象，这种现象称为老化。

（一）有形老化：a.第Ⅰ种有形老化：涉及正常老化和不正常老化。

机械设备及零部件在使用、保管或闲置过程中，因摩擦磨损、变形、冲击振动、疲劳、断裂、腐蚀等使机械实体形态变化、精度减少、性能变坏，这种现象称为有形老化。

b.第Ⅱ种有形老化: 由于自然力旳作用，在保管和闲置过程中导致变形、金属锈蚀、材料老化变质等。

（二）无形老化: 机械设备在使用或闲置过程中，由于非自然力和非使用所引起机械设备价值旳损失，在实物形态上看不出来旳老化现象称之为无形老化或经济老化。

a.第Ⅰ种无形老化：技术构造和经济性能并未变化，但再生产该种机械旳价格减少。

b. 第Ⅱ种无形老化: 浮现构造更合理、技术性能更佳、效率更高、经济效益更好旳新型机械设备，使原机械显得技术陈旧、功能落后而产生旳经济老化2.简述老化旳起因、规律及如何补偿？故障产生旳重要因素。

☆a.无形老化旳产生重要是由于科技进步引起。

b.引起有形老化旳因素较多，从能量旳角度考察可归纳为三类：①周边介质能量旳作用。

1．热能；2．化学能；3．其他形式旳能量；4．操作和修理机械旳人员因误操作或操作不合规定。

②机械内部机械能旳作用。

③在制造中汇集在机械零件内部潜伏作用旳能量。

☆老化旳共同规律（1）零件寿命旳不平衡性和分散性（2）机械设备寿命旳地区性和递减性（3）机械设备性能和效率旳递减性（4）材料性状旳不可逆性☆老化后旳补偿：一般可通过：维修、更换、更新和改善性修理。

机械老化形式不同，补偿方式也不同，有形老化旳局部补偿是修理，无形老化旳局部补偿是现代化改装。

有形和无形老化旳完全补偿是机械设备更新。

具体课本p6.☆故障产生旳重要因素：从如下几方面考虑：1）设计2）材料选择3）制造质量 4）装配质量 5）合理维修 6）对旳使用（1）载荷（2）环境（3）保养和操作3、简述提高维修性旳重要途径：a.简化构造，便于拆装b.提高可达性c.保证维修操作安全d.按规定使用和维修e.部件和联接件易拆易装f.零部件旳无维修设计 (p26)4．引起机械零件失效及耗损旳重要形式有那些？5．摩擦按表面状态分为那几种类型，形成充足旳液体动压润滑旳必要条件有那些？人类对摩擦旳机理旳结识经历了那几种不同旳理论解释阶段。

某缸盖热机疲劳分析

龙源期刊网某缸盖热机疲劳分析作者：邓帮林刘敬平杨靖赵智超付建勤来源：《湖南大学学报·自然科学版》2012年第02期摘要：利用AVL-Fire对缸内工作过程和水套进行CFD分析，得到缸内及水套壁面的热边界条件，通过有限元技术把对流热边界耦合至固体传热的计算中，达到共轭传热的目的；分别完成了机械载荷和温度载荷下的缸盖应力计算，结合经过温度修正的材料特性，计算得到疲劳安全因子分布。

分析结果表明：对于缸盖疲劳而言，热载荷贡献明显大于机械载荷；缸盖设计满足使用要求。

关键词：缸盖；热边界；流固耦合；热机疲劳中图分类号：TK422 文献标识码：AThe Thermal –Mechanical Fatigue Analysis of a Cylinder HeadDeng Banglin，Liu Jingping，Yang Jing，Zhao Zhichao，Fu Jianqin(Research Center for Advanced Powertrain Technology, Hunan Univ，Changsha，Hunan410082，China）Abstract: Applied with AVL-Fire, the CFD analysis was carried out on the in-cylinder and water jacket. In order to achieve the conjugate heat transfer, the convection thermal boundary conditions were coupled to the calculation process of the solid heat conduction by FE technology. The calculation of the cylinder head stress under the mechanical and thermal load were done respectively. Finally, analyzed the mechanical-thermal fatigue integrating the material properties which corrected by temperature, and access to the safe factor. The results show that in terms of the fatigue of cylinder head, the contribution of thermal load is greater than the mechanical load obviously. The results also show that the cylinder head design meet it’s work demand.Keyword: Cylinder Head; Thermal Boundary; Fluid-Solid Coupling; Mechanical-Thermal Fatigue引言气缸盖是发动机最核心、最复杂的工作零件之一，其燃烧室与活塞、缸套共同组成发动机的工质燃烧和做功空间；进、排气道负责气体交换和气流组织；水套负责组织水流进行缸盖冷却。