内燃机设计课后习题答案
《内燃机设计》课后习题答案(袁兆成主编)课件
第一章：内燃机设计总论1-1根据公式 τ2785.0ZD v p P m me e = ，可以知道，当设计的活塞平均速度V m 增加时，可以增加有效功率，请叙述活塞平均速度增加带来的副作用有哪些？具体原因是什么？ 答：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进排气流速增加，导致进气阻力增加、充气效率ηv 下降。
1-2汽油机的主要优点是什么？柴油机主要优点是什么？ 答：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）空气利用率高，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。
1-3假如柴油机与汽油机的排量一样，都是非增压或者都是增压机型，哪一个升功率高？为什么？答：汽油机的升功率高，在相同进气方式的条件下， ①由PL=Pme*n/30τ可知，汽油机与柴油机的平均有效压力相差不多。
但是由于柴油机后燃较多，在缸径相同情况下，转速明显低于汽油机，因此柴油机的升功率小。
②柴油机的过量空气系数都大于1，进入气缸的空气不能全部与柴油混合，空气利用率低，在转速相同、缸径相同情况下，单位容积发出的功率小于汽油机，因此柴油机的升功率低，汽油机的升功率高。
1-4柴油机与汽油机的汽缸直径、行程都一样，假设D=90mm 、S=90mm ，是否都可以达到相同的最大设计转速（如n=6000r/min ）？为什么？答：.对于汽油机能达到，但是柴油机不能。
因为柴油机是扩散燃烧形式，混合气的燃烧速度慢，达不到汽油混合气的燃烧速度，所以达不到6000r/min 的设计转速。
内燃机设计课后答案
内燃机设计课后答案1-5活塞平均速度提高，可以强化机动性，分析副作用答：1）惯性力增加，导致机械负荷增加，平衡、振动问题突出，噪声增加。
2）工作频率增加，导致活塞、汽缸盖、汽缸套、排气门等零件的热负荷增加。
3）摩擦损失增加、机械效率下降，燃油消耗率增加，磨损寿命变短。
4）进排气系统阻力增加，充气效率下降1.8某发动机提功率，扩大气缸直径，直径扩大的多，还要改变那些结构设计和必要的计算气缸直径改变之后，除估算功率、转矩外，活塞直径、气门直径、气门最大升程要重新确定，活塞环要重新选配，曲轴平衡要重新计算，要进行曲柄连杆机构动力计算和扭振计算，要进行压缩比验算、燃烧室设计、工作过程计算甚至重新设计凸轮型线等1.9某发动机改变行程，与之配合的还要进行那些结构设计和计算行程S改变后，在结构上要重新设计曲轴，要重新进行曲柄连杆机构动力计算、平衡计算、机体高度改变或者曲轴中心移动、压缩比验算与修正、工作过程计算等2.3气压力和往复惯性力的对外表现是什么，有什么不同1，气压力是内燃机对外做功的主动力，只有转矩输出，同时也有由其产生的翻倒力矩作用在机体上，并传至机体支承上；往复惯性力总是存在，与加速度的变化规律相同，两者相差一个常数，方向相反。
2，不同点：a,气体作用力是做功的动力，产生输出转矩；b,气体作用力在机体内部平衡，没有自由力。
往复惯性力没有平衡，有自由力产生，是发动机纵向振动的根源；，从两者的最大值比较和作用时间比较，可以得出：；总是存在，在一个周期内其正负值相互抵消，做功为零，呈脉冲性，一个周期内只有一个峰值。
6.1提高曲周疲劳强度的结构措施和工艺措施有哪些结构措施：1）加大曲轴轴颈的重叠度A 2）加大轴颈附近的过渡圆角3）采用空心曲轴4）沉割圆角5）开卸载槽工艺措施：1）圆角滚压强化2）圆角淬火强化3）喷丸强化处理4）氮化处理6.2曲轴连杆轴颈不变，增大主轴颈直径D1，有何优点，缺点优点：（1）增加，可以提高曲轴刚度，增加了曲柄刚度，不增加离心力。
《内燃机学》第4版课后习题答案
《内燃机学》课后习题答案（第4版）第一章概论1-1.内燃机发明对工业进程的影响。
①内燃机的发明，既给传统的动力机械创造了新的动力源，又推动了一大批新兴工业产业（例如交通运输、发电、工程机械等）落地生根，在一定程度解放了生产力，促进了人类工业文明的发展。
②内燃机的发明，带动了包括石油炼制、钢铁、汽车等一大批上下游企业的产生与发展，给国民经济发展创造了新支柱，并推动很多国家走上了工业化道路。
1-2.内燃机燃料和润滑油对内燃机技术进步的影响。
①内燃机的燃料众多，常见的有汽油、柴油、煤油、气体燃料等，不同的燃料物理化学性质不同，对内燃机的要求也不同，根据内燃机的实际工作情况合理选择不同的燃料，不仅可以提高内燃机的动力性、经济性，降低排放，还能带动内燃机新型燃烧技术的发展与完善。
②内燃机内部的摩擦副众多，工作时的摩擦损失不仅会降低内燃机的机械效率，还会加剧零部件的摩擦，降低内燃机寿命。
采用润滑油对关键零部件进行润滑，对于提高内燃机效率、延长寿命极为重要。
1-3.内燃机引进技术消化和吸收存在的问题。
国外内燃机于1901年开始进入中国市场，随后中国的一些工厂开始借鉴仿制，经历了由单缸到双缸，由低速到高速的过程。
新中国成立后，我国通过自主研发、仿制和接受援建，成立了一大批内燃机骨干企业，内燃机工业初具规模。
20世纪60年代，我国的内燃机由仿制转为自主研制生产，由小批量生产转为大批量生产，功率大大提高，并逐渐在农业、发电、船舶等领域得以应用。
20世纪80年代后，内燃机行业进行了一系列调整和改革，技术水平有所提高，很多合资企业出现，新型内燃机的研制受到重视，并逐渐融入了世界内燃机工业体系。
1-4.车用内燃机发展技术分析。
内燃机作为一种热动力装置，发明之初人们更倾向于它的动力性能与热效率，前期的一系列改进与创新也主要围绕效率和动力性能展开，并逐渐对其他方面的性能进行优化。
经历了一个半世纪的发展，在燃烧理论的指导下，通过材料、机械加工、燃料、电控等技术的发展与完善，其动力性、经济性、耐久性等技术指标的强化程度不断提高，满足了绝大部分固定和移动用途的要求，取得了广泛的应用。
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FkFN = 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 r2-4.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。
内燃机设计答案
第一章根据公式，，可以知道，当设计的活塞平均速度增加时，可以增加有效功率，请叙述活塞平均速度增加带来的副作用有哪些？具体原因是什么？汽油机的主要优点是什么？柴油机的主要优点是什么？假如柴油机与汽油机的排量一样，都是非增压或者都是增压机型，哪一个升功率高？为什么？柴油机与汽油机的缸径、行程都一样，假设D=90mm、S=90mm，是否都可以达到相同的最大设计转速（比如n=6000r/min）？为什么？活塞平均速度提高，可以强化发动机动力性，请分析带来的负作用是什么？目前使发动机产生性能大幅度提高的新型结构措施有哪些？请分别简要叙述原因。
内燃机仿真设计手段主要有那些？某发动机为了提高功率，采用了扩大气缸直径的途径，如果气缸直径扩大比较多，比如扩大5毫米，与之相配合的还要改变哪些结构的设计？还要进行哪些必要的计算？某发动机由于某种原因，改变了活塞行程，与之相配合的还要进行哪些结构更改设计和计算？发动机工程数据库在内燃机开发设计中有何重要作用？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。
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。
进排气流速增加，导致进气阻力增加、充气效率ηv下降。
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。
内燃机学课后习题标准答案
内燃机学课后习题标准答案2-4 平均有效压⼒和升功率在作为评定发动机的动⼒性能⽅⾯有何区别？答平均有效压⼒是⼀个假想不变的压⼒，其作⽤在活塞顶上使活塞移动⼀个⾏程所做的功等于每循环所做的有效功，升功率是在标定的⼯况下，发动机每升⽓缸⼯作容积所发出的有效功率。
区别：前者只反应输出转矩的⼤⼩，后者是从发动机有效功率的⾓度对其⽓缸容积的利⽤率作出的总评价，它与 Pme 和 n 的乘积成正⽐。
（Pl=Pme·n/30T）2-6提升途径：1）采⽤增压技术，2）合理组织燃烧过程，提⾼循环指⽰效率，3）改善换⽓过程，提⾼⽓缸的充量系数，4）提⾼发动机的转速，5）提⾼内燃机的机械效率，6)采⽤⼆冲程提⾼升功率，7）增加排量2-9 内燃机的机械损失由哪些部分组成？详细分析内燃机机械损失的测定⽅法，其优缺点及适⽤场合。
答（1）机械损失组成：1 活塞与活塞环的摩擦损失。
2 轴承与⽓门机构的摩擦损失。
3.驱动附属机构的功率消耗。
4 风阻损失。
5 驱动扫⽓泵及增压器的损失。
（2）机械损失的测定：1 ⽰功图法：由⽰功图测出指⽰功率 Pi，从测功器和转速计读数中测出有效功率 Pe，从⽽求得Pm,pm 及ηm 的值。
优：在发动机真实⼯作情况下进⾏，理论上完全符合机械损失定义。
缺：⽰功图上活塞上⽌点位置不易正确确定，多缸发动机中各缸存在⼀定的不均匀性。
应⽤：上⽌点位置能精确标定的场合。
2 倒拖法：发动机以给定⼯况稳定运⾏到冷却⽔，机油温度达正常值时，切断对发动机供油，将电⼒测功器转换为电动机，以给定转速倒拖发动机，并且维持冷却⽔和机油温度不变。
这样测得的倒拖功率即为发动机在该⼯况下的机械损失功率。
缺点：1 倒拖⼯况与实际运⾏情况相⽐有差别2 求出的摩擦功率中含有不该有的 Pp 这⼀项。
3 在膨胀，压缩⾏程中，p-v 图上膨胀线与压缩线不重合。
4 上述因素导致测量值偏⾼。
应⽤：汽油机机械损失的测定。
3 灭缸法：在内燃机给定⼯况下测出有效功率 Pe，然后逐个停⽌向某⼀缸供油或点⽕，并⽤减少制动⼒矩的办法恢复其转速。
《内燃机学》第4版课后习题答案
《内燃机学》课后习题答案（第4版）第一章概论1-1.内燃机发明对工业进程的影响。
①内燃机的发明，既给传统的动力机械创造了新的动力源，又推动了一大批新兴工业产业（例如交通运输、发电、工程机械等）落地生根，在一定程度解放了生产力，促进了人类工业文明的发展。
②内燃机的发明，带动了包括石油炼制、钢铁、汽车等一大批上下游企业的产生与发展，给国民经济发展创造了新支柱，并推动很多国家走上了工业化道路。
1-2.内燃机燃料和润滑油对内燃机技术进步的影响。
①内燃机的燃料众多，常见的有汽油、柴油、煤油、气体燃料等，不同的燃料物理化学性质不同，对内燃机的要求也不同，根据内燃机的实际工作情况合理选择不同的燃料，不仅可以提高内燃机的动力性、经济性，降低排放，还能带动内燃机新型燃烧技术的发展与完善。
②内燃机内部的摩擦副众多，工作时的摩擦损失不仅会降低内燃机的机械效率，还会加剧零部件的摩擦，降低内燃机寿命。
采用润滑油对关键零部件进行润滑，对于提高内燃机效率、延长寿命极为重要。
1-3.内燃机引进技术消化和吸收存在的问题。
国外内燃机于1901年开始进入中国市场，随后中国的一些工厂开始借鉴仿制，经历了由单缸到双缸，由低速到高速的过程。
新中国成立后，我国通过自主研发、仿制和接受援建，成立了一大批内燃机骨干企业，内燃机工业初具规模。
20世纪60年代，我国的内燃机由仿制转为自主研制生产，由小批量生产转为大批量生产，功率大大提高，并逐渐在农业、发电、船舶等领域得以应用。
20世纪80年代后，内燃机行业进行了一系列调整和改革，技术水平有所提高，很多合资企业出现，新型内燃机的研制受到重视，并逐渐融入了世界内燃机工业体系。
1-4.车用内燃机发展技术分析。
内燃机作为一种热动力装置，发明之初人们更倾向于它的动力性能与热效率，前期的一系列改进与创新也主要围绕效率和动力性能展开，并逐渐对其他方面的性能进行优化。
经历了一个半世纪的发展，在燃烧理论的指导下，通过材料、机械加工、燃料、电控等技术的发展与完善，其动力性、经济性、耐久性等技术指标的强化程度不断提高，满足了绝大部分固定和移动用途的要求，取得了广泛的应用。
《内燃机设计》课后习题答案(袁兆成主编)
（1）一阶往复惯性力的平衡分析： 如上图所示，以气缸夹角平分线为始点，左右两列气缸的一阶往复惯性 力分别为 =Ccos( + ) = Ccos( ) 向x轴和y轴投影，再求和，得 = + =Ccos
?(1+cos ) = + =Csin ?(1-cos ) 合力 = =C
合力方向 =arctan
而
, Ф1 = ,则由 ，可以求出所有集中质量的绝对振幅
第五章：配气机构设计
5-1配气机构中平底挺柱的几何运动速度与凸轮接触点偏心距的关系如 何？设计平底挺柱时，挺柱底面半径要满足什么要求？ 答：数值相等。平底挺柱的底面半径要大于最大偏心距，也就是在数值 上要大于挺柱的最大几何速度。 5-2气门通过时间断面是如何求出的？ 答： ，其中 5-3配气凸轮除工作段外，都要有缓冲段，为什么？ 答：1）由于气门间隙的存在，使得气门实际开启时刻迟于挺柱动作时 刻 2）由于弹簧预紧力的存在，使得机构在一开始要产生压缩弹性变形， 等到弹性变形力克服了气门弹簧预紧力之后，气门才能开始运动 3）由于缸内气压力的存在，尤其是排气门，气缸压力的作用与气门弹 簧预紧力的作用相同，都是阻止气门开启，使气门迟开。 上述原因的综合作用使得气门的实际开启时刻迟于理论开启时刻，若没 有缓冲段，气门的初速度短时间内由零变得很大，有很强的冲击作用。 同样，当气门落座时末速度很大，会对气门座产生强烈冲击，气门机构 的磨损和噪声加剧。为了补偿气门间隙以及预紧力和气缸压力造成的弹 性变形，要在实际工作段前后增设缓冲段，保证气门开启和落座时处于 很小的速度。 5-4凸轮缓冲段由等加速—等速两段组成，已知缓冲段高度H0、速度 v0、缓冲段包角 ，等加速度包角 ，请写出缓冲段各段的方程式。 答：等加速段： ，
《内燃机设计》课后习题答案
第一章：内燃机设计总论1-1根据公式，可以知道，当设计的活塞平均速度V m增加时，可以增加有效功率，请表达活塞平均速度增加带来的副作用有哪些？具体原因是什么？答：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进排气流速增加，导致进气阻力增加、充气效率ηv下降。
1-2汽油机的主要优点是什么？柴油机主要优点是什么？答：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〕防火平安性好，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〕空气利用率高，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，所以制造本钱低。
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。
1-3假设柴油机与汽油机的排量一样，都是非增压或者都是增压机型，哪一个升功率高？为什么？答：汽油机的升功率高，在相同进气方式的条件下，①由PL=Pme*n/30τ可知，汽油机与柴油机的平均有效压力相差不多。
但是由于柴油机后燃较多，在缸径相同情况下，转速明显低于汽油机，因此柴油机的升功率小。
②柴油机的过量空气系数都大于1，进入气缸的空气不能全部与柴油混合，空气利用率低，在转速相同、缸径相同情况下，单位容积发出的功率小于汽油机，因此柴油机的升功率低，汽油机的升功率高。
1-4柴油机与汽油机的汽缸直径、行程都一样，假设D=90mm、S=90mm，是否都可以到达相同的最大设计转速〔如n=6000r/min〕？为什么？答：.对于汽油机能到达，但是柴油机不能。
因为柴油机是扩散燃烧形式，混合气的燃烧速度慢，达不到汽油混合气的燃烧速度，所以达不到6000r/min的设计转速。
缸径越大，柴油混合气完成燃烧过程的时间越长，设计转速越低。
（完整版）内燃机原理课后习题与答案
（完整版）内燃机原理课后习题与答案第一章发动机的性能1. 简述发动机的实际工作循环过程。
1）进气过程：为了使发动机连续运转，必须不断吸入新鲜工质，即是进气过程。
此时进气门开启，排气门关闭，活塞由上止点向下止点移动。
2）压缩过程：此时进排气门关闭，活塞由下止点向上止点移动，缸内工质受到压缩、温度。
压力不断上升，工质受压缩的程度用压缩比表示。
3）燃烧过程：期间进排气门关闭，活塞在上止点前后。
作用是将燃料的化学能转化为热能，使工质的压力和温度升高，燃烧放热多，靠近上止点，热效率越高。
4）膨胀过程：此时，进排气门均关闭，高温高压的工质推动活塞，由上止点向下至点移动而膨胀做功，气体的压力、温度也随之迅速下降。
（5 ）排气过程：当膨胀过程接近终了时，排气门打开，废气开始靠自身压力自由排气，膨胀过程结束时，活塞由下止点返回上止点，将气缸内废气移除。
3. 提高发动机实际工作循环热效率的基本途径是什么？可采取哪些基本措施？提高实际循环热效率的基本途径是：减小工质传热损失、燃烧损失、换气损失、不完全燃烧损失、工质流动损失、工质泄漏损失。
提高工质的绝热指数K可采取的基本措施是：⑴减小燃烧室面积，缩短后燃期能减小传热损失。
⑵?采用最佳的点火提前角和供油提前角能减小提前燃烧损失或后燃损失。
⑶采用多气门、最佳配气相位和最优的进排气系统能减小换气损失。
⑷加强燃烧室气流运动，改善混合气均匀性，优化混合气浓度能减少不完全燃烧损失。
⑸优化燃烧室结构减少缸内流动损失。
⑹采用合理的配缸间隙，提高各密封面的密封性减少工质泄漏损失。
4. 什么是发动机的指示指标？主要有哪些？它主要有：指示功和平均答：以工质对活塞所作之功为计算基准的指标称为指示性能指标。
指示压力.指示功率.指示热效率和指示燃油消耗率。
5. 什么是发动机的有效指标？主要有哪些？答:以曲轴输出功为计算基准的指标称为有效性能指标。
主要有：1）发动机动力性指标，包括有效功和有效功率.有效转矩.平均有效压力.转速n 和活塞平均速度；2）发动机经济性指标，包括有效热效率?有效燃油消耗率；3）发动机强化指标，包括升功率PL.比质量me。
内燃机学课后习题答案
2-4 平均有效压力与升功率在作为评定发动机得动力性能方面有何区别？答平均有效压力就是一个假想不变得压力,其作用在活塞顶上使活塞移动一个行程所做得功等于每循环所做得有效功,升功率就是在标定得工况下,发动机每升气缸工作容积所发出得有效功率。
区别:前者只反应输出转矩得大小,后者就是从发动机有效功率得角度对其气缸容积得利用率作出得总评价,它与 Pme 与 n 得乘积成正比。
(Pl=Pme·n/30T)2-6提升途径:1)采用增压技术,2)合理组织燃烧过程,提高循环指示效率,3)改善换气过程,提高气缸得充量系数,4)提高发动机得转速,5)提高内燃机得机械效率,6)采用二冲程提高升功率,7)增加排量2-9 内燃机得机械损失由哪些部分组成？详细分析内燃机机械损失得测定方法,其优缺点及适用场合。
答(1)机械损失组成:1 活塞与活塞环得摩擦损失。
2 轴承与气门机构得摩擦损失。
3、驱动附属机构得功率消耗。
4 风阻损失。
5 驱动扫气泵及增压器得损失。
(2)机械损失得测定:1 示功图法:由示功图测出指示功率 Pi,从测功器与转速计读数中测出有效功率 Pe,从而求得 Pm,pm 及ηm 得值。
优:在发动机真实工作情况下进行,理论上完全符合机械损失定义。
缺:示功图上活塞上止点位置不易正确确定,多缸发动机中各缸存在一定得不均匀性。
应用:上止点位置能精确标定得场合。
2 倒拖法:发动机以给定工况稳定运行到冷却水,机油温度达正常值时,切断对发动机供油,将电力测功器转换为电动机,以给定转速倒拖发动机,并且维持冷却水与机油温度不变。
这样测得得倒拖功率即为发动机在该工况下得机械损失功率。
缺点:1 倒拖工况与实际运行情况相比有差别 2 求出得摩擦功率中含有不该有得 Pp 这一项。
3 在膨胀,压缩行程中,p-v 图上膨胀线与压缩线不重合。
4 上述因素导致测量值偏高。
应用:汽油机机械损失得测定。
3 灭缸法:在内燃机给定工况下测出有效功率 Pe,然后逐个停止向某一缸供油或点火,并用减少制动力矩得办法恢复其转速。
内燃机设计答案
第一章：内燃机设计总论1-1根据公式 ，可以知道，当设计的活塞平均速度Vm 增加时，可以增加有效功率，请叙述活塞平均速度增加带来的副作用有哪些？具体原因是什么？答：①摩损增，机效ηm 下，活塞组的热负荷增，机油温度升，承载力下，发寿命降。
②惯增，导致机负和机振加剧、ηm 降低、寿命低。
③进排气流速增加，导致进气阻力增加、充气效率ηv 下降。
1-2汽油机的主要优点是什么？柴油机主要优点是什么？答：柴优：1）燃经好。
2）因为没有点火系统，所以工作可靠性和耐久性好。
3）可通过增压、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。
汽优：1）空利率搞，n 高，因而PL 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。
1-3假如柴油机与汽油机的排量一样，都是非增压或者都是增压机型，哪一个升功率高？为什么？答：汽升功率高，在相同进气方式的条件下，①由PL=Pme*n/30τ可知，平均有效压力相差不多。
但由于柴后燃较多，在缸径相同时，转速明显低于汽，因此柴油机的升功率小。
②柴的过量空气系数都大于1，进入气缸的空气不能全部与柴油混合，空气利用率低，在转速相同、缸径相同时，单位容积发出的功率小于汽油机，因此柴油机的升功率低，汽升功率低。
1-4柴油机与汽油机的汽缸直径、行程都一样，假设D=90mm 、S=90mm ，是否都可以达到相同的最大设计转速（如n=6000r/min ）？为什么？ 答：.汽能，柴不能。
因为柴油机是扩散燃烧形式，混合气的燃烧速度慢，达不到汽油混合气的燃烧速度，所以达不到6000r/min 的设计转速。
缸径越大，柴油混合气完成燃烧过程的时间越长，设计转速越低。
1-6目前使发动机产生性能大幅度提高的新型结构措施有哪些？为什么？答：新型燃烧室，多气门（提高ηv ），可变配气相位VVT （提高ηv ），可变进气管长度（提高ηv ）,可变压缩比，可变增压器VGT 、VNT （可根据需要控制进气量），机械-涡轮复合增压，顶置凸轮机构DOHC 、SOHC （结构紧凑，往复惯性力小）。
《内燃机设计》课后习题标准答案(袁兆成主编)
《内燃机设计》课后习题答案(袁兆成主编)————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：第一章：内燃机设计总论1-1根据公式 τ2785.0ZD v p P m me e = ，可以知道，当设计的活塞平均速度V m 增加时，可以增加有效功率，请叙述活塞平均速度增加带来的副作用有哪些？具体原因是什么？ 答：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进排气流速增加，导致进气阻力增加、充气效率ηv 下降。
1-2汽油机的主要优点是什么？柴油机主要优点是什么？ 答：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）空气利用率高，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。
1-3假如柴油机与汽油机的排量一样，都是非增压或者都是增压机型，哪一个升功率高？为什么？答：汽油机的升功率高，在相同进气方式的条件下， ①由PL=Pme*n/30τ可知，汽油机与柴油机的平均有效压力相差不多。
但是由于柴油机后燃较多，在缸径相同情况下，转速明显低于汽油机，因此柴油机的升功率小。
②柴油机的过量空气系数都大于1，进入气缸的空气不能全部与柴油混合，空气利用率低，在转速相同、缸径相同情况下，单位容积发出的功率小于汽油机，因此柴油机的升功率低，汽油机的升功率高。
1-4柴油机与汽油机的汽缸直径、行程都一样，假设D=90mm 、S=90mm ，是否都可以达到相同的最大设计转速（如n=6000r/min ）？为什么？答：.对于汽油机能达到，但是柴油机不能。
内燃机设计第三章答案-PPT文档资料
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更高的等容度决定了等容加热循环具有更高的效率
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不同机型比较 最高爆发压力形同， 吸热量相同
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Evaluation only. cm bv Q Q Q eated with Aspose.Slides for c .NET 3.5 Client Profileb5.2.0 m 1 p 1 m 1 v v bp Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd. Q Q Q 2 p 2 m 2 v
Evaluation only. eated with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0 Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd. 增大压缩比可以 t 提高ICE的循环
效率
1、压缩比的影响
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Q 2 Q 2
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2、压力升高比和预膨胀比的影响 T 等容度：循环吸热过程中
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内燃机设计题的答案(仅供参考)
名词解释：1自由弹势：轴瓦在自由状态下并非呈真正的半圆形，弹开的尺寸比直径稍大些，超出量称为自由弹势Δs 。
2圆角弯曲形状系数：等于圆角表面最大应力σmax 与圆角名义应力σn 之比。
3连杆螺栓基本载荷系数：工作时实际加载量△p 与工作载荷Pj 的比值。
4隧道式机体：主轴承孔不分割的机体。
5梨形环：开口处压力比较高的不均压环。
6润滑特性数：s=-（ρ+ht 〞）作为评价润滑油膜承载能力的特性参数。
7凸轮升程几何速度：只取决于凸轮形状和尺寸而与凸轮角速度无关的量dht/dρc 。
8轴瓦抗咬粘性：轴承油膜由于某种原因（冷启动，突然缺油）遭到破坏时，轴承材料不擦伤和咬死轴颈的能力。
9椭圆轴承:轴瓦是中间厚两边薄的形状。
10热强度系数：材料的拉伸极限强度σB 与热应力特性数（aE/λ）相比称为热强度系数。
11圆角扭转形状系数：等于圆角表面最大切应力与轴颈名义应力ηn 之比。
12顺应性：轴承副有几何形状偏差和变形时克服边缘负荷从而使负荷均匀化的性能。
13嵌藏性：以微量变形吸收混在机油中的外来异物颗粒而不擦伤轴颈的性能。
14外平衡：研究发动机不平衡力和力矩整个系统对外界（支承）的影响。
15内平衡：对已平衡的机器进行曲轴和机体内部所受载荷（弯矩和剪力）分析和计算。
16静平衡：质量系统运转时离心力合力为零即系统的质心位于旋转轴线上。
17动平衡：当系统旋转时不仅旋转惯性力合力Rr=0且合力矩Mr=0达到完全平衡。
18强化指标：平均有效压力Pe 和活塞平均速度Cm 的乘积。
19比重量：单位千瓦的净重。
表征工作过程的强化程度和结构设计的完善程度。
内燃机主要设计指标：1动力性指标（功率，转速，最大扭矩，最大扭矩时转速）2经济性指标（燃油消耗率）3可靠性和耐久性指标4重量和外形尺寸指标（比重量，体积功率）5低公害指标（排放物，噪音）内燃机设计的三化：产品系列化，零部件通用化，零件设计标准化。
柴油机优点:因为热效率高，所以其燃料经济性好，工作可靠性耐久性好可以采用高的增压度和较大的缸径来提高平均有效压力和功率，防火安全性好。
沈航内燃机构造课后题 附答案
第一章内燃机的工作原理和总体构造1、汽油机和柴油机在结构上有哪些主要不同？汽油机与柴油机在结构上：主要不同之处是燃油供给系统和点火装臵。
2、画出二冲程、四冲程汽油机和四冲程非增压和增压柴油机的示功图。
指出四种示功图的不同点。
四冲程汽油机示功图3、解释型号170F柴油机、6135Z柴油机、6135C-1柴油机、12V135Z柴油机和4110Q汽油机的含义。
170F柴油机——单缸、四冲程、缸径70mm、风冷柴油机6135Z柴油机——6缸、四冲程、缸径135mm、水冷、增压柴油机6135C-1柴油机——6缸、四冲程、缸径135mm、水冷、船用、第一种变型柴油机12V135Z柴油机——12缸、V型排列、四冲程、缸径135mm、水冷、增压柴油机4110Q汽油机——4缸、四冲程、缸径110mm、水冷、汽车用汽油机4、解释名词：上止点、下止点、活塞行程、气缸工作容积、燃烧室容积、气缸最大容积、内燃机排量和压缩比上止点下止点活塞行程、气缸工作容积燃烧室容积气缸最大容积内燃机排量压缩比5、四冲程内燃机的工作间隔角是多少？通常六缸机的工作顺序是什么？内燃机的工作间隔曲柄转角φ：四冲程为φ=720º/i= 180º（i为气缸数）二冲程为φ=360º/i= 180º通常四缸机的工作顺序：1-3-4-2-1通常六缸机的工作顺序：1-5-3-6-2-4-16、内燃机通常由哪些零件、机构和系统组成？机构和系统又包括哪些零件和附件？内燃机通常由下列零件、机构和系统组成：机体——各种零件、机构和系统都装在机体上。
气缸体、曲轴箱、油底壳等气缸盖——与活塞顶共同组成燃烧室，配气机构和气道布臵在上面。
机构和系统又包括哪些零件和附件曲柄连杆机构——主要运动件、活塞组、连杆组、曲轴组等组成。
供给系(燃料供给系、进排气系统)-----燃料供给系：化油器、燃料喷射系统进排气系统：空气滤清器、进、排气管、消声器配气机构——定时开启和关闭进、排气门、驱动组、传动组、气门组点火系（蓄电池点火系、磁电机点火系）——火花塞、点火线圈、断电器、分电器冷却系（水冷和风冷）——水冷：水泵、散热器、风扇、冷却水套等风冷：风扇、导风罩、散热片等润滑系(压力润滑、飞溅润滑、油雾润滑)——润滑油泵、润滑油滤清器、润滑油冷却器等起动装臵——手摇起动、电起动、压缩空气起动附件及其它特殊装臵——传感器等第二章曲柄连杆机构1、曲柄连杆机构包括哪几部分？每部分的运动规律是什么？每部分又包括哪些零件？曲柄连杆机构包括活塞组（往复运功）：活塞、活塞环、活塞销等零件连杆组（变速摆动）：连杆、连杆螺栓和连杆轴承曲轴（旋转运动）：曲轴前端、曲拐、曲轴后端及平衡重(曲拐：主轴颈、曲柄臂和曲柄销) 2、曲柄连杆机构是怎样把热能转化成机械能的？3、惯性力包括哪两种？特点如何？怎么平衡？惯性力包括：往复惯性力和离心惯性力单缸内燃机的平衡往复惯性力的平衡：单轴平衡法、双轴平衡法离心惯性力的平衡：在曲柄臂的延长部位配臵适当的平衡重多缸内燃机的平衡往复惯性力的平衡：单轴平衡、双轴平衡。
《汽车内燃机设计》_韩同群 段晓雅 习题答案 (8)[4页]
![《汽车内燃机设计》_韩同群 段晓雅 习题答案 (8)[4页]](https://img.taocdn.com/s3/m/3b83c487d5d8d15abe23482fb4daa58da0111cd9.png)
第8章 汽车内燃机主要零部件设计思考题和项目训练一、思考题1. 多拐曲轴强度最薄弱的环节是曲柄，曲柄的主要结构参数是哪两个？各自的变化对其强度有何影响？一般曲轴的设计安全系数要多大？ 答：曲柄的主要参数是厚度（h ）和宽度（b ）曲柄界面的抗弯截面系数6/2bh W =σ由此可知，h 提高10%，σW 理论上升20%，实际上升40%，因为h 的增大，则磨圆处应力集中现象减轻，使应力分布趋于均匀；b 上升10%，σW 理论上升10%，实际上升5%，由于b 上升，应力分布不均匀更加严重。
一般在制造工艺稳定的条件下，钢制曲轴的安全系数n ≥1.5，对于高强度球墨铸铁曲轴，由于材料质量不均匀，而且疲劳强度的 分散度比较大，应取n ≥1.8。
2. 在利用有限元方法进行曲轴强度分析时，一般模型与实际曲轴存在那些差异？答：想得到符合实际的计算结果，关键是如何处理曲轴的位移约束条件和加载方式。
位移约束和加载方式的不同，会得到差别非常大的结果，这需要详细了解曲轴的工作情况和受力情况。
另外，形状变化剧烈的圆角处，要进行网格细化，否则计算结果不准。
3. 飞轮的转动惯量根据什么来确定？飞轮转动惯量与气缸数是什么关？ 答：在曲轴系总转动惯量中，飞轮占绝大部分。
令飞轮的转动惯量I f =ψI 0，ψ为飞轮的转动惯量占总转动惯量的比例，一般取ψ=0.8~0.9，多缸机一般取较小的数值，则飞轮的转动惯量I f 为I f =ψΔE δωm 2≈10.8×106ψξδP e n 3ΔE 为盈亏功 δ即运转不均匀系数ξ为盈亏功系数n 为转速，ωm 为平均角速度，P e 为有效功率。
随着气缸数的增加，ξ和δ都呈减小的趋势，而ξ减小的速度要快于δ，根据公式，可 得：随着气缸数的增加，飞轮的转动惯量逐渐减小外径越大，在同样的转动惯量下飞轮就可以越轻。
飞轮的外径除了要考虑空间条件外， 主要就是考虑外圆的圆周速度，尤其对于灰铸铁飞轮，建议圆周速度不超过 35—50m/s. 否则，容易造成由于离心惯性力过大，材料的抗拉强度不足而使飞轮损坏及飞轮材料碎 裂飞出的事故。
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第一章：内燃机设计总论1-1根据公式 τ2785.0ZD v p P m me e = ，可以知道，当设计的活塞平均速度V m 增加时，可以增加有效功率，请叙述活塞平均速度增加带来的副作用有哪些？具体原因是什么？答：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进排气流速增加，导致进气阻力增加、充气效率ηv 下降。
1-2汽油机的主要优点是什么？柴油机主要优点是什么？答：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）空气利用率高，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。
1-3假如柴油机与汽油机的排量一样，都是非增压或者都是增压机型，哪一个升功率高？为什么？答：汽油机的升功率高，在相同进气方式的条件下，①由PL=Pme*n/30τ可知，汽油机与柴油机的平均有效压力相差不多。
但是由于柴油机后燃较多，在缸径相同情况下，转速明显低于汽油机，因此柴油机的升功率小。
②柴油机的过量空气系数都大于1，进入气缸的空气不能全部与柴油混合，空气利用率低，在转速相同、缸径相同情况下，单位容积发出的功率小于汽油机，因此柴油机的升功率低，汽油机的升功率高。
1-4柴油机与汽油机的汽缸直径、行程都一样，假设D=90mm 、S=90mm ，是否都可以达到相同的最大设计转速（如n=6000r/min ）？为什么？答：.对于汽油机能达到，但是柴油机不能。
因为柴油机是扩散燃烧形式，混合气的燃烧速度慢，达不到汽油混合气的燃烧速度，所以达不到6000r/min 的设计转速。
缸径越大，柴油混合气完成燃烧过程的时间越长，设计转速越低。
1-5活塞平均速度提高，可以强化发动机动力性，请分析带来的副作用是什么？答：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进排气流速增加，导致进气阻力增加、充气效率ηv 下降。
1-6目前使发动机产生性能大幅度提高的新型结构措施有哪些？为什么？答：新型燃烧室，多气门（提高ηv），可变配气相位VVT （提高ηv），可变进气管长度（提高ηv）,可变压缩比，可变增压器VGT 、VNT （可根据需要控制进气量），机械-涡轮复合增压，顶置凸轮机构DOHC 、SOHC （结构紧凑，往复惯性力小）。
1-8某发动机为了提高功率，采用了扩大汽缸直径的途径，如果汽缸直径扩大比较多，比如扩大5mm，与之相匹配的还要改变那些机构的设计？还要进行哪些必要的计算？答：气缸直径改变之后，除估算功率、转矩外，活塞直径、气门直径、气门最大升程要重新确定，活塞环要重新选配，曲轴平衡要重新计算，要进行曲轴连杆机构动力计算和扭振计算，要进行压缩比验算、燃烧室设计、工作过程计算深知重新设计凸轮型线等。
1-9某发动机由于某种原因，改变了活塞行程，与之相匹配的还要进行哪些结构更改设计和计算？答：活塞行程S改变后，在结构上要重新设计曲轴，要重新进行曲柄连杆机构动力计算、平衡计算、机体高度改变或者曲轴中心移动、压缩比验算与修正、工作过程计算等。
第二章：曲柄连杆机构受力分析2-1写出中心曲柄连杆机构活塞的运动规律表达式，并说出位移、速度和加速度的用途。
答：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= =18 m/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。
2-2气压力P g和往复惯性力P j的对外表现是什么？有什么不同？答：气压力Fg的对外表现为输出转矩，而Fj的对外表现为有自由力产生使发动机产生的纵向振动。
不同：除了上述两点，还有Fjmax < FgmaxFj总是存在，但在一个周期内其正负值相互抵消，做功为零；Fg是脉冲性，一个周期内只有一个峰值。
第三章：内燃机的平衡3-1四冲程四缸机，点火顺序1-3-4-2，试分析旋转惯性力和力矩，第一阶、第二阶往复惯性力和力矩，如不平衡，请采取平衡措施。
答：解：点火间隔角为 A= =180°（1）作曲柄图和轴测图，假设缸心距为a。
一阶曲柄图二阶曲柄图轴测图（2）惯性力分析。
根据一阶曲柄图和二阶曲柄图作力的矢量图，做如图所示的四拐平面曲轴往复惯性力矩图。
由于二阶惯性力不平衡，所以不能分析二阶力矩，因为此时随着取矩点的不同，合力矩的结果是不一样的。
一阶往复惯性力二阶往复惯性力一阶往复惯性力矩3-2二冲程四缸机，点火顺序1-3-4-2，试分析旋转惯性力和力矩，第一阶、第二阶往复惯性力和力矩，如不平衡，请采取平衡措施。
并指出M j1max及出现时刻。
答：解：点火间隔角为A==90°（1）作曲柄图和轴测图。
（2）惯性力分析。
显然，一阶和二阶往复惯性力之和都等于零，即FRjI=0，FRjII=0，静平衡。
（3）惯性力分析。
根据右手定则向第四拐中心取矩，得到在水平轴上的投影MjIx=aCcos18°26′。
可以看出，在第一缸曲拐处于上止点前18°26′时，该机有最大一阶往复惯性力，即旋转惯性力矩（4）平衡措施。
采用整体平衡方法，有3-3四冲程三缸机，点火顺序1-3-2，试分析旋转惯性力和力矩，第一阶、第二阶往复惯性力和力矩，如不平衡，请采取平衡措施。
并指出M j1max及出现时刻。
答：解：点火间隔角为A==240°（1）作曲柄图和轴测图三拐曲轴一、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3-4为了一个四冲程（1-3-4-2）设计一套用于平衡二阶往复惯性力的双轴平衡机构。
答：此时发动机支撑还承受发动机本身重量和由于曲柄变形而产生的弯矩作用。
（1）一阶往复惯性力的平衡分析：如上图所示，以气缸夹角平分线为始点，左右两列气缸的一阶往复惯性力分别为=Ccos(+)= Ccos(-)向x轴和y轴投影，再求和，得=+=Ccos?(1+cos)=+=Csin?(1-cos)合力==C合力方向=arctan而+=1，所以的端点轨迹是一个椭圆。
当<时，为长半轴；当>时，为长半轴；当=时，=C,其端点轨迹是一个圆。
（2）二阶往复惯性力的平衡分析同样以气缸夹角平分线为起始点，左右两列气缸的二阶惯性力表示为=Ccos2=Ccos2在坐标轴上的投影为：=2Ccoscoscos2=2Csinsinsin2也是椭圆，合力为==2C合力方向为当=时，有=，=，变为水平方向的往复惯性力，可以用兰氏机构平衡。
结论：=时，为一个圆，相当于离心力；为往复惯性力，方向垂直于气缸夹角平分线。
3-5四冲程六缸机的惯性力和惯性力矩都已经平衡了，此发动机的支撑还承受什么力作用？答：解：点火间隔角为A==120°（1）作曲柄图和轴测图三拐曲轴一、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第四章：曲轴系统的扭转振动4-1什么是扭振？扭振的现象和原因是什么？答：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列出单自由度扭振系统的自由振动方程，求出微分方程的解和初相位。
答：弹性力矩 ,惯性力矩根据理论力学，得+ =0 ，+ =0此二阶线性齐次微分方程的解为：其中，4-4什么是力矩简谐分析的摩托阶数？为什么四冲程发动机的转矩表达式中，简谐阶数不都是自然数，有半数的阶数？答：=其中为转矩的第k阶谐量，表示该谐量在在周期内变化k次，称为摩托阶数。
对于四冲程发动机，曲轴两转即角为一个周期，因此相对于数学上的周期来讲，曲轴一转（）内四冲程发动机第k阶力矩仅变化了次，因此四冲程的摩托阶数存在半阶数。
4-5对于多拐曲轴，可以画出几个相位图？什么情况是主谐量？什么情况是次主谐量？答：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。
3）曲拐侧视图有q个不同方向的曲拐，则有qτ/2个相位图。
4-6什么是临界转速？如何求对应第k阶谐量引起的临界速度？计算和分析扭振的条件是什么？答：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，k ωt =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：①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4-7计算曲轴系统扭振的假设条件是什么？答：1）强迫振动引起的共振振型与自由振动的振型相同2）只有引起共振的那一阶力矩对系统有能量输入3）共振时激发力矩所做的功，等于曲轴上的阻尼功4-8如果知道第一个集中质量的绝对振幅，其他集中质量的振幅如何求出？为什么？答：因为共振时阻尼功等于激振功，激振频率等于固有频率，即= ,，ψ= ,所以Ф1sin= -ξkωtФ,Ф1 = ,则由，可以求出所有集中质量的绝对振幅第五章：配气机构设计5-1配气机构中平底挺柱的几何运动速度与凸轮接触点偏心距的关系如何？设计平底挺柱时，挺柱底面半径要满足什么要求？答：数值相等。
平底挺柱的底面半径要大于最大偏心距，也就是在数值上要大于挺柱的最大几何速度。