发动机设计复习资料

名词解释

火力岸高度：活塞顶与第一道气环上表面之间的距离

连杆螺栓的临界工作载荷：工作过程中，作用在连杆螺栓上的使它的直线形式平衡由稳定转

变为不稳定的轴向压力值

曲轴计算的连续梁法：把曲轴作为连续梁进行分析

自动调节活塞：镶入恒范钢片，使活塞控制膨胀的作用随着温度的提高而增大

连杆螺栓预紧力：为了保证连杆体积和连杆大头盖连接的可靠性，对螺栓施加一定的预紧力

曲轴计算简支梁法：把曲轴按单拐分成若干段，每段当做简支梁进行分析

发动机最低启动转速：在一定条件下，为了保证内燃机可靠启动的最低曲轴转速

闭式强制冷却：在内燃机冷却系统中布置水泵，利用水泵使冷却水在内燃机中强制循环冷却

曲轴轴颈重叠度：曲轴主轴颈直径和连杆轴颈直径之和除以2再减去曲柄半径

润滑系统的循环油量：单位时间内流经主油道的机油量

填空题

发动机设计的主要指标：动力性指标，经济性指标，低公害指标，重量和外形尺寸指标，可

靠性和耐久性指标，制造工艺好，操纵及维修方便，制造成本低

活塞环的运动方式：上下运动，径向运动，回转运动，不正常运动（颤振）

按制造加工的方式不同，曲轴的结构形式分为：整体式曲轴，组合式曲轴，盘型组合曲轴

发动机动力性能指标：功率，转速，扭矩（最大扭矩及此时的转速）

提高曲轴强度的结构措施：加大轴颈重合度，加大过渡圆角，采用空心轴颈，挖卸载槽

根据活塞气环端面不同分为：锥面环，微锥面环，矩形环，扭曲环，倒角环，鼻形环，桶面

环，梯形环，开沟环（至少6个）

润滑系统的主要参数：循环油量，机油压力，机油温度，油底壳储油量

冷却系统按工作不同分为：开式蒸发冷却，闭式蒸发冷却，闭式强制冷却

曲轴材料的选用原则：具有优良的机械性能，有良好的耐磨性耐疲劳性和冲击韧性，有良好的切削性和加工性能，成本低廉（至少4个）

气阀按其结构不同分为：平底气阀，凹底气阀，凸底气阀

发动机的启动方式有：人力起动，电动机起动，压缩空气起动，辅助汽油机启动，惯性起动，液压马达起动（至少5个）

活塞材料的特性：热强度高，导热性好，吸热性差以降低顶部及环区温度并减小应力，比重小以降低活塞组往复惯性力，良好的减摩性能和耐磨耐腐蚀性能，工艺性好，价格低廉；常用材料：铸铁活塞，铝合金，硅铝合金

简答题

简述水冷式内燃机与风冷式内燃机各有什么优缺点，各自的使用特性？

答：水冷式内燃机--------优点：冷却效率好且均匀，强化的潜力比风冷内燃机大，各种性

能指标稳定。缺点：气缸采用火花塞或喷油嘴，排气门附近局部高热不易得到足够的冷

却。适用范围：各种类型，大、小功率的内燃机

风冷式内燃机--------优点：①冷却系统简单，不会发生漏水，冻结，沸腾等事故②冷启动后，能在较短的时间内是发动机主要零件温度升高到正常工作温度③对燃料敏感性低④气缸和汽缸盖采用单位结构，维修，更换，生产方便缺点：强化受到气缸热负荷限制，运转噪音大，功率和燃料消耗受气温影响变化大

采取什么措施可以提高活塞头部及第一道环的工作可靠性（至少7个）？

答：①改善活塞头部与气缸的配合②在活塞火力岸部位加工细小的环形槽③在油环与临近气环间直径方向缩小1mm以形成“减压腔”，使刮下的机油减压并形成泄油分配腔

④改善活塞头部设计，使其具有良好的导热能力的过渡截面，降低热应力⑤在第一环槽或燃烧室喉口，铸入耐热护圈⑥活塞在上止点时，第一道活塞环应处于良好的冷却

区域⑦减小活塞头部与缸套的配合间隙⑧第一环采用梯形环，以防黏贴⑨在活塞第一环槽上方加隔热槽⑩在活塞顶部喷镀陶瓷或进行硬膜阳极氧化处理11 对头部采取冷却措施

画出桶面环的结构示意图并简述其结构特性？

答：①环外圆表面呈凸圆弧形，通常作为第一环，表面多用镀鉻覆层②良好润滑，工作时能够靠油膜作用把环浮起，磨损少③避免棱缘负荷，避免了熔着磨损，能很好

的适应活塞的摆动④密封性好⑤磨合性好

简述活塞材料的选用原则？

答：①热强度高，在300—400 的高温下不致零件磨损

②导热性好，吸热性差，以降低顶部及环区的温度，并减少应力

③热膨胀系数小④比重小，降低活塞组的往复惯性力⑤良好的减摩性能，耐磨，耐蚀⑥工艺性好，价廉

简述钢片组合式油环结构及其特性？

答：结构----它由两片独立的刮片和径向轴向衬簧组成，刮油片厚为0.6~0.7mm

特性------①接触压力高，分布均匀②钢片柔韧性好，使上下两片刮油片能单独动作或

同时作不同的径向动作，对失圆的气缸和活塞的变形，摆动适应性好③回油道大，流动通畅④重量轻，使环槽磨损减轻⑤需采用优质钢材制造，表面镀鉻，生产成本高

简述气阀的设计原则？

答①气阀头部形状和尺寸应保证气体流动阻力小，以提高换气效率，在保证强度和刚度的前提下，气阀的重量应可能轻②尽可能减少气阀接受的热量并增加其散热能力，特

别要增强阀座处的冷却③选择材料时要求材料在气阀工作强度下有足够热强度及耐

冲击性，要注意热处理及表面处理技术，要保证阀座材料的匹配

简述提高曲轴强度的结构措施？

答：1 加大轴颈重合度（此时，曲柄销至主轴颈的传力有部分可以不借助曲柄做媒介，减轻曲柄负担） 2 加大过渡圆角，减小应力集中 3 采用空心轴颈，提高曲轴弯曲强度，

减小曲轴重量和减少曲柄销离心力 4 挖卸载槽，降低曲柄销圆角的最大应力

简述配气机构的设计原则？

答：①具有足够大的进排气阀，开启“时-面”值，以保证发动机有较高的充气效率②具有良好的动力性能，以保证发动机工作平稳可靠，振动小，噪音小③满足发动机总体设计要求，布置紧凑协调和合理④结构简单可靠

简述发动机顺利启动所必备条件？

答：①起动系必须提供足够大的起动力矩以克服内燃机的起动阻力矩②起动系必须能使曲轴加速到一定的转速③在压缩终了时，所形成的混合气体具有着火限度内

过量空气系数④压缩终了时，空气的温度高于燃料温度或电火花的强度能够点燃